hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
工学と関連する非適切問題の数値解析に関する総合的研究

(1)研究組織の運営:磯、山本、大西、登坂(2)非適切問題の適切クラスの数学的研究:亀高、西田、磯、山本、久保(雅)(3)非適切問題の数値計算アルゴリズムの研究:磯、大西、森、木村、久保(司)、登坂(4)弾性体逆問題における適切クラスの研究:三好、田沼、久保(雅)(5)欠陥同定問題における適切クラスの研究:青木、久保(司)、田中、西村研究組織を上記の班に分け、各々の問題について理論と数値計算の両面から研究を行った。全体の進歩状況は(1)が常に把握し、必要な研究発表会、研究集会、ワークショップを計画、実施した。"非適切問題(ill-posed problems)"はHadamardの意味での"適切問題(well-posed problems)"の反対概念として定義され、永い間積極的な意味を持つ問題としては取り扱われていなかった。しかし近年の科学・技術の進歩により、物理的に意味のある問題として非適切問題が脚光を浴びるに至っている。即ち、技術改革の中にあって、様々な断層撮影法及びシステムの制御問題の研究が工学・物理学・医学において研究されるようになったが、これらの問題の多くはHadamardの意味で非適切であり、積極的な意味を持つ問題として非適切問題が取り上げられるに至っている。このような状況下で、逆問題を中心とする非適切問題に対する数値解析理論を整備することが本研究の本年度の目的であった。代表者が提唱する"非適切問題の適切クラス"を中心に、平成7,8年度の研究を継続した形で研究を行った。工学、分けても材料系の分野における逆問題解析では、取り扱う材料に関する先験的工学情報を援用することによって逆問題の数値計算に成功する例が多い。即ち、数学的には非適切であるものの、工学的に意味を持つ範囲に制限することによって問題を適切化し、数値計算の成功を得ている。これらの例は"非適切問題の適切クラス"あるいは"条件安定評価"と密接に関わるものと思われる。このような例は各々の非適切問題に固有にあるものと思われるので、この点を中心に研究を進めた。具体的には、平成9年度は次のようなグループにて上記の研究目的の達成を図った。(1)研究組織の運営:磯、山本、大西、登坂(2)非適切問題の適切クラスの数学的研究:亀高、西田、磯、山本、久保(雅)(3)非適切問題の数値計算アリゴリズムの研究:磯、大西、森、木村、久保(司)、登坂(4):弾性体逆問題における適切クラスの研究:三好、田沼、久保(雅)(5):欠陥同定問題における適切クラスの研究:青木、久保(司)、田中、西村上記の研究組織に加え、日本に滞在中のロシア科学アカデミーのA.Boukhgueim教授を研究協力者として迎え、Carleman評価の逆問題への応用についての専門知識の提供を受け、この分野において有益な討論が行えた。
ATMT法による深在性真菌治療薬ミカファンギンの生合成機構の解明

エキノカンジン群物質の1つであるFR901379を生産する糸状菌Coleophoma empetri F-11899のアグロバクテリウム形質転換法によるT-DNA挿入変異解析と次世代シーケンスによるドラフトゲノム解析によって生合成関連遺伝子群を見いだした。しかしながら、その生合成関連遺伝子群がコードされているクラスター領域は非常に大きく、機能未知の遺伝子や酸化還元酵素の遺伝子の数が多いことなどから、FR901379生産菌のゲノム配列情報だけからでは生合成経路や反応の単純な推定は困難であった。これまでに、C.empetriF-11899株のATMT挿入変異解析のための効率的な形質転換条件を確立した(Yamada et al., Curr Genet 2009)。この形質転換条件で得られた変異株をライブラリー化(約1万株)し、抗菌活性を指標としたFR901379生産減少株のスクリーニングを行った。さらにHPLC用いてこれら候補株菌体内FR901379の生産量を測定し、野生株に対してFR901379生産量が1%未満の非生産変異株を得た。この非生産株のサザン解析を行い、4株においてシングルコピーで挿入されていることを確認した。TAIL-PCR法とプラスミドレスキュー法を併用してT-DNA挿入近傍配列の解析を行い、FR901379生合成に関わる可能性の高い遺伝子配列を見出すことに成功した。本研究成果をさらに適進させ、糸状菌が進化過程で獲得してきた独自の生合成機構の解明と、産業へその酵素を利用することは、生理活性物質の構造改変・修飾、新規の生理活性物質の創出に重要であり、広くは多様な抗生物質の実用化の途を拓くことが期待される。深在性真菌症治療薬ミカファンギンの原体であるFR901379は構造特徴からnonribosomal peptide synthetase (NRPS)によって生合成されていると考えられるが、その生合成遺伝子や生合成経路は不明である。これまでに、Agrobacterium tumefaciens mediated transformation (ATMT)法を用いてFR901379を生産する糸状菌Coleophoma empetri F-11899のT-DNA挿入変異株ライブラリーを作成し、抗菌活性を指標としたスクリーニングによってFR901379非生産株を単離した。これら変異株のT-DNA挿入近傍領域をTAIL-PCR法とプラスミドレスキュー法により単離し配列を解析した。一方で、次世代シーケンサーによるC.empetri F-11899のゲノム配列を解析し、T-DNA挿入近傍領域と比較した。得られたcontig配列上の遺伝子をアノテーションした結果、FR901379生合成に関わると推定される遺伝子群を見いだした。これら推定される遺伝子群がFR901379生合成経路にどの様に関連するのか、それら遺伝子の遺伝子破壊による証明と機能解析のための組換え発現を試みている。本研究によりFR901379生合成遺伝子とその生合成機構が解明されれば、修飾酵素を利用した物質構造の改変が可能となり、新規の生理活性物質の創出が期待される。抗真菌薬として用いられているエキノカンジン群物質は、6つの異形アミノ酸の環状ペプチドに1つの脂肪酸側鎖が付加した構造であり、構造特徴から、NRPS(非リボソームペプチド生合成酵素)によって生合成されると考えられるが、その詳細は不明である。これまでの研究においてエキノカンジン群物質の1つであるFR901379を生産する糸状菌Coleophoma empetri-11899のアグロバクテリウム形質転換法によるT-DNA挿入変異解析と次世代シーケンスによるドラフトゲノム解析によって生合成関連遺伝子群を見いだすことに成功した。また、複数の生合成遺伝子の相同組換えによる遺伝子破壊株の取得と証明を試みたが、残念ながら得ることが出来なかった。そこで、他のエキノカンジン群物質を生産する複数の糸状菌のゲノムを次世代シーケンスにより解析し、先に見いだしたFR901379生合成関連遺伝子の塩基配列情報を基に推定される遺伝子群を見いだし、それらを比較することで生合成に関わる複数の遺伝子群の絞り込みを行った。その結果、保存される一連の生合成関連遺伝子の組み合わせを絞り込むことが出来た。現在、相同組換えによる遺伝子破壊株が得られ易い生産菌に対して、これらの遺伝子の情報を基にエキノカンジン群物質の生合成機構の推定と証明を試みている。
ニトロシルヘム錯体。ESRスペクトルのシミュレーションと運動状態の研究

