hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「力を抜く」調節に関わる動作・神経メカニズムの解明

本研究の目的は、身体を巧みにコントロールする能力としての「グレーディング能力(筋出力調節能力)」の重要な一端を担う、「力を抜く」調節に関する動作・神経メカニズムを解明することである。バイオメカニクス的手法および神経科学的手法を統合的に用い、張力、筋活動、脳血流動態を指標とし、等尺性力発揮動作によるグレーディング課題による実験を行う。複数の変化量に対する調節過程に着目し、正確に「力を抜く」調節の難しさが、「どのくらいの変化をさせた際に、いかなる要因によって引き起こされているのか」について「力を入れる」調節との比較から検証する。
ビシクロプロパン骨格を有する新規カゴ型ケトンの合成と光学分割

パン酵母によるラセミ体ビシクロプロパン誘導体(5a,b)の不斉還元により得られた光学活性カゴ型アルコ-ルの立体化学を明らかにするために,両エナンチオマ-(5a,5b)の別途合成について検討した。その結果を以上に示す。1.ビスホモキュバノン(4a,b)から転位したビシクロプロパン(5a,b)の単離収率は、無水ベンゼン中AgC10_4で53.9%(8.5hr)、FeCl_3で51.6%(3hr)と、BF_3・OEt_2(41.0%)と比較して10%以上も向上した。2.ビジクロプロパンの両エナチンオマ-(5a,5b)の合成の初期キ-段階で,アセテ-ト((±)-1)のリパ-ゼによる速度論的加水分解反応を用いて、光学活性アルコ-ル((±)-2及び(-)-2)を好収率で得た。3.次いで、両エナンチオマ-について、各々数段階で相当するビスホモチュバノン(4a及び4b)((+)-2から(+)-4(4a)([α]_D+8.2゚)に;(-)-2から(-)-4(4b)([α]_D-9.2゚)に)に導いた。現在、ビスホモキュバノンのルイス酸による転位、さらにパン酵母によるエナンチオ選択的還元について検討している。
気相中のクラスターイオンを対象としたホールバーニング分光法の開発

サイズ選別したクラスターイオンを対象として,ポンプ(光解離)-プローブ(光解離)方式によるホールバーニング分光法を開発した.まず,飛行時間質量分析計の加速領域において,イオン化レーザーにより中性クラスターを共鳴2光子イオン化した.次に,ポンプレーザーを加速領域に導入し,特定のサイズの親イオンの特定の電子遷移を誘起し解離させた.続いて,残存する親イオンのパケットがドリフト領域に達してから,波長可変のプローブレーザーを照射し,先程とは異なる波長領域にある電子遷移を誘起し解離させた.最後に,リフレクトロンを用いて,解離しなかった親イオン,ポンプおよびプローブレーザーにより生成した娘イオンを分離して検出し,ポンプレーザーを導入した場合としない場合のプローブレーザーによる娘イオン信号の強度を比較した.まず,920nmと1160nmに2つの吸収帯を持つベンゼン2量体イオンについて実験を行った.プローブレーザーを920nmにして検出したイオン強度は,920nmのポンプレーザーを導入すると当然減少した.プローブレーザーを1160nmにした場合のイオン強度も,920nmのポンプレーザーにより減少した.また,減少の度合は,プローブレーザーが920nmの場合と1160nmの場合とで等しかった.このことから,920nmと1160nmの吸収帯は2種類の異性体ではなく同一のイオン種に起因することが明らかとなった.2本の吸収帯が出現する原因に関しては,2量体イオンの対称性の低下のために縮重していた軌道が分裂し,2つの異なる電子遷移が可能になったためであると解釈できる.次に,670,920,および1175nmに3本の吸収帯を持つベンゼン-トルエン混合2量体イオンについて調べたところ,この場合も,3本の吸収帯が同一のイオン種に起因することが明らかとなった。
抗結核薬生合成遺伝子の発見-抗結核薬の大量生産系の確立と抗癌剤生産への応用-

本研究では,抗結核薬D-サイクロセリン(DCS)の生産菌Streptomyces lavendulae ATCC11924からクローニングしたDCS生合成遺伝子クラスター(dcsAdcsJ)について,遺伝子破壊実験を行うことにより, DCS生合成経路を明らかにした。また, DCS生合成に必須な遺伝子を大腸菌に移植することにより,大腸菌におけるDCS生産系を確立した。さらに, DCS生合成に関与する新規ヘムタンパク質DcsAを見出した。本年度は,D-サイクロセリン(DCS)生合成遺伝子クラスターの遺伝子(dcsAdcsH)をそれぞれ破壊したStreptomyces(S.)lavendulae ATCC11924の変異株を作製し,DCS生合成に必須な遺伝子の同定を行った。また,DCSの生合成に関与すると考えられる一酸化窒素合成酵素(NOS)をコードする遺伝子のクローニングを行い,遺伝子破壊実験により,NOS遺伝子のDCS生合成への関与を調査した。In-frame deletion法を用いた遺伝子破壊により,dcsA,dcsB,dcsC,dcsE,dcsGおよびdcsHの破壊株を作製することができた。各破壊株について,それらのDCS生産をHPLCにより調べた結果,dcsA,dcsB,dcsC,dcsEおよびdcsG破壊株は,DCSを生産しないことが明らかになった。一方,dcsH破壊株はDCSを生産していた。また,dcsA,dcsCおよびdcsG破壊株へそれら遺伝子を相補すると,DCS生産が回復した。dcsBおよびdcsE破壊株については,それらの触媒により合成されると考えられる化合物を添加すると,DCS生産が回復した。これらの結果から,dcsA,dcsB,dcsC,dcsEおよびdcsGは,DCS生合成に必須な遺伝子である一方,dcsHは必須ではないことを明らかにすることができた。また,degenerate PCRを利用した方法により,NOS遺伝子のクローニングに成功し,その遺伝子破壊株を作製した結果,NOS遺伝子はDCS生合成に関与しないことが明らかになった。最終的に,dcsA破壊株へのフィーディング実験により,DCS生合成におけるアルギニンの水酸化は,NOSではなくdcsA遺伝子産物により触媒される可能性を見出すことができた。本年度は,昨年度明らかにした抗結核薬D-サイクロセリン(DCS)の生合成に必須な遺伝子を大腸菌で発現させ,大腸菌を宿主としたDCS生産系の構築を行った。また,DCS生合成遺伝子の一部を利用し,放線菌Streptomyces(S.)lividansを宿主とした,L-アルギニンから抗癌剤であるヒドロキシ尿素(HU)への微生物変換系の開発を試みた。まず,DCS生合成に必須のdcsC, dcsD, dcsE,およびdcsG遺伝子をPCRで増幅後,それぞれを発現ベクターpET-21a(+)に挿入し,構築したベクターを大腸菌に導入した。各遺伝子産物の大腸菌における発現性をSDS-PAGEにて調べたところ,全遺伝子産物が可溶性タンパク質として発現することが明らかになった。そこで,4つの遺伝子をXbaI-SpeIカセット法によりタンデムに連結し,発現ベクターpET-21a(+)に挿入後,構築したベクターを大腸菌に導入した。基質であるL-セリンとHUの存在下,得られた大腸菌を培養し,DCSの生産をHPLCにより調べた結果,DCSが生産されていることが明らかになった。この成果は,DCSを大腸菌で生産させた最初のものである。しかしながら,その生産性は生産菌であるS.lavendulaeに比べて低かった。その原因を究明した結果,4つの遺伝子産物のうち,DcsGの発現が低くなっているためであることが明らかになった。今後,DcsGの発現を改善する必要がある。一方,DCS生合成遺伝子のうち,dcsAおよびdcsBを利用し,S.lividansを宿主としたL-アルギニンからHUへの微生物変換系の構築については,現在,dcsA遺伝子の導入まで完了したところである。本年度は,抗結核薬D-サイクロセリンの生合成原料であるヒドロキシウレアの供給に関与し, L-アルギニンの水酸化を触媒すると考えられるdcsA遺伝子産物(DcsA)の機能解析を行った。まず, dcsA遺伝子を発現ベクターpET-28a(+)に挿入し,構築したキメラプラスミドpET-28a/dcsAを大腸菌BL21(DE3)株に導入した。得られた形質転換株を培養することでDcsAを生産させ,ニッケルアフィニティークロマトグラフィーによりDcsAタンパク質を精製した。興味深いことに,精製直後のイミダゾール含有バッファー中において, DcsAタンパク質は赤黄色を呈していた。そこで,バッファー置換後, DcsAの吸収スペクトルを測定した結果, 387 nmに最大ピークを認めた。続いて, 10 mMのジチオナイトを添加したところ,吸収スペクトルが変化し, 402 nmに最大ピークが現れた。

