hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実験班では,4つの病院4人の医師からなるマッチング状況をネットワークで接続された計算機を用いた環境において,被験者を医師役として実験を行った.そこでは,現行のマッチング制度が導く特徴的な行動が実際にはどの程度選択されうるかを検証するために,意図的に少ない病院と少ない医師からなる状況を設定した.結果として,理論班の成果を被験者実験によって検証するために必要な実験の仕様を確定することができた.上記3班による研究成果はディスカッション・ペーパーとしてまとめられつつあり,評価の定まった査読付き国際会議での発表を許可されている.以上より,本研究はかなり順調に進展していいるといえる.2018年度には,まず,これまでの研究成果として,マッチングに関する実験結果を国内外の査読付き学会にて発表した.学校選択問題は医師と研修先病院のマッチングとまったく同じ構造を持っている.その実験では,被験者の認知能力と彼らへの情報の与え方によって,生徒の学校に対する割当の効率性にどのような差異が生じるかを計測した.この成果は,評価の定まった国際専門誌にて刊行することを目標に,英文校閲を含む原稿の精査を行っている最中であり,近日中の投稿を予定している.また,前年度までに収集したアンケートデータを整理し,医師と初期臨床研修先の病院のマッチングだけではなく,彼らのキャリア形成と医師の就職市場を含む分析を行うための基礎データセットの作成を進めている.次年度からは,これらの成果を基に,重層的なマッチングメカニズムの理論的考察を開始する.その取り組みの端緒として,2018年末には「マッチング理論の社会実装」に関するワークショップを開催し,国内外の参加者にご参加いたただき,多様な意見を拝聴する機会を得た.以上は全体の総括ではあるが,本研究の各班では次の成果が得られた.(1)2004年の初期臨床研修必修化によって,人口あたりの眼科医数の地域差にどのように変化したかを検証した.その結果、臨床研修必修化後は他の専門科に比べて眼科医の地域差は減少したことが判った.(2)マッチング市場において,市場構造が内生的に生じるようなモデルを定式化し,全ての経済主体が正直である部分完全均衡の主体特徴付けを行った.昨年度までに収集したデータには,初期研修後の医師のキャリア開発の観点からみて,医療機関と医師のマッチングに関わる重要な部分について欠落している調査項目があることが判ってきた.そのため,研究成果の公表自体についてはやや遅れ気味ではある.しかし,どのようなデータが必要であるかが明確になったため,今年度には,就職先医療機関に対する医師の選好に関するアンケート調査を実施し,データを追加収集する.実験については,研究成果の公表がなされており,ワークショップ開催による研究者の交流にも寄与している.
非アルコール性脂肪性肝炎の新たな予防戦略：血圧と栄養管理の重要性に関する研究

血圧正常(WKY)と高血圧ラット(SHRとSHRSP5/Dmcr)にHFC食を与え、NASH発症の違いを比較した。高血圧ラットには重度のNASHが観察されたが、血圧正常ラットは軽度の変化であった。高血圧動物ではHFC食摂取によりTGFβ/MAPKのシグナルの上昇がみられたが、Nrf2系のシグナルは抑制され、HO-1の発現上昇も抑えられた。SHRラットにHFCと降圧剤を併用し、NASH進展抑制効果を観察した。降圧剤介入はHFC食によるNASHを有意に低下させた。降圧剤はHFC誘導性の肝炎や線維化に関連した分子シグナルの上昇を抑制した。NASHの予防には脂質と血圧コントロールが必要である。自然高血圧易発症ラット(SHR)と高血圧であり、重度線維症進展ラット(SHRSP5/Dmcr)およびこれらの系統元であるが血圧正常ラット(WKY)にHFC食を8週間曝露し、肝臓の炎症・線維症の進展を病理学的、生化学的、分子生物学的(TNFα系、NF-κB系、MAPK系、TGFβ系、Keap1-Nrf2系)に検討した。病理学的には3系統肝に明らかな肝障害の程度の差が認められ、炎症・線維症共にSGRSP5/Dmcr>SHR>WKYであった。WKYでは他の2系統に見られたバルーニングや大脂肪滴および線維症の発現は軽度かほとんど観察されなかった。HFC食による3系統ラット肝臓の炎症シグナリングの影響にも、差異が認められるものと認められないものに大別された。WKY、SHR、SHRSP5/Dmcr3系統に差が認められないが上昇したのは血清のTNFα、肝臓のMAPK系の炎症関連因子であった。WKYに軽度か全く影響がみられないが、しかしSHRとSHRSP5/Dmcrに影響が認められたのはNF-κB系とKeap1-Nrf2系の炎症シグナリング系であった。前者は古典的な炎症系であり、後者は第II相の薬物代謝酵素のHO-1を介してビリルビンの生成に関連するものである。また炎症にかかわるTGFβ1は線維症発症にも関連しており、その発現がWKYでは全く増えないが、SHRとSHRSP5/Dmcrでは明らかに上昇していた。これらの炎症シグナリングへの影響の系統差が炎症や線維症、肝細胞のバルーニング変化等の病理的変化に関連していると解された。血圧の異なる3系統ラット(WKY、SHR、SHRSP5/Dmcr)にHFC食を与えた場合の炎症に関わる分子伝達経路の差異は判明した。血圧単独の影響(CYP7A1、Keap1-Nrf2)もある程度判明したが、血圧と高脂肪-高コレステロールの相互作用はまだ解明されていない。この解明は次年度の課題である。また、線維症進展への分子メカニズムの系統差はTGFβ1を解析したのみで、少し遅れている。これはポスドク雇用が7月であったため、少し実験の進捗が遅れていることに起因するが、解析は間もなく終了するので、問題ない。8週齢の高血圧自然発症ラット(SHR)を4群に分け、対照群、降圧剤のヒドララジン群、ヒドララジンに高脂肪ー高コレステロール食(HFC食)介入群(以下ヒドララジン介入群とする)およびHFC食群とした。16週齢で全群解剖し、血液と肝臓を採取した。血液は血清を分離し、肝臓は一部を病理用にホルマリン固定した残りを、それぞれー80°Cで実験まで保存した。ヒドララジンはHFC投与にかかわらず血圧を20%程度低下させた。ヒドララジン介入はHFC食による血清TNFαを有意に抑制したが、TGFβ値には影響を与えなかった。肝/体重比の増加や血清コレステロール値、ASTやALT,γGTP値の上昇も抑制した。病理的にはHFC食による脂質の蓄積と線維化の上昇を抑制した。HFCによる肝臓の線維性コラーゲン遺伝子(Col1a1)発現を明らかに抑制し、線維芽細胞に含まれるα平滑筋アクチン(αSMA)を抑制傾向にあった。HFC介入による胆汁酸合成(CYP7A1, CYP27A1,CYP8B1, CYP7B1のmRNA)・排泄(血中排泄のMRP3と胆管排泄のBSEPmRNA)・解毒(UGTとSULTのアイソザイムmRNA)にかかわる酵素やプロモーターの変化には影響を与えなかった。UGT2B7mRNAに関しては例外で、ヒドララジン介入はHFC食による低下を抑制していた。このアイソフォームは胆汁酸の解毒に関与しているので、今後UGT活性を測定して、ヒドララジンの胆汁酸解毒作用について考察する予定である。以上の結果は、血圧がNASH進展にかかわっていること、また、降圧剤介入はNASH予防に寄与すること、ヒドララジンの作用機序としてはTNFα下流の炎症シグナルに作用することが想定される。血圧を下げることがNASHの発症・進展を予防することを証明した。降圧剤としては、末梢血管拡張剤のヒドララジンが有効であった。降圧剤のメカニズムとして、TNFαを介した炎症シグナル伝達系にヒドララジンが作用し、NASH発症や進展予防することが明らかとなった。したがってHFC食と降圧剤介入のNASH発症・進展の相互作用のメカニズムを明らかにするという初期の目的は達成できたと考えている。