1.5配位ニトロシルヘム錯体Fe(TMP)NOのESRスペクトルを種々の有機溶媒中広い温度範囲(10400K)で測定した。ただし、TMP=テトラメシチルポルフィリンである。2.ESRスペクトルは,低温域(10100K)における斜方対称型(g_1≠g_2≠g_3)から、中間温度域(120200K)における軸対称型(g_1=g_2≠g_3)を経て、高温域(220380K)における等方型(g_1=g_2=g_3)へと大きな温度変化を示した。3.^<57>Feによる超微細分裂定数(10^<-4>cm^<-1>を単位とする)は、斜方対称型スペクトルから|A_1|=11.3,|A_2|=9.5,|A_3|=6.6が、軸対称型スペクトルから|A_⊥|=9.5が、また、等方型スペクトルからは|α_0|=5.2がそれぞれ求められた。分裂定数の符号はA_3はプラスであり、他はマイナスであることが推定された。4.錯体分子全体の回転運動(R_1)とNO軸配位子の分子内回転運動(R_2)の両者を考慮したStochastic Liouville法によるスペクトルシミュレーションから,運動状態についての定性的な理解が得られた。5.高温域ではR_1とR_2がともに速い。温度が下降するにしたがい,R_1は遅くなり,200K付近で凍結する。R_2は,NO軸配位子の分子軸のまわりの90°ジャンプであり,120K付近で遅くなるが,40Kぐらいまでは認められる。40120Kにおけるスペクトルは斜方対称型であるが,(g_1+g_2)/2付近にNO軸配位子の90°ジャンプを特徴づける吸収が観測される。1.5配位型ニトロシルヘム錯体Fe^<II>(p)NOのESRスペクトルを種々の有機溶媒中で広い温度範囲(10400K)で測定した。ただし,p=TMP(テトラメシチルポルフィリン),有機溶媒はトルエン, o-,m-,p-キシレン,n-,sec-ブチルベンゼンなどを用いた。2.これらの有機溶媒は,低温において凍結すると,グラス状態と多結晶状態になるが,グラス状態の熱的安定性はn-,sec-ブチルベンゼンが最も高く,ニトロシルヘム錯体の運動状態を研究する媒質として最適であった。3.sec-ブチルベンゼン中のFe(p)NOのESRスペクトルは,低温域における斜方対称型(5100K,g_1≠g_2≠g_3)から中間温度域における軸対称型(120200K,g_1=g_2≠g_3)を経て高温域における等方型(200400K,g_1=g_2=g_3)へと大きな温度変化を示した。4.Fe(p)NO分子全体の回転運動(R_1)とNO軸配位子の分子内回転運動(R_2)の両者を考慮したStochastic Liouville法によるシミュレーションから,下記のような運動状態についての定性的な理解が得られた。

40120Kにおけるスペクトルは斜方対称型であるが,(g_1+g_2)/2付近にNO軸配位子の90°ジャンプを特徴づける吸収が観測される。現在,定量的な解析法を検討中である。1.5配位型ニトロシルヘム錯体Fe^<II>(P)NOのESRスペクトルを、グラス状態の熱的安定性のよいsec-ブチルベンゼン中で、広い温度範囲(10400K)で測定した。ただし、p=TMP(テトラメシチルポルフィリン)である。2.5配位型ニトロシルヘム錯体Fe^<II>(P)^<15>NOは、ヘミンFe^<III>(p)Clを常法により合成し、そのsec-ブチルベンゼン溶液とNa^<15>NO_2-Na_2S_2O_4水溶液を激しく震蕩することにより、5配位型ニトロシルヘム錯体のsecーブチルベンゼン溶液を直接調製した。3.sec-ブチルベンゼン中のFe(p)NOのESRスペクトルは、低温域における斜方対称型(5100K,g_1≠g_2≠g_3)から中間温度域における軸対称型(120200K,g_1=g_2≠g_3)を経て高温域における等方型(200400K,g_1=g_2=g_3)へ大きな温度変化を示した。等方型スペクトルの線幅は、室温付近で最小になり、高温域および低温域では増大した。4.Fe(p)NO分子全体の回転運動(R_1)とNO軸配位子の分子内回転運動(R_2)の両者を考慮したシミュレーションから、高温域ではR_1とR_2がともに速く、温度が下降するにしたがいR_1は遅くなり、200k付近で凍結する。R_2は120K付近で遅くなるが、40Kぐらいまでは認められる。40120Kにおけるスペクトルは斜方対称型であるが、(g_1+g_2)/2付近にNO軸配位子の90°ジャンプを特徴づける吸収が観測される。5.等方型スペクトルの線幅は、高温域ではR_1の増大に伴うスピン一回転緩和の増大によるが、低温域、ではR_1の減少に伴うgおよびhfの異方性の寄与として理解される。1.^<57>Fe(I=1/2)および^<15>N(I=1/2)の同位体により濃縮された4種類の5配位型ニトロシルヘム錯体、^<56>Fe(TMP)^<14>NO,^<56>Fe(TMP)^<15>NO,^<57>Fe(TMP)^<14>NO,^<57>Fe(TMP)^<15>NOを調製し、そのトルエン溶液のESRスペクトルを広い温度範囲(15380K)で測定した。ただし、TMP=テトラメシチルポルフィリンである。2.ESRスペクトルは、低温域における斜方対称型から中間温度域における軸対称型を経て高温域における等方型へと大きな温度変化を示した。3.^<57>Feによる超微細分裂定数(10^<-4>cm^<-1>を単位として)は、斜方対称型スペクトルから|A_1|=11.3,|A_2|=9.5,|A_3|=6.6が、軸対称型スペクトルから|A_⊥|=9.5が、また、等方型スペクトルからは|a_0|=5.2がそれぞれ求められた。超微細分裂定数の符号はA_3はプラスであり、他はマイナスであることが推定された。4.錯体分子全体の回転運動(R_1)とNO軸配位子の分子内回転運動(R_2)の両者を考慮したシミュレーションから、高温域ではR_1とR_2がともに速く、R_1は温度が下降するにしたがい遅くなり、200K付近で凍結する。5.等方型スペクトルの線幅は、高温域ではR_1の増大に伴うスピンー回転緩和の増大によるが、低温域ではR_1の減少に伴うgおよびhfの異方性の寄与として理解される。
スーパーメタルの創製のための凝固・冷却時の高温析出相の“In−situ”観察制御

