hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インテグラルビデオグラフィ三次元高臨場感ディスプレイによる手術空間の構築

本研究では、立体三次元表示高臨場感ディスプレイで手術空間を再構築して外科医に提供する手術支援システムの開発に取り組んだ。具体的には従来のIVディスプレイ構成法では実現不可能とされている長視距離・大型ディスプレイを実現するため新たな構成法を紹介し、長視距離型IV大型ディスプレイの可能性を検証した。両眼視差に基づく立体感は視距離の二乗に反比例するため、従来は困難と考えられていた長視距離での裸眼立体視であるが、長視距離に適した画像生成方式を考案、考察することにより、数メートルの距離から観察しても手の届くところまで飛び出す三次元画像の表示方法を開発した。2)術野の実画像と内部臓器の不可視画像をIV三次元画像として統合する手術空間の計算構築環境の開発、整備開発したディスプレイと手術空間の実画像と内部不可視画像の統合表示の構築により、人体内部の正しい位置に表示出来るようになった。歪みのない真の三次元空間投影動画像IVの作成手法およびIVを用い開発した手術支援用の表示方法は、客観的に三次元情報を把握できることが確認された。更に治療中の臓器の移動や変形などのリアルタイムモニタリングが可能となるため、低侵襲治療システムの適用症例は広がり実用化を促進した。3)開発されたシステムの評価実験開発システムを用いて、モダリティの医用画像装置から得られた画像データをそのモダリティにあった形で表示する手法を検討した。また、治療に際して重要になる患者との重ね合わせにおいては、膝関節整形外科領域における評価を行い、手術の要求仕様や具体的な使途、さらには手術シナリオにおける開発したシステムの位置づけなども検討した。平成15年度の研究開発目標は『基礎的デバイス及びソフトウェアモデュールの開発を主たる目的として、「Integral Videography高臨場感ディスプレイへの展開」と「実画像と内部臓器不可視画像の統合表示手術空間構築環境の開発」に取り組む。患者の術前の医用画像を三次元再構成し、手術計画、手術ナビゲーションに役立てる立体モデリング、立体表示などのアルゴリズムやソフトウェア基盤を開発する』ことで、システムの仕様決定および設計・試作は順調に進み、研究計画通り達成できた。具体的には、実用的医療応用を目的に現段階で考えられる最も精細なプロジェクタディスプレイと、高速並列処理による画像作成システムを開発し、超精密マイクロ凸レンズ2次元アレイを含む最適な光学系を設計・試作することによって、現状で得られる最高品位のIntegral Videographyディスプレイの開発を行った。また、従来のIntegral Videographyディスプレイ構成法では実現不可能とされている長視距離・大型ディスプレイを実現するため新たな構成法を紹介し、長視距離型Integral Videography大型ディスプレイの可能性を検証した。2)実画像と内部臓器不可視画像の統合表示手術空間構築環境の開発術野の実画像と内部臓器の不可視画像をIntegral Videography三次元画像としで統合し、術前の医用画像を三次元再構成し、手術計画・手術ナビゲーションに役立てる立体モデリング、立体表示などのアルゴリズムやソフトウェア基盤を開発した。また、開発した高臨場感ディスプレイと手術空間の実画像と内部不可視画像の統合表示の構築により、人体内部の正しい位置に表示出来るようになった。歪みのない真の三次元空間投影動画像Integral Videographyの作成手法およびIntegral Videographyを用い開発した手術支援用の表示方法は、客観的に三次元情報を把握できることが確認された。
学術活動における科学者への新たなコンプライアンス教育プログラムの開発

本研究では、危機管理意識が重要な業種である警察官、消防士、感染症研究等にヒアリング調査を行い、"ある事態に対するリスク(アンチパターン)を早期発見し対処する能力"に関するコンプライアンス教育の事例調査を行った。その結果、経験者による講義や体験等が受講者のアンチパターン能力の向上に有効であるという共通点が見つかった。次に、科学者自身がなぜ不正を起こすのか分析するために不正行為に関する新たな心理的要因モデルを開発した。そして研究成果の社会への発信として「科学者の不正行動に関する研究会」を自ら発足し、政府関係者や民間企業等を交え、多角的な視点からコンプライアンス教育等についての意見交換を行った。本研究は、様々な業種でアンチパターンを早期発見し対処する能力の育成に関する教育事例を調査し、調査結果を分析し、能力を向上させるための教育要素を特定し、特定した教育要素を取り入れた教育プログラムを開発し教育実践研究を行う。そして教育効果についての定量的評価分析を行い、開発した教育プログラムのビルド&スクラップを繰り返し行うことで、学術活動における科学者への新たなコンプライアンス教育プログラムを開発することを目的としている。27年度では、研究実施計画どおりに警察官や消防士等の危機察知能力の高い業種での“ある事態に対するリスク(アンチパターン)を早期発見し対処する能力"に関する教育事例調査(ヒアリング調査)を行った。ヒアリング調査結果を比較したところ、経験者による講義や体験談等が受講者のアンチパターン能力の向上に有効であるという共通点が見つかった。次に、認知心理学における「時間知覚(体感時間)」と「未知情報量」に関する先行研究結果を基に、受講者の消費情報量(認知した情報量)を求める計算式『I=単位情報量×受講者の感覚(情報の新規率/時間知覚)』を考案し、各講義での教育効果について計算している。現在のところ、まだ教育事例調査でのデータ数が少なく、求めた数値の精度に欠けるので、引き続き教育事例調査を続行しデータを集め、考案した計算式を改良し精度を上げることが必要であると考えている。又、「科学者の不正行動に関する研究会」を自ら発足し、3月初旬に東京と静岡にて第1回キックオフミーティングを開催し、倫理教育や研究不正など関係する研究者を集めての意見交換等を行った。引き続き本研究に関する普及活動を行い、日本におけるResearch Integrity研究分野の確立を目指す。27年度では、研究実施計画どおりに警視庁(警察官)、消防署(消防士)、国立感染研究所(教育担当者)へのコンプライアンス教育に関する教育事例調査(ヒアリング調査)を行い、使用しているツールや教育方法、受講人数、講義時間等に関するデータを収集した。収集したデータを元に、受講者の消費情報量『I=単位情報量×受講者の感覚(情報の新規率/時間知覚)』で各講義での教育効果について計算しているところだが、まだ教育事例調査でのサンプル数が少なく、計算した消費情報量での教育効果についての定量的評価分析するまでに至ってないので、引き続き教育事例調査を続行しデータを集め、考案した計算式を改良し精度を上げることが必要であると考えている。日本にはResearch Integrityに関する研究が行われておらず、研究不正等が多発している現状で、科学者が行う研究活動等に関する不正行動について研究されていないことは由々しき問題である。学術研究機関のコンプライアンス教育担当者に本研究成果を活用してもらうことで、研究不正や研究費不正等の科学者の不正行動を抑止することが重要かつ急務であると考えており、引き続き関係する研究者で不正行動に関する意見交換等を行い、日本におけるResearch Integrity研究分野の確立を目指す。本研究では、危機管理意識が重要な業種でのアンチパターンを早期発見し対処する能力の育成に関する教育事例を調査し、調査結果を分析し、アンチパターンを早期発見し対処する能力を向上させるための教育要素を特定し、特定した教育要素を取り入れた教育プログラムの開発を行う。そして開発した教育プログラムのビルド&スクラップを繰り返し行うことで、学術活動における科学者への新たなコンプライアンス教育プログラムを開発することを目的としている。平成27年度では、警視庁(警察官)、消防署(消防士)、国立感染研究所(研究者)へ“ある事態に対するリスク(アンチパターン)を早期発見し対処する能力"に関するコンプライアンス教育に関する事例調査(ヒアリング調査)を行った。ヒアリング結果を分析したところ、経験者による講義や体験談等が受講者のアンチパターン能力の向上に最も有効であるという共通点が見つかった。平成28年度では、科学者自身がなぜ不正を起こすのかを心理的なアプローチから考察し、不正行為に関する心理的要因モデルを開発した。人が不正行為を行う要因として"動機"、"正当化"、"機会"的要因が関係しており、これを基盤に新たな心理的要因モデルを考案した。又、研究成果の社会への発信として「科学者の不正行動に関する研究会」を自ら発足し、2016年3月に第1回、2017年1月に第2回研究会を開催した。参加者には研究者のほかに政府関係者やマスコミ、民間企業の方々にも多数参加していただき、多角的な視点からコンプライアンス教育や倫理教育等についての意見交換を行った。本研究結果から、研究不正等を防止するには科学者の不正行動を抑止することが重要且つ急務であり、引き続き関係する研究者グループで不正行動に関する調査研究、意見交換等を行い、日本におけるResearch Integrity研究分野の確立を目指していく。

