hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カドミウム低吸収ダイズのカドミウム吸収・蓄積と吸水機能の関係解明

一方で,カドミウム低吸収ダイズのカドミウムの吸収・蓄積に関与する生理機能は明らかにされていない.そこで,本研究では根圏温度がカドミウム低吸収ダイズと通常品種の吸水能に及ぼす影響を比較し,吸水能の品種間差について検討した.その結果,通常品種に比べ,子実中カドミウム濃度が低い系統(以下,低吸収系統)は根圏温度が15°Cの場合,気孔コンダクタンスが著しく低下し,吸水量も減少する傾向が認められた.しかし,このような根圏温度に対する吸水能の品種間差とCd吸収能の関係については判然とせず,更なる検討が必要であることが明らかと成った.また,本研究ではゲノム情報が解読済の通常品種(エンレイ)を用いて35°Cから5°Cまでの根圏温度に対するCd吸収能の反応についても調べた.その結果,Cd吸収能は根圏温度が25°C15°Cの範囲で最大吸収域を示した.このことから,温度をプロモーターとしてCd吸収能を活性化或いは不活性化させる生体機能の存在が示唆され,Cdの吸収に関与する分子生理学的な機構の存在と今後の研究の方向性を明示することが出来た.2ヶ年の経年的データから実用形質を備え、有望と判断されたカドミウム低吸収系統ダイズが見いだされ、最終年度に向けた実験材料の絞り込みが出来た。また、カドミウムを吸収・蓄積し易い時期についても明らかにできたことから、最終年度の試験は当初の予定どおり実施することが出来る。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、実用形質を備え、有望と判断されたカドミウム低吸収系統ダイズが見いだされたことから、今後は本系統の低吸収ポテンシャルを明らかにするとともに、それに関わる生理機構についての知見を収集することが、さらなるカドミウム低吸収系統の作出に結びつくと考えられる。また、本研究の経年的な圃場試験のデータより、カドミウム吸収量の年次変動が明らかになった。したがって、今後はカドミウム吸収に影響を及ぼす気象要因(気温、降水量、日射量)を解析することで、カドミウム低吸収に関わる生理機構と物理的環境要因の関係について考察することができ、カドミウム低吸収の遺伝子型と環境との相互作用についての理解が深まると考える。
ポピュラー音楽にみるローカルアイデンティティの日米比較研究

グローバル化の下における多様なポピュラー音楽のローカルアイデンティティには、日米ともに、地域密着型の「情熱家」の存在が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。情熱家とは、何らかのポピュラー音楽を地域等に導入し、根づかせ、地域独自のものへと変質させる為に、積極的な活動を行い、そうした活動が地域内の他者にも認知され、承認された人である。また、グローバル化を支えたシステム、すなわちメディアの存在が、局地的な地域の文脈でも重要なことが明らかとなった。本研究は、米国発のポピュラー音楽が「グローバルスタンダード」として日本国内で受容・消費され、独自の「ローカルアイデンティティ」を有した地域とオリジナルと称される米国の特定地域との比較研究を通して、ポピュラー音楽と地域性との相関関係を明らかにすることを目的とするものである。この目的を達成すべく、研究代表者、研究分担者がこれまでに研究を進めてきたポピュラー音楽のジャンルと関係性の深い地域での現地調査を行った。すなわち、ポピュラー音楽のジャンルでは東谷はフォークソング、山田はジャズ、安田はブルース、大山はロックンロール、木本はヒップホップを担当し、現地調査では東谷、山田、木本が米国で調査を行い、東谷、安田、大山、木本が日本で調査を行った。具体的には東谷はヒビング(ミネソタ州)、ニューヨーク、ボストン、中津川(岐阜県)、山田はニューオリンズ、テキサス、安田は京都、大山は水戸(茨城県)、木本はニューヨーク、渋谷をそれぞれ中心に行い、各自、相応の成果を得ることが出来た。プロジェクトメンバー各自の中間報告と本研究の今後の課題について11月に研究会を行い、当初、立てた、「あるポピュラー音楽に、特定の地域性が表象される」という仮説に無理があることが確認された。来年度は、ポピュラー音楽に関するイメージや言説によるローカルアイデンティティと実体的なローカルアイデンティティについての差異/差違について検討することによって、新たな理論構築の基礎作業を行いたい。なお、東谷と山田は本プロジェクトの今後の研究資料等情報を得るために、シカゴ大学図書館特別コレクション、コロンビア・カレッジ黒人音楽研究センターとの交流を持った。また、イアン・コンドリー博士(マサチューセッツ工科大学准教授)、ジェームス・ドーシー博士(ダートマス大学准教授)と本研究に関する意見交換を行い、有益な示唆が得られた。本年度は、昨年度の個別研究調査、共同調査、共同討議を継続・発展させた。本研究課題に対する個別研究調査の中間報告と全体討議を7月に非公開の研究会形式で行った。ここでは、各自の問題点と今後の課題、並びに共同研究の目指すポピュラー音楽にみるローカルアイデンティティの理論構築についての問題点と今後の課題を議論し、12月に学会で発表することを確認した。現地調査では、東谷は中津川(岐阜県)、ニューヨーク、ボストンでフォークソングを中心に行い、山田はニューヨークで音楽博物館を中心に行い、安田は京都、シカゴ、ニューヨークでブルースを中心に行い、大山が水戸(茨城県)で、ロックンロールを中心に行い、木本は渋谷(東京都)でヒップホップを中心に行い、各自、相応の成果を得ることが出来た。前述した7月の研究会での成果と、その後の個別調査を含めた成果を、12月に開催された日本ポピュラー音楽学会の全国大会でワークショップを組織し、各自が発表した。フロアーとの議論も活発に行われ、今後の研究の発展に役立つ有意義なものであった。共同調査では、東谷と山田がニューヨークでハドソン川の環境問題に取り組むクリアウオーターの責任者へのインタビューを10月に行い、東谷と安田がニューヨークでニューポート・ジャズ・フェスティバルとニューポート・フォーク・フェスティバルの創設並びに企画・制作を行った、ジョージ・ウェイン氏へのインタビューを2月に行い、それぞれ今後の研究に役立つ有意義なものであった。なお、東谷と山田がMITのクールジャパンプロジェクトに招聘され、東谷が日本のポピュラー音楽に関する講演を行ったが、その折りにイアン・コンドリー博士(MIT准教授)と永原宣博士(MIT助教授)と本研究に関する意見交換を行い、有益な示唆が得られた。本年度は、最終年度であることも考慮に入れた上で、これまでの個別研究調査、共同調査、共同討議を継続・発展させ、総括を行った。本研究課題に対する個別研究調査の中間報告と全体討議を8月に、本研究メンバーと同じ関心を持っている遠藤薫博士(学習院大学教授)をゲストとしてお招きし、非公開で研究会を行った。ここでは、各自の問題点と今後の課題、並びに共同研究の目指すポピュラー音楽にみるローカルアイデンティティの理論構築についての問題点と今後の課題を議論し、12月に学会でワークショップとして発表することを確認した。個別の現地調査では、東谷は中津川(岐阜県)、ニューヨークでフォークソングを中心に行い、山田はニューヨークで音楽博物館を中心に行い、安田は京都、ニューオリンズ、メンフィス、シカゴ、ボストンでブルースを中心に行い、大山が水戸(茨城県)でロックンロールを中心に行い、木本は渋谷(東京都)でヒップホップを中心に行い、各自、相応の成果を得ることが出来た。共同の現地調査では、東谷と山田がニューヨーク州ビーコンに於いて、ポピュラー音楽の歴史においても大きな影響を残してきたピート・シーガー氏へのインタビューを3月に行った。

