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『古事記』を中心とした古代日本語の文字・表記の研究

前年度に引き続き、『古事記』を中心とした古代日本語の文字・表記に関わる問題の解明に取り組んだ。今年度は、『古事記』の訓字「有・在」「還・返」の研究に加え、平安初期から鎌倉・室町期までの「有・在」の表記の変遷を調査した。まず、『古事記』の「有・在」については、先行研究で意味差と文型差が指摘されているが、本研究では、両字の意味・用法の分析を推し進めることにより、両字の文型差と意味差は基本的に相関するものであり、しかし、文型が和化し、両字の文型差が失われた場合にも、字毎の基本的な意味差を保つ例が存するという結論に至った。『古事記』の「還・返」では、特に「還」について、漢籍の「還」の意味・用法との比較を行い、『古事記』の「還」の意味・用法が、漢籍のそれに基本的に一致しつつも、より狭いものであることを明らかにした。次に、「有・在」の表記の変遷については、両字は古字書などに共に「アリ」の訓が見え、『古事記』や『万葉集』の他、平安初期の『続日本紀』宣命には送り仮名から「アリ」と推定できる例が見つかるが、平安後期の『今昔物語集』になると、両字の送り仮名に顕著な差異が現れ、両字が基本的に別訓の表記を担うようになることが分かる。「有」は、平安初期から鎌倉・室町期まで「アリ」を表記する基本的な漢字であるが、「在」は、『今昔物語集』の他『平家物語』などでも、「在サ」「在マサ」などサ行の送り仮名例が優勢である。また、意味的に「在」には敬意が読み取れる。「在」は、『三宝絵詞』や『法華百座』などで既に「アリ」の表記漢字としてはきわめて劣勢か未使用であるが、『今昔物語集』のような状況は当該資料が早いものである。これらから、「在」の基本訓は平安後期以降に訓点以外の場に登場した「マシマス」を想定している。『古事記』を中心とした古代日本語の文字・表記解明のため、13の課題を設定し、今年度は、以下に述べる成果を得た。1.『古事記』の訓字における字毎の用法的特性と意味の解明:『古事記』において同訓異字とされる「有」「在」と「還」「返」について個々の用例分析を丹念に行い、それぞれが字毎の固有の意味とそれに対応する用法的特性によって厳密に使い分けられていることを具体的に明らかにした。「有」と「在」は存在と存在主体に関する意味に、「還」と「返」は移動主体の移動において関係する地点についての意味に相違が見られ、意味の差に相関する字毎の用法的特性が指摘できる。2.1と古字書に見られる当該字の漢字としての意味との関係の解明:1で導いた字毎の意味と当該字についての古字書の記述の比較を行い、古字書の「有」「在」の記述にはかなりの差異があり、一方の「還」「返」は双方で説明し合う関係にあるが、古字書における字毎の記述の差異と特性がいずれも1で明らかにした『古事記』の訓字の意味に関連することを明らかにした。3.1と漢籍における当該字の用いられ方との関係の解明:特に、漢語としての意味・用法に史的変化が推定される「還」について、日本の上代文献との関連が指摘される幾つかの漢籍の用例と対照し、意味・用法面で、『古事記』に一致する例が見られないテキストがある一方で、『古事記』と近似する使用状況が認められるテキストがあることを確認した。本年度は、以上の成果の一部を、日本語学会等の口頭発表や論文により公表し、好意的・建設的な批評を受けることが出来た。

「在」は、『三宝絵詞』や『法華百座』などで既に「アリ」の表記漢字としてはきわめて劣勢か未使用であるが、『今昔物語集』のような状況は当該資料が早いものである。これらから、「在」の基本訓は平安後期以降に訓点以外の場に登場した「マシマス」を想定している。
レグ共通形電力変換器における数理計画法に基づくリアルタイム高効率制御法の開発

本研究における本年度の計画は,用途の広い容量2kVAの1レグ共通形単相ブリッジ形電力変換器において,入力力率99%以上,出力電圧歪み率5%以下を達成する制約条件の下で,入出力における総合効率が平均的に最も高くなる本各レグ制御法を適用した実機を試作し,実験を通して効率的有効性を実証することである。さらに,三相アクティブフィルタにも適用し,有用性を明らかにすることである。1レグ共通形単相ブリッジ形電力変換器においては,以下の結果が得られた。1.1kW以上の負荷において入力力率99%以上,DC電圧変動率1%以下に制御できていることを確認できた。2.正弦波入力電流,出力電圧を確認し,抵抗負荷において出力電圧変動率は2%以下,出力電圧歪率5%以下を達成できた。3.各レグ出力電圧は,抵抗負荷においてはスイッチングを必要としない期間である電源と負荷との直送領域が大幅に増加し,本制御法を適用しない場合に比べて,1.4kW以上で3%,500W以下では10%以上の効率向上が確認できた。4.容量性あるいは誘導性負荷の場合は,リアルタイムに最高効率が得られるよう適切にスイッチングを選択し制御されていることが確認できた。本各レグ制御法を適用した三相アクティブフィルタについては,シミュレーションにより検討し,以下の結果が得られた。1.整流器負荷においても入力力率99%以上,歪率2%以下の正弦波入力電流を達成した。2.500W以下においては,10%程度の効率向上が確認できた。以上の結果を踏まえ,開発した本制御法は,入力力率や出力電圧等の入出力特性においては従来手法と大差なく,効率においては2kWにおいて3%程度,軽負荷においては10%以上の高効率化を可能にすることが確認でき,その有効性を実証し本研究の目的を達成することができた。本年度は,1レグ共通形単相・単相ブリッジ形電力変換器において,入出力における総合効率が最も高くなる各レグ制御法を数理計画法に基づいて理論的に導出し,シミュレーションにより確認した。また,本制御手法を適用した実機の試作中である。電力用半導体素子におけるスイッチングに伴う損失を数式化し,入出力電流と出力電圧指令値から全素子における損失の合計を演算した。次にレグ出力電圧がDC電圧で制限されるレグ出力限界値の場合は,スイッチング損失は生じないので,導通損のみとなるよう演算値に重み付けを行い目的関数とし,制約条件下で数理計画法を活用して最高効率となる各レグ制御法を算出した。また,その妥当性をシミュレーションにより確認した。これより,以下の結果が得られた。1各素子のスイッチング損失は「電流に比例する」として数式化した。2各素子の導通損失は「オン抵抗一定として流れる電流の2乗に比例する」として数式化した。3損失の重み付けゲイン関数は「出力電圧に対する余弦関数の平方根」として数式化した。413より算出した全レグ損失を目的関数,出力電圧指令値を制約条件とし,数理計画法により目的関数が最小となる各レグ出力電圧を演算した。5理論およびシミュレーションより,入出力電圧指令値の制約条件下で最も大きな電流が流れているレグのスイッチングを減らし,直送領域を増加する高効率化が自動的に適用できた。6従来の制御手法に比べ,シミュレーションでは23%程度を超える高効率化が確認できた。以上の結果より,理論的には本高効率制御法の有効性が確認できた。現在,本制御手法をリアルタイムに適用したDSP制御による実機を試作中であり,本年度の基本的目的は達成できた。本年度は,1レグ共通形単相-単相ブリッジ形電力変換器において,昨年度に妥当性を確認した,入出力における総合効率が最も高くなる各レグ制御法を適用した電子回路による模擬実機を試作し,実機に適用した場合の問題点と改良点を明確にすると共に,単相100V,2kVAの試作機を試作した。本研究により提案する高効率制御手法を適用した電子回路による模擬実機は,実際に試作する実機に対して電圧は1/20倍で電流は4/25倍の大きさとし,リアクトルやフィルタコンデンサなども忠実にゲイン換算するとともに,実機と同様のDSP(デジタルシグナルプロセッサ)制御により電力変換器の交流側出力電圧はPWM電圧波形を出力する。この模擬実機により以下の結果が得られた。1損失の重み付けゲイン関数は「出力電圧に対する余弦関数の平方根」として数式化することで,損失計算の精度が上がるとともに,最高効率となる各レグ電圧を精度よく算出可能となった。2スイッチングに伴う電流波形の高調波が各レグ電圧の算出に影響し,各レグ電圧算出においてはスイッチング周波数を除去するフィルタを介してリアルタイムに損失算出を行う必要がある。3軽負荷時においては各レグ制御による効率の高低差がほとんどなく,最高効率になるとして算出された各レグ電圧出力のための不必要なスイッチングが損失となる場合がある。このため,このような状況の場合にはスイッチングが最小となるレグ電圧を最適とする必要がある。4入力力率98%以上,正弦波入力電流,出力電圧歪み率3%以下を達成できた。5模擬実機において,直送領域を増加する高効率化が自動的に適用できた。以上の結果を踏まえ,現在,本制御手法をリアルタイムに適用したDSP制御による100Vrms,2kVAの実機を試作し,完成間近であり,本年度の基本的目的は達成できた。本研究における本年度の計画は,用途の広い容量

