hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強固ならせん主鎖構造を活用した機能性ポリイソシアニドの創製

強固ならせん構造を形成するポリイソシアニドの側鎖に様々な機能性分子を集積させ、機能性ポリマーの創製を行った。側鎖に導入したクラウンエーテルに合うサイズのアルカリ金属塩を添加すると、側鎖間の静電反発により、らせん構造を保持できないことが示された。CDを使った方法では、光学活性で一方向に巻いたらせんのみ検出可能であるが、光学活性とは無関係な発光スペクトルによって、らせん構造の形成を確認できることが明らかになった。本研究では、代表的ならせん高分子の一つであるポリイソシアニドを利用した新しい機能性高分子材料の開発を目指した基礎研究として、申請者らが開発したリビング重合反応を駆使して、機能性側鎖置換基を有するポリイソシアニドを精密に分子設計し、新たな特性・機能を引き出すことを目的とする。具体的には、強固な4_1らせん構造を利用して側鎖上に機能性置換基を規則的に配列させた新しい高分子材料の開発とらせん高分子の高い分子認識能・不斉識別能を利用した高分子不斉触媒の創出に取り組む。今年度は、側鎖に導入する機能性分子としてクラウンエーテルとピレンに注目し、それぞれを置換基とするイソシアニドモノマーの効率的な合成ルートを開拓した。これらのモノマーの前駆体であるアニリン誘導体を従来の方法で合成することができず、種々検討した結果、対応するニトロベンゼン誘導体の加圧下での接触水素化が有効であることが分かった。また、これらのモノマーは、本研究者らが開発したアセチレン架橋Pd-Pt複核錯体によってリビング重合し、分子量分布の狭いポリイソシアニドを定量的に与えることを確認した。さらに、適当な光学活性モノマーとのブロック共重合により一方向巻きに制御したポリマーの合成に取り組んだ結果、クラウンエーテルではかさ高さが不足するために、らせん方向を高分子量まで保持できないことが明らかになった。今後、クラウンエーテルやピレンを置換基とする光学活性モノマーを合成し、その重合によって得られるポリイソシアニドの特性・機能についての研究を行う予定である。昨年度クラウンエーテルを置換基とするイソシアニドモノマーの合成ルートを開拓したので、今年度はまずクラウンエーテルを有する光学活性なイソシアニドモノマーの合成から開始し、アミノ酸を利用することで効率的に合成することができた。次に、アセチレン架橋Pd-Pt複核錯体を開始剤に用いて重合させたところ、通常の条件では反応の進行が非常に遅く殆どポリマーが得られなかった。種々検討した結果、濃度を10倍くらいにすると、分子量分布の狭いポリイソシアニドが定量的に得られることがわかった。生成したポリマーのCDスペクトルを測定すると、主鎖のイミノ基に由来する吸収帯で強いCotton効果が観測され、溶液中で一方向巻きのらせん構造を保持していることが確認された。また、溶媒によって異なるCDスペクトルが観測され、溶媒の極性に依存してらせん構造が変化することが明らかになった。さらに様々な金属塩を添加してCDスペクトルの変化を追跡したところ、アセトニトリル中では側鎖のクラウンエーテルに合うサイズのアルカリ金属塩を添加したときに、Cotton効果が大きく減少した。この現象は、クラウンエーテルが金属カチオンを取り込むことによって隣接する側鎖間で静電的な反発が起こり、一方向巻きのらせん構造を保持できなくなったためと考えられた。一方、水中で同様の実験を行ってもCDスペクトルに有意な変化は観測されず、クラウンエーテルを側鎖に持つポリイソシアニドの主鎖構造は溶媒の極性に大きな影響を受けることが裏付けられた。芳香族化合物をはじめとする機能性分子が集積すると、伝導性の向上などの特異な機能の発現が期待される。主鎖が41らせん構造を安定に保持するポリイソシアニドを利用した機能性ポリマーの創製を目指し、本年度は側鎖上の芳香環のπ・πスタッキングについて調べた。まず、一方向巻のらせん構造を取ることが分かっている(L)-メンチルエステル基を有するポリ(アリールイソシアニド)に関して、340臓mの光で励起しながら発光スペクトルを測定すると、450nm付近に発光が観測された。同様の条件でモノマーは全く発光しなかったことから、この発光はポリイソシアニドに特徴的であることが分かった。分子量の異なるポリイソシアニドの発光スペクトルを比較したところ、50量体くらいまでは重合度の増加と共に発光強度が増大し、それ以上の重合度では一定となった。らせん構造を形成している割合を示すCDスペクトルの強度についても全く同じような傾向が見られたことから、側鎖ベンゼン環のスタッキングによる発光であることが示唆された。他の置換基を持つポリ(アリールイソシアニド)についても検討したところ、らせん構造をとっているポリマーでは同様の発光が観測されたのに対して、らせん構造を取っていないポリマーはほとんど発光を示さなかった。この結果も側鎖ベンゼン環のスタッキングによる発光と考えると矛盾なく説明できる。

また、特異な発光特性を示すピレンをプローブとして主鎖から離れた側鎖上でのスタッキングについても調べたが、ほとんどエキシマー発光は観測されず、主鎖から離れて自由度が増すことによってスタッキングしにくくなることが明らかになった。以上の結果は、機能性ポリイソシアニドを分子設計する上での重要な基礎的知見である。
ステロイド代謝を触媒するチトクロームP-450とその関連酵素の構造-活性相関