これは本研究だけにとどまることなく、今後の研究に役立つ有意義なものであった。前述した8月の研究会での成果と、その後の個別調査を含めた成果を、12月に開催された日本ポピュラー音楽学会の全国大会でワークショップを組織し、遠藤薫博士も含めて各自が発表した。フロアーとの議論も活発に行われ、研究の総括に役立つ有意義なものであった。本研究の総括として報告書を3月に刊行した。なお、これを発展させた論文集の刊行(2013年冬)を準備しているところである。本年度は研究開始2年目であったが、当初予定していた現地調査についてはおおむね実施されただけでなく、調査、分析は順調に進んでいる。また、共同研究の意義を十分に発展できるように全員で議論する機会を、非公開、公開の両方で実現することが出来た点においても順調に進展していると言えよう。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012年度は研究の最終年度にあたるため、これまでの研究をまとめ、事例分析だけにとどまることなく、理論的な展望が開けるようにしたい。
創造性を重視した教育用ロボットの開発

科学、技術の導入教育は理科や数学の基礎教育から始まり、学んだことを応用していくことを学習者に求めてき求められるが、現在の初等中等教育では科学者としての資質を育成することに重点が置かれ、技術者の資質を育てることは重視されていない。そのため、初等中等教育で科学を学び、高等教育で工学を学ぶといったことが当たり前のように行われている。筆者は導入教育の段階から技術者としての資質を育てる指導が必要であると考える。そこで、本研究では科学技・術教育の原点に戻り、科学、技術とは何か、科学者、技術者のそれぞれに必要な資質とは何か、について有識者のヒアリングを行った。そこから科学者は発見し技術者は発明する、科学者は実証主義を指向し、技術者は構成主義を指向することがわかった。また、学習メニューの評価のために、ロボット技術を利用した教材開発を行い、小学校での科学・技術教育の実践研究を行った。小学校の図画工作・造形遊びが技術者の資質を育てる場となっていることが分かった。我が国の昭和33年の指導要領改定で、中学校の図画工作科、職業と家庭科が、美術と技術の分離を明確にするために、技術、家庭科、美術科に分離統合され、科学と技術の距離が近づき、技術とデザインの距離が離れてしまったことは、これからの時代の技術者育成の障害になっていると考えるようになった。そこで、小学校の図画工作、中学・高等学校でのロボット活用教育を1つの柱としたカリキュラムの必要性を感じ、ロボット創造教育についての学習メニューの提案を行った。また、技術者の育成では共同学習、創作活動、鑑賞活動が重要であり、それらがうまく実施されるための学び場を準備する必要があることと、そして学び場を作ることの難しさも同時に分かった。これらの経験を基に、「ロボット創造教育」を小学校から高等学校までの一貫したカリキュラムとして提案することに今後も取り組みたい。ロボット創造教育について、ロボット競技関係者、科学技術教育実践者、大学名誉教授、小中学校教諭にヒアリングを行った。その結果、断片的に行われている知識中心の科学教育、マニュアル化した技術教育のあり方に多くの方が不安と疑問を持っていることが分かった。また、科学・技術教育ではなく、科学者・技術者育成教育について検討すべきであるとの指摘も受けた。そこで、筆者は科学者・技術者の持つべき資質を、観察力、仮説力、検証力、参画力の4つに整理し、それに基づいた教育メニューを作成し、仙台青葉少年少女発明クラブ(小4から小6、20名)に対して.月1回、1年間のロボット教材を活用した教室を企画し実施した。この実践については日本機会学会robomec2007で報告する。また、目標が明確で学習評価が行いやすい教育工学的アプローチによる科学・技術教育の学習効果と必要性は筆者も認めるが、学習評価が難しい羅生門的アプローチによる科学・技術教育が軽視されていることを危惧している。科学者・技術者としての人格形成、創造性育成には羅生門的アプローチが有効であると考えるからである。羅生門的アプローチを取っていると思われる小学校の図画工作が中学校の技術教育には繋がっていかないことが残念である。図画工作を技術者教育の導入と捉えることについては積極的に検討すべきであると考える。そこで、仙台市立北六小が全校で取り組んでいるエネルギー教育の一環として、小3に筆者が開発したLED調光装置を用いた図画工作の授業を実施した。この小学校の取り組みは第1回原子力・エネルギー・環境等に関する『実践事例・指導計画』で最優秀委員会賞を受賞した。実践についてはrobomec2007で報告する。

また、LED調光装置の芸術分野での可能性を追求するため、この装置を改良したものをカナダの芸術家Suzanne Squiresに提供し、2006の10月に展示会を開催し好評であった。芸術分野におけるロボット技術の活用の可能性と、芸術と技術の融合についての可能性を示せた。また、筆者がこれまでに行ってきた活動内容を内閣府が主催した「ロボット創造工学シンポジウム」(2007年3月)で報告を行った。さらに、創造性を重視したロボット教材の開発については、メカトロで遊ぶ会、サンハヤト(株)、NECエレクトロニクス(株)と協力し、筆者が開発したロボット教材「梵天丸」の改良を行っている。また、梵天丸へのプログラム書き込みは、安価に書き込み装置を提供するために、パラレルインターフェースを使用しているが、最近のパソコンではパラレルインターフェースが使用できず、USBインターフェースへ移行することへの要望が多くなり、USB書き込み装置の開発も行なっている。試作は終わり、評価に入っている。科学・技術の導入教育は理科や数学の基礎教育から始まり、学んだことを応用していくことを学習者に求めてきた。しかし、理科・数学の基礎学力の低下、応用力の低下が指摘され、教育方法の改善が求められる。また、科学者と技術者では異なった資質が求められるが、現在の初等中等教育では科学者としての資質を育成することに重点が置かれ、技術者の資質を育てることは重視されていない。そのため、初等中等教育で科学を学び、高等教育で工学を学ぶといったことが当たり前のように行われている。筆者は導入教育の段階から技術者としての資質を育てる指導が必要であると考える。そこで、本研究では科学・技術教育の原点に戻り、科学・技術とは何か、科学者・技術者のそれぞれに必要な資質とは何か、について有職者のヒアリングを行った。そこから科学者は発見し技術者は発明する、科学者は実証主義を指向し、技術者は構成主義を指向することが分かった。また、学習メニューの評価のために、ロボット技術を利用した教材開発を行い、小学校での科学・技術教育の実践研究を行った。小学校の図画工作・造形遊びが技術者の資質を育てる場となっていることが分かった。我が国の昭和33年の指導要領改定で、中学校の図画工作科、職業と家庭科が,美術と技術の分離を明確にするために、技術・家庭科、美術科に分離統合され、科学と技術の距離が近づき、技術とデザインの距離が離れてしまったことは、これからの時代の技術者育成の障害になっていると考えるようになった。そこで、小学校の図画工作、中学・高等学校でのロボット活用教育を1つの柱としたカリキュラムの必要性を感じ、ロボット創造教育についての学習メニューの提案を行った。また、技術者の育成では共同学習、創作活動、鑑賞活動が重要であり、それらがうまく実施されるための学び場を準備する必要があることと、そして学び場を作ることの難しさも同時に分かった。これらの経験を基に、「ロボット創造教育」を小学校から高等学校までの一貫したカリキュラムとして提案することに今後も取り組みたい。
癌選択的増殖型アデノウイルスを用いた胆道癌の遺伝子化学療法の有効性と安全性の評価