2kVAの1レグ共通形単相ブリッジ形電力変換器において,入力力率99%以上,出力電圧歪み率5%以下を達成する制約条件の下で,入出力における総合効率が平均的に最も高くなる本各レグ制御法を適用した実機を試作し,実験を通して効率的有効性を実証することである。さらに,三相アクティブフィルタにも適用し,有用性を明らかにすることである。1レグ共通形単相ブリッジ形電力変換器においては,以下の結果が得られた。1.1kW以上の負荷において入力力率99%以上,DC電圧変動率1%以下に制御できていることを確認できた。2.正弦波入力電流,出力電圧を確認し,抵抗負荷において出力電圧変動率は2%以下,出力電圧歪率5%以下を達成できた。3.各レグ出力電圧は,抵抗負荷においてはスイッチングを必要としない期間である電源と負荷との直送領域が大幅に増加し,本制御法を適用しない場合に比べて,1.4kW以上で3%,500W以下では10%以上の効率向上が確認できた。4.容量性あるいは誘導性負荷の場合は,リアルタイムに最高効率が得られるよう適切にスイッチングを選択し制御されていることが確認できた。本各レグ制御法を適用した三相アクティブフィルタについては,シミュレーションにより検討し,以下の結果が得られた。1.整流器負荷においても入力力率99%以上,歪率2%以下の正弦波入力電流を達成した。2.500W以下においては,10%程度の効率向上が確認できた。以上の結果を踏まえ,開発した本制御法は,入力力率や出力電圧等の入出力特性においては従来手法と大差なく,効率においては2kWにおいて3%程度,軽負荷においては10%以上の高効率化を可能にすることが確認でき,その有効性を実証し本研究の目的を達成することができた。
第1象限の幾何学

