hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地球環境保全のための新材料

2度のシンポジウムを開き、研究代表者および研究分担者がそれぞれ行っている地球環境保全のための新材料に関する研究ならびに調査結果について、情報交換および討論を行った。1.Co_2リサイクルについて:大規模なCo_2のCH_4への変換にはアモルファスNi-Zr合金を前駆体とする触媒の性能を検討した結果、メタンへの転換率が90%以上になることがわかった。反応生成物であるメタンと水を分離した後に2段目の反応管を通すことにより、さらに転換率を向上させることができた。海水電解による大規模な水素生成にはスパッター法で作製したNi-Mo合金水素電極が優れており、その活性は白金に匹敵することを見出した。これに高温濃厚アルカリ浸漬処理を施して表面からMoを侵出させるとともに有効面積を増大させると更に高活性の水素電極となった。一方、塩素を発生せずに酸素を発生し、耐久性があり、しかも貴金属を使用しない電極としてMn酸化物にMoやWを添加した複酸化物電極を作製した結果、それらの酸素発生効率が90%以上に達した。2.NOxの分解について:ディーゼル排ガス中のNOとパティキュレートの同時除去が可能であり、触媒を利用した研究が進行しつつある。NOのN_2とO_2への直接分解のためにはアモルファスNiバルブメタル合金を前駆体とする触媒の性能を調べた。その結果、アモルファスNi-Ta-Pd合金を前駆体とした触媒が極めて高い活性を500-900°Cの広い温度範囲で示した。これはこのアモルファス合金が反応環境中で微細なNiTa_2O_6に金属Pdを微細に担持した触媒に変わるためである。また、他のバルブメタルを含む合金とは違い、Taを含む合金はHF浸漬処理を施さなくても高い活性を示すことがわかった。3.フロン分解について:アモルファスNi-Zr合金を前駆体として用いた触媒はフロン(CFC-12)の加水分解反応に対して高い活性を示した。これに少量のWを添加すると耐久性が向上し、触媒が分解するフロンの量は添加しない場合に比べ3倍以上に増大した。活性を主に担うのはZrF_4であることが明らかになった。4.耐環境材料:Mo-バルブメタル合金およびW-バルブメタル合金は濃厚塩酸中でも高耐食性を示し、またそれぞれの構成元素より耐食性が高いことがわかった。Ni-Ta-PおよびFe-Cr-P合金の濃厚酸中の高い耐食性に対するPの役割を明らかにした。
仮想空間を利用した子どもたちの技能を伸ばす教材の開発

本研究では,仮想空間内での人体モデルに上級者と初心者の正確な動きを再現させる方法論を確立した。その方法で作成した教材を用いて,中学校で授業を行い,教材が学習者に与える効果を測定した。その結果,教師が実際に見本を見せる方法以上の効果を期待できることが明らかとなった。つまり,この教材を使えば,目の前に指導者が居なくても,基本的な動きを観察することが可能になる。これまで動きという技能は指導者の存在が重要であったが,簡易的な動きであれば,遠隔観察学習が行える。この知見は,技術科だけではなく,体育やダンスなど広く動きを扱う場面で有効と思われる。1.取得するモーションの精選,検討:早い時期に中学校現場の技術科教員複数人へ数回のヒアリングを実施し,「技術とものづくり」分野での指導に必要なモーションを,のこぎり挽きと釘打ちに決定することができた。このことで研究の基本となる方向性を確立することができた。モーションキャプチャシステムの精度等から指先の動きが重要となる半田付け等の動きは取り込むことが困難であるため,本研究では対象としないこととした。2.モーションデータ取得プロセスの検討:キャプチャの手順書を作り,被験者負担が掛からないようプロセスを最適化することができた。モーションデータを取得するためにはカメラを2つ設置する必要があるため,三脚とカメラを連結させたものを用意することで時間短縮を図った。3.モーションデータ取得対象機関へ協力要請:地元の学校関係者で実験協力を得ることが出来た。取得されるデータが関節位置の数値のみであることから,個人情報には相当しないとの判断となった。4.モーションデータ取得の実施:熟練者1名,初心者10名程のモーションデータを取得することができた。研究対象となるモーションはほぼ取り込むことができた。5.授業実践の実施:研究が順調に進んだことから,現時点で作成できた教材を用いて授業実践を行うことができた。このことにより,教材の機能分析に必要なデータの検討や,教育効果への仮説を具体的に立てることが可能となった。今年度は,身体動作のモーションキャプチャを継続し,得られたデータをもとに技能を再現する3DCGとしての作り込みを継続することが主な目的であった。予定していた実施内容は,全て達成することができた。まず仮想空間へ適用させるモデル作成については,より理想的な一般成人と生徒の人体モデルを作成し,そのモデルに対してモーションキャプチャの動きを自由に適用することが可能となった。これによって技能指導における代表的な動きを再現できるようになった。また視線データを取る手かがりを得ることができたので,この視線データの計測と分析については最終年度への課題とする。人体モデルのアニメーションは,その精度に若干の課題を残しているが,ベテランと初心者における動きを再現させる枠組みを確立することができた。作成した教材は,さらに実際の中学校現場で実践し,教育効果を検証するより多くのデータを得たので,現在もそのデータの分析を行っている。また,開発する教材はネットワーク上で技能のトレーニングを可能にできることから,その利用可能性について,海外の学校現場での技能指導や情報インフラについて情報収集を行うことができた。これらの成果については,査読付き論文1本を公表することができた。学会発表は2件公表することができた。今年度当初には予定していなかったが,研究が順調に進んだことで,仮想空間として拡張現実を用いた教材の可能性や,動きを遠隔地にフィードバックする仕組みについても考察を行うことができた。今年度のテーマは,最終フェーズとして授業の実施と授業結果の分析であった。研究は順調に進捗していたため研究計画を前倒しし,前年度から授業を実施している。今年度は,新たに作成した3Di教材の授業を協力中学校の生徒160名に対して実施した。これまでの研究成果および教育効果の調査は,AACEのE-learning国際会議で成果発表を行い好評を得た。本研究では,仮想空間上の人体アニメーションである3Di教材を,モーションキャプチャを使い,初心者と熟練者の正確な動きを自由自在な角度から何度でも観察できるものとして開発した。この教材を使い,中学校技術科にて実際に授業を行った(研究期間合計で4校,約450名の生徒対象)。実施後教育効果を検証するため,アンケート調査を分析した。その結果,従来のビデオ教材よりも3Di教材の方が効果が高かったのは,生徒の興味関心,知識の深化,修練経験であった。動機付けモデルの観点からも,視覚的喚起機能が強いことからモチベーション向上を期待することができる。インターネット上で,人間の動作の比較観察が自在にできることを実証できた本研究からは,初心者が自習するための基礎トレーニングを目的とした観察教材としてビデオ教材以上の教育効果を備え,広く活用可能であることが示された。