腫瘍融解ウイルスとその遺伝子治療への応用は,癌の革新的治療法として期待されているが,宿主の抗ウイルス免疫を克服する課題を有する。本研究では,UPRT遺伝子搭載腫瘍融解アデノウイルス(Ad)が,in vitroでハムスター胆嚢癌,膵癌の細胞内で,in vivoでも膵癌同種皮下移植腫瘍内で,良好に増殖しUPRT発現により癌の5-FU感受性を著明に増強すること,さらに高容量や臨床容量の免疫抑制剤サイクロフォスファマイド(CP)の併用が,血清抗Ad抗体産生を抑制,同ウイルスの腫瘍内での増殖とUPRT発現を亢進し腫瘍融解ウイルスとその遺伝子治療への応用は,癌の革新的治療法として期待されているが,宿主の抗ウイルス免疫を克服する課題を有する。本研究では,UPRT遺伝子搭載腫瘍融解アデノウイルス(Ad)が,in vitroでハムスター胆嚢癌,膵癌の細胞内で,in vivoでも膵癌同種皮下移植腫瘍内で,良好に増殖しUPRT発現により癌の5-FU感受性を著明に増強すること,さらに高容量や臨床容量の免疫抑制剤サイクロフォスファマイド(CP)の併用が,血清抗Ad抗体産生を抑制,同ウイルスの腫瘍内での増殖とUPRT発現を亢進し癌細胞選択的に増殖し癌を融解するE1変異アデノウイルスは,頭頚部癌に対する欧米の臨床試験での画期的有効性が注目され,中国では世界初の遺伝子治療薬として承認された。これまで我々は,E1変異ウイルスのヒト胆道癌担癌ヌードマウスに対する実験的有効性を明らかにしてきたが,マウスはアデノウイルスの感染宿主ではないため安全性の評価は不十分であった。そこで本研究では,胆道癌に対するE1変異ウイルスを用いた遺伝子化学療法の臨床応用を視野に入れ,アデノウイルスの感染宿主であるシリアンハムスターの胆嚢癌KIGB-5細胞の同種担癌モデルを用いて,抗癌剤5-FUの効果を増強するUPRT遺伝子を搭載した癌選択的増殖型E1変異アデノウイルスの有効性(特に,抗腫瘍免疫)と安全性を検討することを目的とした。そのために,UPRT搭載E1変異ウイルスの,1)KIGB-5細胞に対するin vitroでの5-FU感受性増強効果,2)担癌ハムスターに対する腫瘍内および腹腔内投与後の各種臓器への分布と組織障害度,抗腫瘍免疫の評価を行い,5-FUを併用した遺伝子化学療法の有効性と安全性を評価する。研究初年度である平成22年度は,「UPRT搭載E1変異ウイルスの作製・調整およびKIGB-5細胞におけるアデノウイルス受容体(CAR)の発現および感染効率の検討」を行った。その結果,1)ハムスターの胆嚢癌KIGB-5細胞は,CARを良好に発現し,アデノウイルス感染効率も良好であること,2)UPRT搭載E1変異ウイルスは,KIGB-5細胞内で良好に増殖し,その5-FU感受性を著明に増強すること,が明らかとなった。次年度以後,KIGB-5細胞担癌ハムスターにおいて,本ウイルスのin vivoでの有効性と安全性を検討していく予定である。癌細胞選択的に増殖し癌を融解するE1変異アデノウイルスは,欧米の臨床試験での画期的有効性が注目され,中国では世界初の遺伝子治療薬として承認された。我々は,E1変異アデノウイルスのヒト胆道癌担癌ヌードマウスにおける実験的有効性を明らかにしてきたが,マウスはアデノウイルスの感染宿主ではないため安全性の評価は不十分であった。本研究では,E1変異アデノウイルスを用いた遺伝子化学療法の臨床応用を視野に入れ,アデノウイルスの感染宿主であるシリアンハムスターの胆嚢癌(KIGB-5),膵癌(HaP-T1)の同種担癌モデルを用い,抗癌剤5-FUの効果を増強するUPRT遺伝子を搭載したE1変異アデノウイルスの有効性と安全性を検討することを目的とした。平成22年度は,UPRT搭載E1変異アデノウイルスの作製・調整およびハムスター癌細胞におけるアデノウイルス受容体(CAR)の発現と感染効率を検討し,ハムスター癌細胞はCARを発現,感染効率は良好で,UPRT遺伝子搭載E1変異アデノウイルスがハムスター癌細胞内で良好に増殖し5-FU感受性を著明に増強することを明らかにした。次いで,平成23年度は「ハムスター癌細胞HaP-T1の同種皮下移植モデルにおけるUPRT搭載E1変異アデノウイルスのinvivoでの有効性と安全性」を検討した。その結果,本ウイルスがinvivoでも癌細胞の5-FU感受性を増強し,皮下移植腫瘍の増大を著明に抑制する効果を示す一方,安全性に問題がないことが判明した。研究代表者らは,抗癌剤5-FUの効果を増強するUPRT遺伝子を搭載したE1変異アデノウイルスの担癌ヌードマウスでの実験的有効性を明らかにしたが,ヌードマウスはアデノウイルスの感染宿主ではなく,また免疫適格でないため,有効性と安全性の評価は不十分であった。本研究では,本ウイルスを用いた遺伝子化学療法の臨床応用を視野に入れ,アデノウイルスの感染宿主かつ免疫適格なシリアンハムスターの胆嚢癌(KIGB-5),膵癌(HaP-T1)の同種担癌モデルを用い,UPRT遺伝子搭載E1変異アデノウイルスの有効性と安全性を検証し,さらに免疫抑制剤cyclophosphamide(CP)の併用効果も検証することを目的とした。