さらに,ジチオナイナイト存在下で, COガスを吹き込んだところ, 439 nmにシャープな最大ピークが現れた。これらのスペクトルは,ヘムタンパク質に特徴的なものであることから, DcsAはヘムタンパク質であることが示唆された。そこで,ピリジンヘモクロム法による解析を行った結果, DcsAはヘムbを含むヘムタンパク質であることが明らかになった。また,基質と考えられるL-アルギニン,あるいは,生成物と考えられるNω-ヒドロキシ-L-アルギニンのDcsAへの添加は, DcsAの吸収スペクトルに変化を与えた。以上の結果から, DcsAはヘムタンパク質であることが明らかになるとともに, DcsAはL-アルギニンの水酸化を触媒するタンパク質であることが支持された。現在まで,遺伝子破壊実験によるD-サイクロセリン(DCS)生合成に必須な遺伝子の同定は完了した。また,DCSの大腸菌における異種生産については,当初予定したとおり,達成することができた。一方,DCS生合成遺伝子を利用した抗癌剤ヒドロキシ尿素の微生物変換系の構築については,ひとつの遺伝子を導入するところまで達成することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで,ほぼ予定通りに研究成果が得られているため,今後の推進方策について大きな変更はない。ただし,大腸菌における抗結核薬の異種生産については,現在のところ生産性が低いので,宿主大腸菌のアミノ酸代謝経路を遮断することにより,DCS生産性の更なる向上を目指す研究を来年度追加する。また,DCS生合成遺伝子を利用した抗癌剤ヒドロキシ尿素の微生物変換系の構築については,本年度,完全に達成することができなかったため,来年度,早急に完了させる。
Ｇタンパク質αサブユニットによる悪性中皮腫増殖制御経路の解明

Gi、Gqタンパク質に共役するA3アデノシン受容体は悪性中皮種細胞のアポトーシスを誘導する。本研究は、Gαi、Gαqサブユニットの新規エフェクターを同定し、悪性中皮腫の治療法戦略に応用することを目的として遂行された。まず最初に、Gαi、GαqサブユニットのcDNAをクローニングし、それぞれのHisタグプラスミドを作製した。HisタグGαi、Gαqサブユニットプラスミドを悪性中皮種細胞に導入し、抗Hisタグ抗体を用いた免疫沈降を行った後、電気泳動にて結合タンパク質を分離した。Gαi、Gαqサブユニット結合タンパク質をMALDI-TFMSで解析したが、有望な標的タンパク質は同定できなかった。アポトーシスに関与するA3アデノシン受容体に共役するGタンパク質のGαi、Gαqサブユニットの新規エフェクターを同定するため、それぞれのGαi、Gαqサブユニットをクローニングし、それぞれのタンパク質にHisタグをつけたプラスミドを作製した。GαiとGαqサブユニットをクローニングし、それぞれのタンパク質にHisタグをつけたプラズミドを作製した。それぞれのプラスミドを悪性中皮種細胞に導入し、Hisタグで免疫沈降してGαiとGαqサブユニット結合タンパク質を検出した。MLDI-TOFMSでGαiとGαqサブユニット結合タンパク質を一つずつ解析したが、未だ有望な標的タンパク質は同定できていない。悪性中皮腫細胞のアポトーシス誘導作用機序において、Gαシグナルに着目した研究は国内外を問わず、未踏の領域である。Gαの新規機能、すなわちSrc活性化とRhoGEF活性化に着目し、これを悪性中皮腫増殖と関連づけた点は斬新かつ独創的である。本研究成果は、画期的な新規悪性中皮種治療薬開発の基盤になるものと確信しており、現在も本研究は続行中である。統合生理学A3アデノシン受容体誘導悪性中皮腫細胞アポトーシス経路において、A3アデノシン受容体に共役するGタンパク質のGαi、Gαqサブユニットが関与することが証明できた。今後、HisタグGαi、Gαqサブユニットを悪性中皮腫細胞に発現させ、Hisで免疫沈降して、Gαi、Gαqサブユニット結合タンパク質の解析を行っていく予定である。
絶対王政期フランスにおける地方の治安維持に関する研究

