hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNAの関与する原核生物ゲノム折りたたみ構造の解明

細菌の転写・翻訳・複製の制御は、核様体と呼ばれるゲノムDNA・タンパク質・RNAから構成される高次複合体の構造・動態と密接に関係している。申請者は、核様体の構造・機能制御相関に焦点を当てて研究を進め、一本鎖RNAの新規合成が構造維持に決定的な働きをすることを明らかにした。さらに、共役して働く核様体の構成タンパク質の網羅的探索から、生育環境や種の違いによってタンパク質が大きく異なることを明らかにした。真核生物・原核生物を問わず、mmmスケールのゲノムが階層的に折りたたまれてμmスケールの細胞(または核)内に収まっている。本研究では、細菌染色体(核様体)の高次構造構築とその構造制御機構が転写と密接に関連しているとの申請者の発見にもとづき、その具体的な機構を分子レベルで解明することを目的とした。当初計画に基づき、大腸菌核様体タンパク質欠損株(△Hu(△hupA,DhupB)、△IHF(△himA,△himD)、△H-NS(△hns)、△Hfq(△hfq))のAFMによる観察を行い、△Huと△IHF株では核様体が部分的に凝集すること、△H-NS・△Hfqではファイバー状構造体ではなくビーズ状構造体となることを突き止めた。また、転写活性の程度と10nmファイバーの量が正の相関を持つことを見つけた。さらに、大腸菌・黄色ブドウ球菌の核様体構成・制御因子の同定・定量のため、核様体の精製・SDSタンパクゲルによる分離を試み、MASS解析に向けた準備を部分的に終えた。光ピンセットによる核様体物性の評価を行い、菌の生育状態によって、核様体の解け方に相違があることを発見した。また、平成19年10月1日付をもって、現職へと異動となり、当地での研究継続のための準備を行った。その結果、平成20年4月より、原子間力顕微鏡が現職場に設置(京都大学との貸借契約)されることとなり、今後も原子間力顕微鏡による解析を中心とした研究の遂行が可能となった。平成20年度は、欠損株のさらなる解析、核様体因子のらむ同定の完了、再構成体の解析に向けた準備を中心に進める予定である。平成19年度に引き続き、大腸菌核様体タンパク質欠損株(ΔbupA, DhupB, ΔhimA, ΔhimD, Δhns, Δhfq, Δfis, Δstapa)のAFM解析を行い、(1)30nm・50nmファイバーといった中間径のファイバー構造体が維持されるが、いずれの欠損株でも不安定になること、(2)10nmファイバーの構築にはこれら核様体も必須ではないことを明らかにした。これら結果は、核様体タンパク質が、直接特定の構造構築を担うのではなく、核様体全体の構造安定性に寄与していることを示唆している。さらに、大腸菌・枯草菌の核様体構成・制御因子の同定・定量のため、核様体の精製・SDS-PAGEによる分離を行い、RNase処理・Rifampicin処理によって構成因子は変化しないことを明らかにした。この結果は、核様態構造の維持には、RNAと転写活性自身が決定的であることを示している。In vitro再構成系での検証を模索中である。LC-MS/MS解析により、大腸菌で約500種類、枯草菌で約250種類の核様体結合タンパク質を同定した。うち、109種類が大腸菌・枯草菌で共通であったが、新規核様態構造タンパク質候補は見つからず、Huのみが細菌共通の該様体タンパク質であるとの結果になった。この結果は、Fis, HNSなど種(属・科)特異的に発達させた核様体タンパク質が各細菌の核様体構造構築・維持を担っていることを示唆する。枯草菌で、種(属・科)特異的な約20種類の新規核様体構造タンパク質候補を同定し、これらの機能解析を行っている。これらタンパク質中に、大腸菌のHu以外の核様体タンパク質(Fis, H.NSなど)の機能相同性を持つものがあるのではとの仮説を立て、検証中である。平成20年度までで、構造制御に新生合成一本差RNAが関与していることを明らかにしていた。そこで、平成21年度は、このようなRNA分子と共役して働くタンパク質の同定をメインに解析をすすめた。大腸菌・緑膿菌・枯草菌・黄色ブドウ球菌の核様体タンパク質をLC-MS/MS解析により同定したところ、核様体特異的なタンパク質として、対数期では、大腸菌で157種類、緑膿菌で64種類、枯草菌で89種類、黄色ブドウ球菌で83種類を同定した。

定常期では、大腸菌で74種類、黄色ブドウ球菌で139種類を同定した。共通なタンパク質はHuのみであり、細菌の核様体タンパク質は多様化していることが明らかとなった。一方で、核様体タンパク質には、(1)DNA/RNA結合能を持ち、環境の変化に応じてゲノム全体の転写・翻訳・複製を制御する因子、すなわちグローバルレギュレーターと、(2)酸化ストレス因子の無害化に働く酸化還元酵素が豊富であるという共通性が存在した。この結果は、細菌は、核様体タンパク質を多様化させ、環境に応じて変化させるものの、その機能的役割を共通の方向に進化させてきたことを示唆する。今後は、これらのタンパク質中で、転写活性に応じて核様体結合様式を変化させるものを探索し、核様体構造・転写相関の解明につなげたい。
サブトラクション・ハイブリダイゼーションによる新しい転移抑制遺伝子のクローニング

ヌードマウスを用いて腫瘍を同所的に移植する方法で肝転移の有無を調べることにより、ヒト大腸癌転移株3株および非転移株4株を得た。ヒト大腸癌非転移株(Co-4.WiDr.colon205)3株からAGPC法によりmRNAを抽出した。このmRNAからリバーストランスクリプターゼを用いて一本鎖cDNAを作製した。ヒト大腸癌転移株(COL-2-JCK.COL-3-JCK.COL-5-JCK.Co-3)4株からAGPC法によりmRNAを抽出し、非転移株から作製したcDNAとハイブリダイゼーションをそれぞれ12通り行った。高転移株であるCOL-2-JCKとハイブリダイズした非転移株3株のうち2株でN特異的sccDNAが得られた。これを精製し、制限酵素EcoRIを用いてcDNAを切断し、サザンブロット法を行ったところ同一のbandを得た。この遺伝子が転移抑制遺伝子である可能性が示唆されたため、現在、gammagt10cDNAライブラリーを作製し、検討を進めている最中である。
固体地球・惑星物質データベースの画像利用法の研究

