hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
完全非線形楕円型・放物型偏微分方程式の解の挙動および特異性の解析

完全非線形偏微分方程式においてもこの種の定理が成り立つことは以前の研究により既に示されているが,その定理の拡張を研究しており,論文投稿の準備中である。完全非線形楕円型・放物型偏微分方程式に対し,その境界値問題の可解性や解の振る舞いを考察し,解の特異性について解析することで,非線形現象の解明を目指した。幾何学的な構造を持ったk-曲率方程式と呼ばれる完全非線形偏微分方程式の境界爆発問題の解の一意性,および広いクラスの放物型k-ヘッシアン方程式の大域解に対するBernstein型の定理を得た。平成26年度は得られた研究成果をまとめた論文が学術雑誌に掲載されており,順調に研究は進展していると考える。引き続き,研究を遂行するため,完全非線形偏微分方程式などに関する先行研究の文献を調査し,国内外の非線形偏微分方程式論の研究者との研究討議を積極的に行う。非線形偏微分方程式論引き続き,研究を遂行するため,完全非線形偏微分方程式などに関する先行研究の文献を調査し,国内外の非線形偏微分方程式論の研究者との研究討議を積極的に行う。満足した結果を得るまでには至らなかったが,順調に研究は進展していると考えている。予定していた共同研究者との研究討議がキャンセルになってしまったものがあり,少々の余剰金が発生した。予定していた共同研究者との研究討議が一部キャンセルになってしまい,少々の余剰金が発生した。旅費および物品購入に関して適切に使用する。特に,平成28年度は米国での国際研究集会に参加して国外の研究者との研究討議を行う。旅費及び物品購入に関して適切に使用する。特に,平成27年度はイタリアでの国際研究集会に参加し,国内外の研究者との研究討議を行う。特に,平成26年度はスペインでの国際研究集会に参加して国外の研究者との研究討議を行う。
キセノンからの放射性ラドンの除去の研究

液体キセノンは、暗黒物質探索など、低エネルギー、超低バックグラウンド実験用シンチレータとして広く用いられている。本研究は、液体キセノン検出器におけるさらなる低バックグラウンド環境の達成のために、キセノン中からの放射性ラドンの除去を目指した。そのために低バックグラウンドラドン検出器の開発およびラドン除去試験を実施した。その結果、ラドン検出器については従来の10分の1程度の低バックグラウンド化に成功した。また、キセノンの低温における循環のための熱交換機構の開発も行った。活性炭に代わるラドン吸着剤の選定までには至らなかったものの、より効率的なラドン除去システムを開発するための道筋をつけた。本研究の目的は、XMASS実験における暗黒物質探索において、バックグラウンド源となる、キセノン中に含まれるラドンを超低バックグラウンドなフィルターへの吸着によって除去する技術を開発、運用することである。これによって、XMASS実験における暗黒物質探索の感度を上げることを目標とする。平成25年度は、フィルター候補の選定を行った。フィルター候補として、本学所有の無酸素銅メッシュフィルターや、業者よりサンプル品として供給されたシリカメッシュラドンしみだし量が少ないと見積もられる活性炭を手に入れ、まずは、部材のラドンのしみだし量を本学既存のラドン検出器で行った。ラドンのしみだし量が十分少ないことを確認するのが目標であった。結果として、無酸素銅メッシュフィルターについてはラドンしみだし量が充分少ないことがわかった。シリカメッシュについては、ラドンしみだし量が多く、ラドン除去フィルターとしては不適切であることがわかった。しかし単純な無酸素銅メッシュによるフィルターでは、キセノンからのラドン除去は難しいことが明らかである。また、活性炭についてもやはり細かい粒子の問題があり、使用には不適である。無酸素銅メッシュの改良(活性化)や、他素材の探索不可欠である。また、フィルター循環試験のためのセットアップの設計を行った。これらを元に、ラドン検出系、フィルター系、冷却システム、モニター系を本年度に作り、キセノンによるラドン除去試験を実施する予定である。本研究の目的は、XMASS実験における暗黒物質探索において、バックグラウンド源となる、キセノン中に含まれるラドンを超低バックグラウンドなフィルターへの吸着によって除去する技術を開発することである。これによって、XMASS実験における暗黒物質探索感度を上げることを目標とする。また、キセノンを用いた暗黒物質探索実験、2重ベータ崩壊実験などの超低バックグラウンド環境での実験の感度向上に重要な要素となる。平成26年度は、フィルター候補の選定の継続と共に、ラドン除去、検出装置用関連設備の設計、購入を行った。本研究では、キセノンからのラドン除去の観測だけでなく、フィルター部材自身からのラドンの湧き出しを極限まで抑える必要がある。そのために超低バックグラウンド環境に耐えうる配管設備、高感度ラドン測定器の感度補正のための環境モニター用の設備をそろえた。例えば露点トランスミッタは、ラドン検出器の検出効率の見積もる為に必要となる。また、外部からの不純物混入を防ぐために、VCR配管が必要となる。この設備に、ラドン除去用にカスタマイズしたフィルター系、冷却系、ラドン検出系を組み合わせて、ラドンを含有するキセノンを低温化、循環して、キセノンによるラドン除去試験を実施する予定である。ラドン除去フィルターの性能を確認するため、フィルター部材、長さ、温度、キセノン流量を調節できるようにし、ラドン除去のために適正なパラメータをとることとなる。平成27年度は、フィルター候補の選定及び、ラドン除去、検出装置用関連設備の開発、購入を行った。ラドン除去装置については、フィルター冷却用熱交換器付き容器の開発によって、高効率での熱交換による低温から常温へのガス循環が可能となった。これは、低温であるほどラドン除去能力が向上するという特性に即したものである。また、フィルター部材として、複数の選定を行い、購入した。フィルター部材自身からのラドンの湧き出し(emanation)を極限まで抑える必要がある。そのために超低バックグラウンド環境の高感度ラドン測定器によるラドンemanation測定セットアップも開発した。このセットアップのラドン検出感度は従来のemanation感度の1/10以下である。これらのフィルター系、冷却系、ラドン検出系を組み合わせて、ラドンを含有するキセノンを低温化、循環して、キセノンによるラドン除去試験が可能となった。ラドン除去フィルターの性能を確認するため、フィルター部材、長さ、温度、キセノン流量を調節できるようにし、ラドン除去のために適正なパラメータをとることも可能である。