その結果、経験者による講義や体験等が受講者のアンチパターン能力の向上に有効であるという共通点が見つかった。次に、科学者自身がなぜ不正を起こすのか分析するために不正行為に関する新たな心理的要因モデルを開発した。そして研究成果の社会への発信として「科学者の不正行動に関する研究会」を自ら発足し、政府関係者や民間企業等を交え、多角的な視点からコンプライアンス教育等についての意見交換を行った。28年度は、特定した教育要素を取り入れた科学者のためのコンプライアンス教育プログラムを開発し、科学者等の関係者に対して教育実践研究を行うことを計画している。コンプライアンス教育の実践場所としては、研究協力者である九州大学、徳島大学のコンプライアンス担当者と協力し進めることで効率的に教育実践研究等を行う。又、長崎大学の大学教育イノベーションセンターとも連携し、学生や事務職員等、学内での教育実践研究も行う予定である。教育対象は学術活動に携わる研究者、技術者、学生、事務担当者等とし、教育手法としては、法令や対処例等を学ぶ知識教育の他に、ロールプレイ訓練やグループディスカッション等の自身で問題解決を行うアクティブラーニング手法を組み入れることで、各個人の“ある事態に対するリスク(アンチパターン)を早期発見し対処する能力"を向上させる。そして教育プログラムの実施後、参加者に他業種の教育事例調査で行ったものと同様のアンケート調査を実施し、開発したプログラムの教育効果についての定量的評価分析を行う。この分析結果に基づいて、開発した教育プログラムのビルド&スクラップを繰り返し行い改善していくことで、より教育効果の高い教育プログラムを開発する。これにより“ある事態に対するリスク(アンチパターン)を早期発見し対処する能力"を向上させるのに効果的な教育プログラムを開発することができ、本研究成果を科学者等への新たなコンプライアンス教育の方法として提案することで、科学者に対する社会からの信頼回復に貢献することを考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。科学教育・教育工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
チャネルを標的とした小児てんかんの遺伝子解析とモデル動物作出