本研究では絶対王政期、とりわけ18世紀前半期のオート=ノルマンディー地方の警察・裁判組織マレショー一セ(marechaussee)について、主としてセーヌ=マリティーム県古文書館、陸軍歴史課古文書館で収集した原史料に基づいて実証研究を行った。マレショーセとは、絶対王政期フランスにおいて、主として田園地帯、幹線道路上の治安維持を担う軍隊組織であり、同時に、プレヴォ専決事件を最終審として裁く裁判組織(プレヴォ裁判所)でもある。18世紀前半期のオート=ノルマンディー地方のマレショーセについて、これまで得られた研究成果は主として以下の4つである。第二に、当該地方の治安維持はどのような人物によって担われていたのかを明らかにすべく、上記の隊員名簿から得られる情報(年齢、身長、退職理由など)を分析し、「18世紀前半におけるオート=ノルマンディー地方のマレショーセ隊員(17201750年)」と題して学会・研究会で報告した。第三に、プレヴォ裁判の主要な担い手であるマレショーセの将校及び裁判役人について、その兼職や勤務実態に注目し、「アンシァン・レジーム期の国王役人の実像-18世紀前半オート=ノルマンディー地方のマレショーセの事例から-」と題する研究報告を行った。第四に、地域住民の国王権力の受容についてマレショーセと地域住民の関係から検討し、「地域住民とマレショーセ-住民の保護者あるいは抑圧者?-」と題して報告した。上記の3報告は近く論文として学会誌に投稿する予定である。以下は、研究費採択の内定(昨年10月)以降の研究実績である。まず、陸軍歴史課古文書館(フランス・ヴァンセンヌ市)所蔵の史料に基づいて、18世紀前半におけるオート=ノルマンディー地方のマレショーセの隊員(班の指揮官及び騎兵)名簿を作成し,"Liste des hommes de lamarechaussee en Haute-Normandie(1720-1750)"のタイトルで『総合環境研究』(長崎大学環境科学部)に投稿した(第6巻第2号に掲載予定)。本稿は、フランスをはじめとする国外の研究者にも資料として参照されるべく、フランス語で書かれている。来年度は、当該地方のマレショーセの成員(将校・プレヴォ裁判役人及び隊員)について研究をまとめる予定で、上記名簿の作成はその準備の一環である。また、年度末の3月末には「近代国家の生成史」研究会(於九州大学)において「マレショーセと地域住民-民衆による国王権力の受容に関する-考察-」と題する研究報告を行った。マレショーセは田園地帯と幹線道路の治安維持を担当する警察組織かつ裁判組織であり、したがってローカルな民衆世界と国王権力が接する最前線に位置する。この報告では、一方で国王権力の強制力としての側面を持ち、他方で民衆世界の安全・平和の擁護者の側面を持つマレショーセを民衆がどのように捉えていたかという問題について検討した。ただし、これは3月半ばまでの研究成果をまとめたもので、論文として公表するにはまだまだ内容を充実させねばならない。来年度に、史料、参考文献によって中身を一層濃くし、学会や研究会に報告して多くの批評を受ける必要があるだろう。まず、陸軍歴史課古文書館(フランス・ヴァンセンヌ市)所蔵の史料に基づいて、18世紀前半におけるオート=ノルマンディー地方のマレショーセの隊員(班の指揮官及び騎兵)名簿を作成し、資料紹介"Liste des hommes de lamarechaussee en Haute-Normandie(1720-1750)"として公刊した(『総合環境研究』、長崎大学環境科学部、第6巻第2号、2004年6月、81-131頁)。本稿は、国外の研究者にも資料として参照されるべく、フランス語で書かれている。当該資料を分析した論文を現在、執筆中であり、来年度前半には学会誌に投稿する予定である。この作業と併行して、プレヴォ裁判(マレショーセの裁判部門)を担った将校及び裁判役人のリストを作成し、彼らの就任条件・手続、職務内容、勤務実態などにアプローチしている。

また、昨年9月、七隈史学会(於福岡大学)で「マレショーセと地域住民-民衆による国王権力の受容に関する一考察-」と題して研究報告を行った。マレショーセは田園地帯と幹線道路の治安維持を担当する警察組織かつ裁判組織であり、したがってローカルな民衆世界と国王権力が接する最前線に位置する。当該報告では、一方で国王権力の強制力としての側面を持ち、他方で民衆世界の安全・平和の擁護者の側面を持つマレショーセを民衆がどのように捉えていたかという問題について検討した。しかし、数少ない事例に基づいた論証の仕方などいくつかの問題点を指摘され、現在、書き直しているところである。その他、昨年8月から9月にかけてフランスのパリ及びルアンの古文書館で補充史料の収集を行った。平成17年度は、まず10月に、"Liste des hommes de lamarechaussee en Haute-Normandie (1720-1750)"として昨年度公刊したマレショーセの隊員名簿の分析を、「18世紀前半におけるオート=ノルマンディー地方のマレショーセ隊員(17201750年)」と題して関西フランス史研究会で発表した。同じく10月には、マレショーセの将校及び裁判役人に関するアプローチを、「アンシァン・レジーム期の国王役人の実像-18世紀前半オート=ノルマンディー地方のマレショーセの事例から-」と題して九州西洋史学会主催のシンポジウムで報告した。11月には10月に関西フランス史研究会で行った報告とほぼ同じ内容の報告を「軍隊と社会の歴史」研究会で発表し、軍事制度史の専門家のアドバイスを聞いた。さらに、12月には近世フランス史研究会で、マレショーセの地方警察としての役割を明らかにすべく、「地域住民とマレショーセ-住民の保護者あるいは抑圧者?-」と題して報告した。これら3つの論考はできるだけ早く学会誌に投稿する予定である。上述の研究の他、今年度は、マレショーセの成員の職務、俸給・特権、就任条件・手続、勤務内容などに関する史料「マレショーセの職務に関する通達」(陸軍歴史課古文書館所蔵、4巻)の筆写・訳出を進める予定であったが、秋の4つの学会・研究会報告の準備等で現地に赴くことができず、すでに筆写している分を訳出するに留まった。また、予定していた1720年のマレショーセ改革に関する諸王令の訳出・紹介も公刊するには至らなかった。
沖縄県の離島地城におけるヤシガニ資源保全のための野外調査研究および教育啓発活動

