hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非アルキメデス幾何と代数力学系とその周辺

これらに関して,中国・天津のチャーン研究所で行われたThe 6th East Asia Number Theory Conferenceや,ドイツ・レーゲンズブルグ大学で行われたThe conference Arakelov Geometry - Archimedean and Non-Archimedean Aspectsで講演の機会を得ることができた.2015年に同志社大学に移り,さまざまな業務の中で,どのように研究時間を確保するかが課題ではあるものの,研究実績の概要に述べたように,忠実トロピカル化について研究が進展したため.代数幾何の基本的な定理に,種数gの射影代数曲線Xとその上の直線束Lに対して,Lの次数が2g + 1上であれば,Lの大域切断によってXを射影空間に埋め込めるというものがある.また,その高次元化に随半束の大域切断を考えるものがある.本研究では,この古典的な定理の非アルキメデス幾何における類似を,京都大学の山木壱彦氏と共同で進めた.すなわち,非アルキメデス体上の種数g ≧2の射影代数曲線Xとその上の直線束Lに対し,Xの解析化空間の中にあるスケルトンが,Lの次数が3g-1以上であれば,大域切断によって整構造を保ったままトロピカル射影空間に埋め込めること(忠実トロピカル化)を示した.また随半束の大域切断を用いた高次元化も考え,代数幾何の藤田予想と関連していることを示した.平成29年度には,この方向で,トロピカル多様体上の直線束の正値性の概念について研究を進めた.また,力学系において,アフィン平面の自己同形写像にへノン写像とよばれる重要なクラスがある.本研究では,台湾のLiang-Chung Hsia氏と共同で,へノン写像の族を考え族の代数・数論的な性質を,unlikely intersectionの観点から調べた.この研究については,平成29年度の11月に行われたBIRS Workshop on Arithmetic and Complex Dynamicsで講演する機会を頂いた.また,Q-代数上に定義されたアフィン平面の2次の三角自己同形写像の逆写像の次数についての研究を行った.さらに,京都大学の吉川謙一氏と向井茂氏とボチャーズのΦ関数と終結式およびボチャーズのΦ関数と楕円j関数との関係について共同研究をするという機会に恵まれた.関連分野の数学者と議論をすることで,研究の進展を図りたい.2015年に同志社大学に移り,当初,科研費で購入する予定であった計算機などを,同志社大学の経費によって購入することができたため.次年度に参加したい海外での研究集会がありその旅費に当てるために,5万円弱を次年度に使うことにしたい.数学の研究においては,関連分野の数学者と議論することが重要である.関連する研究集会に参加して,他の参加者との議論をすることで,研究を進めたい.数学の研究では,関連分野の数学者との議論は非常に大切であり,関連する研究集会に参加して,他の参加者と議論することで,研究を進めたい.
高安全・安心なPlug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の開発

移動ロボットにとって,その自己位置姿勢を推定することは重要な共通基盤技術のうちの一つである.多種多様に存在する移動ロボットの自己位置姿勢推定に適切なセンサは,ロボットの種類,環境などに応じて,精度,確実性,経済性等を考慮し,専門的知識を有する設計者がセンサの選択・設置を行うと同時に,これらのセンサに適した推定アルゴリズムを個々に設計する必要があった.また,センサ特性や設置位置のキャリブレーション(校正)も必要であった.そこで本研究では次世代型のセンサフュージョンアルゴリズムとして,ユーザによるセンサの柔軟な選択・レイアウトを可能とする高安全・安心なPlug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の開発を行った.移動ロボットにとって,その自己位置姿勢を推定することは重要な共通基盤技術のうちの一つである.多種多様に存在する移動ロボットの自己位置姿勢推定に適切なセンサは,ロボットの種類,環境などに応じて,精度,確実性,経済性等を考慮し,専門的知識を有する設計者がセンサの選択・設置を行うと同時に,これらのセンサに適した推定アルゴリズムを個々に設計する必要があった.また,センサ特性や設置位置のキャリブレーション(校正)も必要であった.そこで本研究では次世代型のセンサフュージョンアルゴリズムとして,ユーザによるセンサの柔軟な選択・レイアウトを可能とする高安全・安心なPlug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の開発を行った.現在多種多様のロボットが開発され,様々な場所での利用が期待されている.このようなロボットが自律的もしくは半自律的に移動し,作業を行うためには様々な技術が必要となる.その中でもロボットの自己位置姿勢を推定することは重要な共通基盤技術のうちの一つである.多種多様のロボットの自己位置姿勢推定に適切なセンサは,ロボットの種類,環境などに依り様々なものが考えられる.このため精度,確実性,経済性等を考慮し,専門的知識を有する設計者がセンサの選択・設置を行うと同時に,これらのセンサに適した推定アルゴリズムを個々に設計する必要があった.また,センサ特性や設置位置のキャリブレーション(校正)も必要であった.このためユーザが使用環境に応じて柔軟にセンサを選択し,柔軟にレイアウトを変更することが極めて困難であるという問題があった.そこで本研究では次世代型のセンサフュージョンアルゴリズムとして,ユーザによる(1)センサの柔軟な選択・レイアウトを可能とする自己位置姿勢推定手法について研究を行い,前記推定手法に適応した,(2)センサ故障に対する自己診断機能の研究を行うことで,高安全・安心なPlug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の開発を行うことを目的とする.平成20年度は, RTK-GPS,慣性計測装置を導入し小型移動ロボットに設置し, A.センサのユニット化, B.二次元分散状態推定系の構築を行い, Plug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の基礎アルゴリズムを構築した.現在多種多様のロボットが開発され,様々な場所での利用が期待されている.このようなロボットが自律的もしくは半自律的に移動し,作業を行うためには様々な技術が必要となる.その中でもロボットの自己位置姿勢を推定することは重要な共通基盤技術のうちの一つである.多種多様のロボットの自己位置姿勢推定に適切なセンサは,ロボットの種類,環境などに依り様々なものが考えられる.このため精度,確実性,経済性等を考慮し,専門的知識を有する設計者がセンサの選択・設置を行うと同時に,これらのセンサに適した推定アルゴリズムを個々に設計する必要があった.また,センサ特性や設置位置のキャリブレーション(校正)も必要であった.このためユーザが使用環境に応じて柔軟にセンサを選択し,柔軟にレイアウトを変更することが極めて困難であるという問題があった.そこで本研究では次世代型のセンサフユージョンアルゴリズムとして,ユーザによる(1)センサの柔軟な選択・レイアウトを可能とする自己位置姿勢推定手法について研究を行い,前記推定手法に適応した,(2)センサ故障に対する自己診断機能の研究を行うことで,高安全・安心なPlug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の開発を行うことを目的とする.平成21年度は,前年度構築した二次元分散状態推定系を基礎とし,3次元分散状態推定形への拡張を行った.また,センサパラメータの自動校正系を構築し,実験を行った.その結果センサパラメータの自動校正に関して,基本的な有効性を確認することができた.一方,複雑なセンサパラメータを有する場合,更なる検討課題が存在することも確認された.移動ロボットにとって,その自己位置姿勢を推定することは重要な共通基盤技術のうちの一つである,多種多様に存在する移動ロボットの自己位置姿勢推定に適切なセンサは,ロボットの種類,環境などに応じて,精度,確実性,経済性等を考慮し,専門的知識を有する設計者がセンサの選択・設置を行うと同時に,これらのセンサに適した推定アルゴリズムを個々に設計する必要があった.また,センサ特性や設置位置のキャリブレーション(校正)も必要であった。そこで本研究では次世代型のセンサフュージョンアルゴリズムとして,ユーザによる(1)センサの柔軟な選択・レイアウトを可能とする自己位置姿勢推定手法および,(2)センサ故障に対する自己診断機能の研究を行うことで,高安全・安心なPlug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の開発を行った.