Fe-42%Ni合金と鋼を溶融状態から凝固、冷却した時の析出相を共焦点走査型レーザー顕微鏡でその場観察を行い以下の結果を得た。1.Fe-42%Ni合金はシャドウマスク材料等に用いられ、打ち抜き特性を向上することが重要であり、この特性の向上には高温で析出するMnSが重要な役割を担っている。溶体化処理後冷却過程でのMnS相の析出温度を直接観察から測定し、MnとSのFe-42%Ni合金中での溶解度積を温度関数として求めた。求めた溶解度積は従来鋼で報告されている溶解度積と近かった。析出後のMnS相の成長過程をその場観察するとともに、急冷した試料の分析から析出したMnSはアルミナを核として成長していることがわかった。これらはFe-Ni合金の打ち抜き特性の向上に必要なMnS相の析出現象の基礎データを提供した成果である。2.Mn系硫化物の鋼の固相中での析出・成長挙動を明らかにすることは、鋼の機械的性質の向上に重要である。鋼中においても上記と同様の観察を行った。析出温度は文献値に比べて、125K低かった。これは析出物がFeを固溶した(Mn、Fe)Sであるため純粋なMnSの値とは異なったと考えられる。析出物の成長速度は非常に速く、析出物の粒径は時間の約1/3乗に比例して大きくなった。このことから、析出物はオストワルド成長と同じ機構で成長したと考えられる。オストワルド成長を考慮した析出物の成長モデルで、臨界核半径を0.5nmとした場合の成長速度は観察結果と良く一致した。
超狭帯域発光ダイオードによる細胞光エンジニアリング

光照射を細胞工学における「人工的操作」とする「細胞光エンジニアリング」の萌芽を図ることを目的とした。半値幅10nm以下の超狭帯域光が「人工的操作」として有用であるという知見のもと、フレネルレンズとフィルターを用いて半値幅3-10nmの超狭帯域光を実現するシステムを構築した。照射光強度として、本目的に適した0.03-0.3mW/cm2程度が得られた。また、EuドープGaN LEDから得られる赤色光(621nm)が、大面積において均一な波長をとり、このパワー条件を満たすといった点で本目的に叶うことを確認した。実験の対象としては、調査の結果線維芽細胞からのコラーゲン生成をとりあげることにした。これは、線維芽細胞が皮膚の深い位置にあるために、皮膚への塗り薬の投与では線維芽細胞までの浸透が不十分とされてきた一方で、LED光は皮膚を浸透して線維芽細胞に直接作用すると期待され、医学応用上のインパクトが大きいためである。実験は、培養した線維芽細胞に各種LED光を0.2-0.3mW/cm2の強度で0.8-2.4J/cm2の照射を行い、照射後の時間をパラメータに培地の上澄みを採取してELISA分析を行い、また細胞からmRNAを抽出してその変化を調べた。その結果、特定の照射条件下においてELISA分析によるコラーゲンの増加、およびTGF-BほかのmRNA発現量の増加が見られた。また、さまざまな条件での光照射に対して、これらが減少することはなかった。このことから、LED光が線維芽細胞に作用し、コラーゲン生成に効果をもたらすことが明らかになったが、その照射条件をつきとめることはできなかった。本実験の成果から、光が細胞への直接効果をもたらすことが示唆され、各種細胞を対象とする実験により、創傷治癒やホルモン分泌の制御(例えばサーカディアンリズムの維持)などへの新学術への展開が期待される萌芽となった。光照射を細胞工学における「人工的操作」とする「細胞光工学(エンジニアリング)」の萌芽を図ることを目的としている。半値幅10nm以下の超狭帯域光が「人工的操作」として有用であるという知見のもと、EuドープGaN LEDから得られる赤色光(621nm)が、大面積において均一な波長の光が得られるという点でこの目的に叶うことに着目し、光源の準備を行った。また、各種波長の超狭帯域光を得るため、赤(637nm)、緑(540nm)、青(477nm)のLEDをもとに、フレネルレンズとフィルターを用いて半値幅10nmの超狭帯域光を実現するシステムを構築した。実験の対象として、当初計画していた細胞への直接光照射が実験の手技の点で困難さが多いため、当該年度は応用上の重要さを考慮して照明の神経的作用について検討した。これは照明と睡眠の関係で、良い睡眠を与える環境を構築するという点で価値があり、また現象としては光照射の影響でタンパク質の分泌が制御されるという本研究の目指す効果が生じている。まずそのメカニズムについて調査し、メラノプシン細胞への光刺激(とくに弱い青色光)によってセロトニンの分泌が盛んになるというプロセスに着目した。これを実験的に証明する方法を構築し、また医師を含む研究体制を整備した。その際、脳波およびMRI測定が有効な評価方法になることが明らかになった。現時点で実験に関する安全性の保障等についての手続きを進めており、平成30年度の早々に実験を開始する予定である。あわせて平成30年度には、当初の目的である細胞への直接光照射について実験を行う。研究者の専門が工学であることから、当初計画していた細胞への光照射を行う上で細胞の扱い等未経験の問題が明らかとなり、外部機関での協力など実験方法の再検討が必要となった。そのため、平成29年度の実施に至らず、計画に対する研究の遅れが生じた。一方で工学の研究者が扱いやすい照明という分野において実験研究を行うことを発案したが、倫理委員会における検討が必要となり、安全性の保障という点で機器の再検討が必要となったことから、実験に予定以上の期日が必要となった。ただ、外部機関を有効利用することで、今後の研究推進は予定以上に進みうると考えている。

実験は、培養した線維芽細胞に各種LED光を0.2-0.3mW/cm2の強度で0.8-2.4J/cm2の照射を行い、照射後の時間をパラメータに培地の上澄みを採取してELISA分析を行い、また細胞からmRNAを抽出してその変化を調べた。その結果、特定の照射条件下においてELISA分析によるコラーゲンの増加、およびTGF-BほかのmRNA発現量の増加が見られた。また、さまざまな条件での光照射に対して、これらが減少することはなかった。このことから、LED光が線維芽細胞に作用し、コラーゲン生成に効果をもたらすことが明らかになったが、その照射条件をつきとめることはできなかった。本実験の成果から、光が細胞への直接効果をもたらすことが示唆され、各種細胞を対象とする実験により、創傷治癒やホルモン分泌の制御(例えばサーカディアンリズムの維持)などへの新学術への展開が期待される萌芽となった。細胞への直接光照射と、照明と感性の関係について、両方から問題の解決にあたって行く予定である。外部機関への委託を進め、効率的な研究遂行を行う予定である。細胞への直接光照射に至らなかったため、この実験に計画していた経費に関して次年度使用額として残ることになった。この分については次年度における実験サイクルを増して使用する予定である。
膵癌に対する重粒子線術前照射による再発抑制作用機序の解明に関する研究