高血圧易自然発症ラット(SHR)に高脂肪ー高コレステロール食(HFC)と降圧剤(ヒドララジン)を併用し、降圧剤による肝炎・線維症進展抑制効果を観察した。降圧剤はSHRラットの血圧を3050mmhg下げた。降圧剤介入はHFC食による肝腫大、肝臓逸脱酵素(ALT、AST、GGT)の上昇、肝臓や血清の脂質(トリグリセライドとコレステロール)の増加を抑制した。病理的にはバルーニング細胞を減少させ、細胞線維化面積も減少させた。CD68抗体を用いた免疫染色を行ったところ、HFG食群の肝臓にはCD68陽性細胞が線維の周囲に集積していたが、降圧剤は明らかに陽性細胞を減少させた。HFC食群の血清TNFαは著しく上昇していたが、降圧剤はその上昇を著しく減少させた。一方、HFC食は血清TGFβも上昇させたが、降圧剤はその上昇を抑制することはなかった。HFC食は線維合成に関わるCol1A1や血小板由来成長因子(PDGFβR)、α平滑筋アクチン(αSMA)の肝臓での発現を上昇させたが、降圧剤はこれらの発現上昇を抑制した。HFC食は細胞外マトリックスである血清のメタロプロテアーゼインヒビター(TIMP1)やマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)の遺伝子発現を上昇させた。降圧剤はTIMP-1の発現上昇を抑制したが、MMPsに影響を与えることはなかった。このように、降圧剤のヒドララジンはHFC誘導性の肝炎・線維化を抑制(TBFα、CD68、Col1A1、PDGFβR、TIMP-1の発現上昇を抑制)することが明らかとなった。NASH予防には脂質制限も重要であるが、血圧コントロールも忘れてはならないことを示唆するデータである。血圧正常(WKY)と高血圧ラット(SHRとSHRSP5/Dmcr)にHFC食を与え、NASH発症の違いを比較した。高血圧ラットには重度のNASHが観察されたが、血圧正常ラットは軽度の変化であった。高血圧動物ではHFC食摂取によりTGFβ/MAPKのシグナルの上昇がみられたが、Nrf2系のシグナルは抑制され、HO-1の発現上昇も抑えられた。SHRラットにHFCと降圧剤を併用し、NASH進展抑制効果を観察した。降圧剤介入はHFC食によるNASHを有意に低下させた。降圧剤はHFC誘導性の肝炎や線維化に関連した分子シグナルの上昇を抑制した。NASHの予防には脂質と血圧コントロールが必要である。NASHは高血圧や高コレステロール食それぞれ単独では進展しない。降圧剤とHFC食、特に高コレステロールとの組み合わせによってNASHは進展するので、その相互作用についての解明に焦点を当てて研究する。この動物では胆汁酸の生成およびその解毒酵素(薬物代謝酵素の抱合酵素)発現がキーとなるので、降圧剤とコレステロールによって胆汁酸の生成および解毒がどのように修飾されるか明らかにする。第一に胆汁酸を現在開発中の方法で測定すること、第2に胆汁酸合成の主酵素CYP7A1やCYP27A1、また排泄にかかわるトランスポーター(MMP2やBSEP)、解毒であるUGT活性およびそのアイソフォーム(UGT1a3/4)およびSULTの発現と、これらのプロモーターであるCARやPXR等の核内受容体の発現、またNrf2の発現が抑制されているため、同じ薬物代謝酵素の抱合酵素であるHO-1を測定することにより、胆汁酸濃度との関連性を解明し、血圧とコレステロールの相互作用を解明していく。28年度の研究で、降圧剤ヒドララジン介入はTNFα系の炎症を抑制して、NASH発症・進展を予防することが明らかとなった。
糖脂質含有膜における強相関的な集合構造の動的制御と認識機能の解析

本研究では生体膜モデルである単分子膜を用いた糖脂質のドメイン構造の形成機構の要因である非共有結合について解析し、脂質膜構造と受容体機能との関連を解析する。これらの実験に基づいて、生体成分の吸着膜の構造制御と高機能化を達成する。さらに、糖鎖と類似の機能を有するペプチド脂質を開発し、糖脂質と同様に脂質膜構造の解析と機能評価を行う。スフィンゴ糖脂質を含んだ脂質組成の気-液界面単分子膜を作製した。単分子膜をマイカ基板などに累積して、脂質膜組成に依存したドメイン構造について原子間力顕微鏡(AFM)を用いて直接観察を行う。糖脂質含有膜をマイカ基板に累積し、気相中および溶液中でのAFMでの集合構造の観察を行ったところ、糖脂質とリン脂質が混ざり合っていないドメイン構造が観察された。そのドメインの形状やサイズは糖脂質やリン脂質の種類に依存していた。これにより、生体膜中においてもグリセロリン脂質とスフィンゴ糖脂質は混ざり合うことなく別々のドメインを形成している可能性を支持していた。糖鎖の認識はペプチドで置き換えることができる。インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA)は、宿主細胞の細胞膜のGM3やシアル化ルイスX等の糖脂質を受容体としている。ヘマグルチニンに結合できる糖鎖レプリカペプチドをライブラリーから検索し、インフルエンザウイルスを特異的に吸着する材料や抗ウイルス薬として利用することが期待できる。そこで、ファージライブラリー法を用いてH1型およびH3型ヘマグルチニンに特異的に結合するペプチドのセレクションを行った。これにより二つのヘマグルチニンに結合する共通のペプチド配列が得られた。得られたHAに結合性を有するペプチドをリポソーム表面に固定化したところ、両亜型のインフルエンザウイルスのMDCK細胞への感染を阻害することが見いだされた。
血管病発症におけるシグナル伝達機構の解明および分子標的治療法の探索