動物臓器においてのステロイド代謝にはミクロソーム及びミトコンドリアに存在する数種類のチトクロームP450が関与している。本研究はこれら一群のP450によるステロイド代謝反応の活性調節機構の解明を目的とし、研究代表者を中心とする日本の研究グループと米国の根岸博士の研究グループ、及びベラル-シ共和国のUsanov博士の研究グループの共同研究を行なった。研究の重点はミトコンドリア型P450に置き、ステロイド代謝反応を触媒するP450とその還元酵素の構造-活性相関を研究した。研究を推進するためUsanov博士とChernogolov博士が来日し、原が根岸博士の研究室とUsanov博士の研究室を訪問して共同研究を行なった。平成5年平成6年の研究実績を下記する。1.ミクロソーム型p450については生合成時のP450の膜への組み込みと高次構造形成について研究を進め、膜への組み込みを決定するシグナルアンカー配列のアミノ末端が小胞体の内腔に露出していることをP450aromについて証明してシグナルアンカー配列の膜内配向を決定し、シグナルアンカー配列に続くプロリンに富む短かなアミノ酸配列が膜に組み込まれたP450分子の高次構造形成に必須なことを確かめた(大村、三原)。2.ステロイドホルモン生合成に関与するP450の臓器特異的発現を研究し、P450遺伝子の発現を支配する転写因子Ad4BPを確認し、培養細胞系を用いる実験によりAd4BPがステロイドホルモンの生合成に関与する一群のP450の発現を調節していることを証明した(大村)。3.ステロイドを代謝する活性をもつマウス肝臓のミクロソーム型P450について、P450分子内の特定のアミノ酸の変異によって触媒する反応の基質特異性が大幅に変化することを確かめ、活性中心においてのステロイド分子の結合様式を検討した(根岸)。4.ミトコンドリア内膜のP450sccについて膜内トポロジーを部位特異性抗体の結合によって解析し、P450分子の大部分がマトリックス側の膜面上に露出していることを確かめた。また、マトリックス側に露出している部分がプロテアーゼの限定分解によって切断される2つの大きなドメインから成ることを見出し、切断点を決定した(Usanov)。5.アドレノドキシン(AD)からミトコンドリア型P450への還元力供給反応を解析するため、ADとその前駆体(pAD)のcDNAを効率よく大腸菌で発現させ、発現したADおよびpADを均一にまで精製する方法を確立した。cDNAの改変によりアミノ酸配列の改変を行なったADも作成され、ADとP450sccの反応研究に使用された。精製されたpADは鉄-硫黄活性中心をもつホロ型であり、ADと同様にP450sccとチトクロームcを還元する活性をもっていた。pADとADの還元活性ではVmaxやKmは異なっていたが、pADがADと同じ活性を示すことは、pADの成熟型蛋白質部分が延長ペプチド部分とは独立した高次構造を形成できることを示していると考えられる(Chernogolov、原、三原)。6.ADとP450scc間での電子伝達反応機構を明らかにするため、AD分子とP450scc分子の結合部位の検討を進めた。種々の化学架橋試薬を用いてADとP450sccの複合体においてAD分子とP450scc分子間の架橋と、分子内の架橋部位のアミノ酸配列の決定を行なっている。架橋複合体を精製する方法は確立できたが、架橋部位についてはまだ最終結論を得るに至っていない。^<14>Cで標識したADを用いた研究もUsanov博士の研究室で行なわれている(原、Usanov)。7.副腎皮質ミトコンドリアについて外から加えたNADPHによるP450の還元を測定し、ジギトニン処理で外膜を除いたミトプラストでは還元速度が大幅に低下することを見出した。ミトコンドリア外膜にNADPHの還元力をミトコンドリア内に伝達する活性が存在する可能性が考えられるので検討中である(原)。

2.ステロイドホルモン生合成に関与するP450の臓器特異的発現を研究し、P450遺伝子の発現を支配する転写因子Ad4BPを確認し、培養細胞系を用いる実験によりAd4BPがステロイドホルモンの生合成に関与する一群のP450の発現を調節していることを証明した(大村)。3.ステロイドを代謝する活性をもつマウス肝臓のミクロソーム型P450について、P450分子内の特定のアミノ酸の変異によって触媒する反応の基質特異性が大幅に変化することを確かめ、活性中心においてのステロイド分子の結合様式を検討した(根岸)。4.ミトコンドリア内膜のP450sccについて膜内トポロジーを部位特異性抗体の結合によって解析し、P450分子の大部分がマトリックス側の膜面上に露出していることを確かめた。また、マトリックス側に露出している部分がプロテアーゼの限定分解によって切断される2つの大きなドメインから成ることを見出し、切断点を決定した(Usanov)。5.アドレノドキシン(AD)からミトコンドリア型P450への還元力供給反応を解析するため、ADとその前駆体(pAD)のcDNAを効率よく大腸菌で発現させ、発現したADおよびpADを均一にまで精製する方法を確立した。cDNAの改変によりアミノ酸配列の改変を行なったADも作成され、ADとP450sccの反応研究に使用された。精製されたpADは鉄-硫黄活性中心をもつホロ型であり、ADと同様にP450sccとチトクロームcを還元する活性をもっていた。pADとADの還元活性ではVmaxやKmは異なっていたが、pADがADと同じ活性を示すことは、pADの成熟型蛋白質部分が延長ペプチド部分とは独立した高次構造を形成できることを示していると考えられる(Chernogolov、原、三原)。6.ADとP450scc間での電子伝達反応機構を明らかにするため、AD分子とP450scc分子の結合部位の検討を進めた。種々の化学架橋試薬を用いてADとP450sccの複合体においてAD分子とP450scc分子間の架橋と、分子内の架橋部位のアミノ酸配列の決定を行なっている。架橋複合体を精製する方法は確立できたが、架橋部位についてはまだ最終結論を得るに至っていない。^<14>Cで標識したADを用いた研究もUsanov博士の研究室で行なわれている(原、Usanov)。7.副腎皮質ミトコンドリアについて外から加えたNADPHによるP450の還元を測定し、ジギトニン処理で外膜を除いたミトプラストでは還元速度が大幅に低下することを見出した。ミトコンドリア外膜にNADPHの還元力をミトコンドリア内に伝達する活性が存在する可能性が考えられるので検討中である(原)。本研究は、研究代表者を中心とする日本の研究グループと根岸博士の米国の研究グループ及びUsanov博士を中心とするベラル-シの研究グループの共同研究により、ステロイド代謝を触媒するP-450と関連酵素の構造-活性相関を解明することを目的とし、それぞれの研究グループで分担する研究は予定通り進められた。しかし、Usanov博士およびChernogolov博士の共同研究のための来日は外交上の手続きの遅れから予定通り進めることができず、平成6年3月にになってようやくChernogolov博士の来日が実現することとなった。P-450については、ミクロソーム型P-450の膜への組み込みと高次構造形成について研究が進められ、シグナルアンカー配列のアミノ末端が小胞体の内腔に存在すること、シグナルアンカー配列に続くプロリンに富む配列が分子の高次構造形成に必須なことが確かめられた(大村、三原)。
無意識プロセスを用いた新たなコミュニケーションチャネルの確立

本申請は、超高齢化社会の大きな問題に直結する認知症のヒトとのコミュニケーションを研究の対象に据え、認知症のヒトの排尿関連無意識プロセスを研究のインスタンスとして、研究方法の節で述べる様々技術課題を解決し、その無意識プロセスの探査、モデル化に挑戦していく。将来的には、その挑戦で得られる知見を排尿以外の日常生活動作、さらに、ほかの意識プロセス障害にも適用する。
気管支喘息の慢性化および難治化の制御因子に関する分子生物学的研究-マウス喘息モデルを用いたリモデリングの形成機序と制御因子の解析-