昨年度に引き続き、連携研究者(Athanase Papadopoulos)と共に、定曲率空間内の凸体の外的領域に定義されるフィンスラー計量の幾何学を解明した。この研究課題の文脈では、昨年度Timelike Hilbert and Funk Geometriesという論文として発表した。その自然な延長として、当該年度においては、1960年代にH. Busemannによって提唱された方法論を、研究代表者(山田)と連携研究者(Athanase Papadopoulos)の近年の射影幾何学の変分的な構成法を用いることで凸体の外的領域における射影幾何学を介して、ド・シッター空間の一般化を定式化した。より具体的には、n次元射影空間におけるn次元単体の外的領域の幾何学が線形ノルム空間であることを示した。また当該年度新たに、バーゼル大学のNobert A'Campo氏との共同研究の形でリーマン面のタイヒミュラー空間の幾何学をフィンスラー幾何学の観点から継続的に研究を進め、現在タイヒミュラー空間を自然に含有する複素構造全体からなる空間上のシンプレクティック幾何学を構築中である。今年度は論文の執筆という形での情報発信はなかかったが、現在本年度に得られた新たな知見の集積を行っており、研究の進展という意味では、定曲率空間上のヒルベルト幾何およびタイヒミュラー空間上のヒルベルト・フンク幾何学の両局面において生産的な一年となった。有限次元または加算無限次元ユークリッド直積空間の第1象限は、様々な凸体の中でも非常に重要な空間である。特に本研究課題で進めてきたフンク計量およびヒルベルト計量を介した第1象限の幾何学の定式化は、本研究課題のいくつかの異なる文脈ですでに実を結んでいる。最終年度となる2019年度において、これまでに培ってきたフィンスラー幾何学および射影幾何学の知見を用いて、新たな距離空間の幾何学を定式化する準備が整ったという意味において、本課題の進捗は順調と考える。バーゼル大学のNobert A'Campo氏との共同研究において、リーマン面のタイヒミュラー空間の幾何学をフィンスラー幾何学の観点から進めている。特にタイヒミュラー空間を自然に含有する曲面上の複素構造全体からなる空間上のシンプレクティック幾何学は、タイヒミュラー空間上に定義されるタイヒミュラー距離とベイユ・ピーターソン距離のそいう方の特徴を相関的に捉えることを可能にすることが期待され、この方向性におけるタイヒミュラー空間の微分幾何学の新たな定式化を進めていく。またストラスブルグ大のPapadopoulos氏と共に、加算無限次元ユークリッド空間の第1象限のヒルベルト幾何学の性質を、部分多様体論の観点から表現する。凸体の形状を、ヒルベルト計量を持つ(無限次元)ユークリッド空間の第一象限内の部分多様体として表現することで、凸体の幾何学を考察することを目標とする研究課題において、本年度は以下の進展をみた。研究協力者Athanase Papadopoulos氏とのFunk型計量の研究の一環として、論文Deforming hyperbolic hexagons with applications to the arc and the Thurston metrics on Teichmueller spacesを発表した。これはサーストンによって1980年代に定義されたタイヒミュラー空間上の計量を、異なる方法で再定義したもので、凸体としてのタイヒミュラー空間論に新しい視点を導入した。ここで現れる測地線は、モジュライ空間論において正準的な変形を示唆しており、双曲幾何学においても意義深いものである。また凸体の外的領域でFunk型計量を定義するTimelikeな幾何学の構成を、ちょうど半世紀前に書かれて忘れ去られていたH.Busemannによる論文の精査を経て行った。この論文はBusemannの測地線の理論をローレンツ幾何学の文脈で再構成するという興味深いものであるが、我々はそこに新たに凸幾何学の知見を融合することで時空の幾何学に新たな展開を図った。これはTimelike Hilbert and Funk Geometryとして論文にまとめ来年度に公開の準備中である。よって今年度は、近代数学の要所に必然的に発生する凸幾何学、凸解析学と、FunkおよびHilbert型計量との関連を明示的な解明が進んだ。この方向性は来年度以降も継承されるべきものと考える。本研究課題の推進にあたって、ヨーロッパ、とくにフランスの研究グループとの交流が活発化してきたことがあげられる。連携研究者(Athanase Papadopoulos)と定曲率空間内の凸体の外的領域に定義されるフィンスラー幾何学の研究を推進した。この研究は、Timelike Hilbert and Funk Geometriesという論文として発表した。双曲幾何学の史上最初のモデルであるクラインの円盤の一般化として凸体の内部における射影幾何学からHilbert計量が定義されたが、今年度の研究においては凸体の外的領域における射影幾何学を介して、ド・シッター空間の一般化を定式化した。この研究課題は1960年代にH. Busemannによって提唱されて以来ほぼ完全に忘れ去られてきたものであるが、研究代表者(山田)と連携研究者(Athanase Papadopoulos)の近年の射影幾何学の変分的な構成法を用いることで、射影幾何学の応用という意味で古典的ではあるが、全く新しい距離空間を具現化することが可能になった。

また定曲率空間という範疇に入らないが、非常に重要な凸体の典型であるリーマン面のタイヒミュラー空間の幾何学をフィンスラー幾何学の観点から継続的に研究を進め、その結果タイヒミュラー空間のspine(レトラクト)の幾何学的構成に関して新たな知見をバーゼル大学のNobert A'Campo氏との共同研究で得た。このspineの構成は上述の凸体の外的領域の幾何学を元にしており、凸幾何学の広義な汎用性がこの一連の研究で再認識された。凸幾何学の一つの表現手段としてのヒルベルト計量およびフンク計量の理解が、複数の全く異なる文脈における具体例の構成を伴って統括的に進んでいる。最終年度である平成30年度に向けて、これらの具体例から誘導される研究の方向性が確定されて来たことを鑑みるに、本研究課題は順調に進展していると考える。昨年度に引き続き、連携研究者(Athanase Papadopoulos)と共に、定曲率空間内の凸体の外的領域に定義されるフィンスラー計量の幾何学を解明した。この研究課題の文脈では、昨年度Timelike Hilbert and Funk Geometriesという論文として発表した。その自然な延長として、当該年度においては、1960年代にH. Busemannによって提唱された方法論を、研究代表者(山田)と連携研究者(Athanase Papadopoulos)の近年の射影幾何学の変分的な構成法を用いることで凸体の外的領域における射影幾何学を介して、ド・シッター空間の一般化を定式化した。より具体的には、n次元射影空間におけるn次元単体の外的領域の幾何学が線形ノルム空間であることを示した。また当該年度新たに、バーゼル大学のNobert A'Campo氏との共同研究の形でリーマン面のタイヒミュラー空間の幾何学をフィンスラー幾何学の観点から継続的に研究を進め、現在タイヒミュラー空間を自然に含有する複素構造全体からなる空間上のシンプレクティック幾何学を構築中である。今年度は論文の執筆という形での情報発信はなかかったが、現在本年度に得られた新たな知見の集積を行っており、研究の進展という意味では、定曲率空間上のヒルベルト幾何およびタイヒミュラー空間上のヒルベルト・フンク幾何学の両局面において生産的な一年となった。有限次元または加算無限次元ユークリッド直積空間の第1象限は、様々な凸体の中でも非常に重要な空間である。特に本研究課題で進めてきたフンク計量およびヒルベルト計量を介した第1象限の幾何学の定式化は、本研究課題のいくつかの異なる文脈ですでに実を結んでいる。最終年度となる2019年度において、これまでに培ってきたフィンスラー幾何学および射影幾何学の知見を用いて、新たな距離空間の幾何学を定式化する準備が整ったという意味において、本課題の進捗は順調と考える。Busemannという20世紀微分幾何学のリーダーの遺した指針に従って、凸体上に定義される距離空間の測地線の振舞いを、多角的かつ統括的に考査していく。現状では、タイヒミュラー空間、ローレンツ多様体、アインシュタイン時空という具体的な文脈との関連が特定されてきており、凸体という標語のもとに新たな研究対象の拡がりを探求していく。
ハーフメタルホイスラー合金を用いた人工ナノ構造における磁気伝導の研究