膵臓癌培養細胞株、MIAPaca(膵管内乳頭腺癌由来),Bx-Pc, Panc-1(浸潤性膵癌由来)に重粒子線照射、X線照射を行い、生存率をコロニー形成法を用いて検討した。重粒子線ではX線と比較して酸素濃度によrり殺細胞作用に影響を受けなかった。そこでこれらの細胞に重粒子線を照射しタンパクの発現をウエスタンブロット法を用いて測定した。乳頭腺癌は浸潤性膵癌より一般的に血流が良好であるが、VEGF-AおよびそのレセプターであるVEGFR-2はともに浸潤膵癌であるPanc-1の方が発現が高かった。窒素ガスを培養フラスコに1時間流し低酸素にした状態におくとVEGF-A、VEGFR-2の発現は変化は認められず、重粒子線照射によってもそれらの発現は変化しなかった。一方局所再発に関与するVEGF-C(リンパ管内皮細胞増殖因子)(Niedergethmann: Pancreas,2002)の発現は低酸素においても重粒子線照射においても変化しなかったが、そのレセプターであるVEGFR-3は低酸素状態で著明に増加し重粒子線照射にて発現が低下した。これらのことより膵癌細胞は低酸素状態により自己の受容体であるVEGFR-3の発現を増加し増殖能・浸潤能を獲得し局所再発を引き起こすものと考えられた。重粒子線照射はこのVEGFR-3の発現を低下することにより局所再発を抑制しているものと考えられた。さらにAntibody Arrayを用いて発現タンパクの網羅的解析を行った。これらの結果から重粒子線照射では細胞周期関連タンパクを増加し細胞周期を促進するが、低酸素下ではそれらが抑制され細胞周期を遅延し細胞修復を促進していること、およびDNA修復タンパクの抑制などにより抵抗性を獲得していることが示唆された。また低酸素状態では神経突起進展因子の変動が著明に認められこれらが、膵外神経叢への進展の抑制に関与していると推察された。膵臓癌培養細胞株、MIAPaca,Bx-Pc,Panc-1に重粒子線およびX線照射を常酸素下・低酸素下で行い、10%生存率であるD10の酸素増感比(OER)を検討した。従来のX線照射では低酸素状態下で常酸素下に比べて3.0-3.7倍抵抗性となるが、重粒子線ではLET80keV/μの条件で1.2-1.5倍と低酸素の影響を受けにくかった。また、膵癌培養細胞より抽出したタンパク質の解析では、重粒子線照射後、常酸素下および低酸素下でもVEGF-Aの発現は変化なかったが、リンパ管浸潤に関与するVEGF-Cタンパク質の発現低下が認められた。しかしVEGFをup-regulationするRasの発現は照射後増加していることよりRasを介さない経路でVEGF-Cが抑制されていることが示唆された。また、重粒子線(14人)およびX線治療(3人)を行った膵癌患者の血液中のサイトカイン(IL-6,VEGF-A,VEGF-C)をELISA法を用いて測定した。治療前後においてIL-6およびVEGF-Aの変化は認められなかったが、重粒子線治療ではVEGF-Cの低下が認められた。これらのことより重粒子線は低酸素下においても殺細胞効果が高く、またVEGF-Cの発現を抑制することによりリンパ節転移を抑制し局所制御効果を高めていることが示唆された。一方、VEGF-A等は抑制しないことより、重粒子線は肝転移等の血行性転移には影響しないものと考えられた。

また、重粒子線・X線治療患者の手術標本に対するインフォームドコンセントを倫理委員会の承認を得て、現在18例の切除標本を集積した。これらについては来年度、タンパク等の解析予定である。膵臓癌培養細胞株、MIAPaca(膵管内乳頭腺癌由来),Bx-Pc,Panc-1(浸潤性膵癌由来)に重粒子線照射、X線照射を行い、生存率をコロニー形成法を用いて検討した。X線照射ではOER(Oxygen Enhancement Ratio)が2.7-3.4であったが、重粒子線では1.3-2.4とX線と比較して酸素濃度による影響を受けなかった。膵癌は電極を用いた酸素濃度の測定で5mmHg以下と極めて低いことが報告されている(Koong AC,2000)。これより酸素濃度の影響を受けない重粒子線は治療に有利であると考えられた。そこでこれらの細胞に重粒子線を照射しタンパクの発現をウエスタンブロット法を用いて測定した。乳頭腺癌は浸潤性膵癌より一般的に血流が良好であるが、VEGF-AおよびそのレセプターであるVEGFR-2はともに浸潤膵癌であるPanc-1の方が発現が高かった。窒素ガスを培養フラスコに1時間流し低酸素にした状態におくとVEGF-A、VEGFR-2の発現は変化は認められず、重粒子線照射によってもそれらの発現は変化しなかった。実際膵癌重粒子線治療28症例の血清中VEGFも照射前後で有意な差は認められなかった。。一方局所再発に関与するVEGF-C(リンパ管内皮細胞増殖因子)(Niedergethmann : Pancreas,2002)の発現は低酸素においても重粒子線照射においても変化しなかったが、そのレセプターであるVEGFR-3は低酸素状態で著明に増加し重粒子線照射にて発現が低下した。これらのことより膵癌細胞は低酸素状態により自己の受容体であるVEGFR-3の発現を増加し増殖能・浸潤能を獲得し局所再発を引き起こすものと考えられた。重粒子線照射はこのVEGFR-3の発現を低下することにより局所再発を抑制しているものと考えられた。
双曲型空間の極小曲面

双曲型空間の定平均曲率1の曲面(CMC-1曲面)に対して「双対性」という概念が発見された。この概念を用いることにより完備・有限全曲率をもつようなCMC-1曲面で複雑な位相型をもつ(種数の高い)ものが数多く構成できた。これらの曲面に付随して,種数の高いコンパクトリーマン面上の錐的特異点をもつ定曲率1の共形計量の例を作ることができた。これらの曲面,計量及びCMC-1曲面のWeierstrass表現の変形を通して双曲型空間の定平均曲率曲面が得られるだろう。双対性の概念と表現公式を通してその変形の方向に対するひとつの候補をみつけることができた。双対性の概念を用いると,Gauss写像がCMC-1曲面の性質にどのような影響をあたえるか,が具体的にわかる。このことを用いて「全曲率」に関する不等式を得ることができた。
ラジカル開環重合を用いた高分子エマルジョンの開発