具体的には,RTK-GPS,ジャイロ,磁気センサ,加速度計,車輪回転速度計を搭載したPWS方式で駆動可能な車輪型移動ロボットを対象として,Plug-and-Play型自己位置姿勢推定手法の開発を行った.本アルゴリズムでは各センサを,計算機を持ったセンサユニットとして取り扱い,各センサユニットでは各々のセンサパラメータと自己位置姿勢を推定する.そして,センサユニットはネットワークにより接続され,それぞれの自己位置姿勢推定量をお互いに情報交換する.そして,分散型状態推定法の1つであるCovariance Intersection法に基づきセンサ情報を融合する.これによって,ユーザはセンサの種類や数に依らず自由にセンサを選択することが可能となる.また,センサパラメータが各ユニット内で自動的に推定されるため,柔軟にセンサを設置することが可能となる.そして実験の結果,従来手法である中央集中型の自己位置推定手法であるカルマンフィルタと比較すると約1割2割程度推定精度が劣化するものの,Plug-and-Play型自己位置姿勢推定手法により各センサ情報を融合することで,各センサの精度に対して十分に高い精度で自己位置を推定可能であることが確認された.
伝統的木造建築の振動特性に関する研究

1.本研究課題に関する成果の国内での発表論文標題『伝統的木造建築物の振動特性その7。清水寺仁王門と南禅寺三門の常時微動測定その8。荷重変形関係と固有振動数の推定』として、1998年9月、1999年9月に日本建築学会大会(九州)(中国)にて発表を行い、建築学会大会学術講演梗概集に掲載した。その7。は伝統的木造建築物の振動特性の把握に資することを目的として、寺院の門の常時微動測定を行った結果についてまとめたものである。その8。は荷量変形関係の評価の妥当性と、耐震診断における常時微動測定の有効性を検討するため、寺院建築5棟について荷重変形関係及び固有振動数の推定を行い、常時微動測定結果と比較した結果をまとめたものである。2.本研究課題に関する成果の外国での発表1.本研究課題に関する成果の国内での発表論文標題『伝統的木造建築物の振動特性その7。その7。その8。2.本研究課題に関する成果の外国での発表1.既存の研究に関する文献調査を行うとともに、構造安定性についての計算方法の検討を行った。また、測定対象建築物に関する構造的なデータの収集と整理を行い、測定項目、測定方法、データ処理方法など測定における方法論を検討した。2.本研究課題に関する成果の国内での発表論文標題『伝統的木造建築物の振動特性その7。清水寺仁王門と南禅寺三門の常時微動測定』として、1998年9月に日本建築学会大会(九州)にて発表を行い、建築学会大会学術講演梗概集に掲載した。伝統的木造建造物の振動特性の把握に資することを目的として、寺院の門の常時微動測定を行い、固有振動数、振動モード、減衰定数などの諸性状を求めた結果をまとめたものである。3.本研究課題に関する成果の外国での発表1.既存の研究に関する文献調査を行うとともに、構造安定性についての計算方法の検討を行った。2.本研究課題に関する成果の国内での発表論文標題『伝統的木造建築物の振動特性その8.荷重変形関係と固有振動数の推定』として、1999年9月に日本建築学会大会(中国)にて発表を行い、建築学会大会学術講演梗概集に掲載した。伝統的木造建築物の振動特性の把握に資することを目的として、荷重変形関係の評価の妥当性と、耐震診断における常時微動測定の有効性を検討するため、寺院建築5棟について荷重変形関係及び固有振動数の推定を行い、常時微動測定結果と比較した結果をまとめたものである。3.本研究課題に関する成果の外国での発表論文標題『NON-DESTRUCTIVE DIAGNOSIS FOR JAPANESE TRADIT10NAL TIMBER BUILDINGS(日本の伝統的木造建築物の非破壊診断方法)』として、1999年9月に1^<st>RILEM Symposium on TIMBER ENGINEERING : Stockholm、Sweden(第1回RILEM木質構造シンポジューム:スウエーデン・ストックホルム)にて発表を行い、PROCEEDINGSに掲載した。日本の伝統的木造建築物(東大寺転害門・薬師寺東院堂・法隆寺大講堂・法隆寺中門・法隆寺金堂・南禅寺三門・薬師寺東塔・西塔・法隆寺五重塔)について荷重変形関係の評価の妥当性と、耐震診断における常時微動測定の有効性を検討し、計算値と実測値との比較を行ったものである。
遠隔添削指導のための環境共有支援システムの構築