平成22,23年度は,UPRT搭載E1変異アデノウイルスが,in vitroでKIGB-5,HaP-T1癌細胞内で良好に増殖,UPRTを発現し5-FU感受性を著明に増強すること,また本ウイルスがin vivoでもHaP-T1癌細胞の同種皮下移植モデルにおいて癌の5-FU感受性を増強し抗腫瘍効果を増強する一方,安全性に問題がないことが判明した。平成24年度は,さらに免疫抑制剤cyclophosphamide(CP)の併用が,本ウイルスを用いた遺伝子化学療法の効果を増強するか否かを検討した。その結果,高容量と中等量(臨床容量)のCP併用は,血清抗アデノウイルス中和抗体の産生を抑制し,本ウイルスの腫瘍内での増殖とUPRT遺伝子発現を高め,5-FUの効果をさらに増強することが明らかとなった。以上,本研究により,UPRT遺伝子搭載E1変異アデノウイルスを用いた遺伝子化学療法,さらにCPとの併用療法の実験的有効性と安全性が初めて明らかとなった。交付甲請書に記載した研究の目的である「UPRT遺伝子搭載癌選択的増殖型E1変異アデノウイルスのin vivoにおける有効性と安全性の評価」を,ほぼ達成した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後(平成24年度)は,研究計画どおりに,ハムスターの同種癌腹膜播種モデルを用いて,さらに本治療法のin vivoでの有効性と安全性を検証していく予定である。
レーザー核融合ロケット推進の原理実証実験

パルス的に生成される高温のプラズマと磁場との相互作用を明らかにし,レーザー核融合ロケットの原理を実証するために,コイルによって生成した磁場中の核融合プラズマを模擬したレーザー生成プラズマの振る舞いを観察した.これと並行し,生成されたイオンの速度分布や価数を測定し,これまで開発してきたプラズマと磁気ノズルの相互作用解明のための数値解析コードの検証した.得られた成果として,性能向上には,磁場と干渉しないイオンを減らすために,コイルの角度の変更や磁場強度の増加もしくはコイルのサイズの変更が必要であることがわかった.パルス的に生成される高温のプラズマと磁場との相互作用を明らかにし,レーザー核融合ロケットの原理を実証するために,コイルによって生成した磁場中の核融合プラズマを模擬したレーザー生成プラズマの振る舞いを観察した.これと並行し,生成されたイオンの速度分布や価数を測定し,これまで開発してきたプラズマと磁気ノズルの相互作用解明のための数値解析コードの検証した.得られた成果として,性能向上には,磁場と干渉しないイオンを減らすために,コイルの角度の変更や磁場強度の増加もしくはコイルのサイズの変更が必要であることがわかった.レーザー核融合ロケットの研究においては、最近では、Livermore国立研究所のグループが、概念設計例「VISTA」に関するレポートを公開している。しかしながら、推進力獲得の実証に最重要課題である、磁気ノズル中のプラズマ挙動については、殆ど議論がなされていない。ここでは、阪大レーザー研のEUV(極紫外光)生成装置を利用し、スラスト・スタンドを用い、推力の直接測定を行った。世界初の試みである。測定された、インパルスビットはレーザー1Jの入力に対し約2μNsと推定された。これで原理的にスラスト・チャンバー(磁気ノズル)が働くことが確かめられた。さらに、大型レーザー装置(激光XII号)を用い、テストランを行った。ここでもスラスト・スタンドを用い、推力の直接測定を試みた。測定された、インパルスビットはレーザー550Jの入力に対し約6mNsと推定された。これにより、計測装置の配置法、データの処理法等、本実験のための貴重な経験を積むことが出来た。今後は、本格的な推力測定実験を大型レーザー装置を用いて行う予定である。更に,シミュレーションも行い、実験結果と比較する。このようにして、磁気ノズルでの推力生成のメカニズムを解明して行く。そして、最適な磁気ノズルを提案するのが次の目標である。この他に、プラズマ・デタッチメントの検証、概念設計、開発のロードマップ作成にも挑む。レーザー核融合ロケットは、核融合反応で得られる高温・高速のプラズマを、磁気ノズルにおいて、磁場との相互作用を利用して運動方向を変えて推力を得ることができるため、高い比推力(燃費がよい)と大きい比出力(推力が大きい)が同時に達成でき、有人木星探査の実現には欠かせないロケットである。これまでの研究により数値解析からその実現性は示せたが、実験では示せていなかった。そこで、レーザー核融合ロケットの研究における推進力獲得の実証に最重要課題である「磁気ノズル中のプラズマ挙動」について、阪大レーザー研のEUV(極紫外光)生成装置および大型レーザー装置(激光XII号)を利用し、プラズマの振る舞いをICCDカメラで観察した。また磁場の変化を磁気プローブで計測した。昨年度までは磁場の生成に永久磁石を用いていたが、本年度はパルス整形回路を用いて時間幅50μsの時間だけではあるが、プラズマ中に0.5Tを印加することに成功した。磁場下での膨張プラズマの各種不安定性に関して、一方向のみ照射の場合はみられたが、12方向照射では押さえられていることが確認できた。磁気センサの結果より、反磁性キャビティができていることが確認された。プラズマの膨張速度に関して、100km/sの早い粒子と、10km/sの中速および3km/s程度の遅い粒子が存在することが確認できた。無次元パラメータε(ラーマ半径/プラズマ膨張半径)に関して、ε>1の条件下では磁気ノズルがうまく作用せずに、プラズマは素通りしていくことが確認できた。また、レーザー照射によるエネルギー伝達過程のシミュレーションも行い、実験結果と比較したところ、シミュレーションは、実験結果をほぼ再現した。これらの知見をもとに磁気ノズルでの推力生成のメカニズムを解明し、最適な磁気ノズルを提案するのが次の目標である。パルス的に生成される高温のプラズマと磁場との相互作用を明らかにし,レーザー核融合ロケットの原理を実証するために,コイルによって生成した磁場中の核融合プラズマを模擬したレーザー生成プラズマの振る舞いを観察した.これと並行し,生成されたイオンの速度分布や価数を測定し,これまで開発してきたプラズマと磁気ノズルの相互作用解明のための数値解析コードを検証した.数値解析はレーザーとプラズマの相互作用を解析するための一次元放射流体コードおよび磁場とプラズマの相互作用を解析する3次元ハイブリッドコード,さらにこの二つのコードをカップリングさせるためのコードの三つのコードを用いた.磁場との相互作用において,コイル側の強磁場側でプラズマの磁力線を横切る運動が抑制されることが確認された.しかしながら,観測されたイオンは50km/sと遅いものであり,高速のイオンはコイル軸上を抜けていくことが確認された.また,イオンの速度は価数によってピークが異なるが150-250km/sの速度分布が観測できた.一方,数値解析の結果も同様に,コイル側で急峻な密度変化が見られ,またかなりの数のイオンがコイル中心部から抜けていくことが観察された.

