hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNAのメチル化検出による野生鳥類の年齢推定

本年度は、年齢とメチル化の度合いは関連するかについて、まずはヒトとゲノム配列の類似性が高く、絶滅危惧種であるチンパンジーでの応用を試みた。血液からDNAを抽出し、バイサルフェイト処理した後、ヒトで年齢とメチル化の関連が報告されている遺伝子ELOVL2, CCDC102B, ZNF423の配列にもとづいて設計したメチル化対応プライマーでPCR増幅し、パイロシーケンス法で塩基配列を解析した。年齢との相関が低かったZNF423を除いて、ELOVL2とCCDC102Bの2遺伝子5か所と年齢の相関係数を求めたところ0.74(p = 0.0318)であった。これら2つの遺伝子から作成された年齢推定式の誤差は5.4年であった。8個体の20年間の比較でも、個体による差違が見られたものの、ほぼ同様の傾向が得られた。以上の結果は論文にまとめ、投稿中である。次に絶滅危惧鳥類への応用に向けた準備を開始した。寿命が10年以上と長く、各年齢での試料が容易に得られ、生育環境が同一の、ヤンバルクイナの飼育個体を対象とした。環境省・ヤンバルクイナ飼育繁殖施設のヤンバルクイナ導入情報および国立環境研究所の試料保存情報を参照し、確実に年齢が記録されている個体の保存試料(血液、DNA)のうち5試料の提供を受け、DNAを抽出した。また京都市動物園で飼育され年齢が判明しているフンボルトペンギンについても血液30試料からDNAを抽出した。ハシボソミズナギドリの文献にもとづく20遺伝子座について、これら鳥類種での相同配列を解読し、バイサルファイト処理後のメチル化率を測定するプライマーを作製した。さらに、ヤンバルクイナの全ゲノム情報から、他の鳥類種の既報の候補遺伝子に相当する塩基配列の抽出を行った。以上より、計画は順調に進展し、哺乳類についても新たな知見が得られた。鳥類などの寿命の長い種では、保全に必要な遺伝的多様性が、どの年齢集団、どの世代の個体間のものなのかは、大変重要であり、DNAによる年齢推定が実現できれば、野外での生態学的研究に画期的な進歩をもたらすことが期待できる。しかしこれまで野生動物全般、とりわけ鳥類については、ほとんど報告がなかった。本研究では、鳥類において、哺乳類で報告された年齢に伴うメチル化変動の指標となる候補遺伝子の相同領域を調べ、メチル化と年齢の関連を解明することを目指す。メチル化検出による野生動物の年齢推定の実用性を、1)鳥類の年齢とメチル化の度合いは関連するか?2)非侵襲的に得られるDNAからも、メチル化の検出が可能か?3)野生集団の年齢構成の情報による観測情報の補完、の3つの段階を経て確認する。鳥類については、国立環境研究所のNPO法人どうぶつたちの病院沖縄のヤンバルクイナ試料の血液からDNA抽出を行い、20個体分を新たに年齢既知個体の試料に追加した。候補遺伝子のPCRプライマーを作成し、うち3遺伝子で良好な増幅ができ、HRMの条件を検討した。フンボルトペンギンでは、1個体のゲノム解析を行い、約300Gbの塩基配列を取得した。また、3検体(同一個体の1才と8才時、別個体の20才時に採取)のDNAをバイサルファイト処理後、シークエンスを行い、それぞれ約100GBの塩基配列情報を取得した。
緻密・多孔脆性固体の3次元メゾモデリングによる必要特性発現材料設計法の開発

【1】微小材料・薄膜の機械的特性は結晶の配向性によって値は変化するが,同じ配向の場合,結晶粒形状,境界条件の違いによる弾性特性の変化はないことが明らかになった.しかしながら基板を付けた場合,膜厚により弾性特性が変化する事も明らかになった.したがって,立方晶多結晶体の材料特性は,異方性パラメータと単結晶の特性に支配される事が分かった.またランダム配向の場合,面内等方性を与える粒子数があれば,高さ方向に一結晶粒しかなくてもバルクな特性を与える事が分かった.【2】昨年度作成した多結晶体におけるき裂発生,連結,進展シミュレーションを用いて,無欠陥材(均一結晶モデルと不均一結晶モデル),き裂材,欠陥材,空孔材を用いてき裂進展シミュレーションの弾性解析を行い,微視特性が機械的特性に及ぼす影響ついて検討し,要求項目に伴う材料設計指針を明示した.【3】マイクロクラックの発生に伴う非線形性はあまり現われず,ロッキング,ブリッジングを考慮しない状態では,靭性向上が望めない事が分かった.また,粒界強度のばらつきはさほど最大強度には影響を及ぼさず,き裂発生応力のばらつきに対応した.【4】結晶粒形状の違いは弾性特性,最大強度にはさほど影響を及ぼさず,き裂発生応力,き裂発生数に大きく影響を与える.したがって,き裂発生が致命的な破壊に繋がる部分へ適用する材料は均一形状の材料組織が良く,多くの欠陥を含む材料やき裂発生が伴う箇所への適用は不均一結晶粒組織を有する材料が有効である事が分かった.また,結晶粒一個程度の欠陥の場合は致命的な材料強度の低下に繋がらない事もが分かった。【5】ハイドロキシアパタイト緻密体と多孔体の曲げ試験を行った.脆性的破断の緻密体に対し,多孔体の破面形態は同じであった.またX線CTによる多孔体の内部構造の同定を行った.さらに気孔率の異なるアルミナ多孔体の圧縮試験で,顕微ラマン分光法による応力伝達状態解明の可能性を示した.【1】材料の最適設計の第1項目として,微小材料の機械的特性についての検討を,繊維配向を有する多結晶体の3次元有限要素法モデルを作成し,単純引張応力状態下ならびに平面ひずみ状態下での弾性解析をもとに行った.配向は<001>繊維配向とランダムと2種類を検討した.【2】結晶粒形状が機械的特性に及ぼす影響として,2種類の3次元結晶粒形状について解析を行った.1種類は一結晶粒が正六面体のもの,他方は正四角錐6つと正六角錐8つを組合せてできる十四面体のものである.繊維配向によらず,二つの結晶粒モデルによる多結晶体のヤング率,ポアソン比はそれぞれほぼ同じ値となり,形状依存性が小さいことが分かった.【3】各パラメータのばらつきの指標として平均値に対する標準偏差の比(COV)をとった.COVが0.02以下でマクロな(バルク材の)特性を有すると仮定すると,ヤング率がマクロな特性と見なせるのに必要な粒子数は,単軸引張りで120(一辺5結晶粒子)以上,平面ひずみで232(一辺7結晶粒子)以上となり,境界条件により異なることが分かった.ポアソン比は平面ひずみの方が必要とする粒子数が少なくなった.【4】材料の最適設計の第2項目として強度・破壊特性における必要特性発現手法の確立の導入として,2次元多結晶体におけるき裂発生,連結,進展シミュレーションを行った.結晶粒一つ一つに結晶の方位をランダムに与え,結晶粒界の強度も2母数ワイブル分布に従うようにランダムに導入して弾性解析を行った.【5】強度のばらつき(形状母数)の違いによりき裂の発生過程が異なることが分かった.ばらつきが大きい方が広範囲にき裂が発生し,一つのき裂が材料の破壊に繋がる致命的欠陥になりにくいことが分かった.一方で,き裂の連結,進展の過程においてブリッジング,ロッキングが観察され,これらの定量的評価が今後の課題であることが分かった.【1】微小材料・薄膜の機械的特性は結晶の配向性によって値は変化するが,同じ配向の場合,結晶粒形状,境界条件の違いによる弾性特性の変化はないことが明らかになった.しかしながら基板を付けた場合,膜厚により弾性特性が変化する事も明らかになった.したがって,立方晶多結晶体の材料特性は,異方性パラメータと単結晶の特性に支配される事が分かった.またランダム配向の場合,面内等方性を与える粒子数があれば,高さ方向に一結晶粒しかなくてもバルクな特性を与える事が分かった.【2】昨年度作成した多結晶体におけるき裂発生,連結,進展シミュレーションを用いて,無欠陥材(均一結晶モデルと不均一結晶モデル),き裂材,欠陥材,空孔材を用いてき裂進展シミュレーションの弾性解析を行い,微視特性が機械的特性に及ぼす影響ついて検討し,要求項目に伴う材料設計指針を明示した.【3】マイクロクラックの発生に伴う非線形性はあまり現われず,ロッキング,ブリッジングを考慮しない状態では,靭性向上が望めない事が分かった.また,粒界強度のばらつきはさほど最大強度には影響を及ぼさず,き裂発生応力のばらつきに対応した.

