hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳磁気刺激法を用いた高齢者の運動機能回復訓練法の開発に関する研究

目的:連続4日間の最大筋収縮時磁気刺激法を用いた訓練法が高齢者の運動機能に与える影響について検討することを目的とする。運動機能を評価するため、運動誘発電位と最大つまみ筋力を、連続的に測定した。方法: 6名の高齢者(平均年齢70. 0+ 8. 4)において、2秒間のあいだ、ボタン状ひずみゲージセンサーを右手親指と人差し指により最大筋力でつまませた状態で、左運動野に経頭蓋磁気刺激を加えた。これを10秒間隔で4回繰り返し(これを1セッションとする)、誘発された4コの誘発電位を記録した。セッションは15分間隔で1時間のあいだ5回繰り返した(これをテスト条件とする)。コントロール条件として、シャム刺激が用いたが、運動誘発電位を記録するために、初日と4日目の訓練の開始直後と開始1時間後のセッションだけは、実際の磁気刺激を用いた。結果:運動誘発電位の振幅と面積は、テスト群とコントロール群ともに、セッション後で有意に増加した。つまみ筋力は、2日目から4日目のセッション開始前において、コントロール群に比べてテスト群において増加する傾向があった。運動誘発電位の大きさの変化は両群で差がなかった。結論:今回の研究から、連日の最大筋収縮時磁気刺激法は高齢者の筋力を磁気刺激がない状態より増加させることが示唆され、今後の運動訓練法への応用が期待できる。しかし、この結果をより確実にするためには、被検者数を増やして更なる検討が必要である。また、刺激方法を更に検討することも必要と考えられる。60才以上の高齢者3名において以下の検討を行った。最大筋力の測定は、被検者に手指筋(右手第一骨間筋と母指球筋)によりボタン状ひずみゲージを最大筋力で摘ませ、ひずみ圧をコンピューターに取り込み記録する。運動誘発電位は、手指筋の最大筋収縮時に左運動野への経頭蓋磁気刺激を行い、右手第一骨間筋と母指球筋から記録する。経頭蓋磁気刺激の方法は、円形コイルを用いて、以前に我々が報告している方法(Ikeguchi M et al. 2003)で行う。実験の流れとして、まず10秒に1回、手指筋の最大筋収縮を連続で3回行わせて、筋収縮の1秒後に運動誘発電位の活動時閾値上の刺激強度で手指筋に相当する運動野に経頭蓋磁気刺激を加え(最大筋収縮時磁気刺激法)、同時にひずみ圧と運動誘発電位を記録する。その後は15分毎に1時間の間、最大筋収縮時磁気刺激を繰り返す。これを1クールとして1日1回、4日間の間、最大筋収縮時磁気刺激による機能訓練を行い、その前後において運動誘発電位と筋力の変化について検討した。また若年成人4名においては、1クールの最大筋収縮時磁気刺激の前後において、運動誘発電位、筋力、および光トポグラフィーによる脳血流を測定し、最大筋収縮時磁気刺激が大脳皮質機能に与える影響について検討を行った。今年度の研究は機能訓練法としての最大筋収縮時磁気刺激の有用性を示唆する基礎的なデータであり、本研究の今後の展開において極めて重要である。また研究の一部は国内学会、国際シンポジュームにおいて発表した。今年度の研究においては、60才以上の高齢者5名において以下の検討を行った。被検者の課題として、手指筋(右手第一骨間筋と母指球筋)によりボタン状ひずみゲージを最大筋力で10秒に1回、連続で3回摘ませ、筋収縮開始の約1秒後に、手指筋に相当する運動野に対して、活動時運動閾値上の刺激強度で経頭蓋磁気刺激を加え(最大筋収縮時磁気刺激)、筋力の指標としてひずみ圧を、運動ニューロン興奮性の指標として系図が飯食刺激により右手第一骨間筋と母指球筋に誘発される運動誘発電位をパソコンに記録した。これを1セッションとして15分毎に1時間の間、5回繰り返して、これを1クールとした。

1日1クールを連続4日間繰り返して、最大筋収縮時磁気刺激による運動機能訓練を行い、その前後における運動誘発電位と最大筋力の変化について検討した。結果については現在解析中である。また、今後さらに被検者を追加して検討する。また補助的基礎研究として、麻酔下のラットの体性感覚・運動野を、大脳皮質上に設置した電極またはラット用8の字コイルにより23時間、電気または磁気刺激した。その前後における体性感覚誘発電位の変化と脳の組織免疫学的変化について検討を行ったところ、磁気刺激と電気刺激では脳神経細胞に対する機能的影響が異なることが示唆された。以上の研究は機能訓練法としての最大筋収縮時磁気刺激の有用性を示唆する基礎的なデータであり、本研究の今後の展開において極めて重要である。また研究の一部は国内学会、国際シンポジュームにおいて発表予定である。目的:連続4日間の最大筋収縮時磁気刺激法を用いた訓練法が高齢者の運動機能に与える影響について検討することを目的とする。運動機能を評価するため、運動誘発電位と最大つまみ筋力を、連続的に測定した。方法:6名の高齢者(平均年齢70.0±8.4)において、2秒間のあいだ、ボタン状ひずみゲージセンサーを右手親指と人差し指により最大筋力でつまませた状態で、左運動野に経頭蓋磁気刺激を加えた。これを10秒間隔で4回繰り返し(これを1セッションとする)、誘発された4コの誘発電位を記録した。セッションは15分間隔で1時間のあいだ5回繰り返した(これをテスト条件とする)。コントロール条件として、シャム刺激が用いたが、運動誘発電位を記録するために、初日と4日目の訓練の開始直後と開始1時間後のセッションだけは、実際の磁気刺激を用いた。結果:運動誘発電位の振幅と面積は、テストとコントロール群ともに、セッション後で有意に増加した。つまみ筋力は、2日目から4日目のセッション開始前において、コントロール群に比べてテスト群において増加する傾向があった。運動誘発電位の大きさの変化は両群で差がなかった。結論:今回の研究から、連日の最大筋収縮時磁気刺激法は高齢者の筋力を磁気刺激がない状態より増加させることが示唆され、今後の運動訓練法への応用が期待できる。しかし、この結果をより確実にするためには、被検者数を増やして更なる検討が必要である。また、刺激方法を更に検討することも必要と考えられる。
肥満がアレルギー性炎症細胞に与える影響の解明と効率的な治療の確立