本研究では,沖縄県下の離島地域に生息するヤシガニ資源の保全を目的として,1)離島地域におけるヤシガニの生息状況調査,2)野外調査機会を利用したヤシガニ資源保全に関する教育啓発,を行った.1)沖縄県下の離島地域におけるヤシガニの生息状況調査沖縄県下の各島におけるヤシガニの生息状況を解明するため,南大東島,宮古島,多良間島,波照間島において,(1)海岸部におけるヤシガニ小型個体の生息状況調査と,(2)夜間踏査によるヤシガニの生息状況調査を行った.宮古島,多良間島,波照間島の3島におけるヤシガニの個体数は,宮古島では南部および北西部の海岸,多良間島では北部海岸,波照間島では北部および南西部の海岸で,それぞれ多く見られ,今後,これらの地域で特に資源の保全を図る必要があると思われた.特に,多良間島での個体数は極めて多く,夏期の調査では2kgを超える大型個体も複数観察された.また,宮古島と多良間島の海岸において,飛沫転石帯の転石下より甲長2cm未満の小型ヤシガニを複数個体(宮古島1個体,多良間島3個体)発見した.一方,南大東島では,ヤシガニ個体は洞穴内にてわずか1個体しか発見できず,資源量が激減している可能性が示唆された.2)野外調査機会を利用したヤシガニ資源保全に関する教育啓発野外調査のために離島地域を訪れた際に,地域の博物館や公民館等(南大東島島まるごと館,宮古島市総博物館,多良間村ふるさと民俗学習館,波照間公民館)において,ヤシガニについての聞き取り調査を兼ねた談話を行った.特筆すべきは,宮古島市総合博物館との2度の協議により,2009年7月21日8月30目に「ヤシガニと人の暮らし展」が開催されることが決定したことである.本研究の過程でヤシガニの様々な生態資料(写真,動画)が集まったので,それらを有効に活用することができると思われる.本研究では,沖縄県下の離島地域に生息するヤシガニ資源の保全を目的として,1)離島地域におけるヤシガニの生息状況調査,2)野外調査機会を利用したヤシガニ資源保全に関する教育啓発,を行った.1)沖縄県下の離島地域におけるヤシガニの生息状況調査沖縄県下の各島におけるヤシガニの生息状況を解明するため,南大東島,宮古島,多良間島,波照間島において,(1)海岸部におけるヤシガニ小型個体の生息状況調査と,(2)夜間踏査によるヤシガニの生息状況調査を行った.宮古島,多良間島,波照間島の3島におけるヤシガニの個体数は,宮古島では南部および北西部の海岸,多良間島では北部海岸,波照間島では北部および南西部の海岸で,それぞれ多く見られ,今後,これらの地域で特に資源の保全を図る必要があると思われた.特に,多良間島での個体数は極めて多く,夏期の調査では2kgを超える大型個体も複数観察された.また,宮古島と多良間島の海岸において,飛沫転石帯の転石下より甲長2cm未満の小型ヤシガニを複数個体(宮古島1個体,多良間島3個体)発見した.一方,南大東島では,ヤシガニ個体は洞穴内にてわずか1個体しか発見できず,資源量が激減している可能性が示唆された.2)野外調査機会を利用したヤシガニ資源保全に関する教育啓発野外調査のために離島地域を訪れた際に,地域の博物館や公民館等(南大東島島まるごと館,宮古島市総博物館,多良間村ふるさと民俗学習館,波照間公民館)において,ヤシガニについての聞き取り調査を兼ねた談話を行った.特筆すべきは,宮古島市総合博物館との2度の協議により,2009年7月21日8月30目に「ヤシガニと人の暮らし展」が開催されることが決定したことである.本研究の過程でヤシガニの様々な生態資料(写真,動画)が集まったので,それらを有効に活用することができると思われる.
養殖魚の食品安全性を考慮した植物性プロバイオティクスの開発

LGG投与(LGG区)がティラピアの抗病性に与える影響を検証するため、A.hydrophila攻撃試験を行った。またその効果を病理組織学的解析により精査した。攻撃後14日間の死亡率はLGG区では5%であった。これに対しコントロール区(C区)では75%となり有意に低い結果であった。病理組織学的解析の結果、以下のことがLGG区で優れていた。(1)腸管粘膜固有層における好中球の浸潤、(2)頭腎の肉芽腫形成時間、(3)脾臓鞘組織の腫大のスピードとA.hydrophilaの処理、(4)脾臓赤血球の核異常の程度と溶血。以上より、LGG投与が免疫能を向上していることがわかった。2.抗病性向上効果の持続効果LGG投与によって向上した抗病性がどれほどの期間継続するのかについて、1.と同様の方法を用いて検証した。1.に加え、30日間LGG投与後、10日間の通常飼料給餌を行ったLGG10区を設定した。攻撃後14日間の死亡率はLGG区、LGG10区では30%であった。腸管粘膜固有層における好中球の浸潤はLGGが最も強く他の2区は同程度であった。脾臓の鞘組織の腫大はいずれも1日目から観察されたが、C区は日数経過とともに縮小した。脾臓による赤血球の溶血はLGGで観察されなかったが、他の2区では認められた。以上より、抗病性はLGG投与停止から10日間は持続するが、組織学的観察による免疫反応は低下傾向が見られた。また、肝臓では、いずれも硝子滴変性が観察されたことから、LGGが肝臓の免疫能にあたえる効果は少ないものと考えられた。投与したLGGがティラピア腸管に生きて到達し、それが定着するか、また、総細菌数に影響を与えるかを定期的に糞を採集して培養法で調べた。LGGは、投与後から糞中より分離され、一ヶ月の投与期間を通して菌数は安定していた(10^7 CFU/g)。しかし、投与終了10日後には、LGGは糞から検出されなくなり、定着は認められなかった。また、LGGを投与しても糞中総菌体数は安定しており(10^8 CFU/g)、コントロール区との間に違い認められなかった。2.LGG投与によるティラピアの抗病性向上効果LGGがティラピアの抗病性に与える影響を各種免疫指標を測定して検討した。また、Edwardsiella tarda攻撃試験後の生残率および組織学的検討を行った。頭腎白血球の貪食能はコントロール区に対して差異は認められなかったが、活性酸素産生量は有意に上昇した。また、血清補体価は有意に上昇した。感染実験の生残率はLGG区は95%であったのに対してコントロール区では40%であり、有意に高かった。組織学的には、頭腎で感染初期から膿瘍の形成が認められ、このような免疫反応が生残率の向上に影響していることが推察された。3.LGGとワクチンとの併用効果LGG投与とワクチンを併用した場合のアジュバント効果についてE.tardaの感染実験により検討した。LGGとワクチン併用区(GG10-V区)はLGG投与区(GG10区)およびコントロール区(C区)よりも凝集抗体価は250倍以上高かったが、ワクチン区(C-V区)とは差が認められなかった。また生残率はGG-10V区、GG10区、C-V区、C区でそれぞれ、87.7%、25%、40%、0%であった。これらのことから、LGG投与はワクチン効果を高める強いアジュバント活性を持つことが確認された。