活性炭に代わるラドン吸着剤の選定までには至らなかったものの、より効率的なラドン除去システムを開発するための道筋をつけた。フィルターの選定を完了してないことと、高感度ラドン測定のための周辺環境設備の選定があり、冷却系まで手が回らず、循環試験まで実施できなかった。本年度、循環試験の予定である。宇宙線実験物理フィルターの選定を完了し、冷却系(チェンバー)の製作を行い、すみやかに循環試験を実施する予定である。また、関連研究会において、研究状況を発表する予定である。フィルターにおいて、ラドンのしみだしが少ないこと、粉体が少ないこと、表面積が大きいといった条件をみたすものを選定するのが遅れたことが大きい。このため、平成25年度において、循環試験まで実施することができなかった。循環試験系の設計は完了していることから、本年度、循環試験を実施し、遅れを取り戻す。平成26年度は、周辺機器の購入にとどまり、当初予定していた、ラドン除去装置用冷却系チェンバーや、フィルターの製作にいたらなかった。まず、フィルターの製作を行う。1つは、無酸素銅メッシュの活性化によって、ラドン除去へ充分能力が発揮されることが期待される。また、他フィルター素材の探索も続ける。ま選定されたフィルター部材からフィルターを製作し、キセノンガス用ラドン除去試験装置を製作し、組み込む。キセノンからのラドン除去能力が最大になるパラメータ(フィルターの種類、長さ、冷却温度、流量など)を求める。その結果を踏まえて、液体キセノン用ラドン除去装置の設計を行う。ラドン除去装置用冷却系チェンバーや、フィルターの製作、ラドン除去試験のランニングコストとして使用する予定である。平成25年度は、サンプル品の使用、研究室所有機器の使用により、必要経費が発生しなかった。また、必要経費発生のための機器(ラドン除去装置)の開発が遅延したことによる。ラドン除去装置の開発、フィルター部材の購入、ラドン除去試験のランニングコストとして、次年次使用額を使用する予定である。
コヒーレント伝導における動的相転移とその微視的機構

ブルーブロンズ(A_<0.3>MoO_3)に対する光照射を用いた内部自由度の変調と定常-パルス電場の組み合わせによる伝導測定により、CDW系試料において低温で観測される様々な共同現象が、熱励起された準粒子によるスクリーニングの減少により内部変形の自由度が弾性的なものから塑性的なものに変化したためであることを明らかにした。またパリ大学のS.Brazovskii教授との共同研究による数値シミュレーションにより、低温におけるCDWの伝導が、その周期性と弾性・塑性変形の競合による一種の位相スリップ`CDW dislocationの生成'とその移動・増殖によって説明できることを示し、また光励起による伝導の変調が、`位相スリップの遷移確率の変化'として導入できる可能性を示唆した。さらにバルク試料と表面電極の組み合わせにより生じる伝導の不均一性の見積もりを行った。これらの機構を確認するには、局所領域での光学測定に加え、微視的に周期性の変化を伴ったCDWの伝導を実空間で観測する必要がある。このため、透過配置での光学測定と走査型プローブ顕微鏡観測に適した薄膜試料(Rb_<0.3>MoO_3配向多結晶薄膜)をPLD法によって作製した。これら試料の測定のため、カルフォルニア大学アーバイン校W.Ho教授グループとの共同研究のもと、Besocke type原子分解能SPMとレーザー光源の組み合わせによる局所光励起実験系の構築を行った。サイズ効果の検証とデバイス化を考慮し、PLD法によるCDW物質Rb_<0.3>MoO_3薄膜の作製を試み、組成ずれ0.8%以下の多結晶配向膜を得ることに成功した。また、低温で詳細な伝導特性、光励起による伝導特性の変化を評価した。これまでに、ブルーブロンズ(A_<0.3>MoO_3)において低温で見られる大きな光誘起伝導変調はCDWのマクロなコヒーレンスと動的相転移の臨界性に起因しており、コヒーレンスがその粒界で制限される多結晶試料ではその効果が小さいという結果が得られている。バルク試料に対するデータの解析により、CDW系において低温で見られる様々な異常現象が、熱励起された準粒子によるスクリーニングの減少により内部変形の自由度が弾性的なものから塑性的なものに変化したためであることが示唆された。伝導特性におけるスイッチングやヒステリシス、大きな光励起効果が見られる領域は、誘電率の周波数依存性の測定から報告されているglass-likeな状態の現れる温度域に一致する。塑性的な状態では、外部電場-ピン止めポテンシャル相互作用は、CDW位相の弾性変形によってではなく位相のディスロケーションなどのトポロジカルな欠陥として現れる。従ってCDWを周期的弾性体として扱う従来のFLR理論とは異なったスケールでのダイナミクスが発現する。光はCDWに凝縮した電子をパイエルスギャップ上に励起し、それらの準粒子はエネルギー的により安定な、トポロジカルな欠陥の無い状態に再凝縮する。これにより系のコヒーレンスは増加し、伝導特性に大きな変化が現れていると考えられる。つまり、光照射によってCDW位相の塑性的変形の自由度を操作(初期化)することができる。この描像を確認するには、CDWを局所的に実空間で観測することが重要である。このため、上記実験と並行して光の導入可能な低温SPMの開発を行った。これまでに市販レベルの分解能が達成され、小型光てこ方式のstand-alone型AFMとして、特許の出願を行った。
高分子鎖のモレキュラーダイナミクス-高次構造の第一原理設計を目指して-