肥満は喘息の発症・増悪の危険因子となることが複数の疫学研究から明らかになっている。BMIの高い喘息患者は一般的な治療に抵抗することが多く、近年では肥満者喘息をひとつの異なるPhenotypeとして、通常と異なるアプローチが必要と考えられるようになってきた。研究代表者らの研究から、PPARγアゴニストは肥満によるインスリン抵抗性とアレルギー炎症病態の両方に対して改善効果を持ち、肥満者喘息に対して効率的な治療になることが期待される。しかしながら、肥満がどのようにアレルギー性炎症病態に関わっているか不明な点が多く、その基礎的な根拠となる細胞生物学的な裏付けはまだ十分ではない。最近、肥満細胞の産生する種々のアディポカインが免疫担当細胞に直接的に働きうることがわかってきた。2006年にleptinの高値が喘息有病リスクを上昇させることが報告されたことから、我々ははじめに、leptinが好酸球に対してどのような機能を持つか検討した。すると、生体内濃度のleptinで前処理した好酸球の遊走能は、controlに対して約2倍となり、またこれはMAPKやSTAT経路への影響はなく、細胞内カルシウムシグナルの増強を伴うことがわかった。これらの結果は国際学会で発表の上、国際誌に投稿中である。また一連の研究の中から、PPARγアゴニストが抗炎症性サイトカインであるHGFの産生誘導因子であることを見いだし、Hepatorogy誌に報告した。現在は、アディポネクチンに関する基礎検討を行っている。
東日本大震災における課題構造の解明と実効性の高い順応的管理の体系化

本研究では,順応的管理の概念を東日本大震災に適用することにより,巨大地震災害に適応した実効性の高い順応的管理を確立することを目的とする.東日本大震災後に提案された最大クラスの地震・津波の想定が,各分野にどのような影響を与えたのかについて考察した.その結果,非常に多岐にわたってその影響が波及し,様々な形で社会問題化していることを示した.本研究では,順応的管理の概念を東日本大震災に適用することにより,巨大地震災害に適応した実効性の高い順応的管理を確立することを目的とする.東日本大震災後に提案された最大クラスの地震・津波の想定が,各分野にどのような影響を与えたのかについて考察した.その結果,非常に多岐にわたってその影響が波及し,様々な形で社会問題化していることを示した.本研究では,順応的管理の概念を東日本大震災に適用することにより,巨大地震災害に適応した実効性の高い順応的管理を確立することを目的とする.この目的を達成するため平成25年度においては,まず地震被害波及構造を踏まえた地震防災関連分野である,「地震」,「津波」,「インフラ」,「災害対応」,「政治経済」,「復旧復興」の6分野それぞれにおける,東日本大震災により顕在化した各分野内の課題抽出と構造化を進めるための,国内害の文献,書籍等のエビデンス収集,関係者へのヒアリング調査等を各分担者でそれぞれ実施した.また,全体会議を2回開催し,各分野内の課題を共有した.ワーキングで検討するUDE(Undesirable Effect)として,地震学分野における「M9.0の超巨大地震発生を想定できなかった」を取り上げて,理学としての地震学においては「地震発生予測モデルを検証するための十分に長いデータがなかったこと」と,それにも関わらず一方で「その時点ではモデルに矛盾した観測がなかったこと(モデルの妥当性が示されていたこと,そのために盲信してしまったこと)等を構造的にまとめた.また,有識者との意見交換会として,東北地方太平洋沖地震時において,防災担当大臣であった松本龍氏,後の復興担当大臣にインタビューする機会を得た.松本氏からは,地震直後における首相官邸の主に防災に関連する初動対応とその意思決定過程について,復興庁の創設までの経緯について,政治家の立場から政府と行政機能の課題を聴取した.昨年度の検討結果を踏まえて、研究分担者と協議した結果、東日本大震災後に提案された津波防災の基本的な枠組みであるレベル1津波、レベル2津波を取り上げ、地震被害波及構造を踏まえた地震防災関連分野である「地震」,「津波」,インフラ」,「災害対応」,「政治経済」,「復旧復興」の6分野に対して、どのような影響を与えたのかについて考察することとした。兵庫県南部地震以後のわが国の土木構造物の耐震基準の基本方針に採用され、現在供用されている各種インフラ施設の耐震診断や耐震補強の設計に適用されている、レベル1地震動、レベル2地震動の枠組みは、主に地震防災関連分野の地震分野とインフラ分野のみが関わっている。すなわち、主に耐震設計における外力規定であるため大変良く機能しており、大きな支障は発生していない。一方、東日本大震災以降に採用されたレベル1津波、レベル2津波については、設計時における津波外力に留まらず、各地震防災関連分野に様々な課題が波及し、問題として顕在化していることが確認された。これはハード対策に閉じた対応が可能な設計外力である地震動とは異なり、津波の場合は構造物の設計外力のみならず、住民避難を含めたソフト対策、まちづくりのあり方、、復興予算等、ハード・ソフト全般に影響を及ぼす事、次に国、県、市町村、地域住民に至る広範な主体に影響を及ぼす事が明らかとなった。また、提示されたいくつかの課題は現時点では解決が容易でないものも少なくなかった。以上のように、各研究分担者が担当している6分野について、レベル1津波、レベル2津波がどのような影響を与えたのかについて考察し、分野内、分野間に生じた齟齬や課題を抽出した。土木工学,構造工学・地震工学・維持管理工学今年度は,当初から予定していたとおり,地震被害波及構造を踏まえた地震防災関連分野である,「地震」,「津波」,「インフラ」,「災害対応」,「政治経済」,「復旧復興」の6分野それぞれの分担者それぞれによる,分野内の課題の構造化とエビデンス収集が実施できたため,おおむね順調に進展しているとした.ただし,分野間の課題については十分に掘り下げられなかったことから,次年度の早期に解決すべき課題とする.平成26年度は,昨年度に地震被害波及構造を踏まえた地震防災関連分野である,「地震」,「津波」,「インフラ」,「災害対応」,「政治経済」,「復旧復興」の6分野のそれぞれで明らかにした課題構造を踏まえて,分担者同士で東日本大震災の広範囲な影響に関する認識の統一を図りつつ,分野間をまたがる課題を明らかにするとともに,未来問題構造ツリーを構築することにより,研究分野全体の課題の構造化とあるべき方向性を探る.具体的には,共通課題を含む問題の大きい課題(中核問題)を設定し,UDE(Undesirable Effect)を解消する対立解消図を作成する.全体構造を踏まえた分野内の課題の見直しを行い,最終的に未来問題構造と,巨大地震災害に関連する研究分野の順応的管理の体系を明らかにする.2月から3月に実施を予定していた全体会合が大雪の影響のため実施できなくなった.そのため,次年度に繰り越すこととなった.26年度の全体会合をできるだけ早期に開催する予定である.
超分子ローターによる金属錯体の相転移制御

