hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
月経関連疾患に対する遺伝・環境・生活習慣の関連および妊娠分娩経過による影響

月経困難症や月経前症候群などの月経関連疾患は、女性のQOLを著しく低下するものであり、近年でも増加している。また、月経は妊娠分娩と密接な関係がある。母子コホート調査であるエコチル調査より宮城県の妊婦2,310人を対象に、分娩後に再開した月経における疼痛や月経前の精神的不安定さの程度について検証した。分娩後1.5年までに再開した月経において、月経痛の程度は、妊娠前の属性、妊娠中の不安や抑うつ、産後うつ、月経再開後の周期不順と関連し、月経前の精神的不安定さは妊娠中の喫煙や精神状態と関連していた。しかし月経困難症も月経前症候群も、周産期の合併症や異常経過とは関連していなかった。本研究では、大規模コホート調査である子どもの健康と環境に関する全国調査(エコチル調査)を基に、月経困難症などの月経異常や月経前症候群における遺伝・環境要因および心理的要素の影響や、妊娠分娩経過が与える影響について前向きに検証する。エコチル調査は、平成26年3月で募集が終了し全国で総勢103,106組の夫婦とその子供が参加に同意した。内、宮城ユニットセンターでは9,217組が参加に同意された。そして、平成26年11月には全ての妊婦が分娩まで至った。本研究で、当初、対象となる母親から分娩後の追加調査の中で妊娠前の月経関連の情報をさらに詳細に調べることを計画していたが、追加調査の回答率の低さから調査項目の追加はしないことにした。登録時に妊娠前の月経の状況もしくは異常に関する情報があることと、月経異常の症状自体が分娩後には一度軽快することが多いことから、分娩後の月経関連疾患に関わる本研究には大きな影響がないと判断した。平成26年度中には、平成23年12月31日までに分娩(流産、死産を含む)に至った全国10,228組の母子の1次固定データが公開された。現在、一次固定データから全国10,228人(内宮城ユニットセンター1,094人)を対象として、現在基礎属性と周産期経過を調査中である。さらに、宮城ユニットセンターにおける分娩後1.5年までの追加調査のデータもクリーニングが終わり次第、解析に加える予定である。また、平成27年度秋頃には平成24年12月31日までに分娩に至った約60,000組の母児の2次固定データを入手する予定である。1次固定データを基に2次固定データでの基礎属性と周産期経過を確認するととともに、分娩後月経が再開した母親の月経情報を調査する予定である。平成26年度に公開された一次固定データから全国10,228人(内宮城ユニットセンター1,094人)の妊婦を対象として、基礎属性を調査した。一次固定データの含まれる母親の大半が妊娠前もしくは妊娠中に東日本大震災を経験していたことから、分娩後再開する月経に対する諸症状に影響しうる精神状態にも影響している可能性について検討を行った。東日本大震災後3か月から9か月の期間において、妊婦の精神的ジストレスを調査し、甚大な被災を被った宮城県と直接被害の少ないその他の地域を比較した。一次固定データ(10,129組の夫婦)を用い、基準を満たす7,473組(内、宮城ユニットセンター998組、宮城と福島を除いたその他の13ユニットセンター6,475組)のデータを抽出し、精神的ジストレスに対する尺度であるKessler 6-item psychological distress scale (K6)とストレス要因であるnegative life eventsについて解析した。その結果、宮城ユニットセンター、特に沿岸部では、K6高得点獲得者の頻度は高く、negative life eventsを経験していた妊婦も多かった。さらに東日本大震災直後において、妊婦はnegative life eventsを経験することで精神的ジストレスのリスクが増大するということが確認されたとともに、negative life eventsの経験に関わらず、被災地、特に津波被害が甚大であった地域で生活することでそのリスクを増大していたということが確認された。平成27年度には一次固定データでの解析について英文論文1編と海外学会発表1回を行った。一次固定データの解析をもとに、平成27年末に公開された全国調査の二次固定データ(65,959組)の基礎データを解析している。追加調査については、全ての同意者において産後に再開した月経および月経異常の情報が集まり、現在公開用データを入力している。平成28年6月に公開されたエコチル調査全出生固定データ(全103,099人の妊婦)の内、宮城ユニットセンターは9,177人の妊婦が含まれていた。追加調査の参加状況より分娩後3年の調査が延期されたことから、本研究では分娩後1.5年の調査データのみで解析を行った。その中で分娩後1.5年の質問票に回答があった妊婦2,310人を研究対象とした。分娩後1.5年の質問票の中で、月経痛および月経前の精神状態に関する質問に回答があった対象は、それぞれ2,016人、2,046人であった。分娩後に再開した月経において、疼痛の程度は中等度高度が28.2%に及び、若年、やせ、肥満、精神疾患既往、妊娠中精神状態、産後うつ、再開後月経不順が関連していた。

月経前の精神状態はPremenstrual Symptoms Questionnaireから、中等度から高度の月経前症候群(PMS)は3.1%、月経前不快気分障害(PMDD)は1.0%であり、若年女性の非妊娠時と比較し低いもので、分娩後には月経周期に起因する精神不安定さは少ない可能性が示された。また精神疾患既往、妊娠中の喫煙、妊娠中K6 score、産後うつが関連していた。これらの月経関連疾患において、妊娠分娩歴、流早産、Hypertensive disorders of pregnancy、妊娠糖尿病などの周産期合併症や分娩様式、分娩時出血、母児入院期間など分娩経過との相関も認められなかった。さらに月経関連疾患には相互的な関連は見られ月経痛が強いほど月経前の精神状態が不安定であった。本研究の結果より、分娩後1.5年までに再開した月経において、疼痛の程度は妊娠前の属性と関連し、月経前の精神的不安定さは妊娠中の喫煙や精神状態と関連していたが、ともに周産期の合併症や異常経過との関連性が低かった。月経困難症や月経前症候群などの月経関連疾患は、女性のQOLを著しく低下するものであり、近年でも増加している。また、月経は妊娠分娩と密接な関係がある。母子コホート調査であるエコチル調査より宮城県の妊婦2,310人を対象に、分娩後に再開した月経における疼痛や月経前の精神的不安定さの程度について検証した。分娩後1.5年までに再開した月経において、月経痛の程度は、妊娠前の属性、妊娠中の不安や抑うつ、産後うつ、月経再開後の周期不順と関連し、月経前の精神的不安定さは妊娠中の喫煙や精神状態と関連していた。しかし月経困難症も月経前症候群も、周産期の合併症や異常経過とは関連していなかった。初年度から2年間は、データの蓄積と抽出および基礎属性の解析を主として計画している。初年度中には、全体調査から初めて公開された1次固定データを確認でき、すでに解析を開始できている。今後解析をするうえで、非常に有益であると考えている。全同意者の妊娠分娩情報の揃った全国調査三次固定データが平成28年度春に公開される見込みである。2次固定データとの照合とし、解析を進める予定である。加えて、追加調査における分娩後再開した月経についてのデータ公開は、平成28年度後半になると予想され、公開された後、全国調査と合わせて本解析を進め、結果を公表、論文化する予定である。婦人科1年目から続けている1次固定データの解析を進める。本年度中(2年目)に公開予定の2次固定データを取得できたところで、1次固定データとの照合と予備解析を行う予定である。3年目中には全妊婦の周産期情報が公開とされたところで、本解析を行い、研究結果を公表することを考えている。エコチル調査での研究にかかる分担経費(人件費、印刷費、郵便費など)の一部について、調整を翌年に持ち越した。初年度は、解析に必要となるパソコンや解析ソフト等を購入した。エコチル調査での研究にかかる分担経費(人件費、印刷費、郵便費など)は翌年に持越した。本年度末までにエコチル調査追加調査の全経費の分担を調整し、本研究にかかる分担経費が計上される。また、学会参加および論文執筆にかかる費用に使用する計画である。エコ腟調査にかかる分担経費に充てる他、学会参加、論文執筆にかかる費用に使用する計画である。
GPGPUによるPhase- field法コードの高速化

