hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体分子集合体が形成する動的平衡の中性子小角散乱による研究

多くのタンパク質は何本かのポリペプチド鎖が会合して形成されている。会合体中で各ポリペプチド鎖はそのアミノ酸の1次構造に応じた立体構造(3次構造)を持っており、サブユニットとして見なされる。タンパク質会合体はサブユニットが特定の位置に配置された固有構造(4次構造)を持ち、その構造が静的・動的に変調することで機能を発現することが多い。一方、杉山らはある種のタンパク質会合体間ではサブユニットが交換という「より高次の動的な性質を持つ可能性」がある事を指摘している。本研究ではタンパク質重水素化と中性子小角散乱法を組み合わせる事でタンパク質会合体間における動的な構造を解明する新たな手法を確立する共にその手法を適用し現実の系での動的構造の解明を目的とする。本年度は水晶体内タンパク質αクリスタリンに注目し、このタンパク質複合体が水溶液中で形成している動的な秩序構造の解明を行った。αクリスタリンはαAとαBと呼ばれるサブユニットのヘテロ会合体であり、熱ショックシャペロンとして機能している。また、αAまたはαBのみだけもホモ会合体を形成し、これらもシャペロンとして機能することが知られている。先述の通りタンパク質会合体は固有の会合体を持つため、当然そのサブユニット会合数は一定値に固定される。一方、興味深い事にαクリスタリン会合体の会合数は、(ヘテロ・ホモ共に)20-30の間で様々な値が報告されており未だに確定値が存在しない。杉山らはこれはαクリスタリン会合体間にはサブユニット交換機構が存在し、そのために会合体数が一定値を取らない事が原因であると考えた。そこで、これまでの重水素化+中性子小角散乱法に加え無変性質量分析法も用いて、サブユニットが交換している事とその交換速度が温度に強く依存していることを始めた明らかにした。特に交換速度はシャペロン活性が上がる45度以上非常に高速化することも示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。中性子散乱の特徴の一つは同位体効果であり特に軽水素と重水素間ではその差が著しく大きい。本研究ではこの差を用いてタンパク質のサブユニットに同位体標識を行い、これまでは測定困難なタンパク質間の動的な平衡現象を測定することを目的としている。今年度は、水晶体内タンパク質クリスタリンのホモオリゴマー間のサブユニット交換現象に注目して、そのKineticsno解明を行った。水晶体の2/3が水であり残り1/3がほぼタンパク質である(その他1%のミネラルが存在する)。タンパク質のほとんどは3種類(α・β・γ)のクリスタリンであり、αクリスタリンはシャペロンとしてそれ自身と他のクリスタリンの凝集を抑制していると考えられている。このαクリスタリンはαAクリスタリンとαBクリスタリンの2種類のサブユニットが30程度会合しているヘテロオリゴマーである。興味深い点はαクリスタリンにおけるαAクリスタリンとαBクリスタリンの比率は加齢とともに変化している(αBクリスタリンの比率が増加する)事と外部刺激に対する耐性が異なっている事(αAクリスタリンはUV照射に対して構造耐性が高いが温度変化に対する構造耐性は低い。αBクリスタリンは逆)である。前者はサブユニット交換等の動的な秩序が存在する可能性を示唆しているが、2つのサブユニットは相同性が高くその存在を確認することは困難である。そこで、まず軽水素化αAクリスタリンオリゴマーと重水素化αAクリスタリンオリゴマーを調製し、その混合溶液における両者の散乱挙動を測地することでサブユニット交換の有無とそのKineticsの観測を行った。その結果、αAクリスタリン間でサブユニット交換現象が存在し、3個のサブユニットが比較的ように交換していることが明らかになった。

そこで、これまでの重水素化+中性子小角散乱法に加え無変性質量分析法も用いて、サブユニットが交換している事とその交換速度が温度に強く依存していることを始めた明らかにした。特に交換速度はシャペロン活性が上がる45度以上非常に高速化することも示した。これまでプロテアソームα7リング間でのみに観測された交換現象が他のタンパク質(αAクリスタリンオリゴマー)でも存在することを証明することに成功し、会合性タンパク質ではこのような動的秩序の存在が比較的普遍的で現象であることを証明できた。また、より複雑な系(3元系など)に手法的適用のために重水素化度を制御したタンパク質の調製が重要であるが、ほぼ成功している事が挙げられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、より一般的なクリスタリンの系(αAクリスタリン+αBクリスタリン、αクリスタリン+βクリスタリン)に拡張し、これらの系での動的秩序とクリスタリンの機能との関係解明を進める。また、手法開発として75%重水素化タンパク質の調製手法の確立とそれを用いた新しい同位体標識を用いたより複雑な系でのサブユニットダイナミクスの測定手法の開発を進める。
中・長距離走におけるレース中の生理応答とパフォーマンスの関係

長距離走は、有酸素性能力(最大酸素摂取量、乳酸性代謝閾値、走の経済性の3要因)によってパフォーマンスの大部分を説明できると言われている。本研究では、レース中の生理応答、縦断的な体力測定などから中・長距離走のパフォーマンスと体力特性について検討した。中距離走の場合、有酸素性能力だけでなく無酸素性能力の貢献も大きく、また、体力特性に応じたレース戦略が重要であることが明らかとなった。一方、優れた長距離ランナーでは、3要因の中でも走の経済性の貢献が特に大きいこと、そして脂質をエネルギーに利用する能力が優れていることが明らかとなった。長距離走では、最大酸素摂取量、乳酸性代謝閾値および走の経済性の3要因によってパフォーマンスの7割程度を説明できると言われている。しかしながら、長距離走には10分未満で終了するトラック競技から、マラソンのように数時間に及ぶ競技まで多岐にわたる。5000m走(約15分)の場合、相対運動強度は最大酸素摂取量の100%近くに達し、レース中盤の速度変化やラストスパートを考慮すると、有酸素性エネルギーだけではなく、無酸素性エネルギー代謝の貢献も無視できない。さらに、800m走などの中距離種目になれば、無酸素性エネルギー供給系の評価を抜きにパフォーマンスを説明することはできない。一方、フルマラソンのように、莫大なエネルギーを要す運動では、脂質代謝の重要性が高まり、その能力の優劣がパフォーマンスを決定するといっても過言ではない。そこで本研究では、中・長距離走全般にわたりレース中の生理応答を明らかにし、さらに縦断的な体力測定を通し、レースや対象者の能力に応じたトレーニング課題、効果的なトレーニング法について提案することを目的とし、平成24年度は、1)前年度に引き続き、学生中・長距離走者の縦断的体力測定データを集積し、無酸素性能力を含めた全般的な体力評価とパフォーマンスの関係性を検討した。2)さらに、長時間運動中の脂質代謝の動態を把握するための実験に着手した。1)においては、最小乳酸閾値という新しい評価テストを用い、既存の乳酸性閾値などよりもトラック種目のパフォーマンスにより密接に関わることを明らかにし、原著論文にまとめた。2)については、運動強度、運動時間、事前の運動などの組み合わせによって、長時間運動中の脂質代謝の動態が変化するのかを明らかにしていく予定であり、昨年その予備実験として、事前に短時間・高強度運動することによって、事後の運動時の脂質代謝動態に影響するのかどうかを検討している。長距離走では、最大酸素摂取量、乳酸性代謝閾値(LT)および走の経済性の3要因によってパフォーマンスの7割程度を説明できると言われている。そこで本研究では、中・長距離走レース中の生理応答と縦断的な体力測定を通し、レースや対象者の能力に応じたトレーニング課題、効果的なトレーニング法について提案することを目的とし、平成25年度には、下記の結果を得た。1)特に高強度における走の経済性の評価とパフォーマンスの関係性について検討した。LT以上の強度になると、無酸素性エネルギー代謝の貢献が大きくなる。そのため、運動によって生成された血中乳酸値から無酸素性エネルギー消費量を評価し、呼気ガスパラメーターから算出した有酸素性エネルギー消費量を加えて、総エネルギー消費量を計算し走の経済性を評価し、呼気ガスだけから評価した走の経済性より有用である可能性を明らかにした。2)ランナーの脂質代謝能力を明らかにするために、漸増負荷運動中の脂質酸化量を測定し、強度に対する脂質酸化動態を評価した。これをサインカーブにフィッテングすることによって、個人の脂質酸化能力を定量的に評価し、優れたランナーは、絶対強度はもちろん、相対強度でもより高強度において脂質が酸化されることが明らかとなった。しかしながら、長距離走には10分未満で終了するトラック競技から、マラソンのように数時間に及ぶロード競技まで多岐にわたる。