この知見は,ダイナミックな動きを伴う運動やダンスなどにおいても活用されることが可能であるだけで無く,学校外での学習提供の場としても仮想空間が利用できることを示唆している。言わば,児童生徒向けの技能のeラーニングへの第一歩を示せたと言えよう。今後の課題は,こうした教材をデジタル教科書コンテンツとして利用する技術的な開発の他,観察した後に児童生徒が動作を行った場合に,その動きを定量的に評価することができれば,技能の遠隔指導の実現へさらに近づくことが可能になる。
実験ゲームの計量経済分析のための手法とその応用

梶井は"Welfare gains..."において、経済ファンダメンタルズに基づかないような期待形成のありかたが、取引を通じて個人の経済厚生にどのように影響を与えるのかを調べ、そのような期待形成によって損失を被る家計と、逆に得をする家計の性質を特徴づけた。また、"The epsilon-Gini-contamination..."において、非期待効用型の意思決定モデルにおいて、epsilon-Gini型のノイズで特徴づけられた複数の先見分布をもつ意思決定主体の公理的特徴付けを行った。中嶋は、"Liquidity trap and..."で価格粘着性のある2国開放経済モデルを用いて、1国が流動性の罠に陥ったときの最適金融政策について分析を行った。特に、望ましい名目為替レートの動きについて、既存研究と異なる結果が得られた。2国の中央銀行については、2国の住人の厚生を最大にするように協調して政策を決定する場合と、非協力的に自国の住人の厚生のみを最大化するように行動する場合(ナッシュ均衡)のそれぞれについて考察した。西山は"OLS estimation and the ttest..."において、オークションゲーム的状況において観察される入札額と順位との関係を表すrank-size rule回帰のt検定統計量に関する考察を行った。"Measuring of Firm Specific..."においては、各企業が利得を最大化するべく技術に関して内生的な意思決定をする際の推定問題を扱い、実証分析に用いた。"Efficient Estimation Methods..."は、特にゲーム的状況に特化した論文ではないが、もしグループごとの平均がゲームの結果を表わすモーメント条件の一部である場合に、最も効率的な推定法を提案した。本研究の目的は、ゲーム的状況における経済行動の理論とそのデータ解析手法の橋渡しを目指すものである。この分野はいまだほとんど手付かずであり、どのような計量経済モデルを用いるのが適切か、不明である。現状では、そのようなデータの一例として公共財の供給を舞台とする実験と二酸化炭素排出権取引を模した実験の2種類の実験結果が入手可能であるが、ゲームの構造が比較的単純な前者を最初の分析対象とする。この実験データを分析する統計モデルとして、Hitomi and Nishiyama(2005)は、効用関数のパラメータが確率変数であると言う設定の計量経済モデルを考案した。通常の計量経済モデルでは、確率的要因は誤差項として主に加法的に付与されるが、このモデルではリスク態度を特徴付けるパラメータが経済主体間で異なり、それが一定の確率分布にしたがっていると想定している。capacityが凸という条件下でDempster-Shaferの更新ルールが最尤更新ルールと一致することはGibloa and Schmeidler(1993)によって証明されているが、Kajii and Ui(2005)は、その逆、すなわちもしDempster-Shafer更新ルールと最尤更新ルールが同値であればcapacityは凸でなければならないことを証明した。Grant and Kajii(2005)では、Gibloa and SchmeidlerのMEUモデルとFinetti and Savageを一般化したMachina and Schmeidler(1992)のProbabilistically sophisticatedモデルが両立するクラスのモデルを調べ、それは主観的効用モデルを含む比較的一般的なクラスであることを示した。本研究は、経済主体がゲーム的状況においてとる行動に関するデータをどのように解析するかを調べることを目的とする。この分野はいまだあまり研究が進んでおらず、採用すべき計量経済モデルや統計手法について、研究者間で見解の一致を見るものは少ない。現状では、そのようなデータの一例として公共財の供給を舞台とする実験と二酸化炭素排出権取引を模した実験の2種類の実験結果が入手可能である。Hitomi and Nishiyama (2006)は、効用関数のパラメータが確率変数であると言う設定のモデルを適用することを提案した。すなわち、各経済主体は異なるパラメータ値をもち、それが個体の行動の違いをもたらすモデルである。これは、ベイズ的設定であり、推定や検定に関してはMCMCといった計算法が採用できる。Kajii et.al. (2007)は、ゲーム理論に応用できるグラフ理論的なツールを開発した。この手法は意思決定理論やゲーム理論への理論的貢献だけではなく、協力ゲーム解を計算する最適アルゴリズムへの応用や、その推定にといった拡張が期待できる。Kajii and Hara (2006)は非完備市場における債券価格の理論的上限と下限を求めるという問題にたいして、一つの解答を与えた。特に、経済のファンダメンタルにかんする統計情報が希薄な時にでも、この上限と下限は頑健である事が示された。Nakajima (2007)は、価格粘着性のある2国開放経済モデルを用いて、1国が流動性の罠に陥ったときの最適金融政策について分析を行った。2国の中央銀行については、2国の住人の厚生を最大にするように協調して政策を決定する場合と、非協力的に自国の住人の厚生のみを最大化するように行動する場合(ナッシュ均衡)のそれぞれについて考察し、特に望ましい名目為替レートの動きについて、既存研究と異なる結果が得られた。