本研究ではスピンクロスオーバーや電荷移動スピン転移を、球状骨格をもつ固体分子ローターの回転運動によって制御することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。(a)モデル錯体として、シンプルな単核錯体にローター配位子(キヌクリジンおよびその誘導体)が直接配位した錯体を合成し、およびその固体内分子運動の励起・緩和挙動について詳細な検討を行った。(b)モデル錯体(a)の検討で用いた合成法を応用して原子価互変位性を示すコバルト錯体に対してローター配位子(キヌクリジン)を導入し、結晶構造解析により常温でローターが回転運動していることを確認した。低温相の構造については引きつづき検討中である。金属錯体はスピンクロスオーバーや電荷移動誘起スピン転移などの相転移により、電子状態が変化して色や磁性が大きく変化する。これまで光や温度変化に応答する様々な機能性錯体が報告されており、表示デバイスや記録素子への応用が期待されている。本研究では分子ローターの回転運動を錯体結晶に組み込み、格子振動を介したスピン状態の操作について検討を行っている。スピンクロスオーバー(SCO)や電荷移動誘起スピン転移(ETCST)では金属イオンの電子状態と格子振動のカップリングが転移挙動を大きく支配するため、本研究ではまず異なるサイズ・対称性をもつ分子ローターを対イオンや配位子に用いて・ETCST錯体を合成し、回転運動と相転移挙動の相関について検討する。また極性分子ローターの配向や回転を外部電場で操作し、スピン状態の電場による操作を試みる予定である。本年度は既報の鉄3価スピンクロスオーバー錯体と、分子ローターとして機能する対イオンの組み合わせのスクリーニングを行った。具体的にはアニオン性スピンクロスオーバー錯体を既報により合成し、アミノアダマンタン塩酸塩やキヌクリジニウム塩などの球状有機カチオンとの結晶化を試みている。現在のところスピンクロスオーバー転移を発現する錯体結晶の合成には至っておらず、引きつづき種々の錯体と分子ローターの組み合わせについてスクリーニングを行っている。本研究ではスピンクロスオーバー錯体に分子ローターをカップリングさせ、格子振動を介した新しいスピン状態制御の確立に向けて検討を行っている。前年度は分子ローターアニオンを用いたスピンクロスオーバー錯塩の結晶性が予想よりも悪いこと、また得られた結晶中で、分子ローターの回転運動が予想よりも励起されづらいことが判明し、問題となっていた。本年度は以上の問題に対処するため、まずアセチルアセトナト錯体などの非常にシンプルな錯体に分子ローターを導入することによって、どのような分子構造・結晶構造が回転運動を励起しやすいのか、基礎的な検討と研究計画の見直しを行った。その結果、配位部位をもつ分子ローター(キヌクリジン)のアンモニウム塩をカウンターイオンとして導入した場合は分子ローターでは回転運動の励起が見られなかったのに対して、一方で分子ローターを直接金属イオンに配位させた錯体では、常温よりも低い温度で回転運動が励起されることを見出した。そこで物質探索の範囲をアニオン性錯体の分子ローター塩だけでなく、中性で球状分子が直接金属イオンに配位したスピンクロスオーバー錯体の合成について検討を行ったところ、スピンクロスオーバー現象の一種である原子価互変異性を示し、キヌクリジンが直接配位したコバルト2価錯体の結晶を得ることに成功した。今後はこの錯体の転移挙動について細かく検討を行うとともに、分子ローター部のサイズや極性の異なる一連の錯体を合成し、その回転運動と転移挙動の相関について詳しく検討を行う予定である。前年度の研究では、予定していた分子ローターとスピンクロスオーバー錯体のイオン結晶作成が困難であること、および分子ローターの回転運動が励起されにくいことが判明し、問題となっていた。今年度は問題を解決するため、よりシンプルなモデル錯体を用いて分子設計の見直し検討を行っていたため、予定の研究計画よりは遅れている。しかしながらこの追加検討によって、イオン結晶よりも中性錯体の方が結晶性と回転運動励起の両面において有利であることを見出し、また分子ローターが直接金属イオンに配位した中性錯体の合成ノウハウを得ることができた。その結果、コバルト2価原子価互変位性錯体において分子ローターが直接配位した錯体を得ることに成功した。以上の成果によって、次年度では研究の遅れを取り戻す目処が付いたと考えている。本研究ではスピンクロスオーバーや電荷移動誘起スピン転移を示す金属錯体と、球状骨格をもつ固体分子ローターを複合化することにより、固体内分子運動の励起による錯体の電子状態の制御を目的として以下の研究を行った。a)モデル錯体として、シンプルな金属イオンに球状骨格をもつローター配位子(キヌクリジン)が直接配位した錯体を合成し、その固体内分子運動について検討を行った。また同時に、球状配位子のアンモニウム塩(キヌクリジウムイオン)をカウンターイオンにもつ金属錯体についても検討を行った。その結果、中性錯体である前者はキヌクリジン単体よりも低い温度で固体内回転運動が励起されたのに対し、イオン結晶である後者では高温でも回転運動は励起されなかった。また分子ローターを塩素化することで極性を付加した錯体についても検討を行ったが、回転運動は全く励起されなかった。以上の結果について学会発表を行ったほか、現在投稿論文の準備中である。b)検討(a)の結果をもとに、原子価互変位性を示すコバルト2価中性錯体に対して分子ローター配位子の導入を試みたところ、常温で回転運動が励起された錯体の合成に成功し、また関連する分子ローターをもつ多核錯体を得た。

