hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラットの放射線高感受性の原因遺伝子の同定

LECラットの放射線高感受性について、従来より行っている連鎖解析及びQuantitative trait loci(QTL)解析の結果、第4番染色体上のある特定遺伝子領域が原因遺伝子の存在部位として強く関与していることが判明した。そこで野生型ラットの塩基配列情報を基にLECラット及び野生型ラット間で塩基配列を比較することで欠失もしくは変異を認める遺伝子の存在の有無の同定を試みた結果、NP220(Zfml : Zinc finger, martin like)という遺伝子のエクソン部分にLECラットにおいてアミノ酸変異(トレオニンからアルギニン)を伴う1塩基変異が見つかった。そこでその変異がLECラットの放射線高感受性を引き起こす原因かどうかを調べるため、LECラット由来線維芽細胞に正常なNp220 cDNAをトランスフェクトするin vitroレスキュー実験、さらには正常Np220 cDNAを導入したトランスジェニックラットを作製しin vivoレスキュー実験を試みた。しかしながらいずれにおいても現時点では期待した結果は得られなかった。そこで、今年度はその特定遺伝子領域及びラットのゲノム情報を基に原因遺伝子を同定しその原因遺伝子としての証明を行う予定であった。結果については、まずその特定遺伝子領域に位置する遺伝子群を選択した。そしてLECラット及び野生型ラットより全身の各組織からRNA抽出、cDNA合成を行い、その両者のcDNAを基に選択した遺伝子それぞれについてRT-PCRを行いLECラット及び野生型ラット間でRNAレベルの発現の有無を比較したが、選択したすべての遺伝子について差を認めなかった。次に、LECラットにおいて選択したすべての遺伝子の塩基配列を決定し、野生型ラットの塩基配列情報を基にLECラット及び野生型ラット間で塩基配列を比較することで欠失もしくは変異を認める遺伝子の存在の有無を同定する実験を行っているが、現在までまだその遺伝子は認めていない。なお、放射線高感受性の原因遺伝子の候補遺伝子を同定した場合は、次にその証明を行う予定であるが、その準備段階として、LECラット及び野生型ラットの皮膚から線維芽細胞を単離培養し、両者の線維芽細胞にX線照射を行い、LECラットから単離した線維芽細胞が野生型ラットから単離した線維芽細胞よりX線高感受性であることを確認した。来年度の実験計画としては引き続き特定遺伝子領域に位置する遺伝子についてLECラット及び野生型ラット間で塩基配列を比較する実験を行うことによって原因遺伝子の候補遺伝子を同定しその証明実験を行う予定であると同時にその遺伝子によって放射線高感受性にいたる機能解析を行う予定である。そこで昨年度に引き続いて野生型ラットの塩基配列情報を基にLECラット及び野生型ラット間で塩基配列を比較することで欠失もしくは変異を認める遺伝子の存在の有無の同定を試みた結果、NP220(Zflml : Zinc finger, martin like)という遺伝子のエクソン部分にLECラットにおいてアミノ酸変異(トレオニンからアルギニン)を伴う1塩基変異が見つかった。そこでその変異がLECラットの放射線高感受性を引き起こす原因かどうかを調べるため、LECラット由来線維芽細胞に正常なNp220cDNAをトランスフェクトするin vitroレスキュー実験、さらには正常Np220 cDNAを導入したトランスジェニックラットを作製しin vivoレスキュー実験を試みた。しかしながらいずれにおいてもレスキューを確認することはできず、したがってNp220遺伝子のこの変異は放射線高感受性の原因ではないと判断した。次に、一般的に放射線感受性と細胞周期異常が密接にかかわっている場合もことから、LECラット由来線維芽細胞において細胞周期異常の有無を検索したがこれに関しても異常を認めなかった。
強および弱電解酸性水による義歯床の滅菌方法の確立

高齢化社会への移行に伴い需要が高まる義歯床は、患者によるメンテナンスが耐久性および口腔衛生を左右する。消毒・滅菌処理には、耐久性等に大きな影響をおよぼすものもあり、再検討する点があると思われる。本研究では、高い殺菌効果、安全性を示す強および弱電解酸性水を用いた義歯床に対する有効な殺菌処理の開発を目的としている。10年度は、市販レジンを用いて作製した板状試験片(30±1.0mm×30±1.0mm×3±0.2mm)および粘膜調整材(ティシュコンディショナー、松風)を裏装した板状試験片(厚さ5±0.2mm)に対する電解酸性水の殺菌効果を調べて、わずか1分間の浸漬で有効であることがわかった。本年度は、通報により作製されたレジン床および粘膜調整材を裏装したレジン床に対して、強および弱電解酸性水を用いた場合の殺菌効果、浸透深さを調べた。BHI中で37°C、24時間培養したStaphylococcusaureus 209Pを、生理食塩水で1.0×10^6個/mlに調整した菌液200ml中に浸漬した各床に対して、電解酸性水による処理を行った後、200mlの生理食塩水中で30秒間超音波を施したものから1ml採取して普通寒天培地と混釈して37°C、24時間培養後、コロニー数を測定した。処理前ならびに蒸留水を使用した場合についても同様の試験を行った。試験は室温23±2°C、相対湿度60%中で3回ずつとした。各試験片の処理には、いずれも遮光・密閉容器中に保存した、調整後1時間以内のものを用いた。レジン床単独の場合は、いずれの電解酸性水でも1分間の浸漬により無菌状態にまでなっていた。粘膜調整材を裏装した場合には、レジン単独の場合よりも殺菌効果が低くなる傾向にあり、浸漬を延長するとともに超音波を付加する必要があることがわかった。これらの結果は、第34回日本歯科理工学会学術講演会において(平成11年10月、札幌市)発表した。現在、通法により作製した部分床義歯についても同様の試験を行っている。近年、歯科医療の分野においても歯科材料・器具を介しての院内感染を防止するように努めてられている。高齢化社会への移行に伴い、需要が高まる義歯床は患者によるメンテナンスが耐久性および口腔衛生を左右する。現行の消毒・滅菌処理には、耐久性等に大きな影響をおよぼすものもあり、再検討する点があると思われる。加熱重合型レジンはアーバン(松風)、常温重合型レジンにはクイックレジン(松風)を用いて、メーカー指示に従って板状試験片(長さ30±l.0mm、幅30±1.0mm、厚さ3±0.2mm)を作製した。また、この試験片に粘膜調整材としてティシュコンディショナー(松風)を裏装した板状試験片(厚さ5±0.2mm)も作製した。BHI中で37°C、24時間培養したStaphy lococcus aureus 209Pを、生理食塩水で1.0×10^6個/mlに調整した菌液50ml中に浸漬した各試験片に対して、電解酸性水による処理を行った後、50mlの生理食塩水中に浸漬して30秒間超音波を施したものから1ml採取して普通寒天培地と混釈して37°C、24時間培養後、コロニー数を測定した。いずれのレジン板においても電解酸性水への1分間の浸漬により菌数は著しく低下しており高い殺菌効果を示し、さらに超音波洗浄の付加により無菌状態にまでなっていた。粘膜調整材を裏装した試験片では、レジン単独の場合よりも殺菌効果が低くなる傾向にあり、浸漬だけではなく超音波を付加する必要があることがわかった。現在、通法により作製した義歯床についても同様の試験を行っている。