また、"The epsilon-Gini-contamination..."において、非期待効用型の意思決定モデルにおいて、epsilon-Gini型のノイズで特徴づけられた複数の先見分布をもつ意思決定主体の公理的特徴付けを行った。中嶋は、"Liquidity trap and..."で価格粘着性のある2国開放経済モデルを用いて、1国が流動性の罠に陥ったときの最適金融政策について分析を行った。特に、望ましい名目為替レートの動きについて、既存研究と異なる結果が得られた。2国の中央銀行については、2国の住人の厚生を最大にするように協調して政策を決定する場合と、非協力的に自国の住人の厚生のみを最大化するように行動する場合(ナッシュ均衡)のそれぞれについて考察した。西山は"OLS estimation and the ttest..."において、オークションゲーム的状況において観察される入札額と順位との関係を表すrank-size rule回帰のt検定統計量に関する考察を行った。"Measuring of Firm Specific..."においては、各企業が利得を最大化するべく技術に関して内生的な意思決定をする際の推定問題を扱い、実証分析に用いた。"Efficient Estimation Methods..."は、特にゲーム的状況に特化した論文ではないが、もしグループごとの平均がゲームの結果を表わすモーメント条件の一部である場合に、最も効率的な推定法を提案した。
葛藤解決における寛容の研究：寛容動機と第三者の役割

本研究課題の核心的な問いは、被害者の寛容をいかに高めるかである。これを達成するために、(1)なぜ被害者は加害者を許せないのか、寛容抑制の動機的基盤を解明し、(2)第三者のどのような反応がその非寛容動機を和らげるのかを明らかにする必要がある。2018年度は(1)を明らかにすることを計画し、研究を実施した。2018年度においては大学生に対して質問紙調査を2回実施した。この質問紙調査では、参加者に過去の被害経験を思い出させ、その経験について、加害者をどのくらい許せたか(寛容)、なぜ許せなかったのかについて動機の観点から回答させた(寛容抑制動機)。寛容抑制動機を測定した項目に対して因子分析を行った結果、予測通りの結果が得られた。同様の加害行為を加害者に繰り返されたくないという「被害反復抑制動機」、加害者にも苦痛を与えたいという「報復動機」、被害経験の責任帰属について周囲の人に誤った推測をされたくないという「無過失承認動機」という3つの動機が見いだされた。これらの動機は、再度、質問紙調査を行った結果、再現された。こうした動機が見いだされたことは、第三者が被害者にどう関わることが有益なのかについて重要な示唆を与えるものである。寛容を抑制する動機には、「相手を許した結果、自分にも非があったと周囲の人から誤解されるのではないか」という無過失承認動機がある。観察者がもしこのような動機を無視して被害者に接すれば寛容喚起の可能性を狭めてしまうが、もし、この動機を満たすように接することができれば、寛容喚起の可能性を高めることができる。寛容は、加害者の謝罪に代表されるように、加害者に関する要因のみによって規定されると考えられがちであるが、第三者がこれを高めることができることを、本研究は示すことができた。交付申請書の研究計画通りに遂行できている。また、得られた結果も、仮説をおおむね支持するものであり、研究計画の変更を迫られることもなかった。本研究課題では、被害者の寛容をいかに高めるかについて具体的な示唆を得るために、(1)なぜ被害者は加害者を許せないのか、寛容抑制の動機的基盤を解明し、(2)第三者のどのような反応がその非寛容動機を和らげるのかを検討することを目的としていた。交付申請書に記載した計画通り、2018年度において(1)寛容抑制の動機的基盤は明らかにできた。今後は、(2)の課題について取り組む。2019年度においては、第三者による被害者の無過失承認動機の充足が寛容を促進するのかどうかを確かめ、どのような条件においてこの因果関係が成立するのかどうか、シナリオ研究を用いて検討する予定である。学会参加・旅費を申請していたが、旅費を必要としない場所で開催されたため。調査が順調に進み、謝金が一部不必要になったため。
アディポサイトカインによる糖尿病網膜症における病態の解明と新しい治療法の開発

糖尿病網膜症におけるアディポサイトカインの病態関与について検討した。糖尿病網膜症の硝子体内のアディポネクチンの濃度を測定したが、増加傾向にあるも有意な上昇ではなかった。病期に分けて検討しても、有意な変化を認めなかった。他のアディポサイトカインは硝子体内では、検出できる濃度ではなかった。現在のところアディポサイトカインの変化は眼局所では起こっていない可能性が示唆され、アディポサイトカインの病態関与は明らかではなかった。脂肪細胞由来の分泌タンパク質、アディポサイトカインがある。生活習慣の変化に伴う過栄養や運動不足により蓄積された内臓脂肪より分泌されるアディポサイトカインが、全身の血管障害、炎症に関与していることが明らかになってきた。本研究では、アディポサイトカインによる糖尿病網膜症における病態の解明と新しい治療法を検討する計画を立てた。アディポサイトカインとしてアディポネクチン、レプチン、レジスチン、TNFα、MCPー1などが知られているが、その中でもアディポネクチンにまず注目した。これを増殖・非増殖と病期に分けて検討しても、有意な編変化を認めなかった。ほかのアディポサイトカインは硝子体内では、検出できる濃度ではなかった。硝子体内では現在のところ検出できるレベルでのアディポサイトカインの変化は糖尿病網膜症では起こっていない可能性が示唆された。動物モデルの検討は、糖尿病モデルの作成が進まずに検討することができなかった。糖尿病網膜症患者におけるアディポサイトカインの発現について、最初に検討している。糖尿病患者の血液を採取し、ELISA法を用いて、アディポネクチン、レプチン、レジスチン、TNFα、MCPー1の濃度を測定した。これらを網膜症の活動性、増殖変化の進展(採取後の増殖変化の有無)との相関を検討している。また、硝子体手術時に硝子体を採取し、ELISA法にて、硝子体内のアディポサイトカインの濃度を測定を試みている。手術時に得られる硝子体サンプルが微量のため、適切に測定ができず、現在、サンプルの精製方法を検討している。実験動物を用いた研究に関しては、現在モデル動物を作成している段階である。糖尿病網膜症患者におけるアディポサイトカインの発現については、局所での発現を検討するために、手術時の硝子体サンプルを使用しているが、サンプル自体が微量のため発現量を正確には検討できていない。これらのサンプルの精製法を再検討している。また、実験モデル動物の確立も遅れている。硝子体サンプルから精製する方法を確立し糖尿病網膜症患者におけるアディポサイトカインの発現については、局所での発現を検討進める。動物実験モデルとして、引き続きストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットを作成していくが、新たにVEGF165をラット硝子体内に注入し、VEGF誘発網膜血管障害モデルを作成し、このモデルに対して、アディポネクチン投与とコントロールペプチドの腹腔内投与それぞれ行い、網膜血管障害に対するアディポネクチンの作用を検討する。これらの実験動物に対し、チアゾリジン誘導体としてのピオグリタゾン投与を行い、、チアゾリジン誘導体による血中アディポネクチンの上昇を誘導する。ピオグリタゾン投与群と非投与群において網膜血管内皮細胞への白血球の接着、血管透過性、接着因子の発現について比較する。抑制効果が確認された場合、抗アディポネクチン抗体の投与を行い、抑制効果が消失するか検討する。次年度は主に動物実験モデルを用いた検討が必要である。特にストレプトゾトシン誘発糖尿病ラット、VEGF165誘発網膜血管障害モデルでは、薬品を多く使用する予定である。またチアゾリジン誘導体のピオグリタゾンを使用し、アディポネクチンの血中濃度を上昇させる動物作成を予定しており、この実験モデルにも費用を使用する予定である。アディポネクチンの網膜血管障害の抑制効果は網膜血管内皮細胞への白血球の接着、血管透過性、接着因子の発現について比較する予定であり、これらの検討にも薬品を使用する予定である。
好気性コリネ型アミノ酸生産菌の酸素要求性改変