本研究の目的はGPGPUをPhase-field法に適用することで、計算速度の高度化をはかりワークステーション一台の計算可能範囲を広げることにある。二年度にわたり、希薄溶液計算だけでなく、実用合金に多くみられる正則溶体近似が必要な系でのGPUコードの開発を行った。希薄溶液で数倍程度しか実行速度の向上が見られなかったものの、正則溶体合金では20倍程度の速度向上を達成することができた。初年度である本年は、Phase-field法プログラムにCUDAを適用、GPUを活用するPhase-field法プログラムを開発した。CPU/GPU速度比調査の結果、希薄溶液近似の計算プログラムではGPUプログラムの計算速度は3倍程度であった。これはCPUプログラムでは、計算負荷が大きい界面領域とそうでないバルク領域を分けて計算することで計算時間を短縮できるのに対し、GPUでは条件分岐を行うとウォープ・ダイバージェント呼ばれる計算量の増加を招くため、領域分けによる計算時間短縮が出来ないためである。仮にCPUプログラムから高速化条件分岐を外してGPUと同様の全領域計算を行うと、計算速度比は20倍程度まで上がる。一方、計算ルーチンが1つ増える正則溶体近似用プログラムの場合、追加された計算ルーチン部分を5倍程度高速化することができた。正則溶体近似の場合、界面濃度計算が処理速度ボトムネックとなる。このルーチンをまずはCPU計算で条件分岐をし、繰り返し計算が必要な部分にのみGPUを適用する事で対CPU高速化効率の上昇を図った。結果として、正則溶体近似の計算の場合、GPU併用により3x5=約15倍の高速化することができた。当初の研究計画では計算時間を1/10以下にすることを目的としており、所期の目的を達成する事ができたと考える。なお本成果は日本金属学会の春の講演大会で発表をしている。本研究の目的はGPGPUをPhase-field法に適用することで計算速度の高速化をはかり、ワークステーション1台の計算可能範囲を広げることにある。既にPhase-field法に対するGPGPUの適用例はあるが、本研究と既存研究との大きな違いは、既存研究が希薄溶液近似を用いて計算のボトムネックを簡素化していることにある。本研究では初年度、ボトムネックである正則溶体近似を用いた熱力学データベースによる界面濃度計算量増加部分にGPGPUを適用することで15倍程度の計算処理速度の向上を達成することができた。本年度は上述部以外にもGPGPUを適用することで、メインルーチン部分を約40倍、ボトムネックであるサブルーチンとあわせて20倍程度の速度向上を達成した。その際、計算プログラムが複雑化するシェアードメモリは利用せずに、Phase-field値の更新などのタイミングを最適化することで速度の向上を試みた。また初年度はCUDA-Cを用いていたが、本年度は既存の組織予測プログラム資源を活用することを目的としてCUDA-Fortranでプログラム作成を行った。本年度のGPGPUによる計算プログラムの高速化によって、今まで大型計算機で3264CPU並列などを必要とした計算と同様の計算が1CPU+1GPUで可能となった。さらに適用例として想定していた、耐熱合金とコーティング界面付近の2次反応層での組織変化への適用、その他にも超高強度Mg合金(LPSO合金)の組織予測にも適用している。これにより、2次反応相に出現した金属間化合物の析出挙動に対する知見を得た。得られた知見は投稿準備中である。材料ミクロ組織シミュレーション申請時の計画では、初年度は正則溶体近似用のフェーズフィールド法のGPGPUコード開発を行う予定であり、その点は達成できている。また、目標であった計算時間1/10以下も達成しており、研究はおおむね順調に進展している。前年度で開発したGPUコードの更なる高速化を図る。GPU計算では条件分岐によるウォープ・ダイバージェントを起こさないようようにする事が高速化のカギとなるため、1)CPUでは計算効率化のために導入していた分岐処理をGPU計算では行わない、だけではなく、2)界面濃度計算用のデータベースをブロック化して、GPUに移行する前に条件分岐をする、3)データベースをCPUとGPU用の別々に生成する等々、様々なパターンで計算を行い最も効率良いGPUプログラムコードの選択を行う。また前年度ではコードの複雑化を招く為利用していなかった、シェアードメモリの活用も検討する。計算コードの高速化後には実用例への適用も順次行っていく。予定よりも当該研究に関する国内学会発表回数が少なく、そのための旅費の出費が無かった。次年度使用額は10万円と多くないため、物品購入費に振り分けて使用する。
アルコール性関連死における免疫応答撹乱の分子機構と臓器連関