高分子融液からめコンピュータによる結晶化過程のシミュレーションを、十分に大きな系に拡張し、以下のような研究成果が得られた。(a)定常的に分子鎖が折りたたまれて結晶が成長する様子を観測する事に成功し、結晶成長様式の温度変化、結晶成長速度の大きな揺らぎの存在、特徴的な成長ラメラの形態などを明らかにした。(b)結晶成長界面での詳細な分子鎖の折りたたみ過程、結晶ステムの吸着過程、フォールド面の統計的な構造、などを明らかにした。(c)結晶成長しつつある結晶と共存する過冷却融体の構造を詳細に検討した。特別な配向秩序は観測されず、低分子物質の結晶化と同様の等方的融体からの分子鎖の折りたたみ結晶成長といった描像が正しいことが示された。更に(d)高分子鎖が配向した非晶質状態からの繊維構造形成過程を、分子動力学シミュレーションによって明らかにした。特に、繊維構造の発現過程における、様々な秩序度(密度、系のエネルギー、トランス連鎖長、など)の時間変化が、ひとつのマスターカーブで記述されることが確認され、特殊な結晶化前駆現象の存在が否定された。巨大な高分子鎖が折り畳まれながら結晶的秩序を形成する過程、特にその微視的な様子は極めて多様で複雑である。我々は、コンピュータ・シミュレーション(分子シミュレーション)を用いて、高分子結晶化における基礎的な分子ダイナミクスを明らかにすることを目指して以下のような研究を行っている。1.真空(あるいは貧溶媒極限)での結晶化最も単純な結晶化条件は、静置化での真空(すなわち溶媒の存在しない状態)からの結晶化である。我々は既に、一分子鎖が成長界面に吸着し、折り畳み結晶化を示す過程を明らかにした。現在、複数の高分子鎖を順次界面に吸着させ、定常的な成長過程を再現することを目指している。2.溶液からの結晶化現実的な溶液成長過程を再現するには、セグメント間の強い引力を遮蔽し、ランダム鎖が十分に広がった形態を持つようにしたい。我々は、離れたセグメント間の引力を遮断することにより、近似的に遮蔽を取り入れた計算を行った。より直接的なシミュレーションを行うために、短鎖分子からなる溶媒中に置かれた高分子鎖に対して、同様の結晶化過程の計算を行っている。3.融液からの結晶化現在、重合度100の分子鎖80本の系を用いて、融液からの結晶化の計算を行っている。すなわち、二つの結晶成長界面に挟まれた領域に高分子鎖80本の融液を配置し、高温でのランダム状態から結晶化温度へ急冷したときの秩序化の様子を調べている。予想されたように、融液状態では高分子鎖の秩序化は極めて緩慢で、未だ折り畳み結晶化を明確に捕らえていないが、固液界面の様子、局所的な分子間秩序、界面への吸着分子鎖の形態などを中心に調べている。巨大な高分子鎖が折り畳まれながら結晶的秩序を形成する過程の微視的な分子ダイナミクスを,主に分子動力学シミュレーションの手法を用いて究明している。従来の研究は、計算時間やメモリーの制限から、真空中での一分子鎖の結晶化のみが議論されてきた。そこで今年度からは、より現実的な高分子融液や高分子溶液における折り畳み結晶化の解明に取り組み始めた。高分子融液からの折り畳み結晶成長:バルクの融液系が膨大な内部自由度を有する事、そこでの結晶化が極めて緩慢な過程であることなどから、融液結晶化の分子シミュレーションは不可能と考えられてきた。しかし、適切な分子モデルの採用と長時間の計算によって、融液からの折り畳み結晶化素過程の再現に成功した。ここでは、粗視化した分子モデルを用いて、結晶成長界面での定常的なラメラ成長過程の解明を行った。等方的および配向した高分子融液からの一次核の発生:十分長い高分子の等方的な融液からの核形成過程は、計算機シミュレーションによっては未だ観測されていない。ここでは、現実的なポリエチレン分子モデルを用いて、融液の除冷過程における秩序核の発生を研究した。残念ながら、十分に発達した結晶化核を観測する事は出来なかったが、分子が平行配列した局所的な秩序ドメインの生成消滅過程を観測することが出来た。等方的な融液からの核形成過程は極めて緩慢であることが明らかになったが、この研究は現在行っている配向非晶質試料からの繊維形成過程の解明への助走となった。

高分子溶液からの一次核発生:もう一つの典型的な高分子結晶化は、希薄な高分子溶液からの結晶化である。従来、溶媒分子を陽に考慮した高分子溶液からの結晶化の研究は全く試みられてこなかった。我々は、この様な系における一次核発生および結晶成長界面における折り畳み結晶化の素過程の解明に取り組んでいる。ここでも、秩序化過程は極めて緩慢であるが、折り畳み秩序化の粗過程を明らかにしつつある。また、溶媒分子との興味深い協同現象の解明も期待される。本年度は、最終年度の総まとめとして、以下のような研究を行った。昨年度に報告した高分子融液からの結晶化シミュレーションを、十分に大きな系に拡張し、以下のような成果を得た。(a)定常的な折り畳み成長の観測に成功し、成長様式の温度変化、成長速度の大きな揺らぎの存在、特徴的な成長ラメラの形態などを明らかにした。(b)成長界面での詳細な分子折り畳み過程、結晶ステムの吸着過程、フォールド面の統計的な構造、などを明らかにした。(c)成長しつつある結晶と共存する過冷却液体の構造を詳細に検討した。特別な配向秩序は観測されず、低分子の結晶化と同様の等方的融液からの折り畳み結晶成長といった描像が正しいことが示された。更に(d)配向非晶質状態からの繊維構造形成過程を、分子動力学シミュレーションによって明らかにした。特に、繊維構造の発現過程における、様々な秩序度(密度、系のエネルギー、トランス連鎖長、など)の時間変化が、ひとつのマスターカーブで記述されることが確認され、特殊な結晶化前駆現象の存在が否定された。
Gender的視点で考える看護

平成11年度に行われた研究の結果、「女性」では、従来からの「女性性」を表現する言葉が多く挙がる一方で、「心・芯は強い」という従来には見られなかった女性性の概念が抽出された。また「男性」では、「たくましい」「強い」「頼りになる」等の、従来の「男性性」と一致した表現となっていた。しかし「女性」とは反対に「気が弱い」等の精神的な弱さを挙げた者も多く、これらの傾向は20代の対象者に強く見られた。これらを元に、平成12年度は、「看護」との関連性に焦点を当て調査した。分析した結果では、「看護」に対し、「優しい」「大変・しんどい」「強い・強い精神力」という項目が上位を占めた。さらに、「女性・女性中心の仕事」という項目も、対象者の10%が挙げていた。また、看護に対するイメージと「女性性」、「男性性」としてあげられた項目において、共通する言葉を分析したところ、「女性性」との共通の方が有意に高いことが確認できた。以上の結果から、一般の人々が抱いている「看護」に対するイメージは、従来の「女性」をイメージする「優しい」等と、新しい「女性」を表す「強い」というイメージの両方を持ち合わせていることが明確となった。看護教育を考える上で、「看護」と「女性性」というものが強く結びついていることを理解し、看護者は看護に対する伝統的な女性的役割である「やさしい」だけでなく、「頼りになる」「強い」という看護の側面も、社会的に要求されていることを事実として受け止めなければならない。以上の結果をもとに、現在論文を作成中である。性役割意識スケール開発のための基礎として、10代60代の520人を対象とした質問紙調査を実施した。調査は、「女性」・「男性」という言葉から抱くイメージを自由記載してもらう形式とし、「女性」に関しては2078word、「男性」は1854wordが挙げられた。これら記載されたwordすべてについて検討を加え、同じ言葉を単純集計した結果、「女性」に関しては192の言葉が、「男性」関しては201の言葉が抽出された。「女性」に関するもので多く挙がったのは、優しい、温かい、美しい、弱い、柔らかいであり、これらは従来から女性性を表す言葉として認識されていたのものであった。しかし、心・芯は強いという言葉は95にのぼり、従来には見られなかった女性性の概念として挙がってきている。また、母親、子育て、出産という従来から女性が担うとされてきた性役割に関連したものは173見られ、女性=母性というイメージが根強く支持されていることが判った。しかし、20代の対象者からは、社会進出、キャリアウーマンなど社会と関連づけた概念が挙げられてきている。「男性」に関しては、たくましい、強い、頼りになるの3つの言葉が多く挙げられていた。これらは、従来の男性性を表現したものと一致している。しかし、芯は弱い、気が弱いなど精神的な弱さを表現した概念の言葉が50以上も見られた。また、「女性」では母性に関連したイメージが多く挙げられたが、父性に関しては低い値でしかなかった。現在、以上の質問紙調査の解析より明確となった、現代の日本における女性性・男性性を表す言葉を基に作成した性役割スケールを使用し、その信頼性・妥当性を検討するためのアンケート調査を実施している。
ポスト冷戦期におけるユーラシアの資源問題と境界領域をめぐる新しい国際関係