そこで本研究では、中・長距離走全般にわたりレース中の生理応答を明らかにし、さらに縦断的な体力測定を通し、レースや対象者の能力に応じたトレーニング課題、効果的なトレーニング法について提案することを目的とし、平成23年度は1)800m走中のエネルギー代謝とパフォーマンスの関係の検討、2)中・長距離走者の縦断的体力測定データの集積に着手した。1)においては、中長距離走者11名を対象にトラックでの800 m走中のエネルギー代謝を明らかにし、レースパターン、体力特性との関係を検討した。その結果、800m走の平均走速度は最大酸素摂取量の120%にも達し、無酸素性エネルギー供給量が全エネルギー需要量の30%を占めた。また、前半の走速度が速い走者は無酸素性能力が高く、かつ無酸素性エネルギー供給に依存する割合が高かった。一方、後半型の走者は有酸素性能力が高く、かつ有酸素性エネルギー供給に依存する割合が高かった。これらの結果は、体力の評価がレースパターンを修正するための手段としても有効であることや、目標とするレースパターンを遂行するためのトレーニング課題を提示できる可能性があることを示唆している。長距離走では、最大酸素摂取量、乳酸性代謝閾値(LT)および走の経済性の3要因によってパフォーマンスの7割程度を説明できると言われている。しかしながら、10分未満で終了するトラック競技から、マラソンのように数時間に及ぶ競技まで多岐にわたる。そこで、本研究では中距離走を含め、中長距離走におけるエネルギー代謝とそれに関連する能力との関係について検討した。得られた成果は下記のとおりである。1.800mレース中のエネルギー代謝、ペース配分、持久性能力の関係について検討した。その結果、全エネルギー消費量に対し無酸素性由来が30%にも達し、無酸素性能力の高いランナーは前半の走速度が高く、かつ無酸素性代謝の貢献率が大きくなり、反対に有酸素性能力に優れたランナーは、後半の速度低下が小さく、無酸素性代謝の貢献率はやや小さくなった。2.乳酸性代謝閾値(LT)に代わる指標として、最小乳酸値(Lactate Minimum)テストを検討し、パフォーマンスとの関連がLTより強いことを明らかにした。3.高速度における走の経済性の評価方法について検討した。酸素摂取量から有酸素性エネルギー消費量を評価する従来法に加え、血中乳酸濃度を加味することによって、LTを超える高強度でも有用な走の経済性を評価できる可能性が得られた。今後その妥当性をさらに検討する予定である。4.脂質代謝能力の評価法を検討した。漸増負荷中の呼気ガスパラメーターから推定した脂質酸化動態をサイン関数に当てはめることによって、定量的にも定性的にも個人の脂質酸化動態を特徴できることを明らかにし、優れたランナーは絶対強度はもちろん相対強度でもより高強度において脂質が酸化されることを明らかにした。新たに採択された科学研究費助成事業の研究課題において研究を継続し、上記の成果を補完、発展させ中長距離ランナーのトレーニング課題、効果的なトレーニング法について提案していく予定である。体力学投稿論文が2本採択された。
多元素環状化合物の創製の研究総括