アルコール関連死が免疫攪乱によって生じるという仮説のもとに行った研究である。突然死モデル、頭部外傷モデル、大腿骨頭壊死モデル、熱中症モデル等を作成して解析を行った。いずれのモデルにおいても自然免疫機構の撹乱が生じていること、それが通常の生体防御に相当する経路の活性を抑制していること、それらが臓器死や個体死等の死因等の現象にかかわっていることが明らかとなった。本年は、私たちが確立した大腿骨頭壊死モデルを中心に解析を進めた。ステロイド性大腿骨頭壊死モデルにおいては、IRF3およびIRF7の活性上昇とタイプ1のインターフェロンの上昇を認め、特に、N-アセチルシステイン、L-NAMEの処置群において顕著で、大腿骨頭壊死の発生に関与していることを見出した。そこで、IRF3およびIRF7の活性上昇に関与するものとして、Viperin、相対的な上昇に関与するタンパクとしてNF-kappaB活性化の上流プロテインカイネースであるIKKを阻害するTRIM21の関与が疑われたため、調べたところ、これらの著明な上昇が認められた。また、アルコール性脂肪性肝障害モデルにおける肝臓においても、進展過程において同様の機序が認められ、IRF3およびIRF7の活性上昇におけるタイプIのインターフェロンの上昇は臓器障害の進展に一致している可能性が示唆された。それについてはTRIM21の活性化やViperinが関与している可能性を見出した。NACおよびL-NAME処置群においては急死するものも多く、活性窒素種がその死亡に関与していることも見出した。いずれもプライマーとしてLPSを用いていることから自然免疫系の活性化による生体防御系に活性窒素種も関与していることは新たな知見である。また、アルコール離脱症モデルにおけるエピジェネティックな解析も進め、それにmicroRNAの関与も明らかにした。本年は、アルコール性大腿骨頭壊死、熱中症、急性脳症について動物モデルを確立し、これらを中心に解析を進めた。アルコール性大腿骨頭壊死モデルは世界で初めて確立できた。これにおいては、NF-kappaBおよびIRF7の活性上昇が認められたのに対し、IRF3の活性上昇はなく、自然免疫機構においてはMyd88依存性経路の活性化がその病態に関与していることを明らかにした。一方、以前確立したステロイド性大腿骨頭壊死モデルにおいては、IRF3およびIRF7の活性上昇とタイプIのインターフェロンの上昇を認めていることとは病態がことなることが明らかとなった。このことはアルコールがNF-kappaB活性を上昇する働きがある一方、ステロイドは抑制する働きがあることが起因している。また熱中症について脳スライスモデルを使用して中枢神経系に及ぼす影響を検討したが、HSP27等のHSPの上昇とTRV1のバニラ受容体の上昇を認めた。これらは熱中症の治療ポイントになる可能性があり、次年度引き続き検討する。平成26年度は、免疫撹乱による死亡が予想されている熱中症モデルと大腿骨頭壊死モデルで研究を行った。熱中症モデルについては、脳スライスを用いた中枢神経系に及ぼす影響と初代心筋細胞培養における影響を見た。いずれも温度負荷は42°Cとし、アルコールについては50mMとしてその影響を検討した。脳スライスにおいては熱負荷によってTRPV4、HSP27が上昇する一方、炎症性サイトカインの発現は低下した。大腿骨頭壊死モデルにおいてはアルコール性のモデルを世界で初めて確立し自然免疫機構の破綻が関わっていることを明らかにした。大腿骨頭壊死には自然免疫機構のシグナリングの中で特にIRF7が重要な役割を果たしていることを示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。アルコール医学死因究明学26年度が最終年度であるため、記入しない。申請書どおりの進展であるものの、タンパクノックダウン系についての検討を推し進める必要がある。今年度、研究機関を異動したことにより、研究環境の確立に一年近くかかってしまった。次年度、当初の計画以上に推進したい。実施計画どおりに遂行する予定であるが、異動に伴い、初期の立ち上げを伴うため、年度前半は少し遅滞すると推測している。年度後半は前年度以上に研究のスピードを上げる予定である。当初の予定どおり進めるとともに、ノックアウトモデルも利用して、責任分子同定と治療への応用を明確化させる26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度については、年度途中で次年度への異動が決まったことにより、次年度の研究に対して立ち上げの費用も生じる事から経費を少し余らせた。次年度についてはこの研究が遂行できるよう整え、消耗品とともに、学会発表に関する旅費、論文校正料、論文投稿料、研究補助謝金等に使用する予定である。処理上の結果として60円の余りが出た。物品費に組み入れたい。
経済制裁の問題点と課題―対抗制裁の罠

本研究は3つの仮説を立て、その立証を行うことを主目的に研究活動を行っている。つまり、第1仮説:対抗制裁は、国連制裁に対しては発生しにくい(権威仮説)、第2仮説:対抗制裁は、非民主主義国ほど起こりやすい(体制仮説)、第3仮説:対抗制裁は、民需分野ほどなされやすい(領域仮説)、以上3つの仮説である。研究2年目にあたる当該年度においては、主として、上記3つの仮説のうち、主として第2の仮説の検証に関わる研究を中心に展開してきた。この研究を推進するにあたり、我々が得られた研究実績の概要は以下の3点である。1.グローバル化時代の経済制裁を含む安全保障研究に向けた、安全保障の概念分析を試みる論文(奥迫)、近年のアジア・太平洋、およびユーラシア大陸を取り巻く地政学・地経学的諸条件・諸争点を検討する論文(山本)、今日のヨーロッパにおける人権規範をめぐる諸状況・諸問題について考察する論文(庄司、本多、玉井)2.研究分担者による学会報告(山本、庄司、本多、臼井、玉井)3.東北公益文科大学におけるシンポジウム「北東アジアのスイッチ・日本海ー米朝首脳会談後の北東アジアと環日本海」の開催(奥迫、山本、庄司、宮脇、玉井)なお、上記3点に加えて、英文著書の出版に向けた研究会を開催し、対抗制裁に関する第2仮説を中心に、第1および第3仮説も踏まえた議論をさらに深めることができた。さらに、前年度における国際的制裁研究ネットワーク構築の進展を受けて、海外の執筆協力者を確定させることができたことも大きな成果であった。研究活動2年目は、とくに、英文著書の出版に向けた準備作業や、主に国内を中心とした研究分担者各自の分担研究、および研究会の実施などの点で、大きな成果を収めることができた。さらに、研究課題に関連するシンポジウムを開催することもでき、1年目に続き研究分担者による研究テーマと関連する学会報告も旺盛になされた。とくに本年は、当初の計画に沿って、第2仮設である対抗制裁と各国政治体制との関連に関する研究の深化を図ることを目標としていたが、東北公益文科大学において開催したシンポジウム「北東アジアのスイッチ・日本海ー米朝首脳会談後の北東アジアと環日本海」での奥迫、山本、庄司、宮脇および玉井の発表・討論などで、これらの第2仮説に関する研究の深化・進展が実現できた。これらの成果から、対抗制裁研究に関して所定の目標をおおむね果たすことができたと考えられる。今後の研究推進方策としては、本年度は研究第3年目として、第3仮説:対抗制裁は、民需分野ほどなされやすい(領域仮説)、に関して立証を進めていく。とくに、昨今、アメリカによる対イラン制裁の再開とエスカレーション、および貿易摩擦問題を背景とした米中間の関税引き上げ政策の対抗的応酬などが生ずる中、これらの新たな動向も視野に入れ、更なる研究の進展を図りたい。さらに、国際シンポジウムの開催や、国際学会でのラウンドテーブルの実施を通じて研究の海外展開を進め、最終的に経済制裁に関する英文著書の出版を目指すものとする。本研究は3点の仮説を立て、その立証を行うことを主目的に研究活動を行ってきた。つまり、第一仮説:対抗制裁は国連制裁に対しては発生しにくい(権威仮説)、第二仮説:対抗制裁は、非民主主義国ほど起こりやすい(体制仮説)、第三仮説:対抗制裁は、民需分野ほどなされやすい(領域仮説)、以上3つの仮説である。研究1年目にあたる当該年度においては、主として、上記3点の仮説のうち、第一の仮説の検証に関わる研究を展開してきた。この研究を推進するにあたり、我々が得られた研究成果の概要は主に以下の3点である。1.冷戦期以降の特定国による経済制裁の事例研究に関わる論文(山本)、国連を通じたマルチラテラルな経済制裁の現状と課題に関する論文(庄司、本多)2.研究分担者による学会報告(山本、庄司、本田、玉井)なお、このうち3の両イベントにおいて、研究協力者であるEric Delidji Degila氏(ジュネーブ国際開発高等研究所准教授、ベニン共和国国立行政学院特任教授)の参加を実現させることができ、対抗制裁に関する第一仮設を中心に、第二、第三仮設にまで踏み込んだ、深く、かつ広範な議論を行うことで、次年度の研究に向けて有益な研究の争点と新たな視点をを確認することができた。加えて、国際的制裁研究ネットワークの構築、ならびに拡大も同時に図ることができたこともまた大きな成果であった。研究活動1年目は、国内外における制裁研究ネットワークの構築並びに拡大に努め、成果を収めることができた。また、制裁に関するワークショップも開催されるなど、研究分担者による研究会や学会報告もなされた。特に本年は計画によると第一仮説である国連と経済制裁の関係に関する研究の深化を図ることを目標としていたが、山本、本田の学会報告や宮脇のワークショップなどでこれらの第一仮説に関する研究の深化が図られてきた。これらの点より制裁研究に関して所定の目的を果たすことができたと考える。

