hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下垂体特異的転写因子の核移行の分子機構とその病理学的意義-蛍光蛋白Green Fluorescent Protein (GFP)との融合遺伝子導入法による解析-

我々は下垂体細胞のホルモン産生などを調節している下垂体特異的転写因子であるPit-1、Ptx1、Prop1などが、その作用部位である核のみでなく細胞質にも存在することをラット下垂体に対する免疫組織化学により観察してきた。このことから、これらの転写因子が本来細胞質に局在し、何らかのシグナルにより核へと移行して遺伝子発現を促進する可能性が考えられた。そして、これらの転写因子の細胞質・核局在比がヒト下垂体腺腫における機能分化に大きな役割を果たしているものと考えた。本研究では(1)Pit-1、Ptx1、Prop1など通常は細胞質に存在する転写因子が核内へ移行するシグナルを特定すること、(2)外科的に切除された下垂体腺腫についてこれらの転写因子の細胞質・核局在比を決定することを目的とした。昨年度までの研究で我々はPit1-GFP融合遺伝子を作製し、これを本来Pit1の発現していないAtT20細胞に遺伝子導入してその局在動態を共焦点レーザー顕微鏡で観察し、Pit1が細胞質にも存在すること、PKCを活性化するシグナルを加えると核に集積することを証明した。この過程で、Pit1-GFP融合遺伝子を導入したAtT20細胞では本来AtT20細胞(POMC遺伝子を発現している)では発現のみられない成長ホルモン(GH)mRNAの発現が誘導されていることを見出した。そこで、このGHmRNAの発現誘導が導入したPit1遺伝子に依っているのかを証明すべく、GH遺伝子のプロモーター領域とルシフェラーゼ遺伝子との融合遺伝子(GHP-Luc)を作製し、GH遺伝子の発現が絶対に見られないCOS細胞(サル腎細胞由来)にPit1-GFP遺伝子とともに導入した。その結果、ルシフェラーゼ活性は同時に導入するPit-1-GFPに依存して発現しているのが観察された。GFP遺伝子のみでは全くその活性に変化が認められなかった。これらのことから、導入されたPit1遺伝子はAtT20細胞のGH遺伝子を活性化し、発現誘導しているものと考えられた。下垂体腺腫では異常なホルモン産生パターンを示す場合があるが、今回の結果は転写因子の発現異常が引き起こしている可能性を強く示していた。加えて、Pit1などの転写因子を導入すれば、ある種の細胞では新しいホルモン産生能を獲得できることを示していた。我々は下垂体特異的転写因子であるPit-1、Ptx1、Prop1などが核のみでなく細胞質にもかなりの強さで存在することを免疫組織化学的に観察し、これらの転写因子が本来は細胞質に局在し、何らかのシグナルにより核へ移行して下流の遺伝子発現を調節している可能性を考えた。そして、この転写因子の細胞質・核局在比がヒト下垂体腺腫における機能分化に大きな役割を果たしているものと考えた。本年度の研究は1.Pit-1、Ptx1、Prop1などが通常は細胞質にも局在することを免疫組織化学以外の手法で証明すること、2.細胞質に存在する転写因子が核内へ移行するシグナル伝達経路を特定することを目的とした。最初に検討する転写因子としてはPit-1を選んだ。また、局在動態を生きたままの細胞で観察するために、Pit-1とGreen Fluorescent Protein(GFP-Pit)との融合遺伝子を含む発現ベクターを構築した。得られたベクターを下垂体腺腫に由来するαT3-1、GH3、AtT20の各細胞に各遺伝子導入して細胞内GFP-Pitの局在を共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、αT3-1、GH3、AtT20ともに核および細胞質に蛍光が観察された。加えて、これらの細胞株より分離した細胞質、核分画にGFP-Pitが存在することを免疫ブロット法で確認し、Pit-1が通常は細胞質にも局在することを証明できた。次いで、この核移行のシグナルがどのような経路で伝達されるかを決定するために、PKA、PKC経路を活性化してGFP-Pitの細胞内局在を観察したところ、PKCの活性化試薬であるフォルボールエステルを加えた場合にのみ、GFP-Pitが核に集中することを見出した。このことは、最初のシグナルがPKCを活性化して、Pit-1が核に移行し、下流の遺伝子発現をup-regulateしていることを示していた。

この過程で、Pit1-GFP融合遺伝子を導入したAtT20細胞では本来AtT20細胞(POMC遺伝子を発現している)では発現のみられない成長ホルモン(GH)mRNAの発現が誘導されていることを見出した。そこで、このGHmRNAの発現誘導が導入したPit1遺伝子に依っているのかを証明すべく、GH遺伝子のプロモーター領域とルシフェラーゼ遺伝子との融合遺伝子(GHP-Luc)を作製し、GH遺伝子の発現が絶対に見られないCOS細胞(サル腎細胞由来)にPit1-GFP遺伝子とともに導入した。その結果、ルシフェラーゼ活性は同時に導入するPit-1-GFPに依存して発現しているのが観察された。GFP遺伝子のみでは全くその活性に変化が認められなかった。これらのことから、導入されたPit1遺伝子はAtT20細胞のGH遺伝子を活性化し、発現誘導しているものと考えられた。下垂体腺腫では異常なホルモン産生パターンを示す場合があるが、今回の結果は転写因子の発現異常が引き起こしている可能性を強く示していた。加えて、Pit1などの転写因子を導入すれば、ある種の細胞では新しいホルモン産生能を獲得できることを示していた。
高齢者の幸福感向上を目指した遠隔共食会話の構造分析と心理効果の対応関係の解明