以上より、抗病性はLGG投与停止から10日間は持続するが、組織学的観察による免疫反応は低下傾向が見られた。また、肝臓では、いずれも硝子滴変性が観察されたことから、LGGが肝臓の免疫能にあたえる効果は少ないものと考えられた。
頭頸部扁平上皮癌におけるDKK遺伝子ファミリーの機能解析

本研究では頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)の発生・進展に関わる癌関連遺伝子として同定されたDKK3遺伝子について機能解析を行った。DKK3は消化管の腺癌等では発現が消失しており癌抑制遺伝子とされているが、HNSCCではこれとは異なり、組織や細胞株でmRNA、蛋白がともに優勢的に発現していた。さらに、生存分析ではDKK3蛋白発現(-)の患者群は生存期間が長いことが示され、細胞株においてDKK3 mRNA発現をsiRNAで抑制すると細胞の浸潤性、遊走性が低下することが示された。以上から、HNSCCではDKK3が癌抑制遺伝子としてではなく、腫瘍の進展を促進する機能を有する可能性が示唆された。【目的】頭頸部扁平上皮癌の発生には種々の癌遺伝子・癌抑制遺伝子の異常の蓄積が関わっていると考えられるが、決定的な因子は同定されていない。我々は頭頸部扁平上皮癌における癌関連遺伝子候補の検索を継続して行い、癌の発生や進展に重要な役割を果たす新規癌抑制遺伝子候補としてDKK遺伝子ファミリーに注目した。本研究では、DKK遺伝子ファミリーの中でも、特に重要な機能を有すると考えられるDKK-3のタンパク発現、mRNA発現を検討し、腫瘍制禦への応用のための基礎研究とすることを目的としている。【結果】本年度は頭頸部扁平上皮癌組織でのDKK-3タンパク発現と臨床データとの相関を検討した。岡山大学病院病理部口腔病理診断部門で取り扱った頭頸部扁平上皮癌症例90例を用いて、DKK-3タンパクの発現と局在を検討した。DKK-3タンパクは扁平上皮癌細胞において強発現を示し、76例(84.4%)でタンパク発現を認めた。また、転移リンパ節においても検索し得た症例の全てでDKK-3タンパク発現を認めた。これらの知見は、これまで消化管の腺癌や前立腺癌でのDKK-3発現の報告とは異なり、DKK-3が頭頸部扁平上皮癌で特異的に高発現を示す可能性が示唆された。【考察】DKK-3は癌抑制遺伝子であり、消化管の腺癌では発現が現弱していると考えられてきた。しかし本研究の結果からは、頭頸部扁平上皮癌におけるDKK-3発現はこれまで他臓器の癌での報告とは異っており、同遺伝子が未知の機能を有している可能性が示唆された。この結果は頭頸部扁平上皮癌の転移制禦に関わる基礎研究として重要である。これまでの成果は学会にて発表を行った。今後は臨床データとの相関について詳細な検討を行う。【目的】頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)は世界的にも発生頻度の高い悪性腫瘍である。その発生には複数の癌抑制遺伝子の異常の蓄積が関わっているとされるが、詳細については不明な点が多く、腫瘍制御、転移抑制につながる研究が俟たれる。我々は、頭頸部扁平上皮癌の発生と転移に関わる因子の検索を行い、DKK遺伝子ファミリーに注目した。中でもDKK3は重要な癌抑制遺伝子とされ、その発現低下により腫瘍が発生すると報告されている。しかし、我々の研究ではHNSCCでは、DKK3はアクティブに発現しており、転移を促進する可能性が示唆されている。本年度は、DKK3発現の状態と予後の相関についてより詳細な生存分析を行うとともに、細胞株を用いた機能解析を行った。【結果】本年度の計画として、(1)HNSCCにおけるDKK3タンパク発現と生存解析、細胞株でのmRNA発現解析、(2)細胞株でのDKK3遺伝子の機能解析を実施した。(1)では、前年度のデータをもとに、詳細な生存解析を行ったところ、非常に興味深いことに、Dkk3を発現する患者は、有意に無疾患生存率が短く(p=0.038)、特に遠隔転移を生じるまでの期間(metastasis free survival)が有意に低い(p=0.013)ことが示された。この知見はHNSCCに独自のものであり、DKK3遺伝子がむしろ転移を促進しているかのような結果であった。この現象については考察を加え、国際英文雑誌Oncology Lettersに掲載された。(2)では、HNSCC、胃癌、大腸癌等の細胞株を用いてmRNA発現を定量的に検討した。用いた細胞株のうち、HNSCC由来細胞株のみにDKK発現が認められたが、胃癌や大腸癌の細胞株では発現を認めなかった。次に、DKK3高発現を示す細胞株を選別し、siRNAによるRNA干渉でDKK3発現を行った際に、腫瘍の増殖や浸潤性が変化するかを検討した。(1)のデータを反映する結果が得られており、詳細については平成24年度の日本病理学会総会にて発表を行う。【考察】