1.グローバル化時代の経済制裁を含む安全保障研究に向けた、安全保障の概念分析を試みる論文(奥迫)、近年のアジア・太平洋、およびユーラシア大陸を取り巻く地政学・地経学的諸条件・諸争点を検討する論文(山本)、今日のヨーロッパにおける人権規範をめぐる諸状況・諸問題について考察する論文(庄司、本多、玉井)2.研究分担者による学会報告(山本、庄司、本多、臼井、玉井)3.東北公益文科大学におけるシンポジウム「北東アジアのスイッチ・日本海ー米朝首脳会談後の北東アジアと環日本海」の開催(奥迫、山本、庄司、宮脇、玉井)なお、上記3点に加えて、英文著書の出版に向けた研究会を開催し、対抗制裁に関する第2仮説を中心に、第1および第3仮説も踏まえた議論をさらに深めることができた。さらに、前年度における国際的制裁研究ネットワーク構築の進展を受けて、海外の執筆協力者を確定させることができたことも大きな成果であった。研究活動2年目は、とくに、英文著書の出版に向けた準備作業や、主に国内を中心とした研究分担者各自の分担研究、および研究会の実施などの点で、大きな成果を収めることができた。さらに、研究課題に関連するシンポジウムを開催することもでき、1年目に続き研究分担者による研究テーマと関連する学会報告も旺盛になされた。とくに本年は、当初の計画に沿って、第2仮設である対抗制裁と各国政治体制との関連に関する研究の深化を図ることを目標としていたが、東北公益文科大学において開催したシンポジウム「北東アジアのスイッチ・日本海ー米朝首脳会談後の北東アジアと環日本海」での奥迫、山本、庄司、宮脇および玉井の発表・討論などで、これらの第2仮説に関する研究の深化・進展が実現できた。これらの成果から、対抗制裁研究に関して所定の目標をおおむね果たすことができたと考えられる。今後の研究推進方策としては、本年度は研究第2年目として、第二仮説:対抗制裁は、非民主主義国ほど起こりやすい(体制仮説)に関して立証を進めていく。本年度は研究分担者の玉井がローマにて開催されるACUNS(The Academic Council on the United Nations System)において報告を実施するなど、研究の国際的展開を図ると同時に、経済制裁に関する平子論文の執筆ならびに出版を目指すものとする。今後の研究推進方策としては、本年度は研究第3年目として、第3仮説:対抗制裁は、民需分野ほどなされやすい(領域仮説)、に関して立証を進めていく。とくに、昨今、アメリカによる対イラン制裁の再開とエスカレーション、および貿易摩擦問題を背景とした米中間の関税引き上げ政策の対抗的応酬などが生ずる中、これらの新たな動向も視野に入れ、更なる研究の進展を図りたい。さらに、国際シンポジウムの開催や、国際学会でのラウンドテーブルの実施を通じて研究の海外展開を進め、最終的に経済制裁に関する英文著書の出版を目指すものとする。当該年度は研究開始初年にあたり、今後の研究促進に向けた基礎固めとして、主に国内での研究、学会発表およびワークショップの開催を中心に研究を展開してきたため、研究費の使用額が当初の予定より下回ることになった。
グルタミン合成酵素遺伝子の器官特異的発現機構の解明

(1)光発芽種子レタスの発芽調節key enzymeである、グルタミン合成酵素(GS)の全長cDNAを単離し、その塩基配列を決定した。また、そのcDNAをプロ-ブとしてレタスGS遺伝子を単離し、構造解析した。(2)イネseedlingの根および葉からそれぞれcDNA libraryを作製し、レタスGSをプロ-ブとしてスクリ-ニングした結果、根からはRGS-8(GSI:cytosol型)のみが、葉からはRGS-28(GSI:cytosol型)およびRGS-31(GS2:chloroplast型)の二つが単離され、構造解析の結果、それぞれ、イネGSアイソザイムに対応する全長cDNAであることが判明した。また、Northernの結果、RGS-8は主に根で、RGS-28は主に葉で、RGS-31は葉のみで発現していることが確認できた。(3)単子葉植物としては初めてGSの一次構造が明らかになったことにより、高等植物GSの共通構造が整理でき、かつ、その起原を推定することができた。すなわち、原核型GSサブユニットのC末から約100アミノ酸がとれて真核型GSサブユニットができ、同時に原核型の12量体から真核型の8量体へと変化したこと、また、その際にtran-sitpeptideをつけたchloroplast(GS2)型が別に生じ、さらに、植物が上陸化し根と葉とをもつに至った時、cytosol(GS1)型が根と葉とで別々に発現する二つの遺伝子へと分かれたと推定される。(4)GS遺伝子の器官特異的発現を支配する遺伝子側の構造を知る目的で、RGS-8、RGS-28およびRGS-31に対応するgenomic cloneを単離し、構造解析した。まず、gRGS-28は10個のintronで分断され、真核型GSでは唯一の報告例であるalfalfa GS遺伝子と比較すると、9番めのintronが消失している。GS2遺伝子であるgRGS-31は、5'側のnoncode領域にintronが挿入されており、gRGS-28(GS1 gene)で消失していたintronは存在している(図1参照)。(5)主に葉のcytosolで発現するgRGS-28のプロモ-タ-領域を含む約2kbをGUS遺伝子につなぎ、タバコ葉をTi vectorでトランスフォ-ムしたところ、生じたtrans genic plantでは、GUS活性は葉でのみ検出された。どの領域が葉を認識しているのかを、deletion法で調べている。GS2gene(gRGS-31)および根で発現するgRGS-8についても同様の実験を行っている。1.レタス吸水種子から抽出したpoly AーRNAを用いて,λgt11ーcDNAライブラリーを作製した.抗GSウサギ抗体を用いてスクリーニングした結果,ポジティブクローンλLB41を得た.このクローンの挿入