また速度分布やイオン密度等も計測値とオーダーで一致し数値解析の妥当性が示せたといえる.性能向上には,コイル中心を抜けていき,磁場と干渉しないイオンを減らすために,コイルの角度の変更や磁場強度の増加もしくはコイルのサイズの変更が必要であることがわかった.
近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システムの臨床評価

近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システムの臨床評価にあたり,胎児血中酸素飽和度の非侵襲測定を実現するには,従来,事前に複数の胎児を対象に低酸素負荷時に採血試験を行い,光センサ出力との関係を校正する必要があった.しかしながら,このような校正法は危険を伴うため,光散乱理論を用い,妊婦腹部を模擬した数値モデルにおいて,子宮内胎児の光電容積信号(波長:750/830nm)から血中酸素飽和度を求める校正曲線を理論的(非採血的)に導出した.実際の妊婦腹部表面から得られた光電容積信号を用いて評価した結果,それぞれの酸素飽和度は生理学的な正常値(母体:98%前後,胎児:5070%前後)を示した.「近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システム」の臨床評価を行うにあたり,母体腹部表面から子宮内胎児に由来する微弱な光電容積信号検出システムを用いて長期計測を行う際に,光源の発光強度を十分保ちながら,発熱量を抑える必要が出てきたことから,1発熱量が少ないとされる有機EL(可視光)を光源としたシステム,2従来までの高輝度近赤外LEDの前面にコールドフィルタ(赤外カットフィルタ)を取り付けたシステムの評価を行った.その結果,両者とも光源表面の温度推移は,約30°C程度となり長期的に使用する場合,火傷などの問題を低減することできると考えられた.また,前年度までの研究過程で明らかになった胎児血中酸素飽和度の予測値が1020%程度高値となる問題についても,光拡散理論に基づく有限要素法解析による多層モデル(単純な母体腹部・児頭モデル)において,母体・胎児別に血中酸素飽和度を求める複数の校正曲線を作成することにより改善された.今後,臨床評価を推進し,本システム全体のさらなる改良を行う.近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システムの臨床評価にあたり,胎児血中酸素飽和度の非侵襲測定を実現するには,従来,事前に複数の胎児を対象に低酸素負荷時に採血試験を行い,光センサ出力との関係を校正する必要があった.しかしながら,このような校正法は危険を伴うため,光散乱理論を用い,妊婦腹部を模擬した数値モデルにおいて,子宮内胎児の光電容積信号(波長:750/830nm)から血中酸素飽和度を求める校正曲線を理論的(非採血的)に導出した.実際の妊婦腹部表面から得られた光電容積信号を用いて評価した結果,それぞれの酸素飽和度は生理学的な正常値(母体:98%前後,胎児:5070%前後)を示した.「近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システム」の臨床評価にあたり,母体腹部表面から子宮内胎児に由来する微弱な光電容積信号検出システムの改良,および,その臨床評価(n=2)を行った.結果として,胎児由来の光電容積脈波成分の分離・検出が可能であることが確認された.しかしながら,胎児血中酸素飽和度の導出において,一般的に知られている健常な胎児血中酸素飽和度値(6070%)より,1020%程度高値を示した.このことから,引き続き,臨床評価を行いながら,胎児血中酸素飽和度の導出に使用している光拡散理論に基づく有限要素解析による多層モデル(単純な母体腹部・胎児頭部モデル)において,高値を示す原因の究明,もしくは,その妥当性の検討を進める必要があることが確認された.「近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システム」の臨床評価にあたり,母体腹部表面から子宮内胎児に由来する微弱な光電容積信号検出ー胎児血中酸素飽和度計測システムの改良を行った.子宮内胎児機能を評価するために着目した主な非侵襲計測パラメータは,胎児の血中酸素飽和度である.現在までに,光散乱理論として,放射輸送方程式(または光拡散方程式)を適用した妊婦腹部を模擬した数値解析のメッシュモデルにおいて,正常値から低酸素状態の血中酸素飽和度に対する光学特性を測定対象組織に設定し,その光伝播解析により得られる入射光ー検出光強度の関係を用いて,子宮内胎児の光電容積信号(波長:750/830nm)から血中酸素飽和度を求める校正曲線を,低酸素負荷時の採血試験などの負荷を被験者に与えることなく理論的に導出できることを確認した.ここで理論的に得られる校正曲線は,母体・胎児用の2種類であり,実際の妊婦腹部表面から得られた光電容積信号を分離して得られるそれぞれの血中酸素飽和度は生理学的な正常値(母体:98%前後,胎児:6070%前後)を示した.このことから,1近赤外光による深部計測が可能であることを示しただけではなく,2光散乱理論を用いた測定システムの理論的校正により,被験者に対して低酸素負荷などの試験を必要としない「ヒトに易しい」非侵襲測定法の開発手段を提供することが可能であることが確認された.医用システム前年度までの研究過程で明らかになった胎児血中酸素飽和度の予測値が1020%程度高値となる問題について(健常な胎児血中酸素飽和度値:6070%),光拡散理論に基づく有限要素法解析による多層モデル(単純な母体腹部・児頭モデル)において,母体・胎児別に血中酸素飽和度を予測する複数の校正曲線を作成することによって改善できたことは,本システムの研究開発過程において重要な改善点となった.