近年ハーフメタルがスピンエレクトロニクスを中心とする工学・理学分野において注目されており、現在世界中で活発な研究が行われている。フルホイスラー合金は、キュリー温度が高いことに加えて、ハーフメタル特性が実験的に確認されているため、特に重要視されている物質系である。本研究では、明瞭なハーフメタル性の発現が期待されるフルホイスラー合金の一つであるCo2MnSiに関して、高品位化および新機能開拓に関する実験を行った。高品位化に関しては、不純物元素の混入がCo2MnSi薄膜の特性に及ぼす影響を検討した。例としてAuの場合、バッファー層にAuを用いると膜の平坦性が向上し高品位化に有用であるが、Co2MnSi層との間にCr等の拡散防止層を挿入しなければCo2MnSi中に拡散し、磁化の減少を生じることが示唆された。新機能開拓に関しては、Co2MnSi/Cr/Co2MnSi 3層膜の層間磁気結合の系統的な実験データの取得とその数値シミュレーションを用いた解析により、Co2MnSi/Cr/Co2MnSi 3層膜には180度結合の寄与はほとんどなく、90度結合が支配的であることが分かった。また、その90度結合のエネルギーが180度結合並みに大きいこと、Cr中間層厚に対して振動的に変化し、その振動周期が3.2-3.5nmと長いこと等の特徴も明らかになった。180度結合が生じないことは、コバルト基フルホイスラー合金系のハーフメタルの特徴である可能性があり、ハーフメタルとしての品位を層間磁気結合によって評価できる可能性を示している。スピンエレクトロニクス分野において、高品位ハーフメタルの合成は重要な課題であり、現在世界中で活発に研究が行われている。特に最近では、比較的大きなトンネル磁気抵抗効果の発現が報告されたフルホイスラー合金が注目を集めている。本研究では、明瞭なハーフメタル性の発現が期待されるフルホイスラー合金の一つであるCo2MnSiに関して、高品位化のための研究を行った。基板にはMgO単結晶を用い、CrやAuのエピタキシャル成長膜をバッファー層に用いた。超高真空スパッタを用いた研究では、成長温度の最適化やバッファー層の効果に関して実験を行った。薄膜試料の断面電子顕微鏡像から、300°C程度の基板加熱を行って成長させた場合には、ほぼ100%の体積分率でL21構造が得られることが分かった。一方、室温成長の場合には、L21相とB2相が混在することが分かった。バッファー層に関しては、Crバッファー層よりもAuバッファー層を用いた方が平坦性に優れた薄膜を得ることができた。また、隣接するCr層からのCrの拡散の影響を調べた。Crを中間層とするCo2MnSi/Cr/Co2MnSiという構成の3層構造において、相関磁気結合の知見も得た。試料が単結晶膜であるため、相関磁気結合の効果が磁化過程に明瞭に現れており、定量的解析に適するデータとなっている。分子線エピタキシーを用いた実験では、単原子積層による精密な構造制御のための予備的実験を行った。Mnはクヌーセンセルにより、CoおよびSiは電子ビーム蒸発源により蒸発させ、フラックスの安定性等に関する基礎的知見を得た。
時間周期的な外場を加えた不安定量子系のフロケ・ハミルトニアンの複素固有値問題

平成26年度の研究において,申請者は,駆動不安定量子系の複素フロケ固有値問題を,弱結合の条件下で厳密に解くことに成功した.具体的なモデルとして,連続状態と弱結合する離散状態のエネルギー準位が正弦関数的に振動する駆動フリードリクス・モデルを選んだ.このモデルのハミルトニアンに対するシュレーディンガー方程式を,フロケ理論と複素固有値問題を組み合わせた複素フロケ固有値問題として解き,その複素フロケ固有値,固有ベクトルの解析的表現を得た.この複素フロケ固有状態を用いることで,系の波動ベクトルの時間発展演算子を複素フロケ・スペクトル分解することが可能になった.複素フロケ固有状態のうち,複素数を固有値とする共鳴状態由来の成分が系のマルコフ過程に対応しており,その他の状態由来の成分が非マルコフ過程に対応している.このことから,系の任意の物理量の時間発展は,複素フロケ・スペクトル分解することで,時間的に不可逆なマルコフ過程と可逆な非マルコフ過程に分離することができる.また,時間発展の具体的な例として系の不安定状態の生き残り確率を解析し,その時間発展の各時間領域での振る舞いが外場によってどのように変化するかを明らかにした.不安定系の時間発展は放物型減衰する短時間,指数減衰する緩和時間,冪減衰する長時間の三領域に分けることができる.一次元系特有のVan Hove特異性を利用することで,緩和時間での指数減衰の減衰率,長時間での冪減衰の強度をそれぞれ大きくも小さくもできることが明らかになった.このことから,自然界に普遍的に存在する不安定系の時間発展を,時間周期的外場によって制御する方法が,初めて理論解析から明らかになったといえる.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
転写因子Runx2を中心とする階層的骨形成転写ネットワークの解明と応用

骨発生において転写因子Runx2は骨芽細胞の分化決定と軟骨細胞の成熟化に必須の転写インである。しかしながらこれらの細胞においてRunx2がゲノム上でどのように働いているか、ゲノムスケールな解析は十分に行われていない。そこで本研究では、骨発生において、Runx2を介する転写制御機構を明らかにするため、骨芽細胞・軟骨細胞において特異的・機能的なRunx2標的遺伝子の探索を行い、その検証実験を行った。前年度までに取得した骨芽細胞・軟骨細胞におけるRunx2ゲノム結合部位情報、エピゲノム・遺伝子発現プロファイルに加えて、クロマチン三次元構造topologically associating domain (TAD)を統合して、機能的Runx2標的遺伝子を探索した。TADは細胞種間で保存されていると考えられているため(Dixon JR et al., Nature 2012)、公共データベース上で利用可能な複数の細胞におけるTADマップ(http://promoter.bx.psu.edu/hi-c/view.php)を活用した。具体的には、まず骨芽細胞と軟骨細胞におけるRunx2-DNA結合領域間の比較解析を行い、各細胞種特異的なRunx2-DNA結合領域を同定した。次に、得られた領域中でエンハンサー活性を有する候補を、Runx2ChIP-seqにおけるシグナルインテンシティ、クロマチンアクセシビリティの有無および脊椎動物における配列保存性をもとに選定し、その活性をin vitroレポータアッセイで検証した。これによりRunx2の各細胞種特異的な標的エンハンサー・遺伝子セットを得た。Runx2は骨発生におけるマスター転写因子であることから、ここで取得したデータセットは骨発生における転写制御機構を理解する上で重要な基礎的な知見になり得る。これまでに取得したデータを用いた統合解析により、有望な新規エンハンサー領域および標的遺伝子を得られたため。これまでに明らかになった、機能的エンハンサー候補群に対して、in vivoにおける活性特異性・機能性を検証し、転写ネットワークモデルを構築する。さらに、骨欠損・軟骨欠損マウスモデルにおける組織再生の寄与を検証する。はじめに骨芽細胞・軟骨細胞におけるRunx2ゲノム結合部位の同定を行った。In vivo骨芽細胞・軟骨細胞におけるRunx2 ChIP-seq解析において、特異的抗体を用いた免疫沈降の効率を最大限高めるため、Runx2遺伝子座にタグ(Biotinと3xFlagの融合ペプチドをコードする遺伝子)をノックインしたマウスを用いた。マウス新生仔頭蓋骨および肋軟骨からそれぞれ骨芽細胞・軟骨細胞を単離し、抗FLAG抗体を用いたChIP-seq解析を行った。申請者らが最適化した、バイオインフォマティクスの解析ライン(BowtieーSAMtoolsーBEDtoolsーCisgenomeを利用)により、Runx2ゲノム結合領域をピークとして検出した。当初予定していた実験は全て完了し、解析に必要なデータを取得できた。細胞種特異的・機能的Runx2標的遺伝子の探索・検証実験を行う。これまでに取得した骨芽細胞・軟骨細胞におけるRunx2ゲノム結合部位情報、エピゲノム・遺伝子発現プロファイルに加えて、クロマチン三次元構造TADを統合して、機能的Runx2標的遺伝子を探索する。解析により得られた候補の骨芽細胞、軟骨細胞への分化の寄与をin vitroレポータアッセイおよび機能喪失実験で検証する。
安全な食品ナノマテリアルの創製に資するナノ安全科学研究