一般に,大学などの教育機関における添削指導では,先生と生徒が時間と場所を合わせ,添削文書に対してペンを用いて直接指導する必要があり,スケジュール管理が困難であった.そこで本研究課題では,先生と生徒が遠隔地にいるような状況でもスムーズに添削指導が可能となるシステムの構築を目指して,先生と生徒が互いの様子を確認しつつ添削文書に対するペンによる指導の様子を遠隔地間で共有する手法を提案した.一般に,大学などの教育機関における添削指導では,先生と生徒が時間と場所を合わせ,添削文書に対してペンを用いて直接指導する必要があり,スケジュール管理が困難であった.そこで本研究課題では,先生と生徒が遠隔地にいるような状況でもスムーズに添削指導が可能となるシステムの構築を目指して,先生と生徒が互いの様子を確認しつつ添削文書に対するペンによる指導の様子を遠隔地間で共有する手法を提案した.本年度は,環境共有支援システムを実現するための基本的な3つのソフトウェアモジュールの作成を行った.アイコンタクト映像生成モジュールでは,モニタの上部に設置したカメラで,モニタの前に座った人物のバストショットを撮影した画像を扱う.撮影された顔領域は,カメラの方向を向いていないので,画像上の顔の領域の位置を検出し,相対的にカメラに近い頭頂部を小さく,顎部を大きくするような変換を施すことによって,正面顔画像を生成する.このままだと瞳がカメラを睨んでいるように変換されてしまうので,さらに,顔における瞳の領域を検出し,カメラの方向を向くように変換することによって自然な正面顔を生成する.添削対象文書のリアルタイム撮影記録用モジュールでは,高解像度カメラを机の天板の上に光軸を真下に向けて設置し,机上を常に観測する.机の上に文書が置かれた瞬間に輝度値が大きく変化し,かつしばらくすると変化量が小さくなることを利用して,机上に紙文書が置かれたタイミングを判断して,その時点での文書画像をビットマップ形式で記録する.添削情報の構造化情報付き記録・提示用モジュールでは,大型の液晶ペンタブレットに文書画像全体を表示し,その上から記入される赤ペン入力の入力情報を獲得する.入力情報は,ペン使用時,消しゴム利用時ともに,記述される文書番号,文書の左上を頂点とする(x,y)座標,記述された時刻,である.これらの3つのソフトウェアモジュールの作成によって,遠隔添削指導の環境の共有を支援するシステムの基本的な機能を構築した.遠隔添削指導においては,文書上の添削情報のみを伝達すればよいというのではなく,指導する側と指導を受ける側の間で,身振り,姿勢,音声,会話の間などが共有可能な環境が重要である.本年度は,添削指導環境の共有を実現するために,前年度に構築した3つのソフトウェアモジュール(アイコンタクト映像生成モジュール,添削対象文書のリアルタイム撮影記録モジュール,添削情報の構造化情報付き記録・提示用モジュール)を組み合わせた統合システムを構築した.この実現のために,まず,指導者側及び学生側の高品位映像を,ネットワークを通して送受信するシステムを構築し,指導者と学生の映像を互いに共有することによって臨場感のある遠隔コミュニケーション環境を構築した.さらに,互いの様子を映像で確認するだけでなく,添削文書も同時に液晶ペンタブレット上に表示し,直接記入可能とすることによって,互いの様子を確認しつつ添削指導が可能なインタフェースを構築した.添削文書に対する添削方法としては,一般的な添削方法である,線の記入やどの部分について議論しているのかを表すポインタ情報だけでなく,電子的な入力手段の特長を生かして,添削対象箇所に対するアンダーラインの描画や囲み操作に応じた自動強調表示を行うことによる議論対象の明確化や,消し線操作による不要文字列の消去機能などの支援機能を追加した.構築したシステムを実際に使用し,添削文書の共有だけではなく,互いの状況を確認しながらの添削指導という環境が,直接対面ではない遠隔添削の状況でも,添削しやすく,コミュニケーションが円滑に行え,自分の意見を相手に伝えやすかったという評価が得られた.
身体反応が意思決定を修飾する神経メカニズム

1.モデルフリー方略とモデルベース方略を扱う意思決定課題と計算論モデルについて、先行研究の問題点を検討し、より洗練された新たな課題とモデルを作成し提唱した。この成果は、国際的な学術ジャーナルに論文として発表した。2.モデルフリー方略とモデルベース方略、およびそこへの身体反応の関与、の神経基盤として島皮質、線条体、前頭前皮質を関心部位として考え、それらの脳部位の機能が意思決定方略に及ぼす影響を検討するため、MRSと安静時fMRIによる神経画像法が有効であるという示唆を得た。そこで本年度には、これらの技法により神経画像を撮像し、計算論モデルにより推定した意思決定のパラメータとの関連を探索すべく、少数事例(N=6)を対象とした予備実験を行った。その結果、特に島皮質の機能はさまざまな意思決定パラメータと関連を有するという示唆を得た。平成30年度前半には、この研究の本実験を開始する。3.モデルフリー方略とモデルベース方略、およびそこへの身体反応の関与を、より精緻な時間スケールで検討するために、課題遂行中の脳波と各種の生理的反応を同時計測し、それらの多数の指標の振る舞いを階層的計算論モデルで記述する研究の計画を立案し、その準備を行った。この実験は、平成30年度前半に開始する。4.島皮質を中心とする脳と身体の機能が意思決定に関与する概念的モデルとして、現在認知神経科学において優勢となりつつある予測的符号化に基づいたモデルを考案し、総説論文として学術的ジャーナルに発表した。本研究の肝である、モデルフリー方略とモデルベース方略を扱う意思決定課題と計算論モデルについて最新かつ重要な知見を得ることができ、論文として公刊することができた。残りの期間中、これらの実験パラダイムを利用することができる。MRSと安静時fMRIという新しい神経画像の組み合わせについて予備実験を行い、有望な知見を得ることができた。空間分解脳を重視した神経画像に対し、脳波は時間分解能に優れた技法である。これらを組み合わせることで、本研究の知見はより豊かになると期待される。脳波を用いた実験の環境を整え、研究計画を立案できたので、平成30年度前半には実験を開始することができる。平成30年度には、意思決定課題と計算論モデルについてさらにデータを蓄積し、関与すると考えられるあらゆるパラメータの影響力を精査し、モデルを完成させる。その上で、MRSと安静時fMRIにより神経画像を撮像すると共に、それらの課題により意思決定のパラメータを推定し、モデルフリー方略とモデルベース方略の神経基盤を同定する。さらに、同様な課題を遂行している間に脳波と各種の生理的反応を同時計測し、モデルフリー方略とモデルベース方略への脳と身体の機能的関連を、リアルタイムに可視化することを目指す。
エビデンスに基づく危険行動予防プログラムのフレーム構築