ユーラシア大陸の国境地帯におけるエネルギー問題および境界領域の新しいガヴァナンスの可能性について解明した。第一に、主に欧州、ロシア、極東アジアにおける政治・経済状況を分析した上で、国際的な資源外交レジームの展開について分析した。第二に、国境地帯の国際対立の比較と新しい解決策を分析した。欧州、ロシア、極東の事例から、従来の国民国家的解決策とは異なる、新しい行政システム(国際的な自治体協力)や国際的な共同開発の枠組み等を検証した。本研究は、資源問題と境界領域という二つの軸から、ユーラシアの国際秩序の変容の解明を目的としているが、2015年度は特に資源問題に焦点をあてて研究を進め、計6回の研究会を開催した。今年度は特に、新たな枠組みの創出と、各論点の報告を中心に研究を進めた。1各国の資源・エネルギー政策日臺健雄「ロシアの資源外交」、上原良子「フランスのエネルギー政策と資源外交の歴史的展開」、また白鳥潤一郎「国際エネルギー機関IEA設立経緯の再検討」、「第三次中東戦争における先進国間外交」等の報告を行い、各国別のエネルギー政策および資源外交の展開について分析を深めた。白鳥は単著『「経済大国」日本の外交ーエネルギー資源外交の形成、1967ー1974年』を刊行し、資源外交という日本外交の新たな側面を明らかにした。また各自専門分野が異なるため、テキストおよび博物館等の見学を通じて、資源別の基礎的知識の共有を図った。2境界領域ーユーラシアにおける境界領域極東・ウクライナ・中央アジアに関しては、日臺「ロシアにおける政治経済の現況」の他、ゲスト講師として国末氏「ウクライナ紛争後の状況」、伊藤亜聖氏「中国の対外戦略・一帯一路」等の報告を得、最新の動向が与える影響について考察した。ロシアの極東政策が大きく転換し、本研究が軸とする資源問題と領土問題、そして経済開発が連動し、境界領域をめぐる政策の変容について考察することができた。また上原は、EUおよび西欧においても境界領域における政治の動揺が拡大していることを明らかにした。専門分野と研究地域が異なる各自の分析を基礎として、共同研究により包括的な考察が可能となり、新しい分析枠組みが創出できた点は大きな成果であった。また2年目の研究課題にも前倒しで着手し、計画以上の進捗度を達成することができた。1資源ー予定通り、ロシア・日本・フランスにエネルギー政策および資源外交について、歴史的展開と現状の両面から研究を行った。また各国別の研究から、資源をめぐる国際協調のメカニズム、とりわけ国際資源レジームの歴史的展開の重要性が改めて明らかとなった。特に石油に関しては、60年代末の第三次中東戦争から国際エネルギー機関IEAの成立を中心に、日本外交から考察を行った。これにより従来見落とされてきた石油を中心とする国際資源レジーム史構築の必要性が明らかとなった。2境界領域ー研究計画では、2年目の課題であるが、ロシアの政策の新展開に伴い、1年目から前倒しで研究に着手した。またメディア等を通じて、EUの動揺とあわせてユーラシアにおける境界領域の重要性が取り上げられ、公的議論に貢献することができた。3研究ネットワークの形成ー本科研の研究会を基盤として、異なる領域および地域の研究者の参加を得、資源外交および境界領域研究のネットワーク形成を促した点は大きな成果であった。2016年度は、科研費により7回の研究会および打合会、根室・釜山・サハリン・フランスの現地調査を実施することができた。1資源外交と新しい国際関係ー本年度の第一の課題である資源外交の展開と新しい国際関係の解明については、白鳥潤一郎が学会報告を行い(日本国際政治学会)、資源外交の転換点である初期サミットの分析を通じて、多元的な時代の多元的な外交会議の様態を明らかにした。また上原は研究会において、独仏間における資源をめぐる対立とヨーロッパ統合の成立過程および、ヨーロッパの境界領域における多様な統治形態(特に自治体レベルでの協力関係)について研究した。2ロシアと近隣諸国との関係ー日ロ間の外交交渉が大きく進展したことから、日臺健雄が日ロ間の極東経済協力と、ロシアー朝鮮民主主義人民共和国との経済関係という新しいテーマを深めた。また、外部の研究者の参加を得て、境界領域をめぐる新しい研究ネットワークの構築と、実証研究と理論研究の交錯による新しい論点の解明に着手できた。1島嶼地域における境界領域ー天野尚樹「サハリンの資源と開発」、花松泰倫「対馬・釜山のボーダーツーリズム」、伊藤頌文「キプロスの分断と東地中海の境界領域」により、島嶼地域における境界領域の特殊性を多面的に分析することができた。2境界領域における保障占領ー欧州とサハリンの境界領域の歴史研究の比較から、境界領域の統治のモデルとしての保障占領という新しい論点が明らかにされた(藤山一樹「第一次世界大戦後の連合国ラインラント占領」)。3ボーダーをめぐる理論研究との共同研究ーボーダー研究の第一人者、岩下明裕氏の協力を得、理論的サーベイおよび、本課題の実証研究との学際的研究グループを形成することができた。これにより、歴史学や政治学に留まらず、多方面での学際的研究の進展、新しい論点の抽出が期待できるようになった。2016年度の研究計画では、資源外交と地域紛争分析を通じて、境界領域の国際関係の特質を解明することを予定していた。これに従い、地域統合(EU)形成における資源問題の影響、また欧ロ、および日ロ間の境界領域の実証研究とその比較を試みた。