血管平滑筋の異常収縮である血管攣縮は、狭心症、心筋梗塞、脳血管障害などの急性発症で重篤な疾病を引き起こし、上記疾患の合計死亡数は、がんとほぼ並んで我が国の死因の第2位となり、突然死の主因として恐れられているにも拘らず、根本的な治療法が見つかっていない。本研究では新規分子創薬標的探索のため、血管攣縮シグナル『スフィンゴシルホスホリルコリン(SPC)→Fyn→Rhoキナーゼ(ROK)』経路中、プルダウンアッセイと質量分析計によりFyn下流に存在する新規分子paxillinを発見した。更に表面プラズモン共鳴法により、活性型Fynとpaxillinとの結合部位を同定した。本研究では、細胞接着斑タンパク質paxillinとFynとの相互作用の詳細、およびその相互作用の血管異常収縮制御機構への関与について、解明する。平成27年度にpaxillinとFynとの相互作用の詳細について、2分子の相互作用の部位および活性制御のメカニズムを分子レベルで解明した。平成27年度は以下の研究成果を得た。1. paxillinのN末端とC末端フラグメントを作成し、大腸菌の系で発現・精製した。3.表面プラズモン共鳴法により、活性型FynはpaxillinN末端と結合し、C末端と結合しないことを明らかにした。また、非活性型FynはpaxillinN末端とC末端ともに結合しないことがわかった。4. paxillinのリン酸化について、特異的部位チロシンリン酸化抗体でpaxillinのチロシンリン酸化を調べた。本研究では、細胞接着斑タンパク質paxillinとFynとの相互作用の詳細、および、その相互作用の血管異常収縮制御機構への関与について解明するという目的で、平成27年度は研究計画に沿って研究を遂行できている。具体的には、paxillinのフラグメントを作成し、大腸菌の系で発現と精製も成功した。活性型Fynと非活性型Fynもバキュロウイルス遺伝子発現ベクター系で発現・精製することも成功した。さらに分子レベルでpaxillinとFynとの相互作用の部位を解明した。以上の事より、本研究は概ね順調に進展していると評価した。脳卒中、狭心症、心筋梗塞などの血管病は、合計すると我が国死因の第2位であり、また、突然死の主原因となる致死的難病でもある。血管病治療の突破口を開くため、血管病発症におけるシグナル伝達機構の解明が必須である。本研究では、血管異常収縮の病的シグナル『SPC→Fyn→Rhoキナーゼ』経路の中、Fyn下流新規異常収縮シグナル分子として細胞接着斑タンパク質paxillinを発見した。平成28年度は下記の成果を得た。1.すでに、平成27年度にpaxillinのチロシンリン酸化の変化を調べた結果より、Fynによるpaxillinのチロシンのリン酸化が血管異常収縮に関与しているかを解明するため、paxillinのチロシンリン酸化部位の変異体の作成ができた。2.レンチウイルスを用いて、半永久paxillinノックダウンの血管平滑筋細胞を作成した。血管異常収縮の原因分子であるSPCで刺激して、血管平滑筋細胞収縮を観察、解析ができた。本研究課題について、細胞接着斑タンパク質paxillinとFynとの相互作用が血管異常収縮制御機構への関与を解明するため、まず、分子レベルでpaxillinとFynとの相互作用の部位及びFynによるpaxillinのチロシンのリン酸化を解明した。次に、細胞・組織・生体レベルでpaxillinとFynとの相互作用が血管平滑筋異常収縮に関与するかの証明が必要である。そのため、血管平滑筋細胞を用いて、paxillinをノックダウンし、SPCで刺激すると、収縮を抑制した。こちらの結果より、paxillinが細胞レベルで血管異常収縮に関与することが示唆された。血管平滑筋の異常収縮のメカニズムを解明するため、血管攣縮の病的シグナル『スフィンゴシルホスホリルコリン(SPC)→Fyn→Rhoキナーゼ(ROK)』経路の中、新規シグナル分子paxillinを同定した。本研究では、paxillinとFynとの相互作用の、血管攣縮への関与のメカニズムについて、2点を解明することを目的とする。1Fyn下流新規異常収縮シグナル分子としてpaxillinと、Fynとの相互作用の詳細の解明。2paxillinとFynとの相互作用の血管攣縮の制御機構への関与についての解明。本研究により、paxillinとFynとの相互作用の、血管攣縮への関与のメカニズムを解明すれば、その相互作用を阻害する分子治療薬を探索・開発し、血管攣縮治療の突破口を開く事ができる。

PaxillinとFynとの相互作用を解明するため、まず分子レベルで組換えタンパク質paxillinのフラグメント(大腸菌で発現・精製)と組換えFyn(バキュロウイルスの系で発現・精製)を用いて、表面プラズモン共鳴法による分子間の直接の相互作用解析によりpaxillinとFynの相互作用の部位を解明した。更に、細胞レベルでpaxillinフラグメント1と活性型Fynを同時に過剰発現し、免疫染色でpaxillinフラグメント1と活性型Fynとの細胞内の共局在したことが観察された。今後、生体レベルで血管平滑筋特異的paxillinコンディショナルノックアウト(paxillin CKO)マウスを用いて、paxillinと血管攣縮との関連および機序を解明したい。血管平滑筋の異常収縮である血管攣縮は、狭心症、心筋梗塞、脳血管障害などの急性発症で重篤な疾病を引き起こし、上記疾患の合計死亡数は、がんとほぼ並んで我が国の死因の第2位となり、突然死の主因として恐れられているにも拘らず、根本的な治療法が見つかっていない。本研究では新規分子創薬標的探索のため、血管攣縮シグナル『スフィンゴシルホスホリルコリン(SPC)→Fyn→Rhoキナーゼ(ROK)』経路中、プルダウンアッセイと質量分析計によりFyn下流に存在する新規分子paxillinを発見した。更に表面プラズモン共鳴法により、活性型Fynとpaxillinとの結合部位を同定した。今後、研究計画書の通りに、細胞・組織・生体レベルでpaxillinとFynとの相互作用が血管平滑筋異常収縮に関与するかを証明する。研究はほぼ順調に進行しており、現時点では問題点を見出していない。これから、研究計画の通りに、組織・生体レベルで機能解析を進めたい。分子細胞生理学本年度の実験内容に変更はなかったが、当初予定していた実験試薬の変更により、38,583円未使用額が生じた。本年度の実験内容に変更はなかったが、当初予定していた実験試薬の変更により、5,412円未使用額が生じた。この未使用額については、平成28年度の実験試薬の購入に充てる。この未使用額については、平成29年度の実験試薬の購入に充てる。
UAVリモートセンシングによる土砂災害地の即時地質判読