研究期間内に十分な純度をもつサンプルを得ることはできなかったが、原子価互変位性錯体と分子ローターの複合化に関して基盤となる研究成果を得たため、最終年度に導入したグローブボックスを活用して検討を継続する予定である。c)既報のスピンクロスオーバー錯体のカウンター交換による分子ローターとの複合化について研究を行ったが、錯体のアダマンタンアンモニウム塩やキヌクリジニウム塩の結晶性が芳しくないことや、得られた結晶において分子内固体運動が発現しづらいことが判明した。検討(a)よりイオン性結晶では励起温度が高くなることが予想され、耐熱温度の低い金属錯体に適さなかったといえる。本研究ではスピンクロスオーバーや電荷移動スピン転移を、球状骨格をもつ固体分子ローターの回転運動によって制御することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。(a)モデル錯体として、シンプルな単核錯体にローター配位子(キヌクリジンおよびその誘導体)が直接配位した錯体を合成し、およびその固体内分子運動の励起・緩和挙動について詳細な検討を行った。(b)モデル錯体(a)の検討で用いた合成法を応用して原子価互変位性を示すコバルト錯体に対してローター配位子(キヌクリジン)を導入し、結晶構造解析により常温でローターが回転運動していることを確認した。低温相の構造については引きつづき検討中である。初年度では研究の足がかりとしてスピンクロスオーバー錯体と有機分子ローターの錯塩結晶作成を目指していたが、スピンクロスオーバーを発現する結晶はまだ得られていない。要因としては極性をもつ有機分子ローターの合成、具体的にはキヌクリジンやアミノアダマンタンへの極性導入官能基の導入(フッ素化等)に手間取ったことが挙げられる。今年度得られたコバルト2価錯体について、回転運動励起とスピン転移挙動をX線散乱・磁気測定・電子スペクトル測定等を用いて詳細に明らかにする。また分子ローター部のサイズや極性の異なる一連の錯体を合成し、その回転運動と転移挙動の相関・誘電的機能の付加等について詳しく検討を行う。さらに種々のスピンクロスオーバー錯体について同じアプローチで分子ローターの導入を試みる。錯体化学・分子磁性・分子科学引き続きスピンクロスオーバー錯体と分子ローターの複合化についてスクリーニングを行っていく予定である。既報のスピンクロスオーバー錯体の研究結果を用いて金属錯体と有機分子ローターの組み合わせを多数試行することで、スピンクロスオーバーと分子ローターの回転緩和が相互作用する新規化合物の合成を目指す。また本研究課題を含めた業務全体の効率化に取り組み、研究のスピードアップを図る。
多角的脳機能測定法による「顔」情報処理特性の検討:発達障害児における研究

ヒトにとって「顔」という視覚情報を処理することは社会的コミュニケーションを取る上でも重要な機能である。この顔情報処理特性の発達過程を調べ、またそれをもとに小児の脳機能発達評価に役立つ研究手法を開発していくのがこの研究の目的である。今年度はまず多数の小児を対象に誘発脳波検査を施行し、対照として必要な健常児での基礎データを得た。4歳から15歳、約150名の協力を得て実験を行い、顔特異的誘発電位が成人と同様のパターンになるまでの過程を検証できた。また、健常児にとって適切な実験環境を設定し今後発達障害児に対して応用可能な環境を検討した。今年度確立できた実験手法と、得られた基礎データを基に、今後は発達障害児を対象として同様の誘発脳波検査を施行する予定である。また心理学的行動検査を同時に実施し誘発電位の結果と合わせて研究を発展させていきたい。また、Williams症候群(以下WMS)患児の協力を得て顔刺激に対して誘発される脳磁場を測定した。WMS患者は顔認知に関し健常と変わらないとこれまで考えられてきたが、脳内での情報処理過程に健常者と違いが見られることが最近明らかになってきている。まだ解析を進めている途中の段階ではあるが、健常者で観察される電気生理学的な倒立顔効果がWMS患者では明らかでないことが確認できた。誘発脳磁場の結果は個人差が大きいため、今年度得られたデータだけでは結論を出すことはできずさらに多くのデータを集める必要がある。また解析に時間がかかるため今年度論文として発表したものはまだWMS患者一例における報告のみであるが、今後例数を増やしまた健常対照者の誘発脳磁場検査もさらに行っていくことで、WMSにおける顔情報処理特性を明らかにしていきたい。
視覚認知機能の遺伝子多型間比較と文化間比較

ヒトの視覚認知機能には存在する個人間多様性を理解するため、本研究では、視覚認知機能の研究に認知神経遺伝学の手法と視覚障害者を対象とした心理学実験の手法を導入し、遺伝子多型、脳機能、行動指標の多様性とその間の関連解析を行うことにより、行動面に表出した多様性をもたらすメカニズムを解明した。特に視覚障害の研究においては、神戸大学が保有するバーチャル・リアリティ・システムを駆使して実験を行い、弱視者が直立中ないし歩行中に足もとがどのていど見えるかを計測する方法を開発し、健常者の計測データと比較することにより、視覚機能の多様性についての研究を進めることができた。本研究は、ヒトの視覚認知機能に関する心理学実験と遺伝子解析により、遺伝子多型間比較と文化間比較を行い、ヒトの心理や行動の規定要因を明らかにすることを目的としている。ヒトの視覚認知機能には個人間で大きな多様性がある。多様性を理解するためには、ヒトを等質なものとし多様性を誤差と見なすのではなく、差異に着目し、多様性の原因を同定する必要がある。そのため本研究では、視覚認知機能の研究に認知神経遺伝学(cognitive neurogenetics)の手法を導入し、遺伝子多型、脳機能、行動指標の多様性とその間の関連解析を行い、行動面に表出した多様性をもたらすメカニズムを、遺伝子、脳神経レベルで多層的に解明する。さらに、認知神経遺伝学と文化間比較を融合し、視知覚の多様性の遺伝的、社会文化的基盤の解明を目指す。平成27年度は、ヒト認知機能の生物学的基盤について、認知機能に関する課題成績の個人差を大規模サンプルで検討する脳イメージング実験および遺伝子多型解析を実施した。またそれと並行して、若年男女を対象に、経済学的、社会的因子を考慮したヒト社会行動の生物学的因子(ゲノム・オミックス、ホルモン、脳機能・形態)の縦断的・横断的計測を行っている。具体的には、未婚男女から夫婦を対象としたコホート研究により、養育環境や異性交際といったライフコースに関わる生物学的因子を縦断的に計測した。これまで、思春期の養育経験と未婚男女の脳活動の有意な関連性を見出した。今後は、これらの関連性と関わる遺伝子多型およびホルモンについての検討を行う。ヒト認知機能の生物学的基盤についての、大規模サンプルによる脳イメージング実験および遺伝子多型解析を実施し、大規模サンプルによる脳機能の個人差の検討では、認知制御を調べるMSITという課題時の脳活動と遺伝子多型データの相互関連を解析した。これまで、CHRNA4(rs1044396)、DRD4(rs1800955)及び認知制御課題中の下頭頂小葉の活動との間に有意な関連が見出されている。今後は遺伝子多型とfunctional connectivityとの連関を検討するため、追加サンプルデータを収集する予定である。また、コーヒーが持久力の向上や疲労軽減に効果を有するのか検証した。大学生を被験者とした自転車運動による評価の結果、コーヒー摂取が運動持続時間を延長し、疲労マーカーの唾液コルチゾール値を低下させた。また、カフェインの代謝酵素Cytochrome P450 1A2(CYP1A2)の遺伝子多型(rs762551)によりその効果には差異が認められた。そのため本研究では、視覚認知機能の研究に認知神経遺伝学(cognitive neurogenetics)の手法と視覚障害者を対象とした心理学実験の手法を導入し、遺伝子多型、脳機能、行動指標の多様性とその間の関連解析を行うことにより、行動面に表出した多様性をもたらすメカニズムを、遺伝子、脳神経レベル、視覚障害という多層的な要因に注目して解明した。また研究の初期段階では、認知神経遺伝学と文化間比較を融合し、視知覚の多様性の遺伝的、社会文化的基盤の解明を指向していたが、海外出張の時間が取れず、文化間比較については多くの成果を上げることができなかった。一方、研究の初期段階では予定していなかった視覚障害の研究においては、神戸大学が保有するバーチャル・リアリティ・システムを駆使して実験を行い、弱視者が直立中ないし歩行中に足もとがどのていど見えるかを計測する方法を開発し、健常者の計測データと比較することにより、視覚機能の多様性についての研究を進めることができた。実験結果は電子情報通信学会の研究会で発表すると共に、英文の査読誌に発表した。また計測自動制御学会で招待講演を行うとともに、神戸市役所でも招待講演を行い、研究のアウトリーチ活動を進展させた。平成27年度の研究成果に基づき、28年度は、ヒト知覚におけるcontext-sensitivityを文化間、遺伝子多型間で比較するための課題を作成し、欧米国との比較実験を開始する予定である。認知科学海外の研究者との共同実験の予定を変更し、その分の旅費を使用しなかった。
戦前日本における外交官のキャリアパスと省内派閥の再検討