配列は,既報植物GSのcDNAと高い相同性を示したので,これをプローブとして,ほぼ全長のcDNA λLGS1を得,その全塩基配列を決定した.2.λLGS1から推定されるレタスGSの構造遺伝子部は1074bpからなる.アミノ酸は358個であり,レタスGSサブユニットの分子量とよく一致する.植物GSとコード領域での相同性は,アルファルファGS(cytosol:GS_1型)に対して80%(アミノ酸配列で88%)であり,エンドウGS(chloroplast:GS_2型)に対して75%(同上, 78%)であった.3.このλLGS1がcytosol型であることは明らかであるが,根と葉のいずれで発現するアイソザイムであるのかを決定するために,現在,in situハイブリダイゼイションを行う準備を進めている.4.genomicライブラリーを作製するに当り,いろいろな植物のゲノムサイズを文献で調べたところ,レタスは8×10^9bpと相当大きいことが判明したので,ゲノムサイズのより小さなイネ(1×10^9bp)について,器官特異的アイソザイムのクローンを単離することとした.5.イネの根,葉,および登熱中種子のpoly AーRNAから,それぞれλgtllーcDNAライブラリーを作製し,レタスGSーcDNAをプローブとしてGSクローンを単離した.各ライブラリーよりそれぞれ10個前後のポジティブクローンを得,制限酵素地図,シークエンスにより整理したところ,根からcytosol型1種,葉からcytosol型2種, chloroplast型1種,登熱中種子からcytosol型1種,合計5種のcDNAを単離した.重要なことは,それらがすべて異なることである.(1)イネseedlingの根および葉から、それぞれcDNA libraryを作製し、レタスGSをプローブとしてスクリーニングした結果、数10個のpositive cloneが得られ、それらは制限酵素地図の比較から9個のcloneに整理することができた。その9 cloneの全塩基配列を決定したところ、独立なtranscriptは3 cloneのみで、poly-A付着位置の異なるcloneが含まれていることが判明した。(2)すなわち、根からはRGS-8(GS1:cytosol型)のみが、葉からはRGS-7(GS1:cytosol型)およびRGS-19(GS2:chloroplast型)の2つが単離された。(3)GS遺伝子は保存性が高く、コード領域をプローブとして用いると、いずれの型もすべて反応するので、互いにホモロジーのない3'領域をプローブとして用いてNorthernを行うと、RGS-8は主に根で、RGS-7は主に葉で、RGS-19は葉のみで発現していることが、確認できた。(4)イネ胚芽からSarcosyl法により得たDNAをSau3AIを用いて部分分解し、λEMBL3をベクターとしてgenomic libraryを作製した。上記3'領域プローブを用いてスクリーニングした結果、それぞれ複数のクローンを得た。現在、それぞれについてmappingの後、サブクローンを行い、塩基配列を決定中である。
複数の橋梁システムを統括する制震デバイスの開発

本研究は,性能照査型設計法において,損傷部材を制震デバイスに限定し,橋梁システムの損傷を軽減することが究極の目標である.昨今では,このような検討例が多い中,複数橋梁システムを統一的に考えて,制震デバイスを導入するところまで至っていないのが現状である.本研究では,複数の橋梁システムを対象とし,そのシステム間に制震デバイスを適切に導入することで,1つの橋梁システムではなく,全体としての橋梁システムの耐震性向上を目指す.当該研究期間では,まず,3方向地震動に対応する1橋脚の耐震設計法の確立を行い,続いて,複数の橋梁システムに対して,同設計法を導入し,性能評価をした.最後に,免震支承の導入まで行ったが,制震デバイスの導入までは至っておらず,また,導入の仕方も1例に留まっており,必ずしも最適とは言えない.結果として,制震デバイスの導入は,ある程度,適切に導入することで損傷制御も可能であることが分かったが,当課題には多くの問題点があることが判明した.複数橋梁システムを取り扱う際の橋軸直角方向に関する境界条件の取り扱い,制震デバイスの最適配置論,簡易設計法の必要性,以上を今後の課題としてまとめている.本研究は,性能照査型設計法において,損傷部材を制震デバイスに限定し,橋梁システムの損傷を軽減することが究極の目標である.昨今では,このような検討例が多い中,複数橋梁システムを統一的に考えて,制震デバイスを導入するところまで至っていないのが現状である.本研究では,複数の橋梁システムを対象とし,そのシステム間に制震デバイスを適切に導入することで,1つの橋梁システムではなく,全体としての橋梁システムの耐震性向上を目指す.当該研究期間では,まず,3方向地震動に対応する1橋脚の耐震設計法の確立を行い,続いて,複数の橋梁システムに対して,同設計法を導入し,性能評価をした.最後に,免震支承の導入まで行ったが,制震デバイスの導入までは至っておらず,また,導入の仕方も1例に留まっており,必ずしも最適とは言えない.結果として,制震デバイスの導入は,ある程度,適切に導入することで損傷制御も可能であることが分かったが,当課題には多くの問題点があることが判明した.複数橋梁システムを取り扱う際の橋軸直角方向に関する境界条件の取り扱い,制震デバイスの最適配置論,簡易設計法の必要性,以上を今後の課題としてまとめている.本年度は,地震動を2方向地震としてとらえ,また,対象を単柱式のみに限定して,耐震設計法の確立に向けて,基礎的なデータの構築を行った.主な検討結果として,2方向地震動を受ける鋼製パイプ断面橋脚の耐震設計法の確立である.また,同時に,複数橋梁を有する解析モデルの構築を行い,3次元地震動の受ける場合の応答履歴の把握に努めた.なお,検討の際には,免震支承の導入を試み,免震支承に生じる鉛直振動の状況を数値解析的に発見した.パイロット的ではあるが,これらに減衰を付与することで,鉛直動の低減を行うのと同時に,その効果が水平動の低減にも有効であることを解析的に発見している.次年度はこれらの結果を受けて,複数橋梁システムに有益な制震デバイスの抽出を行う.本年度は,より実現象に近い3次元地震動を入力したことを想定した耐震設計法を橋梁システムに適用した数値解析を行った.前年度にて橋脚単体に関する検証は終了しているが,桁-支承-橋脚といったシステムとしての橋梁の挙動に対して提案手法によって耐震設計の観点から,例えば,板厚の条件がどの程度厳しくなるのかを検討した.結果として,2方向や3方向地震動の影響により,より厳しい条件での設計にはなるが,断面を構成する幅厚比パラメータの値によっては,板厚を増強することに対する敏感度はそれほど高くなく,これまでの設計法でも十分対応が可能であることを確認した.しかし,幅厚比パラメータの値によっては,十分な配慮が必要であり,現耐震設計に取り入れる必要があることをまとめつつある.当該年度ではまとめる段階まではできていないため,具体的な成果公表にまで至っていないが,引き続き精査しながら,成果をまとめ,公表する予定である.
母乳以外のHTLV-1母子感染経路の解明に関する研究