2018年度は研究実施計画に従い、液晶波長可変フィルタ(LCTF)カメラを無人航空機(UAV)に搭載し、野外で撮影を行った。カメラの重量が大きく、形状による重量バランスが不均質であるため、空撮を依頼する業者の探索に多くの時間を費やした。最終的に海外と国内において空撮会社を探すことに成功し、国内外でLCTFカメラを用いた空撮を実施することができた。海外では、セルビア共和国の銅鉱山やその周辺の河川沿いで、国内では奈良県香芝市の白い岩盤が露出する景勝地であるどんずるぼうで実施した。当初の予定では秋田県内の地すべり地で実施する予定であったが、業者の検索に時間を要したため、撮影時期には秋田県内に雪が積もり始めてしまっていた。そこで、気候、撮影条件、許可申請、アクセスなどを考慮してどんずるぼうを撮影地とした。セルビアではLCTFカメラで取得する際に携帯用分光分析計でスペクトル特性を採取し、さらに地表面物質を採取しその鉱物組成をXRD分析により実験室で求めた。どんずるぼうでは、試料採取の許可を得ていなかったため、画像の取得のみであったが、LCTFデータのほかに、可視画像、高精度GPSデータ、熱赤外データも併せて取得した。いずれも空撮および画像の取得は成功し、空撮会社との協力体制、今後の緊急時の依頼体制などが確立された。一方で、データは解析の途中である。その中で、セルビアでは高度150mで撮影したため、位置調整が困難であることが判明した。どんずるぼうではそれを受けて、50mの高さで撮影したため、位置調整が可能であり、今後の解析が期待できる。また、可視画像データからは高精度DSMを作成し、画像解析の基盤データとした。どんずるぼうで取得した熱赤外データは岩盤表面の熱分布を示すデータとして、今後応用可能であることが明らかとなった。UAVにLCTFカメラを搭載した空撮を実施するという計画についてはおおむね順調に進展しているが、地すべり地や土砂災害地においての撮影ができていない。これは、この手法がまだ確立していないため、実際の災害地で試すことが危険であると判断したためである。2018年度におおむね順調に空撮ができたため、今後は災害地において調査をしていきたい。一方で、データの解析が進んでいない。これは、LCTFカメラで得られるデータの処理には専門的な知識が必要であり、試行錯誤しながら実施しているためである。2019年度は最終年度であるため、これまでに取得したデータを解析し、成果として国内外で発表し、論文としてまとめていく予定である。また、可能であれば災害地において撮影をしたい。さらに、今後この手法を発展させていくために、UAV空撮業者や土砂災害関係の研究者たちとのネットワークを広げていきたい。土砂災害は地質に依存するため,発生後,迅速に地質を判読する必要がある.近年,立ち入り困難な災害地などで即時に調査できるため無人航空機(UAV)が災害研究に多く利用されている.このUAVに波長分解能が高いハイパースペクトルカメラを搭載した調査により,災害直後の地質判読調査は飛躍的に向上する.本研究では,ハイパースペクトルカメラと同等の波長分解能を持つ安価で軽量な液晶可変フィルタ(LCTF)カメラをUAVに搭載し,土砂災害の即時的な地質分布判読ができるシステムを構築し,災害調査法の発展に寄与することを目的とする.これまでUAVによる災害調査は可視領域の画像や動画取得が主であったが,LCTFカメラは可視領域および近赤領域の画像を高波長分解能で取得することが可能なため、地質判読ができるようになることが期待されている.H29年度はLCTFカメラの立ち上げと基礎データの蓄積を実施した.地表面から採取した土壌試料,標準的な粘土鉱物,岩石,その他標準試料や植生試料を収集し,LCTFカメラで撮影した.現在,実験室内において,撮影の際の取得波長に応じた露出時間,照度の関係を求める試験を実施している.また,撮影した画像は波長ごとに記録されるため,その画像のコンポジット方法や撮影中のずれに対する対応について検討している.一方で,実際のUAVに搭載したLCTFカメラによる画像取得へ向けて,UAVを屋内で飛行する試験を実施した.その際,UAV飛行中にLCTFカメラを操作するためのシステムの構築が必要であることが明らかになり,遠隔操作システムを構築した.また,斜面崩壊の調査対象地の検討を行い,秋田県の由利本荘市,大館市を候補地として現地調査を実施した.これらの方法論や応用・適応分野について秋田県内のイベントにおいて広く一般市民向けに情報発信を行った.2017年度は当初の予定どおり,LCTFカメラを用いた実験実験を実施した.また,2018年度に実施予定のLCTFカメラをUAVに搭載した斜面崩壊地の撮影場所の選定もできた.さらに,LCTFカメラをUAVに搭載して試験飛行できたことは予定よりも早い.しかしながら,LCTFカメラは汎用性のある市販のカメラとは異なり,その操作方法の検討や,得られた画像の処理方法に当初よりも作業が難航している.2018年度は研究実施計画に従い、液晶波長可変フィルタ(LCTF)カメラを無人航空機(UAV)に搭載し、野外で撮影を行った。

海外では、セルビア共和国の銅鉱山やその周辺の河川沿いで、国内では奈良県香芝市の白い岩盤が露出する景勝地であるどんずるぼうで実施した。当初の予定では秋田県内の地すべり地で実施する予定であったが、業者の検索に時間を要したため、撮影時期には秋田県内に雪が積もり始めてしまっていた。そこで、気候、撮影条件、許可申請、アクセスなどを考慮してどんずるぼうを撮影地とした。セルビアではLCTFカメラで取得する際に携帯用分光分析計でスペクトル特性を採取し、さらに地表面物質を採取しその鉱物組成をXRD分析により実験室で求めた。どんずるぼうでは、試料採取の許可を得ていなかったため、画像の取得のみであったが、LCTFデータのほかに、可視画像、高精度GPSデータ、熱赤外データも併せて取得した。いずれも空撮および画像の取得は成功し、空撮会社との協力体制、今後の緊急時の依頼体制などが確立された。一方で、データは解析の途中である。その中で、セルビアでは高度150mで撮影したため、位置調整が困難であることが判明した。どんずるぼうではそれを受けて、50mの高さで撮影したため、位置調整が可能であり、今後の解析が期待できる。また、可視画像データからは高精度DSMを作成し、画像解析の基盤データとした。どんずるぼうで取得した熱赤外データは岩盤表面の熱分布を示すデータとして、今後応用可能であることが明らかとなった。UAVにLCTFカメラを搭載した空撮を実施するという計画についてはおおむね順調に進展しているが、地すべり地や土砂災害地においての撮影ができていない。これは、この手法がまだ確立していないため、実際の災害地で試すことが危険であると判断したためである。2018年度におおむね順調に空撮ができたため、今後は災害地において調査をしていきたい。一方で、データの解析が進んでいない。これは、LCTFカメラで得られるデータの処理には専門的な知識が必要であり、試行錯誤しながら実施しているためである。2018年度は2017年度に決定した候補地において,UAVにLCTFカメラを搭載して斜面崩壊地の撮影を実施する.前半は,UAV飛行の許可申請や,斜面崩壊地以外の海外における撮影を予定している.海外における撮影において,これまで問題となっていた照度,露出時間,撮影時の波長間の画像のズレなどについて検討し,国内での撮影に備える.2019年度は最終年度であるため、これまでに取得したデータを解析し、成果として国内外で発表し、論文としてまとめていく予定である。また、可能であれば災害地において撮影をしたい。さらに、今後この手法を発展させていくために、UAV空撮業者や土砂災害関係の研究者たちとのネットワークを広げていきたい。実験室内での作業が増えたため,出張や野外調査が当初の予定よりも少なくなったため,次年度使用額が生じた.2018年度は2017年度にできなかった野外調査を実施する予定であるため,そのために次年度使用額を使用する予定である.これまで他の業務により、旅費の使用や謝金の使用に制限があった。そのため、予算申請時の計画に従った予算の執行ができず、次年度使用額が生じた。2019年度は、旅費使用の制限がなくなったため、成果の発表や、調査、研究打ち合わせや研究ネットワークの開拓などに使用していく予定である。
日影の身の男たち:戦後日本の軍隊,1945-2005