本申請課題は、食品NMの有用性を最大限に確保し、安全性情報の提供を目的にNM特有の物理化学的性状に起因する生体内における体内吸収性/体内動態に関して定量的に解析し、これら曝露実態と生体影響(特に腸管免疫系に及ぼす影響)の関係を科学的に考察・検証するものである。二酸化ケイ素を主成分とする非晶質ナノシリカ(nSP :粒子径30-100nm ;表面未修飾、表面カルボキシル基修飾、表面アミノ基修飾)、ナノ白金(nPt, snPt :粒子径20nm, 1nm)、ナノ銀(nAg, snAg :粒子径20nm, 1nm)をモデル食品NMとして用い、経口摂取による食品NMの物性(粒子径・素材・表面修飾など)-体内吸収性/体内動態を初めとした曝露実態-生体影響の関連性を解析し情報を収集する。本申請研究においては、食品添加物として既に認可されているナノシリカや酸化チタンを始めナノ白金やナノ銀など様々な物性(素材、粒子径、表面性状)のNMを用いて物性-消化管粘膜動態-免疫毒性の連関情報の集積を図る。当該年度は、ナノシリカを対象素材とし、経口曝露時の免疫毒性を評価した。その結果、本検討では、ナノシリカの経口曝露が経口免疫寛容の成立を阻害する可能性があるなど、安心・安全な食品ナノマテリアルの創製に資する情報を収集した。当該年度の検討により、今後はシリカの経口曝露が経口免疫寛容の成立阻害に伴う食物アレルギー発症に寄与する可能性があることが考えられる。このように、当該年度は、経口投与によるナノシリカの免疫毒性に関して一部情報を収集した。本研究課題は廃止となったため、記入しない。当申請課題では、既に食品添加物として汎用されている様々な物性(形状・素材・粒子径など)の食品ナノマテリアル(食品NM)を対象に、経口曝露時の体内吸収性・体内動態を初めとした曝露実態の定性/定量的解析および生体影響について解析し、安心・安全な食品NMの創製に向けた情報を収集する。当該年度は、ナノシリカを対象素材とし、経口曝露時の一般毒性(1)・体内動態(2)を評価した。1マウスに各シリカ(nSP30、nSP300、mSP1000)を投与し、マウス体重、血液生化学検査、血液検査、病理解析を評価した。その結果、水を投与したコントロールマウスと比較して、各シリカ投与群で有意な体重、血液生化学検査、血液検査、病理解析の変化は認められなかった。2各シリカを28日間連続で経口投与し、その時の体内吸収性を評価した。まず、各シリカを用い、経口投与時の体内吸収性を定性的に評価した。マウス臓器を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、nSPIOOOは、肝臓、脾臓、腸管膜リンパ節において観察され、nSP300、nSP30は、肝臓、脾臓、腸管膜リンパ節およびバイエル板において観察された。なお、TEMで観察された黒いドットがシリカであることを確認するため、エネルギー分散型X線分光法を用いて先行的にnSP30を投与したマウス臓器の元素分析を実施した。その結果、黒いドットでSiのシグナルが検出された。このため、観察された黒いドットがシリカであることが明らかとなった。従って、今回用いたシリカはその粒子径に関わらず、腸管から体内に吸収されることが明らかとなった。上記のように、本検討では経口投与したマウスの体重、血液生化学検査、血球検査、病理解析(胃、小腸、肝臓、腎臓)に関して、異常は認められなかったことを見出すなど、安心・安全な食品ナノマテリアルの創製に資する情報を収集した。また、ナノシリカ経口投与による一般毒性のみならず経口投与後のナノシリカの体内動態に関しても一部情報を収集した。

このように、当該年度は、経口投与によるナノシリカの免疫毒性に関して一部情報を収集した。本研究課題は廃止となったため、記入しない。当該年度は、ナノシリカを対象素材とし、経口曝露時の一般毒性・体内動態を評価した。その結果、本検討では、経口投与したマウスの体重、血液生化学検査、血球検査、病理解析(胃、小腸、肝臓、腎臓)に関して、異常は認められなかったことを見出すなど、安心・安全な食品ナノマテリアルの創製に資する情報を収集した。また、透過型電子顕微鏡やエネルギー分散型X線分光法を用いてシリカの体内動態を評価した結果、一部の臓器において、丸いドットが観察され、シリカであることを確認した。このように、当該年度は、おおむね当初計画していた通りに研究を進めることができていると考えている。各食品NM(ナノ白金、ナノ銀等)経口投与後、主要臓器、血液、糞便、尿を回収し、体内吸収性、移行重をICP-MSを用いて定量的に解析することにより、体内動態に関して解析を行う。また、経口投与したマウスの生体影響を明らかにするため、食品NMの単回曝露・慢性曝露などを加味し、一般所見、生存率、体重変化、血液生化学マーカー、病理学的所見、血液成分等を指標とした一般毒性学的解析を行う。なお、曝露実態(体内吸収性・体内動態)の解析結果に応じて、適宜対象とする臓器は変更・追加して検討を行う。既に予備的検討から移行が確認できている臓器(肝臓・腎臓など)に関しては、in vivoでの解析と共に、in vitroでの細胞レベルでの影響解析(細胞機能への影響および細胞内動態など)も実施する。
モーションキャプチャデータ再利用のための人体骨格モデル生成手法の研究