本研究は,高齢の親と離れて暮らす子供が定期的に遠隔共食を行うことにより,高齢の親の主観的幸福感が向上することを実証的に示し、その要因を明らかにする.離れて暮らす3組の家族に協力を依頼し,2ヶ月間の遠隔共食会話実験に参加してもらった.定期的に遠隔共食を行い,映像を収録するとともに、高齢の親から得た毎日の主観的幸福感の評価,3回のインタビュー会話から、遠隔共食会話が「気分」「体調」「明日への意欲」の向上に寄与することを示した.その結果から,遠隔共食コミュニケーションが高齢の親にとって自己達成感,自己肯定感,子供との関係維持の場として機能し、主観的幸福感に影響を及ぼす認知構造モデルを提案した.本年度は,1)孤食と共食における食事環境が人の食事動作に及ぼす影響分析,2)高齢者の食生活調査,3)遠隔共食会話の実験を行った.1)孤食と共食環境における6人の協力者の食事映像データから食事動作を分析した.その結果,共食環境において,食事をする/他者と会話をする行為を同時進行的に行う動作から,共食の場は人に社会的行為を創発させる場としての役割を持つことが示唆された.本研究成果は電子情報通信学会HCS研究会,日本認知科学会全国大会において発表した.2)高齢者の食生活調査として,印西市役所健康福祉部高齢者福祉課の協力の下,約150人の60歳以上の男女に食事形態と家族とのコミュニケーション状況についてインタビュー,及び質問紙調査を行った.集計結果からは一人暮らし高齢者は子供家族と同居している高齢者より,家族との繋がり感が希薄であること,日頃友人や離れて暮らす子供と交流の機会の多い高齢者は,生活意欲や心的健康度が高いことが示された.これにより,離れて暮らす子供と食事機会を増やすことが高齢者のQoL向上に効果をもたらす可能性が考えられた.本調査結果は,印西市との会合において報告し,関係する担当課長,福祉センター長らと意見交換を行った.3)離れて暮らす親子2組に協力を得て,2か月間の生活記録,ICTを活用した6回の遠隔共食記録,遠隔共食シーンの映像,毎食の食事メニュー写真,インタビュー記録を取得した.生活記録,インタビュー記録の分析より,高齢の親にとって,遠隔共食は実際に対面して食事をすること同様に楽しいイベントとして位置づけられていること,定期的な遠隔共食が高齢の夫婦二人の日常会話の増幅に寄与していることが示された.本分析結果は電子情報通信学会,認知科学会,食生活学会において発表する予定である.本年度は,食事環境の違いによる人の基本的な食事動作分析,高齢者の食生活の実態調査,実験協力者による遠隔共食実験を実施した.次年度に分析するデータが収集されており,課題遂行に向け当初の計画通りに進展している.本年度は,1)遠隔共食実験データの解析,2)追加データの収集3)食事環境が人の食事動作に及ぼす影響についての論文化を行った.1)昨年までに収集し終えた二組の親子の実験データを解析した.協力者の生活記録に記述された2か月間全180食における食事中の会話内容を調べ,さらにインタビューから,遠隔共食の影響と推測される心的変化の発言を抽出し,分析した.その結果,特に高齢の親にとって,子供と遠隔共食を行うことが楽しみであること,また定期的な共食が夫婦の日常の話題を豊富にしていることが示された.本分析結果は,電子情報通信学会,日本食生活学会,日本認知科学会において発表した.2)昨年,実験に協力頂いた二組の親子は,実の母娘,父娘の協力者らであった.遠隔共食は,義理の親子でも可能であるため,本年度は姑嫁の関係にある親子に協力を依頼し,2カ月のデータ収集を行った.3組の異なる関係性の親子によるデータを観察することによって,遠隔共食の意義や効果は,個々の家族特性やコミュニケーション意欲に強く依存することが分かった.各親子それぞれの心的内部に寄り添った,遠隔共食の在り方を検討する必要性が確認できたため,次年度以降はそれぞれの親子のケーススタディを中心に分析するという新たな課題を発見した.3)昨年度までに分析を終了した孤食と共食における食事環境が人の食事動作に及ぼす影響について,研究成果をまとめた.本論文は日本食生活学会誌に投稿し掲載された.また,本研究はWeb雑誌JBpressにも掲載されるなど公表の場を得た.本分析で明らかにした,共食の場が人に社会的行為を創発させる場としての機能を持つことは,今後の遠隔共食研究に重要な意義をもたらすものであり,今後は対面共食と遠隔共食における人の行動分析と社会的行為の関連を明らかにするという,新たな指針を得た.昨年までに収集したデータの分析から,本研究が目的とする,遠隔共食会話と高齢者の心理的効果に対応関係があることが示唆されている.それらの示唆に基づき,本年度においては,協力者からの生活記録,映像記録,インタビュー会話に対し定量的,定性的な分析を追加しており,課題遂行に向け当初の計画通りに進展している.

昨今の我が国においては,社会的活動からリタイアした高齢者,さらに子供家族との非同居や一人暮らしの高齢者が増加傾向にある.こうした現状を踏まえ,本課題は高齢者と離れて暮らす子供家族のコミュニケーション支援を目的に遠隔会話システムを利用した共食が,高齢者の心理的安定に及ぼす影響を分析し,幸福感醸成のメカニズムを解明するものである.データ取得のため,離れて暮らす親子3組に協力を依頼し,2か月間における毎日の生活記録,食事内容の写真撮影,6回以上の遠隔共食,うち2回以上の遠隔共食シーン映像撮影,3回のインタビューを行った.生活記録を分析したところ,継続的な遠隔共食行為は高齢者の「気分」「体調」「存在意義」「明日への意欲」への評価向上に影響していることが示された.最終年度においては協力者らからのインタビューに基づき,コミュニケーション支援としての遠隔共食の役割を検討した.“遠隔"の親子の食卓を繋ぐことは,自宅に居ながらにして時間共有を可能にし,互いの生活空間を見せたり眺めたりする楽しみをもたらしていた.“食事"をしながらコミュニケーションすることは,食卓が自然と家族を集め一定時間座ることを促していた.よって「遠隔システムを利用して会話をする」,「食事をしながら会話をする」ことは,親子の時間共有の困難を解消し,多人数による豊富な話題を産出する基盤として機能したと考えられた.今回の実験協力者らは,事前インタビューにおいて,親側は忙しい子供の生活に気遣い連絡を控え,子側からすれば親の生活や健康を気にしながらも,連絡をする機会を逃してしまうという問題を抱えていた.遠隔共食会話により高齢の親の主観的幸福感に向上が見られたことで,遠隔共食会話がコミュニケーション支援の一つの手法として有効であることが示された.本研究は,高齢の親と離れて暮らす子供が定期的に遠隔共食を行うことにより,高齢の親の主観的幸福感が向上することを実証的に示し、その要因を明らかにする.離れて暮らす3組の家族に協力を依頼し,2ヶ月間の遠隔共食会話実験に参加してもらった.定期的に遠隔共食を行い,映像を収録するとともに、高齢の親から得た毎日の主観的幸福感の評価,3回のインタビュー会話から、遠隔共食会話が「気分」「体調」「明日への意欲」の向上に寄与することを示した.その結果から,遠隔共食コミュニケーションが高齢の親にとって自己達成感,自己肯定感,子供との関係維持の場として機能し、主観的幸福感に影響を及ぼす認知構造モデルを提案した.主に,2組の親子から得た生活記録における心理測定,遠隔共食の映像を詳細に分析し,遠隔コミュニケーションの場が食卓であることの重要性,会話において食事があることの効果について明らかにしていく.さらにICTを活用することの利点や限界なども視野に入れ,遠隔共食の有用性について検討していく.また,今回の2組の協力者は高齢の夫婦と子供家族間によるものであったため,実空間における4人以上の食事会話を実験的に行い比較データを取得,分析する.また一人暮らし世帯の高齢者とその子供の遠隔共食データも追加する.実験協力者から得た生活記録は主観的,かつ詳細な日々の記録が記述されている.これらを定量的なデータとして扱う為,日記の記述と食事内容について,第三者評価を行い,客観的な数値に示す.これにより,遠隔共食が協力者の心的変化とどのような関係にあるかを統計解析によって明らかにする.一方で,遠隔共食の効果はそれぞれの家族関係,個人の事情により異なることも示唆されているため,個々のデータを事例的に分析し,家族の特性と,共食の在り方,心的効果の関連について明らかにしていく.ヒューマンコミュニケーション高齢者にICT技術を活用して遠隔会話をしてもらうにあたり,機器操作への対応が難しいことがわかった.そこで,本年度は協力者を予定の4組から2組に限定してデータを収集し,高齢者の機器操作への課題も含めて再検討を行い,追加のデータは次年度に収集することとした.
アクティブ・ラーニング施設の運用を通した21世紀型スキル教育プログラムの開発