これに加えて、今年度は新たな研究ネットワークの構築と新しい論点の抽出に成功したことにより、計画以上に研究を進展させることができた。1多地域での境界領域の実証研究を拡大し、より広域かつ多面的な実証研究とその比較が可能となった(サハリン研究の天野尚樹氏、および対馬研究の花松泰倫氏、キプロス研究の伊藤頌文氏、ヨーロッパ外交の藤山一樹氏、ジブラルタル研究の西脇靖洋氏)。2本科研による実証研究と理論研究との交流により、学際的な展開を図った。ボーダー研究の第一人者である北海道大学スラブ・ユーラシア研究所境界領域ユニットの岩下明裕氏による知見の提供を受け、共同研究に着手することができた。3国民国家中心であった歴史学・地域研究等を、ボーダー・境界領域の理論研究を基礎として再構築し、新しい枠組みから考察することができた。具体的には、島嶼部における境界領域の比較研究、ドイツ保障占領をモデルとする隣国による越境的支配、国境を越える新しい自治体協力と開発による境界領域の変容等、歴史から現代におよぶ境界領域の多様な形態・ガバナンスを分析した。これらの事例研究を通じて、今後の新しいボーダーおよび境界領域の多様な形態・ガヴァナンスの重要性を明らかにし、平和的な境界領域の意義と多様な可能性について解明することができた。また、ロシアの極東開発についても、予想を超えた進展を見せ、プーチン・安部会談により極東経済開発が合意に至り、日ロ極東関係に新しい可能性が誕生した。メディア等では、領土問題等批判的な分析が多かったが、日臺健雄は経済開発における重要性を明らかにすることができた。本年度は当初の予定通り、最終年度として、これまでの成果発表に努めた。まず境界領域研究について、北海道大学スラブ・ユーラシア研究所等で進められてきたボーダー研究との共同研究に着手し、新しい研究のプラットフォームを立ち上げた。特に本研究課題では、既存の理論研究に対して実証的分析により、新しい境界領域のガバナンスの解明に努めた。これについて以下の成果発表を行った。12017年6月に北海道大学スラブ・ユーラシア研究センターにおいて、NIHU北東アジア地域研究北大スラブ・ユーラシア研究センター拠点および北海道大学スラブ・ユーラシア研究センタ-境界研究ユニッ卜との共催により、シンポジウム「内なる境界/外なる境界」を開催し、ユーラシアにおける境界領域の多様性と新たな展開について成果報告を行った。日臺報告「経済政策によるボーダーの変化:ロシアの対外経済関係を中心に」はロシアの対北朝鮮の貿易の変遷を明らかにした。天野報告「ボーダー・アイランドの比較史」により樺太、沖縄、済州の比較を行った。上原は「国民国家の辺境からEUのゲートウェイへ」を発表し、陸の境界と海の境界の比較によりEUとグローバリゼーションのインパクトによる新たな展開を報告した。27月には国際文化学会分科会「海の境界と越境がうみだす社会」において、サハリンおよび対馬の歴史的変容の比較を通じて極東地域の境界領域の統治の多様性を明らかにした。12を中心とする周辺領域の研究については、ボーダー研究との共同研究を実施し、本研究課題による実証研究の成果を共著として刊行予定である。
KOマウスを用いたクラスII型PI3キナーゼC2・の血管形成における役割の解明

本研究では、"クラスII型PI3キナーゼC2α"の機能、特に血管恒常性における役割を明らかにするために、C2α遺伝子KOマウスを用いてC2αの生理機能と血管障害における役割を解析することを目的として実施した。KOマウスの表現型解析から、胎生期血管形成プロセスの異常は血管新生、特に血管成熟過程に起因する可能性が高いと考えられた。また、C2αヘテロKOマウス血管障害モデルでは、解離性大動脈瘤が高頻度に観察された。C2αはこれまで全く生理機能が知られてなく、クラスI型PI3キナーゼとは異なる基質特異性、細胞内分布を示すことから、血管恒常性維持に必須の新たな機能的役割を持つ細胞内制御因子でありことが明らかとなった。本研究では、“クラスII型PI3キナーゼC2α"の機能、特に血管恒常性における役割を明らかにするために、当研究グループが作製したC2α遺伝子ノックアウト(KO)マウスを用いてC2αの生理機能と血管障害における役割を細胞・分子レベルで解析することを目的として実施した。平成20年度に行ったC2αKOマウスの表現型解析から明らかになったことは、a.胎生E9.5E11.5で致死、b.初期の内皮細胞増殖、初期管腔(原始血管叢)形成、胎盤形成、造血能は正常、c.血管壁への壁細胞(血管平滑筋細胞及びペリサイト)の集積の完全欠失、d.神経管における血管新生(発芽機序による)の欠失、e.内皮細胞間接着の低下、等が観察された。これらのことから、C2αKOマウスの胎生期血管形成プロセスの異常は血管新生、特に血管成熟過程に起因する可能性が高いと考えられた。また、C2αヘテロKOマウスを用いたアンジオテンシンII慢性投与による血管障害モデルでは、心臓の冠動脈において血管周囲繊維化及び新生内膜肥厚が、また大動脈においては解離性大動脈瘤が高頻度に観察された。C2αはこれまで全く生理機能が知られてなく、クラスI型PI3キナーゼとは異なる基質特異性、細胞内分布を示すことから、血管恒常性維持に必須の新たな機能的役割を持つ細胞内制御因子であり、多くの血管病(動脈硬化、血管閉塞、動脈瘤、高血圧等)共通の鍵となる分子である可能性が大きい。C2αの発現、活性を特異的に調節できる薬剤・手法の開発はこれら血管病の有益な治療法となりうることを示唆している。近年、先進国において「メタボリック・シンドローム」の問題は大きな関心を集めている。癌、心臓病、脳卒中は我が国における3大死因であるが、その内、心臓病と脳卒中の多くは血管機能の恒常性破綻が原因とも考えられ、「血管病」と捉えることができる。本研究では、"クラスII型PI3キナーゼC2α"の血管恒常性における役割を明らかにするために、当研究グループが作製したC2αK0マウスを用いてC2αの生理機能と血管障害における役割を細胞・分子レベルで解析することを目的とした。本年度は、C2αK0マウスにおける血管障害の発生機序を明らかにするために、アンジオテンシンII(AngII)慢性投与モデルを用いて詳細な病態生理解析を行い、以下の事項を明らかにした。1)AngIIを慢性投与したところ、約48%のヘテロK0マウスにおいて大動脈瘤の形成が認められ、約30%で大動脈瘤の破裂による出血死した。2)大動脈瘤の多くは、偽腔を伴う解離性大動脈瘤であり、Mac3陽性マクロファージが血管外膜へ動員され、炎症が惹起されていた。4)更に、ヘテロK0マウスにおいて、VE-cadherinからなる内皮細胞間接着構造の異常がみられ、これを裏付けるように血管透過性が野生型と比較して有意に亢進していた。以上の結果から、C2α発現低下は、血管内皮細胞の機能異常、特に血管透過性亢進、炎症反応の惹起、しいては血管構造の破綻を招くことになり、動脈瘤、動脈硬化、浮腫等多くの血管病発症に関与する可能性が高いことが示された。本研究では、"クラスII型PI3キナーゼC2α"の機能、特に血管恒常性における役割を明らかにするために、当研究グループが作製したC2α遺伝子KOマウスを用いてC2αの生理機能と血管障害における役割を細胞・分子レベルで解析することを目的として実施した。平成22年度に行ったC2αKOマウスの表現型解析から明らかになったことは、1)血管障害ホルモン・アンジオテンシンII慢性投与により高頻度に解離性大動脈瘤を発症し、多くは患部破裂により死亡した。