【4】結晶粒形状の違いは弾性特性,最大強度にはさほど影響を及ぼさず,き裂発生応力,き裂発生数に大きく影響を与える.したがって,き裂発生が致命的な破壊に繋がる部分へ適用する材料は均一形状の材料組織が良く,多くの欠陥を含む材料やき裂発生が伴う箇所への適用は不均一結晶粒組織を有する材料が有効である事が分かった.また,結晶粒一個程度の欠陥の場合は致命的な材料強度の低下に繋がらない事もが分かった。【5】ハイドロキシアパタイト緻密体と多孔体の曲げ試験を行った.脆性的破断の緻密体に対し,多孔体の破面形態は同じであった.またX線CTによる多孔体の内部構造の同定を行った.さらに気孔率の異なるアルミナ多孔体の圧縮試験で,顕微ラマン分光法による応力伝達状態解明の可能性を示した.
マウス卵を用いた中心体非依存的微小管重合核の解析

細胞内の微小管の重合開始にはたらくγチューブリンは、哺乳動物には2種類(TUBG1, TUBG2)存在するが、両者の機能の差異は不明であった。本研究では、マウス卵はTUBG2が主なγチューブリンであることを見出し、TUBG2欠損マウス卵を用いた解析を行った。更に、通常、神経細胞および卵・初期胚でのみ発現しているTUBG2が複数のがん細胞株で異所的に発現しており、その発現が細胞の増殖に寄与していることを見いだした。また、卵ではTUBG2の発現がなくてもTUBG1があれば紡錘体が形成されるが、体細胞では紡錘体形成におけるTUBG1の役割はTUBG2では代替できないことを示唆する結果を得た。γチューブリン環状複合体(γTuRC)は微小管重合核として必須の役割をもつ。その主要構成分子であるγチューブリンは、多くの生物種で2種存在する。哺乳動物の場合、TUBG1、TUBG2とよばれる2種類のγチューブリンはアミノ酸配列が95%以上同一であり、両者の機能的な違いは不明である。中心体の微小管形成に対する寄与が低い、あるいは無い細胞ではTUBG2の発現が高いという相関があることなどから、両者にはγTuRCとして機能する場や制御機構に違いがあるのではないかとの発想に至った。本研究はTUBG2の発現が顕著なマウス卵、初期胚を用い、両者の機能の違いを探ることを目的としている。また、癌細胞における異所的なTUBG2の発現の有無を調査し、新たな癌マーカーや、治療の標的候補としての可能性を検討することを目指している。平成24年度は平成23年度にTUBG2を発現することが示唆された癌由来細胞株のうち、4細胞株についてTUBG2特異的なsiRNA処理を行い、これらの細胞株が確かにTUBG2を発現していること、またこれらの細胞株ではTUBG2の発現抑制により、TUBG1が充分量発現しているにも関わらず増殖が抑制されることを見出した。更に、TUBG2遺伝子欠損マウスの譲渡を受け、TUBG2欠損卵、初期胚の解析を行うために必要なマウス数獲得を目指した。哺乳動物の場合、TUBG1、TUBG2の2種類のγチューブリンはアミノ酸配列が95%以上同一であり、両者の機能的な違いは不明である。本研究はTUBG2の発現が顕著なマウス卵、初期胚を用い、両者の機能の違いを探ることを目的としていた。また、癌細胞における異所的なTUBG2の発現の有無を調査し、新たな癌マーカーや、治療の標的候補としての可能性を検討することを目指した。平成24年度までにTUBG2タンパク質を発現する癌由来細胞株15種類を見いだし、うち4細胞株についてTUBG2の発現抑制により、TUBG1が充分量発現しているにも関わらず増殖が抑制されることを見出していた。本年度はTUBG2をごく少量のみ発現する細胞株においてTUBG1を発現抑制した結果、1)TUBG1量が本来のおよそ15%まで減少しても異常は現れない、2)およそ20%未満になるとTUBG2の発現量が相補的に増加し、TUBGタンパク質総量はもとのおよそ20%を維持する、3)総量は維持されるもののTUBG2が主なγtubulinとなった場合、分裂期に単極紡錘体ができ増殖停止に至る、ことを見いだし、TUBG1,2には分裂期における機能に差がある可能性が示唆された。更に、TUBG1発現抑制細胞株からの転写産物を解析した結果、TUBG2には2新規のエクソンを含むスプライスバリアント(TUBG2Bと命名)が存在することを見いだし、このTUBG2Bはヒト脳にも存在することを確認した。またTUBG2およびTUBG2Bからの翻訳産物は細胞内局在やγTuRC形成能に違いがあることを見いだした。本研究により見いだしたTUBG1,2の機能の差を示唆する結果について、今後更に解析を進め、TUBG2特異的な機能の本質に迫りたい。中心体の微小管形成に対する寄与が低い、あるいは無い