特定領域研究「多元素環状化合物の創製」では,計画班員25名,公募班員110余名にのぼる研究者が集結し,多方面にわたる成果を挙げることができた。従来複素環化合物と呼ばれていたN,S,Oを含む環状化合物に加え,P,Siから各種金属元素に至るまでの多種の元素を含んだ環状化合物群(多元素環状化合物)の革新的な合成法や多段階合成戦略の開発を検討するとともに,これら化合物の反応性を総合的な見地から調べることを目的とし研究を行った。有機化学と元素化学や有機金属化学の融合分野ともいえる多元素環状化合物を機軸として,現代社会の基盤を支える物質合成に多くの可能性を提供すると同時に,従来の複素環化合物の枠を越えた我が国発の新研究領域として,その成果を広く世界に発信した。本課題では,これらの成果を総括し取りまとめ,関連する研究者に情報提供すると同時に,広く社会に対してこれを公表した。具体的には,取りまとめ公開シンポジウムを平成16年9月16日に東京大学弥生講堂にて開催し,班員のみならず関連する研究者を一同に集め,本特定領域研究の主要な成果を社会に対してまとまった形で公表した。ここでは,3名の外国人の特別講演者に加え,本特定領域研究に積極的に採択した多くの若手研究者の中から4名を選び,講演を行った。また社会に対するもうひとつの公表手段として、主たる研究成果を学術書にまとめた。編集方針として,現在重要と考えられるトピックスに焦点をしぼり,その研究の背景,問題点や今後の展望等を含む内容とすることで,関連する研究者ばかりでなく,教育の面からも広く利用できる学術書とすることを掲げ,内容を充分吟味して出版した。このように,本特定領域研究で得られた成果を公開シンポジウムや学術書の形で,広く関連研究者,さらには社会に向かって公開・周知したことは,今後のこの分野のさらなる発展に大きく寄与する。平成12年7月に本特定領域研究採択の内定通知を受けて以来,総活班のメンバーを中心に数回にわたり本特定研究の進め方等に関して議論を行った。また,具体的に以下の活動を行った。1.本特定領域研究の発足と次年度からの公募研究の募集を広く全国に周知させるため,本特定領域研究の趣旨を記したポスターを作成しそれを全国の大学や研究所等へ配布した。さらに,インターネット上にホームページを開設するとともに,計画研究予定者に周辺研究者へ本特定領域研究を周知させることを依頼した。予想をはるかに超える385件の応募があった。2.次年度から開始する計画研究および公募研究に関し,各班の研究の基本方針,計画研究と公募研究の関係に関する考え方,および各班間あるいは班員間の連携のあり方等に関し,総括班メンバーや主たる計画班員等と討論会や国際学会の機会を捉えて議論を行った。3.次年度以降の計画研究開始をふまえ,総活班の各メンバーがそれぞれの研究課題に関し予備的な研究を開始した。奈良坂は第一班の研究課題である「多元素環状化合物の新合成法の開発」に関し,オキシム類を用いる含窒素環状化合物の合成法をいくつか開発した。触媒反応を含む,革新的な手法を見いだすことができた。橋本は第二班の研究課題である「多元素環状化合物の合成戦略」に関し,ロジウム(II)錯体触媒/カルボニルイリド複合体を新規反応性分子ユニットとする連続型多元素環状骨格構築法を開発した。村上は第三班の研究課題である「反応性多元素環状化合物の化学」に関し,βラクタム誘導体の遷移金属への酸化的付加によって金属を含む5員環状の反応性中間体を発生させることに成功した。岩澤は第三班の研究課題である「反応性多元素環状化合物の化学」に関し,新規多元素環状錯体であるペンタカルボニルタングステン(O)ベンゾピラニリデン錯体の簡便な合成法を開発した。本特定領域研究は,従来複素環化合物と呼ばれていたN, S, Oを含む環状化合物に加え,P, Siから各種金属元素に至る多種の元素を含んだ環状化合物群,すなわち多元素環状化合物の,革新的な合成法や多段階合成戦略の開発を検討するとともに,これら化合物の反応性を総合的な見地から解明することを目的とする。本年度からの研究の実質的な開始にあたり,平成13年6月26日に神田学士会館にて本特定領域の計画研究・公募研究の研究代表者および総括班の評価班のメンバーを一同に集め,第一回全体会議を開催した。本特定領域研究では,公募研究の応募数が多く当初の予定を大幅に越えたため,あらかじめ班員に研究計画の提出を求め,これをまとめて冊子としたものを全体会議の際,班員に配布した。これをもとに全体会議の場で研究討論を行い,また共同研究の可能性などを議論した。また平成14年1月10,11日にキャンパスプラザ京都にて第一回公開シンポジウムを開催し,30名の班員の成果報告・討論および班会議を行った。本シンポジウムには班員のみならず外部からも多数の関連研究者の参加を得た。初年度の研究は概ね順調に進展しすでにいくつかの興味深い成果が挙がっている。例えば奈良坂はオキシム化合物を利用して銅あるいはパラジウム触媒を用いる新形式の含窒素複素環化合物の合成法の開発に成功した。橋本はピンナトキシンAの全合成に向けその基本骨格となるBCDEF環の構築を行った。村上はロジウム錯体を利用し炭素-炭素結合の切断を伴う反応性メタラサイクルの創製を実現し,これを利用して各種複素環化合物の合成を行った。

岩澤はタングステン錯体を利用して金属含有1,3-双極子の創製を行い,これを利用して多環性化合物の合成に新機軸を導入した。本特定領域研究は,従来複素環化合物とよばれていたN, S, Oを含む環状化合物に加え,P, Siから各種金属元素に至る多種の元素を含んだ環状化合物群,すなわち多元素環状化合物の,革新的な合成法や多段階合成戦略の開発を検討するとともに,これら化合物の反応性を総合的な見地から解明することを目的とする。本年度は実質的な研究の2年目にあたり,公募研究への新規参加者の数も多かったため,まず年度初めに班員全員に研究計画の提出を求め,これをまとめて冊子としたものを作成し,班員に配布した。併せてこれを参考に班員間での意見交換ならびに共同研究を積極的に推進することを依頼した。次いで平成14年9月25,26日に大阪大学豊中キャンパスにて第二回公開シンポジウムを開催し,38名の班員の成果報告・討論を行った。本シンポジウムは日本化学会秋期年会の一環として行われ,班員のみならず多数の日本化学会参加者が成果報告を聴講した。また年度末には班員に本年度の成果報告書の作成を依頼し,近日中にこれを冊子としてまとめ班員に配布する予定である。本年度の研究は概ね順調に進展し興味深い成果が挙がっている。例えば奈良坂はオキシム化合物を利用して,一電子還元を利用するラジカル環化反応やパラジウム触媒を用いる新形式の含窒素複素環化合物の触媒的な合成法の開発に成功した。橋本はピンナトキシンAの全合成に向けその基本骨格となるBCDEFG環の最後のG環部を分子内Diels-Alder反応を利用して立体選択的に構築することに成功した。村上はロジウム錯体を利用し炭素-炭素結合の切断を伴う反応性メタラサイクルの創製を実現し,これを利用して各種複素環化合物の合成を行った。岩澤はタングステン錯体を利用する金属含有1,3-双極子の創製に関する研究を展開し,多環性インドール化合物合成に全く新しい手法を提供した。本特定領域研究は,従来複素環化合物と呼ばれていたN,S,Oを含む環状化合物に加え,P,Siから各種金属元素に至る多種の完素を含んだ環状化合物群,すなわち多元素環状化合物の,革新的な合成法や多段階合成戦略の開発を検討するとともに,これら化合物の反応性を総合的な見地から解明することを目的とする。本年度は、平成15年6月10・11日に北海道大学学術交流会館にて第三回公開シンポジウムを、また平成16年1月8・9日に東京大学弥生講堂にて第四回公開シンポジウムを開催し、それぞれ36名、35名の班員が成果報告を行った。いずれのシンポジウムも多数の大学ならびに企業の研究者に加え、近隣の大学の学生が参加し、活発な質疑討論が行われた。また現在、班員全員に3年間にわたる本特定領域研究の成果報告書の作成を依頼し,近日中にこれをとりまとめの冊子として班員に配布する予定である。併せて本特定領域研究で得られた新たな知見の中から特に優れた成果を選び、それらの研究背景をも含めて解説した教科書的な書籍を作成するための準備を行っている。本年度は本特定領域研究の最終年度にあたり,班員が各自の研究課脚に関しとりまとめを行うべく研究を遂行した。以下にその中から代表的な成果を示す。奈良坂はオキシム化合物を利用して,一電子還元を利用するラジカル環化反応の触媒化やパラジウム触媒を用いる新形式の含窒素複素環化合物の合成法の開発に成功した。
電子・プロトン混合導電性層状水和酸化物の合成と電極材料への応用