当該年度は3年の研究計画の2年目であった.アクティブ・ラーニング向け施設の運営業務に埋め込まれた教育プログラムの開発に向け,過去の運営チームの活動状況の分析を行った.研究のフィールドとなっているアクティブ・ラーニング向け施設では,運営チームの業務上のやりとりとして2万件以上の記事が蓄積されている.この記事のそれぞれの返信関係から記事の著者同士の社会ネットワークを抽出し,媒介中心性について分析した.この結果,教職員スタッフが学生スタッフ間をつなぎ,期が進む中でより多くこの仕事をシステム上で実施していたことが示唆された.一方でこのような媒介する動きをスタッフ育成の視点で考えれば,教職員ではなく学生ができるようにして行くことでより良い組織になって行くことが考えられる.実際に,教職員スタッフの媒介中心性よりも学生スタッフの媒介中心性の方が高い時期も抽出された.電子掲示板における相互作用に対して議論過程可視化システムを活用し可視化することで,各スタッフの集団的認知責任の様子を分析可能であることが示唆された.この結果を受け,構成員の媒介中心性をリアルタイムで本人に通知することにより,活動のフィードバックを行い,自身の活動の改善につながるような支援を提供するシステムの提案を行った.研究者などが学習や業務のプロセスを事後的に評価するためでなく,構成員がコミュニティ全体から見た自身の位置を把握することにより,構成員各自が自発的に集団的認知責任の向上を検討可能となることを狙うものである.短期間の試用において,リアルタイムのフィードバック機能が構成員の活動を変えうることが示唆された.昨年度に分析を行った結果を活用し,さらに社会ネットワーク分析に発展させることで,集団的認知責任の向上に関する支援システム開発に関する機能要件を明確にすることができた.試作したシステムの完成度が期待を上回っているため,そのまま実運用に投入することができた.実験的な機能の試作・試用プラットフォームとしても機能しており,これにより,昨年度の遅れを解消した.短期間の試用において支援システムの有効性が示唆されたため,長期的な業務の場面での運用実績を蓄積し,評価の精度を高める.また,媒介中心性を核とした,より精度の高い評価指標の検討と,その実装を行い,考察を深める.当該年度は3年の研究計画の1年目であった.業務に埋め込まれた教育プログラムの開発にあたり,これまでのアクティブ・ラーニング向け施設の運営に携わってきたチームの活動を調査した.業務に埋め込まれた教育プログラムの開発にあたって,アクティブ・ラーニング向け施設の運営に携わる学生スタッフについて,その熟達化と学習環境に対する認識の変容について検討した.長期にわたって業務を経験した学生に,各自の業務についての概念地図を書かせ,その記述内容を三段階の理解レベルに分類し,各レベル間のリンクを調査した.その結果,二年以上の経験を経た学生スタッフの多くでレベル3の記述が増え,同時にレベル2とのリンクが見られた.単に言葉だけが一人歩きしているのではなく,業務への理解が深まっていることが示唆された.一方,経験を積んだ学生スタッフであっても,レベル3の記述がほとんどない事例も見られた.レベル3の表現が内化されて表出されず,今回の分析基準では十分に評価できなかった可能性がある.また,業務に埋め込むべき学習支援システムの機能要件の明確化のために,学生スタッフ達が業務で用いてきたスレッド型掲示板システムの利用の実態を書き込まれた半年分の記事のやりとりを調査した.このシステムは学生スタッフの書き込んだ記事を階層的に整理するものである.その結果,スタッフが学びを深めながら業務を遂行するには,階層構造に基づく関連付け機能だけでは不十分であり,記事の関係をこれまで以上に扱う必要があることが分かった.具体的には,「階層構造を超えた関連付け」「記事の一部分への参照元主体の参照」「交通整理のための参照関係の区別」という3つの参照機能がシステムに必要な機能要件であることが示唆された.より大きく学習に比重を置いた運営体制の見直しを予定していたが,大学の体制変更とのすりあわせに当初計画していた以上の時間がかかった.これに伴い,倫理審査などへの手続きも予定より遅れた。また,これまでに蓄積していたデータの分析手法を多方面で検討したために時間がかかった.これらのことから,目標にむけてやや遅れていると判断できるものの,当初予定していた対象領域の調査の準備が整い、次年度以降の調査および発表・論文化等の準備を整えることはできた.当該年度は3年の研究計画の2年目であった.アクティブ・ラーニング向け施設の運営業務に埋め込まれた教育プログラムの開発に向け,過去の運営チームの活動状況の分析を行った.研究のフィールドとなっているアクティブ・ラーニング向け施設では,運営チームの業務上のやりとりとして2万件以上の記事が蓄積されている.この記事のそれぞれの返信関係から記事の著者同士の社会ネットワークを抽出し,媒介中心性について分析した.この結果,教職員スタッフが学生スタッフ間をつなぎ,期が進む中でより多くこの仕事をシステム上で実施していたことが示唆された.一方でこのような媒介する動きをスタッフ育成の視点で考えれば,教職員ではなく学生ができるようにして行くことでより良い組織になって行くことが考えられる.実際に,教職員スタッフの媒介中心性よりも学生スタッフの媒介中心性の方が高い時期も抽出された.電子掲示板における相互作用に対して議論過程可視化システムを活用し可視化することで,各スタッフの集団的認知責任の様子を分析可能であることが示唆された.

この結果を受け,構成員の媒介中心性をリアルタイムで本人に通知することにより,活動のフィードバックを行い,自身の活動の改善につながるような支援を提供するシステムの提案を行った.研究者などが学習や業務のプロセスを事後的に評価するためでなく,構成員がコミュニティ全体から見た自身の位置を把握することにより,構成員各自が自発的に集団的認知責任の向上を検討可能となることを狙うものである.短期間の試用において,リアルタイムのフィードバック機能が構成員の活動を変えうることが示唆された.昨年度に分析を行った結果を活用し,さらに社会ネットワーク分析に発展させることで,集団的認知責任の向上に関する支援システム開発に関する機能要件を明確にすることができた.試作したシステムの完成度が期待を上回っているため,そのまま実運用に投入することができた.実験的な機能の試作・試用プラットフォームとしても機能しており,これにより,昨年度の遅れを解消した.2018年度は,当初計画通り(1)学習環境としての施設運用体制の再構成,(2)業務に埋め込むべき学習支援システムの機能要件の明確化,(3)業務に埋め込まれた教育プログラムの開発,のそれぞれを実施する.また,これらを支えるための業務と連動した学習支援システムを試作し,運用を通じて研究計画全体への考察を深める.短期間の試用において支援システムの有効性が示唆されたため,長期的な業務の場面での運用実績を蓄積し,評価の精度を高める.また,媒介中心性を核とした,より精度の高い評価指標の検討と,その実装を行い,考察を深める.研究の進捗がやや遅れたため,関連学会・研究会への参加が間に合わず,執行できなかった旅費が生じた.次年度以降の研究体制は整備されたため,当初参加予定であった研究会等に参加してくことで使用する.当該年度は試作・試用プラットフォームとしても機能する検証システム開発にエフォートを割り当てたため,実証的な実験やそれに伴う分析・検討を次年度に実施する.
母子垂直感染後に成長したHIV陽性小児の分子疫学研究