細胞ではTUBG2の発現が高いという相関があることなどから、両者にはγTuRCとして機能する場や制御機構に違いがあるのではないかとの発想に至った。本研究はTUBG2の発現が顕著なマウス卵、初期胚を用い、両者の機能の違いを探ることを目的としている。また、癌細胞における異所的なTUBG2の発現の有無を調査し、新たな癌マーカーや、治療の標的候補としての可能性を検討する計画をたてた。本年度はアミノ酸組成がほとんど同一であるTUBG1,2遺伝子産物をSDS-PAGEにおける電気泳動度の違いとして検出するためのゲル組成の条件検討を行い、マウスよびヒトそれぞれについて適切な条件を見出した。更に、この条件を利用してヒト正常細胞2株、癌由来ヒト細胞株23種類についてTUBG1,2の発現をウエスタン解析により検討し、癌由来の10数ラインについてTUBG2の発現の可能性を示唆する結果を得た。また、マウス初期胚においてTUBG1,2のノックダウンを効果的に行うための条件検討を行った。平成24年度はTUBG2遺伝子欠損マウスの卵、初期胚を用いた解析を行う予定であったが、マウス飼育室の移動の影響もあり、マウスの交配が予定通りに進まず、また産まれたTUBG2遺伝子欠損マウスの性別が雄に偏っていたため、研究に必要な数の卵、初期胚を得る事ができなかった。3つの柱となる研究計画のうち(2) TUBG1,2それぞれの発現を確認するための方法、手技開発、および(3)各種癌由来細胞株におけるTUBG2の発現の検討については予定通り進んでいる。しかし、(1)TUBG1,2の機能の違いの有無の検討については、TUBG2のノックダウンの効果的なノックダウン法が確立できておらず、更に条件検討が必要である。平成24年度末には、充分量のTUBG2欠損雄マウス、ヘテロ欠損雌マウスが確保できたため、今後はこの両者の掛け合わせにより充分量の卵、初期胚が得られると考えられる。従って、H24年度当初の計画に従い、TUBG2遺伝子欠損初期胚、胎児線維芽細胞を用いた解析を行うことで研究目標を達成する。研究テーマ(2)、(3)については予定通りに研究を進める。特に、TUBG2の発現が高い可能性があるいくつかの細胞株に集中した解析を行う。(1)については、早期に高効率のノックダウン可能なsiRNA配列を見出す努力をすると共に、TUBG2ノックアウトマウスが利用できる環境が整ったため、その初期胚や胎児線維芽細胞株を用いてのアッセイ系に重点を移すことで克服する。昨年度からの持ち越し課題となったマウスの交配、飼育管理に必要な費用、およびマウス卵、初期胚、各種細胞細胞株の培養に必要な消耗品、マウス卵に対して遺伝子導入、siRNA導入を行うために必要な消耗品として使用する。更に、学会参加、研究打ち合わせのための国内旅費としても予算を計上した。また、経年劣化による機器修繕費として、直近3年間の実績から予想される金額を計上した。昨年度からの持ち越し課題である、各細胞種におけるTUBG1,2の発現抑制実験に必要な消耗品費(培養用の培地や試薬、酵素、プラスチック/ガラス器具、顕微鏡用消耗品)としてxxx万円、マウスの購入や飼育に必要な費用として約120万円を予定している。また、マウス初期胚での遺伝子ノックダウンについては効果的な方法についての情報交換を行うため、学会参加や研究打ち合わせのための国内旅費として約40万円を予定している。更に、経年劣化等による機器修繕費として、ここ5年間にかかった費用の平均値である約30万円を予定する。
適応指導教室における組織的連携システムの構築に関する研究

不登校の問題は教育において重要な課題となっている。児童生徒の学校復帰のために、適応指導教室は大きな機能を有しているが、適応指導教室がうまく機能するためには、連携をどのように行うかこれまで検討されてこなかった。本研究では、指導員や中学校の教員を対象に適応指導教室の連携に関して、その実態と意識に関するアンケート調査を実施した。適応指導教室の連携として、子どもの在籍校との関係、指導員同士の関係、主管部局との関係、保護者との関係、外部機関との関係、さまざまな人・社会との関係という6つの側面から検討した。結果について、必要度、実践度、満足度について分析したが、もっとも評価が高かったのは、指導員同士の関係であった。一方、子どもの在籍校との関係は、重要な連携であるという認識はあるものの、うまく機能していないことが明らかとなった。また、指導員のモラールは非常に高く、これまでの研究に比べると、適応指導教室の運営は進んでいることが明らかとなった。これらの結果から、これからの適応指導教室の連携において必要と思われる事柄として3つ挙げられた。第1は、適応指導教室を知ってもらうことである。現状では適応指導教室の広報が少ないことが言える。第2は、指導員や学校といった子どもに関わる資源においてそれぞれの役割を明確にすることである。第3は、教室復帰につなげるのか、子どもの自立につなげるのか、適応指導教室の位置づけを明確にすることが挙げられた。わが国の適応指導教室の中からランダムに抽出された200箇所の指導員全員を対象に、連携についてどのような意識を有しているか明らかにするために、郵送法によるアンケート調査を実施した。その調査概要は、大きく分けると4つのカテゴリーから構成されていた。第1は、連携の状況に関する意識であった。児童生徒の在籍校との関係、指導員同士の関係、主管部局との関係、保護者との関係、外部機関との関係、さまざまな人・社会との関係という5つの観点について、さらに詳細な活動に関する必要度、実践度、満足度について質問した。第2は、適応指導教室のあり方に関する意識であった。従来から適応指導教室のあり方として言われている3つの立場、学校生活への復帰を支援する場、児童生徒の自己実現を支援する場、指導や援助を組織的、計画的に行う場について、それぞれ賛同度と実践度を求めた。第3は、適応指導教室の仕事に対するモラールであり、11項目から構成されていた。この質問項目については、因子分析を行った。第4は、適応指導教室の連携のあり方に関して指導員の自由記述を求めた。さらに、フェースシートとして、性別、年齢、教職経験と経験年数、心理学に関する専門資格の有無、指導員の人数、勤務形態と勤務日数、職名を設定した。適応指導教室のあり方について、どのような意識を有しているかによって、連携に対する必要性、実態はどのように異なっているのか、また、満足度についても明らかにした。さらに、これらとモラールとの関係についても分析した。また、フェースシートの要因もどのように影響を及ぼしているかについても分析した。適応指導教室の連携において、外部の重要な担い手である全国の公立中学校250校を無作為に抽出し、教諭、養護教諭、スクールカウンセラーを対象に、適応指導教室についてどのように理解されているか、連携の実態はどのようになっているか、またどのような連携を求めているかということについて郵送法によるアンケート調査を実施した。その結果、教諭、養護教諭、スクールカウンセラー、いずれの職種においても適応指導教室についての理解が不足していた。適応指導教室の運営方針、指導内容等について特に顕著であった。また、適応指導教室との4月からのこの1年間の連携状況についてみると、きわめて少なく、このことが理解不足につながっていることが推測される。一方、連携のあり方については、いずれの職種においても、密接な連携を求めていることが明らかとなった。