層状遷移金属酸塩は2次元的なソフトマテリアルであり、その層間を利用して様々な機能性を持たせることができる。本研究では層間プロトンの特性を活かした材料合成と機能性付与ならびに、層自身の機能性を活かした電極材料への応用を検討する。平成17年度は主として層状ルテニウム酸水和物の工業電解用電極触媒特性の評価を行った。層状ルテニウム酸カリウム粉末を酸化ルテニウム被覆チタン電極に塗りつけ,構造安定性をもたせるために熱処理を施した。得られた電極材料を,硫酸中(水素,酸素発生反応活性)およびNaCl+HCl水溶液中(塩素発生反応活性)にて電気化学特性を評価した。その結果,層状ルテニウム酸水和物は酸素および塩素発生反応に対して高い活性を示した。層状ルテニウム酸水和物のコーティングにより,未被覆の酸化ルテニウム被覆チタン電極よりも数倍大きな電流が得られ,最大150mVの電圧低下が達成された。これは,層状ルテニウム酸水和物自信の優れた電子伝導性と層間の高いイオン伝導性により,層間が電極触媒能を有するナノ構造電極触媒として機能し,反応活性面積が増大したことに起因すると考えられる。上述の成果より,大電流運転が可能な省エネルギー電解への展望が開けた。なお,層状ルテニウム酸水和物は水素発生反応に対しては構造安定性を有さなかった。平成16年度は層状チタン酸の一種である四チタン酸を母構造とした四チタンナノシートコロイドを利用した新規な無機-有機複合材料の創製を試みた。また、層状ルテニウム酸のプロトン・電子混合導電性を電気化学インピーダンス法にて検討した。四チタン酸ナノシートコロイドを用いてエチレンジアミンが層間でバイレイヤー配列した新規な層間化合物を創製した。四チタン酸ナノシートコロイドに高濃度のエチレンジアミンを作用させと、エチレンジアミンのアミン基の片方が四チタン酸ナノシート表面と反応し、その後自己組織化によりバイレイヤーエチレンジアミン/四チタン酸層間化合物が得られることを各種分析(XRD, CHN, IR, TG-DTA, C-NMR)により見出した。得られた生成物は通常のインターカレーション反応では得られない新規な材料であり、ナノシートコロイドの特異性を活かした新たな材料設計指針を確立できた。大容量電気化学キャパシタに有望な材料である層状ルテニウム酸水和物のプロトン・電子混合導電性を電気化学インピーダンス法にて検討した。層状ルテニウム酸水和物のプロトン伝導性は大容量電気化学キャパシタに用いられるRuO_2・0.5H_2Oナノ粒子と同程度であり、水和層間でのプロトンは粒子の表面に匹敵する伝導性を有することを見出した。また、電気化学キャパシタに用いる電極材料としては層状ルテニウム酸水和物やRuO_2・0.5H_2Oナノ粒子の電子伝導性は十分であり、デバイスの性能を悪化させる抵抗成分は主としてプロトン伝導に起因することがわかった。
バイリンガル教育の要因―外国人児童の家庭における取りくみを中心に

本研究は、外国人児童とその親は母語保持についてどのような意見を持っており、外国人児童の家庭における言語生活はいかなるものかについて探ったものである。韓国人同時バイリンガル児童の言語使用を縦断的に観察した結果、児童らは状況や目的によって言語シフトを頻繁に変えており、それはコミュニケーション・ストラテジーともなるものであった。また、母親の発話の影響で日本語から韓国語へと言語シフトを変える場面が観察されており、バイリンガル教育において家庭における日常会話がいかに大事であるかが示唆された。韓国人と日本人母親へのインタビューからは、バイリンガル教育への期待と意欲それから迷いを窺うことができた。本研究は、バイリンガル教育研究が一般の生活場面に浸透していないことが多々あることや外国人児童の家庭における言語教育に関する研究結果が少ない現実から、日本における韓国人親のバイリンガル教育に対するビリーフ(beliefs)を調査し、実際の家庭における言語教育とどのような関係があるかを検証するものである。2013年度は、移民が多いことから第2言語としての英語教育が盛んであり、外国人児童に対するバイリンガル教育研究が進んでいるニューヨークにて、ニューヨーク市立大学の訪問研究員として研究を進める機会に恵まれた。大学で行われているバイリンガル教育研究のリサーチ・ミーティングやセミナーに参加する傍ら、ニューヨークで子どもを育てている韓国人親と日本人親を対象にインタビュー調査を行った。研究当初である2012年には、日本における韓国人親のみを研究対象としていたが、ニューヨークに滞在していたお陰でニューヨーク在住の韓国人親と日本人親をも研究の対象に広げ調査を行うことができた。去年は韓国人親と日本人親のそれぞれ19人と7人のインタビューに成功した。インタビューは、主に家庭内でどのような言語教育を行っているか、子どもの言語使用の実態はどうか、子どもの言語実態に対する不安はあるか、などの内容を含む。現在はインタビュー資料の文字化を行っており、文字化が終わる次第分析に取り掛かる予定である。本研究は、バイリンガル教育研究の結果が一般の生活場面に浸透していないことが多々あることや、外国人児童の家庭における言語教育に関する研究成果が少ない現実を踏まえ、日本における韓国人児童とその親を対象に「バイリンガル教育に対するビリーフ(Beliefs)」を調査し実際の家庭における言語教育とどのような関係があるかを検証するものである。研究開始初年度である2012年には、縦断研究として行っている、日本語と韓国語の同時バイリンガルである小学校2年生の韓国人男児Aと3歳の韓国人女児Bの言語使用の観察を続けた。日常生活の中で、AとBがどのように日本語を韓国語を駆使し言語生活を営んでいるかを観察し、順次文字化を行った。7月にはウェールズ語と英語のバイリンガル教育を行っているイギリスウェールズ地方のバンガー大学(Bangor university)で開かれた国際シンポジウムに参加し、「Maintaining Bilingual Education」という題目で、日本で生まれ育っているバイリンガル児の2言語能力と言語使用の実態について発表した。9月には韓国日本語教育学会主催の国際学術発表大会(於:韓国全南大学校)にて、「同時バイリンガル児童の言語選択の特徴ー多言語環境に置かれている子どもの言語能力をどう評価するか」という題目で、多言語環境に置かれている児童の言語能力を表面的に現れる言語運用能力だけではなく、子供の内面に形成されていく認知・情意面にも目を配る必要があることを訴えた。外国人児童を持つ家庭は、児童のアイデンティティを成す言葉(家庭内言語)の習得の場として重要な役割を担う。しかし、実際のバイリンガル教育研究の結果は、あまり家庭に浸透してないことが多々ある。本研究は、以上のような現状を受け、以下の研究目的に沿って行っている。1.日本における韓国人親のバイリンガル教育に対するビリーフ(Beliefs)とはいかなるものか。2.韓国人同時バイリンガル児童はどのような目的で韓国語と日本語を選択し、使用しているか。これまでの研究成果としては、2013年にはニューヨーク在住の韓国人母親と日本人母親を対象に、バイリンガル教育に対するビリーフ調査を行い、2014年には日本における韓国人母親のビリーフ調査を行った。また、2012年から韓国人同時バイリンガルの男児と女児の言語データを定期的に収集し、順次分析してきたが、2014年からは、新たにもう一人の韓国人同時バイリンガルの女児を確保し調査を行っている。これらの研究成果は5回の国際学会での研究発表と、2回の論文投稿を通して公表している。複数の言語環境に住むバイリンガル児童の場合、アイデンティティをなす家庭内言語(home language)を習得できる場は限られている。本研究では、バイリンガル児童の日常生活の中で家庭内言語の習得へと繋がる場面を明らかにするため、研究協力者である韓国人バイリンガル児童3人の言語データを縦断的に収集し、家庭内言語のインプットとアウトプットの様子を観察した。観察の結果、3人の児童と母親らとの会話の中で、母親が使用した韓国語の語彙が児童の次回の会話の中で使われており、それに伴い日本語から韓国語へとコードスイッチングが活発に行われている場面が複数確認できた。母親の発話からインプットされた韓国語は、児童が行うコードスイッチングのキューの役割をもしており、母親が発する韓国語によって、児童らは日本語から韓国語へとコードスイッチングを行っていた。実際に外国人児童が母語を習得できる場面が限られている中で、母親との会話は貴重なインプットのチャンスを与えることが実際の会話データから確認することができた。