気道のリモデリングはアレルギー性炎症による気道の傷害の修復過程に起こる構造的変化であり、これが喘息の難治化および非可逆性誘導に関与していることが想定されている。われわれはマウスの喘息モデルで気道のリモデリングを評価できる系を確立してきた。大気汚染排気微粒子(DEP)を2週間経気道的に暴露すると、アセチルコリンに対する気道収縮の反応性が増加し、気道局所では、気道上皮の傷害、粘液分泌細胞であるクララ細胞の増生および基底膜下組織の肥厚が認められる。液性因子として、線維芽細胞の増殖に関与するサイトカインに注目してまず検討した。この基底膜下組織の肥厚はPDGFおよびTGF-β中和抗体を投与することにより抑制され、気道過敏性の亢進も改善する。さらに抗原感作のモデルで気道のリモデリングについて評価した。特異抗原として卵白アルブミン(OA)を用いアラムとともに免疫したのち吸入感作した。OA吸入により気道上皮の変化とともに基底膜下の線維化が誘導される。この、抗原特異的の系ではPDGF中和抗体ではリモデリングを抑制できなかった。一方TGF-β中和抗体を投与することにより、気道局所への炎症細胞浸潤には有意な影響を及ぼさずに、基底膜下組織の線維化をコントロールすることが可能であった。DEPのような非特異的な刺激下と抗原刺激下でコントロールできる液性因子が異なる可能性が考えられた。今後すでに起こっている基底膜下組織の線維化を液性因子のレベルで制御する可能性について検討を勧めていく予定である。気管支喘息の病態形成にはアレルギー性炎症が重要な役割を果たしているが、このアレルギー性炎症による組織の傷害に対して修復反応が惹起され、その途中の過程として傷害部位を中心とした再構築すなわちリモデリングが誘導される。まず本年度はリモデリングの一つである基底膜下組織の肥厚に、線維芽細胞の増殖因子に対するサイトカインが関与しているかを検討した。DEP暴露とA/Jマウス4週齢をOA+Alumで免疫後、2週間の吸入感作を行なった系において検討した。吸入感作経過中に各中和抗体およびコントロール免疫グロブリンを持続投与した。2週間後、気道過敏性を各濃度のアセチルコリン吸入後の気道抵抗の上昇を指標に評価した。さらに、BALF所見および気道の病理所見を検討した。抗PDFG抗体、抗TGF-β中和抗体を吸入感作と併行して投与した。DEPを作用させ、気道過敏性亢進を誘導した喘息モデルでは、気道のリモデリンは基底膜下組織の肥厚の形で検出され、線維芽細胞の増殖に関与するサイトカインであるPDGFおよびTGF-βが重要な役割を果たしていることを示した。さらに抗原感作による喘息モデルでも基底膜下組織の線維化が評価でき、気道過敏制亢進に関与しているが、関与するサイトカインはDEP暴露モデルとは異なりPDGFの関与は少なく、抗TGF-β抗体が抑制に有用であった。TGF-βはPDGFの作用を介して線維芽細胞を増殖させることが知られているが、OA感作モデルで特にTGF-βの関与が顕著だったことにより他の経路も考えられ今後さらに検討を進めていく予定である。

この基底膜下組織の肥厚はPDGFおよびTGF-β中和抗体を投与することにより抑制され、気道過敏性の亢進も改善する。さらに抗原感作のモデルで気道のリモデリングについて評価した。特異抗原として卵白アルブミン(OA)を用いアラムとともに免疫したのち吸入感作した。OA吸入により気道上皮の変化とともに基底膜下の線維化が誘導される。この、抗原特異的の系ではPDGF中和抗体ではリモデリングを抑制できなかった。一方TGF-β中和抗体を投与することにより、気道局所への炎症細胞浸潤には有意な影響を及ぼさずに、基底膜下組織の線維化をコントロールすることが可能であった。DEPのような非特異的な刺激下と抗原刺激下でコントロールできる液性因子が異なる可能性が考えられた。今後すでに起こっている基底膜下組織の線維化を液性因子のレベルで制御する可能性について検討を勧めていく予定である。
B細胞の自己免疫寛容誘導機構の解析

本研究は成熟B細胞の胚中心での分化過程における自己反応性B細胞の出現とそのアポトーシス機構を転写因子のレベルで明らかにすることを目的として、胚工学を応用してBCL6転写因子などについて解析した。その結果、1.胚中心でのメモリーB細胞分化に必須の転写因子であるBCL6のアポトーシスに対する機能解析をおこない、BCL6は精巣の精母細胞で強発現が見られ、かつBCL6欠損マウスの減数分裂過程にある精母細胞でアポトーシスが著しく増加していたことから、BCL6は精母細胞のアポトーシスを抑制していることを明かにした。2.T細胞にのみBCL6を強発現するトランスジエニックマウスを作製した。このマウスにおいて、生後1年目以降に悪性Tリンパ腫の発症をみた。これらの結果から、BCL6はアポトーシスを抑制しており、その過剰発現はアポトーシスを抑制することにより腫瘍化につながると考えられた。3)アポトーシスの抑制因子として、胸腺と精巣に強発現のみられる新しいIAP(inhibitor of apoptosis)ファミリー遺伝子TIAPをクローニングした。TIAPはcaspase3と結合して、抗apoptosis作用を示す一方、他のIAPとは異なり、細胞周期のS-G2/M期でその発現が高まることを見出した。以上の結果から、TIAPは細胞増殖のS-G2/M期において、抗アポトーシス作用を示すことにより、その細胞増殖能を高めていることが示唆された。胚中心B細胞におけるTIAPの抗アポトーシス作用を解析中である。本研究は成熟B細胞の胚中心での分化過程におこる自己反応性B細胞の出現とそのアポトーシス機構を転写因子(c-FosやBCL6遺伝子)のレベルで明らかにすることを目的とした。そのためこれらの遺伝子を欠損させたマウスや発現誘導型にしたトランスジェニックマウスを作製して解析した。その結果、以下の点を明らかにした。1)c-Fosの過剰発現により血球系幹細胞は様々の分化増殖刺激を与えても分化増殖せずに、dormantの状態を保っていた。さらに、c-Fos過剰発現を中止するとこの幹細胞は分化増殖を再開したことから、c-Fosの過剰発現はB細胞系列に細胞の分化増殖障害を誘導すると考えられた。2)BCL6を脾臓B細胞で強発現するTg(Ig-BCL6)マウスを確立した。その中の一系統において、B細胞が活性化されたときにのみ外来性BCL6遺伝子の発現誘導が起きるTgマウスが得られた。このIg-BCL6マウスを抗原刺激した後の抗体産生をELISA法で解析したところ、IgMとIgG1クラスの一次抗体産生や二次抗体産生が増強していた。さらに、胚中心の形成も増強していた。これらの結果から、BCL6は脾臓におけるB細胞の分化過程において、その生存を正の方向へ調節していることを明らかにした。この様にBCL6の発現量を一次的に変動させることによりメモリーB細胞の誘導に変化が見られたことから、B細胞中のBCL6の発現量を部分的にでも低下させることにより、メモリーB細胞の誘導を部分的にも制御しうることが明らかとなった。本研究は成熟B細胞の胚中心での分化過程における自己反応性B細胞の出現とそのアポトーシス機構を転写因子(c-FosやBcl-6遺伝子)のレベルで明らかにすることを目的とする。本年度は、1.胚中心におけるメモリーB細胞分化過程におけるBCL6の機能やその自己免疫寛容機構の制御に関して、BCL6欠損マウス由来の骨髄細胞を放射線照射したRag-1欠損マウスに移植して骨髄キメラを作製し、抗原刺激後のメモリーB細胞の分化・維持能や自己抗体産生能を免疫学的に解析した。その結果、BCL6の欠損により胚中心が全く出来なくても一次免疫応答におけるIgMやIgG抗体産生が起きるが、抗体の親和性の上昇が全くみられないこと、さらには二次抗原刺激により、IgMやIgG抗体産生が著しく増強すること見出した。