さらなる予測精度向上のため,光拡散理論に比べて理論的な計算精度が高いとされるモンテカルロ法を用いたパルスオキシメトリモデルを作成し,指尖部のパルスオキシメータに用いられる採血実験で得られる校正曲線と同一な曲線を理論的に作成することが可能となったことから(学会発表資料),モンテカルロ法に基づく胎児血中酸素飽和度予測モデルの開発を試みたが,本システムで使用する光源ー受光間距離が100mmを超えるモデルでは,モンテカルロ法にて発生する統計ノイズのために予測が困難であることが判明した.このため,現在,統計ノイズの発生の無い輸送理論(高次光拡散理論)に基づく胎児血中酸素飽和度予測モデルの開発を行っている.ただし,本システムの可搬性・インターフェースに関しては,十分な対応がなされていないため,使い易さの向上を図る必要がある.本研究において新たに改良した微弱光検出システムを用いて,従来まで検出が困難であった胎児由来の光電容積脈波成分の分離・検出が母体腹部表面から得られる光電容積信号より計測可能となったことは,本システム開発において大きな前進となった.しかしながら,胎児血中酸素飽和度の計測(推定)に関しては,光拡散理論に基づく有限要素解析による多層モデル(単純な母体・胎児モデル)を構築し,理論的な校正を試みたが,実際の評価の過程で得られた若干名(n=2)の健常な妊婦の腹部表面から得られた光電容積信号では,一般的に知られている健常な胎児血中酸素飽和度値(6070%)より,1020%程度高値を示した.今後は,引き続き,臨床評価を行いながら,より正確な母体・胎児モデル,さらには,より正確な光散乱理論であるモンテカルロ法などを用いて,理論的校正モデルが高値を示す原因の究明,もしくは,その妥当性の検討を進める必要がある.前年度までに得られた結果に基づき,1臨床評価を実施しやすくするための微弱光検出システムの可搬性・インターフェースなどの改良,2理論的校正モデルの高精度化を行いながら,近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システムとしての有用性の確認を行う.前年度までに得られた結果に基づき,1臨床評価を実施し易くするための微弱光検出システムの可搬性・インターフェースなどの改良,2理論的校正モデルの高精度化を行いながら,近赤外光による非侵襲的子宮内胎児機能診断システムとしての有用性の確認を行う.本計測システムの研究開発過程において,本年度実施予定であった臨床評価を行うための可搬性・インターフェースの改良に関して十分な対応が出来ないところがあったため使用する資材の購入が進まなかったことなどから次年度に使用額が生じることとなった.次年度の早い段階で,本計測システムの可搬性・インターフェースの改良を進めることとする.前年度までに得られた結果に基づき,主に妊婦を対象とした臨床評価のための微弱光検出システムの改良費として使用する.また,各研究分担者との研究発表や,外部関係者との打ち合わせ旅費として,国内旅費(研究代表・分担者当たり年2回)を使用する.
必須不飽和脂肪酸からの生体調節因子の生合成にかかわるリポキシゲナーゼの研究

[研究目的]生体調節因子の生合成という食品としての必須不飽和脂肪酸の三次機能をもたらすシクロオキシゲナーゼやリポキシゲナーゼのような酸素添加酵素を、分子生物学的に研究することが、本研究計画の目的である。[研究経過と成果]マウス頭蓋冠からクローン化されたMC3T3-E1細胞は、培養中に分化して骨芽細胞になる。この細胞はアラキドン酸を使って、骨吸収作用のあるプロスタグラジン(PG)E_2を作り、このPGE_2の生成は種々の物質で顕著に促進されることが見出された。シクロオキシゲナーゼmRNAをノーザンブロット法で調べると、酵素活性の上昇に先立ってmRNAレベルが上昇するが、元のレベルの2-3倍に過ぎず、酵素活性の上り方と顕著な差があった。1991年になって、ヒヅジ精嚢腺の酵素のような既知のシクロオキシゲナーゼ-1(COX-1)と区別されるアイソザイムが発見され、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)と呼ばれるようになった。このような知見の上に、私達は先に報告したMC3T3-E1細胞におけるシクロオキシゲナーゼ誘導を再検討した。イロプロスト(PGI_2の安定類縁体)あるいはPGF_<2α>を細胞に投与すると、1-3時間のうちにCOX-2のmRNAが速やかに10倍以上も上昇し、数時間のうちに消退するという時間経過を示した。一方COX-1のmRNAは6-8時間かけてゆっくりと上昇し、元のレベルの2-3倍になるに過ぎない。このようなmRNAの相対量の変化が、酵素量の変化と果して関連するものかどうかを調べるため、COX-2に特異的な抗体を使って、沈降するCOX-2と沈降しないCOX-1の酵素活性を測り分けると、1-3時間で急速に立上る酵素活性の約90%はCOX-2であることがわかった。不飽和脂肪酸の食品としての三次機能を考え、またEPAやDHAの代謝と栄養学的効果を考える時に、この新しいCOX-2の動的な変動は考慮に入れなければならない1つの因子と思われる。
指点字の理解機構と聴覚障害児の抑揚概念獲得支援方法の研究

・指点字による実時間対話を可能にしているメカニズムの解明し、盲聾者のための新しいコミュニケーション手段の可能性の検討を進めた.(1)パーソナル・コンピュータに接続した、各指の打点圧力と打点継続時間情報を含む6点点字情報出力手段を検討、試作した。(2)(1)の試作装置を活用し、前年度観測された情報の効果を調べた。(3)前年度試作した入力手段と(1)で試作する出力装置を組み合わせ、指点字電話の可能性を確認した。(4)指点字の抑揚情報から文構造などを推定出来ることが確認された。(5)点字情報及び(4)で得られる文構造情報から、盲聾者が文意を理解出来ることを、エッセイを用いた物語理解テストで確認した。
家計の資産選択行動に関する理論実証分析

1.牧は消費-資産価格モデルのフレームワークで習慣形成仮説のテストを引き続き行った。習慣形成仮説の有効性に関しては、今のところ、否定的な結論が出ている。また資産選択における資産の実質化の方法をめぐる議論の一つとして、等効用水準の物価指数の測定について考察を深めた。消費者にとっては資産選択と消費支出が代替的な選択になるからである。この分析では、消費者の効用関数を特定化し効用関数のパラメータを測定した。その上で、価格変化が起こった2時点において、満足水準度を一定とした(等効用)指数を計算している。さらに資産選択をめぐる政策的観点から法と経済の分野における消費者契約法に関する実体的なテーマにも取り組んだ。2.吉野は地域別・時系列のパネルデータを用いた実証分析を行った。実証分析においてマクロの視点ばかりではなく、ミクロベースの議論にも関心をおいた。特に家計の資産選択に関する都道府県別・時系列分析、社会資本の効率性に関するパネルデータ分析を行った。地域別の資産選択の特性もさることながら、利便性が高まると家計の資産選択の度合いが高まること、大都会では地方に比べ金利の感応度が高くなっていること、金利の上昇期と下降期では個人の預貯金行動が変化することなどが実証的に導かれた。また、財政投融資の景気浮揚に関する効果の分析や信託の経済分析、いくつかのシュミュレーション分析を通じた政策効果に関する分析も行った。これらの効果については今後の経済運営のあり方についてもいくつか重要な示唆が生まれるであろう。1.牧は消費-資産価格モデルのフレームワークを使い、日本におけるリスク・プレミアム・パズルの評価を行った。リスク・プレミアム・パズルは合衆国において多数の研究があるが、日本ではその分析例は多いとはいえない。本研究の特徴はシミユレーション分析ではなく、データに基づいた実証分析である。このような実証分析は合衆国でも多くはない。その理由は、合衆国においては資産を数種類に分けると安定したパラメターを推定することが難しいからである。本研究において、伝統的な資産市場の完全性を仮定したハンゼン・シングルトン・モデルではリスク・プレミアム・パズルに解答を与えることができなかったが、資産市場の不完全性を仮定した取引コストモデルによってパズルをある程度解くことができた。この分析を1998年1月にシカゴで行われた計量経済学会の北米冬季大会で報告した。2.吉野はいくつかの分析を行った。日本の金融システムは、銀行や証券会社の清算に伴う信用不安とともに、預貯金選択などの金融資産選択は大きな変化を示している。今年度の実証分析では、都道府県別データを用いて、地域の特徴を考察すると同時に、預貯金選択の特徴を研究した。金融資産の選択に関して、1980年から1995年の時系列データと47都道府県データをプールし、(1)店舗が近くにあるのかどうかの利便性、(2)金利の差、(3)金利が上昇局面にあるのかそれとも下降局面にあるのか、(4)安全と人々が思っているかどうか、といった要因に依存していることが実証された。これらの分析の一部は1997年11月に行われた金融学会秋季大会において「預貯金選択と利便性」という題で報告した。1.牧は消費-資産価格モデルのフレーム・ワークを使いながら、日本におけるリスク・プレミアム・パズルの評価を行った。昨年度の分析では、資本市場が完全であると仮定したハンゼン・シングルトン・モデルではリスク・プレミアム・パズルは説明できず、資本市場の不完全性を考慮し、取引コストを導入したモデルによってリスク・プレミアム・パズルを説明しようとした。それによってリスク・プレミアム・パズルのある程度の部分を解明できたと考えた。今年度は消費-資産価格モデルに習慣形成仮説を導入した。その結果は習慣形成仮説でリスク・プレミアム・パズルを解くことは難しいかもしれないという実証分析の結果を得た。この結果の解釈に関してはもう少しモデル全体を吟味する必要かあると思われる。