本研究はラジカル開環重合による新規高分子エマルジョンの合成を目的とする。平成10年度はまず予備検討として環状チオアセタール環、アミド、エステル、トリメチルシリル基を有するビニルシクロプロパンを合成し、そのラジカル重合挙動を検討した。環状チオアセタール環を有するビニルシクロプロパンのラジカル重合性は低く、これはチオエーテル基がラジカルを不安定化するためと考えられた。これに対して、アミド、エステル基を有するビニルシクロプロパンのラジカル重合性は良好であり、定量的な収率で1,5-開環重合した構造のポリマーを与えた。2官能のビニルシクロプロパンの重合では定量的に架橋ポリマーが得られた。トリメチルシリル基を有するビニルシクロプロパンの重合で得られたポリマーは求電子剤と反応し、対応する付加物を与えた。ラジカル重合性の高かったエステル基を2個有する1,1-ビス(エトキシカルボニル)-2-ビニルシクロプロパンの乳化重合を、界面活性剤にラウリル硫酸ナトリウム、開始剤に過硫酸カリウムを用いて行った。ソープフリー乳化重合の場合、数平均分子量30700、粒子系経0.53ミクロンのエマルジョンが、ソープイン乳化重合の場合数平均分子量59700、粒子経0.09ミクロンのエマルジョンが得られた。さらに、コモノマーにスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、アクリル酸メチルを用いて乳化重合を検討した。酢酸ビニルをコモノマーに用いた場合、共重合が効率よく進行し、対応する共重合体のエマルジョンが良好な収率で得られた。平成11年度は前年度の結果を受けて、より重合性の高いモノマーとして、アクリラート・ビニルエーテルのハイブリッド構造を有する5-メチレン-1,3-ジオキソランの合成とラジカル重合を検討した。同モノマーは0°Cでのレドックス系においても極めて高い重合性を示し、数平均分子量1万のポリマーを高収率で与えた。ポリマーは開環重合体ではなく、ビニル重合体であった。同ポリマーはアルカリ加水分解によりポリヒドロキシルアクリル酸に定量的に転換できた。ソープフリー乳化重合の場合、数平均分子量30700、粒子経0.53

ミクロンのエマルジョンが、ソープイン乳化重合の場合数平均分子量59700、粒子経0.09ミクロンのエマルジョンが得られた。さらに、コモノマーにスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、アクリル酸メチルを用いて乳化重合を検討した。酢酸ビニルをコモノマーに用いた場合、共重合が効率よく進行し、対応する共重合体のエマルジョンが良好な収率で得られた。本研究はラジカル開環重合による新規高分子エマルジョンの合成を目的とする。平成10年度はまず予備検討として環状チオアセタール環、アミド、エステル、トリメチルシリル基を有するビニルシクロプロパンを合成し、そのラジカル重合挙動を検討した。環状チオアセタール環を有するビニルシクロプロパンのラジカル重合性は低く、これはチオエーテル基がラジカルを不安定化するためと考えられた。これに対して、アミド、エステル基を有するビニルシクロプロパンのラジカル重合性は良好であり、定量的な収率で1,5-開環重合した構造のポリマーを与えた。2官能のビニルシクロプロパンの重合では定量的に架橋ポリマーが得られた。トリメチルシリル基を有するビニルシクロプロパンの重合で得られたポリマーは求電子剤と反応し、対応する付加物を与えた。ラジカル重合性の高かったエステル基を2個有する1,1-ビス(エトキシカルボニル)-2-ビニルシクロプロパンの乳化重合を、界面活性剤にラウリル硫酸ナトリウム、開始剤に過硫酸カリウムを用いて行った。ソープフリー乳化重合の場合、数平均分子量30700、粒子経0.53ミクロンのエマルジョンが、ソープイン乳化重合の場合数平均分子量59700、粒子経0.09ミクロンのエマルジョンが得られた。平成11年度は前年度の結果を受けて、より重合性の高いモノマーとして、アクリラート・ビニルエーテルのハイブリッド構造を有する5-メチレン-1,3-ジオキソランの合成とラジカル重合を検討した。同モノマーは0°Cでのレドックス系においても極めて高い重合性を示し、数平均分子量1万のポリマーを高収率で与えた。ポリマーは開環重合体ではなく、ビニル重合体であった。同ポリマーはアルカリ加水分解によりポリヒドロキシルアクリル酸に定量的に転換できた。
「財の法」の基礎理論構築と立法論的展開

本科研の研究活動は、1物権法改正案検討、2基礎理論研究、3国際交流の3本柱で遂行している。本年度は最終年度なので、1の課題の完成に力を注いだ。1の課題については、昨年度から改正案検討の第3巡目に入っており、昨年度は5回の研究会を実施した。今年度は、その継続で4回の研究会を実施し、3巡目の検討を終えた。その上で、4回の整理会を開催して、物権法改正案を一応完成させた。これを踏まえて、各分担者が、改正案の趣旨説明の原稿執筆に入った。そこでは、同時に、現行規定を維持する場合にもその理由についての説明を行うことにしており、これが完成すると、物権法をめぐる今日的問題状況が詳細に示されるはずである。科研の研究期間内にこの出版を実現することはできなかったが、出版社等の具体化は進んでいるので、近い将来、出版ができるはずである。2については、本研究会が中心になって比較法学会ミニシンポ「人役権制度に関する比較法研究」を開催した(報告者4名、司会1名はすべて本研究会のメンバー)。外部研究者を招聘しての研究会は、後述の外国人研究者招聘の一部に予算を振り替えた。また、2019年秋には、本研究会が中心となって不動産所有権に関する私法学会シンポジウムが開催される(報告者6名、司会2名はすべて本研究会メンバー)。その第1回目の準備研究会を開催した。3に関しては、カナダ(ケベック州)からYaell Emerich教授(マギル大学)を招聘して、所有権と占有に関する2回の研究会を開催した。また、学習院大学に滞在していたTeresa Rodr&iacute;guez教授(マドリードカルロス3世大学)をお招きして、「不動産登記とブロックチェーン」をテーマとする研究会を開催した。さらに、Pascale Lecocq教授(リェージュ大学)をお招きして、ベルギー物権法改正に関する2回の研究会を開催した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本科研の研究活動は、各人の個別研究のほか、1基礎理論研究、2物権法改正案検討、3国際交流の3本柱で遂行している。1)基礎理論研究については、私法学会シンポジウム「財の多様化と民法学」(報告者:吉田、水津、森田、片山、松尾)を集約点とする第1次の検討作業を行った。そのために、準備研究会を3回実施したほか、報告予稿としてNBL誌1030号に5本の論稿を公表した。また、科研メンバー全員が参加した著作である吉田=片山編『財の多様化と民法学』(商事法務)の執筆に取り組み、公刊することができた。他方、比較法学会ミニシンポジウム「フランスにおける『財の法』の理論と課題」(報告者:平野、片山、小柳、吉井)にも取組み、そのための準備研究会を2回開催した。このシンポジウムの成果は、『比較法研究』76号に掲載される予定である。2)物権法改正案検討については、相隣関係、共有・入会、所有権の取得・他物権総論、地上権・永小作権、地役権をテーマとして、5回の全体研究会を実施した。物権法改正研究会での作業を継続するものであり、あと1回(物権法定主義)で第1巡目の作業を終わる。第1巡目の検討作業の目的は、各テーマに関する論点の洗い出しであり、着実に知見を獲得しつつある。3)国際交流に関しては、予算の関係から、外国調査の予定を外国人研究者招聘に切り替え、次の3名の研究者を招聘した。ヘルベルト・ツェヒ教授(バーゼル大学):財の帰属をテーマとする2回の研究会を開催した。この成果は、法律時報誌に掲載される。ジェームズ・ペナー教授(シンガポール国立大学):プロパティ(所有権)論に関する2回の研究会を実施した。この成果は、学習院大学法学部の紀要に掲載される予定である。クナル・パーカー教授(マイアミ法科大学院):プロパティ(所有権)論など2回の研究会を開催した。この成果は、早稲田大学の紀要に掲載する予定である。1)基礎理論研究については、「新たな財」および「人の財化・財の人格化」をテーマとする研究会を各1回開催した。前者については、研究分担者外から谷川和幸氏(福岡大学)を、後者については、研究分担者外から青木人志氏(一橋大学)(動物論)および幡野弘樹氏(立教大学)(身体論)を招聘した。2)物権法改正案検討については、物権法定主義に関する研究会を開催して、第1巡目の検討を終えた。第1巡目の検討作業の目的は、各テーマに関する論点の洗い出しであり、着実に知見を獲得している。その後、第2巡目の検討に入る予定であったが、比較法的検討をこの段階で入れる必要があるのではないかという意見があり、この作業を先行させることにした。この作業は、調査票に基づく現地調査・文献調査の形で実施することにした。このような方針の下、フランスについては、研究分担者3名がフランスに滞在した機会を利用して、フランスの有力な物権法研究者4名のヒアリングを行った。ドイツについては、現地調査を実施することはできなかったが、フランスと同様の調査項目での文献調査を行った。いずれについても、その成果を報告する研究会を開催し、研究分担者間の成果の共有を図った。