母体から胎児あるいは新生児へ病原ウイルスは垂直感染する。HIV陽性小児に対して速やかに抗レトロウイルス剤を投与する母子感染予防プログラムが導入された結果、多くのHIV陽性小児が生き残り、一部は10代後半へと成長した。ところが、こうしたサバイバーも感染病態が不良で、多剤併用療法への応答性が悪い。しかし、HIV陽性小児の予後が悪い要因は明らかではなく、サブサハラアフリカ地域では社会問題となっている。本年度は、感染者をリクルートし、臨床検査データの取得、感染ルートなどに関するアンケート収集に加えて、血液検体の採取後すみやかに血漿およびPBMCを分離して保存するスキームを組織的に実施するシステムの構築を目指した。国立ムヒンビリ病院に通院中のHIV感染者で、母子感染後にHIV陽性となったケースを含む成人HIV感染者(約200例)に本研究へのリクルートを実施した。リクルートする過程で課題として浮かび上がったのは、感染ルートが明確でないケースが非常に多いということであった。カルテ等で遡ることが困難なケースがほとんどであったため、この点の改善を図りケースコントロールスタディとするか、あるいは解析時に一つのパラメーターとしてad hoc解析をするか、検討が必要でることが分かった。実験では、凍結保存した血漿からウイルスゲノムRNAを精製し、PCR法によってウイルスゲノムのうちEnv遺伝子を含む領域を増幅して、シークエンス解析を行った。これらの結果を用いて、ウイルスレベルでの特徴を解析していく予定である。感染者をリクルートし、臨床検査データと、感染者へのアンケート結果、および血液検体を採取するシステムを構築できた。これまでに採取した検体を用いて、ウイルス遺伝子の解析に進む予定である。本年度は、国際共同研究先の研究費と有効利用できたため、感染者の検体の採取に関わるコストを圧縮できた。翌年度以降は、これらの検体を用いた実験操作となるため、国内での研究にほぼ使用する予定である。
明末清初の出版文化と章回小説の発展史－－覆刻・翻刻・後印の事例を中心に－－

平成26年度には、4月に北京大学図書館及び中国国家図書館、7月に名古屋市蓬左文庫、8月にイエール大学図書館、9月に京都大学人文科学研究所及び龍谷大学図書館に出張し、それぞれの所蔵する漢籍、わけても金陵唐氏・周氏と建陽書坊余氏の刊行した版本や李卓吾先生批評を謳う小説版本を重点的に調査した上で、可能なものについて写真やマイクロフィルムなどで複写を収集した。その他、受入研究機関である慶應義塾大学をはじめ、国立公文書館・国立国会図書館・東京大学といった近郊の諸機関にも随時通って該当資料の調査と複写の収集を行った。それらの成果を元に、口頭発表1「“余象斗本"講史小説再考」、2「《李卓吾先生批評三國志真本》版本小考」とを行った上で、口頭発表1を元に単著論文1「萃慶堂の歴代主人についてー建陽余氏刻書活動研究(1)ー附『書林余氏重修宗譜』「書坊文興公派下世系」第37世までの翻刻と校訂」を学会誌に投稿し、掲載が決まっている。口頭発表1では、従来「余象斗本」と呼ばれて一括りに処理されていた講史小説各種につき、余象斗が自ら編集して刊行も主導したもの、他人の編集で余象斗が刊行を主導したもの、余象斗の後継者が刊行を主導したものという区別が必要であることを指摘し、それぞれの特徴を考察した。口頭発表2では、李卓吾先生批評と称する『三国演義』の現存諸本の整理検討を行った上で、従来蘇州の宝翰楼の刊行とされることが多かった『李卓吾先生批評三国志真本』につき、宝翰楼は最初の刊行者ではなく、後から版木を手に入れた書坊であることを明らかにした。単著論文1では、明末清初に出版活動を行った建陽余氏は大きく4つの血統に分類出来るとの仮説を提示して、その1つである萃慶堂系統について、歴代の主人の系譜と、その分家筋がどのような名義で出版活動を行っていたかについて詳しく論じた。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度には、8月に上海図書館、9月に加賀市立図書館聖藩文庫、10月に東北大学附属図書館、明けて2月に京都府立総合資料館・延暦寺叡山文庫・京都大学人文科学研究所・名古屋市蓬左文庫・広島大学中国語中国文学研究室・広島大学中央図書館・広島市立中央図書館浅野文庫、3月に台湾中央研究院傅斯年図書館・台湾大学図書館、台湾国家図書館に出張し、それぞれの所蔵する漢籍、わけても金陵書坊唐氏・周氏と建陽書坊余氏の刊行した版本や李卓吾先生批評を謳う小説版本を重点的に調査した上で、可能なものについて写真やマイクロフィルムなどで複写を収集した。その他、受入研究機関である慶應義塾大学をはじめ、国立公文書館・国立国会図書館・東京大学・尊経閣文庫・静嘉堂文庫といった近郊の諸機関にも随時通って該当資料の調査・収集を行った。その上で、11月までの成果を元に、単著論文1「金陵唐氏世徳堂刊本講史小説三種と上元王氏の双面連式挿画について」、2「金陵書坊周日校万巻楼と周氏大業堂の関係について」、3「孫悟空の図像イメージー小説本文と絵姿とー」を公刊した。唐氏世徳堂刊本『南北両宋志伝』『唐書志伝』『東西両晋志伝』の三種の挿画を影印した書籍の解題として発表した1では、それらの講史小説刊本の挿絵の画工(下絵師)を務めた上元王氏の手掛けた小説挿画の特徴を指摘した。2では先行研究ではっきりとした関係が分かっていなかった金陵で周氏が営んだ幾つかの書坊について、周日校万巻楼仁寿堂と周氏大業堂とを中心に据えて、両者に血縁関係と直接的な継承関係とがあることを示し、併せてそれぞれの歴代の主人とその活動期間及び互いの血縁関係、更にはどのような出版物を主力商品としていたかなどを考察した。3では『西遊記』の孫悟空の図像イメージについて、世徳堂本や李卓吾甲本の本文と挿画を対照しつつ、現代的なイメージとの共通点や相違点を明らかにした。