本研究の目的は,エビデンスに基づく青少年の危険行動予防のフレームワークを構築することである。まず,危険行動に関わるレジリエンスや発達的アセッツを含む先行研究を検討した。次に青少年を対象として,レジリエンスと危険行動の関係,内的・外的アセッツを調査した。この調査は中学生,高校生を対象とした無記名式質問紙調査である。その結果,地域,家庭,友人などの外的要因が危険行動と強く関連があることが明らかになった。最後にこの調査を踏まえて,危険行動予防のフレームワークを提案し,今後の研究の課題について提言を行った。本研究は近年、その深刻度が増している青少年の危険行動の予防教育に実効性が期待できるプログラムの枠組みを提示しようとするものである。これまで行われてきているこの種の研究では青少年の危険行動に影響する要因を単一的に捉えているものが多く、これでは思春期の子どもの行動を考察するには全く不十分と言える。筆者らは青少年の行動要因はいくつもの要因が関与することと年齢によりその関与の程度の差を前提に考えて研究を進めている。今回、これまでのデータに加えて危険行動発現の要因をより明らかにすべく補足的な調査を計画・実施した。熊本大学及び東京学芸大学において研究会を開催して危険行動関連要因には規範意識、社会的マナー、センセーション・シーキング、レジリエンスなどを欠かせない項目として取り入れ一方、危険行動としては飲酒・喫煙を始めとして大麻・薬物使用、暴力、携帯電話の使用法などを取り上げて質問紙を作成した。質問紙調査は地方中核都市の中学校5校、600名、高校2校、640名を対象に本年、2月から3月にかけて実施した。平成21年度にはこの調査結果の分析を行い、その結果については11月に開催される日本学校保健学会において発表の予定である。また、この結果に基づき危険行動関連要因コントロールを目指した中・高校生対象の小規模な介入も予定している。21年度は,前年度までの調査の結果の分析を行った。この調査はCalifornia Healthy Kids調査をベースにし,中高生の危険行動,そしてレジリエンスを測定するアセッツ(Developing Assets)との関連を明らかにすることを目的としたものである。分析結果は以下の通りである。危険行動の中で飲酒,喫煙,暴力等の触法行為に関連しているアセッツの数は高校生より中学生に多くみられた。触法行為に関連しているアセッツは内的アセッツより外的アセッツに多くみられた。内的アセッツのうち,「積極的参加」「問題解決」「自己効力感」では、中高生ともに触法行為との関連はみられなかったが,「将来の展望」は中高生ともに触法行為と日常生活の危険行動に関連が多くみられた。その結果,危険行動と外的アセッツ(学校・家族)との関連が比較的強いこと,内的アセッツでは「将来の展望」との関連がみられた。予防教育プログラムの構築にあたり,生徒個人の知識や態度への働きかけだけではなく,周囲の環境(外的アセッツ)とどう関わるかについて学習する必要性が明らかになった。なお分析と平行して,調査結果に基づいて予防教育プログラムの構築を進めた。将来の展望を含む生徒のキャリア形成に関わる内容,さらに周囲の環境と関わって規範意識の形成などが教育内容として必要と考えられた。平成22年度は、20、21年度に実施した中学生・高校生を対象とした危険行動および関連要因に関する調査結果をもとに、危険行動予防教育のためのフレームを構築することを目的とした。この調査では、外的アセッツでは家族や友人の要因が危険行動と関連していること、内的アセッツでは将来の展望と危険行動との関連が明らかになった。近年の危険行動研究の動向では、環境や個人のポジティブな側面すなわち防護要因を重視する考え方が主流になりつつあり、本研究の結果もこれを支持するものであった。これらのエビデンスを基に予防教育を考えるならば、危険行動を誘発するリスク要因よりもむしろ、外的および内的アセッツによって示される危険行動の防護要因を促進することによって、青少年のレジリエンスを高め、その結果として危険行動を防止することになる。すなわちこれがレジリエンスもしくはストレングスに基づく危険行動予防の基本的なフレームとしてとらえることができる。研究課題としては、防御要因に関する概念構造が不確定である点や、使用される専門用語が未整理であることがまず挙げられる。また友人との関係のような環境要因は、危険行動を抑制する半面、逆に促進したりすることもありえるため、慎重な働きかけが必要である。さらに個人的な要因に働きかけるだけでは長期的な効果は期待できないため、環境要因の改善を土台として、個人的要因への教育を推進するのが効果的であると考えられる。
長期的餌資源制限がニホンジカの生活史特性に及ぼすフィードバック効果の解明

洞爺湖中島のエゾシカ個体群は、2度の爆発的増加と崩壊を繰り返して、植生に不可逆的な変化をもたらせた。その後落葉に周年依存するようになり、2008-2012年の間、高い生息密度(4559頭/km^2)を維持していた。落葉はかつての主要な餌であったササよりも栄養価は低いが、生命・体重の維持を可能とする代替餌として重要であり、栄養学的環境収容力の観点から高密度を維持することが可能な餌資源であることが明らかになった。1.個体数のモニタリング主要な餌として周年落葉に周年依存している洞爺湖中島において、冬季の全数カウントを2010年3月に実施したところ、306頭(58.8頭/km^2)であり、前年2009年3月の252頭(48.5頭/km^2)に比較して1.2倍に増加した。2009年秋季の100雌当たりの子の数も41.8頭と高い値を示し、2008年以降、極度な餌資源制限にもかかわらず増加期型の個体群に転じている。成獣雌14頭に電波発信器(VHF10頭、GPS4頭)を装着し、生存の確認を行ったところ、1頭が秋季に死亡したが、残りの13頭は生存している。2.餌の利用可能量と土地利用の年代的変化植生について、中央草原の小型草本群落における現存量は、1994年と比較すると、減少している傾向がうかがえ、高い採食圧が継続していることが考えられた。木本層については、防鹿柵内では、18種、237本/0.1haの新規加入個体を確認した。3.落葉の量的評価と落葉による環境収容力調査落葉の採食試験を洞爺湖中島で実施したところ、窒素含有量を多く含むものを選択していることが示唆された。夏季に実施した飼育下での落葉の採食実験によると、同等の栄養価をもつ牧草の6割から9割の採食量であり、夏季の食物として落葉は高い価値があることが明らかになった。4.代表的な寄生虫・感染症について13例の末梢血を材料に、紅斑熱群リケッチアDNAを検出する2種類のプライマーによる検索を行ったところ、すべて陰性であった。同個体群においては、既にRickettsia helveticaのDNAが確認されてはいるが、その感染率は必ずしも高くはないことが示唆された。1.個体数のモニタリング:個体群増加率は、2005年以降11.5%となり二度目の増加にあたる1986-2001年の7.8%よりも高い増加率を示している。2.餌の利用可能量と土地利用の年代的変化:夏期の森林における利用可能量(シカの採食高内の嗜好植物のバイオマス)は島内平均12.9kg/haで、不嗜好植物を含む生物体量の1.3%のみであった。夏の落葉量91.2kg/ha/月や年間落葉量2,260kg/haと比較しても極めて少なく、1994年の前回調査時から強い採食圧が継続している。GPS装着個体は周年落葉広葉樹を利用しており、落葉への依存が高いことが示唆された。3.落葉の評価:代替の餌として、落葉が1年を通して利用されていた。不嗜好植物のハンゴンソウは葉が枯れると採食され始めた。4.生活史特性:2009年と2010年に電波発信機を装着した成獣メス28頭のうち2年間で2頭の死亡(7.1%)が確認された。自然死亡個体の標本作製と既存標本のデータベースの作成を行った。5.抗体疫学的調査:洞爺湖中島にて捕獲した13個体の抹消血で紅班熱群リケッチアDNAの検出を試みたが陽性個体は確認されなかった。したがって平成22年度の研究では、「閉鎖系個体群においては個体レベルで病原体の集積が発生し、感染症の伝搬や流行における野生動物の役割が顕著に現れる可能性がある」との仮説を支持する情報は得られなかった。6.爆発的増加と崩壊の個体群動態モデルの構築:シカに複数のタイプがあり、それぞれの餌種の利用性が異なることを考慮した個体群動態モデルに、食性シフトの遅れやシカによる嗜好性が世代間で伝わることを課程することで、爆発的増加と崩壊を繰り返す個体数変動を再現することができた。1.個体数のモニタリング:自動撮影カメラにより群れ構成と密度推定を実施し、ルートセンサス結果との比較からその有効性が明らかになった。2012年3月の追い出しセンサスで277頭を数え、落葉が2008年以降、高密度個体群(45.458.8頭/km2)を維持している。