このことから、胚中心のメモリーB細胞分化は抗原の親和性の上昇には重要であるが、メモリーB細胞の分化は胚中心以外の組織でも起きうることを明かにした。また、BCL6が欠損しても自己抗体の産生などは見られなかったことから、自己免疫寛容機構にはあまり関与していないことが示唆された。2.BCL6のアポトーシスにおける機能を解析する目的で、T細胞にのみBCL6を強発現するトランスジェニックマウスを作製した。このマウスにおいて、生後1年目以降に悪性Tリンパ腫の発症をみた。また、BCL6欠損マウスの減数分裂過程にある精母細胞でアポトーシスが著しく増加していることを見出した。これらの結果から、BCL6にはアポトーシスを抑制する機能があると考えられた。
ダイオキシン関連環境科学へのクロマトグラフィー的アプローチ

本共同研究においては、ダイオキシンやPCB類を含む排水の処理のための光分解反応媒体、ダイオキシン類の精密分離媒体、及び血清の分析のための自動化前処理媒体等の開発と、その適用条件の検討を行った。これらの媒体となる液体クロマトグラフィー(HPLC)充填剤、カラム、及び動電クロマトグラフィー(EKC)用擬似固定相を、コペルニクス大学及びルンド大学の研究者の協力の下に、京都工芸繊維大学、及び姫路工業大学において調製し、これらを使用して(1)水系廃液中のダイオキシン及びPCB類の連続的回収濃縮と光分解反応、(2)HPLC系への血清の直接注入による除タンパク質と、コプラナPCB、非平面的PCB、ダイオキシン等の相互分離によるGC/MS分析のための試料調製法の自動化、ならびに(3)分子形状識別能力をもつHPLC充填剤、及びEKC擬似固定相による、疎水性環境汚染物質の精密分離法の開発などのための高毒性物質関連の実験をアメリカ合衆国防疫センター(CDC)において行った。(1)有機溶媒-水混合溶媒中に存在するダイオキシンやPCBは、その溶液をアルキル化シリカゲルを充填した石英管カラムに流すことにより、アルキル化シリカゲル表面に吸着、濃縮することができた。溶媒中の水含有量が一定量以上であれば、PCBやダイオキシンはカラム内をほとんど進行せず、カラム外側からの紫外線照射により容易に分解され、親水性の分解生成物のみがカラムから溶出された。高毒性のヘキサクロロ及びペンタクロロ置換コプラナPCBは速やかにほぼ単一の経路で分解された。ダイオキシンについても、高毒性をもたらす2,3,7,8位の塩素が優先的に分解された。焼却によるダイオキシンやPCB類の処理については二次的な汚染が懸念されているが、光分解法は水系廃液にも適用でき、また、生成物を制御できる点で優れている。今後の課題は、生成物の詳細な同定と、光分解反応のスケールアップである。(2)血清試料からタンパク質を除去し、血清中の疎水性環境汚染物質を有機溶媒中に回収するためのHPLCによる試料前処理については、通常のC18型カラムを用いた場合、吸着されて固定相に残存するタンパク質によるキャリーオーバーが大きく、外表面親水性、内表面疎水性の浸透制限型充填剤の使用が必須であることが明らかとなった。通常の体内レベルのPCB類のGC/MSによる定量は、2cm径、25cm長程度の浸透制限型カラムを使用して、1m1以上の血清の処理によって可能となる。一方ダイオキシン、PCB,多環芳香族化合物など、多種類の汚染物質相互間のグループ分離は、多環芳香族基結合型シリカゲルを用いて可能とすることができた。除タンパク質用の浸透制限型カラムと、グループ分離用の形状識別カラムとのカップリングによる血清試料についての前処理の真の自動化が次の課題である。(3)分子形状識別能力をもつEKC用擬似固定相としてアルキル化スターバーストデンドリマ-及びアルキル化ポルアリルアミンを合成し、これらを用いて有機溶媒-水混合系の全領域で電気永動に基づく多環芳香族化合物の分離を可能とした。この領域での次の課題は、高分子型擬似固定相を用いるEKCと、マススペクトルとの結合による分離の高速化と検出能力の大幅な向上である。この他、クロマトグラフィー系の分離性能を極限まで高めることを目的として、超高理論段数の発生とその応用の試みとなる、多孔性シリカ連続体に基づくHPLC用カラムの調製と、同位体の作るキラリティの識別を試み、初めてこれらの実現に成功した。このような環境汚染有機化合物の分離、分析、分解法へのクロマトグラフィー的アプローチにより、汚染の計測、正当な評価とともに、安全な無害化処理が実現に近づくものと期待される。

焼却によるダイオキシンやPCB類の処理については二次的な汚染が懸念されているが、光分解法は水系廃液にも適用でき、また、生成物を制御できる点で優れている。今後の課題は、生成物の詳細な同定と、光分解反応のスケールアップである。(2)血清試料からタンパク質を除去し、血清中の疎水性環境汚染物質を有機溶媒中に回収するためのHPLCによる試料前処理については、通常のC18型カラムを用いた場合、吸着されて固定相に残存するタンパク質によるキャリーオーバーが大きく、外表面親水性、内表面疎水性の浸透制限型充填剤の使用が必須であることが明らかとなった。通常の体内レベルのPCB類のGC/MSによる定量は、2cm径、25cm長程度の浸透制限型カラムを使用して、1m1以上の血清の処理によって可能となる。一方ダイオキシン、PCB,多環芳香族化合物など、多種類の汚染物質相互間のグループ分離は、多環芳香族基結合型シリカゲルを用いて可能とすることができた。除タンパク質用の浸透制限型カラムと、グループ分離用の形状識別カラムとのカップリングによる血清試料についての前処理の真の自動化が次の課題である。(3)分子形状識別能力をもつEKC用擬似固定相としてアルキル化スターバーストデンドリマ-及びアルキル化ポルアリルアミンを合成し、これらを用いて有機溶媒-水混合系の全領域で電気永動に基づく多環芳香族化合物の分離を可能とした。この領域での次の課題は、高分子型擬似固定相を用いるEKCと、マススペクトルとの結合による分離の高速化と検出能力の大幅な向上である。この他、クロマトグラフィー系の分離性能を極限まで高めることを目的として、超高理論段数の発生とその応用の試みとなる、多孔性シリカ連続体に基づくHPLC用カラムの調製と、同位体の作るキラリティの識別を試み、初めてこれらの実現に成功した。このような環境汚染有機化合物の分離、分析、分解法へのクロマトグラフィー的アプローチにより、汚染の計測、正当な評価とともに、安全な無害化処理が実現に近づくものと期待される。
代数関数の研究