口頭発表1では、従来「余象斗本」と呼ばれて一括りに処理されていた講史小説各種につき、余象斗が自ら編集して刊行も主導したもの、他人の編集で余象斗が刊行を主導したもの、余象斗の後継者が刊行を主導したものという区別が必要であることを指摘し、それぞれの特徴を考察した。口頭発表2では、李卓吾先生批評と称する『三国演義』の現存諸本の整理検討を行った上で、従来蘇州の宝翰楼の刊行とされることが多かった『李卓吾先生批評三国志真本』につき、宝翰楼は最初の刊行者ではなく、後から版木を手に入れた書坊であることを明らかにした。単著論文1では、明末清初に出版活動を行った建陽余氏は大きく4つの血統に分類出来るとの仮説を提示して、その1つである萃慶堂系統について、歴代の主人の系譜と、その分家筋がどのような名義で出版活動を行っていたかについて詳しく論じた。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究の一年目にあたる平成25年度は、当初計画においては関連資料の収集に重点を置き、成果の発表については唐氏世徳堂の講史小説刊本についてのもののみを想定していたが、資料の収集が順調に進んだ結果、当初は二年目以降になると考えていた周氏一族の書坊間の関係や活動年代、及び予定になかった孫悟空の図像イメージについても論文を公刊出来た。資料収集の面でも李卓吾批評を称する『三国演義』版本の調査が計画以上に進展した。当初は一年目に予定していた天理大学図書館所蔵の容興堂本『水滸伝』の調査を行えなかったので、平成26年度には実施したい。一年目に予定していたが行えなかった北京の諸機関の調査は平成26年度に入ってから一度実施したが、まだ十分ではなく、機会を見て再度出張する。また、当初計画では欧米の所蔵資料は三年目に当たる平成27年度に余力があれば調査を行う可能性もあるという程度の位置付けであったが、当研究を進めるに当たって重要な版本が数多く所蔵されているイエール大学での調査を平成26年8月に実施することにした。その分、二年目に予定していた中国国内の地方図書館の調査計画を後回しにし、重要度の低いと判断した機関の調査は割愛も検討する。
私法における信頼保護法理の研究

本研究では、私法における信頼保護制度を、効果の相違により、関係発生保護(信頼保護のために法律行為的効果を発生させるもの)と関係消滅保護(信頼保護のために既存の法律関係の消滅を認めるもの)・関係存続保護(信頼保護のために既存の法律関係の存続を認めるもの)とに分けて、各制度における被保護者の要信頼保護事情・不利益負担者の帰責根拠・両者の相関判断構造を検討し、わが私法上の信頼保護法理の解明を目指した。今年度は、まず、前年度の研究を受けて、関係発生保護の代表的法理に位置づけることのできる表見代理に関する研究の成果を、著書『代理取引の保護法理』にまとめた。ここでは、法律行為が行われた場合と同様の効果発生を認める関係発生保護については、意思表示・法律行為の成立及び効力発生に認められるのと同様の準則・考え方が妥当することを示した。それによると、従来しばしば説かれてきた、被保護者の要保護性と不利益負担者の帰責性の相関判断は、必ずしも妥当していないし、また適切でもないということになる。次に、関係消滅保護に関するものとして、債権の準占有者への弁済について研究を進めた。この場合にも、信頼保護を受ける者は、単に準占有者を真の債権者と信頼しただけでは足りず、そう信じることについて正当性を有していなければならない。しかも、この正当性の判断は、真の債権者の帰責性によって左右されるわけではない。これらは、関係発生保護と同様であり、信頼保護制度の共通要件と考えられる。さらに、不利益負担者に何らかの帰責性が必要なことも、信頼保護制度の共通要件と考えられる。ただし、債権者の帰責性の程度については、当事者間に法律関係がすでに存在しているため、不利益負担者にとって自己に不利な状況の発生を回避することが比較的容易であるため、関係発生保護に比べれば、小さな帰責性によっても関係消滅が肯定される。ある事情の存在・不存在を正当に信じた者を保護する制度は私法上に多数存在するが、本研究は、それらの信頼保護制度を信頼者に認められる保護の態様により4つの類型に分け((1)新たな法律関係の発生を認める形での信頼保護たる「関係発生保護」、(2)既存の法律関係の消滅を認める形での信頼保護たる「関係消滅保護」、(3)既存の法律関係の存続を認める形での信頼保護たる「関係存続保護」、(4)損害の金銭的補償という形での信頼保護たる「損害賠償保護」)、各類型における信頼保護要件を確定し、その異同を検討することを通して、わが私法上の信頼保護法理を総合的・体系的に考察しようとするものである。研究機関1年目である本年度は、(1)の関係発生保護につき、その代表例たる表見代理を取り上げて考察した。この検討に際しては、意思表示・法律行為が、表意者に一定の主観的帰責要件が認められる場合に、相手方が正当に信じた表示意味通りの内容で法律関係の発生を認める制度であることから、表見代理の成否は、意思表示・法律行為に関する諸準則の類推により判断できるのではないかと考え、この仮説の正当性の検証を試みた。その結果、表見代理に関する従来の判例・諸学説はこの仮説により理論的にほぼ整序できることが分かった。そこで、私自身がかつて研究した意思表示の成立要件論を表見代理に展開した。その結論のみを簡単に示せば以下の通りである。表見代理は、本人が対外的法律関係を形成することになるとの意識(表示意識)を伴ってした容態に、相手方が、代理行為者に問題の代理行為をする資格ありと本人が証しているとの意味を正当に付与してよかった場合に、成立する。本人の真意と相手方が本人の容態に正当に付与した意味とが齟齬する場合、本人は、重過失がないことを要件に、前述の代理資格証明表示を錯誤に関する民法95条類推により無効とすることができる。

ただし、債権者の帰責性の程度については、当事者間に法律関係がすでに存在しているため、不利益負担者にとって自己に不利な状況の発生を回避することが比較的容易であるため、関係発生保護に比べれば、小さな帰責性によっても関係消滅が肯定される。
食品の品質推定における人工知能の活用　－食感と抗肥満性の予測－