第二次世界大戦後、日本では、軍隊の役割及び「兵士」の意味が大きく変わった。「平和憲法」の制定、教育改革、また強い平和精神の定着により軍への支持は薄れていった。軍隊及び軍隊の理念は、20世紀の後半、世界中で、大きな不信感を持たれるようになったが、日本ほどこの傾向が強く、また永続的だった国はない。この研究は、「日本軍」の戦後の社会史に着目するにあたり、3つのテーマを提示する。第一に、帝国軍と自衛隊の間の組織的、思想的な連続性と断絶性である。第二に、米軍と自衛隊の対等でない同盟関係である。第三に、自衛隊と社会の関係である。自衛隊において目に見える大きな組織的な変化と目に見えない人事的あるいは思想的な連続性が存在したという視点は、今まで論じられてきた日本戦後の政治史と経済史とは異なった新たな歴史的文脈を提示するものと考えている。本研究実績として、自衛隊と米軍と地域社会との関係を探るために次の二つの研究手段をとった。第一に、自衛隊と米軍のやりとりを回顧録、口述歴史、また基地周辺地域でのインタビューによって見直した。この米軍のプレゼンスこそが、自衛隊の存在が不透明である理由の一つであると考えるからである。第二に、地域社会との関係を探る為に、北海道や他の地域で資料収集や隊員および自衛隊関係者とのインタビューを行った。半世紀の間、自衛隊は社会から敵意を受けることなく、関心を持たれず、殆ど尊敬されなかったのが実情であった。組織として、それに対して自衛隊はどういう対策を取ってきたか、また隊員はどういう経験をしてきたか調べた結果、特に災害援助と地域社会への貢献(札幌雪祭りなど)の経過に注目した。
レーザピーニングによる3D積層造形金属の疲労強度向上と表面欠陥の無害化

本研究では,最先端の表面改質技術であるレーザピーニング(LP)を適用することにより,3D積層造形した金属の疲労強度を向上するとともに,有害な表面欠陥を無害化し高信頼化する技術を構築する。まず,3D積層造形金属の疲労強度特性の評価を行った後,表面欠陥の無害化に対する最適なLP条件を見出す。続いて,LPによる無害化可能な表面寸法の解明を行うとともに,3D積層により生じた表面粗さと表面欠陥の無害化に挑戦する。さらに,3D積層造形材の疲労強度予測方法の構築を行う。これらの成果により,3D積層造形金属の大幅な信頼性向上を達成する。
航空機LiDARによる林内下層植生量推定手法の開発

近年水土保全機能や種多様性等の公益的機能増大を目的とした各種間伐事業が急速に行われているが、その有効性や課題を評価するためには、残存木だけでなく、間伐後の侵入・定着が期待される林床の下層植生量の把握が必要である。しかし、林床の下層植生量を広域的かつ迅速に評価する手法は皆無である。そのため、本研究では航空機LiDARによる林内下層植生量推定手法の開発を目指すものである。本年度は、三重県大台町総門山に設定した調査地を対象に航空機LiDAR観測を実施するとともに、対象地内40点において検証データの計測を実施した。また、あわせて現地調査における簡易下層植生被度計測手法について研究を行い、カメラ2台を利用した新たな計測手法について提案を行うとともに、その有効性についても明らかにした。最後に、林内下層植生の生育に関係すると考えられる林分諸量(平均樹高・林内光環境・葉面積指数)について、これまでに観測したLiDARデータ及び現地調査データを用い、その推定手法について検討を行った。その結果、本研究で提案する新たな解析手法("Top Surface解析手法")により、ほぼ自動で林分平均樹高が予測可能であるとともに、その解析により得られる指標は林内光環境・葉面積指数等と有意な相関関係にあり、林内下層植生の侵入及び生育に関係すると考えられる林内の光環境についても、航空機LiDARデータによる自動広域推定が可能であることが示唆された。これらの成果により、従来多大な労力と時間を要した林内光環境の広域マップの作成が、航空機LiDAR観測により短期間で作成可能になるものと考えられる。本年度は、三重県大台町内及び愛知県豊田市稲武町内の名古屋大学大学院生命農学研究科フィールド教育支援センター稲武フィールド内の調査地を対象に、航空機LiDAR観測データによる林内下層植生被度の推定及び林内下層状態によるレーザーパルス反射特性への影響について検討を行った。また、あわせて現地調査における簡易下層植生被度計測手法について研究を行い、カメラ2台を利用した新たな計測手法の推定精度についても検討をを行うとともに、新たに3Dカメラを利用した森林調査法についても、その有効性を検討した。その結果、本研究で提案する新たな解析手法("Top Surface解析手法")により算出した指標は、林内下層植生被度と相関性は高くないものの、有意な相関関係にあった。しかし、その関係を樹種タイプ別に比較した場合、有意な関係性は認められず、さらなる検討が必要であることが示唆された。そのため、新たに個々の照射レーザーの反射特性を詳細に検討し、従来考えられてきたフットプリントを前提とした反射特性の概念に関して新たな知見が得られた。また、カメラを利用した下層植生被度及び3Dカメラを利用した森林調査法においては、その簡易測定としての有効性を明らかにした。昨年度は、波形記録式航空機LiDARによる観測データのパルス振幅(PI)とパルス幅(PW)から算出されるパルス波形の面積(S)とセンサから反射位置までの距離(L:m)の関係を比較し、両者の関係がほぼS ∝L^-2の関係にあることを明らかにした。これにより、詳細なパルス波形面積の解析におけるLの影響を考慮した解析が必要であると考えられた。そこで今年度は、観測データによるLの影響を考慮した新たな指標を探索するとともに、それらの指標と林床状態の関係について比較検討した。まず、観測点を中心とする直径10mの仮想円形プロットを設定し、観測データをTop Surface解析手法により林冠パルスと林冠下部パルスに分離し、各林冠下部パルス反射位置までの平均距離(Lavg)を求めた。次に、各林冠下部パルスに対応するパルス波形を波形データから抽出し、各パルスの反射強度を(Lavg/L)^2を乗じて基準化した。さらに、抽出した各パルスのTop Surfaceからの標高差の最頻クラス以上を地面パルス(G)、それ未満を下層植生パルス(V)として分離し、それぞれのパルス波形最大反射強度(Pmax)及び波形積算反射強度(Sw)を算出し、下層植生被度(%)との関係を回帰分析により比較検討した単回帰分析の結果、下層植生被度(%)と有意な関係性が認められたのは、平均Sw(V)/Pmax(V)(決定係数=0.15)、平均Sw(G)/Pmax(G)(決定係数=0.32)、下層植生パルス数/全パルス数(決定係数=0.06)、ΣSw(V)/ΣSw(G)(決定係数=0.06)であった。さらに、全指標との重回帰分析(変数選択法)により得られた関係では決定係数は0.42となった。これらのように、高精度とは言えないが、広域的な下層植生被度の推定の可能性を示す重要な結果が得られたものと考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。
東南アジア熱帯におけるアリが介在した動植物６者共生系の多様性の進化