BHI中で37°C、24時間培養したStaphylococcusaureus 209Pを、生理食塩水で1.0×10^6個/mlに調整した菌液200ml中に浸漬した各床に対して、電解酸性水による処理を行った後、200mlの生理食塩水中で30秒間超音波を施したものから1ml採取して普通寒天培地と混釈して37°C、24時間培養後、コロニー数を測定した。処理前ならびに蒸留水を使用した場合についても同様の試験を行った。試験は室温23±2°C、相対湿度60%中で3回ずつとした。各試験片の処理には、いずれも遮光・密閉容器中に保存した、調整後1時間以内のものを用いた。レジン床単独の場合は、いずれの電解酸性水でも1分間の浸漬により無菌状態にまでなっていた。粘膜調整材を裏装した場合には、レジン単独の場合よりも殺菌効果が低くなる傾向にあり、浸漬を延長するとともに超音波を付加する必要があることがわかった。これらの結果は、第34回日本歯科理工学会学術講演会において(平成11年10月、札幌市)発表した。現在、通法により作製した部分床義歯についても同様の試験を行っている。
道徳力アンケートとはがき新聞を用いた道徳科単元学習の開発研究

本研究は、新学習指導要領における「特別の教科道徳」において、2時間小単元を構成して実施する道徳ワークショップという新しい学習方法の特徴と成立条件を、授業の開発と評価を通して実証的・実践的に明らかにすることを目的とする。道徳科においては、学習指導要領の中の「内容の取扱い」を見ると、「一つの内容項目を複数の時間にわたって指導する」工夫が求められている。そこで本研究では、国内の研究協力校において、道徳ワークショップという新しい学習法を各学年1単元ずつ開発・実施し、その成果を道徳アンケートとはがき新聞という新しい判断・表現ツールを活用して検証し・改善して、モデル単元のハンドブックを作成し公表する。
ヒト胎児の脳発達に関する磁気共鳴画像を用いた縦断研究

脳のイメージング技術の進歩により、成人から乳幼児へ、さらには胎児へと、より初期の脳の発達に関心が注がれるようになってきた。本研究では、東京大学を中心とする日本グループが、ウィーン医科大学を定期的に訪問し、そこで蓄積されてきた胎児のMRI画像を用いた分析を行う。特に、世界的にも例が少ない胎児の縦断的な計測データを用いて、脳の形態変化を定量化するとともに、弾性体力学理論に基づき、脳溝形成の仕組みを分析する。また、MRIで捉えた全身の自発運動の時系列分析を行い、脳の構造発達との関連を調べる。
その場接触分解によるバイオオイル高効率アップグレーディング法の開発と機構解明

本研究では,リグノセルロースバイオマスやその構成成分を急速熱分解して得られる揮発成分のその場接触改質特性を,揮発成分とチャーを分離して追跡可能な二段反応器を用いて調べ,芳香族化合物生成反応機構について検討し,以下の様な成果を得た.1ゼオライト触媒を用いたバイオマス急速熱分解生成物の接触改質により,芳香族化合物を高収率で得た.特に,HZSM-5を用いた場合,550°Cで26%(炭素モル基準)もの高収率で芳香族化合物を得た.2本反応系の効果はセルロースに対し顕著で,芳香族化合物への転換率は30%以上であった.3アルキンやジエン炭化水素化合物を中間体として芳香族化合物へ転換することを初めて見出した.前年度、スギ急速熱分解生成物のその場接触改質実験を実施し、スギを芳香族化合物へ高効率転換することに成功した。加えてゼオライト骨格構造や組成が生成物分布に及ぼす影響についての知見を得、HZSM-5を用いたとき、バイオマスを最も選択的に芳香族へと転換できることも見出している。本年度は、転換機構の更なる詳細検討を目的に、木質バイオマス構成成分であるセルロース、リグニン、キシランをそれぞれ試料に用いた接触改質実験を実施した。その結果、セルロース急速熱分解生成物の接触改質において芳香族化合物収率が最大の32%に達することが分かった。スギの約60%がセルロースで構成されていることから、スギ急速熱分解生成物の接触改質実験において著しく増加した芳香族化合物はセルロースの分解に起因することを明らかにした。さらに、セルロースの熱分解主要生成物であるレボグルコサンを試料に用いた接触改質実験でも、セルロース同様に芳香族への選択的転換が認められた。レボグルコサンの熱分解では、フランが多量に生成するが、フランは接触改質によって殆どが転換したことより、フランが芳香族に至る重要な前駆体であると考えた。そこで、我々が提案している素反応からなるバイオマス転換反応速度モデルに基づいて芳香族への転換反応経路について検討した。その結果、フランの分解で生じるプロピンやプロパジエンを含むアルキンが重要な芳香族前駆体であることが予想された。しかしこれらの生成を本反応系において実験的に確認した例はなく、アルキンやジエンの生成特性を詳細に調査した。その結果、アセチレン、プロピン、シクロペンタジエンは触媒量が少ない領域すなわち接触時間の短い領域で高い収率を示した後、触媒量の増加に伴い減少することを明らかにした。アルキンやジエン炭化水素化合物が触媒上でも、芳香族化合物生成の中間体として重要な役割を果たしていることを初めて見出した。本研究では,リグノセルロースバイオマスやその構成成分を急速熱分解して得られる揮発成分のその場接触改質特性を,揮発成分とチャーを分離して追跡可能な二段反応器を用いて調べ,芳香族化合物生成反応機構について検討し,以下の様な成果を得た.1ゼオライト触媒を用いたバイオマス急速熱分解生成物の接触改質により,芳香族化合物を高収率で得た.特に,HZSM-5を用いた場合,550°Cで26%(炭素モル基準)もの高収率で芳香族化合物を得た.2本反応系の効果はセルロースに対し顕著で,芳香族化合物への転換率は30%以上であった.3アルキンやジエン炭化水素化合物を中間体として芳香族化合物へ転換することを初めて見出した.急速熱分解によるバイオオイル製造は、草本・木質系バイオマスの液体燃料への転換技術の中でも、簡便かつ高エネルギー変換効率という優位性を持つ。本研究では、バイオオイルの“これまでにない"すなわち“外部からの水素や化成品の投入を必要としない"アップグレーディング法の開発に挑戦する。申請者は、バイオマス粒子の急速熱分解生成物をその場で(冷却・凝縮することなく)酸触媒と接触させることで、高選択的にベンゼンが生成する接触分解反応系をごく最近見つけた。改質特性に及ぼす温度、接触時間、触媒種等の影響の調査と機構解明を管状反応器とGCあるいはGC/MSを直結した装置3台を駆使して系統的かつ迅速に行う。さらに粒子連続供給型反応器を用いて、触媒劣化特性や反応機構について検討し、本アップグレーディング技術実用化のためのproof-of-conceptを得ることを目指す。本年度得られた主な成果を以下に記す。1.リグノセルロース系バイオマスおよびその構成成分を急速熱分解して得られる揮発成分のin-situ接触改質特性を、揮発成分とチャーを分離して追跡可能な二段反応器を独自に開発した。2.5種のゼオライト触媒を用いてスギ急速熱分解生成物のその場接触改質特性を調査したところ、接触改質による炭化水素化合物収率および芳香族化合物収率(Yaroma)は、触媒種によらず無触媒改質よりも明らかに高い事を示した。さらに、HZSM-5を用いた場合、Yaromaは最大の26%に達することを明らかにし、本反応系によるバイオマスの迅速かつ高選択的な芳香族化合物への転換が可能であることを示した。リグノセルロース系バイオマスの急速熱分解において生成する揮発成分を冷却して得られるバイオオイルは石油系オイルと比較して劣質であり、種々のアップグレーディング法が検討されている。なかでも、セルロースと固体酸触媒(HZSM-5)の粒子混合物の急速加熱によって、原料炭素モル基準で約30%もの高収率で芳香族化合物が生成したという報告が注目されている。