既存の食品製造工業では、多くの場合、経験的な知見をもとに試行錯誤的に加工方法・条件を決めてきた。近年、加工食品に対して、喫食時の五感での受感(美味しさ)のみならず、保健のための生理機能性が求められている。研究代表者は、加工食品に応じた食品素材、加工方法・条件を論理的に決め、喫食時の受感や生理機能性等を含む品質を自在に制御できる学術的手法の確立を最終的に目指している。そこで本研究では、麺を対象試料として、加工食品内部の微細構造から、喫食時の食感および抗肥満性等を予測可能にするための基礎基盤の骨格を形成することを目的とした。2018年度は、人工知能(AI)を用いて、麺の3次元微細構造から食感を予測することに取り組んだ。AIを用いるためには、3次元微細構造と食感に関する既知の関係を用いて予めAIを教育する必要があるが、そのための十分な質と量をもつ相関データベースが存在しないことが課題であった。そこで、まず、研究代表者が独自に開発した3次元微細構造の新規計測技術を用いて、微細構造の異なる複数の麺の多量かつ高質なデータを取得した。さらに、麺の食感として、クリープメータを用いて圧縮応力値と歪率値を計測し、相関データベースを構築した。そして、この相関データベースを用いて、AIの教育および検証を行った。AIには、最大164層までの多層構造を有する畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いた。その結果、高い精度で食感を予測することに成功した。2018年度は、AIを用いるために、3次元微細構造と食感に関する相関データベースの構築を重点的に実施した。研究代表者はこれまでに、麺などの食品を透明化する新規試薬を開発しており、2光子顕微鏡を用いて、3次元微細構造を計測できるようにしている。今年度は、2光子励起顕微鏡に加えて、大量のデータを高速に取得するために、ライトシート顕微鏡での測定手法を確立した。特に、特殊な樹脂を用いて試料を包埋する新規手法を考案し、透明化法の最大の難点であった試料のハンドリングを劇的に容易することを可能にした。この手法は、食品だけでなく、マウスなどの生体試料にも適用できるため、非常に有用であると考えている。また、透明化の過程において、低温から段階的に温度を上げることで、試料の表面付近の微細構造をより保持できることを見出した。さらに、顕微鏡で得られた画像について、高速フーリエ変換した後に低周波数成分を除去することによる輝度ムラの低減やノイズ除去などにより、高画質化するための最適な画像処理アルゴリズムを確立した。加えて、CNNのハイパーパラメータの最適化によりAIでの予測精度の向上を達成した。このように、当初の研究実施計画にもとづき、順調に研究を進展することができたと考えている。喫食時の受感および消化・吸収時の生理機能性を含む品質を自在に制御するためには、加工食品が、ナノレベルからマイクロレベルまでの連続した幅広い範囲において、多様な微細構造を有することが不可欠である。今後は、ナノレベルの微細構造を麺内部に創出することに取り組む。そして、これらの微細構造が、食感および生理機能性としてのマウスの抗肥満性に及ぼす影響を検討する。

この手法は、食品だけでなく、マウスなどの生体試料にも適用できるため、非常に有用であると考えている。また、透明化の過程において、低温から段階的に温度を上げることで、試料の表面付近の微細構造をより保持できることを見出した。さらに、顕微鏡で得られた画像について、高速フーリエ変換した後に低周波数成分を除去することによる輝度ムラの低減やノイズ除去などにより、高画質化するための最適な画像処理アルゴリズムを確立した。加えて、CNNのハイパーパラメータの最適化によりAIでの予測精度の向上を達成した。このように、当初の研究実施計画にもとづき、順調に研究を進展することができたと考えている。喫食時の受感および消化・吸収時の生理機能性を含む品質を自在に制御するためには、加工食品が、ナノレベルからマイクロレベルまでの連続した幅広い範囲において、多様な微細構造を有することが不可欠である。今後は、ナノレベルの微細構造を麺内部に創出することに取り組む。そして、これらの微細構造が、食感および生理機能性としてのマウスの抗肥満性に及ぼす影響を検討する。
次世代型油圧駆動レスキューロボットシステムの研究開発

本研究の目的は,自律的に作業を行うことができる次世代の油圧駆動型レスキューロボットの研究開発である.このロボットは油圧駆動型であり,全長150cm,総重量230Kgでクローラにより走行し,双腕を有しハンドでの可搬重量100Kgの仕様を目指した実用サイズのロボットである.平成19年度に行った成果は以下のようである.(1)本ロボットのハンド取り付け部に油圧アクチュエータ駆動の関節を追加し,細かな作業が出来るように自由度を高めた.(2)細かな作業が可能になった反面,従来のマスタースレーブ方式だけでは十分な精度が得られなかったため多軸ジョイスティックを追加し,ハンドの動作精度を向上させた.(3)従来の転倒安定性のための抗力測定用力センサに加え,アームの付け根部分にも力センサを設置し,ハンド及びアームに加わる外力を測定し,災害現場で作業する際の不慮の外力に対するロボットシステムの安定性を向上させた.(4)従来,エンジンとクラッチギア構造であった走行駆動部をモータ駆動方式に変更し,自律走行のための改良を行った.以上の改良を含む3年間の研究結果の集大成として,模擬瓦礫の散乱する環境下で瓦礫撤去レスキュー作業実験を行った.その結果,マスタースレーブと多軸ジョイスティックを持つコントローラを人間が操作し,遠隔操縦にて油圧レスキューロボットを操作し,模擬瓦礫を任意にハンドリングし撤去することが可能であることを確認した.また,その研究成果について,国際会議発表1件,国内発表2件を行った.今後,環境認識システムを構築し完全自律化に向けて研究を行う予定である.本研究の目的は,自律的に作業を行うことができる次世代の油圧駆動型レスキューロボットの研究開発である.このロボットは油圧駆動型であり,全長150cm,総重量300Kgでクローラにより走行し,双腕を有しハンドでの可搬重量100Kgの仕様を目指した実用サイズのロボットである.平成17年度に行った成果は以下のようである.(1)本ロボットの台座部分に油圧シリンダーを用いて回転軸を追加し,作業の自由度を高めた.(2)移動機構部と作業機後部の取り付け部分に力センサを設置し,路面からロボットに加わっている抗力を計測し作業中の転倒防止のための転倒安定性評価法を提案した.(3)実験を行い,提案した手法の有効性を確認した.特に,転倒安定性評価法について,従来は幾何学的な重心位置を規範としたZMP法が主であったが,この手法はロボットの長さや質量などの値や,路面形状や把持物体の重さなどがあらかじめ既知である必要があったのに対し,本研究では抗力センサを用いて路面からロボットに作用している路面抗力を測定し用いることにより,ロボットのボディに働いている内力を直接監視し転倒防止に用いる手法を油圧駆動型レスキューロボットに適用し有効性を確認した.その結果,予定していた研究成果を得ることができた.また,その研究成果について,論文掲載1編,国際会議発表1件,国内発表1件を行った.さらに次年度からは,操作インターフェースや自己位置姿勢認識機能について研究を行う予定である.本研究の目的は,地震災害現場で自律的に作業を行うことができるレスキューロボットの実現を目指し,基礎的な要素技術の研究をおこなうものである.レスキューロボットに求められる機能は千差万別であるが,本研究では特に,(a)非転倒制御機能,(b)自己位置姿勢認識機能,(c)操作インターフェース機能,について研究を行う.平成17年度の研究により,製作したロボットに設置した力センサを用いて,路面からロボットに加わっている抗力を計測し作業中の転倒防止のための転倒安定性評価法を提案し,その効果について実験により確認した.本年度は,次のステップとして,(1)新しい操作インターフェースについて研究を行うためのシステムの製作・改良,(2)より自由度の高い作業を行わせるためにハンド部の製作・改良,を行った.まずロボットに搭載したカメラから取得した画像情報を用いてロボットが瓦礫の撤去作業についてタスクプラニングを行い,操縦者はロボットの生成したタスクプランを確認・修正する.もしロボットがタスクプラニングを行えないような環境の場合は操縦者に指示を仰ぐ.これにより決定した作業計画に基づいて実行し与えられた作業を遂行する.その際,動作中に生じる障害物回避問題や転倒防止問題等はロボット自身が自己認識し解決を行うような,ロボットの自律性と操縦者の指令を協調/調停しながらタスクを実現するインターフェースシステムの構築を行った.また,ハンド部の自由度を増やす改良を行うと共に,双腕で1つの瓦礫を協調しながらハンドリングするためのマスター側の機構・プログラムの改良を行った.これらについて製作したレスキューロボットに適用し瓦礫撤去作業を行い,操縦者の操縦負担を減らしながら作業を遂行できることを実験により示した.本研究の目的は,自律的に作業を行うことができる次世代の油圧駆動型レスキューロボットの研究開発である.このロボットは油圧駆動型であり,全長150cm,総重量230Kgでクローラにより走行し,双腕を有しハンドでの可搬重量100Kgの仕様を目指した実用サイズのロボットである.平成19年度に行った成果は以下のようである.(1)本ロボットのハンド取り付け部に油圧アクチュエータ駆動の関節を追加し,細かな作業が出来るように自由度を高めた.