設立・管理するてんかん遺伝子バンクを利用し、脳に発現するイオンチャネルに的を絞り、遺伝子変異をスクリーニングし、あわせて発見された変異チャネルの電気生理学的異常をex vivoで検証する。さらにヒトで発見されたチャネル変異を持つてんかんモデル動物を作出し、チャネルの異常がてんかんの発症へとつながる過程を明らかにし、てんかんの分子病態をin vivoで明らかにする。I.てんかんの原因となる新規遺伝子変異の同定てんかん遺伝子バンクの資料をもとに、てんかんの責任遺伝子を同定するII.遺伝子改変動物の作出見出された遺伝子変異を有するモデル動物を作出し、その分子病態を明らかにする。ニューロンニコチン性アセチルコリン受容体αサブユニット遺伝子Chrna4にS284L異常を持つ遺伝子改変モデルラット(S284L-Tg)の作出に成功した。その後、さらにS284L-Tgの詳細な解析を行い、特徴的な睡眠中発作の発現機序の解明を試みた。変異トランスジーンは中枢神経系で発現しており、それは変異Chrna4とwild typeがほぼ半量でヘテロ変異を有するヒトで想定される状態を呈していた。S284L-Tgは、ほぼすべての個体でヒトADNFLEと同様に睡眠中(Slow wave sleep : SWS)に前頭葉を焦点とする自発けいれんを示すことを確認した。S284L-Tgの発作はヒトADNFLEに特徴的な3種類の発作、nocturnalparoxysmal dystonia、nocturnalparoxysmal arousal、episodic nocturnal wanderingに酷似していた。観察される発作波はcarbamazepineではなくdiazepamやzonisamideで抑制され、S284L変異を有するADNFLEでの抗てんかん薬の感受性に類似した。覚醒から睡眠(SWS)に移行する段階でのGABA遊離はS284L-Tg及び同胞非組換体で共に有意な変化は認めなかった。しかし、同胞非組換体で覚醒からSWSへの移行段階で通常認められる、グルタミン酸とアセチルコリンの遊離減少がS284L-Tgで認められなかった。前頭葉スライスパッチクランプを用いた解析では、S284L-Tgはグルタミン酸系には影響せず、GABA系伝達機能への亢進効果が欠如していた。以上から覚醒から睡眠への移行段階での相対的グルタミン酸伝達機能の亢進が、特徴的な睡眠中発作の発現機序の一端をなすと考えられた。今後はS284L-Tgをてんかんの治療法開発に応用したい。全国から収集し解析を行った患者サンプルのうち従来法で変異なしと考えられていた乳児重症ミオクローヌスてんかん(SMEI)症例の1割に,従来法では見落とされる染色体の微小欠失が,MPLA法により発見されることが分かった。従来のエクソン直接シークエンス法を用いた方法ではSMEI症例の約67割にSCNIA変異が報告されていたが,エクソンのヘテロ欠失を含めると,SMEI患者でなんらかの遺伝子異常を認める割合はさらに高くなると考えられる。すなわち,SMEIとSCNIAとの関連がより強く示唆された,SMEIの遺伝子診断も部分的にではあるが可能になったと考えられた。一方すでにニューロンニコチン性アセチルコリン受容体α4サブユニット遺伝子Chrna4にS284L異常を持つ遺伝子改変モデルラット(S284L-Tg)の作出に成功したが,そのうちS284L-Tgの詳細な解析を行い,この動物がヒトの常染色体夜間前頭葉てんかん(ADNFLE)のモデル動物たり得ると判断した。この系をもとに病態の一部を明らかにしそれに介入することにより,てんかんの発症の予防の可能性が示された。さらにニューロンニコチン性アセチルコリン受容体β2サブユニット遺伝子Chrnb2を数種作出した。一部の個体でヒトADNFLEと同様に睡眠中(Slow wave sleep:SWS)に前頭葉を焦点とする発作波が出現することを確認した。その動物を用いた特徴的な睡眠中発作の発現機序の解明を現在解明中である研究期間中研究の目的である、設立・管理するてんかん遺伝子バンクを利用し、脳に発現するイオンチャネルに的を絞り、遺伝子変異をスクリーニングし、あわせて発見された変異チャネルの電気生理学的異常をex vivoで検証した。さらにヒトで発見されたチャネル変異を持つてんかんモデル動物を作出し、チャネルの異常がてんかんの発症へとつながる過程を明らかにし、てんかんの分子病態をin vivoで明らかにした。具体的には全国より「遺伝子診断依頼」として寄せられるサンプルより乳児重症ミオクロニーてんかんで100種類に及ぶSCN1Aの新規遺伝子異常を発見した。(Epilepsia, 2008、Brain & Dev, 2008他)さらに、十数種のKCNQ2遺伝子異常を発見し、その変異チャネルの電気生理学的異常をex vivoで検証した。(Membrane Biol 2008、Epilepsy Res 2009, Brain Dev 2009ほか数編)また、ヒトてんかんと同じ遺伝子異常を持つ遺伝子組換えラットの作出に成功した。(J Neurosci 2008)

引き続いて、KCNQ2遺伝子に変異を持つ可変型ノックインマウス三系統の作出に成功した。(論文準備中)これらの研究により申請者らは、小児てんかん患者のイオンチャネルの異常を迅速かつ継続的に同定・解析を行える施設、システムを確立した。また遺伝子組換えラットの作出と、新しい手法の可変型ノックインマウスの作出が安定して行えるようになった。今後も、遺伝子解析と動物作出によるてんかんの病態解明に努めるが、さらに、この一連の研究の最終目的である“分子病態に基づく革新的な治療法を開発"に展開する予定である。
集団心の可能性・妥当性・限界：機能主義的視点からのアプローチ