さらに、回答者の連携に関する自由記述をみると、まずは適応指導教室と中学校の連絡会等の設置をすることで、お互いの存在を理解し、情報交換を行うというスタート地点に立つことから始まるというものが多く、現状では適応指導教室が学校現場とは遊離した形で運営されていることが推察される。このことは、昨年度実施した適応指導教室の指導者を対象としたアンケート調査でも、同様の意見が挙がっており、両者の遊離を埋めるため、あるいは仲介をとるべく、上部組織の各市町村の教育委員会による連絡協議会等の推進が必要であることが言えよう。
地震波動伝播特性と減衰の評価の汎用手法について

構造物の設計などの時に、地震動入力の作成は重要であり、そのために必要な点の一つとして、地盤中の地震波動の伝播と減衰に関する理論が挙げられる。本研究では、地盤の材料非線形特性及び減衰性に起因する現象を対象とし、非線形粘弾性体に対して、特に減退記憶理論及びAttenuating Neigbhood理論による一般的な構成則に関する新しい理論を導出し、それにより非線形地震波動伝播と減衰の特性を明らかにすることを全体の目的としている。平成6年度では、これまでに理論的に導出してきた減退記憶を伴う非線形粘弾性体の一般的な構成則及び空間領域での減衰理論のAttenuating Neighbood理論を用いて、地震波動の減衰特性について検討した。周波数領域での地震波動減衰の特性を把握するために、記憶関数を用いて考察し、実際の地震波動の減衰などを計算するために、数値解法などを提案し、更に応用手法について論じ、応用例についても説明した(発表論文1)。それと同時に、地震波動をより正確に取り扱うために、周波数領域での伝播・減衰について検討するだけではなく、波数領域での波動減衰を扱うために、Attenuating Neighhood理論を連続体力学より提案し、波動方程式及びその解を誘導し、空間領域での波動減衰を理論的に説明した(発表論文1)。
葉緑体 in vitro RNAスプライシング系を用いたスプライシング反応の解析

タバコ植物の葉緑体ゲノムは、110余種の遺伝子を持つ。このうち、12種のタンパク質をコードする遺伝子はイントロンを含む。菌類ミトコンドリアのイントロンを基にした分類によれば、これらのイントロンは、グループII型とされている。菌類のグループIIイントロンの多くはセルフスプライシングする。しかし、顕花植物の葉緑体のグループII類イントロンはセルフスプライシングしないので、タンパク質因子の関与が考えられる。タバコ葉緑体のH+-ATPアーゼのサブユニットCF1アルファをコードするatpF遺伝子のイントロン2次構造モデルの作図を行いエキソン結合部位(EBS1とEBS2)を探索した。タバコのイントロン構造を基に、ホウレンソウ、エンドウ、イネとシロイヌナズナのatpFイントロンの2次構造もあわせて作図した。イントロンの長さ(単子葉植物のイントロンは100塩基程長い)と配列類似性は異なっていたが、2次構造はよく似ていた。それぞれのイントロンのエキソン結合部位(EBS1とEBS2)を推定した。タバコ葉緑体のatpFイントロンの推定したEBS1とEBS2につき、変異を導入し、我々が開発したタバコin vitroスプライシング系で調べた。その結果、推定したEBS1が正しいことを示した。EBS2については明確な結果が得られていないので、現在解析中である。in vitro系でスプライスされたmRNAを抽出して、それぞれの塩基配列を調べたところ、正しい位置でイントロンが除去され、両エキソンが結合されていることを明らかにした。従って、我々のin vitro系は葉緑体内の反応を正して反映していると考えられる。グループIIAに属すので、EBS1の位置と働きが異なることが考えられる。タバコのatpFイントロンの2次構造モデルを完成させ、予想したエキソン結合部位EBS1が実験的に正しいことを証明した。現在、少しづつ論文の作製を進めている。おおむね当初計画どおりに研究を進める。ついで、論文を発表する。顕花植物の葉緑体ゲノムは、110余種の遺伝子を持つ。このうち、12種のタンパク質遺伝子はイントロンを含む。しかし、顕花植物の葉緑体のグループII様イントロンはセルフスプライシングしない。タバコ葉緑体のチトクロームb/f複合体のサブユニットIVをコードするpetD遺伝子のイントロンの2次構造モデルの作図とエキソン結合部位(EBS)を探索した。タバコの構造を基に、ホウレンソウ、エンドウ、イネとトウモロコシのpetDイントロンの2次構造も作図した。イントロンの長さ(727744 nt)と配列類似性(6872 %)は異なっていたが、2次構造はよく似ていた。しかし、いづれの植物にもEBS3は見当たらなかった。タバコpetDイントロンの推定したEBS1とEBS2につき、変異を導入し、我々の開発したタバコin vitroスプライシング系で調べた。その結果、推定したEBS1とEBS2が正しいことを示した。in vitro系でスプライスされたmRNAを抽出して、それぞれの塩基配列を調べたところ、すべて正しい位置でイントロンが除去されていることを明らかにした。Michelらによれば、petDイントロンは、グループIIB型に属すとされている。そこでグループIIAに属すと考えられるatpFのイントロンの2次構造も作図して、イントロン結合部位(EBS1とEBS2)の推定をを行っている。タバコのpetDイントロンの2次構造モデルを完成させ、予想したエキソン結合部位EBS1とEBS2が実験的に正しいことを証明した。

従って、我々のin vitro系は葉緑体内の反応を正して反映していると考えられる。グループIIAに属すので、EBS1の位置と働きが異なることが考えられる。タバコのatpFイントロンの2次構造モデルを完成させ、予想したエキソン結合部位EBS1が実験的に正しいことを証明した。現在、少しづつ論文の作製を進めている。おおむね当初計画どおりに研究を進める。ついで、論文を発表する。理由:物品の購入を控えたため。使用計画:次年度、物品を購入する時に使用する予定。物品の購入を控えたため。次年度、物品を購入する時に使用する予定。
予防重視型の医療保障システムの制度設計に関する研究