固体地球・惑星物質データベースの画像利用法を開発するため、以下の方法で研究を行った。1.現在蓄積されている「固体地球惑星物質データベース」(MINC)を現在市販汎用のデータベースプログラムとして広く利用されているWindowsのAccess97で利用できるデータベース形式に変換し、活用する方法を確立した。この種のプログラムは、結晶構造座標や分析値など鉱物毎に可変長データとなる形式での利用は便利ではなかったが、ビジュアルベーシックアプリケーション(VBA)によりデータ変換を行うことに成功した。Accessに変換されたデータは、各データ毎にReference Codeをつけてばらばらに蓄積することで検索が可能となり、検索結果はPrint OutおよびFile Outputもできる。今回のバージョンの最大の利点は、今まで蓄積してきたデータの全てをアクセス形式に変換したものと、その利用プログラムをCD-ROMとして提供できることである。現在のところMicrosoft Access97ライセンス保持者で、かつこのデータベース収集に協力していただける研究者には、このCD-ROMを提供できる。2.鉱物の化学組成データと光学画像データとの関連性を得るための、隕石試料および岩石薄片を偏光顕微鏡に装着したCCDカメラで撮影し、データベース化を検討している。500万画素を超えるデジタルカメラでは、撮影した画像は焦点の合わせ方が一番の問題となる。これは光学系に入っている焦点合わせ光路が使えないためである。この容量の大きい画像を保存するには、ポータブルHDDが有用で、整理した上にDVD-R/RWに書き出す方法を検討している。3.上記方法で得た隕石試料の小画像と、光学顕微鏡による大型画像を上記MINCデータベースに添付して、化学組成データをどの部分について得たかを、データベースとして利用できるようになった。これらの画像もそれぞれPrint Outができる。4.隕石のエレクトロン・マイクロプローブによる化学組成分析値をデータベース化し、それを図示して利用するため、ExcelのVBAで利用する方法を開発した。しかし、MINCに合体するのではなく、AccessのReport形式で出力したものをExcelで利用する方式である。固体惑星・地球物質データベースの画像利用法を開発するため、以下の方法で研究を行なった。1.鉱物の化学組成データ、光学画像データを得るための隕石試料および岩石薄片をCCDカメラで撮影し、現在のデジタルシステムがどこまでフォトCDに置き換え得るかを検討しつつある。デジタルシステムは最近発達しつつあるデジタルカメラで直接撮影するものであり、主に隕石や鉱物の標本や切断面の顕微鏡画像に利用する。第3の方法は、コダック社のフォトCDをデジタル画像として利用するため、メガ画像をフォトCD化している。さらに、200万画素を超えるデジタルカメラで撮影した画像は、容量が大きいため、その保存方法を検討しつつある。2.収録された画像を加工して、画像データベースとして収録利用するのにベストな方法はどれかを見出すため、二次元多色鉱物分布図を、パターン化した白黒画像に置き換える方法を検討した。Windows上で普及している、AdobeのPhotoshop,Illustratorでの加工が十分可能なことが判明した。3.隕石のエレクトロン・マイクロプローブによる化学組成分析値をデータベース化し、それを図示して利用するため、データベースプログラムAccess97を使用してデータを変換するソフトウエアの開発を専門の会社に依頼した。4.現在蓄積されている固体惑星物質データベースのデータを、Access97のデータベース形式に変換し、表示・加工するため、その入力・表示・レポート出力方法等を検討し、そのために必要なビジュアルベーシックアプリケーション(VBA)を開発会社に依頼した。5.隕石などの画像をコンピュータに取り込むため、その記録装置とくに鉱物化学画像データベースを記録するためには、大容量の光磁気ディスクメディアが必要である。

とくに高画質の画像を得るため、写真をフォトCD化するのが劣化を防ぐためにも安全であることが判明した。固体地球・惑星物質データベースの画像利用法を開発するため、以下の方法で研究を行なった。1.現在蓄積されている「固体地球惑星物質データベース」(MINC)を現在市販汎用の物として広く利用されているWindowsで、Access97データベース形式に変換し、利用する方法を確立した。この種のプログラムは、結晶構造座標や分析値など鉱物毎に可変長データとなる形式での利用は便利ではなかったが、ビジュアルベーシックアプリケーション(VBA)によりデータ変換を行なう事に成功した。Accessに変換されたデータは、各データ項目毎にReference Codeをつけてばらばらに蓄積する事で検索が可能となり、検索結果はPrintおよびFile outputもできる。現在のところMicrosoftとの関係で、独立したCD-ROMとして提供できる状態にはないが、利用者が多ければ実用できるよう計画している。2.鉱物の化学組成データ、光学画像データを得るための隕石試料および岩石薄片を偏光顕微鏡に装着したCCDカメラで撮影し、データベース化を検討しつつある。200万画素を超えるデジタルカメラで撮影した画像は焦点の合わせ方が一番の問題となる。これは光学系に入っている焦点合わせ光路が使えないためである。この容量の大きい画像を保存するには、ポータブルハードディスクが有用で、整理した上にCD-ROMに書き出す方法を検討している。3.隕石のエレクトロン・マイクロプローブによる化学組成分析値をデータベース化し、それを図示して利用するため、ExcelのVBAで利用する方法を開発中である。固体地球・惑星物質データベースの画像利用法を開発するため、以下の方法で研究を行った。1.現在蓄積されている「固体地球惑星物質データベース」(MINC)を現在市販汎用のデータベースプログラムとして広く利用されているWindowsのAccess97で利用できるデータベース形式に変換し、活用する方法を確立した。この種のプログラムは、結晶構造座標や分析値など鉱物毎に可変長データとなる形式での利用は便利ではなかったが、ビジュアルベーシックアプリケーション(VBA)によりデータ変換を行うことに成功した。
多地域モデルによるＤＳＧＥ財政政策の評価