本研究は、集団や組織の「心」(集団心)に対する通俗的な信念の内実とその機能を、社会心理学的実験により明らかにするとともに、「集団心」の概念化の可能性、妥当性、限界を、科学哲学との協同により、機能主義的な視点から検討することを目的としていた。具体的な成果は、次の4点である。1)心の知覚の2次元モデルとの対応:AgencyとExperienceの2軸で心の知覚を記述するモデル上では、集団はAgencyを保持する一方でExperienceは低いとみなされるが、集団の実体性が高いと知覚することが、Experienceの知覚を高める可能性について示唆的データを得た。2)組織不祥事に対する判断との関係:上記知見をさらに発展させ、組織不祥事場面における判断について検討した。結果、他の心の知覚と道徳的判断研究の知見と同様、Agencyが高いと判断される場合に、より大きな責任や非難が帰属されることを明らかにした。3)家族という小集団を対象として、そこでの視点取得や心の推論と家族関係の展開を経時的なデータをもとに検討した。小集団においては、個々の対人認知の集約としてモデルが記載できる一方、視点取得による共有認知が小集団の「心」を生み出す可能性を示唆する結果を得た。4)「心」概念の構築の望ましい在り方についての、概念工学的・規範的観点からの検討:概念工学とは、概念を「人類の幸福に資する」ために再構築(エンジニアリング)する営みである。集団心については、責任、道徳を担保するために必要とされる「自由な意思決定」が組織内にいかに保持されているかの認知が重要であること、一方、そのような判断は様々なバイアスを伴うので、それを修正することの妥当性や権利が問題となることが論点として挙げられた。またそこにおいて、人々の集団心としての規範意識を制度内に取り入れる手法が問題となることも議論した。本年度は、1)哲学や社会心理学領域の文献研究に基づいた、集団心概念の可能条件の検討、2)社会心理学領域における集団心の知覚にかんする実証的研究のサーベイと、次年度以降の実証研究の立案、集団認知や集団規範にかかわる実践的課題(偏見、裁判員制度)を題材とした実験の実施、の2点について研究を進めた。上記1)については、社会心理学が伝統的に行ってきた、個人の心は実在するが、集団には心は実在しないという主張に対して、哲学領域も整合的な議論を提出していることを確認した。ただし、それは、唯物主義、消去主義など、通俗的に私たちが心と呼ぶような心的過程(主観的経験としての感情、動機、意図など)の実在性自体に疑問を呈する立場を必ずしもとる必要は無い。また、知覚のレベルでは個人の心を認知すると同様、集団の心を認知することが、集団に対する道徳的な判断や制裁に関する態度の基盤となり得ることを踏まえると、集団心の知覚に影響を与える要因の検討が課題となることが確認された。上記2)については、文献に基づき、個人の心の知覚において主張されている二次元性(主体性と経験性、または人間の独自性と人間性)を、様々な集団に対する認知に適用することで、集団心の認知の特性を分析することや、集団心知覚(ステレオタイプ的判断も含む)と関連する集団特性認知として、集団同一視、実体性、凝集性など、従来の集団研究が取り上げてきた要因に着目することを、今後の実証研究の方針として定めた。また、高齢者への偏見や、集団合議の場での裁判員判断における規範の認知や集団実体性の認知の効果に関しての実証的検討を進め、集団実体性、ナショナリズムが心の知覚に影響する可能性、および、心の理性的機能と感情的機能が裁判員場面での集団意思決定規範に影響する可能性を明らかにした。初年度は哲学と社会心理学の文献に関して比較的広範囲な検討を行い、今後の課題を明らかにすることが出来た。また、それに基づき、実証的な研究計画を策定し、次年度以降のデータ収集の基盤を構築した。さらに、実証的検討についてすでに着手したものについては、学会や学術誌において成果を発表している。本年度は、昨年度実施した集団心の概念分析を基盤として、1)集団での判断を前提とした場面に置ける影響、2)集団の実体性概念が当該の集団に関するステレオタイプ的判断に及ぼす影響、3)集団で共有されるメンタルモデルがパーフォーマンスに及ぼす影響、の3点に関する実証研究を実施したうえで、その成果をまとめた。主要な知見は次のようにまとめられる。まず、集団での判断を前提とした場合、我々の判断は他者の心的状態(メンタルモデル)の推論に影響される。その場合、集団メンバーとしての自分のみが、より理性的に判断するなど、異なるメンタルモデルを持つと仮定した上で、自らの判断を調節することにより、全体の判断の「是正」を試みる可能性が指摘できる。また、集団の実体性が高いと判断しているほど、集団メンバーの心的状態についても既存の知識を適用するなど、ステレオタイプ的判断が高まる。一方で、集団であるメンタルモデルを共有することは、集団内でのコミュニケーションを促進するなど、個人レベルでの相互作用を高めるだけではなく、全体のパーフォーマンスを挙げる効果も持つ。以上から、集団内で一定のメンタルモデルを共有することには、ポジティブ、ネガティブの両方の効果があるものの、集団心的なものをメンバーが知覚することは、比較的起こりやすい現象であるとともに、その存在は、集団内で自らがどう振舞うかを決定する指針を提供しうる可能性が示唆される。本年度は、これまでに収集したデータに基づき、学術論文を発表するなど、その成果の発信が順調に進んでいる。

特に、本研究の目的のひとつである「集団心認知が後続の対集団・組織行動に与える影響について、新たな実証データを得る」点については、昨年度および本年度で、おおむね達成したと考えている。また、未発表ではあるが、集団心と所属する個人メンバーとの心的状態の関係に関する実験に着手しており、集団心概念の構造の解明や、集団心と個人の心の機能の対比という研究目的についても、進捗が見られる。なお、この研究に関するデータについては、2017年度に学会発表を予定している。これらの研究成果をかんがみ、おおむね順調に進展していると判断した。本年とは次の2点に関する検討を行った。1)集団心の認知、集団への道徳的判断の関係の検討:これまでの検討により、集団心の知覚が集団実体性や凝集性の認知に影響されることが示唆される。この知見を踏まえ、集団心と道徳的判断との関係をさらに明らかにするための実験的検討を行った。具体的には、多様な組織や集団を対象とした調査と企業組織の不祥事場面での反応に関する実験である。そのなかで集団とそこに所属するメンバーの心の知覚のトレードオフ関係、また心の知覚がそれぞれに対する道徳的判断(責任帰属や処罰意図)に与える影響を検討した。心の知覚のトレードオフ関係については、一部の集団において、1実体性が高いほど関係の知覚が弱くなること2集団実体性が高い場合には、集団だけではなく所属メンバーにもより大きな責任が帰属されることが示された。これらの関係は当初の予測とは異なっており、またそれが安定した結果であるかどうか、質問項目の改変も行いながら再検討が必要である。2)他者の態度推論が自らの判断に与える影響:他者の態度推論は自らの態度や行動に影響する。このことは従来の枠組みでは規範的影響という概念を持ちいて検討されてきたが、内集団の「心」の推論の影響という視座からも分析可能である。この点を踏まえ、他者の心的状態(態度)を内集団の「心」として認知し、それが他メンバーの行動に影響するという素朴理解過程に焦点を当て、自らの判断との関係を以下の3点から検討した。1同じ言語と概念理解を共有する文化としての集団を対象とした素朴理解の共有への影響、2企業組織におけるチーム学習活動や企業内福祉制度の利用への影響、3内集団における他者の態度推論と、裁判員制度の理解や認知の相互影響過程が参加意図に与える影響。その結果、上記1)と同様、対象とする集団や判断領域により関係が異なることが示された。集団心概念の機能的有効性が道徳的判断場面にあることがこれまでの研究から示唆されるが、一方で、集団心の認知と判断との関係を精緻に検討することが課題となっている。その際、個人の心の知覚を把握する項目の流用では、様々な集団に有効で汎用性のある集団心知覚を把握する項目を構成することが難しいことが明らかとなり、測定項目の改変が必要である。対象とする集団や判断領域により実証データが示す結果が異なっているという現状を再検討し、結果を統合的に解釈し、一貫した知見に結びつけるための研究計画の訂正に時間を要している。本研究は、集団や組織の「心」(集団心)に対する通俗的な信念の内実とその機能を、社会心理学的実験により明らかにするとともに、「集団心」の概念化の可能性、妥当性、限界を、科学哲学との協同により、機能主義的な視点から検討することを目的としていた。
ユビキチン関連蛋白質によるポリユビキチン鎖識別・運搬と仕分けの制御