本研究で得られたデータは、HNSCCにおいてはDKK3はむしろ腫瘍の転移を促進する機能をもつ可能性を示唆している。ここからは、癌抑制遺伝子の機能も一様ではないこと、組織特異性がある可能性が示唆される。最終年度となる来年度は、より詳細な機能解析を加え、国際英文雑誌に報告する予定である。【目的】頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)の発生に関わる癌関連遺伝子の異常の詳細については不明な点が多い。申請者はこれまでにHNSCCの発生や進展に重要な癌関連遺伝子候補としてDKK遺伝子ファミリーを同定、特にDKK3に着目してタンパク発現と臨床データとの相関を検討するなど解析を進めてきた。本年度は細胞株を用いた機能解析を中心に行い、DKK3の機能について検討した。【結果】HNSCC、胃癌、大腸癌由来細胞株を用いて、RT-PCRによりDKK3のmRNA発現を定量的に検討した。DKK3発現はこれまでの報告通り胃癌や大腸癌、前立腺癌由来細胞株にはDKK3発現は認められなかったが、HNSCC由来細胞株はすべてDKK3を発現していた。そこで、DKK3高発現を示すHNSCC由来細胞株にsiRNAを導入してDKK3発現を抑制したところ、細胞増殖には影響がなかったが、細胞の遊走性や浸潤性は有意に減少した。DKK3関連因子の発現をWestern blottingで検討したところ、DKK3のノックダウンはWNTシグナルには影響を与えないことが示唆された。これらの詳細については平成24年度の日本病理学会総会、日本臨床口腔病理学会で発表したほか、国際英文誌Oncology Reportsに発表した。【考察】本研究で得られたデータは、申請者の「HNSCCではDKK3が腫瘍の進展を促進する可能性がある」とする仮説を強く支持している。しかし、DKK3とWNTシグナルとの関連性がない可能性も示されている。DKK3がどのようなメカニズムで浸潤性に関与するかかを明らかにするため、今後はシグナル間の相互作用についても幅広く検討する必要があると考えられる。本年度の当初計画では、(1)組織材料でのDKK-3タンパク発現と細胞株でのmRNA発現解析、(2)細胞株を用いた機能解析、(3)動物実験による解析を行う予定としていた。現在のところ、実際に(1),(2)のほぼ全体が完了している。臨床データとDKK-3タンパク発現の状態については既に国際英文雑誌に論文発表を行っている。機能解析でも興味深いデータが得られ、平成24年の病理学会総会において発表を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記11に記載の如く、既にタンパク発現解析については2編の論文発表を行っている。(2)についても若干の追加データを加えて論文発表を行う予定である。計画のうち、動物実験については研究の方向性の開係で実施を保留し、機能解析で得られた知見を説明するための免疫二重染色を実施するように計画を変更、現在実施中である。最終年度には論文化し、国際英文雑誌に投稿できる見込みである。
学習記憶とその障害の遺伝子経路解明と動態解析

ショウジョウバエは行動遺伝学的解析により、学習記憶関連遺伝子の分子生理学的機能を解明するに適したモデル動物である。本研究において我々は以下のことを明らかにした。1)NMDA受容体のMg2+ブロックは長期記憶形成に特異的に必要であり、定常状態での抑制型CREBの発現を抑える。2)細胞接着因子Klingon (Klg)の発現が長期記憶学習によりNotch依存性に増加することが長期記憶形成に必須である。3)PKAには記憶形成だけで無く、記憶統合を抑制する機能も持っている。4)長期記憶形成は空腹によりCRTC依存性に亢進する。また学習記憶障害に関連して以下の結果を得た。5)PKA活性を急性に阻害することで加齢性記憶障害が改善する。6)ショウジョウバエでは酸化ストレス非依存性に加齢性記憶障害が起こる。7)発育不全を起こすインスリンシグナル変異により学習障害が起こる。7)単離培養脳のキノコ体で起こる長期シナプス伝達亢進は連合記憶の細胞モデルとなる。(1)学習記憶や加齢性記憶障害などに関わる遺伝子を同定し、記憶情報の獲得から統合安定化、保持、読み出しに関わる遺伝子経路を明らかにする。(2)ショウジョウバエ単離脳で顕微鏡下で学習記憶を成立させる「in vitro学習系」の開発を行い、イメージング解析を適用し学習記憶過程での神経回路の機能動態を解析する。"取り出した培養脳神経系"に顕微鏡下で学習記憶を成立させる「in vitro学習系」の開発を行った。ショウジョウバエ脳のキノコ体は匂いと電気ショックの連合学習に必須の脳部位であり、匂い中枢(Antennal lobe)、痛み中枢(Ventral nerve cord)からの入力を受ける。そこでCa^<2+>感受性の蛍光タンパクGcampをキノコ体に発現するトランスジェニックフライを作成し、匂い中枢、痛み中枢をそれぞれの微小電極電気刺激に応じたキノコ体の活性上昇を確認した。神経活動については神経細胞にCa^<2+> indicatorであるGCaMPを発現させ(トランスジェニックフライを作成し)て、その蛍光変化を指標として定量化する。通常の嫌忌性匂い条件付けでは匂いと電気ショックを組み合わせる。In vitro学習系では取り出した脳神経系で、匂い刺激に対応するものとして嗅覚葉(Antennal lobe)を、電気ショックに対応するものとして腹側神経節をそれぞれ微小電極により刺激することで代替する。このとき匂いと電気ショックとの連合(学習)に応じた神経細胞の反応変化がみられるか?について学習記憶への関与が報告されている、キノコ体、中心体などで検証する。また学習記憶の成立を細胞レベルで見出すには、学習後の記憶テスト(Antennal lobeの刺激)に応じた特異的な神経活動の検出が不可欠である。そこで記憶の読み出しに必要な脳部位(短期記憶ではキノコ体のa lobe、長期記憶ではキノコ体のy lobe、または中心体のfan-shaped body)での神経活動の変化を先ず調べてみる。また、微小電極での刺激に替えて、光刺激により任意の(Antennal lobeを構成する)神経細胞を活性化させる方法の開発も試みる(こちらの方が組織に対するダメージが少なく長期にわたる刺激・観察が可能となる)。キノコ体(MB)は匂い中枢(Antennal lobe,AL)からの入力を受ける。我々は取り出した培養脳でMB応答のイメージング解析を行い、ALからの入力によるMBの応答が、痛み中枢(Ventral nerve cord)経由の入力と連合すると、長期にわたり増強されるLong-term facilitation(LTF)を起こすことを前回の見出した。今回はLTFの詳細な解析を進めた。LTFは2時間以上にわたり観察されるが、哺乳類でみられるLTPと異なり、MBでのLTFは入力刺激を繰り返すと減弱が起こり40分ほどで消失した。興味深いことに匂い条件付け記憶成立後に、条件刺激の匂いを嗅がせ続けると記憶の消失が観察された。ショウジョウバエのインスリン受容体基質変異体chicoでは学習記憶障害が観察される。そこで学習記憶障害を起こすchico変異が、神経回路の可塑的変化にどのような影響を与えるか調べるため、MBにおけるLTFをchico変異体と野生型とで比較した。その結果、chico変異体も野生型同様LTFの誘導は起こるが、誘導されたLTFは速やかに消失することが分かった。chico変異体ではMB神経の細胞体の数が減少していた。以上のことから、chicoは学習記憶やMBの可塑性発現に関与するMB神経細胞の発生・発達に重要な役割を果たしていることが分かった。