(2)細かな作業が可能になった反面,従来のマスタースレーブ方式だけでは十分な精度が得られなかったため多軸ジョイスティックを追加し,ハンドの動作精度を向上させた.(3)従来の転倒安定性のための抗力測定用力センサに加え,アームの付け根部分にも力センサを設置し,ハンド及びアームに加わる外力を測定し,災害現場で作業する際の不慮の外力に対するロボットシステムの安定性を向上させた.(4)従来,エンジンとクラッチギア構造であった走行駆動部をモータ駆動方式に変更し,自律走行のための改良を行った.以上の改良を含む3年間の研究結果の集大成として,模擬瓦礫の散乱する環境下で瓦礫撤去レスキュー作業実験を行った.その結果,マスタースレーブと多軸ジョイスティックを持つコントローラを人間が操作し,遠隔操縦にて油圧レスキューロボットを操作し,模擬瓦礫を任意にハンドリングし撤去することが可能であることを確認した.また,その研究成果について,国際会議発表1件,国内発表2件を行った.今後,環境認識システムを構築し完全自律化に向けて研究を行う予定である.
短時間・低強度運動時の脳活動とメンタルヘルスの関連

本研究の目的は短時間の低強度後の脳活動とメンタルヘルス(生理指標および質問紙スコア)が相関する脳領域を調べ気分や感情の変容メカニズムの一端を明らかにすることであった。30分・55%VO2max運動後では前部帯状回皮質(ブロードマンエリアBA24)の活動低下とMCL-S.2で測定された不安感の低下に相関が認められた。運動後の前部帯状回皮質(BA24)の活動低下が被験者の不安スコアを低下させたものと考えられる。20分・40%VO2max運動後では左眼窩前頭野(BA11)の有意な活動上昇が認められた。眼窩前頭野は情動反応と密接な関係がある。運動後の眼窩前頭野の活動が上昇したことは運動によるネガティブな感情の改善の一因である可能性が示された。【目的】本研究はヒトを対象に、ポジトロン断層法(PET)と糖の疑似体である^<18>F-フルオログルコース(^<18>F-FDG)を用いて短時間の低・中強度運動後の脳活動とメンタルヘルス(質問紙スコア)が相関する脳領域を調べ気分や感情の変容メカニズムの一端を明らかにすることを目的とした。【方法】被験者は健康な男子大学生7名(年齢20.6±1.0歳、最大酸素摂取量42.4±4.7ml/kg/min)であった。被験者は運動実験と安静実験の2回の実験に参加した。運動は最大酸素摂取量:(VO2max)の55%強度での35分間の自転車運動であった。運動終了15分後に^<18>F-FDGを肘動脈より投与し、その後約30分間の安静を取った。安静終了後、脳のPET撮影を開始する。安静実験では30分以上の安静の後、^<18>F-FDGを投与し、その後さらに約30分間の安静を取った。被験者の情動の変化は感情チェックリスト(MCL-S.2)を用いて観察した。【結果】本研究において前部帯状回皮質の活動低下と不安感の低下と活動低下に相関が認められた。【結論】前部帯状回皮質の活動亢進は不安や恐怖などネガティブな情動を増大させる可能性が示されている。本研究で逆に運動後において前部帯状回皮質の活動の低下し、被験者の不安スコアが減少した可能性が考えられた。【目的】本研究にヒトを対象に、ポジトロン断層法(PET)と糖の疑似体である^<18>F-フルオログルコース(^<18>F-FDG)を用いて短時間の低・中強度運動後の脳活動とメンタルヘルス(質問紙スコア)が相関する脳領域を調べ気分や感情の変容メカニズムの一端を明らかにすることを目的とした。【方法】被験者は健康な男子大学生4名(年齢20.8±1.0歳、最大酸素摂取量43.3±4.0ml/kg/min)であった。運動は最大酸素摂取量(VO2max)の55%強度での35分間の自転車運動であった。【結果】運動後に右中側頭回、右帯状回後部BA30野、右帯状回後部BA31野、右帯状回BA24野、右中心前回BA9野、左中前頭回BA9野の^<18>F-FDGの取り込みが減少した(uncorrected P<0.001,BAはプロードマン領域)。しかし現状で感情チェックリストとの相関は認められていない(被験者数の不足が原因である可能性が高い)。【結論】活動の抑制が認められた上記の領域の個々の役割は不明な点が多いが、いずれの領域も情動をコントロールする大脳辺縁系や頭皮質との関わりが指摘されている。現状では感情との直接的な関わりを明らかにできていないが継続的な研究により、運動後の活動低下の意味を明らかにしたい。【目的】

本研究はヒトを対象に、ポジトロン断層法(PET)と糖の疑似体である18F-フルオログルコース(18F-FDG)を用いて短時間の低・中強度運動後の脳活動とメンタルヘルス(質問紙スコア)が相関する脳領域を調べ気分や感情の変容メカニズムの一端を明らかにすることを目的とした。【方法】被験者は健康な男子大学生6名(年齢22.3±1.0歳、最大酸素摂取量42.3±2.9ml/kg/min)であった。被験者は運動実験と安静実験の2回の実験に参加した。運動は最大酸素摂取量(VO2max)の40%強度での20分間の自転車運動であった。運動終了5分後に18F-FDGを肘動脈より投与し、その後約30分間の安静を取った。安静終了後、脳のPET撮影を開始する。安静実験では30分以上の安静の後、18F-FDGを投与し、その後さらに約30分間の安静を取った。被験者の情動の変化は感情チェックリスト(MCL-S.2)を用いて観察した。【結果】運動後に左眼窩前頭野(ブロードマン領域11)に有意な活動上昇(uncorrected P<0.001)が認められた。またMCL-S.2スコアは運動後に向上した。しかし現状で感情チェックリストとの相関は認められていない(被験者数の不足が原因である可能性が高い)。【考察】眼窩前頭野(ブロードマン領域11)は情動反応と密接な関係がある。この部分の障害で不適切な多幸感やいらいら感、感情鈍磨、衝動性などが起こる。さらなる検証が必要とは思われるが、運動後の眼窩前頭野の活動が上昇したことは運動によるネガティブな感情の改善の一因である可能性が示された。東日本大震災による実験施設の仮復旧が23年度10月であった。このため実験回数が減っており、また薬剤の購入費などに経費が増えた。本格復旧は24年度夏期以降になる見込みである。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のように実験数が物理的に充分量確保できないため、24年度は23年度と同様に運動後の脳活動の観察に焦点を絞り、研究を遂行することとする。
光の弱局在と媒質の次元性