出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeのDsk2は、N末端領域のユビキチン様配列(UbLドメイン)を介してプロテアソームと結合し、C末端領域のUBAドメインを介してポリユビキチン鎖と結合することにより、ポリユビキチン化した基質をプロテアソームへ輸送する機能を持つ。細胞内のDsk2の機能に関与する因子を同定するため、DSK2の過剰発現による生育阻止に対し耐性を示す変異株の分離を行い、sem1変異株を分離した。SEM1は、sec15-1のマルチコピーサプレッサーとして同定された、89アミノ酸からなる蛋白質をコードしている遺伝子である。SEM1破壊株由来の細胞抽出液を用いてイムノブロットを行ったところ、ポリユビキチン鎖の蓄積が見られた。SEM1破壊株においてプロテアソームの基質蛋白質の分解が遅れていた。次にプロテアソームのサブユニットの変異であるrpn1-821とsem1Δの2重変異株、及びpre2-75とsem1Δの2重変異株を作製したところ、制限温度が低下した。これらのことから、Sem1が生体内においてプロテアソームの機能に関与することが示唆された。また、26Sプロテアソームの免疫沈降を行ったところ、Sem1蛋白質が26Sプロテアソームの19Sサブユニットと共沈することが分かった。また、SEM1破壊株において、26Sプロテアソームが不安定になることが明らかとなった。以前より報告されていた、19Sサブユニットの安定性に関与するサブユニットRPN10は、SEM1と遺伝学的相互作用を示し、rpn10Δsem1Δ二重破壊株は制限温度の低下を引き起こした。またこの二重破壊株由来の26Sプロテアソームはsem1Δ株よりもさらに不安定であることが明らかとなった。以上のことから、Sem1はプロテアソームの安定性に寄与するプロテアソームの19S RPの構成因子であることが示唆された。ユビキチンープロテアソーム分解系と分子シャペロンによる生体内のタンパク質の「分解」と「再生」の選別機構は、タンパク質の一生の重要な研究課題と位置付けられる。UBAドメインを含むユビキチン関連蛋白質は、品質管理とシャペロン機能、蛋白質の分解シグナル、ストレス応答に関わる調節制御を介して「分解」と「再生」の仕分けに重要な役割を果たしている。昨年度の本領域研究では、UBAドメインを含むユビキチン関連蛋白質Dsk2を同定し、そのC末端のUBAドメインを介したポリユビキチン鎖結合と、N末端のUbLドメインを介したプロテアソームとの結合によりポリユビキチン化蛋白質をプロテアソームに運ぶアダプター因子であることを明らかにした。本年度は、カナバニン、カドミウムなどの蛋白質翻訳ストレスに対するDsk2とその関連蛋白質を解析した。Dsk2とRad23のUBA-UbLドメインタンパク質がストレス応答に抑制的に働くことから、UBA-UbLドメインタンパク質はユビキチンープロテアソーム分解経路と分子シャペロン間を介在して「蛋白質の再生」を昂進する機能を持つと考えられた。次に、Dsk2と相互作用する蛋白質因子を酵母の2-ハイブリッド法によりスクリーニングして、Dsk2のUbLドメインに結合する新規因子Pth2を同定した。Pth2は翻訳中に異常アミノ酸を取り込んだポリペプチドをリボソームから切り離す蛋白因子で、Dsk2と同様にストレス応答に抑制的に働くことから、Dsk2と協調的に働いてシャペロン機能による蛋白質の「再生」を制御することが示唆された。ユビキチンープロテアソーム分解経路と分子シャペロンの振り分けにおけるアミノアシルtRNAペプチジルハイドロラーセによる新たな機能が推測される。
肝障害における肝細胞移植の効果―メカニズムの解明と臨床応用―

解熱剤に含まれるAPAP(アセトアミノフェン)を過剰に摂取すると肝障害を引き起こす。APAPに対する感受性が高い雄肝細胞とAPAP感受性の低い雌肝細胞カプレットではギャップ結合を介して雌肝細胞が雄肝細胞を助けるという現象を発見した。このような現象が個体においても観察されるならば、雌肝細胞移植によって雄肝障害を減少させることができるのではないかと考えたが、有意な移植細胞治療効果はなかった。しかし、雌肝細胞に、Nrf-2(NF-E2-related factor-2), Cx(Connexin)26,32を過剰発現させた後、APAP肝障害を引き起こした雄マウスへ移植したところ、肝障害は減少した。肝障害を引き起こす薬剤であるアセトアミノフェン(APAP)に感受性が高い雄(♂)の肝細胞に、感受性が低い雌(♀)の肝細胞が接着すると、APAP存在下における♂肝細胞の生存率が有意に上がるという興味深い現象を見出した。そこでこのような現象が個体においても起こるならば肝細胞移植によって、障害を受けた肝臓を治療できるのではないかと考えた。本研究は、肝細胞移植による肝障害治療効果のメカニズムを探り、ヒトへの応用を目指す。移植した肝細胞が肝臓へ生着するか調べるため、GFPを発現しているマウスから肝細胞をとり、肝障害を受けた♂マウスへ移植した。♂マウス肝臓の凍結切片を作り、蛍光顕微鏡により観察したところ、GFP肝細胞を確認した。また、♂マウスの肝臓でのGFP mRNA量は、移植した肝細胞の数に比例して増加する事をReal time PCRにより明らかにした。今後、移植した肝細胞がAPAP誘導肝障害を軽減するかどうかを肝障害マーカーであるALT(アラニン・アミノトランスフェラーゼ)やHE(ヘマトキシリン・エオジン)染色により確認する。また、マウス肝細胞の70%以上が正常ヒト肝細胞に置き換えられたPXBマウスを用いてヒトへの応用の可能性を探り、そのメカニズムを解明できるように貢献する。肝障害マウスへの肝細胞移植の際に、麻酔剤の注入を行ったところ予想に反して、高頻度でマウスが死亡することが判明した。研究遂行上、この問題を解決する必要があるため、他の麻酔薬を含め、麻酔処理方法を検討する必要が生じた。本研究では、肝細胞移植方法や、移植する肝細胞の検討、また、その移植効果を調べた。最初に肝細胞移植方法を検討するため、GFPマウスから分離した肝細胞を、脾臓や静脈、肝臓内に直接細胞を移植した。その後、real time PCRでGFPプライマーを用いて、どの経路で移植したGFP肝細胞が一番肝臓に集積しているか調べたところ、脾臓から移植した場合が最も多かった。次に脾臓より移植したメス肝細胞がAPAP誘導肝障害をひきおこしたオスマウスの肝障害レベルに影響するかどうかを調べた。APAP投与後3時間後にメス肝細胞を移植し、その4時間後に肝障害レベルをALTを測定する事により検討した。すると、メス肝細胞を移植した群と、移植しなかった群に差はみられなかった。そこで、移植する肝細胞にギャップ結合の構成因子であるコネキシン(Cx)32, Cx26と抗酸化因子を過剰発現させた後、マウスへ移植した。すると、コントロール群では、移植効果はみられなかったのに対して、遺伝子過剰発現群では、オスのAPAP誘導肝障害が有意に軽減された。よって、移植する肝細胞を工夫する事によって、APAP誘導肝障害を軽減する可能性が示唆された。今後、そのメカニズムを詳しく調べていきたい。これまでに初代肝細胞の系において、ギャップ結合を介した細胞間コミュニケーションを通して♀肝細胞が接触のある♂肝細胞をAPAPによる肝障害から救うという事を明らかにした。この結果をふまえると、マウス個体においても移植したメスの“元気な"肝細胞がギャップ結合を介して、障害をうけたオスの“弱った"肝細胞とコミュニケーションをとり障害を軽減する可能性が考えられる。よって、ギャップ結合を阻害した系ににおいて肝細胞移植の効果があるかどうか調べる。27年度が最終年度であるため、記入しない。消化器内科学27年度が最終年度であるため、記入しない。
オルタナティブルームの日本化の可能性と実践的課題