研究の結果は、2015年8月中国の延辺大学で行われた<第4回中日韓朝言語文化比較研究国際シンポジウム>にて「家庭内言語のインプットについて考えるー韓国人同時バイリンガル児童の親子間の会話を中心に」というテーマで発表を行った。また、11月には、立教大学で行われた<第12回第1言語としてのバイリンガリズム研究会>にて、「バイリンガル児童の言語選択の意思を尊重した家庭内言語の習得」について研究発表を行った。本研究は、外国人児童とその親は母語保持についてどのような意見を持っており、外国人児童の家庭における言語生活はいかなるものかについて探ったものである。韓国人同時バイリンガル児童の言語使用を縦断的に観察した結果、児童らは状況や目的によって言語シフトを頻繁に変えており、それはコミュニケーション・ストラテジーともなるものであった。また、母親の発話の影響で日本語から韓国語へと言語シフトを変える場面が観察されており、バイリンガル教育において家庭における日常会話がいかに大事であるかが示唆された。韓国人と日本人母親へのインタビューからは、バイリンガル教育への期待と意欲それから迷いを窺うことができた。研究調査および分析が進むにつれ、当初は計画しなかった局面の研究の必要性が浮上し、それを明らかにするための調査、分析をも行っている。そのようなことから研究結果がより多面的で豊かになったと思われる。バイリンガル児童の言語使用を調査するためには情報提供者(インフォーマント)の確保が非常に重要であるが、去年度は7歳の韓国人バイリンガル女児の母親から言語使用に関する情報提供の助けをいただくことができ、研究がさらに進むようになった。バイリンガル教育今年度は去年に引き続き、3人の韓国人バイリンガル児童の言語データの収集を続けるとともに、日本における韓国人親のビリーフ調査を続ける。8月には中国の延辺大学で行われる国際学会での研究発表を、10月には東京立教大学で行われる研究会での発表を控えている。さらに、研究結果の出版に向けて執筆を続ける予定である。研究当初である2012年には、調査協力者の募集などを考慮し研究対象を日本における韓国人親に限定して研究を進めていた。2013年にアメリカ・ニューヨークで研究が行える機会に恵まれ、研究対象をニューヨークにおける韓国人親と日本人親にまで拡大し調査することができた。そうすることによって、外国人児童を育てる親のビリーフ(beliefs)と日本とアメリカという社会環境をも結びつけて考察することができるだけではなく、各親集団同士の比較も可能になった。以上のことから、さらに幅広い研究結果が得られることが期待できる。2012年の1年間、バイリンガル児童の言語運用を観察し、文字化を行った。また、一部の研究結果をまとめ、2回の学会で発表を行った。さらに、研究2年目の2013年に行う予定の外国人児童を持つ親のインタビューのため、調査協力者を確保しつつある。
新根内エンドファイト、Heteroconiumによる難防除土壌病害抑制機構の解明

Heteroconium chaetospiraを地下部に感染させたハクサイは、Plasmodiophora brassicaeによるハクサイ値こぶ病、Verticillium dahliaeによるハクサイ黄化病などの難防除土壌病害を圃場レベルで抑制した。H.chaetospiraによるハクサイ根内への侵入、及び定着の過程を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡により調査した。H.chaetospiraはハクサイ根の表面に付着器を形成し、そこから侵入菌糸を伸ばして細胞内へ侵入した。細胞内菌糸は、再び付着器様構造を形成し、隣接細胞への移行を繰り返しながら定着部位を拡大した。エンドファイト菌糸はハクサイ根の表皮、及び皮層細胞内に存在したが、維管束細胞内には確認できなかった。エンドファイト接種根と非接種根の細胞の内部構造に明らかな差異は認められず、エンドファイト菌糸が宿主細胞の核やミトコンドリアなどの構造を加害している徴候も認められなかった。H.chaetospiraは宿主植物体内において共生的に存在しているものと考えられた。H.chaetospira接種区、及びコントロール区に黒斑病菌(Alternaria brassicae)をハクサイ葉面へ接種したところ、H.chaetospira接種区において、黒斑病の発病抑制が確認され、H.chaetospiraは、地下部のみならず、地上部においても抵抗性を誘導することが示された。病害抵抗性の誘導に関わるシグナル伝達物質の1つと考えられているサリチル酸の定量を行ったところ、H.chaetospiraの定着による新たなサリチル酸の蓄積は認められなかったが、黒斑病菌を接種したところ、両接種区で急激な増加・蓄積が認められた。黒斑病菌を接種したハクサイからmRNAを抽出し、解析を行ったところ、H.chaetospira接種区においてPR-1aの強い発現は認められず、PALの発現量の増加、PDF1.2の恒常的な発現が確認されたことから、病害抵抗性の誘導機構にはこれら遺伝子群の関与が示唆された。ハクサイの土壌病害を抑制する根部エンドファイトを用いて、宿主植物根への定着の様子、並びに、共生能力に関連している遺伝子応答性の解明を行った。エンドファイトを感染させたハクサイの根部を播種後1週間から6週間にわたり、2.5%グルタールアルデヒドで固定し、脱水、臨界点乾燥後、蒸着した試料を走査型電子顕微鏡により菌体の定着を観察した。無接種のコントロールと比較し、接種区では皮層細胞の第4層まで菌糸の進侵入が確認された。このことから、本菌は維管束細胞内には入れないと考えられた。0.05%L-メチオニン含有ツアッペック・ドックス培地に菌体を移植し、菌体と培養液の両者において、Yang法を用いてACC含量を測定した。L-メチオニン5mM処理区では20.57nl/・dayのエチレンが生成された。更に、菌体並びに培養液中からACCが確認されたが、コントロールの培養菌体からは確認されなかった。このことから、Heteroconium chaetospiraにおけるエチレンの生成経路はL-メチオニン-----ACC-----エチレンの経路を取っていることが判明した。すなわち、本菌の侵入によって、エチレンが生成され、そのエチレンに応答して防御タンパク質が発現し、根こぶ病を抑制する系が働いて入るのではないかと推察された。