2)大動脈内腔側の内皮接着構造を抗VEカドヘリン抗体による免疫染色により観察した結果、KOマウスにおいて、内皮間接着構造が野生型と比べて著しく異常を呈していた。3)上記内皮構造の異常を反映するように、マイルズ法による血管透過性評価の結果、AngII投与によりKOマウスの大動脈は野生型と比べて"血管透過性が約2倍亢進していた。4)抗Mac3抗体(マクロファージ・マーカー)を用いた大動脈標本の免疫染色の結果、KOマウス大動脈壁では、野生型と比べてMac3陽性マクロファージが有意に浸潤してした。5)炎症性マクロファージは血管炎部位でコラーゲン分解酵素MMPを産生することが知られている。実際にKOマウス大動脈壁では、MMP-2及び-9の酵素活性が顕著に亢進し、それに伴う動脈壁構造の破壊(弾性繊維の断裂等)が観察された。以上の結果から、C2αヘテロKOマウスで発症する解離性大動脈瘤形成は、血管内皮細胞の障壁機能異常を起因とする血管炎を呈している点で、非常にヒト疾患と類似している。C2αはこれまで全く生理機能が知られてなく、クラスI型酵素とは異なる基質特異性、細胞内分布を示すことから、血管恒常性維持に必須の新たな機能的役割を持つ分子であり、多くの血管病(動脈硬化、血管閉塞、動脈瘤等)共通の鍵となる分子である可能性が大きい。C2αの発現、活性を特異的に調節できる薬剤・手法の開発はこれら血管病の有益な治療法となりうることを示唆している。
細胞間コミュニケーションの時空間的解析手法の確立

細胞間の相互作用は生体反応において、重要な役割を果たしているものの、いまだ解析手法は確立されていない。異なる細胞を自由に配列することが可能になれば、細胞間相互作用の解析に良いツールが提供できるものと考えられる。我々のグループでは、分子内に疎水部と親水部を持つ両親媒性高分子を合成し、その疎水部と細胞膜の脂質二重層との疎水性相互作用によって細胞表面への両親媒性高分子の固定を試みてきた。本研究では、異なる二種類の細胞間の相互作用を調べるために、両親媒性高分子とビオチンとストレプトアビジンの強力な結合により細胞間の接着を引き起こし、細胞の配列を試みた。具体的には、ビオチン基を末端に有するポリエチレングリコール結合脂質(ビオチンPEG脂質)にて細胞を表面修飾してビオチン基を導入し、他方の細胞には、同処理を行った後、ストレプトアビジンを反応させて、ストレプトアビジンを細胞表面に固定した。両者を混合することによって異なる細胞間の接着を引き起こした。この手法を利用し、マウス胚性幹細胞(ES細胞)の胚様体周囲に異種細胞を固定し、細胞間相互作用によるES細胞の分化の様子を経時的に観察した。フィーダー細胞であるPA6細胞と相互作用しているES細胞の領域から神経への分化の促進が見られ、分化誘導が引き起こされていた。他方、コントロールの細胞(HEK293細胞)を固定化した胚様体では、神経マーカーの発現は全く見られなかった。このことは、HEK293細胞と胚様体間の相互作用により、ES細胞の分化が抑制されたためと考えられる。このように、両親媒性高分子及びビオチン、ストレプトアビジンを用いることによって、異なる細胞同士の接着が可能となり、細胞間相互作用を調べることが可能になった。ES細胞に異種細胞を接着させ、その分化状態を経時観察することにより、細胞間の相互作用を観察することができた。
問題解決過程における学習方略の分析とモデル化の試み

1.現在様々な調査等によってデ-タを収集し分析している段階にある。まず、学習方略を分析するために、小学5年生と大学生に一人当り5タイプの「マスタ-マインド」の問題を解かせた。現在、「マスタ-マインド」の結果を質的及び量的に分析中である。質的には問題の解き方によって3種類の学習方略に分類する予定である。小学5年生といえども大学生と類似する学習方略を用いて、「マスタ-マインド」の問題を適切に解く子どもも見出せるであろう。同様に、量的には、解決に要する試行数によって3種類に分類し、質的な学習方略の分類との関連を見る予定である。2.上記の学習方略の分類結果に基づいて、学習方略の各タイプが算数文章題の問題解決にどのように影響するかの分析を行う。小学5年生に算数の計算問題と文章題を解かせた。算数文章題は2つの問題タイプで構成したものである。一つは「マスタ-マインド」の問題に類似した焦点維持方略を必要とするタイプである、他は割合の問題タイプである。大学生の場合は、予備調査によってこのような計算問題や文章題を全て解くことができることが判明したため、実施しなかった。ここでは、一般的な学習方略と文章題の解法に見られる方略との関連を分析する。3.コンピュ-タによる学習方略の分析は、問題タイプ、分析方法、およびプログラムの作成を繰り返し吟味している段階であり、モデル化は次のステップである。
ヘリウム温度領域における固体の熱物性測定法