母乳以外のHTLVー1母子感染経路(経胎盤感染、産道感染など)の実態解明を目指し、平成30年度は以下の研究を行った。1検体集積状況:HTLVー1スクリーニングで陽性であった妊婦末梢血66例、胎盤60例、臍帯血59例を集積した。そのうち、最終的にHTLVー1キャリアと診断された妊婦は48例であった。2HTLVー1プロウイルス量の測定と周産期背景の調査:5の経胎盤感染の分子機構の解明に伴う実験に時間を要し、集積した末梢血、胎盤、臍帯血のプロウイルス量の測定は一部しか行うことができなかった。周産期背景の集積状況は、HTLVー1キャリア妊婦48例のうち、47例について回収した。選択した栄養方法については、人工栄養37例、短期母乳栄養9例、長期母乳栄養1例であった。分娩様式については経腟分娩が41例(うち短期母乳7例、長期母乳1例、人工栄養33例)、帝王切開が6例(うち短期母乳2例、人工栄養4例)であった。3、4経胎盤感染および産道感染の可能性に関する検証:母子感染の追跡調査(平成30年度受診分)では、3/38例(7.8%)の児において抗体陽転化を認めた。追跡調査数が少なく感染経路の可能性の検証はできなかった。5経胎盤感染の分子機構の解明:in vitroの実験では、HTLVー1感染細胞株と胎盤細胞(Bewo細胞、血管内皮細胞、間葉系細胞)との共培養を行うもレシピエント細胞におけるHTLVー1感染成立の証明が困難であった。そこで、ex vivoの予備実験としてキャリア妊婦の胎盤において、in situ hybridizationの手法を用いて胎盤内においてHTLVー1の局所感染が起こっているか検討した。胎盤中や臍帯血中のHTLVー1プロウイルスが陽性であった検体において、胎盤内でHTLVー1陽性細胞が同定された。HTLVー1の胎盤感染の可能性が示唆された。目標症例数80例に対して約1/2の48例の検体集積を行った。胎盤内や臍帯血で陽性となる例は少ないことが想定されているので、胎盤感染や産道感染の可能性を検証するには、さらなる検体の集積が必要である。また、母子感染追跡調査の進捗が悪く、想定通り結果が集積されていない状況である。さらに、in vitroの実験系が想定通りに進捗せず、ex vivoの実験系に切り替えた。左記理由のため、検体集積したHTLVー1プロウイルス量の測定ができなかった。次年度に行う予定である。本研究を遂行するには多くの検体集積およびデータが必要である。平成30年度より前の検体についても調査を行うことで、母乳以外の母子感染の可能性を検証する。もれなく母子感染の追跡調査が行われるように、システム変更を検討する。ex vivoの実験系としてin situ hybridizationを行ったところ、胎盤内における可能性が示唆された。前向きに凍結胎盤を集積して追加実験を行うことで、胎盤感染の分子機構の解明を目指す。

胎盤内や臍帯血で陽性となる例は少ないことが想定されているので、胎盤感染や産道感染の可能性を検証するには、さらなる検体の集積が必要である。また、母子感染追跡調査の進捗が悪く、想定通り結果が集積されていない状況である。さらに、in vitroの実験系が想定通りに進捗せず、ex vivoの実験系に切り替えた。左記理由のため、検体集積したHTLVー1プロウイルス量の測定ができなかった。次年度に行う予定である。本研究を遂行するには多くの検体集積およびデータが必要である。平成30年度より前の検体についても調査を行うことで、母乳以外の母子感染の可能性を検証する。もれなく母子感染の追跡調査が行われるように、システム変更を検討する。ex vivoの実験系としてin situ hybridizationを行ったところ、胎盤内における可能性が示唆された。前向きに凍結胎盤を集積して追加実験を行うことで、胎盤感染の分子機構の解明を目指す。理由)本年度は検体集積が目標数の1/2であった点とin vitroの実験に時間を要したため、プロウイルス量の測定ができなかった。集積された検体について次年度に順次プロウイルス量の測定を行うため、計上していたPCRにかかる試薬については次年度使用する予定である。使用計画)本年度解析できなかった血液、臍帯血、胎盤のプロウイルス量の測定、および胎盤感染の可能性が示唆されたin situ hybridizationの追加実験を行う予定であり、申請した額は予定通り使用される。
象牙芽細胞の形態変化、移動に関わるRhoシグナリングの機能解析

歯の発生過程において、未分化間葉細胞が象牙芽細胞に分化し、象牙質を形成する際の細胞の形態変化、細胞内分子動態をリアルタイムで観察できる培養撮影技術を確立した。歯胚間葉細胞から象牙芽細胞マーカー陽性細胞をクローニングし、象牙芽細胞株を樹立した。この細胞株とマウス切歯の器官培養を用い、低分子GTPase Rhoのエフェクター分子であるROCKが象牙芽細胞の極性形成、象牙質形成に重要な働きをしていることを示した。歯の発生課程において象牙芽細胞では、細胞核の移動、細胞形態の変化、歯髄側への細胞移動などの現象が見られるが、これらを制御する細胞内分子調節機構に関しては不明な点が多い。そこで我々はRhoファミリータンパク質がこれら一連の変化(核の移動、形態変化、移動)を調節することで、象牙質形成を制御していると仮説を立てた。今回この仮説を実証し、象牙芽細胞の分化、象牙質形成に関わる新たな細胞内調節機構を解明するために、より生体内の環境に近い状態で、単一細胞内の現象を時間的空間的に可視化する新たな実験法の確立が重要な課題であると考え、本研究計画を申請した。今年度得られた研究成果1. GFPマウスを用いた象牙芽細胞観察のためのslice culture培養法の確立象牙芽細胞における形態や極性の変化、細胞移動のダイナミクスが観察可能なSliceculture培養法を確立し、real time imaging撮影の至適条件を明らかにした。更に現在はコントロール条件下とRho kinase inhibitor (RKI)条件下での象牙芽細胞の形態変化、細胞移動スピードの比較解析を行っている。2.象牙芽細胞株の樹立歯乳頭由来細胞株(mNeur)から象牙芽細胞マーカーであるネスチン陽性細胞をクローニングし、象牙芽細胞株を樹立した。3.象牙芽細胞株でのRhoタンパク質機能解析樹立した象牙芽細胞株を用いて、RKIを用いた機能喪失実験を行った。その結果RKIによって象牙芽細胞の形態、凝集能は変化し、Rho kinaseの下流にあると考えられているアクチンの発現が有意に減少していることが明らかになった。今後は更にRho kinaseのアクチン以外の細胞骨格タンパク、p-MLC,カドヘリンなどへの関わりについても検討を加えていく予定である。今回この仮説を実証し、象牙芽細胞の分化、象牙質形成に関わる新たな細胞内調節機構を解明するために本研究計画を申請した。今年度得られた研究成果1.マウス切歯におけるROCKの発現解析マウス切歯におけるROCKの免疫染色から、象牙芽細胞にはROCK IIが発現していることが分かった。またその発現は象牙芽細胞の分化が進むにつれ強くなることが明らかになった。一方、ROCK Iの発現はマウス切歯象牙芽細胞で検出されなかった。2.器官培養(Trowe11法)を用いたRhoシグナリングの機能的検索ROCKinhibitor処理されたマウス切歯をTrowe11法にて器官培養し、象牙芽細胞の形態変化、象牙質の形成を経時的に観察した。その結果ROCK inhibitorによって象牙芽細胞の分化に伴う形態変化、核の極性の獲得は阻害され、象牙質の形成が抑制されることが明らかになった。またROCKの下流にあると考えられているアクチン、E-cadherinの発現パターンも変化していた。
幹細胞由来培養上清を用いた大規模骨欠損における新規治療法の開発

