2020 Fiscal Year Research-status Report
遺伝に関わる実習の制約を解決する教材としての子のう菌類の研究
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19K03169
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
伊藤 靖夫 信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 准教授 (70283231)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 茂喜 信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 教授 (10452145)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 理科教育 / 実習・実験 / 遺伝リテラシー / 交配 / 子のう菌類 / アスペルギルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，中学校から大学を通じて実施可能な「遺伝子によって決定される形質が，世代を通じて伝達される様子を実感できる実習プロトコル」を作成し，普及させることである。2020年度には，教材とする糸状菌Aspergillus nidulansの培養条件等の検討を進めるとともに，中学校，高等学校，大学において交配実習を行った。
親とする系統と共培養等の方法を再現性も含めて詳細に検討し，交配によって得られる次世代の系統の形質を確認するための，最短14日間のコアプロトコルを確立した。さらに，前後に数日間ずつの日程をとることにより，親系統における栄養要求性の確認や，後代の分離比の統計的解析も含めた発展プロトコルも作成した。また，個々の試薬の必要性や水の純度，滅菌法等にいたるまで検討を行い，設備や費用の問題についても詳細と対応策を示すことができた。一連の作業において，培養温度や培養期間を更に改善できる可能性も示唆されたので，変異処理による系統の選抜とスクリーニングを始めた。
これらの結果に基づいて，信州大学の一年次共通教育科目「遺伝学入門ゼミ」の一部として，交配実習を実施した。コロナ禍であり，受講生数を制限したなかではあったものの，学生自身の手で想定された結果を得ることができた。受講生からも，貴重な経験となった旨のコメントがあった。ただし，作業の細部について検討が必要な点が洗い出されたことも確かであり，次年度以降の実施に向け，プロトコルの改善を進めた。この実践に引き続き，長野県内の中学校と高等学校で少人数を対象とした実習を行った。中学校では正課の授業の一部として，高等学校では有志を募り課外活動として行った。これらの実践では，実習時間の制約の影響や個別の環境等の問題を含め，大学で実施した場合との違いから，プロトコルをより汎用的なものにするための知見を得ることができた。
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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
コロナ禍という状況を鑑みれば，実習室において対面で交配実験を行うことができたことは幸運であった。特に，カウンターパートの先生方のご協力によって，少人数対象とは言え，中学校と高等学校における計画を1年前倒しして実践できたことは，最終年度における本格的な実践に向けて大きな意味があった。
本学の教養科目「遺伝学入門ゼミ」は対面での実施が認められ，3倍を超える受講希望者から，シラバスで示していた通り，専門で生物学が直接関わらない学生を優先して抽選し，2020年10月から開講した。微生物を扱った経験のない学生が主となったが，作業上の大きな問題もなく，想定していた結果を得られたことで，構築したプロトコルの堅牢性と有用性が示された。
ただ，条件検討時に結果の再現性に問題が生じることがあり，原因の追求も含めて反復を慎重に繰り返した。また，培養条件の細部についても，当初想定していた以外の点について検討を重ねたことにより，今年度内に報文としてまとめきることができず，学会発表にとどまった点で「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる2021年度には，中学校，高等学校，大学での実践を通じて，これまでに作成したコアおよび発展プロトコルを完成させる。コロナ禍の早期収束に対して楽観的な想定をできない現状では不確定な要素が大きいが，できる限り多人数の生徒，学生を対象とする実習を企画したい。その際，準備の省力化とともに，多様な実習環境に対応できるように，試薬，機材，培養条件等の検討も引き続き行う。
また，より低温で培養し，期間を数日でも短縮することが将来的な普及の鍵になることから，紫外線等による変異処理とスクリーニングを行い，交配の親系統を増やし，様々な条件に対応できるシステムの構築を図る。そのうえで，学術的な側面が強くなるが，これらの変異系統を用いて，生育適温に関与する代謝系や閉子のう殻の成熟速度に関与する遺伝子の同定を試みる。もともとは土壌中から分離された菌であり，標準とされている比較的高温での培養条件は，実験系統として選択された結果である可能性がある。したがって，このような変異体を得て，遺伝子を同定できる可能性は高いと考えられる。
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| Causes of Carryover |
学会への出席や担当者間での打ち合わせはオンラインで行い，出張を見合わせたこと，および，アルバイトを雇用しての検討作業を縮小したことから，次年度使用額が生じた。これは2021年度請求額と合わせて，大規模な変異体のスクリーニングを行うための消耗品費，アルバイトの雇用費として使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