更に, (2)x^m+y^m=a(a〓k,a≠0)によってK上に定義されるFermat型関数体A=K(x,y)について,異なった標数の2つのFermat型関数体のHasse-Witt行列の階数の相互の間で成り立つ関係式をいくつか解明した.更に,(2)x^m+y^m=a(a〓k,a≠0)によってK上に定義されるFermat型関数体A=K(x,y)について,異なった標数の2つのFermat型関数体のHasse-Witt行列の階数の相互の間で成り立つ関係式をいくつか解明した.
スギ花粉症患者における末梢血T細胞の解析

各臨床の分野においてT細胞レセプターの解析によりその発生機序の解明がなされている。当耳鼻科領域にてTCRの解析が行われている疾患は少ない。限定されたTCRに対する抗体投与やTCRの可変部位を含むペプタイドワクチン接種により特異的治療や予防の可能性も示唆され臨床にフィードバックする期待がもたれる。スギ花粉症患者においてもT細胞の役割を解析する目的でTCR遺伝子usageの解析を行う。トリチウムサイミジンを用いfresh及び培養2か月後のPBTにおける抗原特異性を検討した。健常者,患者群共に,OKT3添加によって増殖能を示すのに対して,アレルゲンである,スギ花粉抗原添加では,患者群にてfreshに分離したPBT,2か月培養したPBT共に著明な増殖能を示した。一方,健常者では,著明な増殖能は示さなかった。同様に,HD抗原添加においては,患者群,健常者共に,明らかな増殖能は示さなかった。以上より患者群の培養PBTは,スギ花粉抗原特累的であることが確認された。スギ花粉抗原刺激後2か月後のスギ花粉症患者3名においては,SSCPにて共通してVβ2とVβ9にオリゴクローナリティーを示すバンドが認められた。また、鼻アレルギーに関与するサイトカインについて検討した結果、患者群には、IL-4のメッセージが確認された。スギ花粉症患者の末梢血T細胞を用いて,スギ花粉抗原にたいするT細胞クローナリティーを検討した。その結果スギ花粉抗原に反応するT細胞は,Vβ遺伝子に関してはVβ2またはVβ9を用いている可能性が示唆された。さらに,今回の結果では,DQw3(-),DQw3(+)患者間におけるスギ花粉抗原にたいするT細胞クローナリティーに有意な差は認められなかった。トリチウムサイミジンを用いてfresh及び培養2か月後のPBTにおける抗原特異性を検討した。以上より患者群の培養PBTは,スギ花粉抗原特異的であることが確認された。スギ花粉抗原刺激,培養2か月後のPBTのTCRVβ遺伝子のusageについて,スギ花粉抗原刺激初期と比較して,2か月培養T細胞において,健常者,患者共に明らかな特定のVβ遺伝子usageは認められなかった。今後,抗原特異性を決めるためにVα8,Vα2またはVβ9についてJ領域を含めた塩基配列の確認とTcellクローンを用いてDR,DQ,拘束性,サイトカイン産生について検討していく予定でいる。
東アジア・東南アジア音楽の教材化に関する研究

第6次学習指導要領の改訂にも伴い、音楽科教育においては、アジアの音楽の指導に大きな関心が払われるようになった。しかし、指導者の力量の問題ともかかわり、アジアの音楽の指導は十分な成果をあげているとはいえない。そうした状況を克服するために、本研究では、アジアの音楽を中心に、その教材選択の視点と授業構成のモデルを提起した。とくに異文化をパートナーとして意識した授業構成の重要性について本研究では提起した。前年度の、東アジア、東南アジアのわが国における教材化の現状調査、さらに、台湾での音楽調査をふまえて授業プランを作成した。プランは中学校3年生を対象としたものである。このプランの作成に関しては、同じく前年度に明らかにした授業構成の視点にそって作成したものである。その視点とは、対象となる民族や国家において現在どのような音楽活動が営まれているか、それはその文化の過去やそれを取り巻く世界とどうかかわっているか、それらの相互作用はどのように生起しているか、そしてそれにわれわれ日本人はどうかかわり、お互いをパートナーとして新しい音楽文化を生み出す可能性はないかというものであった。これは現在の民族音楽指導の基本的な考え方である文化相対主義を克服ための視点でもある。中学3年生を対象としたこのプラン「台湾と日本」は、「理解する」「交流する」という二つのパートから構成されており、13枚のプリントによって学習を進める形で作成した。このプランは、対象となる民族や国家の音楽を体験して異文化を理解しようとする現在の一般的な民族音楽指導の課題克服への視点を提供するものであり、音楽学習学会で発表し評価をえた。さらに、マレーシアの調査においては、東南アジアにおける民族音楽に対する考え方が、かなりフレキシブルで現代や様式の異なる音楽との融合について抵抗があまりないことが判明した。ともすれば民族音楽を固定的に考えがちなわが国の現状を打破する上で、重要な視点となることも明らかにすることができた。東アジア、東南アジアの音楽がわが国においてどのように教材化されているかについて文献、実地調査によって明らかにした。結果として教科書に掲載されている決まった国以外の音楽の教材化はほとんどなされていないことが明らかになった。本年度は、さまざまな面でわが国とも深い関係にある台湾音楽の教材化を念頭に、台湾での音楽調査や聞き取り調査を行った。これまでの民族音楽教材ではその文化の伝統的音楽を教材化することが一般的であるが、われわれはそうした視点ではなく、各民族の現在の人々が自らのどのような音楽を外国の人々に学んでもらいたいのかといった点から、台湾の人々が何を「台湾の音楽」として外国人に知ってほしいのかといった点を中心に調査を行い、典型的な2曲の教材を設定した。同時に、異文化における音楽を教材化する際の視点について研究を進め、次の4点を授業構成の視点として措定した。1異なる文化圏において、現在、どのような音楽活動が営まれているのか2それは、その文化の過去やその文化を取り巻く世界とどう関係をしているのか3そこに、それらとの相互作用がどのように生起し、現在の音楽活動に結果することになっているのか4そして、私たち日本人は、それとどうかかわり、そこからお互いをパートナーとして何か生み出す可能性はないのかこうした視点について、「音楽科における異文化理解実践の系譜と課題」という論文にまとめ発表を行った。前年度までに明らかにしてきた民族音楽の授業構成に関する視点をふまえ、実際にパイロットプランを作成した。その成果は、八木正一、磯田三津子、川村有美、田中健次「民族音楽指導の基本的視点と授業構成ー台湾音楽の場合を中心に」『埼玉大学教育学部紀要(教育科学)』第63巻第2号、pp.1-10、2014年に所収されている。さらに本年度は、教材選択の新たな視点を設定した。それは、お互いをパートナーとして認識し、新しい音楽的コミュニケーションを生み出すような異文化の相互理解へ向けて、異なる文化圏で実際に生活している人々の思いといったものを教材選択の視点にすえるということである。つまり、わが国の立場だけではなく、異なる文化圏で実際に暮らす人々が、たとえば日本の子どもたちに歌ってほしい、観賞してほしいと思っている音楽を教材化するという視点がそれであり、それを「外からの視点」と本研究では位置づけた。そうした視点から、マレーシア、タイ、中国、フィリッピン、台湾などの教材を実際に開発してきた。その成果は、八木正一、磯田三津子、田中健次、諸民族の音楽指導における教材選択の視点ー東アジア、東南アジアを中心にー、埼玉大学教育学部附属教育実践総合センター紀要』(埼玉大学教育学部附属教育実践センター)、No.13、pp.25ー32、2015に所収されている。こうした教材群の選択によって、東アジアや東南アジアの民族音楽指導のカリキュラムが構成されることを示唆した。音楽科教育平成25年度においては、前年度に提示した、民族音楽指導の視点をふまえ、収集した台湾音楽の教材化を実際に行った。