人々が将来を見据えて意思決定をするとき、財政拡大による景気刺激効果は大きくならない。それは、人々が財政拡大によってもたらされる将来の税負担を予想するからである。しかし、財政政策が地域の労働生産性を引き上げる効果を持つと、その地域では将来にわたってより多くの所得が期待され、人が流入する。したがって、人の移動を通して地域の経済が活性化する可能性が生まれ、財政政策の効果は労働移動を考慮しない場合に比べて大きなものとなる。平成22年度は、本研究課題に関連する先行研究のレビューを行ない、開放体系のDSGEモデルの基礎を構築することを試みた。また、2年目以降の地域間連関の精緻化に向けた準備作業およびわが国の財政状況に関するさまざまな側面からの考察も行った。まず、先行研究のレビューに関連して、DSGEモデルの拡張や財政政策が地域経済に与える影響などをテーマとして、計8回のワークショップを開催した。さらに、震災の影響で当初予定より4ヵ月遅れて地域経済モデル、DSGEモデル、財政政策に関するコンファレンスを開催した。ワークショップとコンファレンスでの報告から、各テーマについての最新の研究動向を把握することができた。DSGEモデルの構築に関しては、溜川・福田が信用市場における期待形成の誤りを組み込んだDSGEモデルを構築し、加藤)はDSGEモデルのパラメターのベイズ推定を試みた。これらの研究はDSGEモデルにおける最新の手法を取り入れたものである。地域間連関および財政状況に関しては、塚原が医療サービス、介護サービスに関する産業連関分析を行い、畑農は社会保障全般、山田はヘルスケアに関する分析を行なった。また、溜川は財政政策の効果の定量的な把握を行い、千田は政府への信頼という観点から、中央政府と地方政府の比較を試みた。これらの研究では、産業連関分析、状態空間モデル、VARモデル、アンケート結果の解析などさまざまな手法が用いられている。本研究課題の目的はDSGEモデルによる政策評価であるが、他の手法による評価と比較することでモデル構築の意義を明らかにすることが可能になる。平成22年度は、先行研究のレビュー、多地域を含まない動学的確率的一般均衡モデル(以下DSGEモデル)の構築、医療、社会福祉など財政に関わる各項目についての実証分析を中心に研究を進めてきた。その結果を受けて、平成23年度は、まず複数地域を考慮したDSGEモデルの構築を開始した。政策が有効になるための条件について考察を行なった。また、DSGEモデルの拡張や財政政策の効果などをテーマとして、6回のワークショップを開催し、年度末にはコンファレンスも開催した。これらのワークショップおよびコンファレンスによって、当該分野における最新の動向を把握することができた。DSGEモデルについては、千田が多地域開放経済モデルも含めて財政政策の効果に関するレビューを行なった。わが国のデータによる観察事実からは財政政策は有効であるが、標準的DSGEモデルでは財政政策が有効にならないためモデルの定式化に工夫が必要なことを明らかにしている。溜川は複数地域を含むDSGEモデルを構築した。このモデルは本研究課題で今後作成するDSGEモデルのプロトタイプになる予定である。また、山田は個票データから得られる情報を用いてわが国における地域間、地域内のリスクシェアリングについて観察し、そのような観察事実が異質な経済主体を含むDSGEで再現できるかどうかを検討している。また、山田、加藤は所得格差、世代間格差と再分配政策に関する検討を行い、塚原は医療分野を中心にした分析を行なった。畑農は地域間連携に関する研究をすすめ、福田も溜川とともに本格的な多地域DSGEモデル構築の準備を進めた。平成25年度には、千田と溜川がDSGEモデルの構築に関する打ち合わせを繰り返した。溜川はsmall regionDSGEモデルの構築を試みている。また、加藤はマクロ経済モデルについて、塚原は消費者のライフ・サイクル仮説についての研究を行い、モデルの各部門に関する知見を得ている。山田はマイクロデータを用いた実証分析によってリスクシェアリングと保険の程度が地域によって異なることを明らかにし、全国一律の再分配政策が非効率となる可能性を指摘している。山田は、マイクロデータによって家計所得や労働時間などのクロスセクション方向の散らばり具合を時系列およびライフ・サイクルの観点から確認している。さらに、千田はマイクロデータによる構造モデルの推定を通じて、政策効果が年齢に大きく依存するケースがあることを明らかにした。以上の研究成果から、地域の異質性として人口構成等のdemographicな要因を考慮する必要性が確認された。モデルに組み込む地域の異質性としては、すでに検討した供給サイドとともに人口要因も考慮する。また、DSGEモデルおよびそれを用いた政策評価に関連して、6回のワークショップおよびコンファレンス(報告数5)を開催し、最新の研究動向について情報を収集した。平成24年度には、福田・溜川(2013)がDSGEモデルに関するサーベイ、千田(2012)が財政政策に関するサーベイを行った。また、平成24年度に開催した7回のワークショップとコンファレンスにおいて報告されたDSGEモデルや財政に関する最新の研究成果を通じて、本研究課題に必要な情報を収集した。

この結果、DSGEモデルに基づく財政政策の評価のためにどのような特徴をもつモデルが望ましいのかという点について、ほぼ方針を固めることができた。モデルの構築に関しては、Tamegawa(2012,Journal of Statistical and Econometric Methods,Theoretical Economics Letters)でDSGEモデルの特性に関する分析が行われた。財政政策の効果についてはTamegawa(2012,Economics Bulletin)でDSGEモデルにおける財政乗数が分析された。地域モデルについてTamegawa(2013,ISRN Economics)で小規模地域DSGEモデルが構築された。このモデルは今後の本研究課題の基礎となるモデルである。また、山田(2012)は地域間、地域内のリスクシェアリングに関する分析を行った。わが国の財政に関する個別分野の課題については、加藤(2013)が社会保障を扱っている。また、塚原(2012)は特定産業の波及効果に関して産業連関表を使った分析を行った。以上の研究実績によって、平成25年度に予定されている本格的な多地域DSGEモデルの構築のための準備は整った。地域の異質性をどのようにモデルに反映させるのか、地域間の連関をどのように特定化するのかという点が大きな課題である。平成26年度には、まず、溜川がDSGEモデルを用いて、需要の不確実性、在庫と短期循環に関する分析を行った。溜川は予想される金融政策に関する分析も行っている。福田も短期循環に関する成果を公表した。山田はマクロ経済の状態が格差に与える影響についてVARモデルを用いた分析を行った。人口減少と地域社会に関しては、加藤が一連の研究成果を公表した。地域の人口構成等の差によって人口減少が一律に生じないことによる地域間格差が重大となる。塚原は、財政政策の中で、特に介護に焦点を当てた分析を行っている。千田はマイクロデータを用いた分析を通じて、動学的モデルの解法についての検討を行った。以上の研究分担者の個別の研究成果および後述するワークショップやコンファレンスの報告を参考に、千田は、地域間の人口移動をどのようにDSGEモデルに組み込むかについての検討を行った。その結果、人口の移動は現在の地域に留まって就業することと、一度現在の職を辞して他地域での就業をサーチして移動することの比較で決まるという特定化を採用した。財政政策は、ある地域で就業することへの効果を通じて人口移動に影響を与える。財政政策の内容によって、人口移動を通じた地域間格差の拡大は早まることも遅れることもあり得る。また、DSGEモデルおよびそれを用いた政策評価に関連して、3回のワークショップおよびコンファレンス(報告数6)を開催し、最新の動向について情報を収集した。
下等真核細胞の遺伝的制御系