人口の高齢化の進展にともなう医療・介護費用の増大が見込まれるなか、医療保障システムにおける「予防」の比重を高めることが必要となっている。本研究では、フランスとドイツの取組みについて検討し、次のようなことを明らかにした。両国では、人々の健康維持や疾病の悪化防止に必要な「予防」と「治療」を継続的・一体的に提供するための制度的な枠組みが整備されつつある。比較考察を通じて、日本において予防重視型の医療保障システムを構築するためには、かかりつけ医(家庭医)の役割、恒常的な連携体制の構築、医療の質の向上を促す仕組み、および医療保険者の役割を検討することが重要であることが示唆された。平成27年度の前半は、健康増進や疾病予防に関するフランスとドイツの近年の改革方策について文献研究を行い、予防推進方策の現状、予防サービスの提供体制、関連主体の役割分担等について整理した。それを踏まえて、平成27年度後半には、フランスとドイツにおいて医療保険者や研究者等を訪問し、予防関連施策の現状と課題に関する意見交換や情報収集を行った。さらに、マックスプランク社会法・社会政策研究所(在ドイツ・ミュンヘン)において関連文献・情報の収集を行った。これらの調査を踏まえて、フランスとドイツにおける疾病予防・健康増進の取組みについて検討を行い、平成27年10月31日から11月1日にかけて開催された社会政策学会第131回大会において成果の報告を行った。報告を通じて、フランスとドイツでは、予防の推進体制や推進主体・方法において次のような違いがあることを明らかにした。フランスでは、国と地域圏保健庁が予防や健康増進に関する目標の設定を行い、全国予防健康教育協会の関与を通じて、さまざまな予防プログラム等が実施されている。疾病予防や健康増進の取組みは、国の定めた政策目標のもとで公的な組織によって推進されているといえる。ドイツでは、2015年7月に健康増進・予防強化法が施行され、政策が大きく前進した。フランスと比較した場合、ドイツでは、全国的な予防戦略の策定、疾病の早期発見、予防接種の推進、生活習慣病の予防等の具体的な取組みの推進において、医療保険の保険者が重要な役割を担っている。なお、フランスにおいて、2016年1月に医療システム現代化法が制定され、予防をめぐる政策的取り組みが強化された。平成27年度の調査研究においては十分に検討することができなかったため、平成28年度において、当該法律の内容とそれによる予防政策への影響等についての検討を行うこととする。当初の研究計画において予定していた通り、平成27年度前半には文献調査によって諸論点についての検討を行い、後半にはフランスとドイツにおける訪問調査を実施することができた。また、調査の結果を踏まえて社会政策学会で報告を行うことができた。このため、本研究の目的を達成するためのプロセスをおおむね順調に進めることができているといえる。前年度の研究成果を踏まえ、疾病予防に関する改革の論点整理を行うため、平成28年8月にマックスプランク社会法・社会政策研究所(在ドイツ・ミュンヘン)において関連文献・情報の収集を実施するとともに、国内外においてフランス・ドイツの研究者との意見交換を行った。これらの研究活動に加えて、フランスについては、医療システム現代化法(2016年1月制定)や新たな医療協約(2016年8月締結)等の最新の政策動向を踏まえた改革方策の検討を行った。これらの研究の成果は、次のような形で発表した。まず、平成28年10月に開催された社会政策学会第133回大会において「変わりゆくフランスの自由医療」と題する報告を行い、このなかで開業医の医療提供のあり方が少しずつ変質すると同時に、予防や慢性疾患の管理といった役割が強化されてきていることを明らかにした。また、フランスのプライマリケアの領域における新たなサービスの供給形態について検討し、「フランスにおける「多職種診療施設」の発展」(『福祉社会科学』第7号、2016年12月)として発表し、慢性疾患患者への多職種による介入を推進するための仕組みについて考察した。さらに、予防や慢性疾患の管理において重要な役割を担っているフランスのかかりつけ医について検討し、「フランスにおけるかかりつけ医制度の導入」(『福祉社会科学』第8号、2017年3月)として発表した。ドイツについては、前年度から健康増進・予防強化法(2015年7月施行)に関する研究を行っているが、一方で、疾病管理プログラム等の具体的な施策の最新動向についての検討がやや遅れており、これを補うため、平成29年3月にマックスプランク社会法・社会政策研究所において関連文献・情報を収集し、研究をさらに進めるための準備を行った。フランスにおいて予防や疾病管理を強化するための政策的な取組みや工夫は、医療の質やアクセスの向上、効率化等を主目的とした様々な改革方策のなかに埋め込まれているため、それらを明らかにするために個々の改革方策を具体的に検討する必要が生じた。このため平成28年度は、これらの改革方策の分析のために多くの時間が必要となったが、検討を通じて、フランスの医療保障システムにおいて「予防」の比重が高まりつつある具体的な状況を明らかにすることができた。このような作業は、改革方策の論点整理を行い、医療保障システムの変容を明らかにする上で不可欠なものであるが、このためにドイツの改革方策に関する検討がやや遅れている状況にある。平成29年度の前半には、ドイツの多様な医療提供者の連携の仕組み(疾病管理プログラム、家庭医制度、統合供給等)に焦点をあて、予防をめぐる改革方策のさらなる検討を行った。

まず、慢性疾患患者のための組織化された治療プログラムである「疾病管理プログラム」の制度的枠組みや普及のための工夫、効果等に関する検討を行った。研究の成果は、「慢性疾患患者に対する医療提供のあり方ードイツ医療保険における疾病管理プログラムー」(『福祉社会科学』第9号、2017年10月)として発表した。次に、ドイツにおける家庭医制度と多様な医療提供者の連携の仕組みである統合供給について検討するため、8月にマックスプランク社会法・社会政策研究所(在ドイツ・ミュンヘン)に研究滞在し、関連文献・情報の収集、専門家との意見交換を行った。これを踏まえてドイツの改革方策について検討するとともに、フランスの改革方策との比較考察を行い、平成29年10月に開催された社会政策学会第135回大会において「予防の強化を目的とした仏独の医療保険の改革方策ー慢性疾患への対応を中心にー」と題する報告を行った。報告においては、フランスの改革方策(かかりつけ医制度と関連の報酬支払い制度)とドイツの改革方策(家庭医制度と疾病管理プログラム)を通じた慢性疾患への対応について比較の視点から検討を行った。最後に、本研究のまとめとしてフランスとドイツの予防・疾病管理に関する改革方策の比較考察を行った上で、日本の政策的取組みへの示唆を整理し、その成果を「フランスとドイツにおける疾病管理・予防の取組み」(『健保連海外医療保障』No.117、2018年)として発表した。本研究を通じて明らかとなった、予防を強化するための取組みの共通要素と医療保険(保険者)の役割は、日本の医療保障システムを予防重視型へと転換するために重要な知見であると考える。人口の高齢化の進展にともなう医療・介護費用の増大が見込まれるなか、医療保障システムにおける「予防」の比重を高めることが必要となっている。本研究では、フランスとドイツの取組みについて検討し、次のようなことを明らかにした。両国では、人々の健康維持や疾病の悪化防止に必要な「予防」と「治療」を継続的・一体的に提供するための制度的な枠組みが整備されつつある。比較考察を通じて、日本において予防重視型の医療保障システムを構築するためには、かかりつけ医(家庭医)の役割、恒常的な連携体制の構築、医療の質の向上を促す仕組み、および医療保険者の役割を検討することが重要であることが示唆された。フランスとドイツにおいて、近年、予防政策に大きな影響を与える改革法が成立し、それによって両国の医療保障システムは、まさに変化のただなかにある。平成28年度は、現在生じているこれらの変化について分析し、検討を行いながら、改革方策を比較するための諸論点についての考察を深めていくこととする。変容しつつある医療保障システムの全体像を把握することに努めつつ、フランスとドイツにおいて必要な補足調査を平成28年度後半に実施する。平成29年度の前半においては、まず疾病管理プログラム等に関するドイツの改革方策についての検討を行う。さらに、フランスとドイツにおける補足調査と研究者等との意見交換を通じて、両国における改革方策について総合的な検討を行うとともに、予防重視型の医療保障システムへの変容について考察を行う。
成長マインドセットが優れた他者に対する否定的な態度に及ぼす影響