民族音楽指導の視点とは、異なる文化圏において、現在どのような音楽活動が営まれているのか、そして、それはその文化の過去やその文化を取り巻く世界とどう関係しているのか、また過去や取り巻く世界との相互作用がどのように生起し、現在の音楽活動となっているのか、私たち日本人はそれとどうかかわり、そこからお互いをパートナーとして新しい音楽を生み出す可能性はないのかという視点である。これらは文化相対主義を超える視点として位置づくものである。こうした視点をふまえて、平成25年には、実際に台湾音楽を指導するプログラムを作成し、音楽学習学会において「民族音楽指導の基本的視点と授業構成」というタイトルで口頭発表を行った。これらから、研究はおおむね順調に進展していると判断した。研究計画では、本年度の研究目的を大きく3点設定していた。それは、東アジア、東南アジアの音楽が現在どのような教材化されているか、東アジア・東南アジアにおける音楽で、わが国での教材化に適した音楽を調査すること、そして、わが国において東アジア・東南アジアの音楽を教材として選択する際の視点や授業構成の視点を確定する、という3点であっった。先の研究実績の概要に記したように、本年度の研究では、わが国における教材化の状況を明らかにすると同時に、2点目にかかわっては、現地調査をふまえ、台湾音楽の中でわが国の音楽科において教材に適する音楽を設定できたこと、そして、3点めに関しては、研究実績の概要でも述べた4つの視点、つまり、異なる文化圏において、現在、どのような音楽活動が営まれているのか、それは、その文化の過去やその文化を取り巻く世界とどう関係をしているのか、そこに、それらとの相互作用がどのように生起し、現在の音楽活動に結果することになっているのか、そして、私たち日本人は、それとどうかかわり、そこからお互いをパートナーとして何か生み出す可能性はないのかという視点を確定することができた。以上の理由により、研究はおおむね順調に進展していると判断した。平成26年度最終年度においては、引き続き教材化のための民族音楽調査を進めるとともに、平成25年度に作成したプログラムをさらに精査し、授業で使えるものに仕上げていく。同時にこれらを論文としてまとめ発表することによって、授業プランの公表を行い、民族音楽指導の一助とし、本研究の最終目的を達成する。今後の研究として、引き続き、東アジア・東南アジアの調査を行い、教材化できる音楽に関する情報をさらに蓄積する。とくに25年度は東南アジアの音楽情報の蓄積をはかる。それらをもとに、東アジア・東南アジアの音楽の教材を実際に選択し、前年度に明らかにしてきた授業構成の4つの視点をふまえ、東アジア・東南アジアの音楽を指導するパイロットプランを作成し、それを実験授業などをふまえながら修正を行い、授業モデルの作成を行う。物品費として予定していた台湾をはじめとした東アジア、東南アジアの音源(CD等)の入手が難しいことによって次年度使用額が生じた。また、教科調査官などによる専門的な知識の供与について、予定が合わず実行ができず謝金について次年度使用額が生じた。
ワイン酵母の遺伝子進化を利用した新しい実用酵母育種法の開発

酵母に高糖濃度耐性を付与する技術は産業上非常に有用であるが、未だ確立されていない。研究代表者らは、高糖濃度のブドウ果汁での発酵に適するように選抜された優良ワイン酵母が、顕著な高糖濃度耐性を有することを既に明らかにしている。平成18年度は、ワイン酵母が進化の過程で獲得した高糖濃度耐性遺伝子のさらなる同定を目指し、ワイン酵母の良質な多コピーゲノムDNAライブラリーを構築した。構築したワイン酵母ゲノムDNAライブラリーを実験室酵母に導入した結果、高糖濃度培地で良好な生育を示した形質転換体を取得することができた。一方で、高糖濃度耐性に関与する遺伝子進化を実験室内で再現する目的で、遺伝学的解析の容易な実験室酵母に変異処理を行い、50%(w/v)の高糖濃度条件下でも良好に生育できる変異株を複数株取得した。これらの株について優性劣性試験を行ったところ、一株が実用上有用であると考えられる半優性変異株であることが明らかになった。本変異株について四分子解析を行った結果、本株が有する高糖濃度耐性変異は一遺伝子変異であることがわかった。本変異株は高ソルビトール濃度条件下においても野生型株より良好な生育を示したことから、本株が示す高糖濃度耐性には、少なくとも高浸透圧に対する耐性機構が関与していることが明らかになった。さらに、本株が有する変異のアルコール発酵への利用可能性を検討するために、本変異株と野生型株を用いて発酵試験を行ったところ、本変異株は50%(w/v)や60%(w/v)の高糖濃度条件下において、野生型株よりも顕著に良好な発酵力を示した。また、細胞内グリセロール含量を測定したところ、本変異株は高糖濃度条件下において野生型株よりも顕著に多量のグリセロールを蓄積することが明らかになった。研究代表者らは、細胞壁糖タンパク質Sed1pを高発現させることで出芽酵母の高糖濃度耐性が向上すること、ワイン酵母や清酒酵母等のSED1遺伝子のコード領域の長さが、醸造環境特異的に異なることを既に見出している。平成17年度は、SED1遺伝子による高糖濃度耐性機構を詳細に解析した。まず、SED1の高糖濃度耐性における役割を調べるためにSED1破壊株である、Δsed1株を構築し、高糖濃度耐性試験を行った。その結果、Δsed1株と野生型株は対数増殖期の細胞において高糖濃度条件下での生育に差が見られなかったのに対し、定常期の細胞においてΔsed1株は高糖濃度条件下で野生型株に比べ顕著に生育の低下が見られた。従って、SED1は定常期における高糖濃度耐性に必要であることが明らかになった。SED1高発現株における高糖濃度耐性機構を詳細に調べるために、細胞壁溶解酵素Zymolyaseに対する耐性を調べたところ、SED1高発現株においてZymolyaseに対する耐性が強化されていた。また、走査型電子顕微鏡による観察の結果、SED1高発現株では細胞表層の形態が粗くなっていた。さらに、Sed1Pの細胞壁への局在に必要なKRE6遺伝子を破壊すると、SED1を高発現しても高糖濃度耐性とならないことを見出した。以上より、Sed1pは細胞壁に局在することで、高糖濃度耐性に重要な役割を果たすことが明らかになった。そこで、高糖濃度耐性の異なる各種酵母におけるSED1遺伝子の構造を解析したところ、顕著な高糖濃度耐性を示すワイン酵母OC2株のSed1pは実験室酵母のSed1pよりも、3個のシステイン残基を含む51アミノ酸のリピート構造が1つ多いことが示唆された。