本研究の目的は、外交官のキャリアパスを分析することを通じて、戦前日本外務省における政策対立と派閥対立の関係を明らかにすることであった。この目的を達成するために、連盟外交をめぐる本省と国際連盟帝国事務局との対立に焦点を当てて、省内の人事を分析した。その結果、帝国事務局に勤務した外交官は特定のキャリアパターンを辿ったこと、そのパターンは本省の幹部にまで昇進した同僚たちのそれとは異なることが判明した。このことから、キャリアパスの違いが異なる政策志向を生み、さらに派閥を生みだしたこと、また戦前外務省には「連盟派」と分類されるべき政策派閥が存在したこと、が示唆された。本研究は、戦前の外交官のキャリアパスを分析することを通じて外務省内の派閥対立と政策対立を実証することを目的としている。この目的を達成するために、平成27年度は、外交官の人事記録を収集することを第一に史料収集をおこなった。人事記録に関しては、高等官以上の本省および在外公館の勤務履歴を収集し、順次エクセルファイルに入力してデータベース化を進めている。その完成については平成28年度の半ばを予定している。また同時に、外交官の個人文書の収集にも努めた。そのなかで特に大きな成果は、元外交官で占領期には終戦連絡地方事務局連絡官・横浜事務局長を務めた鈴木九萬氏のご遺族から、その日記を閲覧させていただくことができたことである。今回の調査で確認できた日記は40冊(1948年1月1日から1960年7月3日までのほぼ全期間)で戦前のものは見当たらなかったが、今後も継続して戦前の記録が残っていないか調査をつづける予定である。なお、鈴木氏のご遺族との面会に当たっては、大阪経済法科大学アジア太平洋研究センターの内海愛子先生、産経新聞社の渡辺浩生氏のご協力を得た。このほかに平成27年度の成果としては、論説「芦田均と『ジャパン・タイムズ』」を本務校の紀要に執筆したことがある。『ジャパン・タイムズ』は1897年に創刊された英字新聞社で日本の対外宣伝紙として知られてきたが、今回の調査のなかで実際に1920年代以降には外交官経験者が同紙の要職に就任するキャリアパスが確立されていたことがわかった。そこで同論説では、元外交官である芦田が『ジャパン・タイムズ』紙の社長に就任する経緯と同紙における彼の活動を分析し、1930年代における外務省の宣伝活動の実態を論じた。本研究において最も重要となる外交官の人事記録について、その収集の目処がついたため、「おおむね順調に進展している」と判断できる。本研究の目的は、戦前の外交官のキャリアパスを分析することを通じて、外務省内の派閥対立と政策対立との関係を明らかにすることである。この目的を達成するために、平成28年度は、キャリアパス分析に用いるために前年度に収集した外交官の人事記録をエクセルファイルに入力する作業を進めた。これと平行して在欧の外交官の活動や彼らと本省との関係を分析するために、英国国立公文書館で資料調査をおこなった。このほかの成果としては、第28回比較憲法学会で「日本国憲法第9条と集団安全保障」と題する報告をおこなった。これは、本研究において連盟外交の経験を豊富にもつ外交官として「連盟派」に位置づけられる芦田均の戦後の憲法観をとくに9条と集団安全保障との関わりから論じたもので、戦後政治における「連盟派」外交官の動向に関する事例研究の一つに位置づけられるものである。加えて、論説「戦前外務省の人事と組織」を本務校の紀要に執筆した。これは、大臣および次官・局長といった幹部となる外交官のキャリアパスを分析したもので、その結果として戦前外務省では局を横断するのではなく、同じ局のなかで昇進を重ねながら幹部に就任すること、また在外勤務においても局と関連の強い国や地域に勤務すること、が明らかになった。そしてこれらの特徴から、外務省の幹部となる外交官はジェネラリストというよりも一定の地域や業務に関する専門性をもつこと、それゆえ幹部となる外交官であってもそのあいだに政策志向の違いが生じること、が示唆されることを論じた。平成27、28年度に収集した人事記録をもとにしたキャリアパス分析によって、戦前外務省の人事の仕組みや組織的特徴を一定程度明らかにすることができたため、「おおむね順調に進展している」と判断できる。この目的を達成するために、平成29年度は、連盟外交をめぐってこれに消極的な本省と積極的な在欧の外交官グループとのあいだの政策志向の違いに注目し、これまでに収集した外交官の人事履歴の分析を進めた。具体的には、国際連盟帝国事務局長や同次長に就任する外交官のキャリアパスを分析し、その結果として、彼らが本省勤務では条約局を中心に、在外勤務では仏国を中心に欧州大陸に勤務しながら連盟外交に携わるといった特徴的なキャリアパターンを形成していることがわかった。また、こうしたキャリアパスの特徴を前年度に分析にした次官や局部長といった本省の幹部に就任する外交官のそれと比較した結果、両者の特徴はかなり異なるだけでなく、幹部に就任する外交官のキャリアパスのなかに連盟外交の経験などもほとんど見いだされないことから、彼らが省内において傍流に位置する存在であったことも明らかとなった。