本研究では,磁気式のモーションキャプチャ(MoCap)で記録された身体動作を,CGアニメーションや身体動作解析に利用するため,簡易に精度よく動作を再現できる人体骨格モデルを含んだ動作データ(身体動作データ)の生成手法を開発した.身体動作を精度よく再現するためには,被測定者に合わせた人体骨格モデルを用いて身体動作データを生成する必要がある.身体動作データの生成において,人体骨格モデルの関節の動きは,MoCapで記録されたデータ(MoCapデータ)の変換により求める.ただし,関節など皮膚のたわみによるズレが発生しやすい部位には磁気センサを装着できない.また,システムの仕様により同時に装着できる磁気センサ数には限りがある.そのため,磁気センサが装着されていない部位の動作を推定する必要がある.身体動作データ生成の手順は次のように行った.1.被測定者の身体を写真撮影し,その画像を基に,被測定者の身体の各部位の長さを求め,人体骨格モデルを作成する.2.MoCapデータを基に磁気センサの未装着部位における動作推定を行う.3.MoCapデータおよび動作推定した部位のデータを,人体骨格モデルに合わせて変換し,身体動作データを生成する.これらの生成に関する手順は, MoCap収録現場の作業負担を考慮して決定し,ソフトウェアにより省力化した.MoCapシステムは,全身用MoCapとしてわらび座所有のMotionStarWireless^<TM>を,手指用MoCapとして,秋田大学所有のLIBERTY^<TM>16を使用した.人体骨格モデルの構造には, Humanoid Animationの定義を使用した.提案手法により, MoCapで記録された身体動作を精度よく再現することができた.また, MoCap収録現場において提案手法の作業負担が妥当であるか確認した結果,身体動作データの生成作業時間は短縮され,作業負担も妥当であることが確認できた.本研究では,磁気式のモーションキャプチャ(MoCap)で記録された身体動作を,CGアニメーションや身体動作解析に利用するため,簡易に精度よく動作を再現できる人体骨格モデルを含んだ動作データ(身体動作データ)の生成手法を開発した.身体動作を精度よく再現するためには,被測定者に合わせた人体骨格モデルを用いて身体動作データを生成する必要がある.身体動作データの生成において,人体骨格モデルの関節の動きは,MoCapで記録されたデータ(MoCapデータ)の変換により求める.ただし,関節など皮膚のたわみによるズレが発生しやすい部位には磁気センサを装着できない.また,システムの仕様により同時に装着できる磁気センサ数には限りがある.そのため,磁気センサが装着されていない部位の動作を推定する必要がある.身体動作データ生成の手順は次のように行った.1.被測定者の身体を写真撮影し,その画像を基に,被測定者の身体の各部位の長さを求め,人体骨格モデルを作成する.2.MoCapデータを基に磁気センサの未装着部位における動作推定を行う.3.MoCapデータおよび動作推定した部位のデータを,人体骨格モデルに合わせて変換し,身体動作データを生成する.これらの生成に関する手順は, MoCap収録現場の作業負担を考慮して決定し,ソフトウェアにより省力化した.MoCapシステムは,全身用MoCapとしてわらび座所有のMotionStarWireless^<TM>を,手指用MoCapとして,秋田大学所有のLIBERTY^<TM>16を使用した.人体骨格モデルの構造には, Humanoid Animationの定義を使用した.提案手法により, MoCapで記録された身体動作を精度よく再現することができた.また, MoCap収録現場において提案手法の作業負担が妥当であるか確認した結果,身体動作データの生成作業時間は短縮され,作業負担も妥当であることが確認できた.
新人看護職における法的責任認識の発達・向上に関する縦断研究

研究の最終年度にあたる本年度は、事前の計画通り過去の調査対象である看護系大学卒業生、及び今後のフォローアップ対象とする看護学部在籍中の4年生を対象に、第5回の自記式質問紙調査を実施した。調査項目は昨年度と同様とし、時期は1012月とした。調査の配付・回収状況は、卒業生107名に対し回収76(回収率71.0%)、4年生121名に対し回収49(40.5%)であった。1月末に回答のデータ入力が終了し、データのクリーニング・統計解析用のデータ変換作業を行って、大まかな解析結果を得た段階である。本研究は貴補助金の助成終了後も引き続き3年後まで調査を継続する計画であるが、現在までのデータの解析結果から、看護学生から卒後2年目までの法的責任認識の経年変化に関して次の知見が得られた。(1)法的責任認識の経年変化は、事故事例に基づく判断である実際的な法的責任判断において谷型の有意な変化を示したが、大きな得点差は示さなかった。谷型の変化であったことから、臨床経験の蓄積・看護実践能力の向上により3年目にさらに上昇する可能性が予測された。(2)法的責任認識への影響要因として、「入学形態(他大学卒業後の入学)」、在学中の「法学講義の受講」「実習中の事故経験」「事故への関心」「事故・看護職の責任の学習意欲」、就職後の「職種(看護師・保健師)」「部署の勉強会頻度」「部署の事故頻度」が挙げられた。但し、これらの影響は責任認識を年々向上させたり、大幅な向上・低下をもたらすものではなかった。得られた結果は、縦断調査での標本脱落による分析対象数の減少、これに伴う比較した群の人数の偏り、ベースラインによる調整不能などの影響を受けていると考えられる。よって残りの調査期間で分析対象を増やし、結果の検証を行う予定である。平成14・15年の2年間、K県内A大学の3・4年生を対象に看護学生・新人看護職における法的責任認識の形成・変化とその関連要因に関する縦断調査を実施した。本研究の初年度となる今年は、同一対象に対して臨床経験の蓄積に伴うその後の認識変化を把握すべく、1112月に第3回(3年目)の自記式質問紙調査を実施した。調査にあたって質問紙の推敲を行い、過去に「文章が難解」「日本の現状と合わない」等の意見があった専門職的自律性に関する既存尺度について、因子分析結果を元に項目を削減する、法的責任と関連し医療事故対応保険への加入に関する質問の追加等の変更を加えた。調査は、第1回、第2回のいずれかの調査協力者であるA大学卒業生に郵送調査をし、同時に縦断調査の進行に伴う標本数の脱落対策として、新たにA大学4年生に同種の質問紙を用いて、留置調査を実施した5配付数、回収数(回収率)は、卒業生137名に対し回収75(54.7%)、4年生122名に対し回収54(44.3%)であった。現在データ入力が終了し、経年変化の検討に向けた基本統計量の算出を行なっている段階である。今後は、4年時から新人1年目の変化について昨年と学年別に比較し、昨年度に見られた傾向(医療事故事例を用いた実際的な法的責任判断は低下、事故への関心・学習意欲等の認識の変化への交互作用効果はない)について検証し、学年間差がなければあわせて経年変化をみていく形の解析を行なう予定である。また、責任認識の変化のきっかけや、調査への意見を求めた自由記載欄には数多くの意見が多く書かれており、このテキストデータの解析から新たに関連要因を抽出できるよう内容分析を行っていく。これらの結果をさらに次年度以降の縦断調査に反映できるように研究を進める計画である。研究の2年目にあたる本年度は、計画通り過去の調査対象であるA県内B大学卒業生、および次年度以降のフォローアップを予定している同校在籍中の3・4年生を対象に、縦断(第4回)の自記式質問紙調査を実施した。調査にあたって、質問紙の内容に関して昨年度の変更で十分か(専門職的自律性尺度の一部項目削除、医療事故対応保険への加入の追加など)を検討し、そのままとした。調査の配付・回収状況は、卒業生119名に対し回収77(回収率64.7%)<1011月郵送調査>、4年生115名に対し回収53(46.1%)<1112月留置調査>、3年生123名に対し回収63(51.2%)<910月留置調査>であった。1月末に調査回答のデータ入力が終了し、現在、データクリーニング・解析用のデータ変換作業を行っている。昨年度末に入力を終えた分までの記述統計および反復測定分散分析から得られた知見を整理すると、(1)引責志向性、および実際的な法的責任判断からみた法的責任認識は、4年次と比較して卒後1年目でいずれも低下するが、卒後1年目と2年目とでは変化しない傾向にある、