また、細胞内グリセロール含量を測定したところ、本変異株は高糖濃度条件下において野生型株よりも顕著に多量のグリセロールを蓄積することが明らかになった。
転写メディエーターによる転写制御と生理的意義の研究

転写メディエーターを介した転写制御を明らかにするため、4つの項目について研究を行い、以下の成果を得た。1)コアクティベーターとコリプレッサーの使い分けの機構:転写因子c-Mybには、コアクティベータCBPとSkiなどのコリプレッサーが、競合的に結合することを明らかにした。また、がん抑制遺伝子産物p53がc-Mybに結合し、コリプレッサーmSin3Aをリクルートし、転写を抑制することを明らかにした。2)細胞外シグナルによるメディエーターの活性制御機構:Wntシグナルの活性化によって、キナーゼ活性を有するコリプレッサーとして報告されていたHIPK2が、MAPキナーゼファミリーの一つNLKと共に、c-Mybに結合し、NLKによるc-Mybリン酸化、プロテアソーム依存的なc-Myb分解を誘導することを明らかにした。3)メディエーターの生理的役割:Ski変異マウスにおける形態異常を解析し、Skiがヘッジホグシグナル伝達経路で機能する転写因子Gli3のコリプレッサーとして、機能することを明らかにした。また転写因子Shn-2の変異マウスを解析し、Shn-2が、脂肪細胞分化に必須のPPARγ2遺伝子の転写に必要であること、そしてShn-2は、複数の転写因子とCBPなどのコアクティベーターとが、効率良く相互作用するための、プラットフォーム因子として機能することを明らかにした。4)転写制御における核内構造体の機能解析:クロマチンの核内局在を制御することによって、発生を制御する因子を同定し、その作用メカニズムを解析した。転写因子Mybは造血系細胞に特異的な遺伝子の転写誘導に関与している。多くの造血系特異的遺伝子の転写制御にはMybと共に、別の転写因子C/EBPβも同時に関与している。MybとC/EBPβはプロモーター上で相互作用し、共通の転写コアクティベーターCBPに同時に結合することによって、転写を協調的に誘導する。従って、造血系特異的遺伝子の転写誘導のメカニズムを理解する上で、MybとC/EBPβがプロモーター上で相互作用する分子メカニズムの解明は重要である。私達は造血系特異的遺伝子のプロモターDNAに結合したMybとC/EBPβの複合体の結晶構造を決定し、両者の相互作用のメカニズムを原子レベルで明らかにした(Cell,2002)。またMybによる転写制御に関与する新規の転写メディエターを遺伝学的アプローチにより同定するための系をショウジョウバエを用いて作製した(EMBO J.,2002)。ショウジョウバエの成虫原基においてMybを過剰発現させると細胞周期の制御因子Cyclin Bの異所的な発現が誘導され、その結果として眼の形態異常が誘導された。この眼の形態異常を変化させる遺伝子変異をスクリーニングすることによって、種々のMyb制御因子の同定が可能である。私達の最近の研究により、発がん遺伝子産物として見いだされていたSkiが転写コリプレッサーとして機能することが明らかになってきた。Skiがどのような生理機能を持つかを明らかにするため、Skiに結合する因子を探索し、転写因子Gli3を同定した。Gli3は発生の種々の時期で発現し、形態形成を制御するヘッジホグシグナル伝達経路において重要な役割を果たしている。一連の分子生物学的な解析及び変異マウスを用いた発生学的な解析により、SkiがGli3と共に形態形成の制御に関与することが示された(Genes & Dev.,2002)。転写メディエーターは多様な転写因子の活性に関与するため、その変異マウスは胎性致死となることが多く、生理機能を解析するためには組織特異的変異マウスの作製・解析が不可欠である。しかし従来の方法では、組織特異的変異マウスの作製には通常年以上の期間と多大な労力を要する。