さらに、これらの分析結果と行政学の知見を踏まえて、連盟外交をめぐる本省と在欧の外交官グループとのあいだの政策志向の違いはキャリアパスの違いから生じるものとして説明できること、また同じキャリパスを辿る外交官のあいだでは政策志向が近くなり、一つの政策派閥として理解できることを指摘し、従来の欧米派やアジア派といった区分では捉えきれない在欧外交官グループの存在を「連盟派」として定義した。以上の成果については、日本国際政治学会2017年度研究大会・分科会C-1において「外務省『連盟派』とその政策」と題する報告をおこない、これを公表した。そのなかで、連盟派の系譜に属する外交官の戦後の活動にも焦点を当てて、戦前における日本の連盟外交の経験が戦後外交に与えた影響の一端についても論じた。本研究の目的は、外交官のキャリアパスを分析することを通じて、戦前日本外務省における政策対立と派閥対立の関係を明らかにすることであった。この目的を達成するために、連盟外交をめぐる本省と国際連盟帝国事務局との対立に焦点を当てて、省内の人事を分析した。その結果、帝国事務局に勤務した外交官は特定のキャリアパターンを辿ったこと、そのパターンは本省の幹部にまで昇進した同僚たちのそれとは異なることが判明した。このことから、キャリアパスの違いが異なる政策志向を生み、さらに派閥を生みだしたこと、また戦前外務省には「連盟派」と分類されるべき政策派閥が存在したこと、が示唆された。今後の研究の推進方策としては、第一に外交官の人事記録を分析するためにデータベース化を完成させること、第二にひきつづき外交官の個人文書の収集にも力を入れることである。また平成28年度においては、これらの収集した記録や史料をもとにキャリアパスの分析を進める。あわせて、そこで明らかになった外交官のキャリアパスの特徴と従来の研究が明らかにしてきた外務省内の派閥対立との関係についても検討を加える。今後の研究の推進方策としては、ひきつづき外交官の個人文書の収集と英国国立公文書館での資料調査をおこなうことである。平成29年度は、これまで収集した人事記録と資料をつき合わせて、本研究が明らかにした外交官のキャリアパスと、従来の研究が明らかにしてきた外務省の政策派閥とのあいだに関係があるのか、ないのか、関係があるとすればそれはどのようなものか、といった点を検討する。政治学当初の予定よりも資料の複写費がかからなかったことによる。平成27年度に生じた次年度使用額については、平成28年度における資料調査の旅費、及び資料の複写費に使用する。
ジオキサビシクロ[3. 2. 1]ヘプタン型キラル合成素子の創製と活用

天然の糖類はキラル資源として広く活用されている.しかしながら特定のキラリティーのみに限定されていることや4級キラル中心の構築を含む多様の変換を行うことは困難である.そこで糖の持つ高い変換能力とキラリティーを保ちながら,しかも糖に欠けている機能性を持った新規キラル合成素子を開発し様々な生理活性天然物への適用を図ることを目的に本研究に着手し,所期の目的を達成した.まず,2-ビニルフランにシャープレス不斉ジヒドロキシ化反応(不斉AD反応)を行い,90%ee以上の不斉収率でキラルジオール体の両対掌体を得た.両対掌体のそれぞれについてフラン環の酸化的環拡大反応を行いキラルなピロン誘導体を経て期待したキラルなジオキサビシクロ環系化合物を効率良く得ることが出来た.エノン部ケトンをワ-トン転位反応によって転位させ,ついで得られるアリルアルコールを酸化しレボグルコセノンの両対掌体を得ることに成功した.本法は従来天然糖質からしか得ることが出来なかったレボグルコセノンを完全な合成化学的手法によって得る途を開いたものであり,画期的な意義を持つと思われる.ついで確立した手法を適用することによって天然糖質からは得ることの困難なジオキサビシクロ環系を持ついくつかの昆虫フェロモン類のエナンチオ制御合成を検討した.その結果,適切な2-アルケニルフランへのAD反応とそれにつづく環拡大反応を経て天然に両対掌体の存在するフロンタリンの両対掌体,さらに(-) -β-マルチストリアチンおよび(+) -エキソブレビコミンの合成に成功し,本手法の汎用性の高さを例示することが出来た.天然の糖類はキラル資源として広く活用されている.しかしながら特定のキラリティーのみに限定されていることや4級キラル中心の構築を含む多様の変換を行うことは困難である.そこで糖の持つ高い変換能力とキラリティーを保ちながら,しかも糖に欠けている機能性を持った新規キラル合成素子を開発し様々な生理活性天然物への適用を図ることを目的に本研究に着手し,所期の目的を達成した.まず,2-ビニルフランにシャープレス不斉ジヒドロキシ化反応(不斉AD反応)を行い,90%ee以上の不斉収率でキラルジオール体の両対掌体を得た.両対掌体のそれぞれについてフラン環の酸化的環拡大反応を行いキラルなピロン誘導体を経て期待したキラルなジオキサビシクロ環系化合物を効率良く得ることが出来た.エノン部ケトンをワ-トン転位反応によって転位させ,ついで得られるアリルアルコールを酸化しレボグルコセノンの両対掌体を得ることに成功した.本法は従来天然糖質からしか得ることが出来なかったレボグルコセノンを完全な合成化学的手法によって得る途を開いたものであり,画期的な意義を持つと思われる.ついで確立した手法を適用することによって天然糖質からは得ることの困難なジオキサビシクロ環系を持ついくつかの昆虫フェロモン類のエナンチオ制御合成を検討した.その結果,適切な2-アルケニルフランへのAD反応とそれにつづく環拡大反応を経て天然に両対掌体の存在するフロンタリンの両対掌体,さらに(-) -β-マルチストリアチンおよび(+) -エキソブレビコミンの合成に成功し,本手法の汎用性の高さを例示することが出来た.
空気ダンパを応用した動吸振器の開発