3次元的な乱雑系である多孔質ガラスと、1次元準周期系であるフイボナッチ多層膜における、光の弱局在について調べた。多孔質ガラスは、分相法によって作成されるもので、その細孔の空間的な分布がフラクタル性を持つことが、X線回折や中性子回折の研究から分かっている。そのような媒質中で多重散乱された光の状態を、3,000Åから10,000Åの平均細孔径を持つ多孔質ガラスを用いて、コヒーレント後方散乱のピーク形状や、透過率スペクトルを測定することにより、調べた。コヒーレント後方散乱は、代表的な光の弱局在現象であり、その角度幅が、媒質中の光の輸送平均自由行程に比例することが知られているが、更に詳しい理論的解析により、その形状が乱雑媒質の次元性を反映することが分かっている。我々の試料から得られた結果を詳しく検討した結果、光のベクトル性を考慮にいれた3次元的な拡散に関する理論で、よく説明できることが分かった。これはおそらく、光を用いた測定では、X線回折などの場合と比べてはるかに大きな空間的スケールを見ているために、フラクタル性が反映しないのであろうと考えられる。更に多孔質ガラスに関しては、飛行時間の測定から光の拡散係数を求め、ボルツマンの関係から光の輸送速度を計算した結果、どの細孔径のものにおいても、ガラス中の位相速度の約60%の値を得た。輸送速度が、乱雑媒質中でこのように非常に遅くなっているのは、波長と同程度の大きさの誘電体構造による干渉効果だと思われるが、詳しい理論的な解析が持たれる。また、光学的な1次元準周期系であるフィボナッチ多層膜を、2種類の誘電体材料をガラス基板上に交互に蒸着することにより作成し、透過スペクトルによる評価及び、白色光干渉計による分散関係の測定を行った結果、理論的に予測されるものとほぼ一致した、フラクタル的な構造が得られた。
セリウム触媒を利用した人工制限酵素の高機能化およびヒトゲノムの遺伝子操作への応用

初年度の研究において、人工制限酵素ARCUTを用いてin vitroでヒトゲノムを位置特異的に切断できること、またARCUTにより標的DNAに二本鎖切断(DSB)を導入することでヒト細胞内での相同組換え(HR)が促進されることを確認した。そこで二年目は、ARCUTによるヒトゲノムの遺伝子組換えを目的とし、HRをより高効率に誘起できる系の構築を目指した。まず、in vitroでDSBを導入したプラスミドを細胞内に導入し、一定時間経過後に抽出してその配列を網羅的に解析した。その結果、HRにより組換わった目的のプラスミドは、全体の10%程度であり、残りの90%はHRではなく、非相同末端結合(NHEJ)により修復されたものであることが判明した。この結果から、より高効率にHRを誘起するために、NHEJによるDSB修復経路を抑制する手法を検討した。まず1点目は細胞周期の同調を利用した手法である。これは、HRが起こりやすくNHEJが起こりにくいとされるG2/M期に細胞を同調することで、相同組換えをより効率的に起こすという試みである。また、2点目はRNAiを利用してNHEJ関連タンパク質をノックダウンする手法である。結果として、いずれの手法を用いた場合においても、NHEJが抑制され、HRが最大2.4に高効率化することに成功した。本研究では、最終的な目標であるヒトゲノムの遺伝子操作に向けて極めて重要な知見が得られた。初年度は、研究目的であるヒトゲノムの遺伝子操作に向け、in vitroで実験系を構築し、人工制限酵素(ARCUT)を用いた(1)ヒトゲノムの位置特異的切断、および(2)相同組換えへの応用を行った。(1)ヒト培養細胞から全ゲノムを抽出し、X染色体上に存在するFMR1遺伝子をターゲットとして切断実験を行った。切断断片をサザンブロッティングにより検出したところ、目的とする切断断片が得られ、ヒトゲノムの位置特異的切断を確認した。また、非特異的な切断の有無を確認するために、他の部位に存在する類似配列を検出するプローブを用いてサザンブロッティングを行ったが、バンドは検出されず、ARCUTは巨大なヒトゲノムを目的部位で切断する十分な位置特異性を有することが証明された。(2)最終的なヒトゲノムの遺伝子操作に向け、ARCUTで切断したDNAがヒト細胞内で相同組換えにより修復されるかどうかについても検討した。本実験では、青色蛍光タンパク質(BFP)遺伝子をコードしたプラスミドをin vitroでARCUTを用いて切断し、ドナーとなる緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子断片とともにヒト細胞内に導入した。その結果、ARCUTで切断したBFPプラスミドは高効率でGFPプラスミドへと変換され、このことからARCUTにより切断された断片に対し、ヒト細胞内の相同組換え修復系が何ら問題なく機能することが証明された。これらの知見は、最終目標であるヒトゲノムの遺伝子操作に向けて非常に重要なものであるとともに、Chemical Communications誌の表紙に選出されるなど、世界的にも大きく注目されている。今後は得られた知見をもとに、細胞内での遺伝子操作に向けた種々の条件検討を行う予定である。
黒燐の超伝導に関する理論的研究

セルフコンシステント擬ポテンシャル法により、燐金属相(単純立方構造=SC構造)及び半金属相(菱面体構造=A7構造)の電子帯構造及び全エネルギーを原子体積の関数として計算した。その結果、(1)SC構造が低圧で不安定化しA7構造に転移するのは、SC構造のフェルミ面が強いネスティングを起こしていることに由来するパイエルス型の不安定性として理解される。(2)原子体積が小さくなると、フェルミ準位付近の電子伏態に対する燐原子の3d軌道の混入の度合が増大する。その結果フェルミ面の形状が変化してパイエルス不安定性が押えられる。これが高圧側に於けるSC構造の安定性の原因である。(3)単純立方構造では、その構造をA7構造に変化させるような格子変形に対応するフォノンモードがソフト化している。このことは、このフォノンモードと伝導電子との間に強い電子-格子相互作用があることを示している。の3点が明らかになった。以上の結果の(3)により、燐の金属相が単体金属として比較的高い超伝導転移温度を持つことの理由についての定性的理解が得られた。これらの計算結果をもとに超伝導転移温度を定量的に算出することが残された課題である。