本研究では,優れた他者に対する脅威を低減することで,妬みなどの否定的な態度を低減する方略を提案する。特に,自己と他者の関係性に注目し,自己が優れた他者に追いつこうとする心のあり方(成長マインドセット)を形成することが,優れた他者に対する認知・感情・行動に及ぼす影響を検討することを目的としている。平成27年度は,成長マインドセットを形成することがキャリア女性に対する認知(ステレオタイプ)を肯定的にすることを明らかにしたが,平成28年度は,とくに感情に焦点を当てた研究を行った。上下の動作が成長マインドセットの形成に有効であるかを検討する実験室実験を行った。具体的には,ホワイトボード上で「自己」と書かれたマグネットを「他者」と書かれたマグネットの位置まで引き上げるような動作を行うことで成長マインドセットを形成した参加者は,自分より優れた結果を得た他者に対して,妬み感情ではなく,羨望を感じやすかった。また,先行研究によって,妬みは他者の不幸を喜ぶシャーデンフロイデと関連しており,他方で,羨望はその後の課題への動機づけを促すことが指摘されている。そこで,成長マインドセットがシャーデンフロイデと動機づけにどのような影響を及ぼすのかも検討した。その結果,成長マインドセットを形成した参加者は,羨望が生起しやすいだけでなく,シャーデンフロイデが生起しにくかった。ただし,動機づけに関しては有意な効果が得られなかった。実際の行動意図に関しては,今後さらなる検討を行う必要があるだろう。以上のような限界点はあるものの,動作によって成長マインドセットを形成することが,さまざまな感情にポジティブな効果をもたらすことが明らかになった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。私たちは自分より優れた他者に対して妬みなどの否定的な態度を抱くことがある。他方で,そうした場合には,ポジティブな動機付けにつながる羨望を感じることもある。本研究では,優れた他者に対する脅威を低減することで,否定的な態度を低減する方略を提案する。特に,自己と他者の関係性に注目し,自己が優れた他者に追いつこうとする心のあり方(成長マインドセット)を形成することが,優れた他者に対する認知・感情・行動に及ぼす影響を検討することを目的とした。平成27年度は高地位集団に対する認知として,ステレオタイプ的集団の成員であるキャリア女性に対するイメージの研究を行った。実験において,質問紙上で「自己」を「他者」の位置まで引き上げるような動作を行うことで成長マインドセットを形成し,その後キャリア女性に対する印象を評定した。実験の結果,とくに女性参加者において,成長マインドセットを形成すると,キャリア女性の特性をポジティブに評定する傾向が見られた。加えて,キャリア女性に対する妬み感情が低減し,羨望が生起し,友好的な態度も高く評定された。また,操作方法と従属変数の修正をしたフォローアップ実験においても実験結果は概ね仮説を支持しており,成長マインドセットを形成することで,シナリオ上で自分よりも優れた他者に対して,妬みが低減し,羨望が生起していた。キャリア女性のような高地位者は,一般的に脅威を与えうる対象であるため,否定的な態度が改善しにくいとされるが,本研究のように成長マインドセットを形成することで,そうした態度が改善されうる可能性を示した。
非相溶ポリマーブレンドのモルフォロジーと電気粘性効果

電気粘性効果(ER効果)とは、電場を印加すると流体の粘性が著しく増加する現象をいう。側鎖型液晶ポリシロキサン(C_3EACN)をジメチルシリコン溶媒(DMS)に分散させた系は、大きなER効果を示すことが分かっているが、その機構は良く理解されていない。この系は互いに相溶しない非相溶ポリマーブレンドであり、相分離している。本研究では、電場の印加により相分離構造のモルフォロジーが変化することに着目し、この系でのER効果のメカニズムを解析した。初めに、C_3EACNの構造と電気的特性をX-線回折,誘電率測定の実験によって調べた。その結果、ER効果を示す温度領域ではC_3EACNは液晶性は示さないこと、液晶基に起因するδ緩和が10KHz以上で存在すること、1kHz以下でイオン導電性を示すことが明らかになった。次に、電場印加後のモルフォロジーの変化を顕微鏡観察によって調べた。この系では、溶媒の中にC_3EACNのドロプレットが島状に点在している。電場を印加すると、ドロプレットは電場方向に引き延ばされる。そこで、ドロプレットの変形率を印加電場の周波数依存性を画像処理によって定量的に測定した。80Hz以下ではドロプレットの変形が大きいが、周波数の増加に伴ってしだいに変形量は少なくなり、1kHzではほとんど変形しないことが分かった。このドロプレットの変形はMaxwellの応力に起因すると考え、C_3EACNの誘電率及び導電率の値を用いて変形率の周波数依存性を理論的に計算したところ、実験結果と良く一致した。ドロプレットの変形と系全体の粘性の関連を調べるために、粘度計を用いてER効果の電場周波数依存性の測定を行った。ドロプレットの変形が緩和する周波数帯で、粘性変化も著しく減少していることが分かった。従って、この系でのER効果は、ドロプレットの変形に起因することが明らかになった。
高密度プラズマ中での核燃焼デトネーション波の伝播機構の解明とその応用