芳香環を持たないセルロースから芳香族炭化水素への高選択的転換における反応機構に関心が集まっているが、既報で用いられた手法の場合、接触時間の制御が困難であるばかりでなく、系中に共存する炭化物(チャー)と揮発成分との相互作用を無視できないため、実験結果に基づく反応機構の推定が困難であった。加えて、本反応系に関して実バイオマスを用いた検討は十分になされていない。本年度においては、リグノセルロース系バイオマスおよびその構成成分を急速熱分解して得られる揮発成分のin-situ接触改質特性を、揮発成分とチャーを分離して追跡可能な二段反応器を独自に開発し、芳香族化合物生成反応機構について詳細に検討することができたことから、計画通り順調に進捗しているものと判断できる。バイオマス熱分解生成物は極めて多くの化学種から構成され、これらの化学種から特定の生成物にいたる反応経路を同定することは極めてチャレンジングである。今後、系統的な実験による現象論的アプローチを基盤としながら、超多成分混合複雑反応系を対象に申請者が取り組んでいる素反応データベースを活用した網羅的反応速度モデリング法も活用してこの難題に挑戦していく。分子レベルでの反応機構の解明は、実用化に向けた触媒開発や反応システムの最適化の加速につながる。さらに、改質バイオオイルの組成や質を制御するための反応条件設定に関する確実な指針を得ることにもつながる。該当なし
次世代局所U-Pb年代分析法の確立を目指した「ポストイオン化法」の基礎開発

地球惑星科学分野おいて一般的に用いられるイオンマイクロプローブは、イオン化効率の低さ(数%以下)が最大の弱点であった。そこで、1次イオンビームでスパッタされた中性粒子を高出力レーザーでポストイオン化する基礎実験を行い、さらに飛行時間型質量分析計の信号処理法に改良を加え、検出感度(2次イオン集率)を2万倍以上に向上させることに成功した。これにより、ウラン濃度100ppmの天然ジルコンの直径1μm以下の極微小領域から、ウランとその酸化物のピークを検出することが可能となった。本研究により「サブミクロンスケールの局所同位体分析が可能な2次中性粒子質量分析計の実現」に向け大きく進展した。地球惑星科学において、隕石・岩石・化石の微小領域のU-Pb年代分析は、太陽系史/地球史/生命史を解読する強力なアプローチであり、これまで市販のイオンプローブ(SIMS)による年代分析が盛んに行われてきた。一般にSIMSは、1次イオンによりスパッターされた2次イオン(U+, Pb+など)を質量分離する原理であるが、スパッターされた原子のわずか1%以下しかイオン化しないため、計測する原子数のロスが大きいことが問題点であった。本研究では、イオン化し損ねた原子を高出力フェムト秒レーザーで「ポストイオン化」する手法の確立を目指している。フェムト秒レーザーの照射位置を最適化することで2次イオン増加率(=レーザー照射時÷レーザー無し)が2000倍に、さらにビーム系を絞りビーム密度をあげることで、20000倍に向上させることに成功した。現在、12μm系のイオンビームを用い、感度0.1wt%の局所分析を達成した。地球惑星科学において、Uの放射壊変系を利用したU-Pb絶対年代分析は太陽系史/地球史/生命史を解読する強力なアプローチであり、これまで市販の2次イオン質量分析計(Secondary Ion Mass Spectrometer: SIMS)による局所U-Pb年代分析が盛んに行われてきた。一般にSIMSは、2次イオンの生成効率が1%以下と非常に低く、スパッタされた試料のうち大部分が中性粒子であるため、試料のロスに対して感度が低いことが最大の弱点であった。そこで本計画1年目は、1次イオンビームでスパッタされた中性粒子を高出力のフェムト秒レーザーでポストイオン化させる基礎実験を行い、2次イオン生成率をレーザーを使用しない時と比べ2万倍以上に向上させることに成功した。これにより検出限界を1桁向上させ0.1wt%を達成した。本計画2年目は、飛行時間型(Time of Flight型)質量分析計の検出器の信号処理法の改良に着手した。1kHzの電流変化を約10万ショット積算する従来の検出方法はホワイトノイズも含め積算するためS/N比が悪く、微量元素の同位体分析には不向きであった。そこで、閾値を超えたイベントを高い時間分解能で識別し積算するイオンカウンティング法を新たに導入し、S/N比を劇的に向上した。この改良により検出感度がさらに1桁上がり(本研究開始前から2桁よくなり)、ウラン濃度100ppmの天然スタンダードジルコン91500の直径1μm以下の極微小領域から、ウランとその酸化物のピークを優位に検出することが可能となった。本申請時(2013年秋)の時点では、フェムト秒レーザーによる2次イオンのポストイオン化増加率(=レーザー照射時÷レーザー無し)は700倍であったが、本研究により2015年3月末の時点で20000倍に向上させることに成功した。現在、12μm系のイオンビームを用い、感度0.1wt%の局所分析を達成しており、始原的隕石から単離したプレソーラー粒子のSiC同位体比の異常を検出することにも成功した。宇宙地球化学2015年3月末の時点で、検出限界0.1wt%を達成したが、隕石中のウランや鉛などの微量元素を分析するには、感度をあと1000-10000倍あげる必要がある。現在は、MCPに到達した2次イオンを電流値として読み出す信号処理になっているがS/Nが非常に悪い。今年度は、イオンを個別にカウントする信号処理システムを構築し、S/N比あげることで更なる感度向上を目指す。
トポロジカルナノリボンの作成と電子状態解析