長期記憶は間隔を空けて学習を繰り返す(長期記憶学習)で形成が促進されるが、間隔を空けずに繰り返すと却って抑制される。長期記憶学習ではRest interval(学習と学習の間隔)でERKの活性上昇が起こることが知られているが、その生理的意義は不明である。我々は転写因子fosの急峻な発現増加とCREBの緩やかな発現増加が長期記憶学習で特異的に起こること、長期記憶学習でのfosの増加にはCREBが、CREBの増加にはfosが必要な(feed-forwardな関係にある)ことを見出した。fosはERKによりリン酸化されることで転写活性を上昇させる。ERKはMEKにより活性化される一方、calcineurin、PP1により抑制される。MEK阻害剤によりERK活性を抑制したところ、長期記憶形成とfos、CREBの長期記憶学習での発現上昇が抑制された。さらに長期記憶学習Rest intervalで上昇するERK活性は学習期間中に却って低下することも確認した。では間隔を空けずに行う繰り返し学習でもERK活性が上昇すれば長期記憶が形成されるか?calcineurin、PP1の変異体で調べたところ、長期記憶が形成されたが、MEK阻害剤によりERK活性を抑制すると長期記憶は形成されなかった。以上の結果からERK活性は長期記憶学習のRest interval特異的に上昇することで、長期記憶形成に必要なfos/CREB間のfeed-forward loopの形成を促進させることが示唆された。嫌悪性匂い連合学習では匂いと電気ショックを同時に与えることで、匂いに対する忌避性が増大する。"取り出した培養脳神経系"を用いて、Ca^<2+>動態を指標に匂い中枢antennal lobe(AL)と学習記憶中枢の一つキノコ体(MB)間のシナプス伝達機構と、腹側神経節(VNC)刺激との連合入力に応じて形成されるシナプス伝達促通Post associative enhancement(PAE)の神経生物学的生成機序を解析した。その結果AL-MB間シナプス伝達はアセチルコリン受容体(AChR)を介すること、腹側神経節を起点とするMBへの入力はNMDA受容体(NR)を介することを見出した。さらにAL-MB間PAEはAL-MB間シナプス伝達の頻回刺激では形成されず腹側神経節刺激との連合入力が必須であること(連合性)、PAEはAL-MB間シナプスで起こるが腹側神経節を起点とするMBへの入力シナプスでは起こらないこと(シナプス特異性)、また形成後のPAEはAL刺激の繰り返しにより消失すること(持続性)といった特徴を持つことを明らかにし、PAEの形成にはAChR、NRいづれも必須であることが分かった。匂い連合学習ではD1ドーパミン受容体(DopR)の活性化が必須である。
時空間相関を持つマルチニューロンスパイクモデルの構築

本研究課題は、空間的に広がったシステムが示す協調的なダイナミクスのモデルリングを目的としている。主な対象として神経細胞集団のスパイク発火を想定している。しかしながら近年、神経細胞のスパイク発火と地震発生の現象論的な類似性が指摘されており、より発展的な観点から地震時系列についても対象として、研究を行ってきた。本研究課題1、2年目においては、主に成果の出ていた地震の時系列解析の研究について報告した。本年度の報告では、本課題の中心テーマである神経細胞集団のスパイク発火についての解析の研究についての詳細な報告を行う。まず単一の神経細胞のスパイク列の発生率をヒストグラムを用いて精度よく推定する手法の開発を行った。既存の手法はスパイクがポアソン過程に従って生成されているという想定に従っているが、実験で観察されるスパイク列はポアソンではないことがわかっている。そこで本研究では現実のデータに適用可能なように、既存の手法をより一般の場合への拡張を行った。そして、数値実験、実データを用いて、提案手法の有効性を示した。スパイクデータからの発生率推定は神経科学では実験データ解析の標準的手続きである。さらに本手法は簡潔であり、統計解析の基礎知識を持たない研究者でも容易に実装が可能になっている。そのため今後本提案手法が多くの研究者に使われると考えられる。また本研究は理論神経科学の一流紙Neural Computation誌から出版され、2011年度の神経回路学会において大会奨励賞を与えられた。二つ目の研では神経細胞集団のスパイク列から動物が将来起こす行動のタイミングを予測する研究を東北大学医学部のグループと共同で行った。24個の補足運動野の神経細胞のスパイク列から約1秒のタイミングで行動タイミングの予測が可能であることを明らかにした。この結果は脳信号を用いた外部機器の操作(BMI)への応用においても重要な結果であると考えられる。本研究課題は空間的に広がったシステムが示す協調的なダイナミクスの統計的特徴づけ及び、モデリングを目的とするものである。特にシステムの活動が点過程で表現できるようなシステムを扱っていく。具体的な対象としては複数神経細胞のスパイク発火を想定しているが、近年神経細胞集団のスパイク発火と地震発生の現象論的な類似性が指摘されており、より一般的かっ発展的な観点から地震についても研究対象に含め研究をとり行っている。今回は主な成果が得られた地震時系列の統計的な特徴づけについて報告する。集団神経細胞のスパイク発火の統計解析については研究遂行中である。我々は、発生間隔分布が過去の地震の発生履歴のどのようなファクターに強く依存するのかということを調べた。そして、発生間隔は直前の発生率に統計的に強く依存する、つまり、発生率を知ることは、次に来る発生間隔の不確定性を小さくするという点において重要であるということを示した。さらに、地震発生にどのような時間スケールが重要であるかを調べるために、発生間隔と発生率の相互情報量を最大にするような、発生率を推定する時間幅を求めた。南カリフォルニア、ニュージーランド、日本、世界全体の4つの地震カタログで、様々なマグニチュードの閾値に対してこの解析を行った結果、今回調べたすべての範囲において、最適な時間幅は10時間のオーダーであることが明らかになった。このことは地震の発生率の変動が10時間というタイムスケールに普遍的に支配されていることを示唆しており、きわめて重要な結果であると我々は考えている。これらの結果は日本物理学会にて公表を行い、現在論文をまとめている最中である。本研究課題「時空間相関を持つマルチニューロンスパイクモデルの構築」は空間的に広がったシステムが示す協調的なダイナミクスの統計的特徴づけ及び、モデリングを目的とするものである。特に本研究課題では、システムの活動が点過程で表現できるようなシステムを扱っていく。具体的な研究対象としては主に神経細胞のスパイク発火を想定しているが、近年神経細胞集団のスパイク発火と地震発生の現象論的な類似性が指摘されており、より一般的かつ発展的な観点、及び重要性を考慮して地震についても研究対象に含め研究を行ってきた。本研究報告ではまず、採用第2年目において地震についての2本の論文が査読ありの一流の英文誌(New Journal of Physics, Physical Review E)に採択されるという大きな成果を得ることができたことを報告したい。一つ目の研究では現在起きた地震から次に起きる地震までの時間間隔を予測するのに、直前のある観察時間内の平均発生率を用いるとき、予測が最もうまくいくような観察時間が様々な場所で約10時間程度であることを明らかにした。2つ目の研究では地震発生の不規則性が地震の起こった場所のプレートの相互作用の仕方に系統的に依存することを明らかにした。これらの研究はこれまで考えられてこなかった地震時系列の統計的な特徴を明らかにした。また神経細胞のスパイク時系列の研究も現在進行中である。具体的には複数細胞のスパイク時系列から、動物の行動状態を推定する研究および、非ボアソン性を持つスパイク列の発生率推定のためのヒストグラムの最適化手法についての研究を行った。これらの研究は論文を現在投稿中である。