本年度の研究では、(1)わが国の住宅金融の特徴を研究し、財政投融資の出口機関である住宅金融公庫を中心とした長期の融資に依存している点を述べ、2001年からの用政投融資の改革の中で、諸外国の住宅金融政策を参考にしながら、どのような方向がありうるかをまとめた。(2)景気対策としての公共投資の効果を巡って、大きな論争がなされている。いわゆるケインズ乗数が低下しているのではないか、地方の公共投資は有効であるのかといった点について、実証分析を行った。(3)我か国の金融システムは大きな転換点を迎えている。日本の金融制度の問題点、その将来について、実証的な分析を行っている。1.牧は消費-資産価格モデルのフレーム・ワークで習慣形成仮説のテストを引き続き行った。習慣形成仮説の有効性に関しては、今のところ、否定的な結論がでている。また資産選択における資産の実質化の方法をめぐる議論の一つとして、等効用水準の物価指数の測定について考察を深めた。消費者にとっては資産選択と消費支出が代替的な選択になるからである。この分析では、消費者の効用関数を特定化し効用関数のパラメータを測定した。その上で、価格変化が起こった2時点において、満足水準度を一定とした(等効用)指数を計算している。そして、従来のラスパイレス指数に変わる指数としてトルンクビスト指数を提案した。さらに資産選択をめぐる政策的観点から法と経済の分野における消費者契約法に関する実体的なテーマにも取り組んだ。2.吉野は地域別・時系列のパネルデータを用いた実証分析を行った。実証分析においてマクロの視点ばかりではなく、ミクロベースの議論にも関心をおいた。特に家計の資産選択に関する都道府県別・時系列分析、社会資本の効率性に関するパネルデータ分析を行った。地域別の資産選択の特性もさることながら、利便性が高まると家計の資産選択の度合いが高まること、大都会では地方に比べ金利の感応度が高くなっていること、金利の上昇期と下降期では個人の預貯金行動が変化することなどが実証的に導かれた。また、財政投融資の景気浮揚に関する効果の分析や信託の経済分析、いくつかのシュミュレーション分析を通じた政策効果に関する分析も行った。これらの結果については今後の経済運営のあり方についてもいくつか重要な示唆が生まれるであろう。
小学校英語必修化後の新たな測定・評価の方法論構築に関する研究

日本・韓国の児童約1800名を対象に語彙(英ノートから抜粋)に関する調査を行い、両国の語彙習得特性明らかにした。また、日本の小学生の特徴をふまえ、外国語への慣れ親しみに関する評価の指標となる語彙技能習得ランキング表を作成した。さらに、語彙技能を測定、評価するとともに、学習にも応用できる、音声認識エンジンを搭載したソフトウェアを開発した。本研究の目的は、外国語活動における新たな測定・評価方法を構築することである。特に、「外国語活動」を行った結果、態度面ばかりでなく、どのような語のどのような技能を結果的に身につけたかというスキルの側面を(テストという形ではなく)簡単に測定・評価する方法を、独自のモデル(多角的語彙習得モデル)をもとに構築しようとしている。これができれば、指導者が指導方法を顧みることができる材料となり、現場に有効であると同時に、ひいては日本の英語教育発展に少なからず寄与できると考える。本研究は(i)多角的語彙習得モデルに基づいたアンケート・テストによるデータ収集、(ii)収集したデータを分析し、客観的な語彙力の評価基準を作り、(iii)作成したスケールに基づいて語彙技能を測定・評価できるソフトウェアの作成、(iv)作成したソフトウェアを用いての現場での実証実験、(v)新たな評価方法の提案、という流れで実施する。特に平成21年度は、徹底的に上記(i)を行う年度とした。具体的に以下を実施した。1.参考図書を通じて早期英語教育における語彙習得の傾向と小学校英語における評価方法と意義について整理した。2.岐阜県A市の教育課程特例校(小・中学校)においてアンケート調査を実施した。3.滋賀県B市の小学校においてアンケート調査を実施した。4.福岡県C市において、外国語活が活発なD小学校、それほど活発ではないE小学校、そしてそのD・E両小学校の児童が進学するF中学校でアンケート調査を実施した。5.東京都荒川区G小学校においてアンケート調査を実施した。以上の膨大な調査結果については、鋭意コンピュータに入力中である。なお、韓国、台湾などでも調査を実施する予定であったが、新型インフルエンザの影響で今年度は調査を断念した。また、来年度使用予定のソフトウェアの改良を行うとともに、研究成果の一部を小学校英語教育学会などで発表した。これができれば、指導者が指導方法を顧みることができる材料となるとともに、効果的な小中連携を行うための重要なデータを提供することができると考えている。平成22年度は、上記(i)(iii)を行った。具体的に実施したことは以下の通りである。1.滋賀県A市の小学校においてアンケート調査を実施した。2.韓国の小学校においてアンケート調査を実施した。3.以上のアンケートデータの入力を行った。4.ソフトウェアの試作版を作成した。なお、韓国でのアンケートは威徳大学の姜教授のお世話になった。中国でも調査を実施する予定であったが、先方との予定が合わず、今年度は調査を断念した。また、研究成果の一部を小学校英語教育学会、言語文化学会などで発表した。1,本研究の目的は以下の通りである。(1)児童・生徒がどのような形でスキルの一面である語彙力を育てていくかを明らかにする。(2)(1)をもとに客観的な語彙力の評価基準を作る(3)ICTを活用した手軽で有効な測定・評価方法を考案する。(4)語彙力(スキル面)と情意面の接点について明らかにする。2,本年度は研究の最終年にあたることから、以下を行った。(1)日本・韓国の小学生における、語彙取得傾向を明らかにした。(2)主成分分析をもとに、日本・韓国の語彙に対する慣れ親しみのランキング表を作成した。(3)(2)のランキング表を、実際に小学校で利用してもらい、その有効性と活用の可能性について明らかにした。その活用の可能性として、小中を連携する際の資料とできる、などの意見を収集した。(4)語彙技能を測定・評価するとともに、児童の学習にも応用できる、音声認識エンジンを搭載したソフトウェアを開発した。(5)語彙力(スキル面)と情意面の接点に関して、小学校では情意に付随してスキルが伸びる、ということが明らかにした。3,以上より、(i)スキル習得を目指さない外国語活動において、児童が「結果的に」語彙技能を身につけていること、(ii)