そこで私達はRNAポリメラーゼIIプロモーターから長い二本鎖RNAを発現させる新規なベクター(pDECAP)を開発し、このベクターを導入したトランスジェニックマウスを作製し、マウス個体レベルでRNA interferenceを用いて、特異的遺伝子の機能を低下させることに成功した(Genes&Dev.,2003)。私達の方法では種々の組織特異的プロモーターを用いることが可能であり、またトランスジェニックマウスを作製する方法を利用するので、3ヶ月間程度の短期間で変異マウスが作製することができる。また転写コリプレッサーSkiの細胞内局在を解析し、ある種の細胞ではSkiが細胞質にも局在すること、細胞質での局在には新規因子C184Mが関与することを見い出した。C184Mは肝細胞などに多く存在し、TGF-βシグナル伝達経路の制御に関与することが示唆された(JBC,2003)。またSkiに直接結合する因子としてHIPK2を同定した。BMPシグナル伝達経路上で機能するSmad1蛋白質とSmad1の結合は弱いが、HIPK2によって両者の結合が強くなり、SkiによるBMPシグナル伝達経路が効率良く阻害されることが示された(JBC,2003)。c-Myb原がん遺伝子産物の活性がどのようなシグナル伝達経路によって制御されているのかは長い間不明であった。私達の本年度の研究によって転写メディエーターがc-Myb活性の制御に重要な役割を果たしていることが明かとなった。まずキナーゼ活性を有する転写コリプレッサーとして報告されていたHIPK2がMAPキナーゼファミリーの一つNLKと共にc-Mybに結合することを明らかにした。一連の解析から、WntシグナルがTAK1→HIPK2→NLK→c-Mybと伝達され、NLKがc-Mybをリン酸化し、プロテアソーム依存的なc-Myb分解を誘導することを明らかにした(Genes & Dev.,2004)。c-Mybに比べて強い細胞がん化能を持つv-Mybは、C端側のNLKリン酸化サイトを欠失しており、そのためWntシグナル依存的な蛋白質分解を受けにくいことも明らかにされた(JBC,2004)。一方、c-MybにはSki, N-CoR, mSin3A, TIF1βの4つのコリプレッサーが協調的に結合することが明かとなった(JBC,2004)。これらのコリプレッサーはコアクティベーターCBPと競合的にc-Mybに結合し、c-Mybの転写活性化能を抑制する。そして、v-MybはC端側を欠失しているためにこれらのコリプレッサーとのアフィニティーが低いため、強い転写活性化能を有することが示された。さらにがん抑制遺伝子産物p53がDNA上のc-Mybに結合し、コリプレッサーmSin3Aをリクルートすることによって、転写を抑制することが明らかにされた(JBC,2004)。p53が多様な遺伝子の転写を抑制するメカニズムはこれまで不明であったが、この結果からP53がc-Mybなどの転写因子を介して転写を抑制することが示された。昨年度はWntシグナルがTAK1,HIPK2,NLKを介してc-Mybのリン酸化、プロテアソーム依存的な分解を誘導することを明らかにした。今年度はMybファミリーの他のメンバーであるA-MybのWntシグナルによる制御機構を解析した。
読唇システムを用いた「介護用電動車いす」の実用化に関する研究

本研究課題では、手動操作が困難な身障者や高齢者が「唇の動き」で操作できる次世代型「介護用電動車いす」の実用化を目指す。その場合、安全でかつ容易に操作できるだけでなく、車いすの走行がスムーズで「乗り心地」が自然であることが重要である。この目的の下、以下に研究に取り組んだ。1)個人差や環境の変動に影響されない強固な走行操作端末としての読唇システムの検討:高い認識精度を実現するためには、正確な口唇領域の抽出が期待される。本研究では静的環境で撮影された発話シーンでなく、ユーザの自然な顔の動きや光源環境が変化する動的環境においても安定に抽出が行えるよう、顔全体が写る画像に対する抽出法を提案し、さらにリアルタイム処理化を図った。静的環境で撮影した発話シーンおよび動的環境で実験を実施した。これら読唇に関する成果は学術論文1件、国際会議2件、国内学会3件で報告した。また学術論文1件の採録が決定している。2)障害物回避およびスムーズな走行を保障するための補助システムの設計:学校や病院などの多くの公共施設は複数のフロアがあり、エレベータが設置されている。しかし、これまで移動ロボットに関する研究でフロア間移動について議論されていない。そこでエレベータを利用してフロア間の移動が可能なシステムを開発した。またこれまで車いすの前方に搭載した超音波センサでは検知範囲の制限および精度の問題があった。そこでレーザレンジファインダを搭載し、車いすの周囲環境を広範囲かつ高い精度で取得できるよう改善した。さらにEKF-SLAMを実装し、壁沿い走行機能を組み込んだ。壁沿い走行に関する成果は国内学会で報告し、また国際会議へ投稿予定である。1)認識精度に関する検討:これまでは数人の発話者のみを対象とした認識実験を報告していたのに対し、10人の発話シーンを撮影して認識実験を実施した。さらに、読唇システムを利用する際に計算機スペックによりフレームレートが変わることを考慮し、撮影した発話シーンのフレームレートを擬似的に変えて認識実験を行なった。この成果は国際会議1件、国内学会2件で報告した。また国際会議および国内学会にそれぞれ1件投稿中である。2)読唇システムに関する検討:前項目は事前に撮影した発話シーンに対する認識実験であったのに対し、リアルタイム読唇システムを用いて9人の被験者に対して車いす制御用14単語に対する認識実験を行なった。この成果は学術論文としてまとめ投稿する予定である。3)車いすの走行制御に関する研究:学校や病院などの多くの公共施設は複数のフロアがあり、エレベータが設置されている。この成果は国際会議や国内会議で発表した。また、これまでのシステムでは、車いす前方に2台の超音波センサ、周囲に8個の赤外線センサをもとに車いすの走行環境を取得していた。この場合、外界センサの検知範囲の制限およびセンサの精度の問題による制限が生じていた。そこで新たなシステムとして、車いすの前方に1台のレーザーレンジファインダ(LRF)、後方に6個の赤外線センサを用いることにより車いすの周囲環境を広範囲かつ高い精度で取得できるよう改善した。またLRFを用いたSLAMを実装し、壁沿い走行を試みている。
並列システムの仕様記述、デザインのためのGPAMソフトウェア・ツール

本研究では、プロセス代数の動作的定義に一般的に用いられる構造的操作意味定義(Structural Operational Somantics)を拡張し、SOS定義の構文に対してSOS定義が導くラベル付遷移システムの動作の代数的性質を保証する条件を提案する。この条件を検証することで、妥当な動作的性質を持つプロセス代数の系統的な設計手法を示し、実際の言語設計ツール構築を目的とする。前年度までに導入した順序付きSOS定義に対して、本年度は時間の概念を導入することで、より実際的なモデル化を可能とした。本年度は以下の項目について研究を行った。・順序付SOS定義に対してEager Rooted双模倣意味論による合同性条件を与えた。・SOS定義に対して、離散時間単位を表わす特別なラベルσを導入し、Eager Rooted双模倣意味論を時間に対して拡張した。・SOS定義に対して、σによる遷移が離散時間のモデルとして良定義であるための条件を提案した。・国内の他の研究者と共同して、時間拡張の条件をチェックするツールの基本的な設計を行った。これらの成果により、実際のGPAMソフトウェア・ツールの設計のためのノウハウが蓄積できたと考えている。今後は、さらに時間を導入したTest前順序意味論に対しても検討を加えることにより、統一的な設計手法が提案できるようになり、ツールの作成が可能となる。
TASCLを用いた人工膵幹細胞からインスリン分泌細胞への分化誘導法の開発

幹細胞からインスリン分泌細胞への効率の高い分化誘導効法の開発は未だ途上段階である。我々は組織特異的膵幹細胞:iTS-P細胞において2次元培養よりも、スフェロイド培養(3次元培養)がインスリン分泌細胞への分化誘導効率がよいことを報告した(Miyagi-Shiohira C et al. Sci Rep(IF:4.122))。しかしiTS-P細胞のスフェロイドのサイズが不均一であると分化誘導効率も一定ではないという欠点があった。マイクロデバイスTASCLは均一で目的のサイズのスフェロイドを多量に作成することが可能であり、インスリン分泌細胞の分化誘導効率の向上に有効であると考えられる。