本研究は,空気ダンパを内蔵した動吸振器によって機械・構造物の振動制御を行うことを目的として始めたものである.研究の結果,この空気ダンパを動吸振器としてではなく通常の減衰器として設計する場合の設計理論は完成し,その成果は日本機械学会で発表した.一方,空気ダンパを動吸振器として設計する場合の設計理論に関しては,動吸振器の最適同調の条件式は求められたが,最適減衰の式がどうしても得ることができなかった.したがって,現段階では最適減衰の値は数値解析により求めている.理論解析と平行して実験も行い,試作した空気ダンピング式動吸振器を主振動系に取り付けてその振動特性を測定した.その結果,動吸振器を取り付けることによって主系の振動を大幅に減じることができ(共振振動は約1/100に抑えられた),それは空気ダンパの設計段階で予測した結果とよく一致していることが明らかになった.こうして,試作した空気ダンピング式動吸振器が非常に優れた制振効果を発揮することを理論と実験によって確認した.本研究はまだ完成していない.今後解決すべき問題点を列挙すると,以下ようになる.(1)空気ダンピング式動吸振器の最適減衰の計算式がまだ得られていない.(2)効果的な動吸振器を設計するには,動吸振器の3つの無次元設計パラメータをすべて最適化する必要がある.ところが,そのうち2つは互いに関係しているので,動吸振器を最適設計するのに反復計算が要求される.本研究は,空気ダンパを内蔵した動吸振器によって機械・構造物の振動制御を行うことを目的として始めたものである.研究の結果,この空気ダンパを動吸振器としてではなく通常の減衰器として設計する場合の設計理論は完成し,その成果は日本機械学会で発表した.一方,空気ダンパを動吸振器として設計する場合の設計理論に関しては,動吸振器の最適同調の条件式は求められたが,最適減衰の式がどうしても得ることができなかった.したがって,現段階では最適減衰の値は数値解析により求めている.理論解析と平行して実験も行い,試作した空気ダンピング式動吸振器を主振動系に取り付けてその振動特性を測定した.その結果,動吸振器を取り付けることによって主系の振動を大幅に減じることができ(共振振動は約1/100に抑えられた),それは空気ダンパの設計段階で予測した結果とよく一致していることが明らかになった.こうして,試作した空気ダンピング式動吸振器が非常に優れた制振効果を発揮することを理論と実験によって確認した.本研究はまだ完成していない.今後解決すべき問題点を列挙すると,以下ようになる.(1)空気ダンピング式動吸振器の最適減衰の計算式がまだ得られていない.(2)効果的な動吸振器を設計するには,動吸振器の3つの無次元設計パラメータをすべて最適化する必要がある.ところが,そのうち2つは互いに関係しているので,動吸振器を最適設計するのに反復計算が要求される.本研究は、空気ダンパを内蔵した動吸振器によって機械・構造物の振動制御を行うことを目的としている。この空気ダンパに関する研究は非常に少なく、特に空気ダンパ動吸振器として設計するための式は皆無であった。我々はまず、この空気ダンパ動吸振器としてではなく、通常の減衰器として設計する場合の設計式を整備することから始めた。次いで、この空気ダンパを動吸振器に応用するための準備として、減衰のある振動系に取り付ける動吸振器の最適調整の条件式を導いた。それは、これまでに報告されている動吸振器の設計式は主系に減衰がない場合にしか適用できなかったからである。これらの成果は日本機械学会で報告している。こうして基礎的な準備段階が終ったので、平成6年度にはいよいよ、空気ダンパを動吸振器として設計する場合の設計式を導き、その設計式に従って動吸振器を設計・製作することを行いたい。我々はまた、空気ダンパ内の複雑な空気の流れを数値解折し、空気ダンパの減衰係数をより厳密に計算することを試みている。最初から圧縮性流体の非定常流れを計算することは難しかったので、平成5年度は流体を非圧縮性と仮定して解折することから始めた。これはオイルダンパの場合に相当し、数値解折の結果はオイルダンパの実験結果と比較した。その結果、両者がよく一致していることが確認できたので、平成6年度には最終目的である圧縮性流体の非定常流れの数値解折を行う予定である。本研究は,空気ダンパを内蔵した動吸振器によって機械・構造物の振動制御を行うことを目的として始めたものである.この空気ダンパに関する研究は非常に少なく,特に空気ダンパを動吸振器として設計するための式は皆無であった.平成5年度はこの空気ダンパを動吸振器としてではなく,通常の減衰器として設計する場合の設計式を導いた.引き続いて平成6年度は,空気ダンパを動吸振器として設計する場合の設計式を導くことから研究に着手した.空気ダンパはピストンの振動数によってその減衰係数が著しく変化し,さらに動的な力に対しては復元力も作用するので,空気ダンパを含む動吸振器の設計にはこれまで報告されている動吸振器の式は使えない.今回新たに導出した式は,空気ダンパのこのような減衰係数やばね定数の周波数特性も考慮されており,非常に簡単な式で最適な動吸振器が設計できるという特徴を有している.現在この研究成果を日本機械学会で発表すべく準備を進めている.

さらに,精度の高い動吸振器を製作するためには主系に含まれる減衰を考慮しなければならず,その影響を考慮した簡易設計式を導出し,すでに日本機械学会で報告している.また,今回導出した設計式に従って空気ダンパを内蔵した動吸振器を現在製作中であり,その実験結果を待って最終の報告書を作成したいと考えている.
固体炭素質を燃料とする流動層型燃料電池の開発に関する研究

本流動層型燃料電池の開発においては、炭素粒子層のオーム抵抗の低減が重要となる。昨年の結果から、運転操作としては、間欠的な流動化操作による電解質/粒子の接触の更新を行うことが有効であることがわかった。一方、流動化操作を行う場合、層内での圧力損失を小さくし、またスラッギングをおこさずに均一に流動化させるには炭素粒子はGeldart分類のA拉子に分類される比較的細かな粒子が適していると考えられる。そこで、比較的細かな炭素粒子を用いた場合について、炭素粒子層の抵抗率と操作ガス速度、粒子径との関係を調べた。実験装置および方法は昨年と同様である。粒子としては石油ピッチ系活性炭粒子を粉砕、篩い分けによって平均粒子径163μm、115μm、66μmに調整したものを用いた。抵抗率λのガス速度Uに対する依存性はB粒子(昨年検討した粒子)の場合と同様にシグモイド曲線状となり、最小流動化速度Umf付近でのλの上昇割合が大きかった。粒子径を163μm、115μmと比較的細かくしたことにより、流動化状態下(U=2Umf付近)での抵抗率はB粒子の場合の2/3ほどに小さくなることが分かった。しかし、さらに細かな66μmの場合ではB粒子と同程度に大きくなった。これには層の空隙率が関係していると考えられる。本流動層型燃料電池の操作には、粒子径100170μm程度の炭素粒子が適していることが分かった。本流動層型燃料電池の開発においては、炭素粒子層のオーム抵抗と操作条件との関係が重要となる。内径10cmのアクリル円筒管から成る流動層実験装置を作製し、石油ピッチ系活性炭粒子を用いて、炭素粒子層の抵抗率と操作ガス速度、粒子径との関係を調べた。ガス分散板にはウレタン多孔板を使用し、流動化ガスには乾燥空気を用いた。活性炭粒子には、粉砕、篩い分けによって平均粒子径を490μm、390μm、326μm、250μmの4種類にそろえた。抵抗率測定においては、流動層内を板で仕切り、幅2cmの2次元流動層部分に片面を被膜した2枚の白金板状電極を差し込み、種々のガス速度における電極間抵抗を測定した。電極間距離を2、4,6,8cmと変化させ、電極間抵抗と電極間距離との関係から、活性炭粒子層の抵抗率を求めた。抵抗率λはガス速度Uに大きく依存し、特に最小流動化速度Umf付近での上昇割合が大きかった。見かけ上固定層となっている、U<Umfの領域においても抵抗率の上昇があることがわかった。また、U>Umfにおいては抵抗率の上昇率は小さくなり、抵抗率が頭打ちとなる傾向が見られた。異なる粒子径の結果は、U/Umfを用いて一つにまとめられることがわかった。活性炭粒子を微粉化し、粒子密度に等しくなるまで圧縮して得た粒子の抵抗率λoと比較すると、U=0においてλ=100λo、U=2U/Umfにおいてλ=10000λoとなり、流動化状態では粒子層の抵抗が極めて大きくなることがわかった。このことから、運転操作としては、間欠的な流動化操作による電解質/粒子の接触の更新を行うことが有効であることがわかった。
減数第一分裂を第二分裂に切り替える分子機構の解明