低温装置の熱設計においては、その構成材料の熱伝導率、比熱および温度伝導率の正確な値が必要不可欠であり、簡便な熱物性値の測定法の開発や測定値情報の早急な蓄積が望まれる。そこで、本研究では超電導マグネットやヘリウム液化機など、ヘリウム温度領域(4.240[K]程度)で動作する低温装置の熱設計に必要不可欠な各種固体材料の熱物性値を比較的簡便に測定するシステムを開発することを目的とした。具体的には、短時間で熱伝導率および比熱の同時測定ができる方形波パルス加熱による非定常測定法を理論的に検討するとともに、その測定法を用いてベ-クライト(紙基材フェノ-ル樹脂積層板)およびテフロン(ポリ四弗化エチレン)の比熱、温度伝導率および熱伝導率を4.44-15.6[K]の温度範囲で測定し、測定原理を実験的に検証した。ベ-クライトおよびテフロンのいずれの測定結果も文献値と近い値を示した。また、定物性の数値解析による解と定物性の解析解がほぼ一致することが確かめられた。したがって、物性値一定の非定常熱伝導問題の解析解に基づく方形波パルス加熱による非定常測定法はおおむね確立されたと思われる。さらに、変物性のもとでの数値解析解により、測定原理の拡張とまでは言えないが温度応答をかなり良い精度で測定できることがわかった。本研究は、超電導マグネットやヘリウム液化機など、4.240[K]程度の温度域で動作する低温装置の熱設計に必要不可欠な各種個体材料の熱物性値を、比較的簡便に測定するシステムの開発を目的としているが、昭和63年度の具体的な研究計画・方法に対しては、1.物性値の温度変化を考慮した数値解析に基づく方形波パルス加熱法による測定原理の検討、2.測定装置の製作・動作試験(試験容器の製作、温度計測システムの確立、熱物性値が既知の試料による測定原理および測定系統の動作確認)および3.被測定試料の製作を目標とした。1.については、まず試料に方形波パルスが加えられた場合の温度応答を物性値の温度依存性を考慮した数値解析により求めた。その結果、物性値一定の非定常熱伝導問題の解析解に比べ、実際の温度応答の測定結果により近い値を得ることができた。ただし、この数値解析は物性値の温度依存性が既知である場合に限り温度応答が予測できる程度の段階であり、いかにして測定原理として発展させるかが今後の問題となる。2.に関しては、物性値一定の非定常熱伝導問題の解析解に基づく測定理論による測定系統におおむね確立された。3.については、円筒形試料の成型の際にいわゆる'巣'と呼ばれる空隙が試料内に生じ易い材料が少なくない。これは物性値測定に対して重大な問題であり、空隙が出来ない成形法の開発が今後の課題である。本研究は、超電導マグネットやヘリウム液化機など、ヘリウム温度領域で動作する低温装置の熱設計に必要不可欠な各種個体材料の熱物性値を、比較的簡便に測定するシステムの開発を目的としているが、平成元年度の具体的な研究計画・方法に対しては、1.測定理論の検討(定物性および変物性の数値計算による測定原理の検討)、2.測定系統の整備・確立(機器周辺の整備等)および測定装置のシステム化を図った。1に関しては、試料に方形波パルスが加えられた場合のより詳細な温度応答を定物性および物性値の温度依存性を考慮した変物性の数値解析により求めた。その結果、測定原理の拡張とまでは言えないが、変物性の数値解析により物性値一定の非定常熱伝導問題の解析解に比べ、実際の温度応答の測定結果にかなり近い値を得ることができた。また、定物性の数値解と定物性の解析解がほぼ一致することも確かめられた。したがって、2に関して物性値一定の非定常熱伝導問題の解析解に基づく測定理論による測定系統は、機器周辺の整備、測定・制御のプログラム等を含めおおむね確立された。
免疫反応調節臓器としての肝臓による経口寛容誘導機構の解析

経口免疫寛容誘導への肝臓の関与を明らかにする目的で、OVA経口投与による寛容誘導モデルを使用して解析を行い下記の成果を得た。<平成13年度>アイソトープラベル抗原を用いたオートラジオグラフィーにより、経口寛容が成立する抗原は肝内に移行していることが明らかにされた。さらにその際には肝内ではマクロファージでなく類洞内皮細胞において機能分子発現が増強しており、類洞内皮細胞が寛容が導かれる抗原の取込みに関与する可能性が示された。<平成14年度>経口寛容誘導時の肝内におけるサイトカイン動態の検討により、非誘導時と比べ肝内では特定のTh1、Th2偏向は認めず、ケモカインプロファイルに関しても有意差は認めないことが明らかになった。一方、寛容誘導時には肝内に浸入した活性化T細胞がアポトーシスに陥ることが示された。これらのことから、肝臓の経口寛容誘導への関与はサイトカイン、ケモカインによるのではなく、肝内での活性化リンパ球のアポトーシスにより担われている可能性が示された。<平成15年度>さまざまな免疫調節性細胞をそれぞれ単独で除去しても経口寛容誘導は維持されたことから、経口寛容誘導には肝内のさまざまな免疫調節性細胞がオーバーラップして関与しており、どれかひとつの細胞が欠損しただけでは経口寛容誘導に支障をきたさないことが明らかにされた。また経口寛容誘導に深く関わる現象である肝内における活性化T細胞のアポトーシスは、抗原特異的な現象でありながら抗原非特異的なマクロファージにより担われることが示された。本研究の目的は、自己免疫性疾患の新たな治療法として注目されている経口免疫寛容(トレランス)誘導への肝臓の免疫反応調節臓器としての関与を、肝臓内の抗原提示細胞、免疫調節性細胞の動態と機能を検討することにより、分子、遺伝子レベルで明らかにすることである。§経口投与抗原の肝への移行性、抗原提示細胞への取込みの検討OVA経口投与による寛容誘導モデルを使用し、アイソトープ標識抗原の肝移行をオートラジオグラフィーにより検討、ついで肝臓の電顕標本を作製し、抗原の類洞内皮細胞(SEC)、クッパー細胞(KC)、樹状細胞(DC)といった抗原提示作用を有する細胞内への抗原取込みを検討した。アイソトープ標識抗原は肝に移行することが示されたが、その移行率は少なく、また肝内のいかなる抗原提示細胞に取り込まれるか明らかにすることは困難であった。§肝内抗原提示細胞の機能分子発現、サイトカイン・ケモカイン産生プロフィール検討経口寛容誘導時の肝内SEC、DCのマンノースレセプター等の抗原取込み関連分子、MHC class II、CD80、86、40等の抗原提示関連分子発現を免疫組織化学により検討しているが、SECのclass II、CD80分子の発現はコントロールに比し増強していた。しかし、DCにおける補助分子発現の増強は認めなかった。本年度は昨年度に引き続き経口寛容誘導モデルを用いて、経口寛容誘導時の肝内DC、類洞内皮細胞のサイトカイン・ケモカイン産生プロフィールをSerial Analysis of Gene Expression (SAGE)法により遺伝子レベルで解析した。その結果、経口寛容誘導時には非誘導時に比しDCのIL-10、IL-12遺伝子発現がともに増強する傾向が認められたが、ケモカイン遺伝子発現に関しては一定の差異を認めなかった。また、類洞内皮細胞のサイトカイン・ケモカイン遺伝子発現を定量的に評価することは技術的に困難であった。一方、経口寛容を誘導したマウスの肝臓に活性化T細胞を経門脈的に投与すると、それらのT細胞が肝内でアポトーシスに陥る現象が観察された。