2.餌の利用可能量と土地利用の年代的変化:草本種と不嗜好植物の変化を草原において調べたところ、イネ科草本は1984年以後に減少し1990年以後は非常に少量となり、ハイイヌガヤは1990年代に消失した一方、フッキソウはなお増加傾向にある。3.落葉の評価:主な餌が落葉となった第2回目の群れの崩壊後(2008-2012年)の環境収容力は263±28頭(50.6±5.4頭/km^2)であり、初回の増加期の273頭(52.5頭/km^2)に匹敵する。落葉の粗蛋白質は夏季には高く、秋季に低下するが維持要求量は上回っている。4.生活史特性:20092011年に電波発信器を装着した53頭(箱ワナ捕獲3頭を除く)のうち4頭(7.5%)の死亡が確認された。膣挿入型電波発信器によって5頭の出産日が6月20日7月23日と通常より1カ月遅く、新生子体重は野生よりも軽いことが明らかになった。歯の磨滅速度は1990年代前半の第2増加期前期にもっとも大きく、落葉食ではそれほど大きくないこと、一方で下顎サイズは経時的に減少してきたことが明らかになった。5.抗体疫学的調査:前年度に引き続き感染症を調べるために、紅班熱群リケッチの検出をこころみたが全てが陰性であったため、リケッチアを用いることの不適切性が確認された。6.爆発的増加と崩壊の個体群動態モデルの構築:年齢と死亡日が既知標本から最低生息数の復元したところ、2回の爆発的増加と崩壊を再現で、追い出しセンスと同様な結果を得た。1.個体数のモニタリング: 2013年3月のセンサスで203頭(39頭/km2)を数えた。1年前のセンサス以降65頭を間引いているので、間引きがなければ最低でも269頭(52頭/ km2)が維持されていたことになる。秋期には100メス当たりの子の数は52頭と高い値となった。2.餌の利用可能量と土地利用の年代的変化:ハンゴンソウの利用について、自動撮影の頻度と葉の消失過程から、落葉前の採食頻度は低いと考えられた。落葉の採食量調査から、落葉は現在においても主要な餌資源となっていると考えられた。3.落葉の評価:落葉の粗蛋白質は夏季には高く、成長要求量を超え、秋季と冬季に低下するが維持要求量は上回っている。一方、エネルギー量については大きな季節変化はみられず、越冬のためのエネルギー摂取が可能である。以上から、落葉のみでは体の小型化や繁殖力の低下をもたらすが、生命・体重の維持を可能にする代替餌として重要であり、栄養学的環境収容力の観点から高密度を維持することが可能な餌資源であることが明かになった。4.生活史特性:2009年2012年に電波発信器を装着した64頭(メス58頭、オス6頭)のうち20頭(メス18頭、オス2頭)の死亡が確認された。膣挿入型電波発信器によって5頭の出産日が6月16日7月4日と高質個体群に比べて24週間程度遅く、新生子体重も高質個体群に比べても軽いことが明らかになった。5.爆発的増加と崩壊に与える個体群パラメータの検討:年齢と死亡日が既知の標本からコホートを復元し、増加率の変動に寄与するパラメータの定量化を行ったところ、増加にはメスが崩壊にはオスと子の生存が関与していた。群れの崩壊後に初回よりも高いピークに達した過去に例をみない中島のシカの個体群動態は、崩壊後に高齢メスが多く、生存率が高く維持されたこと、暖冬が続いたために死亡が生じなかったことがあげられる。第2回目の崩壊期以降に個体数の回復と安定を確認できたことにより、落葉が支えることゐできる環境収容力を推定することができた。ほぼ30年間にわたる頭骨標本、冬期センサス、植生調査によって、個体数変動のプロセスが明らかにされ、変動要因解析の基盤が整備できた。自動撮影カメラを用いた個体数推定方法が確立した。生体捕獲と追跡によって生存率や新生子の出産日、初期体重までが明らかになったため、生活史の解明が進んだ。24年度が最終年度であるため、記入しない。
通信制大学院のメディア経営戦略に関する国際比較研究