本研究はすべて酵母を用いて行っている.大嶋は,ホスファターゼ系遺伝子発現調節因子のうち, PHD2タンパクが核に局在し,酵素構造遺伝子の5′上流域に結合すること,酵素生産量は正因子の量に依存すること,また正因子と仲介因子に生じた優性な構成性変異の変異点を決定した.深沢はガラクトース系の負因子タンパクの正因子結合ドメインがN末端にあり, C末端に核内局在に必要な部位,その中間にインデューサー結合部位を示唆した.またGAL11遺伝子の塩基配列を決定し,想定されるアミノ酸配列の中にDNA結合モチーフを認めた.さらにGAL7遺伝子に新しい転写終結シグナルを示唆した.分裂酵母での減数分裂制御系には,接合型遺伝子mat1-P(MEI1)とmat1-Miから正の調節を受けるMEI3,さらにMEI3に負の調節を受けるPAT1, PAT1に負の調節を受けるMAI2があり, MEI2は減数分裂の始動に必要である.下田はmei1の転写がcAMPにより抑制されることを示し, mei1とmei3の両変異の抑圧変異としてpat1座での変異を分離し,その抑圧がアレルに特異的なことから, PAT1タンパクはMEI3タンパクと直接作用し合うことを示唆した.山本はMEI2が培地中窒素源の欠乏により転写誘導を受け, cAMPの添加でこの誘導が停止すること,またMEI2の転写に正に働くSTEXと負に働くPAC1遺伝子の存在を示した.安楽は酵母のカルモジュリンを精製し,高等生物のそれとは一次構造およびその生化学的性質が異なることを示した.さらにクローン化したカルモジュリン遺伝子DNAを用いて遺伝子破壊を行い,また遺伝子の発現調節が可能な系を構築して行った実験により,カルモジュリンが核分裂に決定的な役割を果していることを示した.宇野は,熱ショックタンパク質の合成と熱耐性の獲得,それに関連してのG1期における細胞分裂の一時停止,また硫黄飢餓により細胞がG0期に入ることについても, cAMPカスケードが関係していることを示した.本研究はすべて酵母を用いて行っている.大嶋は,ホスファターゼ系遺伝子発現調節因子のうち, PHD2タンパクが核に局在し,酵素構造遺伝子の5′上流域に結合すること,酵素生産量は正因子の量に依存すること,また正因子と仲介因子に生じた優性な構成性変異の変異点を決定した.深沢はガラクトース系の負因子タンパクの正因子結合ドメインがN末端にあり, C末端に核内局在に必要な部位,その中間にインデューサー結合部位を示唆した.またGAL11遺伝子の塩基配列を決定し,想定されるアミノ酸配列の中にDNA結合モチーフを認めた.さらにGAL7遺伝子に新しい転写終結シグナルを示唆した.分裂酵母での減数分裂制御系には,接合型遺伝子mat1-P(MEI1)とmat1-Miから正の調節を受けるMEI3,さらにMEI3に負の調節を受けるPAT1, PAT1に負の調節を受けるMAI2があり, MEI2は減数分裂の始動に必要である.下田はmei1の転写がcAMPにより抑制されることを示し, mei1とmei3の両変異の抑圧変異としてpat1座での変異を分離し,その抑圧がアレルに特異的なことから, PAT1タンパクはMEI3タンパクと直接作用し合うことを示唆した.山本はMEI2が培地中窒素源の欠乏により転写誘導を受け, cAMPの添加でこの誘導が停止すること,またMEI2の転写に正に働くSTEXと負に働くPAC1遺伝子の存在を示した.安楽は酵母のカルモジュリンを精製し,高等生物のそれとは一次構造およびその生化学的性質が異なることを示した.さらにクローン化したカルモジュリン遺伝子DNAを用いて遺伝子破壊を行い,また遺伝子の発現調節が可能な系を構築して行った実験により,カルモジュリンが核分裂に決定的な役割を果していることを示した.宇野は,熱ショックタンパク質の合成と熱耐性の獲得,それに関連してのG1期における細胞分裂の一時停止,また硫黄飢餓により細胞がG0期に入ることについても, cAMPカスケードが関係していることを示した.
ランダム系の臨界現象の解析

本研究ではスピン系の相転移とスペクトルギャップ、およびパーコレーションを中心として研究し、以下に述べるような成果を得た。1.スペクトルギャップについては、2次元のグラウバーモデルについてコントゥアーの収縮が大きな役割を果たすこと、それが相境界のゆらぎから起こる場合についてはほぼぎりぎりの評価が得られた。しかしながら、ここで得られた評価だけではシミュレーションの結果は説明できないため、もっと強力な要因によるコントゥアーの収縮があるはずである。この解明は今後の研究課題とする。3.イジングモデルの相転移はパーコレーションによって完全に説明できることを証明した。この結果は他のモデルに少し拡張できる。4.イジングパーコレーションにおいて、first passage percolationのtime constantからの揺らぎはほほガウス型であることを証明した。5.attractiveとは限らない相転移のモデルで、エルゴード定理を証明した。6.1次元のReinforced random walkの再帰性の問題で、通常のマルコフ連鎖の場合と質的に異なる再帰性を示す場合があることを発見した。7.ワイル変換、ベーカーの変換、カッツの間隙級数から作られる変換の中心極限定理と分散の退化する場合の特徴付けを行った。8.フラクタル上のパーコレーション確率を評価した。また、長距離相互作用をするパーコレーションでこれまでの予想の反例を作った。本年度の研究では、主に2次元Ising modelの有限Gibbs分布の混合性および、それに対応したGlauber Dynamicsのspectral gapに関する研究、向きつきパーコレーションと、それに関連する問題の研究、および自己補強性を持つランダム・ウォーク(reinforced random walk)の再帰性、およびエルゴールド性の研究において、幾つかの結果を出すことが出来た。以下に、その結果をまとめる。Ising modelについては主にspectral gapの言葉で述べるが、低温域でのspectral gapが、系のsizeにどのような依存性を示すかを、境界条件をいろいろ変えて調べた。外部磁場がある場合、領域と外部磁場との両方への依存性を調べた。高温の時と違って、これらのgapには一様な下からのboundは存在していない。(吉田、樋口)特に、2次元においてはIoffeによって開発された方法により、臨界温度ぎりぎりまでの情報を得る事が原理的に可能となっているので、現在、境界条件を色々変えて研究中である。この過程で、収束オーダーの改良などの成果もあげる事が出来た。reinforced random walkについては一次元で、初期重みを変えた時に再帰性についての必要十分条件を博士過程の学生(竹島)がみつけた。現在エルゴールド性の必要十分条件を探しているところである。シミュレーションは始めたが、特に目だった現象を発見できていない。今後の課題とする。向きつきパーコレーションではcontact processについてこれまでに知られていない相関不等式を今野が証明した。スピン系のパーコレーションとグラウバーダイナミックスのスペクトルギャップについての研究を行った。また、自己相互作用を持つランダムウォークについてのシミュレーションを行った。1.高次元スピン系のパーコレーションについては、臨界点の連続性の議論について、とくに{0,1,...,k}×Z^<d-1>の形の部分格子(これを厚さkのスラブと呼ぶ)における+スピンのパーコレーションについて外部磁場の臨界値h^<(k)>_Cが、kを無限に大きくするとき、全空間Z^dの臨界値h_Cに近付くかと言う問題を考えたが、補助的に作った確率場のマルコフ性が解決すべき問題となって現れた。今後の課題とする。また、2次元でfirst passage percolationの問題を考えたとき、fluctuationについてほぼ中心極限定理型のオーダーの評価を得ることが出来た。2.グラウバーダイナミックスのスペクトルギャップについては、特に低温域での境界条件への依存性を調べた。大学院生の王軍が、中央に正方形の穴を空けたとき、内側の境界条件と外側の境界条件の影響の違いを計算し、この違いがコントゥアーの縮むメカニズムから出て来ることを明らかにした。このことは、シミュレーションの結果をうまく説明している。