3)国際交流に関しては、次の2名の研究者を招聘した。ウィリアム・ドロス教授(リヨン第3大学):フランス所有権論理論とフランス民法典544条に関する講演会を2回、日本の物権法に関する内部研究会を1回開催した。講演会の記録は、学習院大学紀要および慶應義塾大学紀要に公表される予定である。マリーナ・ヴェレンホーファー教授(フランクフルト大学):ドイツ物権法の基礎理論およびドイツ民法相隣法に関する2回の講演会を開催した。この成果は、早稲田大学の紀要に掲載する予定である。2015年度は、本研究の3本柱の1つである物権法改正案検討の基礎作業である比較法的検討の点で収穫があった。フランスとドイツについて、調査票に基づく体系的調査を実施することができたからである。イギリス、アメリカさらに可能であればカナダについても同様の作業を来年度継続する予定であり、これらの作業を踏まえて、比較法学会でのミニ・シンポ等の形での報告を行いたいと考えている。改正案検討それ自体については、この比較法的検討を先行させたため、第2巡の検討にまだ入ることができていないが、これは、来年度取り組む予定であり、若干の遅れが出たとはいえ、特に大きな問題はないと考えている。基礎理論研究の点でも、予定通り、外部研究者を招聘して2回の研究会を開催し、着実に知見を積み重ねつつある。国際交流についても、予定通り2名の研究者を招聘した講演会や内部研究会を実施することができた。研究成果も公表して、学界の共有財産にする予定である。全体として、研究はほぼ順調に進行しており、特に問題はない。本科研の研究活動は各人の個別研究のほか、1基礎理論研究、2物権法改正案検討、3国際交流の3本柱で遂行している。1)基礎理論研究については、「財の管理」をテーマとする研究会を1回開催した。研究分担者(高秀成)による報告のほか、研究分担者外から松田佳久氏(創価大学)を招聘した。2)物権法改正案検討については、改正案検討の第1巡目に入った。占有権から始まり、所有権等5回の研究会を開催した。第2巡目においては、第1巡目における論点を洗い出し作業を踏まえて、条文ごとの改正案素案の提示作業を行っている。現在第2巡目の3分の2程度の作業を終えている。条文毎の作業を行うと、実際に改正が必要な規定はそれほど多くはないが、反面で学界において十分に議論していない論点が多々存在していることが明らかになってきている。これらを具体的に発見しつつあることは、改正案検討という形での検討を行っている成果だと考えている。また、2015年度のフランス(現地調査)、ドイツ(文献調査)に引き続いて、昨年度はアメリカ・カナダについて現地調査を行い比較法の知見を深めることができた。アメリカの調査結果は、研究会で報告し研究分担者で成果を共有した。カナダについては補足調査を行った上で来年度に報告が行われる予定である。3)国際交流に関しては、アメリカからウイルソン・フライヤームート教授(ミズーリ大学ロースクール)、フランスからレミィ・リブシャベール教授(パリ第1大学)とジャック・コンブレ公証人の計3名の研究者および実務家を招聘した。フライヤームート教授には、アメリカ法における地役権と割賦払土地売買契約に関する講演を、リブシャベール教授からは、フランス法における用益権と所有権に関する講演をしていただいた。コンブレ公証人からは、フランス法における相続と公証人に関する講演をしていただいた。
駅前廃店舗と退職技術者の能力を再利用する創造的初等情報処理教育手法の開発と評価