H.chaetospiraによるハクサイ根内への侵入および定着の過程を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡により調査した。H.chaetospiraはハクサイ根の表面に付着器を形成し、そこから侵入菌糸を伸ばして細胞内へ侵入した。細胞内菌糸は再び付着器様構造を形成し、隣接細胞への移行を繰り返しながら定着部位を拡大した。エンドファイト菌糸はハクサイ根の表皮および皮層細胞内に存在したが、維管束細胞内には確認できなかった。エンドファイト接種根と非接種根の細胞の内部構造を比較したところ、両者の間に明らかな差異は認められず、エンドファイト菌糸が宿主細胞の核やミトコンドリアなどの構造を加害している兆候も認められなかった。H.chaetospiraは宿主植物体内において共生的に存在しているものと考えられた。一方、本菌は地下部に接種されたハクサイに対して、Plasmodiophora brassicaeによるハクサイ根こぶ病、Verticillium dahliaeによるハクサイ黄化病などの、難防除土壌病害を、圃場レベルで抑制する効果を付与することが報告されている。今回、H.chaetospiraによるハクサイ地上部における抵抗性誘導の有無を調査するため、黒斑病Alternaria barassicaeのハクサイ葉面への接種を行った。その結果H.chaetospira接種ハクサイではA.brassicaeの病徴を抑制する傾向が見られた。このことよりH.chaetospiraでは地下部のみならず、地上部においても抵抗性を誘導することが示唆された。Heteroconium chaetospiraは、1998年に成澤らにより、ハクサイ根部に侵入後、定着するルートエンドファイトとして報告された不完全菌である。本菌を地下部に感染させたハクサイは、Plasmodiophora brassicaeによるハクサイ根こぶ病、Verticillim dahliaeによるハクサイ黄化病などの、難防除土壌病害を、圃場レベルで抑制した。Heteroconium chaetospira OGR-3接種区、およびコントロール区に黒斑病菌を接種したところ、H. chaetospira接種区において、接種濃度の高低に関わらず黒斑病の発病抑制が確認された。また、H. chaetospira接種区では黒斑型の病斑形成が目立ち、その罹病組織を観察するとハクサイ細胞間に褐色の物質が集積していた。一方、コントロール区では、水浸状拡大型病斑の形成が目立った。このことより、H. chaetospiraは地下部のみならず、地上部においても抵抗性を誘導することが示された。病害抵抗性の誘導に関わるシグナル伝達物質の1つと考えられているサリチル酸の定量を行ったところ、H. chaetospiraの定着による新たなサリチル酸の蓄積は認められなかったが、黒斑病菌を接種したところ、両接種区で急激な増加・蓄積が認められた。病害抵抗性がどのような経路で誘導されているかを調査するため、黒斑病菌を接種したハクサイからmRNAを抽出し、解析を行ったところ、H. chaetospira接種区においてPR-1aの強い発現は認められず、PALの発現量の増加、PDF1.2の恒常的な発現が確認されたことから、病害抵抗性の誘導機構にはこれら遺伝子群の関与が示唆された。
グルココルチコイドレセプターの機能制御機構解明と創薬基盤の構築

本研究は、『グルココルチコイドレセプター(GR)の構造機能相関』を詳細に解明して理想的GR作動薬開発基盤創成に結びつけることを目的とした。なお、本研究は3つのプロジェクト(Pと略す)から構成された。P1.GR特異的リガンドの分子基盤をモデルとなるリガンドとGRの構造-機能相関から解明した。コルチバゾール(CVZ)とGRのリガンド結合領域(LBD)との相互作用様式を生化学的に究明した。とくに、ヘリックス3、5、12の意義をデキサメ.タゾンの場合と対比して明らかにした。CVZ結合型LBDの構造機能相関を明確にし、GR特異的かつAF-1機能を制御するリガンドの分子基盤を明確にした。P2.新規GR機能抑制分子HEXIM1によるGR機能制御機構をGRの構造-機能相関から解明した。HEXIM1とGR LBDの相互作用を、生化学的に詳細に解明して各々の責任領域を確定した。その結果、HEXIM1は中央部の核移行シグナル、GRはリガンド結合領域のN末端部分が関与することがわかった。また、GRはHEXIM1と7SK RNAの結合を阻害することがわかった。Cre-loxPシステムを用いてHEXIM1遺伝子改変マウスを作成した。HEXIM1遺伝子のプロモーターを単離し、その発現制御機構を明確にした。P3.GRと低酸素誘導性転写因子HIF-1の相互作用の分子基盤をGRの構造との関連から解明した。HIF-1とGR LBDの相互作用に関わる各々の分子内領域を同定した。1.グルココルチコイドレセプター(GR)リガンド結合領域(LBD)のコルチバゾールCVZ結合様式を立体構造との関連から明らかにした。CVZはGR LBDのC末端欠失変異体にも安定に結合した。また,コンピューター解析によるCVZ-GR LBD複合体モデルにおいて,CVZは,DEX-GR LBDのX線結晶解析で示されたリガンド結合ポケット構造を変化させる可能性が示唆された。2.CVZ特異的にAF-1転写活性化領域と相互作用する転写共役因子の存在が示唆された。もう一つの転写活性化領域AF-2の影響を排除可能なGR LBDのC末端欠失変異体を作成し、GSTあるいはGAL4 DNA結合領域の融合蛋白を作成してHeLa細胞核抽出液を用いたGST-pull down法により,CVZ特異的GR結合蛋白の候補を得た。3.FLAGタグ融合HEXIM1発現組換えアデノウイルスおよび、HEXIM1特異的siRNA発現組換えアデノウイルスを作成した。これらのウイルスは初代培養を含めた多くの細胞種および動物個体にほぼ100%の効率で遺伝子導入が可能で、しかも、Cre-loxP系による発現調節を受けるよう設計されており、GRのHEXIM1による機能調節を細胞内で解析するツールとして極めて強力なものであることを確認した。これらのシステムを活用して、GRの細胞内局在、転写活性化能に与えるHEXIM1の作用を明らかにした。4.GRとHEXIM1の相互作用に必要なアミノ酸領域を同定した。細胞内では、GRの核内における局在がHEXIM1の発現によって著明に変化することが観察された。GRの核内局在の変化とその機能の関連を、GRの変異体、各種融合タンパク質などを用いて、レポーターアッセイ、RT-PCR法などにより解析した。