(2)医療事故や医療職の責任への関心は3年間でほとんど変化しないが、それらに対する学習意欲は年々低下する傾向にある、(3)4年次から卒後2年目までの3年間の認識変化に対して、「在学時の法学講義の受講」「在学時の学内活動への取り組み」「就職後の所属部署での医療事故などの勉強会頻度」「就職後の医療事故・責任などへの学習意欲」などの要因の関連が考えられる、(4)予想に反し、認識変化と「医療事故・責任などの研修・勉強会への参加経験」「就職後の周囲および本人の事故・エラーの程度」との関連は示されない、などが明らかになってきている。今後は、本年度のデータを加え、結果の検証を進めていく予定である。研究の最終年度にあたる本年度は、事前の計画通り過去の調査対象である看護系大学卒業生、及び今後のフォローアップ対象とする看護学部在籍中の4年生を対象に、第5回の自記式質問紙調査を実施した。調査項目は昨年度と同様とし、時期は1012月とした。調査の配付・回収状況は、卒業生107名に対し回収76(回収率71.0%)、4年生121名に対し回収49(40.5%)であった。1月末に回答のデータ入力が終了し、データのクリーニング・統計解析用のデータ変換作業を行って、大まかな解析結果を得た段階である。本研究は貴補助金の助成終了後も引き続き3年後まで調査を継続する計画であるが、現在までのデータの解析結果から、看護学生から卒後2年目までの法的責任認識の経年変化に関して次の知見が得られた。(1)法的責任認識の経年変化は、事故事例に基づく判断である実際的な法的責任判断において谷型の有意な変化を示したが、大きな得点差は示さなかった。谷型の変化であったことから、臨床経験の蓄積・看護実践能力の向上により3年目にさらに上昇する可能性が予測された。(2)法的責任認識への影響要因として、「入学形態(他大学卒業後の入学)」、在学中の「法学講義の受講」「実習中の事故経験」「事故への関心」「事故・看護職の責任の学習意欲」、就職後の「職種(看護師・保健師)」「部署の勉強会頻度」「部署の事故頻度」が挙げられた。但し、これらの影響は責任認識を年々向上させたり、大幅な向上・低下をもたらすものではなかった。得られた結果は、縦断調査での標本脱落による分析対象数の減少、これに伴う比較した群の人数の偏り、ベースラインによる調整不能などの影響を受けていると考えられる。よって残りの調査期間で分析対象を増やし、結果の検証を行う予定である。
励起生体分子の動的過程:電子理論からのアプローチ

電子励起した生体分子がどのような挙動を示すかを研究するために、励起状態のポテンシャルエネルギー面を計算する方法を整備した。巨大な蛋白質-色素複合体を計算するために、量子-古典ハイブリッド法であるQM/MM法のプログラムを開発した。その応用として、レチナール蛋白質、ホタルルシフェラーゼなどの励起状態を計算した。その結果、ヒト色覚で見られるレチナールのスペクトル制御メカニズムやホタルの黄緑色発光の起源などを明らかにし、人工的な発光色チュ-ニングの提案などを行った。また、ヘムにおける酸素分子吸着過程を明らかにした。光合成バクテリアにおける光合成反応中心のスペクトルと電子移動のメカニズムについて、SAC-CI法を用いて研究し、光吸収スペクトルの同定、電子移動経路の選択性、電子移動に伴う構造緩和と蛋白質残基の役割などを、明らかにした。SAC-CI波動関数を用いて、不斉分子におけるCircular Dichroism (CD)スペクトルを解析するプログラムを開発し、核酸分子のCDスペクトルに応用した。ルミフラビンの光吸収スペクトルにおける溶媒効果についても研究を行った。また、SAC-CI法を中心理論とする独自のQM/MM法を開発し、蛋白質や酵素における活性中心の基底・励起状態が関与するPhotoBiologyの手法を確立した。その応用として、視覚や光駆動プロトンポンプで知られるレチナール蛋白質について、世界で初めて系統的かつ定量的に光吸収エネルギーを計算することに成功し、レチナール色素が様々な蛋白質の環境に応じて光吸収波長を変化させるメカニズム(color-tuningメカニズム)を定量的なレベルで明らかにした。また、蛍の黄緑色の発光を担うルシフェリン酵素における発光体の同定と、その色の起源、更には、人工的な蛍・発光色のチューニングの提案などをおこなった。最初に、理論化学計算手法の開発を行った。具体的には巨大な蛋白質分子を取り扱うために、量子・古典論を組み合わせた計算手法を開発した。即ち、電子状態の記述を必要とする蛋白質活性中心には量子論を用い、活性中心を取り巻く蛋白質による構造、静電的な効果を古典理論を組み合わせるものである。次に同方法を光機能性蛋白質の励起状態に応用した。レチナール蛋白質はヒトの視覚やバクテリアのプロトンポンプ等で重要な機能を果たすが、蛋白質の環境に応じて、大きく光吸収エネルギーを変化させることが知られている。今回、我々の方法によりレチナール蛋白質の光吸収エネルギーを定量的かつ系統的に計算することに初めて成功した。これにより、レチナール蛋白質の光吸収特性に関する定量的な解析を行うことができた。種々のレチナール蛋白質における励起エネルギーを色素の構造ひずみ、蛋白質の静電的環境、カウンターイオンとの量子的相互作用の3点に分割して解析を行った。その結果、蛋白質との静電的な相互作用がスペクトル・チューニングに最も重要な役割を果たすことが明らかになった。レチナール蛋白質の励起状態は分子内電荷移動性が強いため、蛋白質による静電的な環境を敏感に反映する。レチナール結合サイトの静電環境は蛋白質により異なるため、多様な光吸収エネルギー示すのである。蛍の蛍光色は発色団であるオキシルシフェリンによる。オキシルシフェリンの発光色はケト・エノール互変異性により説明されてきた。しかし、近年、エノール型への変換が抑制されたケト型オキシルシフェリンの生物発光において、通常の黄緑色発光が観測されて、従来説が疑問視されてきた。我々の方法を蛍の発光に応用し、北アメリカ蛍のケト型ルシフェリンが、化学発光では赤色、生物発光では黄緑色発光することを理論計算により示した。基底・励起状態の電荷分布と蛋白質の静電ポテンシャルの相互作用が発光色の変化に重要な寄与をしていることが明らかになった。更にこの結果を基に、ルシフェリンの分子設計を行った。アミノ酸残基を置換することにより活性中心の静電場を制御し、赤オレンジ色の発色を示すと期待されるミューテーション実験を提案した。生体中には光合成反応中心の様に複数の色素を含んだ機能性蛋白質が多く見られる。これらの系の励起・電子移動過程のポテンシャル面を研究するために、複数のQM領域を取り扱うことができるようにQM/MM法を拡張した。個々のQM部分についてのQM/MM計算を行い、エネルギー勾配を計算する。これにより特に大規模分子、精度の高い理論、励起状態理論などを用いた場合には計算時間を大きく削減できることが分かった。また、このような取り扱いの適用範囲について検討した。蛍ルシフェリンは発光に伴い分子内の電荷分布が変化するため、蛋白質の静電的環境を反映し、発光色を変化させる。解析の結果、ルシフェリン結合サイトにおいて、直接相互作用するアミノ酸残基のみならず、7A程度離れた、Glu344, Arg223, Asp422などの電荷を持った側鎖が0.6-0.9eV程度の青方シフト、Lys529が0.8eV程度の赤方シフトを与えていることが明らかになった。