駅前の空き店舗を会場として、ワンチップコンピュータを使用したおもちゃの制御をターゲットとして、シーケンシャルな制御の考え方やプログラミングすることを通して、「ものづくり」の楽しさを子供たちに教える取組みを実施した。その指導には、退職技術者や本校の高学年学生が当たった。参加した子供たちは口を揃えて、ものづくりの楽しさを味わった等と答え、この効果が確かめられたが、地域の児童は塾や習い事で忙しく、本取組みのような催しに積極的に参加することができない現状が明らかとなった。工学技術や理学に対する若者たちの興味の低下は工業立国を目指す我が国にとって危機的な問題であり緊急の対策が必要である。この問題の解決の一助として、若い世代が物づくりの楽しみや喜びを味わうことのできる場や教材を創出して、工学・技術分野への興味を引き出すための手法を開発評価することを目的とした。具体的にはワンチップコンピュータプログラミングによる初等情報処理教育を通して創造性を育成する場を駅前廃店舗の再利用に求め、若い世代を指導する立場として、健康で技術とやる気のある退職技術者にお願いして技術や技術者魂の継承を狙うとともに、本校専攻科学生をアシスタントとしてその技術力の増強を目指した。具体の取組として下記の実践をした。1駅前廃店舗を借り上げ、ラボとして利用し、退職企業技術者・学生・教員が集って、地域の子供たちにワンチップコンピュータプログラミングによって動作する2足歩行ロボットの制御を通し物づくりの楽しみを教える場を設置した。実働3ヶ月の間に小学生・中学生述べ100名あまりが学習し、好評であった。2小学生対象の「ワンチップコンピュータを使った物づくり」コンテストを開催し、2足歩行ロボットの製作と制御、それを使った競争を体験させた。3上記コンテストのための「物づくり」の楽しみを教えるための講習会を3日間にわたり開催した。これらの事業を通して子供たちの創造性の育成と参加学生の技術向上を狙った。上記取り組みは参加者に好評であり、20年度にも同様の方法でラボの開講、コンテストの実施を継続するとともに、19年度時間不足と教材の不足でできなかった参加者の増加を実現する予定である。1駅前廃店舗を借り上げ、ラボとして利用し、退職企業技術者・学生・教員が集って、地域の子供たちにワンチップコンピュータプログラミングによって制御するオモチャつくりを通し、物づくりの楽しみを教える場を創出した。この結果、述べ100名余りの小学生中学生が参加し組み込みシステムのプログラミングの基礎を学習した。2小中学生対象の「第5回ワンチップコンピュータを使った物づくり」コンテストを開催した。3上記コンテストのための「物づくり」の楽しみを教えるための講習会を開催した。4鈴鹿市商工会議所と連携し少年少女発明クラブとの共同イベントで、子供たちにワンチップコンピュータによる制御の基礎を学習させ、これを使った赤外線リモコン自動車を製作させた。5情報交換、作品発表の場の提供を行うためのWEBページを用意した。この5つの事業を通して子供たちの創造性の育成と参加学生の技術向上を狙った。その成果を、参加者やアシスタントとしての企業OB・学生に対して、技術向上や物づくりに対する興味をアンケートなどで逐次調査し、どのような指導方法、あるいは、どのような課題が創造性や独創性育成に効果があるのかを検討し、次年度以降の計画に反映する予定である。この事業で使用するラボで必要となる電源装置、計測機器、電子・機械部品とプログラミングのデモンストレーション用の携帯型端末の購入、及び、店舗借用料、アシスタントの雇用費等を本補助金で充当した。1駅前廃店舗を借り上げ、ラボとして利用し、退職企業技術者・学生・教員が集って、地域の子供たちにワンチップコンピュータプログラミングによって制御するオモチャつくりや3次元描画ソフトの利用を通し、物づくりの楽しみを教える場を創出した。この結果、述べ80名余りの小学生中学生が参加し情報技術の基礎を学習した。2小中学生対象の「第6回ワンチップコンピュータを使った物づくり」コンテストを開催し、コンピュータで制御するLEDクリスマス装飾の作成を通してプログラミングの基礎を学習した。4鈴鹿市商工会議所と連携し少年少女発明クラブとの共同イベントで、子供たちにワンチップコンピュータによる制御の基礎を学習させ、これを使ったディジタル時計を製作させた。その成果を、参加者やアシスタントとしての企業OB・学生に対して、技術向上や物づくりに対する興味をアンケートなどで逐次調査し、どのような指導方法、あるいは、どのような課題が創造性や独創性育成に効果があるのかを検討し、子供向けの情報基礎教育手法の開発の一助とする。この事業で使用する電子・機械部品とプログラミングのためのコンピュータ部品の購入及び、店舗借用料、アシスタントの雇用費等を本補助金で充当した。
親導入RNAi法によるコオロギ胚発生メカニズムの網羅的解析

コオロギの初期胚発生メカニズムを,遺伝子機能解析により解明することを目的として研究を行った.昨年度確立した親導入RNAi法による遺伝子機能の系を用い,コオロギ初期胚発生に関与する遺伝子の機能解析を行った.その結果ショウジョウバエのギャップ遺伝子Kruppelのホモログがコオロギでもギャップ遺伝子として働くこと,ペア・ルール遺伝子even-skippedホモログがペア・ルール様の機能に加えてギャップ遺伝子の発現調節に関与することを見出した、また,コオロギのextradenticle遺伝子が,ショウジョウバエとは異なり顎領域の形成に必要であることを発見した.さらに,orthodenticle遺伝子がコオロギ胚の前方(頭部から胸部にかけて)の領域の形成に必要であることが明らかになった.加えて、これらの遺伝子の発現パターンについてもin situ hybridizationにより明らかにした.これらの成果と昨年度までの成果から,コオロギ前後軸パターン形成を司る遺伝子ネットワークのモデルを提唱するに至った.コオロギでは,ショウジョウバエのピコイドの代わりにcaudalとorthodenticleが前後軸パターン形成の初期に主要な役割を担っており,extradenticle, hunchback, Kruppelの順にギャップ遺伝子が活性化され,even-skippedもこの過程に関与していると考えられる.本年度は,親導入RNAi法による遺伝子機能スクリーニングの系の確立を目的とし,試験的に小規模スクリーニングを行った.コオロギ初期胚cDNAライブラリーを用いたESTプロジェクトによりこれまでに得られているクローンよりランダムに96クローンを選抜し,その一部について親導入RNAiによる機能解析を行った,その結果,卵形成や,前後軸形成に関与すると考えられる遺伝子を同定することができ,コオロギでの遺伝子機能スクリーニングの系がほぼ確立できたと考えられる.個々の遺伝子のさらに詳しい解析,およびより大規模なスクリーニングに向けた準備を行っている.一方,ショウジョウバエの前後軸パターン形成に関与する遺伝子のコオロギホモログについて親導入RNAi法による機能解析を行った.それにより,caudal, hunchback, Kruppel, even-skipped等の遺伝子の,コオロギ胚の体節形成過程における役割を明らかにした.caudalが顎から後部末端にかけての領域のパターン形成に必要であること,hunchbackおよびKruppelがペアルール遺伝子やHox遺伝子の制御を通じて体節形成をコントロールしていること,even-skippedがペアルール遺伝子として機能していることなどがわかった.さらに,Notch, Delta遺伝子が,コオロギではショウジョウバエとは異なり体節形成に関与する可能性を示唆する結果を得た.コオロギの初期胚発生メカニズムを,遺伝子機能解析により解明することを目的として研究を行った.昨年度確立した親導入RNAi法による遺伝子機能の系を用い,コオロギ初期胚発生に関与する遺伝子の機能解析を行った.その結果ショウジョウバエのギャップ遺伝子Kruppelのホモログがコオロギでもギャップ遺伝子として働くこと,ペア・ルール遺伝子even-skippedホモログがペア・ルール様の機能に加えてギャップ遺伝子の発現調節に関与することを見出した、また,コオロギのextradenticle遺伝子が,ショウジョウバエとは異なり顎領域の形成に必要であることを発見した.さらに,orthodenticle遺伝子がコオロギ胚の前方(頭部から胸部にかけて)の領域の形成に必要であることが明らかになった.加えて、これらの遺伝子の発現パターンについてもin situ hybridizationにより明らかにした.これらの成果と昨年度までの成果から,コオロギ前後軸パターン形成を司る遺伝子ネットワークのモデルを提唱するに至った.コオロギでは,ショウジョウバエのピコイドの代わりにcaudalとorthodenticleが前後軸パターン形成の初期に主要な役割を担っており,extradenticle, hunchback, Kruppelの順にギャップ遺伝子が活性化され,even-skippedもこの過程に関与していると考えられる.
霊長類のコミュニケーションにおける視聴覚統合とその脳内機序の解明