以上の結果とシミュレーションの結果をもとに、10月に神戸大学で「臨界現象の確率モデルとその周辺」という題で研究集会を開き、28名の参加を得て、活発な討論を行った。スピン系の臨界現象を相転移、スペクトルギャップについて詳しく研究した。また、独立でない確率変数系の極限定理について研究した。主な成果の一部を紹介する。1)2次元イジングモデルの相転移とスペクトルギャップについて以下の結果を得た。(a)端点Gibbs分布が2つだけであることの別証明として、パーコレーションの議論のみを用いて与えた。この副産物として一定の外部磁場の下での反強磁性的なイジングモデルでも同じ事実が成立することを証明した。(樋口,Georgii)(b)臨界温度より下の全温度領域で、+境界条件またはドブルーシンの境界条件のときのスペクトルギャップがexp{-C√<LlogL>}よりも大きいことを証明した。(樋口、王)2)非有界スピン系において、ドブルーシン-シュロスマンの強混合性の条件が対数的ソボレフ不等式や一様なスペクトルギャップと同値であることを証明した。(吉田)3)f(θ^nx)やf(θ^n_1θ^m_2,...,θ^1_k)の形の列に対する中心極限定理と、分散が退化するときの特徴付けを行った。(福山)
オンライン学習による学芸員有資格者の継続的「職業訓練教育」環境構築に関する研究

現在、博物館は全国に5,690館あり、そこで7,800名強の学芸員が働いている。しかし、その半数が非正規学芸員であることから、博物館が有する「守る技術(保存・修復)」「調べる技術(調査研究)」「見せる技術(展示)」「伝える技術(教育普及)」(以下、4つの技術という)の継承が危機的な状況に陥っている。そのため、大学における学芸員養成教育方法の検討、現職学芸員への学習機会の提供と学習方法の開発による継続的な職業訓練教育(以下、継続教育という)の充実が喫緊な課題となっている。今回は、各都道府県博物館協会への研修実態調査などを基に、集合研修だけでなく、「いつでも、どこでも受講可能な」学芸員オンライン学習システムの開発とそれに伴う学習教材開発、さらにその実施による学習効果評価法の確立について、先行する他分野との比較研究を通じて、大学での学芸員教育及び有資格者の継続教育のあり方を検証したい。研究は、3カ年の研究期間を博物館人材育成に係る「システム開発期(2018年度)」、そして「システム試行・データ収集分析期(2019年度)」、さらに「システム改善と適用期(2020年度)」の3期に分けて遂行する。初年度は1先行研究調査/既存資料分析、2都道府県博物館協会開催の地域集合研修、MOOC及びSPOC等のオンライン学習の実態調査、3「どの時間帯で、どの層が活用したか(学習傾向分析)」等を知るための学習履歴ログデータ収集分析方法の検討、4学習教材制作を踏まえシステムを開発するに向けた予備調査を行なった。具体的には、私立大学情報教育協会主催の研究会に参加し、オンライン学習の現状調査、また「守る技術(保存・修復」の映像コンテンツの開発、さらに集合研修(学芸員技術研修会)開催による学芸員の実態調査、学習管理システムを試行運転させ、参加者の学習履歴調査、システムの利便性調査などを行なった。2018年度はシステム開発期と位置づけ、1先行研究調査・既存資料分析(5月7月)、2地域集合研修・システム・学習教材等に関するWebアンケート調査(7月8月)、3地域集合研修会実施・学習教材ニーズに関するインタビュー調査・分析(9月11月)、4次年度に向けたシステム開発業者選定(12月2月)、5ニーズ調査に基づく学習教材の企画・制作(11月3月)を計画した。概ね順調に進捗したと考えているが、細部についてはもう少し詰められるところがあった。それは、アンケート調査、インタビュー調査などの分析が完全に終わっていないこと、システム開発業者の選定ができていないことである。その要因としては、研究代表者が2018年度から所属が「九州産業大学美術館」から「九州産業大学地域共創学部地域づくり学科」に変わったことによる。「九州産業大学地域共創学部」は2018年度4月に発足した新学部である。研究代表者は4月から地域づくり学科主任を拝命し、新たに学科・学部運営業務を担当することになり、十分な研究時間の確保、さらにシステム開発業者との打ち合わせ時間の確保ができなかった。しかし、そうした学科・学部運営業務も2年目に入り少し安定したことから、今後は研究を加速させていきたいと考えている。2019年度はシステム試行・データ収集分析期と位置づけている。1システム開発業者の選定・契約、2学習教材の著作権確認(4月5月)、3システム受講生募集・登録(4月)、4システム試行(4月10月)、5学習履歴ログデータ収集分析(6月12月)、6スクーリング研修会の実施によるインタビュー調査・分析(11月)、7学習教材の改善(11月3月)を計画している。その他、9月には私立大学情報教育協会でこれまでのオンライン教育研究の進捗について、発表する計画である。こうした場を活用して、多くの研究者と情報交流を深めていきたいと考えている。