トポロジカル絶縁体の表面/エッジ状態について精力的な研究が行われており、これまでに多くのトポロジカル絶縁体が発見されてきたが、そのほとんどは3次元物質に限られてきた。一方で幾つかの薄膜物質において2次元トポロジカル絶縁体の発現が提案されているが、1次元エッジ状態の観測が難しく、その存在は確認されていない。本研究では、トポロジカル絶縁体の薄膜ナノリボン試料の作成と1次元エッジ状態の観測を目指し、高分解能化を達成したスピン分解ARPESを駆使することで、トポロジカル絶縁体や関連物質の電子/スピン構造の決定に成功した。現存する多くの3次元トポロジカル絶縁体は菱面体晶の結晶構造を持ち、3回対称性を有する(111)表面において単一の表面ディラック電子状態が発現する。それらの様々なトポロジカル絶縁体について高分解能ARPES実験を行った結果、表面バンドにおいて物質の種類に強く依存した六回対称の歪みを観測した。スピン分解ARPES実験により、これらの表面ディラック電子状態は共通して面内ヘリカル方向のスピン偏極度を示すが、その一方で物質の種類に依存して、面直方向にも有限のスピン偏極度を示すことを見出した。数値的フィッティングにより、バンドの歪みを定量的に評価した結果、スピン面直成分とバンドの歪みには明確な相関関係がある事が分かった。また、スピン面直成分の実験値は、k-p摂動論や第一原理計算における予測の半分程度であった。スピン面直成分の存在は、これまで面内ヘリカル構造を仮定してきた表面ディラック電子状態について、磁場との結合や準粒子の散乱過程に大きな変化を与える。本研究成果は、表面ディラック電子のスピン偏極度とバンド形状の相関関係を初めて示したものであり、基礎実験やデバイス応用などにおいて、トポロジカル絶縁体のスピンを制御する上での実験的指針を与える。また、エッジ状態の観測を目的として、Si(111)面上にBi金属薄膜を作成した。AFM実験を行った結果、layer-by-layer成長をさせたBi薄膜の最表面ではGK方向を辺とする三角形状のアイランドが単層膜として成長していることを見出した。高分解能ARPES実験によりK点近傍のバルクバンドギャップ内にGK方向に明確な分散を示すバンドを観測した。このバンドはGM方向には全く分散を示さない事から、GK方向のエッジ状態に起因した1次元バンドであると結論した。トポロジカル絶縁体の1次元エッジ状態の電子構造を解明する目的で、試料作成装置と測定装置について以下の改良を行った。試料の種類に応じて、半導体基板・金属基板のどちらでも試料作成を行えるように、通電加熱機構とスパッタアニール機構を製作を行った。分子線ビームの質を向上させるため、各元素専用の蒸着源を製作し膜厚計の設置・調整を行った。またカルコゲン蒸着用の真空槽の立ち上げも行った。さらに、試料の作成効率を高めるため、表面超格子の回折像をモニタしながら試料のアニール条件の調整を行えるように、電子線回折装置を組み込んだ。MBE装置からの試料を超高真空下で移送する機構を作成し、スピン分解高分解能ARPES装置へ接続した。また、スピン分解光電子分光の効率を向上させるため、低速電子回折を用いた新しいスピン検出器の設計と製作を行い、磁性薄膜ターゲットの製作用のW基板の作成も行った。以上の装置開発と並行して、トポロジカル絶縁体のスピン分解ARPES実験を行い、以下の知見を得た。タリウム系3元カルコゲナイドTlMX2トポロジカル絶縁体について、X(S,Se)を系統的に変化させて電子構造を詳しく調べた結果、トポロジカル量子相転移によりディラック表面状態にギャップが形成される事を見出した。現行のスピン分解ARPES装置による実験でギャップ相においてもディラック表面状態に明確なスピン偏極を観測した。典型的なラシュバ系として知られるBi超薄膜のARPESを行い、通常のラシュバ効果とは異なる面直方向のスピン偏極を観測した。さらにBi薄膜の厚さを系統的に変えた実験から、Bi薄膜とSi基板と界面においても、Bi表面と同様のラシュバ状態が発現する事を見出した。Bi薄膜の成長基板としてトポロジカル絶縁体を用いた結果、Si基板では困難であった超薄膜(1-3BL)のBiが成長している可能性が示唆された。トポロジカル絶縁体のエッジ状態を研究するためには、1次元配列ナノ構造が結晶全体で均質に配列した高品質試料を得る必要がある。本年度は、そのための様々な装置開発(通電加熱機構、スパッタアニール機構、蒸着源製作、真空槽立ち上げ、試料移送機構、スピン検出器の改良)について概ね順調な進展が得られた。これらと並行して行ったスピン分解および非分解ARPESによって、タリウム系トポロジカル絶縁体の表面ディッラク状態にギャップが空いた系においても明確なヘリカル型のスピン偏極を観測した。