本年度の報告では、本課題の中心テーマである神経細胞集団のスパイク発火についての解析の研究についての詳細な報告を行う。まず単一の神経細胞のスパイク列の発生率をヒストグラムを用いて精度よく推定する手法の開発を行った。既存の手法はスパイクがポアソン過程に従って生成されているという想定に従っているが、実験で観察されるスパイク列はポアソンではないことがわかっている。そこで本研究では現実のデータに適用可能なように、既存の手法をより一般の場合への拡張を行った。そして、数値実験、実データを用いて、提案手法の有効性を示した。スパイクデータからの発生率推定は神経科学では実験データ解析の標準的手続きである。さらに本手法は簡潔であり、統計解析の基礎知識を持たない研究者でも容易に実装が可能になっている。そのため今後本提案手法が多くの研究者に使われると考えられる。また本研究は理論神経科学の一流紙Neural Computation誌から出版され、2011年度の神経回路学会において大会奨励賞を与えられた。二つ目の研では神経細胞集団のスパイク列から動物が将来起こす行動のタイミングを予測する研究を東北大学医学部のグループと共同で行った。24個の補足運動野の神経細胞のスパイク列から約1秒のタイミングで行動タイミングの予測が可能であることを明らかにした。この結果は脳信号を用いた外部機器の操作(BMI)への応用においても重要な結果であると考えられる。
磁気流体シミュレーションを用いた原始星への質量降着最終過程の解明

当該年度は予定通りシミュレーションコードの拡張を進めてきた。まず星の熱対流をより現実的に扱うために、現実的な状態方程式を扱えるよう準備を進めた。また本研究では強い磁場を持つ原始星を扱うが、強い磁場があると星の上空でアルヴェーン速度が非常に大きくなって計算の時間刻みが制限され、本研究で追いたい時間スケールを追うことができなくなってしまう問題が事前に認識されていた。この問題を緩和するために、新しい数値計算法を開発し現在使用しているシミュレーションコード(Athena++)に実装した(Matsumoto, Miyoshi, and Takasao 2019 ApJ)。この手法は、Boris correctionと呼ばれる相対論に基づく基礎方程式から出発してアルヴェーン速度に上限を設ける手法を、衝撃波捕獲スキームとして広く用いられているHLLD法に導入したものになっている。輻射輸送部分については、Flux Limited Diffusion近似を用いたコードを現在開発・テストしている段階である。まだ上記すべての物理を取り入れたモデルは開発中であるが、星表面と円盤内縁の2次元モデルはテスト計算を開始している。当該年度はコード開発元のプリンストン大学に2週間滞在し、Stone教授らと研究の展開について十分に議論をすることができた。例えば、現在の研究計画は星と円盤の相互作用に注目しているが、その状況を単純化して降着ガスが星にどう取り込まれるかを局所的に調べるモデルも使って研究を進めたほうが良いのではないかという助言ももらった。これについては兼ねてから考えてはいたものの、議論により考えがより具体化された。科学論文としての成果についてはまだ十分に得られていないが、国内外の研究発表では本研究の現状を報告してきている。当該年度の目標はシミュレーションコードの拡張であり、それについては概ね予定通りに進んでいるため「おおむね順調に進展している」と判断した。特に、強い磁場が存在するときに時間刻みが小さくなりすぎて計算が進まなくなる状況が最も深刻な問題の一つと考えていたが、それを緩和する手法を開発・導入できたことは大きい。その他の輻射輸送や現実的な状態方程式の導入は、詳細な部分を除けばある程度手法が確立している面もあり、着々と導入は進んでいる。現在はこれらの残りの部分の導入を進めるのと同時に、次年度で取り組む予定の2次元モデルの構築・テスト計算にも取り掛かっている。今後も基本的に当初の計画に沿って進める。まず早急にコード開発の残りの部分(特に輻射輸送部分)を済ませ、現実的な星表面と円盤内縁の相互作用モデルの構築を2次元モデルから進めていく。目標は、星内部の対流や差動回転などで磁場の増幅が起きて星外側の大まかな磁場が自発的に形成される原始星モデルを作り、さらにその原始星が周囲の磁化した円盤と相互作用するというモデルを作ることである。原始星の光度といったパラメータは恒星進化計算コードMESAの結果を用いて選ぶことを考えて準備をしている。2次元モデルを作ることで計算に必要な分解能や計算量などを調査し、今後の3次元計算に必要な計算資源を推定する。そして必要であれば追加の計算資源を確保する。

まず早急にコード開発の残りの部分(特に輻射輸送部分)を済ませ、現実的な星表面と円盤内縁の相互作用モデルの構築を2次元モデルから進めていく。目標は、星内部の対流や差動回転などで磁場の増幅が起きて星外側の大まかな磁場が自発的に形成される原始星モデルを作り、さらにその原始星が周囲の磁化した円盤と相互作用するというモデルを作ることである。原始星の光度といったパラメータは恒星進化計算コードMESAの結果を用いて選ぶことを考えて準備をしている。2次元モデルを作ることで計算に必要な分解能や計算量などを調査し、今後の3次元計算に必要な計算資源を推定する。そして必要であれば追加の計算資源を確保する。研究の進捗が順調だったために、次年度以降に購入予定だったデータ解析用の高性能PCを使う必要性が当該年度に出てきた。そこで当該年度中に高性能PCを用意することが研究を遂行する上で得策だと考え、購入計画を前倒ししたために差額が生じることになった。