好気性のアミノ酸生産菌コリネバクテリウム・グルタミクムは嫌気条件でも硝酸呼吸により生育できることを見出し、硝酸呼吸に関わる遺伝子群を同定した。この硝酸呼吸を作動させることで嫌気条件でもアミノ酸の微量生成を認め、アミノ酸の嫌気発酵の可能性を示した。一方、野生株から酸素の要求量が高まった高濃度酸素要求株を変異誘導し、その形質の相補能により、酸素利用に関わる遺伝子を6種同定した。これらの遺伝子の中には遺伝子増幅によって静置培養での生育速度が若干ながら改善するものが見られた。【目的】アミノ酸生産菌Corynebacterium glutamicumは、生育に酸素を要求する好気性細菌である。分類学上、硝酸還元能・陽性とあり、硝酸代謝系を有すると考えられるが、その酵素学的および遺伝学的研究はなく、硝酸代謝の詳細は明らかでない。今回、C.glutamicumの酸素要求特性を硝酸代謝との関連から検討した。【結果と考察】酸素濃度を大気レベル(21%)から0%まで段階的に減らすと、野生株は酸素濃度の低下に伴い徐々に生育が弱まり、0.5%濃度付近にコロニー形成の限界があることがわかった。一方、硝酸が微量(0.1%)存在すると、無酸素環境でも弱いながら生育できるようになり、本菌は酸素の代わりに硝酸を電子の受容体とする、いわゆる硝酸呼吸を行えることがわかった。アスパラギン酸系列やグルタミン酸系列のアミノ酸生産菌を、硝酸を微量添加した寒天培地で培養すると、無酸素環境下でもアミノ酸生成が起こることをバイオアッセイで認めた。本菌のゲノムには硝酸還元系遺伝子のホモログ(narK2GHJI)が見いだされた。各遺伝子産物の推定機能に基づいて3種の鍵遺伝子(硝酸還元に関わるnarGとnarJ、および硝酸輸送に関わるnarK2)を選択し、野生株から各々を欠失させた変異株を造成した。narGとnarJの欠失株はともに硝酸還元活性と同時に硝酸依存の嫌気生育能を消失していた。narK2の欠失株は硝酸還元活性を保持していたが、硝酸依存の嫌気生育能は損なわれていた。以上より、本菌の硝酸呼吸能は同領域のみに担われていると結論した。なお、酸素と硝酸が共存する環境では酸素呼吸を優先し、酸素が消失して初めて硝酸呼吸が始まることも見出した。しかし、その仕組みについては不明である。【目的と背景】本申請研究は、解糖系におけるNADHの発生源であるグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(Gap)を改変し、NADHの発生抑制による酸素要求量への影響を検討することを目的とする。C. glutamicumは2種のGap遺伝子gapA、gapBを有する。我々は転写解析から、gapAは解糖時に、gapBは糖新生時に高発現していること、およびgapAはNAD型、gapBはNADP型のモチーフを有することを報告した。その生理的意義の理解に向け、以下の検討を行った。【方法と結果】野生株およびリジン生産菌ともgapAを破壊するとグルコースでは生育せず、本菌によるグルコース代謝は全てNAD型gapAに依存していると判断された。上記gapA破壊株は酢酸では生育し、gapBが糖新生に関わることが裏付けられた。gapA破壊株を酢酸で培養したgapB発現菌体をグルコース存在下で培養してもグルコースの消費は起こらないことから、gapB酵素は解糖方向の反応を行わないことが示唆された。gapAプロモーター支配下にgapBを発現させたプラスミドをgapA破壊株に導入したが、依然としてグルコースでは生育せず、前述の結果と符号した。gapA破壊株からランダム変異によりグルコースで生育するサプレッサー変異株の誘導を試みた。グルコースでの生育が完全に回復した株は得られなかったが、部分回復株が得られた。これら変異株の生育を更に改善することができれば、NADP型gapBに糖代謝が依存した目的株につながるので、そのような株の取得を引き続き検討する。1. Corynebacterium glutamicumの野生株から変異誘導した高濃度酸素要求株を受容菌として、本菌のゲノムライブラリから同形質を回復させるDNA断片を多数取得した。これらの塩基配列をデータベース解析し、DNA領域として6種を同定、次いでサブクローニングにより目的とする遺伝子を特定した。野生株における各遺伝子の増幅効果を、最少培地を用いて撹拌培養と静置培養の2条件にて評価した。通常の撹拌培養では、いずれの遺伝子の増幅株もベクターのみの増幅株(対照株)に比べて生育速度が悪化する傾向を示したが、静置培養では対照株と同等か、むしろそれ以上の生育速度を示した。2. C.lutamicumは、グルコース代謝に関わるNAD型GapAと糖新生に関わるNADP型GapBを持つ。これまでの検討からNADP型GapBをグルコース代謝に利用することは困難と判断された。一方、嫌気性菌にはNADP型でかつグルコース代謝に働くGapNの存在が知られる。