この「結果的に」に身につけている語彙技能が「慣れ親しみ」の測定・評価、及び小中連携に貢献できる可能性があること、(iii)これらICTの活用し、楽しみながら語彙技能を高めて行く方法があること、が明らかとなった。また、研究発表、論文を通して以上の成果を公表した。
RabGTPase活性化機構の構造的基盤

真核細胞は、脂質膜で囲まれた様々な細胞内小器官から構成されており、その間を多種多様な生体高分子が、小胞と呼ばれる小さな袋を介して行き来している。この小胞による輸送の制御には、分子スイッチとして機能するRabタンパク質が必要である。本研究では、Rabタンパク質のスイッチをONにする(活性化する)メカニズムを原子レベルで解明することを目的として、Rabタンパク質とその活性化タンパク質との複合体の立体構造を決定した。酵母のRab GTPase Sec4pとその活性化タンパク質であるグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)Sec2pについて、Structure誌に発表したSec2p GEFドメインの結晶構造と生化学的解析の結果に基づいて発現系を設計し、Sec2p GEFドメインとヌクレチド非結合型Sec4p複合体の結晶化に成功した。複合体の結晶構造を2.7Å分解能で決定し、ヌクレオチドの解離を促進させるSec4pのスイッチ領域の大きな構造変化が複合体形成によって引き起こされる仕組みを原子分解能レベルで明らかにした。その結果をPNAS誌に発表した。Sec2p GEFファミリーの特異性獲得機構を明らかにすべく、ほ乳類のSec2pホモログであるRabin3およびGRABとRabとの複合体の結晶化を試みたが、これまでのところ結晶は得られていない。一方、RabGDFと考えられるYipファミリーの解析については、メタノール資化性酵母での発現系構築を進めた。Yip1p遺伝子を導入した形質転換体の中に、2g/LのZeocin存在下で生育することが可能なものを多数得ることができた。いくつかの形質転換体に対してメタノール添加による発現誘導を行い、膜画分を調製してHis_6タグに対する抗体を用いて発現の確認を行ったが、発現を確認できなかった。今後は、N末端にα-factorやHisタグを付加したコンストラクトでの大量発現を試みる予定である。本研究では、Rabのグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)とGDI(GDP解離阻害因子)解離因子(GDF)の結晶構造決定によって、これら二つの因子によるRabの活性化機構を原子分解能レベルで解明することを目的とした。昨年度は、酵母のRab(Sec4p)とそのGEFであるSec2pについて、Sec2p GEFドメインとヌクレチド非結合型Sec4p複合体の結晶構造を2.7Å分解能で決定し、GEFによるRabの活性化機構を原子分解能で明らかにした。今年度は、Sec2p GEFファミリーの特異性獲得の機構を明らかにすべく、ほ乳類のSec2pホモログであるRabin3およびGRABとRabとの複合体の結晶化を試みたが、結晶は得られなかった。一方、RabGDFであるYipタンパク質については、出芽酵母由来の6種類のYipタンパク質のうち、イントロンを含むYip3pと5'側に報告とは異なる配列を含むYip2p以外の4種類の遺伝子をクローニングし、メタノール資化性酵母Pichia pastorisを用いた発現系を構築した。DTTとLi_2SO_4で細胞を処理することにより形質転換効率を上げ、Yip1pについて、2g/LのZeocin存在下で生育することが可能な形質転換体を得た。17の形質転換体に対してメタノール添加による発現誘導を行い、膜画分を調製してC末端に付加したHis_6タグに対する抗体をもちいたウエスタンブロッティングによる発現の確認を行ったが、発現を確認することはできなかった。そこで、GFP融合タンパク質をつかった発現を試みたところ、N末端にGFPを付加したコンストラクトで膜画分への発現をGFPの蛍光により確認することができた。
多光子CALIとFRETを用いた生細胞内における蛋白質間相互作用の機能解析

細胞内のシグナル伝達には、蛋白質間相互作用が重要であり、蛋白質が他のどのような蛋白質と結合するかは、蛋白質の生体内での機能を理解するうえで必要不可欠である。蛋白質間相互作用を解析する方法の多くは、人工的な試験管内での蛋白質間相互作用の有無を調べることができても、生細胞内での生理的な相互作用を解析することは困難である。われわれは、培養細胞において機能分子を可視化しながら、その機能を任意の領域とタイミングで特異的に阻害することが可能な、多光子CALIを独自に開発した(Nature Methods2:503,2005)。一方、生細胞内での蛋白質間結合を画像化する方法として、FRET(Fluorescence resonance energy transfer:蛍光共鳴エネルギー移動)イメージングがある。本研究の目的は,生細胞内で、FRETイメージングにより蛋白質間結合を可視化同定し、それらの蛋白質複合体に対して、多光子CALIを行い、蛋白質複合体の機能を特異的に阻害することによって、蛋白質間相互作用の機能を解明する新たな方法を開発することである。蛋白質多量体モデルシステムとして、ギャップ結合細胞間コミュニケーション能を持たないHeLa細胞に、Cx43-EGFPとCx43-mRFPを発現させコミュニケーション能を獲得した細胞を作成した。コミュニケーション能の解析には、低分子量の蛍光色素の周辺細胞への色素の広がりによって評価する色素カップリング法を用いた。Cx43-EGFPとCx43-mRFPとの間で起るFRETの検出に成功した。Cx43-EGFPギャップ結合プラークに対する多光子CALIによって、ギャップ結合の機能を阻害できることを色素カップリング法によって証明した。われわれは、培養細胞において機能分子を可視化しながら、その機能を任意の領域とタイミングで特異的に阻害することが可能な、多光子CALIを独自に開発した(Nature Methods 2:503,2005)。準備として、単一の蛋白質からなる蛋白質多量体モデルシステムとして、ギャップ結合細胞間コミュニケーション能を持たないHeLa細胞に、Cx43-EGFPとCx43-mRFPを発現させコミュニケーション能を獲得した細胞を作成した。