アリ植物オオバギ属は,多様な共生者(アリ・カイガラムシ)および寄生者(シジミチョウ・カメムシ・タマバエ・ナナフシ)と緊密な相互作用を持つ.本研究では,この系の著しい種多様化が,寄生者と共生者の対抗的な共進化によってもたらされたという仮説を,7者の系統多様化解析によって検証した.その結果,この7者系は,約2000万年前に起源した植物ーアリ共生が基盤となり,逐次的に他の群集メンバーが参入することで形成されたこと,および寄生者の寄主特異性が極めて高いことが明らかになった.これらの結果は,共生者と寄生者が対抗的な共進化を起こすことで種特異化がすすみ,それが系全体の多様化を促進したことを示唆する.アリ植物オオバギ属は,多様な共生者(アリ・カイガラムシ)および寄生者(シジミチョウ・カメムシ・タマバエ・ナナフシ)と緊密な相互作用を持つ.本研究では,この系の著しい種多様化が,寄生者と共生者の対抗的な共進化によってもたらされたという仮説を,7者の系統多様化解析によって検証した.その結果,この7者系は,約2000万年前に起源した植物ーアリ共生が基盤となり,逐次的に他の群集メンバーが参入することで形成されたこと,および寄生者の寄主特異性が極めて高いことが明らかになった.これらの結果は,共生者と寄生者が対抗的な共進化を起こすことで種特異化がすすみ,それが系全体の多様化を促進したことを示唆する.1.マレー半島の5地点において、熱帯雨林に生息するアリ植物オオバギ属の共生アリを83コロニー採集した、分析の結果、標高1000m以上の地点においては、共生系の維持に必須と考えられていたカイガラムシ類の生息が全く確認できなかった。このことから、高標高地においてはオオバギと共生アリの2者のみによる共生系が構築されていることが判明した。2.共生アリと同時に採集したオオバギ上の寄生昆虫(タマバエ、シジミチョウ、カスミカメムシ)のうち、カスミカメムシ20サンプルに関して飼育実験を行った。その結果、全ての個体がオオバギの生産する栄養体のみ摂食し、他のものを摂食しないことを確認した。この事から、オオバギ上に生息するカスミカメムシは栄養体を盗み取ることに特殊化した寄生者であることが判明した。3.アリ・カイガラムシ・シジミチョウ・タマバエに関して、系統間の遺伝的分化が検出可能な遺伝子マーカーの検索をおこなった。アリは3つの核遺伝子領域、カイガラムシは2つの核遺伝子領域,シジミチョウは3つの核遺伝子領域および3つのミトコンドリア遺伝子領域、タマバエは1つのミトコンドリア遺伝子領域をそれぞれ選定した。4.マレー半島とボルネオ島の13地点から採集したオオバギ共生アリ105コロニーからのサンプルを用いて、核DNAの3遺伝子領域(約1900bp)に基づく分子系統樹を作成した結果、ミトコンドリア系統樹との間で多くの不一致が認められた。核系統樹上の各単系統群は地理的分布域や寄主植物ごとにはまとまらず、寄主オオバギ種の幹表面形質(ワック分泌の有無)ごとにまとまることが明らかになった。1.マレー半島内の7地点において、熱帯雨林に生息するアリ植物オオバギ属の共生アリを132コロニー採集した。標高1000m前後がオオバギ属のアリ植物種の分布上限であること、標高にかかわらず寄生昆虫の生息が認められることが明らかになった。2.寄生昆虫(タマバエ科、シジミチョウ科、カスミカメムシ科)のうち、カスミカメムシ科についてはマレー半島から3種が認められた。ボルネオから得られた4種も含め、これらは全てヒョウタンカスミカメ属の新種であった。4.マレー半島とボルネオ島の13地点から採集したオオバギ共生アリについて、核DNAの8遺伝子領域(約3000bp)に基づく分子系統樹を作成した。ミトコンドリア系統樹とは多くの相違点が認められた。カイガラムシの核DNA系統樹を解析した結果、9つの系統に分かれ、それぞれの系統には単一のカイガラムシ種が対応していることが明らかになった。5.核マイクロサテライトマーカー5遺伝子座を用いて、ボルネオ島のLambir国立公園内において採集された99コロニーの共生アリの遺伝子型を決定しSTRUCTURE解析を行った。その結果、LambirのアリはmtDNA系統と大まかに一致する6つの遺伝的クラスターに分けられ、それぞれが高い寄主植物特異性を示すことが明らかになった。1)サンプリング:マレー半島の3地点(キャメロン、ゴンバック、タイピン)及びボルネオ島の1地点(ランビル)において、オオバギ属植物・アリ・カイガラムシ・シジミチョウ・カメムシ・タマバエのDNA標本を採集した。2)遺伝子マーカーの開発:以下の遺伝子マーカーを新たに開発した。アリ:2つの核遺伝子領域(UB、TOP)、シジミチョウ:2つのミトコンドリア遺伝子領域(CytB、ND5)、カメムシ:1つの核遺伝子領域(28S rDNA)3)分子系統樹の作成:カイガラムシの分子系統樹は9つの系統(種)に分かれ、それぞれの系統は特定グループのオオバギに対して寄主特異性を示すことが明らかになった。シジミチョウでは、2つの遺伝子部位を追加することによって、より頑健な系統樹を示すことに成功した。