ディッラク電子状態におけるギャップについては、実験のミスアライメントや結晶表面における格子欠陥などの影響によるものではないかとの批判がなされたが、実験結果の再現性、および光電子スペクトルの運動量方向のピーク巾に対する解析から、それらの可能性を否定し、ディラックギャップが本質的なものであることを確立した。3次元トポロジカル絶縁体の表面状態にギャップが形成されると、2次元系である表面のエッジにはヘリカル型のスピン偏極を持つ1次元エッジ状態が形成されている可能性がある。本研究の実験結果は、タリウム系トポロジカル絶縁体が1次元エッジ状態の研究対象として大きな可能性を持つ事を示している。当初の計画以上の進展が得られた成果として、Pb系トポロジカル絶縁体の発見が挙げられる。Pb(Bi,Sb)2Te4について高分解能ARPESを行った結果、明確な表面ディラック電子状態を観測し、この物質が新型トポロジカル絶縁体であることを確立した。さらに、その可憐物質である(PbSe)5(Bi2Se3)3mのARPESの結果、ディラック錐の形状がBi2Se3の層数mに依存して劇的に変化することを見出した。このことから、トポロジカル絶縁体におけるディラック電子の質量獲得には、バルクにおけるヘテロ構造の制御が非常に有効であると結論した。トポロジカル絶縁体の薄膜試料をMBE成長により作成する。作成した試料についてARPESを行い、量子井戸準位とエッジ状態のバンド構造とフェルミ面を決定する。これらの試料について元素組成/膜厚/育成条件を系統的に変えて、これらの電子構造への影響について詳しく調べる事で、トポロジカル相転移に関わる電子構造を見出し、トポロジカル絶縁体ナノリボン試料の作成条件の最適化を行う。バルク絶縁性の向上のために、参考物質として3次元バルク試料の実験も行い、高絶縁薄膜試料作成に活かす。また、トポロジカル絶縁体試料上にBiなどの金属元素の蒸着を行う。トポロジカル数の異なる物質の接合により、エッジ状態の電子/スピン構造にどのような変化が現れるかを高分解能スピン分解ARPESにより調べる。研究する試料の中で、実際に量子スピンホール効果が観測されている系については、ARPESにより決定したエッジ状態の電子構造の膜厚依存性と、量子スピンホール効果の実験結果を比較し、1次元エッジ状態と量子化されたコンダクタンスとの関連性について精密な議論を行う。系統的な実験から、量子スピンホール効果の発現に重要な電子/スピン構造は何かを見出す。トポロジカル絶縁体試料についてスピン分解ARPES実験を行い、ブリルアンゾーン内のあらゆる波数において、スピン偏極度の運動量依存性を精密に決定する。3次元トポロジカル絶縁体では、物質によってスピンの表面垂直成分(z成分)が観測されている事を踏まえ、スピン偏極度が物質の種類でどのように変わるかに注意して実験を行う。フェルミ面のwarpingの度合いとz成分のスピン偏極度との関係を決定し、1次元エッジ状態におけるwarping効果について検証する。本年度は、業者からの物品調達における価格交渉や、所属研究室における研究機器を修理/改造して用いた結果、物品費を計画当初より大幅に抑えることが出来た。
身体的・動力学的拘束下における運動の冗長性と変動性

鉄棒運動において,いくつかの経由姿勢によって定義されたタスクの達成要件をみたす運動の冗長性を探索するための従来の手法を,歩行運動のような周期運動にも適用できるように拡張した.さらに,鉄棒でのけ上がり運動における身体全体の重心運動に対し,この手法を応用することで,その冗長性の探索を全探索に近いレベルで行えることを示した.また,歩行運動中の下肢関節の協調やその変動を反映する平面法則は,姿勢を表現する座標系の選択に大きな影響を受けることを示した.ある種の腕の周期運動は,筋骨格系に対する神経系からのフィードフォワード制御だけでも安定化できる可能性を示した.本研究では,鉄棒運動や歩行運動など,身体的・動力学的な拘束を受ける状況下で行う運動タスクを対象に,以下の2つの目的を掲げて研究を進めている.1)動力学モデルの解析を通じて,力学的に実現可能な運動の冗長性の評価手法を確立すること.2)運動計測と計測データの解析を通じて,運動のばらつきの時空間的な偏りの特性を明らかにすること.1)に関して,従来の解析では,力学的に実現可能な鉄棒運動の冗長性の探索は,関連するパラメータの一部についてしか行えていなかったが,24年度は,「け上がり」運動における重心軌道のみに着目することで,その冗長性のほぼ全容に近い探索を行えることを示した.解析の結果,「け上がり」運動における重心軌道の冗長性は,別の手法に基づく従来の推測よりも大きいことが分かった.この重心軌道に着目した解析には,運動計測と比較しやすい点や,歩行運動の解析にも応用できる点など,今後の発展が期待できる.2)に関しては,定常歩行時の下肢セグメントの仰角の間に見られる「平面法則」に着目して,歩行運動のばらつきの解析を行った.特に,平面性の高さ(平面による近似の精度)が座標系の取り方に影響される仕組みを,数理的な側面から考察した.また,歩行運動と比較して,動力学的な制約が弱く,運動学的な制約が強い,ペダリング運動に対しても,歩行運動とよく類似した平面法則が見られることを示した.この結果は,平面法則の起源が身体運動の動力学的な性質や運動学的な拘束とは別にあることを示唆する,という意味で重要な結果と考えている.また,1),2)に対して,筋の特性の影響を取り入れることを目指して,腕の筋骨格モデルの構築とその解析を行った.その結果,筋の特性に依存して決まる腕の周期運動の安定性は,水平面,鉛直面,重りを付加した状態において,それぞれ異なることが示唆された.(1)歩行運動において潜在的に存在する運動軌道の冗長性の中で,実際に選択される平均的な運動軌道とその周りでのばらつきの一端は「平面法則」として観察される.本研究では,平面法則の成立に対して,座標系の取り方が与える影響を明らかにするため,トレッドミル上の歩行における下肢運動の計測データを,相互に変換可能な様々な座標系で表して,各座標系における平面性の高さを評価した.その結果,座標系の取り方によって平面性の高さは見かけ上大きく変化することを例示し,さらに,その数理的理由も明らかにした.(2)神経筋骨格系の筋レベルでの冗長性や運動指令レベルのばらつきなど,より総合的な運動制御系の解析へ向けた取組みとして,活性化ダイナミクスを含む筋骨格系モデルの逆モデルの構築を行った.さらに,構築した筋の逆モデルを用いて,周期運動の運動可能条件の推定と安定化機構についての解析を行った.その結果,活性化ダイナミクスの影響によって,例えば速い周期運動における,運動可能な振幅や周期の条件が狭く見積もられることや,運動の安定性が高く見積もられる傾向があることなどを明らかにした.(3)下肢運動における力の冗長性と変動性の関係をより詳しく調べるため,自転車でのペダリング運動において,セグメントトルクとペダル踏力の間の力の冗長性に着目したUncontrolled Manifold解析(UCM解析)を行った.解析の結果,ペダリング運動を制御する神経系は,ペダル踏力のばらつきを抑えるようにセグメントトルクを制御している可能性を示した.(4)ペダリング運動においても歩行運動に類似した平面法則が成立し,その平面近似の向きは負荷とともに変化すること,そして,負荷の大きさに依存した下肢姿勢の変化とペダル踏力がセグメントトルクに及ぼす影響とは部分的に関連している可能性があることを示した.鉄棒運動において,いくつかの経由姿勢によって定義されたタスクの達成要件をみたす運動の冗長性を探索するための従来の手法を,歩行運動のような周期運動にも適用できるように拡張した.さらに,鉄棒でのけ上がり運動における身体全体の重心運動に対し,この手法を応用することで,その冗長性の探索を全探索に近いレベルで行えることを示した.また,歩行運動中の下肢関節の協調やその変動を反映する平面法則は,姿勢を表現する座標系の選択に大きな影響を受けることを示した.ある種の腕の周期運動は,筋骨格系に対する神経系からのフィードフォワード制御だけでも安定化できる可能性を示した.鉄棒運動や歩行運動など,身体的・動力学的な拘束を受ける状況下で行う運動タスクに着目し,以下の2つの目的を掲げて研究を進めた.1)動力学モデルの解析を通じて,力学的に実現可能で神経系が選択可能な運動の冗長性を評価する手法を確立する.