以上より、経口寛容誘導時の肝内における特定のTh1、Th2偏向は認められず、ケモカインプロファイルに関しても有意差は認めないことから、肝臓の経口寛容誘導への関与はサイトカイン、ケモカインレベルでなく、活性化リンパ球の肝内におけるアポトーシスにより担われている可能性が示された。次年度では肝内における活性化リンパ球のアポトーシスによる除去のメカニズムについて解析を進める予定である。肝内抗原提示細胞機能不全、免疫調節細胞欠如マウスを用いた検討§LPS不応答性マウスを用いた経口寛容誘導の検討腸管粘膜から抗原とともに肝内移行しKC、DC、SECを活性化するLPSに不応答性のC3H/HeJマウスを用い経口寛容誘導を試みたところ経口寛容は誘導できず、LPSによる抗原提示細胞活性化が経口寛容誘導に必須性である可能性が示された。§NKTノックアウトマウスを用いた経口寛容誘導の検討Vα14KOマウス(Science 278:1623,1997)を用いて経口寛容誘導を試みたところ、経口寛容誘導は成立した。したがってNKT/CD1d系は経口寛容誘導には必須ではないことが示された。§CD25ノックアウトマウスを用いた経口寛容誘導の検討CD25ノックアウトマウス(Immunity 3:52,1995)を用いて経口寛容誘導を試みたところ、経口寛容誘導は成立し、CD25陽性調節性細胞は経口寛容誘導に必須でないことが示された。§NKTノックアウトマウスに抗CD25抗体を投与した際の経口寛容誘導の検討NKT細胞、CD25陽性調節性細胞がともに欠如した際の経口寛容誘導不全の可能性を検討するために、上記のNKTノックアウトマウスに抗CD25抗体を投与したマウスで経口寛容誘導を試みたところ経口寛容誘導は成立し、経口寛容誘導にはNKT細胞、CD25陽性調節性細胞以外の要素が関与している可能性が示された。以上よりさまざまな免疫調節性細胞をそれぞれ単独で除去しても経口寛容誘導は維持されたことから、経口寛容誘導には肝内のさまざまな免疫調節性細胞がオーバーラップして関与しており、どれかひとつの細胞が欠損しただけでは経口寛容誘導に支障をきたさないことが明らかにされた。
枯草菌spoOA遺伝子の発現と利用

既に,枯草菌の胞子形成開始遺伝子spoOAをクローン化し,全塩基配列を決定したが,本研究では, spoOA遺伝子産物(SpoOA蛋白質)の機能を詳細に解析すると共に,その機能を利用した,物質生産への応用の技術を開発することを目的とする. SpoOA蛋白質は, 267アミノ酸残基からなる,分子量30Kの蛋白質である.そのN末端側半分がSpoOF蛋白質と,そのC末端側半分がSpoOB蛋白質とアミノ酸配列の相同性を持っている.さらに, SpoOA蛋白質は,大腸菌のOmpR蛋白質などの正の転写調節因子とアミノ酸配列の相同性があること,又, spoOA変異株では, σ28特異的プロモーターからの転写が見られないこと,から正の転写調節因子である可能性が強い.SpoOA蛋白質を精製し,その機能を詳細に解析する目的で,大腸菌内での多量生産系を作製した. spoOA遺伝子の蛋白質指定領域をプラスミド上のPtacプロモーターの下流に挿入し,大腸菌内で誘導発現させたところ, SpoOA蛋白質は,全蛋白質量の15%に達した.SpoOA蛋白質を,ホスホセルロース・DNAセルロース・セフアクリルの各カラムクロマトグラフィーを行なって精製した.精製された(大腸菌由来の)SpoOA蛋白質のN末端アミノ酸配列を決定したところ, N末端のメチオニンがホルミル化されていた他は,枯草菌由来のものと同一であった.したがって,大腸菌由来のSpoOA蛋白質を使って,その機能を解析することができる.まず, DNA結合能を調べたところ, DNA結合活性を持っていた.今後は, SpoOA蛋白質の転写調節活性を明らかにし,その活性を利用した有用遺伝子の効率的転写系の開発を行なう.一方spoOA遺伝子自身の発現の翻訳レベルでの調節機構,特にTシグナルによる調節機構を解析する.そして, Tシグナルを有用遺伝子の効率的翻訳系に利用できるかどうか,その有用性を調べる.既に,枯草菌の胞子形成開始遺伝子spoOAをクローン化し,全塩基配列を決定したが,本研究では, spoOA遺伝子産物(SpoOA蛋白質)の機能を詳細に解析すると共に,その機能を利用した,物質生産への応用の技術を開発することを目的とする. SpoOA蛋白質は, 267アミノ酸残基からなる,分子量30Kの蛋白質である.そのN末端側半分がSpoOF蛋白質と,そのC末端側半分がSpoOB蛋白質とアミノ酸配列の相同性を持っている.さらに, SpoOA蛋白質は,大腸菌のOmpR蛋白質などの正の転写調節因子とアミノ酸配列の相同性があること,又, spoOA変異株では, σ28特異的プロモーターからの転写が見られないこと,から正の転写調節因子である可能性が強い.SpoOA蛋白質を精製し,その機能を詳細に解析する目的で,大腸菌内での多量生産系を作製した. spoOA遺伝子の蛋白質指定領域をプラスミド上のPtacプロモーターの下流に挿入し,大腸菌内で誘導発現させたところ, SpoOA蛋白質は,全蛋白質量の15%に達した.SpoOA蛋白質を,ホスホセルロース・DNAセルロース・セフアクリルの各カラムクロマトグラフィーを行なって精製した.精製された(大腸菌由来の)SpoOA蛋白質のN末端アミノ酸配列を決定したところ, N末端のメチオニンがホルミル化されていた他は,枯草菌由来のものと同一であった.したがって,大腸菌由来のSpoOA蛋白質を使って,その機能を解析することができる.まず, DNA結合能を調べたところ, DNA結合活性を持っていた.今後は, SpoOA蛋白質の転写調節活性を明らかにし,その活性を利用した有用遺伝子の効率的転写系の開発を行なう.一方spoOA遺伝子自身の発現の翻訳レベルでの調節機構,特にTシグナルによる調節機構を解析する.そして, Tシグナルを有用遺伝子の効率的翻訳系に利用できるかどうか,その有用性を調べる.
象牙芽細胞とエナメル芽細胞を蛍光標識できるマウスの歯の前駆細胞を用いた歯の形成

我々が作製した象牙芽細胞とエナメル芽細胞を別蛍光で同時標識できるマウスの歯髄・歯胚の象牙芽細胞やエナメル芽細胞を蛍光を指標に検出・単離し、遺伝子発現や表面分子発現を解析する。次に、これらのマウス歯胚・歯髄から、器官培養にて蛍光陰性から陽性になりDSPP蛋白やAMELX蛋白を産生できる機能的な前駆細胞を同定・単離する。象牙芽細胞とエナメル芽細胞を別蛍光で同時に検出できるマウスから胚性幹細胞株を樹立し、蛍光を指標に象牙芽細胞やエナメル芽細胞の誘導を試みる。また、本系を用いて、蛍光を指標に歯への分化能を持つ口腔外の細胞集団を探索を行う。