カメムシの分子系統樹は8つの系統に分かれ、7新種からなることが判明した。カメムシは種毎に大まかに寄主オオバギ種を違えていることが明らかになった。タマバエの分子系統樹は6つの系統に分かれ、それぞれの系統は特定のオオバギグループに対して寄主特異性を示すことが明らかになった。また複数のタマバエ系統が1種のオオバギ種に寄生する場合があることも明らかになった。アリに関しては新規遺伝子を用いた系統解析が完了しておらず、今後の課題である.4)マイクロサテライト解析:アリのマイクロサテライト解析によって、今まで単一とされていたmtDNA系統が複数のクラスターに分化していること、および、それぞれが異なるオオバギ種群に対し高い特異性を示すことが明らかになった。1.アリ植物オオバギ属に寄生するカスミカメムシについて、これまで得られたサンプルの形態を精査した結果、7新種が含まれることが判明し、記載を行った(Nakatani et al. 2013)。次に8種(2未記載種を含む)38サンプルを用いて、核DNAおよびミトコンドリアDNAの2遺伝子領域(約1000bp)に基づく分子系統樹を作成したところ、古い年代に分岐したオオバギ種に寄生するカメムシ種の分岐は古い年代であることが判明した。さらにオオバギ寄生性カスミカメムシの起源年代は約2000万年前と算出され、アリ植物オオバギ属およびそれに共生するシリアゲアリ属の起源年代とほぼ一致した。2.核DNAのマイクロサテライト部位(5座位)を用いてボルネオ島に分布するアリ植物オオバギ属に共生するシリアゲアリ属の多型解析をおこなった結果、1)アリは6つの遺伝子型に分化していること、2)これらの遺伝子型は既存のmtDNA系統と一致すること、がそれぞれ示された。次にアリ遺伝子型間の交雑は約2%の頻度で起こっていたが、mtDNAの異種間浸透は起こっておらず、mtDNA系統樹の信憑性は高いことが示された。さらにマイクロサテライト解析によって新たに発見されたmtDNA系統内のサブグループが、特定のオオバギ種に対して高い種特異性を示すことが明らかになった。3.アリ植物オオバギ属に共生するカイガラムシ類の核DNA系統樹を作成した結果、カイガラムシは9つの核DNA系統に分かれ、それぞれの系統には単一のカイガラムシ形態種が対応した。カイガラムシ核DNA系統のオオバギ種に対する特異性は、カイガラムシmtDNA系統とオオバギ種の間で報告されていた特異性よりも高いことが示された。1.オオバギ属植物に共生するシリアゲアリ類について、マレー半島における分子系統地理解析、遺伝的多様性解析、および個体群統計学的解析をmtDNAのCOI遺伝子を用いて行なった。その結果、1)マレー半島に分布するアリは5つのmtDNA系統に分かれること、2)それぞれの系統は特徴的な地理分布、標高分布、および寄主植物選好性をもっていること、3)3つのアリ系統において、山岳域の遺伝的多様性が低地のそれよりも高く、この3系統において数十万年前に急激な個体数増加が起こったことがそれぞれ明らかになった。2.熱帯アジアの広域に分布する18種のオオバギから採集した共生シリアゲアリ類について、核DNAの9遺伝子(約5000bp)を用いて分子系統樹を作成した。この核DNA系統樹を先行研究のmtDNA系統樹と比較したところ、複数の不一致点が認められた。合着シミュレーション解析の結果などから、この不一致の要因は種間交雑の影響ではなく不完全な系統ソーティングであることが示唆された。
鳥類のZ,W性染色体の分子進化に関する遺伝子レベルの解析

ニワトリのZ,W染色体由来のゲノムDNAクローン、cDNAクローンをプローブとして分類学上広範囲の鳥類種の雌雄のゲノムDNAにハイブリッド形成させることによりZ,W染色体の進化上の保存性と種特異的性の両面を解析することを目的とした。本年度の研究概要は以下の通りである。1)Z染色体の2種の遺伝子IREBP(iron responsive element binding protein)とZOV3(卵巣特異的に発現する新規の免疫グロブリンスーパーファミリータンパク質)のcDNAクローニング、塩基配列決定、染色体上の局在部位決定を行った。これらのcDNAプローブを6目10種の鳥類の雌雄DNAにサザンハイブリダイゼーションさせた結果、いずれの場合もほぼ雄2:雌1の強度のシグナルが得られ、鳥類Z染色体の進化上の保存性が示唆された。2)Z染色体端部のヘテロクロマチンの構成反復DNA配列約13kbを含むゲノムクローンpCHZTH8を得た。この配列は明瞭な内部反復単位を含まず、約30kbを反復単位にするマクロサテライトと考えられる。この配列の一部にはキジ目に共通の部分があるが、大部分はGallus属特有で進化上新しく増幅した配列であることが分かった。3)W染色体由来のゲノムライブラリーからXhoI,EcoRIファミリー配列を含まない約300クローンを選んで、雌雄ゲノムDNAヘスロットブロットハイブリダイゼーションを行い、W染色体特異的非反復配列クローンCW01,CW50を得た。次に、これらをプローブとして雌ゲノムライブラリーを検索し、それぞれを含む約25kbずつの領域をカバーするクローン群を得た。CW01領域中の約0.6kb配列が調べた7目16種の鳥類の全てでW染色体上に保存されていた。CW50領域中にはCpGアイランドが存在した。現在、エキソントラップ法で両領域中のエキソン配列の検索を進めている。
高周期典型元素ラジカルの合成及び化学的特性と電子物性の解明

ラジカル種は分子内に不対電子を有する化学種として知られており、極めて高い反応性を示すことから、単離は困難とされてきた。しかし、ラジカル中心の立体的保護や、不対電子の非局在化により、その寿命が飛躍的に向上することが明らかにされている。これまでに合成・単離が行われてきた高周期14族元素ラジカルは、どれも環状のπ共役を有するラジカルであり、最も単純な非環状型ラジカルは報告されていなかった。これまで、ケイ素やゲルマニウム、及びスズを中心とするラジカルの合成を行ってきた。これらのラジカルは、どちらも平面構造をしていることを明らかにしている。さらに、電子移動型の酸化還元反応を行った結果、カチオン種・アニオン種が得られ、カチオン・ラジカル・アニオン間の電子状態の違いに起因する構造の変化に関して検討を行ってきた。さらに、ラジカル中心元素を13族元素であるアルミニウムやガリウムに変えた、14族元素ラジカルの等電子体であるアニオンラジカルを合成し、その分子構造の決定にも成功した。本研究では、これまでに得られたラジカルの知見を利用して、分子内に複数のラジカル中心を有するポリラジカルの合成について検討を行った。目的のポリラジカルの合成を指向して、アリール基を置換基に有するシリルラジカルの合成について検討を行った。ジシリル置換のジブロモシランに対し、様々なアリールリチウムを反応させ、ジシリル(アリール)置換ブロモシランを合成した。このブロモシランに対し、カリウムグラファイトを用いて対応するアニオン種を合成し、その単離や構造解析にも成功した。このようにして得られたアニオン種を1電子酸化することにより、対応するラジカルの合成にも成功した。しかし、ラジガル中心の立体的保護や、不対電子の非局在化により、その寿命が飛躍的に向上することが明らかにされている。これまで、ジブロモシランやジクロロゲルミレン・ジオキサン錯体とシリルナトリウムの反応により生じたアニオン種に1電子酸化を行い、対応するシリルラジカル・ゲルミルラジカルの合成を行ってきた。これらのラジカルは、どちらも平面構造をしていることをX線結晶構造解析とESRスペクトルによって明らかにしている。本研究では、中心元素をさらに高周期のスズに置き換えたスタンニルラジカルを合成し、その酸化・還元反応などについて検討した。スズ中心ラジカルは、ジエチルエーテル中ジクロロスタンニレン・ジオキサン錯体とシリルナトリウムとの反応により合成を行った。自的のスタンニルラジカルはヘキサンから再結晶を行い、燈色の柱状晶として得られた。このラジカルは、先に報告したシリルラジカル及びゲルミルラジカルと向様にスズ周りが完全平面構造をしており、不対電子をP軌道に収容したπ型のラジカルであることを明らかにした。このラジカルの1電子酸化反応により、対アニオンとの相互作用のないスタンニルカチオンの合成・単離にも成功した。また、アルカリ金属との還元反応によりアニオン種の合成にも成功しており、おのおのの化学種間での可逆的な変換が可能であることを明らかにした。これまで、ジブロモシランやジクロロゲルミレン及びジクロロスタンニレンのジオキサン錯体とシリルナトリウムの反応により生じたアニオン種に1電子酸化を行い、対応するシリル、ゲルミル、及びスタンニルラジカルの合成を行ってきた。本研究では、中心元素を13族元素であるアルミニウムやガリウムに置き換えたときに、同様の手法でラジカル種の合成が可能であるかについて検討を行った。三塩化アルミニウムや三塩化ガリウムとシリルナトリウムを、炭化水素溶媒中反応を行うと、アルミニウムやガリウム上にシリル基が3つ導入された中性化合物が得られた。これらをTHF中当量のカリウムミラーを用いて1電子還元を行うと、アルミニウム及びガリウムを中心元素とするアニオンラジカルが得られた。これらのアニオンラジカルは、X線結晶構造解析とESRスペクトルにより結晶中溶液中のどちらの条件でも平面構造をしていることを明らかにした。