オルタナティブ教育プログラムで効果を上げている米国内の学校等について、そのシステム及びプログラムに関する調査を行い、の効果面を分類できた。具体的には、効果を上げている学校の共通点として、ハード面では、(1)別室指導におけるマニュアルの存在、(2)別室指導を対象とする児童生徒の「個別支援カルテ」の活用、(3)個別の課題に応じた指導プログラムの作成、の3点が、そして、ソフト面では、(4)教師主導ではなく、「児童生徒に自分で考えさせる」実践、(5)個別ではあるが、あらゆる機会を通して、集団活動的要素を取り入れる実践、が挙げられる。また、日本国内での別室指導において、学習指導を試行的に行ってもらったところ、個別支援を受けた生徒のその後の学校生活に対するアンケート((1)「学校が楽しい」、(2)「勉強がよくわかる」、(3)「自主的に勉強に取り組んでいる」)結果で肯定的な回答(平均値)が増加していることが見られた。このことは、今後の別室指導の在り方に大きな示唆を与えるものである。近年の生徒指導上の大きな課題のひとつに、学級内に発達障害と診断されている児童生徒が複数名在籍している学校が少ないことが挙げられる。彼らは、授業中の私語、立ち歩き等を繰り返し、さらに児童生徒間でのトラブルに発生するなど、学校全体が落ち着きを失っているという事例が散見される。このような学校では、別室での個別指導を取り入れているケースが多いものの、人員不足や学習プログラムの欠如など、そのシステムが機能しているとは言い難い。本研究は、欧米諸国の公教育現場で積極的に活用されている「オルタナティブルーム」の日本化の可能性を探るとともに、主要課題を明らかにすることを目的とする。このことは、今後の日本の生徒指導にとって意義深いものである。平成22年度の研究では、米国カリフォルニア州の一部に限定はするものの、オルタナティブルームでの教育効果、課題等についての状況調査をした。また、日本国内で、別室指導についての現況や別室指導で効果を上げている学校等についての状況把握にも努めた。なお、震災の影響により、平成22年度内に予定をしていた、別室指導におけるモデルプログラムの作成については、一部、平成23年度に繰り越して実施をした。近年、日本では、学級不適応等により別室指導を取り入れている学校が少なくない。しかし、一時的な避難やクールダウン的な目的以外に、中長期的な視野に立って継続して別室指導をしていくためには、人員不足や指導プログラムの欠如などにより、そのシステムが必ずしも機能しているとは言い難い。平成23年度の研究では、オルタナティブルームでの教育指導を重視し、成果を上げてきていると言われている米国ワシントン州オリンピア市の教育プログラムについて、その効果面と課題を追跡調査した。また、日本国内において、別室指導で効果を上げている学校等についても、そのシステム及びプログラムに関する調査を行い、その効果面を分類できた。平成23年度の調査から、日米の別室指導で効果を上げている学校の共通点のひとつに、生徒の基礎学力充実及び学習意欲向上のための働きかけが欠かせないことが挙げられる。このことは具体的なシステム及び指導プログラムの素案を作成するうえで大いに示唆を得られるものであった。特に、高等学校では懲戒処分には当たらない「特別指導」としての登校謹慎が行われている場合が少なくない。本研究は、欧米諸国の公教育現場で積極的に活用されている「オルタナティブルーム」(通常の教室で授業を受けることができない児童生徒を対象にした教室)の日本化の可能性を探るとともに、主要課題を明らかにすることを目的とする。平成24年度の研究では、別室指導で効果を上げている国内外の学校等について、そのシステム及びプログラムに関する調査を行い、その効果面を分類できた。

具体的には、効果を上げている学校の共通点として、ハード面では、1別室指導におけるマニュアルの存在、2別室指導を対象とする児童生徒の「個別支援カルテ」の活用、3個別の課題に応じた指導プログラムの作成、の3点が、そして、ソフト面では、1教師主導ではなく、「児童生徒に自分で考えさせる」実践、2個別ではあるが、あらゆる機会を通して、集団活動的要素を取り入れる実践、が挙げられる。なお、日本では、別室指導を担当する教職員が固定されていない場合が少なくないことから、「個別指導カルテ」を用いた連携を円滑にするための連絡会議の充実が、その成否を分けていることにつながっていた。今年度に米国ワシントン州オリンピア市内の学校訪問を計画していたが、研究協力者の人事異動等により、訪問による聞き取り調査等を延期せざるを得なかった。米国の調査については、電子媒体で入手したデータのみで継続しているため、システムの試案作成にまで至っていない状況である。ただし、日本国内の実践については、概ね、計画どおりに進められている。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)平成22年23年度の2年間で得られたデータを踏まえて、効果面と課題を整理し、別室指導で必要な視点を整理する。(2)(1)を踏まえて、オルタナティブルームのシステム及び指導プログラムの試案を作成する。(3)(2)の試案を、国内の実践協力校で活用してもらう。同時に、米国ワシントン州オリンピア市内での実践校への訪問調査を踏まえ、試案の修正を試みる。(4)(1)(3)を踏まえて、「日本版オルタナティブルーム」のシステムと指導プログラム案を作成する。
超好熱菌のストレスタンパク質とその応答