本研究の大きな目的は、コミュニケーションにおける視聴覚統合の生物学的基盤とその脳内機序を明らかにすることである。そのために、霊長類を対象として曖昧な表情を弁別する際に音声が聞こえた結果、表情の弁別にどのような影響が出るかを、行動学や生理学や脳神経科学の手法を用いて調べる計画である。本年度において、まずコミュニケーションにおける視聴覚統合の影響を生理学的研究により調べた。目的はアカゲザルが同種他個体の表情や音声を見たり聞いたりしてときに生起する自律神経応答において視聴覚統合が起きるか否かを確認することであり、情動生起との関連が示されている鼻部温度の変化と精神性発汗応答を計測した。具体的にはサルに対して、威嚇の表情と音声を刺激に用いて、それぞれが単独で提示されたときと、同時に提示されたときに生理応答を比較した。結果、精神性発汗応答は応答の大きさに有意な差は認められなかった。しかし、鼻部温度の変化を比較すると、表情のみあるいは音声のみの提示の場合より、表情と音声を同時に提示したときのほうが有意に大きく温度は低下した。この結果は、サルのコミュニケーションにおいては、視聴覚情報として伝達されるほうが、それぞれ単独で伝達されるよりも強い情動を引き起こしている可能性を示唆する。この結果については、現在英文学術雑誌に投稿しreviseの段階にある。また、この研究および関連する脳活動に関する英文のレビューを発表した。次に脳神経科学的研究では、本年度は比較対象となるヒトにおいて顔刺激等を提示して機能的MRIを撮像し、サルに機能的MRI手法を導入する手掛かりとすることにした。その結果、当初サルで解析対象とする予定であった脳領域の賦活を認めることができなかった。そのため、今後はサルに機能的MRI手法を導入する前に、まずヒトにおいて実験デザインなどを検討しなおす必要がある。.本研究の大きな目的は、コミュニケーションにおける視聴覚統合の生物学的基盤とその脳内機序を明らかにすることである。平成20年度は研究期間の初年度であり、おもに実験のセットアップと基礎的なデータの取得を行った。まずはアカゲザルを対象に同種他個体の表情を弁別してボタンで回答する訓練を行った。そのための実験装置の組み立てや、実験を制御するための自作プログラムの開発も行った。またこの実験に用いる刺激として、表情や数多く集め、その中から2つの表情の中間にあたるような曖昧な表情刺激を作製した。サルが高い割合で同種他個体の表情を弁別できるようになった段階で、時々曖昧な表情を提示して、サルはどちらの表情と判断するかを調べた。その結果、サルは曖昧な表情を提示されると、元になった2つの表情うち近い表情であると判断することが多かった。しかし、2つの表情の成分がちょうど同じ割合含まれる曖昧な表情に近づくにつれて、判断はどちらつかずになり、試行毎に判断が変動する結果となった。以上の訓練や基礎的な行動データの取得とは別に、アカゲザルが同種他個体の表情や音声を見たり聞いたりしてときの情動の生起を確認するために、生理応答の記録も行った。平成20年度は、生理応答として鼻部周辺温度の変化を指標とした。この指標は以前の研究において情動との関連が示されている。サルに対してはコンピュータディスプレイやスピーカからデジタル化された表情や音声の刺激を提示したが、提示後に鼻部周辺温度の低下がみられ、情動が生起していることが確認された。今後、上記の基礎データをもとに本実験に入る予定である。.
グルタミン酸作動性付与因子・小胞型グルタミン酸輸送体の構造と機能に関する研究

トポロジー解析:小胞型グルタミン酸トランスポーターのアミノ末端、カルボキシル末端及びループ領域に対する部位特異抗体を作成し、これを用いて膜内トポロジーを決定した。局在化機構解析:VGLUT2は発現する組織により細胞内局在が異なる。オルガネラへのターゲッティングの違いの原因として、VGLUT2のカルボキシル末端のリン酸化状態の違いを考えた。カルボキシル末端のリン酸化される可能性があるセリン及びチロシン残基のアラニン変異体をCOS7細胞に発現させたところ、Wild typeと同様の局在を示した。カルボキシル末端のリン酸化はターゲティングに重要ではないことがわかった。モチーフ検索により、中央のループ領域にDe-leucineモチーフ(D/EXXXLL)が含まれていることを見出した。De-leucineモチーフはアダプタータンパク質複合体のAP-3が結合し、タンパク質をリソソームに選択的に輸送する。今後、ジロイシンモチーフの欠失変異体および置換体のVGLUT2を発現させ、targetingへの影響を調べていきたい。骨組織におけるグルタミン酸シグナリングと生理的意義:骨組織にはグルタミン酸シグナリングを構成するさまざまなタンパク質が発現している。骨組織でのVGLUTの発現を調べた。破骨細胞にVGLUT1が発現し、しかもトランスサイトーシス小胞に局在していることを見出した。トランスサイトーシス小胞に濃縮されたグルタミン酸は骨基質分解産物とともに分泌された。RT-PCR法と免疫染色により破骨細胞にmGluR8が発現していることを見出した。分泌されたグルタミン酸はオートクリン的にmGluR8を介してトランスサイトーシスを抑制した。VGLUT1ノックアウトマウスでは骨量が減少していた。グルタミン酸シグナリングは骨吸収の抑制因子である。in vivoでグルタミン酸シグナリングの生理的意義が示された最初の例である。トポロジー解析:小胞型グルタミン酸輸送体(vesicular glutamatetransporter 2,VGLUT2)のアミノ末端、カルボキシル末端及び中央のループ領域に対する部位特異抗体を調製し、これを用いて膜内トポロジーを決定した(投稿中)。基質認識・エネルギー共役に関するアミノ酸残基の同定:VGLUTは膜電位依存性にグルタミン酸を輸送する一方、Na^+と無機リン酸をグルタミン酸と逆方向に輸送する。このいわゆる基質と共役イオンと輸送の方向性に関する多芸性を支えるアミノ酸残基をアミノ酸置換法とCOS細胞ならびにカエル卵の発現系を用い解析している。グルタミン酸輸送活性が低下するアミノ酸残基を一つ同定した。局在化機構解析:VGLUT2は発現する組織により局在が異なる。神経細胞ではシナプス小胞に局在するが、膵α細胞ではグルカゴン含有分泌小胞、松果体細胞ではシナプス小胞様マイクロベシクルに局在している。オルガネラへのターゲッティングの違いの原因として、VGLUT2のカルボキシル末端のリン酸化状態の違いが考えられる。リン酸化部位に変異を導入したVGLUT2 cDNAをα細胞株αTC6に発現させた。αTC6は分泌顆粒とマイクロベシクルの二つの分泌小胞を持つている。リン酸化によりマイクロベシクルへ局在化させるアミノ酸残基を二つ同定した。