そこで、自前のgapAB遺伝子に代えて、嫌気性菌のNADP型gapNのみを発現するC. glutamicumの育種を試みた。GapNを持つことが報告されているStreptococcus mutansから同遺伝子をクローン化した。ついで、C. glutamicumΔgapB株ベースに、そのgapAをgapNでORF置換し、ゲノム上でのgapN発現株を造成した。本株はグルコースで生育できるが、生育速度は野生株の2割程度であった。しかし、長時間の培養で種々のタイプのサプレッサー株が出現することを見出した。これらのサプレッサー株はグルコースでの生育速度が野生株の58割程度まで改善されていた。
事故・防災対策としての危機管理対応体制のあり方に関する政策分析

過去100年の我が国とインドネシアにおける地震と津波の発生記録及び、死者行方不明者に関する被害記録の詳細なデータ解析と精査、分析及び比較を行なった。特に適合する確率分布の推計、特定化を行ない検証した。地方自治体、政府による防災政策の策定、実施、評価に関し、両国の復旧状況、特に農業を中心に地域特性分析、比較分析を行った。わが国の航空機、ヘリコプターの事故データ解析を行なった。大都市における緊急時救急システムを対象として、東京の救急車の最適使節配備を求める数理モデルを構築し、実証分析を行なった。本研究課題に基づく研究成果を最終報告書として刊行した。(平成25年8月、481頁)過去100年の我が国とインドネシアにおける地震と津波の発生記録及び、死者行方不明者に関する被害記録の詳細なデータ解析と精査、分析及び比較を行なった。(平成25年8月、481頁)1、アジア地域における各種防災ニーズの把握などに関する基礎的調査研究主としてアジア地域における事故・自然災害に対して、その発生構造、事故・災害の形態と発生頻度、被害状況、防災対策との関連について基礎的調査研究を行った。本研究課題に関しては、事故、地震、津波、台風、集中豪雨といった事故・自然災害に関するデータ収集、データベース作成、データ解析を行った。2、わが国における事故・自然災害に関する統計データ解析わが国の交通事故、重大鉄道事故などに関する統計データ解析に基づく研究成果を国内外の学会誌に発表し、代表的な研究成果は、重大鉄道事故の分析と安全対策、自然災害と事故データの関連分析、公共政策としての危機管理対応体制に関するものである。(1)アジア地域における各種防災ニーズの把握などに関する基礎的調査研究アジア地域における事故・自然災害の分析例として、特に日本とインドネシアにおける過去100年間における地震、津波による災害の発生構造、事故・災害の形態と発生頻度、被害状況、防災対策との関連について統計データ解析を行った。特に日本、インドネシアの自然災害データ分析を論文にまとめた。(2)わが国における事故・自然災害に関する統計データ解析わが国の鉄道重大事故などに関する統計データ解析に基づく研究成果を学会で講演し、国内外の学会誌に発表した。代表的な研究成果は、鉄道重大事故、航空機事故の分析と安全対策、自然災害と事故データの関連分析、公共政策としての危機管理対応体制に関するものである。(3)さらにわが国の航空機関連の過去数十年間における事故データ解析を行った。航空機の型規模、機型等による事故の形態、原因、被害等に関する詳細なデータ解析を行った。1900年から2012年にかけてわが国で起こった地震と津波に関する重大災害の発生記録および、死者行方不明者に関する被害記録の詳細なデータ解析と、同様にインドネシアでの同期間における地震と津波に関する発生記録、被害記録の解析を行なった。さらに上記期間を3期に分割し、各期における地震、津波の発生状況、被害状況を日本とインドネシアの両国に対して精査、分析し、比較を行なった。特に両国の全期間、各期間に対する地震、津波の発生状況、被害状況に関しては、地震、津波データに適合する確率分布の推計、特定化を行い検証した。さらには、地震発生箇所、震源地、震度等の各種要因が被害状況に対してどのような影響を及ぼすかについても数理モデルを構築、定式化し、要因別のインパクトを定量的に分析した。地方自治体、政府による公共部門における防災政策の策定、実施、評価についての検討を行なった。日本とインドネシアの地震、津波による被害からの復旧状況について、特に農業を中心に地域特性分析を加えつつ比較分析を行なった。また復旧政策に関する政策実施効果の定量的評価を志向するための政策分析を試みた。わが国の主要交通機関として航空機、ヘリコプターを取り上げ、過去数十年間における事故データ解析を行なった。航空機に関しては大型機とそれ以外とで事故発生、被害状況についてどのような相違、傾向があるかの検証を行ない、ヘリコプター事故については、機体規模別、用途によりどのような相違、傾向があるのかを検証した。これらの研究成果については現在論文としてまとめている。わが国の大都市における緊急時救急システムを対象として、東京の救急車の最適施設配備を求める数理モデルを構築し、実証分析を行なった。研究成果は国際学会で発表し、論文として刊行した。本研究課題に基く研究成果をまとめ、最終報告書として刊行した(平成25年8月、481ページ)・研究実績(1)におけるわが国とインドネシアの地震、津波の発生、被害に関するデータ解析は論文としてまとめたので、国際学会において発表し、学術誌に投稿予定である。・研究実績(3)については、論文としてまとめつつある段階である。論文作成が終了次第、学会発表、学術誌投稿を考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。・地震、津波を中心とした自然災害に関する発生形態、被害状況のデータ解析については、自然災害全般、アジア地域全般についても何らかの示唆を得ることを目標としている。さらに被害に関する各種産業に対する影響分析、災害からの復興、復旧政策等についても分析を行なう予定である。

・事故データ解析については、鉄道重大事故データ解析に続いて、航空機事故データ解析を行っているが、将来的には、都市交通、公共交通機関の安全性といった観点からの分析、研究を実施する予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
肺癌の遺伝子治療に関する基礎的研究ーアンチセンスDNA法による