具体的には、私立大学情報教育協会主催の研究会に参加し、オンライン学習の現状調査、また「守る技術(保存・修復」の映像コンテンツの開発、さらに集合研修(学芸員技術研修会)開催による学芸員の実態調査、学習管理システムを試行運転させ、参加者の学習履歴調査、システムの利便性調査などを行なった。2018年度はシステム開発期と位置づけ、1先行研究調査・既存資料分析(5月7月)、2地域集合研修・システム・学習教材等に関するWebアンケート調査(7月8月)、3地域集合研修会実施・学習教材ニーズに関するインタビュー調査・分析(9月11月)、4次年度に向けたシステム開発業者選定(12月2月)、5ニーズ調査に基づく学習教材の企画・制作(11月3月)を計画した。概ね順調に進捗したと考えているが、細部についてはもう少し詰められるところがあった。それは、アンケート調査、インタビュー調査などの分析が完全に終わっていないこと、システム開発業者の選定ができていないことである。その要因としては、研究代表者が2018年度から所属が「九州産業大学美術館」から「九州産業大学地域共創学部地域づくり学科」に変わったことによる。「九州産業大学地域共創学部」は2018年度4月に発足した新学部である。研究代表者は4月から地域づくり学科主任を拝命し、新たに学科・学部運営業務を担当することになり、十分な研究時間の確保、さらにシステム開発業者との打ち合わせ時間の確保ができなかった。しかし、そうした学科・学部運営業務も2年目に入り少し安定したことから、今後は研究を加速させていきたいと考えている。2019年度はシステム試行・データ収集分析期と位置づけている。1システム開発業者の選定・契約、2学習教材の著作権確認(4月5月)、3システム受講生募集・登録(4月)、4システム試行(4月10月)、5学習履歴ログデータ収集分析(6月12月)、6スクーリング研修会の実施によるインタビュー調査・分析(11月)、7学習教材の改善(11月3月)を計画している。その他、9月には私立大学情報教育協会でこれまでのオンライン教育研究の進捗について、発表する計画である。こうした場を活用して、多くの研究者と情報交流を深めていきたいと考えている。初年度となる2018年度は、研究代表者の所属が「九州産業大学美術館」から「九州産業大学地域共創学部地域づくり学科」に異動した。「九州産業大学地域共創学部地域づくり学科」は2018年度4月に発足した、研究代表者は地域づくり学科主任を拝命したことで、学部・学科運営業務を単横することになり、初めての業務ということもあり、十分な研究時間の確保が難しかった。そのため、アンケート調査などの詰めや現地調査などに伴う人件費・旅費執行が予定通りに進まなかった。しかし、今年度は学部・学科運営業務が落ち着いたこともあり、研究を加速させる計画である。
重合反応の精密制御とその応用に関する総合的研究

重合反応の制御は、高性能・高機能の高分子林料の分子設計にとって最も基本的で重要な課題である。なかでも、分子量の制御とそれを応用するブロック共重合体や末端官能性ポリマ-の合成、立体化学の制御とそれを利用する光学活性ポリマ-の合成とその応用、モノマ-の集合状態における重合と生成組織体の応用などが重要である。本研究は、この見地から高分子林料の分子設計の一般的原理となり得るような重合反応の精密制御の方法を確立しその応用への基礎を築くことを目的とし、具体的には、1)分子量の制御、2)立体化学の制御、3)共重合配列の制御、4)集合状態の制御の各分野について、相互に関連させた有機的、総合的な研究を行って来た。その結果次の各項目について夫々すぐれた成果が得られた。1)<分子量の制御>___ー:i)リビングカチオン重合によるビニルポリマ-の精密制御。ii)アニオンリビング重合による反応性高分子の分子量制御。iii)リビング配位重合によるポリオレフィンの分子量制御。iv)ポルフィリン錯体による開環、付加重合の制御;これらによるブロックコポリマ-、末端官能性ポリマ-の合成。2)<立体化学の制御>___ー:i)コンホメ-ションに由来する光学活性ポリマ-の合成と応用。ii)立体制御された多糖の合成とその生理活性化。iii)包接重合による立体化学の制御。3)<共重合配列の制御>___ー:i)金属塩を用いるラジカル共重合の制御。ii)高分子反応による周期コポリマ-の合成と物性。4)<集合状態の制御>___ー:i)層状組織体における重合反応の制御。ii)2分子膜の分子集合状態による重合制御。iii)導電性高分子の超ミクロ構造制御。iv)高分子LB膜の調製と光誘起電子移動反応。v)固相重付加反応による高結晶性共役高分子薄膜の合成。重合反応の制御は,高性能・高機能の高分子材料の分子設計にとって最も基本的で重要な課題である。これについて,種々の重合反応の共通的,統一的理解に立った進展をはかることが強く望まれる。本研究は,この見地から高分子材料の分子設計の一般的原理となり得るような重合反応の精密制御の方法を確立しその応用への基礎をきずくことを目的とし,具体的には1)分子量の制御,2)立体化学の制御,3)共重合配列の制御,4)集合状態の制御の各分野について,相互に関連させた有機的,総合的な研究を行った。本年度の研究の結果,以下に概略を記すように種々の重合反応の制御が可能となり,大きい成果が得られた。1.分子量の制御とその応用:リビングカチオン重合によるビニルポリマ-の精密制御。アニオンリビング重合による反応性高分子の分子量制御。リビング配位重合によるポリオレフィンの分子量制御。ポルフィリン錯体による開環,付加重合の制御:これらによるブロツクコポリマ-,末端完能性ポリマ-の合成。2.立体化学の制御とその応用:コンホメ-ションに由来する光学活性ポリマ-の合成と応用。立体制御された多糖の合成とその生理活性化。包接重合による立体化学の制御。3.共重合配列の制御とその応用:金属塩を用いるラジカル共重合の制御。

高分子反応による交互および周期コポリマ-の合成と物性の解明。4.集合状態の制御とその応用:層状組織体における単量体分子の配列と重合反応の制御。2分子膜の分子集合状態による重合制御。導電性高分子の超ミクロ構造制御。高分子LB膜の調整と光誘起電子移動反応の実現。固相重付加反応による高結晶性共役高分子薄膜の合成。これらは来年度にさらに総合的に研究を展開するための基礎となるものである。重合反応の制御は、高性能・高機能の高分子材料の分子設計にとって最も基本的で重要な課題である。なかでも、分子量の制御とそれを応用するブロック共重合体や末端官能性ポリマ-の合成、立体化学の制御とそれを利用する光学活性ポリマ-の合成とその応用、モノマ-の集合状態における重合と生成組織体の応用などが重要である。本研究は、この見地から高分子材料の分子設計の一般的原理となり得るような重合反応の精密制御の方法を確立しその応用への基礎を築くことを目的とし、具体的には、1)分子量の制御、2)立体化学の制御、3)共重合配列の制御、4)集合状態の制御の各分野について、相互に関連させた有機的、総合的な研究を行って来た。その結果次の各項目について夫々すぐれた成果が得られた。1)<分子量の制御>___ー:i)リビングカチオン重合によるビニルポリマ-の精密制御。ii)アニオンリビング重合による反応性高分子の分子量制御。iii)リビング配位重合によるポリオレフィンの分子量制御。iv)ポルフィリン錯体による開環、付加重合の制御;これらによるブロックコポリマ-、末端官能性ポリマ-の合成。2)<立体化学の制御>___ー:i)コンホメ-ションに由来する光学活性ポリマ-の合成と応用。ii)立体制御された多糖の合成とその生理性化。iii)包接重合による立体化学の制御。3)<共重合配列の制御>___ー:i)金属塩を用いるラジカル共重合の制御。ii)高分子反応による周期コポリマ-の合成と物性。4)<集合状態の制御>___ー:i)層状組織体における重合反応の制御。ii)2分子膜の分子集合状態による重合制御。iii)導電性高分子の超ミクロ構造制御。iv)高分子LB膜の調製と光誘起電子移動反応。v)固相重付加反応による高結晶性共役高分子薄膜の合成。
浮屋根と液体の非線形性を考慮した大型液体貯槽の地震時スロッシング理論の高度化