わが国において通信制大学院が制度化されることを視野に入れて、先進的な外国の大学院の新しいメディア利用による通信制の授業形態がどのような社会的、教育的条件のもとに経営されているかを調査比較した。大学院教育の質を保証するためにメディアテクノロジー、教育プログラム、学習者サービス、教員研修、学習評価、組織運営などがどのように有機的に組織・統合されているかに焦点を当てた。平成10年及び11年度は、イギリス、アメリカ、カナダを、12年度は、オーストラリア及び中国を訪問調査した。特に11年度は「バーチャル・ユニバーシティー」を、12年度は国際的教育市場における中国の状況に着目した。すべての国の通信制大学院に共通していることは、MBA,Health Services、教育学など、修士課程に主力をおいた専門職業教育、リカレント教育、リフレッシュ教育の機会として十分に機能しており、その歴史と経験が社会的に定着している。メディア活用という視点からは、「アメリカ及びカナダ」と「イギリス」では違いがある。前者では、オンラインを中心として教育プログラムが編成され、対面授業を全くしないプログラムが編成されているケースがある。後者は「チューター」と「宿題」を基本としたプログラム編成で、「コンピュータの導入は授業に不可欠か?」を吟味の上でメディア・リテラシー、コスト、簡便性にも配慮している。これは「バーチャル・ユニバーシティー」のコンセプトにも現れ、アメリカではオンラインを利用した、面接授業をせずに単位習得ができる仕組みを含意している。イギリスでは、ウェブベース教材の共同開発やウェブベースの教授・学習等の例があるが、何らかの形でのface-to-faceの授業を重視している。イギリス、オーストラリアにおける「遠隔大学院」コースは、海外、特にアジア地域での展開を志向しつつあり、その中でも、中国の教育市場に対する期待は大きい。平成10年度は、イギリス、アメリカ合衆国、カナダの3カ国の合計11機関を対象として、各機関の遠隔教育による大学院プログラムにおいてメディアの利用実態に関する調査を行った。イギリスではプリティッシュ・テレコム、マンチェスター大学、グラスゴー大学、ワーリック大学、オープン・ユニバーシティを、アメリカではノース・イースタン大学、スタンフォード大学、カリフォルニア州立台がウドミンゲヒルズ校を、カナダではアサバスカ大学、サイモンフレーザー大学、テクニカル・ユニバーシティ・オブ・ブリティッシュコロンビアを訪問した。地域だけでなく、大学院の課程内容もバラエティにとんだ訪問先であるが、それらにおおむね共通している特徴を以下4点にまとめる。1.メディアの利用に関しては、すでにオンラインを中心として教育プログラムが編成されていることを特徴としている。従来の印刷教材に加えて、CD-ROMやWWW、さらにはオンライン用のソフトウエアの利用も一般化している。2.これらオンラインの利用により、文字を介しての非同時性の双方向コミュニケーションが可能となるため、対面授業を全くなしにプログラムが編成されているケースがある。3.大学の大半が、修士号の取得により職業上の地位の向上を目的とする成人であるため、こうしたプログラム編成は、職業生活と学業との両立を容易にし、かつ、メディアの特性をいかした学生間のグループ・ワークを組み入れることで教育効果を高めることが期待されている。4.これらを支えているのが、教育と学生との間をつなぐテクニカル・サポート、チューターあるいはカドバイザー制度などであり、こうしたシステムが大学内に組織化されていることが、メディアを利用した教育を活性化させているのである。1.アメリカ、カナダ、イギリスにおける通信制大学院プログラムにおけるメディア活用の実態を、「バーチャル・ユニバーシティー」を念頭に調査を行った.訪問機関は、ウエスタン・ガバナーズ大学、フェニックス大学、ジョンズ国際大学、ウィスコンシン大学、インディアナ大学、ニューヨーク大学、コロンビア大学、ペンシルバニア大学、スタンフォード大学(以上アメリカ)、トロント大学OISE、ヨーク大学アトキンソン校(以上カナダ)、グラスゴー大学、ストラスクライド大学、ヘリオットワット大学、BAEバーチャル・ユニバーシティー(以上イギリス)等である.

2.上記の機関に共通しているのは、経営学、工学、情報技術、看護学、医学、社会福祉学、教師教育等、特定の職業能力のグレードアップを目的とする成人対象の専門教育のコースが主流である.3.「バーチャル・ユニバーシティー」の観点からは、アメリカとイギリスではコンセプトが異なっている.アメリカでは、オンラインを利用した全く面接授業無しに単位が習得できる仕組みを含意している.(例:ウエスタン・ガバナーズ大学、フェニックス大学、ニューヨーク大学等.)イギリスでは類似科目を持つ大学間でのウェブベース教材の共同開発と利用(例:グラスゴーのクライド・バーチャル・ユニバーシティー)、社員教育を目的に企業が大学に出資して創設したコースと学位(例:BAEバーチャル・ユニバーシティー)で、いずれの場合も面接授業が基本である.4.オンラインコースの導入の程度は学校により差異があるが、教員以外にメンターやアドバイザー等学習支援者の配置、教材制作の際は教授デザインなどのスペシャリストの役割が重要である点は共通している.5.教員と学生あるいは学生間の交流のためにウェブ上のディスカッションを取り入れている.6.コンピュータの活用は一般的であるが、テレビ会議システムの活用は低調である.I.平成10-11年度の調査の成果を踏まえつつ、「バーチャル・ユニバーシティー」構想、及びわが国で2001年4がつから可能となるインターネットによる教育の単位化の課題も視野に入れつつオーストラリア、中国の通信制大学院におけるメディア経営戦略を中心に調査を行った。2.調査対象機関は、(1)設置の当初からオンラインの活用による大学院教育が特に進んでいる、エディスコーワン大学、カーティン工科大学、ディーキン大学、南クインズランド大学、(オーストラリア)(2)オープンラーニング・オーストラリアの出資者となって、自らも遠隔教育コースを提供しているモナシュ大学、グリフィス大学、クイーンズランド大学(オーストラリア)(3)国際的なコンソーシアムUNIVERSITAS21のメンバーであるメルボルン大学、クイーンズランド大学(再掲)(オーストラリア)、北京大学(中国)(4)高等教育の大衆化に向けてIT活用が活発化している中国の郵電大学、清華大学、教育部教育発展研究センターである。3.比較的歴史の新しい上記(1)に列記した大学では、ITを活用した遠隔教育を前提としてプログラムが開発されている。
IgA型抗リン脂質抗体と血栓症との関連

我々は既にIgA型の抗リン脂質抗体(APA)のELISAによる測定法を確立し、総APA高値症例についてIgA型抗体(Aと略す),IgG型抗体(G),IgM型抗体(M)の3 isotype値を測定したが、その結果はA高値と血栓症との関連を強く示唆していた。そこで今回この点を確かめるべく、抗リン脂質抗体症候群の患者でも発症する心筋梗塞(MI)に着目し、検討を加えた。MIの発症に冠状動脈硬化や老化が要因となることは当然多いが、これらにAPAの関与がありうるかどうか,あるいは発症原因が明らかでないMIとAPAとの関連を解明すべく、検討を行った。検体は本院CCUに搬入された患者や心臓カテーテル検査を必要とした患者の血漿を用いた。同時に血小板数やフィブリノゲン量など他の検査との相関も検討した。測定結果をMI,狭心症(AP),心房細動(af)の3群に大別して健常対照と比較した。心房細動群については動脈硬化が明らかでない対照群として分類した。その結果総APAはAPとMIで健常対照群及びafに比して有意に高値を示し、isotypeに関しては冠状動脈の虚血性疾患であるMIとAPにおいてAが有意な高値を示したのにafでは認められず、Aの虚血性心疾患における血栓形成への関与が強く示唆された。GはMIで高値を示したが、APでは対照と有意差がなかった。APAの完全評価のためにはG,MのみならずAの測定が不可欠であると考える。我々は既にIgA型の抗リン脂質抗体(APA)測定法を確立し、APA価高値症例についてIgA型(Aと略),IgG型(G),IgM型(M)抗体それぞれの値を測定した。その内、MとA高値,A単独高値症例では下肢閉塞性動脈硬化症(ASO)下肢深部静脈血栓症(DVT)の症状を有する患者の割合が高かった。ついで通常のSLE患者,SLEで血栓症症状を有する者及びAPS患者,ASOやDVTなど血栓症の患者に分けて各型APAを分析してみたところ、血栓症群ではG型APA値が全症例カットオフ値以下であったのに、A型APAでは82%が高値で、通常SLE群が各分画共高値なのと明らかに異なっていた。以上のことからA型APAは血栓形成と密接な関連が強く示唆された。そこでA型APA高値症例と血小板数や各種凝固線溶系検査との関連を調べてみた。しかし原疾患が慢性的疾患であるため、その血栓発現時を的確に捉えて、検体を採取することが困難であり、その故か異常はみられるものの相関する検査は明らかでなかった。そこでAPS患者でも発現する急性心筋梗塞に着目し、急性な血栓形成を把握できる意味で、逆に急性心筋梗塞患者について全APAを測定後分画測定し、凝固線溶系検査との関連を調べてみた。全APAの異常高値症例は認められなかったが、比較的高めの症例の分画測定したみたところ、やはりG,M型は低値であったが、A型はやや高値のものがみられた。凝固検査ではvon Willebrand factor高値が多くみられたが、A型APA値との相関は明らかでなく、さらに検討中である。血清NO_3^-値もかなり敏感に変動するので、同一患者においても採血時期によって値が異なる。極度にAPA値が高く、血清NO_3^-値が極めて低い症例でも、その後の測定では基準値内に戻っており、血栓形成との因果関係を明らかにすべく、さらに経過を追跡している。我々は既にIgA型の抗リン脂質抗体(APA)測定法を確立し、APA価高値症例についてIgA型抗体(Aと略),IgG型抗体(G),IgM型抗体(M)のそれぞれを測定した。その内MとA高価症例,A単独高値症例では下肢深部静脈血栓症(DVT)など血栓症症状を有する患者の割合が高かった。