超好熱菌は単にその極限環境のみでなく、イントロンやヒストンを持つ原核生物として従来の常識を覆す存在である。まず超好熱菌の培養法とDNA抽出法の困難を克服した。新培養は高圧を要せず、また集菌の邪魔になる粉末硫黄をシスチンに変えた。本研究では超好熱菌のDesulfurococcusの分子シャペロンの遺伝子をクローニングし解明その遺伝子構造を決定した(Kagawa, Y. et al.: Biochem. Biophys. Res. Commun. 214: 730-736, 1995)。この超好熱菌の極度に安定なシャペロンは他の常温菌の複雑な要素と異なり、僅か一種のサブユニットのオリゴマーで、変性した常温生物酵素(リゾチーム)や超好熱菌酵素類を再生させ活性を回復できる点で注目される。その構造は古畑菌および哺乳類のt-複合体ペプチドと類似の構造であって、常温菌や従来の好熱菌(75°C程度の生育温度)のHSP60とは殆ど共通の構造は無かった。しかし、その相同構造部分はequat orialに集中し、ペプチド主鎖との作用点がここにあると考えられる。常温菌の重要なシャペロンであるHSP70の類似遺伝子の捜索の過程でアスパラギン酸ラセマーゼ遺伝子が単離され、塩基配列決定にも成功した。この酵素はそれ自体がシャペロン活性の一種を持つと推定されているので、実用化を目指して大量発現を行い、活性を検討している。さらにエネルギー変換の中心的膜酵素であるATPaseの遺伝子遺伝子のクローニングにも成功した。この酵素はそれ自体でシャペロン活性を持つので、この酵素の大腸菌内での大量発現にも成功した。これは極めて高い特異性を持つ。
大規模粒子シミュレーションによる無衝突衝撃波の物理と粒子加速および磁場生成の研究

宇宙の超新星残骸などで発生する、弱い背景磁場を持つ電子・陽子プラズマ中の高マッハ数の無衝突衝撃波について、大規模なプラズマ粒子シミュレーションを用いて研究した。その結果、弱い背景磁場がある場合でも衝撃波の遷移層でワイベル不安定性が成長し、遷移層とその下流領域で乱れた磁場を作ることや、背景磁場の向きが衝撃波法線に近い衝撃波では、フェルミ加速と同様の粒子加速が起こり、冪分布の高エネルギー粒子が効率的に生成されることなどがわかった。弱い背景磁場がある電子・イオンプラズマ中の無衝突衝撃波を、スーパーコンピュータ(SX9)を用いた大規模粒子シミュレーション(PICシミュレーション)により調べた。その結果、超新星残骸での衝撃波に相当する非常に弱い磁場であっても、衝撃波の形成に重要となることや、衝撃波の遷移層でワイベル型の不安定性が成長して電流フィラメントを作り、遷移層および下流領域で乱れた磁場を作ることなどが明らかになった。また、シミュレーション結果に基づき、不安定性の局所的な線形解析を行った結果、衝撃波遷移層でBuneman不安定性とイオン音波不安定性の2種類の静電的不安定性が成長し、電子とイオンが加熱されることがわかった。このほか、阪大レーザー研でのレーザー実験により生成された静電衝撃波に関連して静電衝撃波の粒子シミュレーションも行い、その性質や発生条件などを調べた。上記の研究内容は学会や研究会などで発表し、論文としても出版した。シミュレーションコードの開発や、データの保存、可視化、および論文の作成には研究費で購入したハードウェアやソフトウェアを使用した。平成23年度においては、主に、1.背景磁場の向きを様々に変えた場合の電磁粒子シミュレーション2.衝撃波近傍での磁場生成や粒子加速をより長いスケールで見るためのハイブリッドシミュレーションを行った。1については、前年度までに開発したシミュレーションコードを用いて計算を行い、マッハ数が20程度の無衝突衝撃波において、磁場と衝撃波法線がなす角が10度程度以下の場合には、その構造は平行衝撃波の場合に近くなり下流領域でフィラメント状電流が作る磁場が卓越するのに対して、角度が30度程度以上になると垂直衝撃波に近い構造になり、下流では圧縮された背景磁場が優勢になること等を示した。2は、新たにハイブリッドシミュレーションのコードを開発してシミュレーションを行った。その結果、まずSugiyama(2011)で報告されたような、フェルミ加速と同様の加速が衝撃波近傍で起きることを確認し、加速粒子がプラズマ中に磁場の非常に乱れを作ることなどを示した。また、生成された磁場の乱れによる粒子の散乱は非常に効果的で、加速の効率も理論上の最良値に近くなることを示し、加速された粒子のエネルギースペクトルの形などについても詳しく調べた。これらの研究結果については、天文学会等で発表を行い、現在論文を執筆中である。なお、本年度は計算結果の解析・可視化用にコンピュータやソフトウェアを購入し、また学会等での成果発表のために旅費を使用した。なお、本研究課題の内容は、近年技術発展が著しいレーザー実験装置を用いて実験的にも調べることが可能になりつつあり、その可能性等についても研究・考察を行った。これについても、学会等で発表を行い、関連論文も1報発表した(共著者)。
「見える」ファウリング物質を用いた膜ファウリングメカニズムの根本的解明

本研究は、大きなメリットがあるにも関わらず、膜処理が実施設へ導入されることを阻んでいる唯一にして最大の障壁である膜ファウリングを根本的に解明することを目的とするものである。そのために、同位体ラベリングしたグルコースを加えた培地中で微生物(活性汚泥)を増殖させることにより、同位体ラベリングされた細胞外高分子有機物を創出し、それを用いてファウリングさせた膜を同位体顕微鏡で観察することにより、世界で初めて膜ファウリングを可視化し、「何が」膜の「どこに」詰まることにより膜ファウリングが生じるのかを明確にする。
フランス帝国における経済システムの進化と交錯の組織史