2)運動計測とその解析を通じて,運動のばらつきの時空間的な偏りの特性を明らかにする. 1)に関しては,従来,鉄棒運動の解析に用いられていた手法を歩行運動に応用するだけでなく,初期状態の一部や運動の周期を探索パラメータに加えるように改良することで,より一般性の高い条件下での運動の冗長性を探索できるように解析手法を拡張した.この拡張により,例えば,歩幅一定や歩行速度一定などの制約下において,どのような歩容が力学的に実現可能であるのか,という疑問に答えることが可能になった. 2)に関しては,定常歩行時の大腿,下腿および足部の仰角(矢状面における鉛直方向を基準とした各部位の角度)を3次元空間中にプロットすると,データがある平面上に分布するものとして近似できるという「平面法則」に着目し,従来研究では扱われていなかった多数の座標系において,歩行運動のばらつきの解析を行った.その結果,平面性の高さ(平面による近似の精度)は座標系の取り方の影響を強く受けることを明らかにした.この結果は,神経系が運動計画を行う座標系を推定する上で,重要な示唆を与える可能性がある.1),2)に関連する基礎的な調査として,腕の筋骨格モデルの構築とその解析を行い,筋の特性に由来する関節の粘弾性が,周期運動の安定性や運動選択に影響している可能性を示した.まず,計画に基づく着実な進展として評価できる点は以下である.1)鉄棒運動における重心軌跡に着目した解析によって,現実的に取り得る冗長性の全容に近い探索を行うことができたこと.2)ペダリング運動と歩行運動の解析結果の比較を行い,両者が平面法則の意味で類似した性質をもつことを示したこと.3)筋骨格系の特性を考慮した運動のばらつきや冗長性の解析へ向けて,筋の特性や実験条件が腕の周期運動の安定性に与える影響を明らかにしたこと.一方,予定外の展開もある.24年度は,歩行運動の平面性と座標系選択との関係に関して,従来研究で使用する仰角よりも,さらに高い平面性を生み出す座標系の存在を報告するとともに,フォースプレートを使用した運動計測・解析に発展させる研究を計画していた.しかし,座標変換に関する数理的側面についての理解が進むにつれて,データを記述する座標系が平面性の高さに影響することの背後には,座標変換によってデータの分布が特定の方向に引き伸ばされたり押しつぶされたりすることの影響が大きいことがわかってきた.これは,計画では想定していなかった知見であるが,平面法則の本質にも関わる大きな問題であり,また,平面法則だけでなく,運動の変動性や冗長性を評価する様々な解析にも広い意味で影響しうる問題ともいえる.このような重要性から,24年度は,この問題の解釈や考察に時間を割き,その反面,フォースプレートを使用した運動計測などの研究計画に遅れが発生した.以上をまとめると,計画に沿って着実に進んでいる部分はあるものの,予定外の展開により遅れている部分もあるため,研究全体としては,当初の計画に比べやや遅れていると判断した.本研究課題では,運動の冗長性と変動性という2つの側面から研究を実施してきた.平成23年度は,計画時の想定とは異なる面もあるが,上記の2つの側面について,おおむね着実な成果が出ていると考える.運動の冗長性に関しては,歩行運動を対象として解析手法の拡張を行うことにより,歩行速度一定などの条件下での運動の冗長性の探索を可能にするなどの成果を上げている.また,筋骨格系の特性を考慮した冗長性の解析へ向けて,モデルの選定等の基礎的な調査や解析も行った.その結果,定量的な解析のためには,筋モデルのパラメータ決定が課題になることがわかり,その対策について引き続き検討中である.
表皮ケラチノサイト、線維芽細胞の産生するサイトカインの研究

皮膚、腸管、肺における上皮と血液細胞とくに好酸球との関連について検討することを目的としてのサイトカインの発現に関する検討を行った。はじめにこれら組織よりサイトカインをタンパクレベルで測定する事が困難と考え、RT-PCR法(revesed transcriptase polymerase chain reaction)法を用いる事とした.最初に検討したのは皮膚、腸管、肺胞洗浄液でのサイトカインのμRNAの発現を見る為にRNAが取れるかという点であった.結論的には皮膚に関しては2mmパンチ生検組織から又腸管では大腸ファイバーでの生検組織1mmパンチ2個あるいは肺胞洗浄液10mlでもmRNAが安定して取り出す事が出来る様になった.この事は今後の更なる検討に有用と考えている.又単に定性的に検討するだけでは不十分と考え、定量性を持たせる為に、サイトカインのcDNAよりmutantDNAを作成し、これをRNA発現ベクスターに組み込みmutantRNAを作成、更にこれと同時に測定に必要なサンプルのRNAを加え、RT-PCRを同一チューブ内でp32を用いて実施し、これを元にして、電気泳動でサイズを決定しイメージスキャナで取り込み、定量化して較べた.この方法を用いると、μRNAをRT-PCRのレベルでも定量出来ると考えられる.今回の測定に関してサイトカインとしてTNTα、IL-8を用いた.好酸球の検討に際して上皮との関連を検討するとの観点から、2つの疾患を選んだ。対象として尋常性乾癖とアトピー性皮膚炎を用いた.アトピー性皮膚炎はアレルギー疾患として多様な病態を示すと考えられ好酸球との関りが重要視され,又尋常性乾癖はその病態として上皮の異常が指摘されている.アトピー性皮膚炎成人型では重症例では腸管でも慢性大腸炎を示している事が明らかになり,さらにRANTESがいずれの組織においても検出される事が明らかとなった.この事は好酸球の出現にSALT,GALT,BALTのうち少くともSALT,GALTがケモカインを介して関連している可能性を示している.皮膚、腸管、肺における上皮と血液細胞とくに好酸球との関連について検討することを目的としてのサイトカインの発現に関する検討を行った。対象として尋常性乾癖とアトピー性皮膚炎を用いた.アトピー性皮膚炎はアレルギー疾患として多様な病態を示すと考えられ好酸球との関りが重要視され,又尋常性乾癖はその病態として上皮の異常が指摘されている.アトピー性皮膚炎成人型では重症例では腸管でも慢性大腸炎を示している事が明らかになり,さらにRANTESがいずれの組織においても検出される事が明らかとなった.この事は好酸球の出現にSALT,GALT,BALTのうち少くともSALT,GALTがケモカインを介して関連している可能性を示している.臨床応用でのRT-PCR(Revearsed Transcriptase-Polymerase chain reaction)法をもちいてサイトカインの定量法を確立する目的で本年度の検討をおこなった。まず泉谷はIL-8のmutantCDNA,さらにはmutantRNAの作成を行い,これをもちいてIL-8mRNAの腸管での発現をすでに検討しており、同様の方法をもちいて、ひふについても検討をはじめた,尋常性乾癬や膿疱性乾癬患者についての検討を皮膚組織3-6mmのパンチ生検より実施し、定量生を検定しており今回の研究助成金によって購入できた機械にてその測定を実施し、一部はTri-contionental Dermatological meetingにて発表した。(1993年11月)また現在IL-4,IL-5についてのmutant cDNAをつくることができ、これらの検討を単に皮膚だけではなく腸管についてもアトピー性皮膚炎を中心に実施している。また好酸球が皮膚疾患において重要な働きをしているかをち原とは顆粒タンパクについての検討をまず抗体のレベルでしらべ、皮膚アレルギー学会に報告した。昨年より作製したRT-PCR法の定量化はIL-8TNFarufaで完成し、それらを使って実際に尋常性乾癬組織に対して実施した。目的はサイトカイン遺伝子のmRNAレベルでの発現を定量化することとした。尋常性乾癬ではIL-8mRNAの発現は皮疹中央部、辺縁部、無疹部の順で強かった。TNFamRNAの発現は皮疹中央部、辺縁部、無疹部の間で量的に差は認められなかった。尋常性乾癬では炎症性サイトカインのmRNAの発現は病態によって量的に差があると考えられる。またサイトカインの種類によってその発現量にも違いがあると考えられる。