ラット大腿骨のcritical sizeの骨欠損部に応用する材料として多孔性のアルギン酸Naを製作した.アルギン酸Naをコーティングしたディッシュ上でのラット間葉系細胞の培養で,骨形成関連マーカーの発現に有意差が認められず,欠損部への応用には改善が必要であった.また骨欠損部におけるチタン遮蔽膜を用いた骨新生の実験では,遮蔽膜に間葉系細胞由来の培養上清成分を付着させることで,術後8週において骨欠損部における新生骨と肥大軟骨細胞が認められ,さらに欠損部断端における骨架橋が認められた.しかし,その新生骨量は骨欠損を充填するほど十分でなく,今後は骨新生を促進する因子の添加などが必要になると考えられた.ラット大腿骨欠損モデルの骨欠損部に応用する材料の検討をした.骨再生を期待する場所の足場の提供を目的に,凍結乾燥した多孔性のアルギン酸Naを製作した.アルギン酸粉末を滅菌水に溶かし,粉液比の条件検討をした.作製したアルギン酸NaはSEMで構造を観察した.また間葉系細胞をアルギン酸Naでコーティングしたディッシュ上で培養し骨形成関連マーカーの発現の変化を調べるために,in vitro実験の計画を立て試みたものの,細胞の回収率に問題があり,改善が必要な段階である.また動物実験の予備実験として,大腿骨の中央部に5ミリ大のcritical sizeの欠損をつくり,創内固定を設置して閉創するモデル製作を行い,モデルに問題点がないか確認した.術後に8週間生存することを確認し,モデル製作に問題はないことを確認した.また予備実験で製作された動物モデルは屠殺し,摘出した大腿骨を脱灰したのち,パラフィン包埋および薄切をし,組織切片を作製した,脱灰に用いる薬液や時間,脱水,透徹の手順の最適化を図った.動物実験モデルにおいて,欠損部にチタンメッシュあるいはチタン箔を遮蔽膜として使用し,周囲軟組織の侵入を防止した.骨欠損部をチタン遮蔽膜で被覆し,アルギン酸Naの細胞保持作用により内在性の間葉系幹細胞による骨再生が得られるか検討を重ねているところである.なおアルギン酸Naは創内でカルシウムと反応し,ゲル化するため,細胞の3次元培養が可能とされる.動物予備実験の組織像では,骨欠損部に近心側からの新規の骨再生を確認した.ラット骨髄からの間葉系細胞の初代培養から継代の過程で,細胞の増殖が緩やかで,in vitro実験で必要とする量に十分ではない.またin vitro実験において,アルギン酸Naを塩化カルシウムと反応させて作製した,ゲル状のアルギン酸Caを細胞培養ディッシュに敷き,その表面でラット骨髄由来の間葉系細胞の培養を試みている.しかしながら,アルギン酸Caが平坦ではなく,凹凸があり,細胞培養中に実際に細胞が増殖しているか確認に苦慮している.SEMで細胞の局在は確認したものの,分子細胞学的な実験をするのに必要な細胞数を回収する方法に改善の余地を残している.動物実験の手技は確立されているものと考えられる.ラット大腿骨欠損モデルの骨欠損部に応用する材料の検討をした.骨再生を期待する場所の足場の提供を目的に,凍結乾燥した多孔性のアルギン酸Naを製作した.アルギン酸粉末を滅菌水に溶かし,粉液比の条件検討をした.作製したアルギン酸NaはSEMで構造を観察した.また間葉系細胞をアルギン酸Naでコーティングしたディッシュ上で培養し骨形成関連マーカーの発現の変化を調べるために,in vitro実験の計画を立て試みたものの,細胞の回収率に問題があり,改善が必要だと判断された.また動物実験における改善として,大腿骨の中央部に5ミリ大のcritical sizeの欠損部において,創内固定を設置して閉創するモデル製作を行い,モデルに問題点がないか確認した.術後に8週間生存することを確認し,モデル製作に問題はないことを確認した.また製作された動物は屠殺し,摘出した大腿骨を脱灰したのち,パラフィン包埋および薄切をし,組織切片を作製した,脱灰に用いる薬液や時間,脱水,透徹の手順の最適化を図った.動物実験モデルにおいて,欠損部に侵入する軟組織を遮蔽するために,0.20.5mmのチタン箔を遮蔽膜として使用し,最適化を図った.骨欠損部をチタン遮蔽膜で被覆し,アルギン酸Naの細胞保持作用により内在性の間葉系幹細胞による骨再生が得られるか検討したが,アルギン酸Naが骨欠損部で遺残することで,骨新生を妨げる状況になったことが予測されたため有効な方法ではないと判断された.チタン箔のみの骨欠損部の骨新生も8週で十分でなかったため,今後は欠損部に添加する骨誘導をさせてう材料の検討が必要である.ラット大腿骨のcritical sizeの骨欠損部に応用する材料として多孔性のアルギン酸Naを製作した.アルギン酸Naをコーティングしたディッシュ上でのラット間葉系細胞の培養で,骨形成関連マーカーの発現に有意差が認められず,欠損部への応用には改善が必要であった.また骨欠損部におけるチタン遮蔽膜を用いた骨新生の実験では,遮蔽膜に間葉系細胞由来の培養上清成分を付着させることで,術後8週において骨欠損部における新生骨と肥大軟骨細胞が認められ,さらに欠損部断端における骨架橋が認められた.しかし,その新生骨量は骨欠損を充填するほど十分でなく,今後は骨新生を促進する因子の添加などが必要になると考えられた.