そこで通常のSLE患者,APS患者,DVTなどの血栓症患者群に分けて、症例をふやして各型APAを分析してみた。その結果血栓症群ではG型APA値が全症例カットオフ値以下であったのにA型APAでは約80%が高値で、通常のSLE群が各分画共高値であるのと明らかに異なっていた。以上のことからA型APAは血栓形成と密接な関連が強く示唆されていた。そこでさらにA型APA高値症例と血小板数や各種凝固線溶系検査,血清一酸化窒素値など血栓症マーカーとの関連を明らかにすべく、APS患者でも発現する急性心筋梗塞に着目し、検討してみた。これは急性の血栓形成時をとらえうるし、心臓カテーテル検査により心血行動態の把握ができるためである。全APAの異常高値症例は認められなかったが、比較的高めの症例の分画測定をしてみたところ、G,Mは低値であったが、Aはやや高めのものがみられた。現在症例をふやし、各検査との関連を詳細に検討している。なお実験的APSマウスによる検討はW/BF1マウスからのAPSは主にIgG型で、IgA型APAの測定感度などの点で、予期した結果がえられなかった。
光合成の強光ストレス傷害からの再生機構

光合成の光阻害に関して、研究代表者らはこれまでに1)強光下で発生する活性酸素が光化学系IIの修復を阻害すること、2)活性酸素が修復に必要なタンパク質合成を阻害すること、3)タンパク質合成系の中で翻訳因子EF-Gが活性酸素の標的になることを明らかにした。本研究では、1)シアノバクテリアでは他の翻訳因子EF-Tuも活性酸素の標的となり、Cys82で分子間ジスルフィド結合やスルフェン酸を形成して失活すること、2) Cys82をセリンに改変したEF-Tuを発現させると光化学系IIの強光耐性が増大すること、3)シロイヌナズナ葉緑体翻訳因子EF-GやEF-Tuも酸化標的になることを明らかにした。光化学系II(PSII)は強光に対して感受性が高く、容易に失活する。近年、D1タンパク質などPSIIの修復に必要なタンパク質の新規合成が、強光下で発生する活性酸素によって翻訳伸長の段階で阻害されることが明らかになっている。これまでにシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803では、タンパク質合成系の翻訳因子EF-Gの酸化が修復阻害の要因の一つだと特定されている。しかし、他の翻訳因子が酸化傷害を受けているかどうか不明である。そこで本研究では、翻訳伸長に関与する他の翻訳因子EF-Tuの酸化感受性をin vitroとin vivoの双方の系で明らかにすることを目的とした。組み換えEF-Tuタンパク質を作製して酸化感受性を調べたところ、過酸化水素の存在下でCys82が分子間ジスルフィド結合を形成して失活することがわかった。さらに酸化型EF-Tuの一部が20量体以上からなる巨大な複合体を形成することや、これらの酸化型EF-Tuはチオレドキシンによって還元され再活性化されることもわかった。次に、PSIIの強光応答と翻訳因子EF-Tuの失活との関連をin vivoで調べるために、Cys82をセリンに改変した変異型EF-Tu(C82S)を共発現させた株(共発現株)と野生型EF-Tuを過剰発現させた株(過剰発現株)を作製してPSIIの光阻害を解析した。その結果、両変異株では野生株に比べてタンパク質合成に依存したPSIIの修復が促進し、光阻害が緩和された。しかし、さらに強い光条件下において、共発現株では逆に光阻害が促進した。以上の結果から、EF-Tuも活性酸素の標的であるが、その酸化傷害が強光ストレス応答で防御的な役割を担っていることが示唆された。光学系IIの強光ストレス応答におけるカロテノイドの役割を解明するため、カロテノイド(ゼアキサンチンやエキネノン)を欠損したシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803の変異株を作製して、光化学系IIの光阻害への影響を解析した。さらに、Synechocystisには、カロテノイドを構成要素とするオレンジカロテノイドプロテイン(OCP)によって過剰エネルギーを熱として放散する仕組みがある。そこで本研究では、OCP欠損株を作製して、光化学系IIの光阻害とカロテノイドによる熱放散の関係も調べた。カロテノイド欠損株では、野生株に比べ光化学系IIの光阻害がより顕著に進行した。しかし、クロラムフェニコール存在下で光化学系IIの光損傷を比較すると、双方の株に差は見られなかった。したがって、カロテノイドは光化学系IIそのものを保護するのではなく、光化学系IIを修復する過程を保護していることが示唆された。また、光化学系IIの修復で中心的な役割を担うD1タンパク質の新規合成を比較すると、カロテノイド欠損株では野生株に比べ低下していた。これらの結果から、カロテノイドはタンパク質の新規合成を活性酸素の阻害作用から保護していることが示唆された。また、カロテノイド欠損株とOCP欠損株では、ともに野生株に比べNPQが抑制されており、双方の欠損株で熱放散が十分に機能していないことがわかった。さらに、カロテノイド欠損株とOCP欠損株で光阻害を比較すると、カロテノイド欠損株においてより顕著な光阻害が見られた。以上の結果から、カロテノイドは活性酸素の消去、およびOCPを介した過剰エネルギーの熱放散という二つの働きによって、タンパク質合成を活性酸素から保護し、光化学系IIの修復を促進することが示唆された。光合成微生物シアノバクテリアSynechocystissp. PCC 6803の翻訳因子EF-Tuの酸化傷害と光合成の強光応答における生理学的役割を解明することを目的とした。まず、組替えEF-Tuタンパク質を用いて、その酸化傷害をin vitroで解析した。その結果、EF-Tuは過酸化水素に対して高い感受性を示し、その酸化感受性はヌクレオチドの結合によって大きく影響を受けることがわかった。