コルチバゾール(CVZ)とGRのリガンド結合領域(LBD)との相互作用様式を生化学的に究明した。とくに、ヘリックス3、5、12の意義をデキサメタゾンの場合と対比して明らかにした。CVZ結合型LBDの構造機能相関を明確にし、GR特異的かつAF-1機能を制御するリガンドの分子基盤を明確にした。P2.新規GR機能抑制分子HEXIM1によるGR機能制御機構をGRの構造-機能相関から解明した。HEXIM1とGR LBDの相互作用を、生化学的に詳細に解明して各々の責任領域を確定した。その結果、HEXIM1は中央部の核移行シグナル、GRはリガンド結合領域のN末端部分が関与することがわかった。また、GRはHEXIM1と7SK RNAの結合を阻害することがわかった。Cre-loxPシステムを用いてHEXIM1遺伝子改変マウスを作成した。HEXIM1遺伝子のプロモーターを単離し、その発現制御機構を明確にした。P3.GRと低酸素誘導性転写因子HIF-1の相互作用の分子基盤をGRの構造との関連から解明した。
視覚応答を利用したコミュニケーション支援BMIの開発

Brain Machine Interface(BMI)は失われた運動機能を補完する手段の1つとして注目されている。運動麻痺などに対する運動支援型BMIは一部実用化も果たしているが、視覚障害や言語障害に対するコミュニケーション支援型BMIは開発途上である。コミュニケーションツールとして"文字"は汎用性が高いが、現時点で実際のALS(筋萎縮性側索硬化症)患者に提供されているシステムはマウスカーソルを移動させて任意のキーボードボタンを押す、というものが大半である。しかしこれらのシステムは非常に時間を要するのが問題と考えられる。より実用的に即時的に意思や感情を表出するためには、直接的に意思表示できるようにすることがブレークスルーになると考える。自身が行った皮質脳波を用いた予備実験では、ヒトが物体イメージを視認もしくは想起したときの脳活動の復号化は可能であったが、意味を持たない単一文字を視認もしくは想起した時の脳活動からその文字を復号化することは困難であった。つまり、文字列を任意に書き出すことは容易ではない。そこで、本研究では文字と物体イメージを関連付けし、入力を「物体イメージを想起したときの脳活動」、出力を「物体イメージに関連付けされている文字」とすることで、タイムラグが少なく、復号化率の高いBMIの実現を目指している。高次の視覚情報は主に側頭葉腹側面で処理されていることから、この部位に慢性頭蓋内電極を留置したてんかん患者の協力を得て、物体視認時、物体イメージ想起時の皮質脳波を計測している。視認時の応答から物体イメージ特異的な応答が、皮質脳波の高ガンマ帯域に強く表現されていることが確認されたことから、主にこのデータを使用して想起時の脳活動の復号化を行っている。本研究で用いている皮質脳波の計測には、てんかんの焦点診断目的に慢性頭蓋内電極を留置した患者の協力が不可欠である。進捗が遅れている最大の要因は、対象となる患者の不足、それに伴うテータの不足である。これにより統計的な有意性が出にくくなっていると考えられる。本年6月から8月の3ヶ月で4名の慢性頭蓋内電極留置手術を行う予定であり、このうち3名が研究対象となりうる。このデータを追加することで統計的有意性が高まることが期待される。研究開始当初は皮質脳波のデコーダー(復号器)にはSVM(support vector machine)を採用し復号化を行っていたが、データ量に制限があることから、復号化の成績は実用レベルには至らなかった。そこで昨年度、デコーダーをSLR(sparse rogistic regression)に変更した。さらにデコーダーへの入力に周波数帯別のデータを加え、異なる周波数帯間の相関を追加したところ、一定の成績向上が得られた。近々に計測する新たなデータを追加することでさらなる復号化率の向上が期待される。一方、解析PCにリアルタイムデータ解析用のシステムを組み込み、テスト作動は確認済みである。今後、健常被検者の協力者で模擬解析を行い、実際の被検者での解析を試みる予定である。これまでの研究内容を、2019年10月の日本脳神経外科学会第78回学術総会で発表する予定である。Brain Machine Interface(BMI)は失われた身体機能を補完する一手段として注目されており、運動麻痺などを補助する運動支援型BMIでは一部実用化も果たしている。一方、コミュニケーション支援型BMIの開発は開発途上であり、早期の実用化が望まれている。本研究ではもっとも応用の効くコミュニケーションツールとして文字をピックアップした。文字を想起した時の脳活動から文字そのものをダイレクトに復号化することが難しいことは予備実験でわかったため、文字と物体イメージを関連づけ、イメージを想起した時の脳活動から文字を表出する手法を採用した。平成28年度は、視覚刺激(物体イメージ)の作成及び最適化、電極留置患者における計測及び計測データの解析を行った。視覚刺激として5つの物体イメージを採択し、各物体イメージに25のexamplerを用意した。次に、実際にてんかんの焦点診断目的に頭蓋内電極を留置した患者において、まずは実際に視覚刺激を見たとき、すなわち視覚認知時の脳活動から、脳活動の符号化を行った。物体イメージ特異的な脳活動は主に高ガンマ帯域に符号化されていることが確認された。今後、物体イメージ想起時の脳活動の符号化を行い、実際に物体イメージを視認した時との差異を同定するとともに、視認時、想起時の脳活動から、物体イメージが復号化できるかどうかの検証を進めていく。デコーダーには従来から使用しているsupport vector machine(SVM)を用い、最良の復号化率を得るための入力ベクトル(特徴量)の最適化を測る。視覚刺激(提示画像)の作成やシステム構成、計測環境などは滞りなく完了し計測を開始している。29年度と合わせて10例を目標としていたが、本研究に適した部位に頭蓋内電極を入れるてんかん患者の症例数が少なかったこと、電極留置手術実施施設の変更があったことにより症例数が伸び悩み、現在までに計測した症例は2例にとどまっている。データ解析に関しては、実際に視認した時の皮質活動はきちんと符号化できており、現在は「想像している時の脳活動」の可視化にに加え、脳活動の復号化に取り掛かっているが、現時点では復号化率は有意水準前後である。「想像」の場合、画像提示のようなはっきりとしたオンセットがないため、事象関連電位として捉えにくいこと、実際の視覚情報がないため活動電位が低いことなどが原因と考えている。繰り返し回数を増やす、入力ベクトルに工夫を加えるなどを試していく予定である。