高密度プラズマ中を伝播するレーザー核融合(以下LF)の燃焼波に代表させるような、超高温デトネーション核燃焼波では、化学反応系のデトネーション波とは異なる、非局所熱輸送過程(電子熱伝導・輻射輸送・核反応生成粒子輸送)が重要となる。本研究では、いまだ実験室においては実現されていない核燃焼の代わりに、レーザーによりガス中に駆動されるレーザー駆動デトネーションに対する数値シミュレーションを行い、その伝播特性を明らかにするとともに、高速点火方式レーザー核融合における核燃焼点火・燃焼特性を明らかにした。本研究では、高密度プラズマ中を伝播するレーザー核融合(以下LF)核燃焼波に対する多次元多階層詳細シミュレーションに基づき、LF核燃焼駆動デトネーション波の伝播機構を解明し、化学反応系のデトネーションモデルとの相違点を見出し、核燃焼デトネーション波伝播に対する理論モデルの構築を行うことを目的とする。平成25年度は、実施計画に基づき、下記3点を実施した。(1)α粒子輸送コード開発:α粒子の分布関数の時間発展を記述するFokker-Planck-Boltzmann方程式を直接離散化し、高精度且つ並列化が可能な数値解法を適用して運動方向依存性を考慮した輸送コードの開発を行った。この際、衝突項にはバルク電子縮退効果を考慮したものを用いた。また、並列化ならびに計算手法として容易な粒子法による輸送コードの開発を行った。(2)輻射オパシティーテーブルの整備:これまで自由電子間の相互作用のみを考慮したものを用いていたが、研究協力者の助力を受け、束縛電子との相互作用も含めたものに改良した。具体的には、輻射衝突平衡モデル(CRE)ならびに局所熱平衡モデル(LTE)によるテーブルを作成し、密度・温度領域に応じて適切なモデルを使い分けるようにした。(3)解析:平板プラズマを仮定した1、2次元燃焼シミュレーションを行い、点火初期のデフラグレーション波からデトネーションへの移行、並びにデトネーション波の伝播に対する非局所熱輸送、反応率温度依存性、プラズマスケール等の影響を調べた。化学燃焼の場合と異なり、輻射やα粒子輸送といった非局所輸送が、伝播・不安定性の平滑化に重要な物理機構として働いていることを明らかにした。また、開発したコードを用いて点火用高エネルギー粒子ビーム(イオンならびに電子)入射による核燃焼点火から燃焼までのシミュレーション、並びにこれらビーム生成に関するシミュレーションも行った。平成26年度は、核燃焼波を模擬し、実験も行われているレーザー駆動デトネーションを対象とした解析を進めた。LF核燃焼駆動デトネーション波を模擬するレーザー駆動デトネーション実験を対象とした解析を行うために、常温気体からプラズマ領域までの窒素ガスに対する状態方程式並びに輻射オパシティーテーブルの整備を行った。これを用い、1次元輻射流体シミュレーションを行い、レーザー駆動デトネーションにおいて、輻射による非局所エネルギー輸送が衝撃波前方を先行加熱し、電離させ、レーザー吸収を引き起こす。この結果、波面構造や伝播特性が化学反応系と大きく異なることが明らかとなった。また、先行実験との比較により、先行加熱による先行電離領域長や伝播速度がよく一致しており、シミュレーションの妥当性の検証も行った。平成27年度は、核燃焼波を模擬し、実験も行われているレーザー駆動デトネーション解析を継続して行い、更に爆縮コアを外部加熱により点火温度までごく短時間内に加熱する高速点火レーザー核融合方式の加熱過程の解析をおもに進めた。LF核燃焼駆動デトネーション波を模擬するレーザー駆動デトネーション実験を対象とした解析では、昨年度の解析に加え、(1)常温近傍の低電離気体中での中性粒子と電子との衝突過程を通じたレーザー吸収過程の考慮、並びに(2)実験で用いられたレーザーの実波形を用いた解析を実施した。1次元輻射流体シミュレーションを行い、(1)中性粒子と電子との衝突過程によるレーザー吸収は、低電離領域(電離度1/100以下)では主たるレーザー吸収機構となっているが、その領域では、デトネーション領域から輸送される輻射エネルギーの吸収の方が支配的であり、デトネーション伝播機構や先行加熱領域形成にはほとんど影響しないことが示された。また、実波形を用いた解析により、デトネーション伝播速度の実験結果とシミュレーション結果はより良い一致を示すようになった。シミュレーション解析により実験での伝播速度が理論値より低くなる原因が、デトネーション領域におけるレーザーエネルギー吸収効率の低下に起因することが示された。高速点火レーザー核融合により、核燃焼駆動デトネーションを点火するためのコア加熱効率向上のための磁場印加効果について、統合シミュレーションにより評価し、加熱効率向上のために要する磁場要件について評価した。

本研究では、いまだ実験室においては実現されていない核燃焼の代わりに、レーザーによりガス中に駆動されるレーザー駆動デトネーションに対する数値シミュレーションを行い、その伝播特性を明らかにするとともに、高速点火方式レーザー核融合における核燃焼点火・燃焼特性を明らかにした。本年度は、磁場効果を導入する予定であったが、それに先立ち、LFデトネーションを模擬し、先行実験が行われているレーザー駆動デトネーションの解析に重点を置いて進めた。この結果、非局所エネルギー輸送がデトネーション波伝播に重要な役割を示していること、また、実験との比較により、本研究のベースとなる輻射流体コードの妥当性が示された。これらにより、LF核燃焼デトネーション解析を行う上で重要な知見を得ることができた。磁場導入に関しては、すでにベースコードには導入済みであり、アルファ粒子輸送コードへの導入のみを残すところであり、次年度において十分遅れを取り戻せると考える。レーザープラズマ物理平成27年度はコード開発と解析を並行して進める。コード開発:磁場効果(α粒子輸送コードへののローレンツ項の付加、電子熱伝導係数への磁場項の付加、MHDモデルによる磁場発展方程式を流体計算部と並列して解く)の考慮を行う。解析:昨年度の平板系での燃焼計算を発展させ、平板プラズマを対象に様々な温度密度擾乱や初期磁場を仮定し、伝播特性を評価して、伝播の安定性/不安定性の条件を明らかにする。また、レーザー爆縮コアを対象とした解析を行い、より高燃焼率を可能とする爆縮コア状態(密度・温度プロファイル、磁場配位)ならびに点火方法(中心,非中心,多点点火など)を明らかにする。上記研究推進に当たり、研究協力者(コード開発については、並列化:阪大長友准教授、核融合研坂上教授、磁場効果:阪大長友准教授、ネバダ大レノ校千徳教授等、解析結果に対する議論については広大遠藤琢磨教授、光産創大三間教授、阪大西原教授等)の助力を仰ぎ、研究効率を高める。α粒子輸送コードの開発において、研究当初はFokker-Planck-Boltzmann輸送方程式に基づいた分布関数を解く手法を採用した。一方で、並列化や、今後の磁場の効果や、他種粒子(高速電子など)の輸送を解くに当たり、ラグランジュ的な粒子法の方が、計算負荷が小さくなる可能性があった。このため、年度後半期において、粒子法による輸送コードの開発、並びに燃焼コードとの結合作業を行った。このため、当初予定よりも研究の進展が遅くなった。一方で、開発した粒子コードは輸送方程式ベースの分布関数を解く方式に比べ、簡易なことや、非等方性が非常に強い場合(ビーム粒子の輸送等)に精度よく解くことができるなど利点も明らかになり、今後の研究の進展既大きく寄与することが期待される。これにより、当年度は達成度としてはやや遅れているとしたが、残り2年度で十分遅れを取り戻せると考える。予定していた国際会議一件につき、別予算からの支援を受けたこと、ならびに解析用PCの購入が遅れ、次年度に繰り越したことが要因である。
新たに発見された白内障マウスの遺伝解析とヒト疾患のモデルとしての評価