そこで、青方シフトを与えているアミノ酸残基Glu344, Arg223, Asp422を中性のアラニンに置換して、発光色のシミュレーションを行った(Figure5)。Arg218, His245はルシフェリンに直接水素結合するので、活性中心の構造に影響を及ぼす可能性があるので除外して考えた。その結果、単一のアミノ酸残基のみ変異させた結果は最大で25nm程度の赤方シフトを与えた。Glu344Ala/Arg223Ala/Asp422Alaの3重変異の結果、約50nmの赤方シフトが見積もられ、赤燈色発光が期待される、という結果が得られた。
気―液界面における金属錯体の協同的メディエーター発現

本研究では、機能単位となる金属錯体を連結し集積するために新しい方法を開発することをめざした。具体的には、LB法の応用により無機層状化合物と金属錯体の複合薄膜形成法を確立することができた。この方法では、単一層にまで剥離した粘土鉱物分散液の上に金属錯体錯体単分子膜を形成する。ここで金属錯体は金属イオンによる極性部分と長鎖アルキル基による疎水部分からなる両親媒性分子である。下相の粘土鉱物粒子が錯体の親水基との静電気力によって結合する結果、分子レベルでバイブリッド化した錯体・粘土複合膜が形成される。これはいわば、粘土鉱物の3次元層状化合物の2次元化である。得られた有機・無機高分子との会合体形成過程を蛍光顕微鏡、ブルースター角顕微鏡によってin-situ観察した。その結果から、複合体形成の条件を最適化した。さらにこの複合体に対して、原子間力顕微鏡による引き上げ膜の観察を行った。それによると、粘土鉱物の極めて低い濃度領域(0.001-0.0001g/L)において十分な時間をかけて複合化することによって、均一な厚さ(約5nm)を持った膜が形成されることが解った。得られた薄膜試料を用いて、AFNや蛍光顕微鏡観察による粘土鉱物表面における粘土面上へのゲスト分子吸着過程の可視化を試みた。また、2種類のゲスト分子を用いて、この二次元複合膜中におけるエネルギー移動を測定した。これらの結果、界面における分子不斉識別、さらに高次の複合物質系の構築を実現するための基礎知識となることが期待される。なお当初購入予定の設備備品(標準型天びん)は、従来のものを修理した結果まだ使用に耐えることが判明したので購入しなかった。
加齢黄斑変性関連遺伝子ARMS2の機能および疾患発症機序の解明

加齢黄斑変性(Age-related Macular Degeneration, AMD)の発症と深く関与することが報告されているが、その詳細な役割が明らかにされていないARMS2(Age-Belated Maculopathy Susceptibility2)タンパク質の機能、およびAMDの発症メカニズム解明を行った。(1)ARMS2遺伝子はヒトを含む霊長類のみに存在し、その他の生物には存在しないことから、霊長類特有の細胞性質・機能にARMS2は関与していると推測される。そこでARMS2遺伝子をノックダウンしたヒト培養細胞を樹立し、細胞機能の変化を観察する。ARMS2遺伝子に対して8種類のshRNAをデザインし、発現ベクターにクローニングした。まず、これらコンストラクトとタグを付加したARMS2遺伝子をヒト培養細胞にco-transfectbnを行い、過剰発現の系でノックダウン効率をウエスタンブロッティング法で確認したところ、8種類のうち2つで有意なタンパク発現の減少が確認された。現在、このコンストラクトを培養細胞に遺伝導入し、薬剤によるスクリーニングにより、安定発現細胞株の樹立を行っている。(2)ARMS2を特異的に認識する抗体作製やGSTプルダウンアッセイなどを行うため、全長ARMS2タンパク質の大量発現を大腸菌にて試みた。しかし、ARMS2タンパク質は多くのレアコドンを含んでいるため、通常の方法にて発現を行うと多くの断片タンパク質の発現が認められた。そこで、それらレアコドンの置換を行うことで、全長ARMS2タンパク質を効率よく発現させることに成功した。今後、この精製タンパク質と分子生物学的手法を用いて機能解析を行う。加齢黄斑変性(Age-related Macular Degeneration, AMD)の発症と深く関与することが報告されているが、その詳細な役割が明らかにされていないARMS2(Age-Related Maculopathy Susceptibility 2)タンパク質の機能、およびAMDの発症メカニズム解明を行った。まず、これらコンストラクトとタグを付加したARMS2遺伝子をヒト培養細胞にco-transfectionを行い、過剰発現の系でノックダウン効率をウエスタンブロッティング法で確認したところ、8種類のうち2つで有意なタンパク発現の減少が確認された。