フランス型経済システムは、帝国時代から独立時代に至るまで、旧植民地の中でいかに普及し現地化したか。とくに商工会議所や国策会社は、政府政策と市場経済が交わる経済システムの「交錯」点だ。植民地時代は行政府と地元財界のパイプとなり、独立・社会主義時代は計画経済に組み込まれ、自由化時代には貿易・投資の窓口だ。宗主国の統制の強い北アフリカ、中間的なサハラ以南アフリカ、現地化が進んだ旧インドシナの3類型を比較分析した。本研究は、商工会議所を事例に、フランス型経済システムが帝国時代から独立時代に至るまで、いかに旧植民地の中で普及し、現地化したり相互交流したりするかを比較分析する。商工会議所は、世界で初めてパリで設立され、その後世界中に普及したフランス起源の中間団体だ。日本商工会議所も、渋沢栄一のフランス視察を契機としている意味では、フランスに起源がある。植民地時代は植民行政府と地元財界の情報交換や諸施策・陳情の窓口となり、独立後の社会主義時代は計画経済に組み込まれ、自由化時代には国際貿易や国際投資の窓口にもなっている。その時代の政府政策と市場経済が交わる経済システムの結節点でもある。本研究では、宗主国の統制の強い北アフリカ、中間的なサハラ以南アフリカ、総督府の現地化が進んだ旧インドシナの3類型を想定する。本年度は北アフリカと旧インドシナを対象に分析した。北アフリカにおいては、チュニジア国立文書館において2度目の訪問交渉によって、チュニス商工会議所の議事録の全巻複写に成功した。旧インドシナにおいては、カンボジア国立文書館および国立図書館において植民地時代の雑誌を収集した。また、ベトナムのホーチミン商工会議所では、ベトナム共和国時代(1975年以前)からの唯一の生き残りであるNguyen Duy Le前副会頭にインタビューした。ラオスでは、チャンパサック商工会議所のBounlap初代会頭にインタビューした。彼は、ラオス王国時代にチャンパサック商工会議所を設立後、国会議員、商務副大臣を歴任し、ラオス社会主義共和国時代は共産党支援者として地方政権交代を担って生き残り、経済自由化時代には商工会議所会頭に返り咲いた。ラオス語の自伝を英訳した上で、聞き取りで補填と資料批判を行い、王国時代の欧州政治家や王室、社会主義時代の各国共産党幹部の写真を複写した。その成果の一部はディスカッションペーパーにまとめた。本研究は、フランス型経済システムが帝国時代から独立時代に至るまで、いかに旧植民地の中で普及し、現地化または相互交流するかを比較分析する。商工会議所や国策会社は、各時代の政府政策と市場経済が交わる経済システムの「交錯」点だ。植民地時代は行政府と地元財界の情報交換の窓口となり、独立・社会主義時代は計画経済に組み込まれ、自由化時代には国際貿易の窓口になった。本研究では、宗主国の統制の強い北アフリカ、中間的なサハラ以南アフリカ、現地化が進んだ旧インドシナの3類型を想定する。本年度は旧インドシナとサハラ以南アフリカを対象にした。旧インドシナでは、カンボジア国立文書館において植民地時代の貿易統計を複写し、在プノンペン・フランス文化センターの協力で、植民地時代の仏語古書と英仏語研究書を収集した。アフリカでは、コンゴ・ザンビア・ケニアを調査した。内戦のため長らく経済史研究の空白地域だったが、コンゴの外務省危険情報がレベル3から2に下がった直後、指導する現地人学生の支援で現地調査に成功した。コンゴ・ザンビア・ケニアは、政治的にはフランス帝国・ベルギー帝国・イギリス帝国、経済的には銅鉱脈、社会的にはスワヒリ語圏が「交錯」する。コンゴ独立後、モブツ独裁政権は旧宗主国を排除するため日系企業を呼び込む。が、日系企業は、旧宗主国=植民地対立、内戦、市況悪化に巻き込まれ、苦難の道を歩む。コンゴのGecamines社とSodimico社、ザンビアの鉱業会議所とZCCM社の経営史については、半世紀分近い年報の複写を実現した。日本鉱業のコンゴ進出史に関しては、ムソシ鉱山や旧日本人社宅を訪問調査し、幹部社員10名以上を仏語でインタビューした。日本人墓地も、日本鉱業撤退後は内戦のため訪問者が途絶えていたが、藪を刈って再発見した。これらの調査結果の一部はディスカッションペーパーにまとめた。本研究は、フランス型経済システムが帝国時代から独立時代に至るまで、いかに旧植民地の中で普及し、現地化または相互交流するかを比較分析した。本年度は後2者を対象にした。旧仏印では、旧仏・広州湾租借地で湛江師範学院・湛江博物館・広州湾法国公使署旧址にて仏中語史料、旧仏・上海租界で上海市档案館

外灘新館にて仏英中語古書、旧仏・填越鉄道の中越国境では中国語図書、仏印ではベトナム国家大学ホーチミン校の支援で同図書館の英仏語図書の収集に成功した。アフリカのマダガスカルでは、2008年の史料発見後、2009年のクーデター後に渡航不能となったが、国立文書館長・商工会議所事務局長・アンタナナリボ大学および同国出身門下生の支援により、再度の史料収集に成功した。またコンゴは、反政府軍戦闘で渡航不能となったが、同国出身門下生を派遣し、Gecamines社とSodimico社の史料収集に成功した。仏領インドシナは現在の中国領土において、広州湾租借地・上海仏租界・填越(雲南省=仏印)縦断鉄道の支配により、雲南省植民化・広州湾「香港」化を狙った。本研究では戦後に中国政府にほぼ抹消され研究も少ない中国側・仏領租借地の「失われた交錯史」を復元し、現在も仏印鉄道が使用されるベトナム側との対比を判明した。また、マダガスカル研究とコンゴ研究は、幣研究室で指導する両国出身者の修士論文に結実し、両国財界・学界への寄贈・交流と同時に、北海道発の地域経済史家育成に貢献した。
地球温暖化問題におけるシェリングのパラドクスと世代間利他主義の特質に関する研究

地球温暖化対策は、将来世代のための世代間利他主義に基づく行為である。そこで、本研究では、脳科学、哲学における自然主義的利他主義理解、徳倫理学における実践に基づく道徳形成といった諸研究を踏まえて、世代間利他主義の特質、世代内利他主義との異同を明らかにする。そのうえで、超長期の問題を扱うことのできる新たな選好や効用関数を検討する。本研究は、利他主義を一貫して実証的に考察し、将来世代の選好や効用関数を、現在世代によるパターナリスティックなものと見なす立場に立つ。