1、ヒト肺小細胞癌細胞株NCI-H209細胞の10%牛血清添加細胞培養液中に蛍光ラベルしたホスホロチオエ-ト型DNAを添加したところ、DNA分子は1時間ですみやかに細胞内に取り込まれた。主に細胞核に局在し、弱く細胞質にも分布した。すみやかな取込みと細胞内の分布から、ホスホロチオエ-ト型DNAは遺伝子発現を制御する手法あるいは医薬品としても有望であると考えられる。2、ヒト肺小細胞癌細胞株NCI-H209細胞においてL-mycタンパク翻訳開始部位を標的としたアンチセンスDNAはL-mycタンパク質の発現低下とともに細胞増殖の抑制を示した。一方、センス処理、コントロール処理ではL-mycタンパク質の発現低下も細胞増殖の抑制も認められなかった。よって、アンチセンス処理は、塩基配列特異的に遺伝子発現の低下と細胞増殖の抑制を示し、L-myc遺伝子の発現が細胞増殖の制御に強く関わっていることが示唆された。3、NCI-H209細胞以外のヒト肺小細胞癌細胞株、すなわちL-myc高発現株のNCI-H510細胞およびL-myc無発現細胞のNCI-H82細胞においてL-mycタンパク翻訳開始部位を標的としたアンチセンスDNAの細胞増殖制御効果を検討した。その結果、NCI-H209細胞よりもL-myc発現レベルの高いNCI-H510細胞においてはマイルドな細胞増殖抑制効果を示したが、L-myc無発現細胞のNCI-H82細胞においては全く細胞増殖抑制効果を示さなかった。これによって、L-mycアンチセンスDNAの細胞株間における特異性が示された。以上の基礎研究から、ホスホロチオエ-ト型DNAの遺伝子発現を制御する手法あるいは医薬品としての可能性が示唆された。1.-研究成果-(1)ヒト肺小細胞癌株NCI-H209細胞においてL-mycタンパク質翻訳開始部位を標的としたアンチセンスDNA分子は細胞増殖抑制効果を示したが、このアンチセンスDNA分子のL-myc遺伝子発現に対する効果をノーザンブロット法で検討した。アンチセンス処理、センス処理、コントロール処理の間でL-myc mRNAの発現に差を認めなかった。(2)ホスホロチオエート型DNA分子の細胞内への取り込みおよび細胞内局在をFITCでラベルしたコントロールDNA分子を用いて検討した。その結果、ホスホロチオエート型DNA分子は、10%牛血清添加培養液に添加後1時間ですみやかに細胞内に取り込まれ、主に核に局在し、弱く細胞質にも存在した。2.-研究の考察と反省-(1)アンチセンスDNA処理でL-myc mRNAの発現抑制を認めなかったことから、L-mycタンパク質翻訳開始部位を標的としたアンチセンスDNA分子による細胞増殖の抑制は、L-mycタンパク質翻訳過程の制御によるものと考えられた。(2)このアンチセンスDNA処理によるL-mycタンパク質発現の変化を、当初、抗mycタンパク質モノクロナール抗体を用いた免疫組織化学法で検討する予定だったが、試みた数種類の抗mycタンパク質モノクロナール抗体は免疫組織化学的にL-mycタンパク質を検出しなかった。

よって、アンチセンス処理は、塩基配列特異的に遺伝子発現の低下と細胞増殖の抑制を示し、L-myc遺伝子の発現が細胞増殖の制御に強く関わっていることが示唆された。3、NCI-H209細胞以外のヒト肺小細胞癌細胞株、すなわちL-myc高発現株のNCI-H510細胞およびL-myc無発現細胞のNCI-H82細胞においてL-mycタンパク翻訳開始部位を標的としたアンチセンスDNAの細胞増殖制御効果を検討した。その結果、NCI-H209細胞よりもL-myc発現レベルの高いNCI-H510細胞においてはマイルドな細胞増殖抑制効果を示したが、L-myc無発現細胞のNCI-H82細胞においては全く細胞増殖抑制効果を示さなかった。これによって、L-mycアンチセンスDNAの細胞株間における特異性が示された。4、以上の基礎研究から、ホスホロチオエ-ト型DNAの遺伝子発現を制御する手法あるいは医薬品としての可能性が示唆された。
強化と予測に果たす前頭連合野の役割

サルはこれからおいしい食べ物が貰える、という場合にはそれを「期待」することが知られている。また、エサが貰えることが期待できない場合には、「報酬がないことを予期する」という過程があることも明らかになっている。我々は「特定の報酬の期待」、あるいは「特定の報酬がないことの予期」に関係したニューロン活動がサル前頭連合野の背外側部と呼ばれる部位に存在することを明らかにしてきた。我々は次に、報酬により関係が深いと考えられる前頭眼窩野において調べたところ、この脳部位にも背外側部で見られたものと類似した報酬関連活動を見出した。サルには4試行を1つのブロックにして、ブロック内では常に一定の順序で報酬を与えた(基本課題)。この「報酬の順序」を変えるテスト課題で調べたところ、例えば基本課題ではブロック内の3番目の試行であるキャベツ試行でのみ活動変化を示した(キャベツを期待する活動を示した)前頭眼窩野ニューロンは、同じく3番目の試行で活動変化を示すことはなく、基本課題でキャベツの前に与えられていた報酬(ここではレーズンでありこれが何番目の試行で与えられたとしても)の試行の後で活動変化を示した。このことは、報酬としてキャベツを予測する活動は、「ブロック内で何番目か」という情報によってではなく、レーズン報酬の後にはキャベツ報酬があるという「報酬の与えられる順序」に関する情報に基づいて生じている事が明らかになった。前頭眼窩野は、動物が行動を起こす事により得られた結果から、つぎにどのような結果が得られるかを今までの経験(学習)に基づいて予測・期待する機能にも関与しており、この脳部位が動物の目標志向行動得に重要な役割を果たしていることが示唆された。
救急対応能力向上のための産業看護職の継続教育システムの構築