屋外石油貯槽等の大型液体貯槽では,雨水の浸入や内容液の蒸発を防ぐため,液面を浮屋根で覆うことが多い。この浮屋根が強地震動を受けたとき,内容液の揺れによって損傷し沈没・火災に至った被害を,我々は過去の大地震でしばしば経験している。本研究はこのような大型液体貯槽の地震時の液面の揺れや浮屋根の応力を理論的に予測する手法を開発し,石油コンビナートの防災・減災に役立てることを目的としている。これまでの研究成果により浮屋根には現行の消防法の基準を上回る過大な応力が発生することが分かっており,本研究ではそのような過大浮屋根応力の発生のメカニズムを明らかにし,消防法基準に代わる浮屋根応力評価法を提案する。
触媒的不斉四置換炭素構築型アルドール反応を基盤とした多置換不斉ユニット合成と展開

○ケトン・アレニックエステル・有機亜鉛試薬を用いる三成分連結型触媒的不斉アルドール反応の開発Cu-DIFLUORPHOS触媒存在下において、(1)有機亜鉛試薬のアレニックエステルへの共役付加、(2)銅ビニロガスエノラートのケトンへのγ-アルドール反応、(3)ラクトン化反応がワンポットで連続的に進行し、不斉四置換炭素を有する多官能基化δ-ラクトンを最高95%収率・98%eeにて得ることに成功した。反応系に触媒量のルイス塩基を添加することで、α-アルドール付加体の競合的生成を抑制することにも成功した。対照実験により、触媒が不要なα体の分解(レトロアルドール反応)を促進し、望みのγ-付加体へと系中で変換している「校正機能」の存在を実証することにも成功した。(J.Am.Chem.Soc.2007,129,7439.)○アロステリック制御部位を有するジアリールエーテル型不斉リン配位子の設計・合成・応用遷移金属触媒を用いた不斉反応が示すパフォーマンスの大部分は、不斉配位子の構造的・電子的特性によって規定される。触媒系毎に最適な配位子構造は全く異なるため、条件最適化検討においては、多種多様な骨格をもつ配位子のスクリーニングが必須となる。このプロセスの現実的必要性を前提するならば、「基本骨格の多様性発現に基づくチューニングこそが劇的な効果を生む」というDiversity-Oriented Synthesisの思想に基づく配位子設計法の有効性は自明であろう。私は配位子構造に劇的な影響を与える「調節部位」を、「活性部位」から分離したアロステリック制御型設計法を提案した。概念実証のために、配座自由度の精密かつ幅広い調節が可能な、ジアリールエーテル骨格を採用した。実際に合成した不斉リン配位子をケトンへのアリル化反応に適用し、現在までに最高52%eeの不斉収率を達成している。1,ケトンへの触媒的不斉アルドール反応における不斉収率の改善ケトンへの触媒的不斉アルドール反応は、不斉還元法では原理的に合成不可能な、光学活性三級アルコールの新規効率的合成法となる大きな可能性を秘めている。しかしながら、既に当研究室で開発に成功している一価フッ化銅触媒によるアルドール反応では、既存の不斉配位子を用いる限り低不斉収率にとどまることが最大の問題点となっていた。これを改善すべく、懐の深い不斉環境を構築できるビス(フェニルホスホラン)型新規不斉リン配位子を合成し、本アルドール反応に適用したところ、不斉収率を再考66%eeまで向上させることに成功した。ある気質では、既報の触媒系を大きく凌駕する不斉認識能を有していることも明らかとなった(Tetrahedron Lett.2005,46,4325.)。2,世界初のケトンへの触媒的不斉分子間還元的アルドール反応の開発還元的アルドール反応は、α,β-不飽和カルボニル化合物へのヒドリド共役付加反応により、系内で金属エノラート生成させ、アクセプターカルボニル化合物へと交差付加させる炭素-炭素結合生成反応である。シリルエノラートなどを前調節する必要が無く、実験手順の簡便性に優れるのが大きな特徴である。しかしながら、ケトンへの触媒的不斉付加は、分子内反応が一例に報告されているのみであった。そこで分子間反応の開発を目指し、共同研究者とともに検討を行ったところ、いくつかの基質において、触媒的不斉分子間還元的アルドール反応が進行することが明らかとなった。特に、市販のアレニックエステルをドナーとして用いたときに、DTBM-SEGPHOSを不斉配位子として用いると、α/γ選択性に改善の余地を残すものの、最高99%eeというきわめて高い不斉収率の発現が観測された(Tetrahedron Lett.2006,47,1403.)。1.実用的なケトンへの触媒的不斉アルドール反応の開発当研究室で開発した一価フッ化銅触媒を用いるケトンへのアルドール反応は、低不斉収率が最大の問題点であつたが、新規にチューニングしたTaniaphos配位子を用い、不斉収率を実用レベル(up to 94% ee)にまで向上させることができた。その過程で反応性の低下が問題点として浮上したが、PhBF_3Kを触媒量添加することで解決できた。NMR実験いよりPhBF3Kの詳細なはたらきを明らかにすることも出来た。(J.Am.Chem.Soc.2006,128,7164.)2.ケトイミンへの触媒的不斉アリル化反応の開発CuF-LiOi-Prおよび新規にチューニングしたcyclopenty1-DuPHOS配位子を用いることで、ケトイミンへの触媒的不斉アリル化反応に成功した。基質一般性に改善の余地を残すものの、本報告は低反応性のケトイミンを用いた、世界初の触媒的不斉アリル化の成功例である。(J.Am.Chem.Soc.2006,128,7687.)3.アレニックエステルを用いるケトンへの触媒的還元的不斉アルドール反応の開発CuOAc-DTBM-SEGPHOS