ラットはLewis系を用いている.理由としては,骨欠損作製後のプレートの創内固定が大腿骨の成長により影響を受けるので,体が比較的小さく,成長曲線が緩やかな系統であることが挙げられる.しかしながら,同系ラットの大腿骨から採取した骨髄由来間葉系細胞の培養に時間を有し,さらには継代を重ねると細胞増殖が起こらなく事象が起こっている.手技的な問題があるとは考えられるが,汎用されるSD系,Wister系ラットを使用し,間葉系細胞が入手できる利点を生かして実験系を進めていくという方策を考えている.細胞培養を問題なくできれば,in vitro実験での結果も順次得られているものと考えている.再生医学臨床に費やす時間が多く,実験や研究へのウェイトが予定よりも小さくなったこと.また受け持ちの大学院生の育成のために,座学と基礎的な実験から始めていることもあり,実験にかかる費用が予定よりも少なくなった.実験,研究に向けた時間配分を多くとるように改善する.とくに細胞培養や動物実験が進んでいくと,培地や実験器具,消耗品の支出が増すと考えられる.また得られた実験結果を報告する場として学会活動や論文作成にも積極的に取り組み,研究費を有意義に使用させていただきたい.大学院生には一研究者になる端緒となるようきちんと教育し,研究活動とその結果が国民の健康への寄与となるよう取り組みたい.
昆虫類を中心とした大型土壌動物の近縁種間関係と種構成に関する生態学的研究

本研究では単に環境因子と土壌動物群集と関係を調査するだけでなく,近縁種間の種構成の時系列的な変化,生活史形質の分化,生殖行動を中心とした種間の相互住用を考察するために,以下のような調査内容に取り組んだ。(1)森林の施業が地表性昆虫群集構成に及ぼす影響。林縁的環境で甲虫目の種多様性の上昇し,施業による撹乱の影響で種構成の変化も認められたが,群集構造の年次変動や季節変動も大きいものであった。(2)地域的な近縁種の種構成や繁殖季節など生活史分化の把握。オサムシ科の多くの種で活動性の季節変化パターンを調査し,いくつかの亜科や属で春繁殖型,秋繁殖型の2タイプへの分化が,並行的におこっていることが明らかになった。(3)オサムシ科を対象とした近縁種間の野外での分布状況の把握,特に側所的分布をする種についての境界付近についての精査。また近縁種間の相互作用,特に生殖行動が分布状況や種分化に及ぼす影響を明らかにするための飼育実験,交配実験。Ohomopterus亜属(Carabus属)の近縁種間の交雑とそれが種分化に及ぼす影響について,新しい進化パターンに関する考察を行うことができた。異所的種分化後の二次的な接触の際,生殖隔離が不完全に機能することによって同化が妨げられて側所的分布が維持され,一方で自然淘汰を受けにくい遺伝子の浸透がおこるという,網目状進化の実態の一端が明らかになった。〈生活史に関する研究〉東京大学付属演習林田無試験地において定点を設置し、4月12月にかけて、4地点200個のピットフォールトラップを常設し、週1回の捕獲を行い、個体数と雌成虫の保有成熟卵数を調査した。この結果オサムシ科昆虫は35種が捕獲でき、個体数の少なかった種を除き、明瞭に春繁殖型(16種)と秋繁殖型(12種)の2つの繁殖タイプに区分できた。同属内でも亜属によって繁殖タイプの異なる場合も2属で認められ、科内の種々の系統内でこの2タイプへの分化が生じていることが確認できた。体内保有卵数もおおよそ亜属単位で大きく異なっていた。その他、各地で土壌動物全体を対象とした短期間な比較調査を行った。〈近縁種間関係の現地調査〉オサムシ科の近縁種どうしが分布を接している地域として長野県天竜川流域を中心に現地調査を行った。アオオサムシとミカワオサムシ、クロナガオサムシとオオクロナガオサムシの2つの組み合わせでの分布調査と形態的な検討から、それぞれ2種の境界は支流とほぼ一致すること、境界の支流付近では交雑をおこしていること、などが確認できた。〈近縁種間関係に関わる飼育実験〉アオオオムシとミカワオサムシを中心に種間交配実験を行った。これらは外見的に明瞭な差異があるにもかかわらず、交尾,雑種形成に至った組み合わせもあった。<近縁種間関係の現地調査>昨年度は長野県天竜川流域において、オサムシ科昆虫の異なる2属で、近縁種どうしが谷の両側から侵入し、側所的分布を維持しながらも交雑をおこしている実態が明らかにできた。本年度もこのような近縁種の相互作用のみられそうな地域をいくつか調査したところ、同様な関係が、西隣の木曽谷上流のアオオサムシとミカワオサムシ間でも認められることがわかった。このように大きく地理的に隔離されている種どうしが接する狭い地域では、性的競争によって個体群が維持されていると同時に、交雑により一部の遺伝子が水平移動するという現象が各地で生じていることが明らかになりつつある。また、分類群を広げての予備的な調査を各地で行なった。<近縁種間関係に関わる飼育実験>

野外で交雑帯を形成する2種(マヤサンオサムシとイワワキオサムシ)、中間的な個体群をはさみ、河川を境に側所的に分布する2種(アオオサムシとミカワオサムシ)の交配実験を継続して行なった他、基本的に側所分布をするものの、境界付近では混棲し、雑種がほとんど生じない2種(アオオサムシとシズオカオサムシ)についても新たに交配実験を開始した。その結果、前2つの組み合わせでは雑種が継続して生じたが、組み合わせによっては雄が不妊の個体になるなど適応度の低下が認められた他、最後の組み合わせでは、交尾行動は頻繁におこすもの、雑種形成にはなかなか至らないことが明らかになった。本研究では単に環境因子と土壌動物群集と関係を調査するだけでなく,近縁種間の種構成の時系列的な変化,生活史形質の分化,生殖行動を中心とした種間の相互作用を考察するために,以下のような調査内容に取り組んだ。(1)森林の施業が地表性昆虫群集構成に及ぼす影響。林縁的環境で甲虫目の種多様性の上昇し,施業による撹乱の影響で種構成の変化も認められたが,群集構造の年次変動や季節変動も大きいものであった。(2)地域的な近縁種の種構成や繁殖季節など生活史分化の把握。オサムシ科の多くの種で活動性の季節変化パターンを調査し,いくつかの亜科や属で春繁殖型,秋繁殖型の2タイプへの分化が,並行的におこっていることが明らかになった。(3)オサムシ科を対象とした近縁種間の野外での分布状況の把握,特に側所的分布をする種についての境界付近についての精査。また近縁種間の相互作用,特に生殖行動が分布状況や種分化に及ぼす影響を明らかにするための飼育実験,交配実験。Ohomopterus亜属(Carabus属)の近縁種間の交雑とそれが種分化に及ぼす影響について,新しい進化パターンに関する考察を行うことができた。異所的種分化後の二次的な接触の際,生殖隔離が不完全に機能することによって同化が妨げられて側所的分布が維持され,一方で自然淘汰を受けにくい遺伝子の浸透がおこるという,網目状進化の実態の一端が明らかになった。