平成30年度は、平成29年度に実施した研修プログラムを実施して得た知識テストおよびアンケート調査の分析をおこない、研修プログラムの有用性を評価した。対象者は事業場に勤務する看護職59名(介入群:30名、待機群:29名)であった。介入群はベースライン調査e-ラーニング、研修、知識テスト3回、待機群はベースライン調査と知識テストを1回実施し、3か月後に両者にフォローアップ調査と知識テストを実施した。評価には、Kirkpatrick's four-level modelを用いレベル1(満足度)、レベル2(理解度)、レベル3(実践度)までを用いた。評価内容は、レベル1では研修内容についての興味、理解、職場で活用できるかなど010点のVisual Analogue Scale(VAS)法による29項目、レベル2では知識テスト22問、レベル3では救急体制に関する活動の有無15項目とした。その結果、研修の満足度(レベル1)は6.410.0点であった。知識テスト(レベル2)では、研修前の得点は介入群14.4点、待機群14.8点で有意差はなかった。3か月後の得点は、介入群18.9点、待機群16.0点で両者共に有意に上昇したが、介入群と待機群の間には有意差は認められなかった。3か月後の実践度(レベル3)では、介入群で「救急対応に必要物品の管理・見直し」「救急対応時の役割の見直し」を実施した割合が高かったが、待機群と有意差を認めるまでには至らなかった。以上のことから、研修プログラムの実施における一定の効果は得られたが、待機群においても効果が認められるため、今後考察を深めていく。本研究は、産業看護職の救急対応能力向上のために必要な能力を明らかにし、教育設計の手法の一つであるインストラクショナルデザインを用いて研修プログラムを開発し、その評価を行うことである。平成27年度では、産業看護職の救急対応時に必要な能力を明らかにし、コンピテンシーリストを作成することを目的に、経験年数10年以上の産業看護職を対象に、インタビューガイドを用いた半構造的インタビューを実施した。対象者は10名を予定し、3名のインタビューを終えたところである。現在、インタビュー調査と並行し、得られたデータの類似性に着目し救急対応の役割を分類し、産業看護職の役割を抽出している。追加採択であったため、研究開始が遅くなった。予定としていたグループインタビューから個別インタビューに変更し、情報収集と並行し、得られたデータから救急事態の対応に必要な産業看護職の役割を抽出できるよう進めている。平成28年度は、産業看護職10名のインタビューの結果から、救急対応における産業看護職のコアコンピテンシーを「生命の危機状態の判断と救急処置」、「緊急事態の発生予防・拡大防止に向けた予防活動」「緊急事態における倫理観とプロフェショナリズム」とし、コアコンピテンシー、コンピテンシーを検討した。平成29年度は、これらのコンピテンシーに対する研修プログラムの目標、教育内容、研修の方法を検討中である。また、研修開催に向けて、研究参加者の募集や研修会開催のための研究協力者の依頼をしている。研修会実施後には研修の有用性の評価を行うため、その評価方法についても検討中である。予定した10名からインタビューも終了し、その内容をまとめることができた。その結果から、研修プログラムの検討をしている。研修プログラムを評価するために、研修内容の検討、教材等の検討を行っている。研修日程も決定しその日程に向けて、準備中である。平成29年度は、これまでの研究結果から得られた産業看護職の救急対応におけるコンピテンシーに基づき作成した研修プログラムの有用性を評価した。産業看護職55名を対象に対象群(30名)と待機群(25名)に分け、平成29年10月平成30年2月に研修会を実施した。研修プログラムは、事前学習(e-ラーニング)と研修(対面学習)の組み合わで、研修前・直後・3か月後(対象群のみ)に知識テストとアンケトート調査を実施した。研修会は1日コースでBLS(Basic Life Support)の実技、講義(事前学習のe-ラーニングの補足)、2つのグループワークから構成し、終了後に、研修直後の知識テストとアンケートを実施した。その後、対象群のみ知識テストとアンケート調査(研修終了後3か月)を行った。研修プログラム実施の研修会の日時が予定より遅くなったため、得られたデータの解析までに至らなかった。

その結果、研修の満足度(レベル1)は6.410.0点であった。知識テスト(レベル2)では、研修前の得点は介入群14.4点、待機群14.8点で有意差はなかった。3か月後の得点は、介入群18.9点、待機群16.0点で両者共に有意に上昇したが、介入群と待機群の間には有意差は認められなかった。3か月後の実践度(レベル3)では、介入群で「救急対応に必要物品の管理・見直し」「救急対応時の役割の見直し」を実施した割合が高かったが、待機群と有意差を認めるまでには至らなかった。以上のことから、研修プログラムの実施における一定の効果は得られたが、待機群においても効果が認められるため、今後考察を深めていく。平成27年度予定のインタビュー調査を引き続き実施し、得られたデータから救急事態の対応に必要な産業看護職の役割を抽出し、コンピテンシーリストを作成する。コンピテンシーリストを基に、インストラクショナルデザインの手法を用いて研修プログラムを開発・設計する。コンピテンシーリストから教授カリキュラムマップを作成し、研修の目標を設定する。次に、教授カリキュラムマップの各項目に対しe-ラーニングのみの内容と対面授業(反転授業)が必要な内容に分け、それぞれの教育内容を検討する。さらに、e-ラーニングによる研修内容を評価するための、テストの内容を検討する。それぞれの内容に必要な教育媒体を検討し、既存の媒体と作成する媒体とに分け、教育媒体を入手または作成する。研修プログラムの検討と教材の検討、研修開催が同時進行であるため、検討事項が多くなるため、研究班会議のほかにメール等で情報交換を密に行い進めている。研修プログラムの実施は実行し、3か月後のフォローアップのデータも収集済みである。今後は得られたデータの分析をし、有用性について評価を行う。初年度(平成27年度)の予定であるインタビュー調査の開始が遅れ、すべての調査が終了していないため。e-ラーニング構築の費用を次年度に回したため。平成30年度に国際学会発表を予定しており、その費用にあてるため。初年度の予定であったすべてのインタビュー調査を行う。次年度の予定である研修プログラムの開発にむけ、e-ラーニングの準備(サーバー、プログラムの検討)、教材の準備をする。また、研究成果については、国内学会で発表を行い、論文としてまとめる。e-ラーニングシステムの構築を平成29年度に実施する。
生物的・非生物的ストレスと病害抵抗性のクロストークに関わるタンパク質因子の探索