1.白内障の発症は5週齢から観察されて14週齢には全て両側性の白内障となり、100%の発祥率と浸透度を示した。一般状態、成長、行動の観察においてDマウスは、他の系統と比較して特記すべき変化は認められなかった。繁殖能力は初産の産子数6.0匹および離乳率83.1%で正常であった。2.さらに、Dマウスの血液学的検査成績、血液生化学的検査成績、および尿検査成績はいずれも正常範囲にあり、対照としたBALB/cとの間に差は認められなかった。3.DマウスとMSMの交雑F_1動物(DXM)F_1、F_1とDマウスとの戻し交配動物DDMおよびF_2動物(DXM)F_1における白内障の発症は、(DXM)F_1では白内障を発症するものは見られず、DDMにおいては117匹中58匹(49.5%)に、(DXM)F_2においては586匹中142匹(24.2%)に白内障が発症した。4.白内障発症の原因遺伝子(lr2)の第14番染色体上でのより詳細な位置決定を行った。亜種間交雑F_2マウス586匹を分析し、マイクロサテライトマーカー間の順序、距離およびlr2遺伝子の精密な位置を決定した。lr2遺伝子はD14Mit28を含む、D14Mit143(158,262)とD14Mit39(237)の間1.19cMの領域内に存在することが明らかになった。本白内障マウスは上記候補遺伝子の機能の解析ならびにヒトのある種の白内障の発症機序の解明のための有用なモデル動物となることが期待される。ヒトの白内障のモデル動物の開発と評価のため、新たに発見された白内障マウス(CXSD,以下D)に関して行った1年目の研究結果は以下の通りである。1.組織学的研究により、この白内障の主な特徴は水晶体における空胞形成と水晶体内の物質の硝子体内への崩出であることがわかった。2.このような白内障の原因になる遺伝子の探索のための交配実験の結果、その原因遺伝子は常染色体上の単一劣性遺伝子であって、第14番染色体と連鎖があることがわかった(Laboratory Animals, Vol.31, 1997)。4.[(STS X D)F_1XD]マウス140匹を用いて連鎖解析を行った結果、第14番染色体の中心部にあるマイクロサテライト・マーカーD14Mit28と強い連鎖があることが明らかになった。6.さらに、日本産野性マウスであるMSM/Msと白内障マウスとのF2intercross586匹を用い、多くのマイクロサテライト・マーカーを加えて精密な地図が作成された(投稿準備中).以上のようにlens ruptureを主徴とする白内障の原因遺伝子が1個の劣性遺伝子であり、第14番染色体上のD14Mit28から0.7cMという非常にせまい領域内に存在することが明らかになった。現在はこのようにしてしぼり込まれた白内障遺伝子のクローニングを目指している。1.白内障の発症は5週齢から観察されて14週齢には全て両側性の白内障となり、100%の発症率と浸透度を示した。

2.さらに、Dマウスの血液学的検査成績、血液生化学的検査成績、および尿検査成績はいずれも正常範囲にあり、対照としたBALB/cとの間に差は認められなかった。3.DマウスとMSMの交雑F_1動物(DXM)F_1、F_1とDマウスとの戻し交配動物DDMおよびF_2動物(DXM)F_2における白内障の発症は、(DXM)F_1では白内障を発症するものは見られず、DDMにおいては117匹中58匹(49.5%)に、(DXM)F_2においては586匹中142匹(24.2%)に白内障が発症した。4.白内障発症の原因遺伝子(Ir2)の第14番染色体上でのより詳細な位置決定を行った。亜種間交雑F_2マウス586匹を分析して、マイクロサテライトマーカー間の順序、距離およびIr2遺伝子の精密な位置を決定した。Ir2遺伝子はD14Mit28を含む、D14Mit143(158,262)とD14Mit39(237)の間1.19cMの領域内に存在することが明らかになった。本白内障マウスは上記候補遺伝子の機能の解析ならびにヒトのある種の白内障の発症機序の解明のための有用なモデル動物となることが期待される。
体内に挿入して手術が可能な極小の５本指のマスタスレーブ式ロボットハンドの開発

本研究は、究極的に直感的な腹腔鏡手術用ロボットとして、体内に挿入して手術が可能な極小の5本指のマスタスレーブ式ロボットハンドを開発することを目的としている。最終形としてグローブ型センサによって操縦者の手の動きを体内で再現することが可能な2本のハンドを備え、3D内視鏡を加えたシステムにてドライボックスでの外科結紮を実現することを目標としている。平成30年度は、先端部が屈曲するロボット3D内視鏡を新たに開発した。直径10mmの6自由度シリアルリンクロボットの先端に、HD画質の小型CMOSカメラを2個配置した。内視鏡は直線状にして腹腔への挿入点を不動点にする制御で実現する方法と、腕のように肩肘関節を設ける方法があるが、本システムは指を駆動するモータの数が多く、前者の場合では体外でロボット本体を振り回すことになりイナーシャが大きくなりすぎるため、後者の方法で実装した。動力伝達は腕部と同じく蛇管ワイヤにより、各関節拮抗駆動とした。カメラ画像は3Dヘッドマウントディスプレイに低レイテンシで表示する。内視鏡のコントロールは、ジョイスティック等も考えられるが、より直感的操作とするため、ヘッドマウントディスプレイに搭載した磁気式位置センサで頭部の動きを検出し、頭部の動きと3D内視鏡の動きが同期するようにした。これにより、過年度に開発した2本のハンドと合わせ、手2本、カメラ1本からなるシステムが完成した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。H28年度は主にハードウェア開発とその評価に取り組み、φ12mmの円筒に収まる20自由度(能動15自由度)の人の手を模した5本指ハンド、およびその腕部(6能動自由度、手首径11mm)を左右腕分作成した。これによりおそらく世界最小の5本指ハンドが両腕分が完成した。指部、腕部ともに1関節を1対2本のワイヤで牽引する拮抗駆動方式とし、ワイヤの伝達経路である腕は曲がるため蛇管ワイヤによる動力伝達を採用した。動作試験を行い、関節角度指令値と実際の関節角を比較したところ、約10degのヒステリシスが見られた。この原因の一つは、非対称な関節を用いているため関節角によりワイヤ経路長が変化する一方、ワイヤ1対2本を1個のモータ・プーリで駆動していることと思われた。このため、ワイヤ1本につき1個のモータを適用する改良を行った。マスタは多自由度の変位をまとめてUSBカメラで検出する方法を取っているため、画像転送による時間遅れが100ms程度見られた。これを縮小するため、カメラの再選定、転送方法の見直しを行った。作成したロボットハンドにより外科結紮を成功させることを目標としているが、これにまだ成功していないため。H29年度は特に操作性を大幅に向上させるため、マスタグローブについてハードウェアの改良を行った。これまでに独自に開発してきたマスタグローブは関節の動きをワイヤに伝え、その変位をカメラで検出するため、カメラの画像転送、データ処理にかかる時間遅れが大きいという問題があった。また、ジョイントベースのセンシングであるため、各関節の誤差が蓄積して指先端に現れ、特につまみ動作のときに指先が合わない問題があった。そこでこれまでの方式を変更し、非接触位置センサで指先位置を直接計測し、手のリンクモデルを用いて各関節角度を算出する方式とした。位置センサには高サンプリングレートの磁気式センサを用いた。また、本システムに内蔵する3D内視鏡を内製する予定であるが、これまで小型カメラの入手が問題であった。ハイビジョン、高フレームレート、低レイテンシで手術に使用するのに十分な品質の小型カメラを選定し、これに独自のカスタマイズを加えて使用することとした。これに必要な回路開発を行った。ロボットハンドによる外科結紮にまだ成功していないため。