触媒およびアレニックエステルをエノラート前駆体として用いる系にPCy_3を添加剤として用いることで、ケトンへの触媒的還元的不斉アルドール反応の収率改善に成功し、ほぼ定量的な収率かつ最高99%eeにて目的とするγ-cis-アルドール付加体を得ることに成功した。また、新規にチューニングしたTaniaphos配位子を用いることで、位置選択性の完全なスイッチングが観測され、条件最適化によりα-付加体を高いレジオ・ジアステレオ・エナンチオ選択的にて得ることにも成功した。(J.Am.Chem.Soc.2006,128,14440.)○ケトン・アレニックエステル・有機亜鉛試薬を用いる三成分連結型触媒的不斉アルドール反応の開発Cu-DIFLUORPHOS触媒存在下において、(1)有機亜鉛試薬のアレニックエステルへの共役付加、(2)銅ビニロガスエノラートのケトンへのγ-アルドール反応、(3)ラクトン化反応がワンポットで連続的に進行し、不斉四置換炭素を有する多官能基化δ-ラクトンを最高95%収率・98%eeにて得ることに成功した。反応系に触媒量のルイス塩基を添加することで、α-アルドール付加体の競合的生成を抑制することにも成功した。対照実験により、触媒が不要なα体の分解(レトロアルドール反応)を促進し、望みのγ-付加体へと系中で変換している「校正機能」の存在を実証することにも成功した。(J.Am.Chem.Soc.2007,129,7439.)○アロステリック制御部位を有するジアリールエーテル型不斉リン配位子の設計・合成・応用遷移金属触媒を用いた不斉反応が示すパフォーマンスの大部分は、不斉配位子の構造的・電子的特性によって規定される。触媒系毎に最適な配位子構造は全く異なるため、条件最適化検討においては、多種多様な骨格をもつ配位子のスクリーニングが必須となる。このプロセスの現実的必要性を前提するならば、「基本骨格の多様性発現に基づくチューニングこそが劇的な効果を生む」というDiversity-Oriented Synthesisの思想に基づく配位子設計法の有効性は自明であろう。私は配位子構造に劇的な影響を与える「調節部位」を、「活性部位」から分離したアロステリック制御型設計法を提案した。概念実証のために、配座自由度の精密かつ幅広い調節が可能な、ジアリールエーテル骨格を採用した。実際に合成した不斉リン配位子をケトンへのアリル化反応に適用し、現在までに最高52%eeの不斉収率を達成している。
メス海馬は自分自身で性周期を作り、神経シナプスと記憶能力が周期変動する

ラットの海馬は、女性ホルモンであるプロゲステロン(PROG)、エストラジオール(E2)や、男性ホルモンであるジヒドロテストステロン(DHT)を独自に合成することが明らかとなっている。本研究では、PROGやE2、DHTの急性的な効果による神経スパイン増加の分子メカニズムを解析した。具体的な信号系としては、スパイン形成に関わるアクチン脱重合を引き起こすcofilinを不活性化するリン酸化酵素(LIMK)と、スパインの形成に重要なアクチン重合を制御するcortactinを活性化するリン酸化酵素(ERK/MAPK)に注目した。さらに、性ホルモン受容体がスパイン密度増加に関与しているかどうかも調べた。オスラットの生きた急性海馬スライスを作成し、PROG、E2、DHTを作用させた結果、全スパイン密度が増加した。さらに、リン酸化酵素(LIMK、ERK/MAPK)の阻害剤を性ホルモンと共に作用させたところ、スパインの増加が抑えられた。この結果から、性ホルモンによるスパイン密度の増加は、性ホルモンが下流にあるLIMKやERK/MAPKを活性化することで生じることがわかった。さらに、スパインを頭部直径で3つのサイズ(small-head、middle-head、large-head)に分類して解析した結果、PROGはsmallとmiddle、E2はsmall、DHTはmiddleとlargeをそれぞれ増加させた。この3分類の解析においても、LIMK、ERK/MAPKが関与していた。次に、性ホルモンの古典的受容体(PR、ERα、AR)のアンタゴニストを性ホルモンと共に作用させると、PROG、E2、DHTによるスパイン密度の増加効果が抑えられた。これらの結果から、PROGはPR、E2はERα、DHTはARを介してスパイン密度を急性的に増加させることが明らかとなった。28年度が最終年度であるため、記入しない。1メスラット海馬が作り出す性周期は、海馬CA1領域の神経スパイン密度を変動させるメスラットの性周期は、卵胞期(P)、排卵期(E)、黄体期1(D1)、黄体期2(D2)という4ステージから成る。また、海馬は自身で女性ホルモン(プロゲステロン:PROG,エストラジオール:E2)を合成し、独自の性周期を作る。今回、各性周期ステージごとに、海馬CA1領域の神経スパイン(シナプス後部:記憶の貯蔵場所)の密度を解析した結果、性周期に伴って変動する事を見出した。具体的には、Pではスパイン密度が2.33[spines/μm]と増加し、Eでは2.04[spines/μm]に減少、D1では2.33[spines/μm]に再び増加し、D2では2.04[spines/μm]に再び減少した。今回調べた海馬CA1領域のスパイン密度のピークは、海馬内で合成されるE2濃度のピーク(P)、PROG濃度のピーク(D1)と一致した。また、オスラットの海馬CA1領域のスパイン密度(2.36[spines/μm])は、メスラットのPとD1の密度と同程度ということも分かった。2メスラット海馬の神経スパイン頭部直径分布は、海馬が独自に作り出す性周期に伴って変化する海馬内神経スパインの頭部直径の違いによって、Small(記憶力が弱い)、Middle(記憶力が中間)、Large(記憶力が強い)に分類して性周期のステージごとに調べた結果、頭部直径分布に大きな差があった。具体的には、PではLarge-headスパイン密度が増加し、EではLarge-headスパイン密度が減少、D1ではMiddle-headスパイン密度が増加、さらにD2ではSmall-headスパインとMiddle-headスパイン密度が減少した。3種類のサブクラスのうち、1番記憶力の高いLarge-headスパイン密度に着目すると、Pで密度ピークを迎えた後、Eで大きく減少するがD1、D2と増えていき、Pで再び元のレベルまで戻るというような変動を示した。海馬が独自に女性ホルモン(プロゲステロン:PROG,エストラジオール:E2)を合成していることは、既に我々の先行研究から明らかとなっている。今回、脳内でメスラットの海馬自身が作り出す独自の性周期に伴って、海馬CA1領域の神経スパイン(記憶の貯蔵場所)の密度が増減することを見出した。具体的には、海馬内の女性ホルモン濃度は、卵胞期(P)、排卵期(E)、黄体期1(D1)、黄体期2(D2)という4ステージで変動したが、そのうちD1にPROG、PにE2がそれぞれ濃度ピークを持ち、スパイン密度も同ステージに密度ピークを示した。また、オスラットの海馬CA1領域の神経スパイン密度は、メスラットのP、D1の神経スパイン密度と同程度ということも明らかとなった。過去の研究において、性周期をP, E, D1, D2の4ステージに分けて海馬の神経スパイン解析を行ったものはない。Principles in Neuroscienceに掲載されている有名なMcEwen研の研究では、D1とD2を分離せず、混ぜ合わせてDとし、海馬の神経スパイン密度はPとEの中間であると報告している。今回、黄体期をD1とD2に分けて解析を行ったことにより、D1にスパイン密度が増加し、D2では低下することを世界で初めて見出すことができた。さらに、頭部直径の違いから、スパインをSmall-head、Middle-head、Large-headの3種類のサブクラスに分類した結果、頭部直径分布も性周期で変化することを見出した。