Brain Machine Interface(BMI)は失われた運動機能を補完する手段の1つとして注目されている。運動麻痺などに対する運動支援型BMIは一部実用化も果たしているが、視覚障害や言語障害に対するコミュニケーション支援型BMIは開発途上である。本研究では、コミュニケーションツールとして汎用性の高い"文字"を使用している。既存の報告では、マウスカーソルを移動させて任意のキーボードボタンを押す、というような時間を要するものが多かったが、より実用的にするためには、直接的に文字を表出することが重要だと考えている。自身が行った皮質脳波を用いた予備実験では、ヒトが物体イメージを視認もしくは想起したときの脳活動の復号化は可能であったが、意味を持たない単一文字を視認もしくは想起した時の脳活動からその文字を復号化することは困難であった。そこで、本研究では文字と物体イメージを関連付けし、入力を「物体イメージを想起したときの脳活動」、出力を「物体イメージに関連付けされている文字」とすることで、タイムラグが少なく、復号化率の高いBMIの実現を目指している。高次の視覚情報は主に側頭葉腹側面で処理されていることから、この部位に慢性頭蓋内電極を留置したてんかん患者の協力を得て、物体視認時、物体イメージ想起時の皮質脳波を計測した。視認時の応答から物体イメージ特異的な応答が、皮質脳波の高ガンマ帯域に強く表現されていることが確認されたことから、主にこのデータを使用して想起時の脳活動の復号化を行った。デコーダー(復号器)にはSVMを採用し復号化を行っているが、データ量に制限があることから、現状では復号化の成績は実用レベルには至っていない。現在の問題点はデータ量不十分なことである。皮質脳波の計測には、てんかんの焦点診断目的に慢性頭蓋内電極を留置した患者の協力が不可欠である。現在、都立神経病院および東京大学医学部附属病院で計測環境が整っているが、電極留置手術の適応患者の絶対数が少ないうえ、電極留置部位が本研究にそぐわなかったり、患者の認知能力や理解力が不足しているケースがあるためである。コミュニケーションツールとして"文字"は汎用性が高いが、現時点で実際のALS(筋萎縮性側索硬化症)患者に提供されているシステムはマウスカーソルを移動させて任意のキーボードボタンを押す、というものが大半である。しかしこれらのシステムは非常に時間を要するのが問題と考えられる。より実用的に即時的に意思や感情を表出するためには、直接的に意思表示できるようにすることがブレークスルーになると考える。
ニハイチュウの形態の収斂進化

日本沿岸産頭足類10種から5属25種の新種を発見し、そのうちクモダコとツノモチダコから3属11種のニハイチュウ類を新種記載した。記載と同時に進めてきた分子系統解析の結果からは、属を分類する極帽と呼ばれる重要な形態形質(形態や構成細胞数)が、系統を反映しておらず、二ハイチュウ類の系統は、宿主の種や生息深度と関連が深いことが示唆された。この極帽の形質が、発生プロセス上のわずかな違いで生じることから、極帽における変異は頻繁に起こりうると考えられる。したがって、今後ニハイチュウ類の分類形質を精査し、大きく分類を見直す必要性が生じた。ニハイチュウ類は極帽部の繊毛を腎臓の上皮細胞に接触させ生活しているが、極帽の形によって生息場所が異なり、棲み分けがみられる。新たに発見した種を加え、種数を増やし、より多くの種を用い、ニハイチュウ類の極帽の形態と腎嚢に出現するニハイチュウ類の種の関係を調べた。その結果、1種類の頭足類にみられるニハイチュウ類の種数は、頭足類の種により異なるが、一定のパターンが確実に存在することが明らかになった。腎嚢内で同時に2種以上がみられるとき、同時にみられる種数と極帽の形態には一定のパターンが認められた。2種の場合、極帽の形態は円錐形+円盤形、3種の場合は円錐形+帽子形+円盤形、4種以上では、これら3タイプに不定形が加わる。このように、極帽の類似する種は共存せず、異なった頭足類の種間でみられた。また、分子系統樹による解析からも、宿主間で極帽の形態形質の収斂がみられることが明らかになった。その一方で半数に近い種で、ホストスイッチングも認められ、みかけ上は形態が収斂しているようにみえるが、他の宿主から移り住んできた種があるなど、ニハイチュウ類の形態形質の進化過程は単純ではなく、厳密には収斂といえない関係もみられることが明らかになった。(1)ニハイチュウ類の分類学的研究日本海沿岸の大陸棚斜面に生息するクモダコ(Octopus longispadiceus)の腎嚢にみられる6種のニハイチュウ類の分類学的指標を明らかにした。その結果、すべてのニハイチュウが新種であり、そのうち2種がDicyema属、残り4種がDicyemennea属のニハイチュウであった。Dicyemennea属のうちの1種は特異な性質を有すニハイチュウであった。このニハイチュウは宿主の腎上皮の表面に頭部を接着させ生活しているが、腎上皮を覆うように頭部体皮細胞が薄く進展し、隣接した個体と進展領域を融合させている。腎上皮表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果、このニハイチュウが広い範囲を覆い尽く様子が観察できた。これは、多くのニハイチュウがみられる宿主での、ニハイチュウ種間の種間競争の結果ではないかと考えられる。また、個体同士がどのように融合しているかの詳細は不明であるが、無性生殖で増殖した個体同士が体皮細胞間で細胞融合を起こし、シンシチュームを形成しているのではないかと考えている。(2)ニハイチュウ類と頭足類における種間系統と頭部形態の多様性クモダコにみられる新種のニハイチュウ類4種について、ミトコンドリア遺伝子(COI)と18SrDNAの塩基配列を決定した。これまでに決定した29種のニハイチュウ類の塩基配列とともにベイズ法とML法を用い系統樹を作成した。クモダコにみられるニハイチュウ類4種のうち、3種は同じクラスター内にまとまったが、他1種は他のニハイチュウ類とともにクラスターを形成した。このことから、3種はそれら祖先種がクモダコの中で種分化した種と考えられる。これら3種のニハイチュウ類の頭部形態はそれぞれ特徴的で、円盤形、円錐型、および帽子型に分類される。この3タイプの頭部形態は他の頭足類でも見られることから、それぞれの頭部形態が頭足類間で収斂していることを裏付けるデータがさらに1つ得られた。ニハイチュウ(二胚動物門)は、底棲の頭足類の腎嚢に片利共生する体長数ミリの多細胞動物で、その単純な体制は頭足類の腎嚢という特殊な微小環境へ適応の結果であると考えられる。この動物の分類形質における形態適応と進化について、形態学的手法と分子系統学的手法を用いて解析を進めている。可能な限り多くの種を集め、適応形態の多様性を明らかにし、進化の道筋を解明することを目指している。当該年度は、日本海沿岸のクモダコ、熊野灘に生息するツノモチダコ、ヤワラボウズイカ、ウデボソコウイカ、テナガコウイカ、イッカクダコ、マダコ属のタコ類2種、および土佐湾からマダコ属のタコ類1種から、約20種のニハイチュウ類を採集することができた。このうち18種類は分類形質を明らかにした結果、新種であることが判明したので、新種記載の準備を進めている。同時に、これらニハイチュウ類のミトコンドリアCOI遺伝子と18SrRNAの塩基配列を解析中である。また、ツノモチダコとイッカクダコにみられるニハイチュウ類から、それぞれ他にはみられない特異な適応形態をもつ種が発見できた。