GTPを結合した状態では、過酸化水素に感受性を示したが、GDP結合状態では酸化耐性となった。また、これらのヌクレオチドが結合していないと、過酸化水素に対する感受性がさらに増大した。これらの酸化感受性は、EF-Tuに唯一存在するシステイン残基Cys82の酸化と、分子間ジスルフィド結合およびスルフェン酸の形成によることがわかった。酸化型EF-Tuはチオレドキシンによって還元され、再活性化した。以上の結果から、EF-TuもEF-Gと同様にレドックス制御を受けることがわかった。原子間力顕微鏡による解析から、ヌクレオチドフリー型のEF-Tuは、酸化条件下では30分子以上からなる巨大な複合体を形成することがわかった。さらに、この複合体に還元剤DTTを添加すると、数分以内に単量体へ解離することも観察された。上記のin vitroの結果を踏まえ、EF-Tuの過剰発現株およびCys82改変株を作製した。これらの株では強光下でタンパク質合成が促進した。強光下で光化学系IIの活性を測定したところ、双方の変異株ともに野生株に比べて強光阻害(光阻害)が緩和しているのが観察された。クロラムフェニコール存在下で観察した光化学系IIの光損傷は野生株との差が見られなかったことから、変異株では光化学系IIの修復が促進していることがわかった。植物分子生理学H25年度の研究で、シアノバクテリア翻訳系でEF-G以外の酸化的因子EF-Tuを同定できたことは当初の計画通り研究が進行していると言える。また、EF-Tuの過剰発現や改変によってタンパク質合成の酸化ストレス耐性が増大し、光化学系IIの強光ストレス耐性が著しく増大したことは、当初の予想を超える成果であった。しかし、光化学系II自身の再構成機構に関しては研究が遅れいている。本研究は、光合成の強光ストレス傷害からの再生機構の解明を目的としており、平成24年度の研究により光化学系IIの強光応答におけるカロテノイドの役割を解明することができたことは大きな前進であった。翻訳因子EF-Tuの過剰発現株や改変株において、強光ストレス条件下でEF-Tuのレドックス状態をモニターする必要がある。また、in vitroの実験系で見えたEF-Tuの巨大複合体の構造解析や、in vivoにおける観察も実施する必要がある。さらに、光合成の強光ストレス耐性における翻訳因子EF-GおよびEF-Tuのレドックス変化の生理学的役割を解明していく予定である。最後に、光化学系II複合体の再生機構を、研究代表者らが開発したin vitro修復系を使って明らかにしていく予定である。本研究では、光化学系IIの光損傷と修復で中心的な役割を担っている酸素発生系マンガンクラスターと反応中心タンパク質の再生機構を明らかにする。(1)研究材料として、まず全ゲノムが解読され、遺伝子操作が容易なモデル生物のラン藻Synechocystissp. PCC 6803を用いる。(2)マンガンクラスターの再生を担う遺伝子群を、鉄硫黄クラスター生合成遺伝子の情報をもとに、バイオインフォマティックスの手法を使って絞り込み、逆遺伝学的手法によって目的の遺伝子を同定する。
松果体除去による脊柱変形のメカニズムと松果体に内在する生物時計の役割

孵化後すぐにニワトリの松果体を除去すると,脊柱形成に異常が生じ,2週間後には100%の個体に側弯が生じる。この実験モデルは脊柱形成過程を時間・空間レベルで調べることができる優れたモデルである。そこで本研究は、松果体除去による脊柱側彎変形の発生原因を探るために,1)急激な体重増加がもたらす座屈の可能性と,2)脊柱変形が生じる前に椎骨の前後方向において成長差が生じている可能性を調べた。また合わせて,松果体に内在する体内時計が脊柱変形に関わる可能性についても実験を行った。その結果,孵化後1日目に松果体を除去すると100%の個体に脊柱変形が生じるのに対して,5日目に松果体を除去すると80%,2週目に除去すると55%,3週目になると約20%の個体にしか脊柱の変形が発生しなかった。また,その時の松果体内の概日時計について調べるために,恒明条件下における血中メラトニン濃度の日内変化を測定した。その結果,1,3日齢では明瞭な概日リズムが認められたのに対して,3週齢ではリズムは消失していた。このことは脊柱変形の原因として松果体に内在する時計の重要性を示唆するものである。次に松果体除去後ニワトリを3群に分け、100%、50%,25%体重群を作成して脊柱の変形度を調べた。その結果、100%体重群では平均50度の脊柱変形度を示したのに対して,50%体重群では38度に,また25%体重群では13度にまで減少した。また,脊柱が曲がり始める前の4日令に椎骨を採取し,椎骨の前後の成分における骨化度を組織学的手法を用いて比較したところ,前方部分には両群で差がなかったのに対して,後方部分では松果体除去群の方が対照群に比べ有意に骨化が進んでいることが明らかとなった。これらの結果は,脊推の前後成分における成長の不均衡と急激な荷重による座屈現象が脊柱変形の発生要因である可能性を示すものである。脊椎動物の身体を支える中軸骨格である脊柱がいかに形づくられていくかは,非常に興味あるテーマである。孵化後すぐにニワトリの松果体を除去すると,脊柱形成に異常が生じ,側弯が生じる。この実験モデルは,個体全体として細胞あるいは組織同士がどのような情報交換をして,正しい形(脊柱)を作りあげるのか,脊柱形成過程を時間・空間レベルで調べることができる優れたモデルである。最近我々が見いだした肉用品種(ブロイラー)を用いる系では,松果体除去後わずか14日で100%の個体に側彎が生じる。そこで本研究では,この松果体除去ブロイラーの系を用いて,時間経過を追って脊柱変形が生じる原因を明らかにすることを目的とし実験を行った。本年度は,松果体除去後,特に脊柱変形が生じる前までの骨代謝状態を調べた。採取した血液に関しては,Ca濃度を調べるとともに,骨吸収マーカーとしては,酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ,ハイドロキシプロリン(Hrp),I型コラーゲン・C末端テロペプチドを測定し,骨形成マーカーとしては,アルカリホスファターゼ(Alp),I型プロコラーゲン・C末端ペプチド(PICP)を測定した。