さらにアトピー性皮膚炎患者の腸管を調べたところ約90%に慢性の大腸炎をしめし一部の重症患者では糜爛も認められた。さらにこれらの組織を好酸球との関連でしらべると皮膚、腸管ともに好酸球顆粒が認められ、皮膚好酸球そのものが認められなかった。そこでRT-PCR法にてRANTESのmRNAの発現と、TNFの定量を実施したところ、明らかにRANTESがみとめられ、TNFの定量もできてその炎症にはRANTESが関与しさらに好酸球がこれらと関与していることが明らかとなった。以上のことは皮膚だけでなく、腸管でもアトピー性皮膚炎では好酸球の関与が考えられており、このことは好酸球と上皮の関連を研究する上で重要な事と考える。さらにアトピー性皮膚炎に関して腸管との関連が今回まとめることができ好酸球と上皮の関連を調べる研究で皮膚、腸、肺胞の検討をする事が可能ととなったしかも、RANTESという好酸球の遊走因子がこれらに絡んでいることが明らかとなった。。
看護師が日常的に使用している患者評価方法を用いた動物介在プログラムの構築

病院やクリニック、2ヶ所の承諾を得て「動物とのふれあい」を行ない、患者への影響を検証した。フェイススケール調査では、ほとんどの患者がふれあう前より、ふれあった後に「快」の気分を示した。また、患者へのインタビューからは、動物とのふれあいは「大切な時間」「癒やし」であることがわかった。このことから、動物とのふれあいを評価する場合、看護師が日常的に使用している、“スケール調査"“インタビュー"“傾聴"が有効的であると考えられた。動物が好きな患者にとって「動物がいる入院環境を整えること」も看護ケアのひとつであり、それは、生活の質(Quality Of Life:QOL)の向上に結びつくと考える。この看護ケアを浸透させるためには、ケアする者にとって評価が行いやすく、明確でなければならない。患者の大部分の入院中の日常生活の援助をしているのは看護師であり、動物とのふれあいの要望、伴侶動物との面会や同居の希望があった場合、準備、計画、実施、評価をすることは看護師の役割となることが十分に考えられる。病院で勤務する看護師が患者の日常生活を測定する評価方法に関する調査を平成20、21年度に実施した。その中で「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」のアプローチに活用できる評価方法は「フェイススケール」「長谷川式簡易スケール」「日常生活自立度」などの回答が多かった。今回、その得られた結果から、研究者間で検討を行ない「フェイススケール」は動物とのふれあい直前・直後の気分を示す指標として最も有効的な評価方法であるという結論に至った。平成24年度は平成23年度同様、病院の治験・倫理審査委員会の承認を得られた、岐阜県A病院緩和ケア病棟で定期的に「動物とのふれあい活動」を実施し「フェイススケール」で評価を行なった。ほとんどの患者がふれあい活動前より、ふれあい活動後に「快」の気分を示し、学会にて発表を行なった。また、山梨県内のホスピス、長野県内のこども病院で「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」を行なうため、病院関係者、連携研究者とともに準備を進めた。動物が好きな患者にとって「動物がいる入院環境を整えること」も看護ケアのひとつであり、それは基本的生活リズムの回復、情緒的安定、自主性や意欲の向上、社会性の改善、社会生活・生活日常技能の獲得など、患者の自立と適応を高めることに繋がり、生活の質(Quality Of Life:QOL)の向上に結びつくと考え、看護独自の業務として「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」を推進している。この「動物がいる入院環境を整えること」という看護ケアを浸透させるためには、ケアする者にとって評価が行いやすく、明確でなければならない。平成25年度は、病院の治験・倫理委員会の承諾を得ている岐阜県A病院緩和ケア病棟での「動物ふれあい活動」の影響・効果を国際学会で発表した。また、山梨県にあるクリニックにおいても病院の許可が得られ、緩和ケア病棟で動物とのふれあいにおける影響・効果の調査を開始した。フェイススケール調査では、岐阜県の緩和ケア病棟同様、ほとんどの患者がふれあう前より、ふれあった後に「快」の気分を示した。インタビューから患者にとって、動物とのふれあいは「大切な時間」「癒やし」であることがわかった。その得られた結果から、今回、研究者間で検討を行ない「フェイススケール」は動物とのふれあい直前・直後の気分を示す指標として最も有効的な評価方法であるという結論に至った。平成23年度は、病院の治験・倫理審査委員会の承認を得られた、岐阜県A病院緩和ケア病棟で定期的に「動物とのふれあい活動」を実施し「フェイススケール」で評価を行なった。ほとんどの患者がふれあい活動前より、ふれあい活動後に「快」の気分を示した。今後、学会発表等を予定している。