生物的/非生物的ストレスのクロストークについて新たな知見を得るため、キュウリモザイクウイルス抵抗性タンパク質RCY1の相互作用因子を酵母ツーハイブリッド法により探索したところ、WRKY70が単離された。免疫共沈法によりその相互作用を確認した結果、RCY1全長タンパク質では確認できなかったが、CC-NBドメインとWRKY70の相互作用が確認された。また、wrky70欠損変異体では防御関連遺伝子PR1の発現減少とウイルス感染の促進が認められた。WRKY70は病害応答以外に非生物的ストレスにも重要な機能を持つため、RCY1との相互作用が生物的/非生物的ストレスのクロストークのキーとなる可能性がある。前年までに、キュウリモザイクウイルス黄斑系統[CMV(Y)]抵抗性タンパク質RCY1と相互作用するタンパク質を酵母ツーハイブリッド法によって探索し、候補遺伝子としてWRKY70を単離した。WRKY70は病害応答のみならず、乾燥ストレス等の非生物的ストレスにも重要な機能を持つことが示唆されているため、本年度は、RCY1-WRKY70相互作用の確認とRCY1によるCMV抵抗性シグナル伝達機構におけるWRKY70の機能解析を重点的に行った。まず、RCY1-WRKY70の相互作用を確認するためNicotiana benthamianaを用いアグロインフィールトレーションによって一過的に発現させたタンパク質について、免疫共沈による相互作用の検証を行った。その結果、全長RCY1タンパク質を用いた場合はWRKY70との相互作用は認められなかったが、CC-NBドメインのみを発現させた場合では相互作用が確認された。さらに、WRKY70の発現はCMV(Y)接種により誘導され、RCY1-HA/wrky70-1ではCMV(Y)接種後の過敏感細胞死や活性酸素生成には影響は認められなったが、RCY1-HAに比べ防御関連遺伝子PR1の発現が減少し、接種葉におけるウイルス増殖量が増加することが明らかとなった。以上により、WRKY70のRCY1シグナル伝達への関与が示唆された。本研究は、キュウリモザイクウイルス抵抗性タンパク質RCY1と相互作用する因子を探索し、その機能解析から生物的/非生物的ストレスのクロストークについて新たな知見を得ることを目的に行った。まず、Blue-native PAGEによるRCY1タンパク質複合体の検出を行ったところ、150200kDaのRCY1タンパク質複合体の存在が示唆された。さらに、免疫共沈によるRCY1相互作用因子の探索及びLC-MS/MSによるアミノ酸配列解析からDEAD-like helicase, RNA-metabolising metallo-beta-lactamase, Lipoxygenaseと相同性のあるタンパク質が候補として検出されたが、酵母Two-hybrid法(Y2H)などの解析からRCY1の相互作用因子ではないことが判明した(最終年度)。一方、Y2Hによる相互作用因子の探索からRCY1のCC-NBドメインと相互作用する候補因子として、WRKY70が単離された。そこで、Nicotiana benthamianaの一過的発現系を利用した免疫沈降によりRCY1-WRKY70相互作用の確認を行った結果、全長RCY1タンパク質とWRKY70の相互作用は認められないが、CC-NBドメインのみを用いた場合では相互作用が確認された。また、WRKY70の発現は抵抗性応答時に誘導され、wrky70欠損変異体では防御関連遺伝子PR1の発現減少に伴い、ウイルス増殖量が増加することが明らかとなった。以上により、特定の条件下においてRCY1とWRKY70が結合することで抵抗性シグナルが制御される可能性が示唆された。WRKY70は病害応答のみならず、乾燥ストレス等の非生物的ストレスにも重要な機能を持つことから、生物的/非生物的ストレスのクロストークのキーとなる可能性が考えられる。研究計画に従い、キュウリモザイクウイルス黄斑系統抵抗性遺伝子RCY1と相互作用するタンパク質を探索するため、(1)Blue-native PAGEによるRCY1タンパク質複合体の検出、(2)αHA-agarose beadsを用いた免疫共沈、(3)磁気分離システムを行った。(1)について可溶性タンパク質画分注のRCY1-HAタンパク質複合体は150200kDaと推定された。界面活性剤添加条件の検討の結果、0.1 % DDMを添加することでより、高分子の複合体として検出できることが分かった。そこで、この条件で(2)(3)により相互作用因子の単離を試みたが、相互作用因子は検出できず、免疫共沈反応中の相互作用因子の解離が推察された。そこで、研究が計画通り進まない場合の対応策に従い、酵母Two-hybrid法による相互作用因子の探索を行った。RCY1はCC-NB-LRR遺伝子であることから、BaitとしてCC-NBドメインを用いた場合に、植物の病害応答に関わることが知られているWRKY70等が単離された。

現在、WRKY70遺伝子のT-DNA挿入変異株を入手し、RCY1-HA導入形質転換体との交配を行っているところである。一方、非生物的ストレスに対する応答としては、RCY1-HA高発現体は低温・暗所処理に対して野生型に比べて弱い傾向があることが分かってきた。今後、本条件下におけるWRKY70の発現変動や変異体のCMV応答等の表現型を解析することで、シグナルのクロストークについての知見が得られると期待される。これまでの研究は、当初計画した通りには進まず、その対応策に従って進行している状況である。しかし、WRKY遺伝子は抵抗性遺伝子と相互作用する例も知られており、今後それらの知見と比較を行っていくことは病理学的にも意義がある。現在、当初の研究計画の通りには研究が進まなかったため、その対応策に従って研究を遂行している状況である。具体的には酵母ツーハイブリッドスクリーニングによってWRKY70を候補遺伝子として得た。そこで遅れを取り戻すべく、WRKY70のT-DNA変異体とRCY1-HAの交配や過剰発現体の作成を行っていたが、インキュベータの故障などが重なり、研究計画を延長することとなった。しかしながら、一方、新たに相互作用因子の候補を3種得ることができた。既にT-DNA挿入変異体の入手を行い、解析の準備に入っており、今後の解析により、相互作用が確認できれば、新たな展開が期待できると考えている。従って、現在の研究の達成度はやや遅れている状況であると判断した。これまでの研究は、当初計画した通りには進まず、その対応策に従って進行している状況であるため、当初の目標から考えれば達成度は低いと言わざるを得ない。しかしながら、その中でも、計画通りの対応策により、候補遺伝子を得ることができ、ある程度のリカバリーは達成できている状況と判断できる。従って、現在の遅延もなんとか取り戻せる程度と判断している。また、当初の計画においても、結果的に候補タンパク質の単離には至らなかったが、実験はほぼ計画通り行った結果であるので、一定の評価の対象となると考えている。実際、今後候補遺伝子を用いた相互作用の検証にはこれまでの条件検討等の知見が役に立つと考えている。さらには、非生物ストレスがRCY1-HA過剰発現体に与える影響について知見を得ることができ、今後の解析の足掛かりを得ることができたと考えている。酵母ツーハイブリッド法によって、RCY1相互作用因子の候補として単離したWRKY70について、過剰発現体についてCMV感染時の過敏感細胞死(HR)の有無、ウイルスの増殖の変化、活性酸素生成レベルの変化、Pathogensis-related protein (PRタンパク質)遺伝子の発現レベルの変動などの解析を行い、T-DNA挿入変異体の結果と合わせて考察する。また、T-DNA挿入変異体、過剰発現体を用いて、低温ストレス耐性への影響を解析する。