しかし、ラジカル中心の立体的保護や、不対電子の非局在化により、その寿命が飛躍的に向上することが明らかにされている。これまでに合成・単離が行われてきた高周期14族元素ラジカルは、どれも環状のπ共役を有するラジカルであり、最も単純な非環状型ラジカルは報告されていなかった。これまで、ケイ素やゲルマニウム、及びスズを中心とするラジカルの合成を行ってきた。これらのラジカルは、どちらも平面構造をしていることを明らかにしている。さらに、電子移動型の酸化還元反応を行った結果、カチオン種・アニオン種が得られ、カチオン・ラジカル・アニオン間の電子状態の違いに起因する構造の変化に関して検討を行ってきた。さらに、ラジカル中心元素を13族元素であるアルミニウムやガリウムに変えた、14族元素ラジカルの等電子体であるアニオンラジカルを合成し、その分子構造の決定にも成功した。本研究では、これまでに得られたラジカルの知見を利用して、分子内に複数のラジカル中心を有するポリラジカルの合成について検討を行った。目的のポリラジカルの合成を指向して、アリール基を置換基に有するシリルラジカルの合成について検討を行った。ジシリル置換のジブロモシランに対し、様々なアリールリチウムを反応させ、ジシリル(アリール)置換ブロモシランを合成した。このブロモシランに対し、カリウムグラファイトを用いて対応するアニオン種を合成し、その単離や構造解析にも成功した。このようにして得られたアニオン種を1電子酸化することにより、対応するラジカルの合成にも成功した。
大正・昭和初期中等学校の学校紛擾と教育関係・教育文化に関する歴史社会学的研究

本研究は大正・昭和初期中等学校の学校紛擾に焦点をあて、当事者である生徒や教師の動機の理解から出発し、紛擾発生の要因を明らかにする。まず、新聞誌面の検索により、大正・昭和初期における学校紛擾事例の把捉と集計を試みる。続いて、大正・昭和初期紛擾の事例研究を実施する。その際、生徒・教師が直接記した日記や回顧録、自伝といった生活史的資料を収集・活用するとともに、学校関係資料を広く用いて、紛擾発生校の教育文化の特性を検証する。最後に、当時期における教師・生徒関係の特質を理論的に検討し、現代における教育関係の課題を相対化しうる視座を得ようと試みる。
細菌の多剤耐性化に関与するインテグラーゼの結晶構造と基質-酵素相互作用の解析

グラム陰性細菌において、プラスミド性の多剤耐性菌の出現は、薬剤耐性遺伝子の拡散という観点で臨床の現場で問題となっている。このプラスミド上には、薬剤耐性遺伝子の組み換え反応を触媒しているIntegron Integrase(IntI)をコードした遺伝子があり、IntIはプラスミド上に存在する薬剤耐性遺伝子を切り離し、転写活性を高めるためにプロモーター付近に組み込んだり、染色体に組み込む反応を触媒することで、多剤耐性菌の拡散が危惧される酵素である。本研究では、臨床において頻繁に単離されるIntI1を研究対象として、IntI1の精製を行い、X線結晶構造解析を含む物理化学的な手法を用いて、構造機能解析を行うことが目的である。また本研究は、プラスミド性多剤耐性菌の検出法開発において重要である。多剤耐性となったサルモネラ菌、病原性大腸菌などが海外のみならず日本で分離されており、それらの染色体、伝達性プラスミドに多数の薬剤耐性遺伝子を集積したインテグロン構造を有しているものが発見されている。インテグロン構造には、これらの遺伝子の切り取り、挿入を促進させる酵素インテグラーゼ(IntI)の遺伝子が必ず存在する。本研究は伝達性プラスミド上に存在し、細菌の多剤耐性化に関わるIntI1を研究対象として、X線結晶構造解析、物理化学的手法を用いて、原子レベルで基質-酵素認識機構を理解し、その結合力を数値化することで、その酵素の反応機構と基質認識機構を詳細に解明し、多剤耐性化による細菌の自然適応能力を理解することが目的である。平成19年度は、IntI1の大量発現系の構築と精製条件の検討を行った。N末端にHis-Tagを融合させるpET28aにIntI1遺伝子を組み込んだIntI1/pET28aは可溶化に成功しなかった。次に翻訳効率を高め、可溶化を促進させるpCold IIIにIntI1遺伝子を組み込んだところ、可溶化に成功した。しかしIntI1の分子量だけでは精製条件を検討するには難しいと判断し、N末端にHis-Tagを融合させるpColdIにIntI1遺伝子を組み込んだところ、IntI1を発現させた大腸菌BL21(DE3)の超音波破砕時にNaC1が含まれていると、IntI1は可溶化しないことがわかった。現在、IntI1の精製条件を検討中である。
RACプロテインキナーゼのPH領域を介した活性化機構に関する解析

RACプロテインキナーゼ(別名PKB、c-Akt)はそのアミノ末端側にプレックストリン相同(PH)領域を有するセリン/トレオニンキナーゼであり、活性触媒領域はプロテインキナーゼC(PKC)に類似している。近年、RACプロテインキナーゼは細胞増殖因子刺激に伴い活性化されたホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3-キナーゼ)により産生される、ある種のPI3リン酸により活性化されることが明らかにされた。我々は、この活性化とは異なるストレス刺激によるRACプロテインキナーゼの活性化機構の存在を明らかにした。すなわち、細胞を高温や高浸透圧条件で処理することによりRACプロテインキナーゼの活性上昇が認められ、また、高温による活性上昇はPI3-キナーゼの特異的阻害剤であるwortmanninにより阻害されず、PI3-キナーゼの働きに非依存的であることが示唆された。さらに、高温により活性化されたRACプロテインキナーゼを細胞より効率的に精製する系を確立し、種々セカンドメッセンジャー分子のRACプロテインキナーゼ活性に対する影響を解析した結果、PH領域結合能を有するPI(4,5)二リン酸が特異的にこの活性を阻害することを明らかにした。今後、細胞増殖因子およびストレス刺激による活性化はいずれもPH領域を必要とすることから、これらの活性制御機構の詳細を明らかにすることを目的とし、PH領域に相互作用する分子の同定などを含め解析を行っていく予定である。