また、他の病院で「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」を行なうための準備を進めている。現在は、緩和ケア病棟のみの実施であるが、対象(成人、老年、小児など)を検討し、それぞれの病院にて「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」のアプローチを実施し、それぞれの対象に合ったそれぞれの評価方法を活用し、患者に及ぼす効果を検証していく予定である。平成24年度は「研究の目的」に沿って、以下の計画を立てた。さまざまな病院にて「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」のアプローチを実施し、それぞれの対象(成人、老年、小児など)にそれぞれの評価方法(フェイススケール、長谷川式簡易スケール、日常生活自立度など)を活用し、患者に及ぼす効果を検証するであった。研究者間で活用できる評価方法の検討を行ない、病院の治験・倫理審査委員会の承認を得られた、岐阜県A病院緩和ケア病棟で定期的に「動物とのふれあい活動」を実施し「フェイススケール」で評価を行なった。山梨県内のホスピス、長野県内のこども病院で「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」を行なうため、病院関係者、連携研究者とともに良い方向で検討がなされているが、感染症などの問題からさらなる検討が必要と考えられる。このようなことから、活動を行なっている病院が1施設であるため、やや遅れていると考えられた。平成23年度は「研究の目的」に沿って、次の4つの計画を立てた。(1)平成20、21年度に実施した、病院で勤務する看護師が患者の日常生活を測定する評価方法に関する調査のなかで「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」のアプローチに活用できる、それぞれの対象(成人、老年、小児など)に合った評価方法(フェイススケール、長谷川式簡易スケール、日常生活自立度など)を検討する。(2)本学倫理委員会に研究計画書を提出する。(3)対象となる病院倫理委員会に研究計画書を提出する。(4)それぞれの病院にて「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」のアプローチを実施し、それぞれの対象(成人、老年、小児など)にそれぞれの評価方法(フェイススケール、長谷川式簡易スケール、日常生活自立度など)を活用し、患者に及ぼす効果を検証する。現在は、緩和ケア病棟のみの実施であるが、他の病院への導入の準備(倫理委員会申請など)を進めていることから、おおむね順調に進展していると考えられた。今後も病院にて「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」のアプローチを実施し、患者に及ぼす効果を検証していく。また、評価方法の信頼性と妥当性を探り、データを整理し、学会発表や研究論文として公表していく予定である。病院にて「動物とのふれあい活動」「伴侶動物との面会や同居」のアプローチを実施し、それぞれの対象(成人、老年、小児など)に合ったそれぞれの評価方法(フェイススケール、長谷川式簡易スケール、日常生活自立度など)を活用し、患者に及ぼす効果を検証する。また、評価方法の信頼性と妥当性を探る。
環境との関係で冗長となった遺伝子の退化による生物の進化

生物進化の道筋は、その生物を取り巻く生物的・物理的環境によって決められてきた。種の個別性とは既存の遺伝子の発現をその生息環境に適応させて整理した結果である。本研究では、このような作業仮説に基づき、数百万年の期間に獲得されたヒトの個別性に関する遺伝的変容を探った。また、同様の観点から、家禽化に伴うニワトリの遺伝的変容を研究し、作業仮説の一般性を検証した。本研究は、計画調書で記したように「環境との関係で冗長となった遺伝子の退化による生物の進化」という新たらしい視点から、生物とそれを取り巻く環境との関係性をゲノムレベルで明らかにすることを目的とし、4つの研究課題((1)ヒトの個別性に関係した遺伝子の探索、(2)ヒトや霊長類において環境や生殖に密接に関わる遺伝子の研究、(3)家禽特異的発現抑制遺伝子の探索、(4)極限環境への適応)を設定している。初年度は、(2)の課題であるマコリン偽遺伝子による機能遺伝子の発現量調節がマウス特異的であること、ヒトや水棲哺乳類における苦味受容体遺伝子群の際立った退化現象、および霊長類の性染色体遺伝子の進化に関する知見を得た。とくに、苦味受容体遺伝子は霊長類でも重複を起こしてきたが、これらの31の遺伝子のうち約1/3がヒトに至る系統で偽遺伝子として退化した。この結果はGENETICSに掲載されることになっている。また、マコリン遺伝子の転写産物が、特定の転写される偽遺伝子の産物によって安定性を獲得している現象は、マウスのムス属固有のものであることを明らかにした。ヒトにおける調節にも新たな知見を得ているので、現在その報告を取りまとめている。さらに、ヒト特異的偽遺伝子(シアル酸水酸化酵素遺伝子)の集団遺伝学的研究を完了し、その自然選択上の有利さの可能性や現世人類の起源に関する新しい結果を得たので、現在GENETICSに論文を投稿中である。(3)の課題に関しては2Dの予備的な実験を行ったが、そのほかに家禽に保持される大量の遺伝的変異の由来を明らかにするため、多数の核遺伝子の系統学的、集団遺伝学的研究を進めている。また、家禽の起源地とされるタイ北部で野鶏と密接な関係をもつ山岳民族の調査に参加し、日タイ協力して家禽に関する総合研究をはじめた。(4)の課題では、ノトセニア亜目ライギョダマシの脾臓で発現していた免疫系遺伝子についてその構造解析を進め、今後の研究で必要な比較対象種であるノロゲンゲ・カサゴなどの硬骨魚類からのRNA抽出をおえた。次年度はより多くの免疫・代謝関連の遺伝子について対象種のデータも用いノトセニア亜目魚類での適応進化の実態を明らかにする予定である。(1)の課題については、本年は体制を整のえるための準備をおこなった。次年度から本格的に取り組む。本研究は、生物とそれを取り巻く環境との関係性をゲノムレベルで明らかにすることを目的とし、4つの研究課題((1)ヒトの個別性に関係した遺伝子の探索、(2)ヒトや霊長類において環境や生殖に密接に関わる遺伝子の研究、(3)家禽特異的発現抑制遺伝子の探索、(4)極限環境への適応)を設定している。(1)の課題については、ヒトとチンパンジーの皮膚で発現する遺伝子のプロファイルの比較、ヒトのゲノム上の偽遺伝子を網羅的な探索、そしてヒトの精神活動に関わると思われる脂質代謝系の遺伝子の進化集団遺伝学的解析を行なった。(2)の課題に関しては、1)機能遺伝子の発現量調節を行うマコリン偽遺伝子の進化、2)ヒトや水棲哺乳類における苦味受容体遺伝子群の際立った退化現象、3)霊長類の性染色体遺伝子の進化、4)シアル酸水酸化酵素偽遺伝子(CMAH:ヒト特異的偽遺伝子)の集団遺伝学的研究を完了し、その偽遺伝子化の自然選択上の有利さの可能性や現生人類の起源、および5)主要組織適合性抗原遺伝子群(MHC)の偽遺伝子化の待ち時間に関する研究を行った。1)、2)および4)については、Geneticsに掲載あるいは印刷中である。また、3)および5)については現在投稿準備中である。(3)の課題に関しては家禽に保持される大量の遺伝的変異の由来を明らかにするため、33の核遺伝子のイントロンについて、家禽、野鶏、ウズラ、シチメンチョウの系統学的、集団遺伝学的研究を進め、その結果家禽の遺伝的起源は2300万年前にさかのぼり、家禽の祖先集団が大きかったこと、あるいは家禽化の過程で野鶏からの遺伝子流入が頻繁であったことを示した。この結果は現在投稿準備中である。(4)の課題では、南極という極限環境で放散してきたスズキ類ノトセニア亜目での適応進化について遺伝子およびタンパク・レベルでの進化を明らかにするための遺伝的なリソースな構築に努めてきた。