2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K01018
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| Research Institution | Nara University of Education |
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Principal Investigator |
森本 弘一 奈良教育大学, 理科教育講座, 教授 (70243350)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カイコ / 自然免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カイコ幼虫および成虫の外部形態については、これまでの研究をさらに推進した。カイコ（Bombyx mori)は、他の昆虫に比べて、取り扱い性や人に対する安全性などから実験教材として優れている。幼虫や成虫の外部形態の観察は、基礎昆虫学をより深く理解する助けになると考えられ、本稿では肉眼観察に加えて、光学および低真空型走査電子顕微鏡を用いて外部形態の特徴を観察した。この観察資料を参照することにより、児童・生徒達がカイコ飼育する際に生まれる諸疑問に対して、適切に対応できることが期待される。
カイコの自然免疫特に、血球の食作用と抗菌タンパク質の誘導合成について研究を進めた。昆虫には優れた免疫系が発達しているが，脊椎動物で見られるような抗体生産や免疫記憶を伴う獲得免疫機能は備えていない．昆虫の免疫系は主として2 種類に大別でき，細胞性と液性応答がある．実際に，これら応答反応についてカイコ幼虫（Bombyx mori）を低温麻酔した後，種々の接種源を注射して調べた．
細胞性防御応答として，墨汁の注射後3 時間目には血球の食作用活性が観察され，1 日後では血球に墨炭素粒子の蓄積が認められた．また，ポリスチレンビーズを注射したとき，血球にビーズが取り込まれることが明確に観察できた．液性応答である化学的防御についても，煮沸処理した大腸菌または大腸菌由来のリポ多糖（LPS）を注射した幼虫を用いて調べた．寒天平板カップ法で体液の抗菌活性を調べると，注射後6 ～ 24 時間目では安定的に抗菌活性が検出された．また，注射後6，12，24 時間目に採取した体液を未変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離したとき，抗菌タンパク質が誘導合成されていることが明らかになった．本研究結果から，昆虫の免疫応答は有益な教材として高校で受けいれられると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
カイコ幼虫の麻酔条件について調べたところ、水中麻酔、低温麻酔の最適条件を得ることができた。これまでアワヨトウの水中麻酔の論文はあるが、カイコの水中麻酔の最適条件は報告されていないため、研究の価値が認められるものと思われる。
細胞性防御反応としての血球の食作用活性を観察することができた。これまで、昆虫の食作用活性は、教材としていくつか報告されているが、カイコのように学校教材として一般化されているものではなかった。さらに液性応答である化学的防御についても，煮沸処理した大腸菌または大腸菌由来のリポ多糖（LPS）を注射した幼虫を用いて調べた．寒天平板カップ法で体液の抗菌活性を調べることができた。この実験は、これまで教材として試みられていないため、研究の価値があると思われる。
以上のように本研究成果である昆虫の免疫応答は有効な教材として高校で実施されることが期待されるため、研究は、進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果を踏まえ、低温麻酔、水中麻酔によるカイコの生活環とそれぞれに関する形態観察をまとめ、カイコの自然免疫反応の実験結果の成果をまとめる。
これら開発した実験が、学校現場で実施可能であるかどうか、授業を通して、その有効性を検証することを計画している。
低温麻酔、水中麻酔については、中学校で実施を予定している。自然免疫反応については、高等学校での実施を計画している。
以上の研究成果を冊子としてまとめ、学会だけでなく、学校現場へと研究成果を広めるつもりである。
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| Causes of Carryover |
試薬、消耗品器具などが計画ほど使用しなかったため、次年度使用額が生じた。使用計画は、小型恒温振盪培養機
バイオシェーカー V-BR-36(TAITEC製)（1台X ＠270 千円）を購入する予定である。
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Research Products
(2 results)