減数第一分裂から第二分裂への移行期において、姉妹動原体ペア間の接着は解離することが知られている。本研究では、その解離のための分子機構を解明することを目的とした。マウス卵母細胞において動原体動態を高解像度ライブイメージングし、姉妹動原体ペア間の距離の変化を計測したところ、第一分裂の開始とほぼ同時に姉妹動原体ペア間の接着の解離が起こることが分かった。また、動原体部位においてRec8コヒーシンを切断するセパレースの強い活性化が認められた。これらの結果は、セパレースが動原体においてRec8コヒーシンを切断することで姉妹動原体ペア間の接着が解離するという仮説を支持する。減数第一分裂から第二分裂へと移行する過程において、姉妹動原体ペア間の接着は解離することが知られている。本研究では、動原体マーカーEGFP-CENP-Cと染色体マーカーH2B-mCherryをコードするRNAをマウス卵母細胞にマイクロインジェクションし、ライブイメージングを行った。動原体を3Dトラッキングし、姉妹動原体ペア間の距離の変化を計測したところ、第一分裂後期への進行と同時に姉妹動原体ペア間の接着の解離が開始し、1分以内にほぼ完了することが分かった。次に、姉妹動原体ペアを解離させる実行因子の候補である、セパレースの活性が動原体において存在するかを検討した。セパレース標的配列を含む染色体接着因子コヒーシンRec8サブユニットの断片の両端にEGFPとmCherryをそれぞれ融合させ、mCherryには更に動原体タンパク質CENP-Cを融合させた。このEGFP-Rec8-mCherry-CENP-CをコードするRNAを卵母細胞に発現させ、動原体におけるセパレース活性を測定した。その結果、セパレースは動原体部位において第一分裂後期開始のおよそ3分前に活性化し、その後およそ10分かけてRec8を切断することが分かった。さらに、微小管マーカーおよび微小管重合中心マーカーを用いて、第二分裂における紡錘体形成の過程を定量的に解析した。第一分裂では両極性紡錘体の形成の前に、ボール状の非極性紡錘体が遷移的に現れるが、第二分裂ではこのボール状紡錘体が観察されず、第一分裂と比較して迅速に両極性紡錘体が形成することが分かった。姉妹動原体ペアの接着の解離と、紡錘体形成の間の機能的相関の有無について検討することが今後の課題となる。本研究では、減数第一分裂と第二分裂の遷移期間において、姉妹動原体の解離と紡錘体形成のメカニズムを理解することを目指している。1.高解像度ライブイメージングと定量的画像解析による、姉妹動原体が解離するタイミングとキネティクスの正確な計測-まず、以前に確立したマウス卵母細胞のライブイメージング技術を用い、減数第一分裂後に姉妹動原体が解離する過程を撮影した。動原体と染色体をイメージングし、動原体の三次元トラッキングを行い、姉妹動原体ペア間の距離の変化を計測した。この解析から、姉妹動原体ペア間の距離が離れるタイミングは、第一分裂後期の開始と一致することを明らかにした。この実験から、減数第一分裂から第二分裂までの間に姉妹動原体ペアを解離させるシグナルは、第一分裂後期を開始させるシグナルと同一のものであることが示唆された。2.姉妹動原体を解離させる実行因子について-そこで、姉妹動原体ペアを解離させる実行因子の候補として、染色体接着因子Rec8コヒーシンを第一分裂後期に分解するプロテアーゼであるセパレースを挙げた。Rec8のセパレース標的配列をベースにセパレース活性を測るバイオセンサーを開発した。このセンサーは、動原体で第一分裂後期で効率的に分解されるが、インナーセントロメアではその分解効率が著しく下がることが分かった。これらの結果は、姉妹動原体を解離させる実行因子がセパレースである考えと一致する。3.第一分裂の紡錘体崩壊から第二分裂の紡錘体形成までのタイミングとキネティクスの計測-微小管マーカーを用いて減数第一分裂から第二分裂までをライブイメージングした。紡錘体を三次元構築し、その形状変化をパラメター化する系を確立した。今後、姉妹動原体ペアの解離が第二分裂の紡錘体形成を促進する可能性について検討する予定である。

これまで年次計画のとおりに、1.高解像度ライブイメージングと定量的画像解析による、姉妹動原体ペアが解離するタイミングの正確な計測、2.姉妹動原体ペアを解離させる実行因子の候補として、動原体におけるセパレース活性の測定、3.減数第一分裂の紡錘体崩壊から第二分裂の紡錘体形成までのイメージングと計測系の開発、を達成しており、おおむね順調に進展していると自己評価できる。年次計画にあったもののうち、達成できなかった点は以下のとおりである。1.姉妹動原体ペアの解離のキネティクスの測定-姉妹動原体ペアが解離することによる姉妹動原体間の最大距離は1.5um程度であり、それが少なくとも1分以内に完結することが分かった。この変化のキネティクスを計測するには、実施した解像度が空間的にも時間的にも十分ではなかった。ただし、姉妹動原体ペアの解離のタイミングが第一分裂後期のそれと一致するという結果を得たことで、本実験の主要な目的は達成したと考えている。2.姉妹動原体ペアの解離を強制的に抑える系の開発-計画ではシュゴシンを動原体に強制的に局在させることで、セパレースによる姉妹動原体ペアの解離を抑えられる系を開発する予定であった。24年度において、動原体にシュゴシンを強制的に局在させたものの、動原体におけるセパレース活性センサーの分解が抑えられるという結果をいまだ得ていない。しかしながら、セパレース活性センサーが内在性シュゴシンの局在するインナーセントロメアで分解効率が低いことを示したことから、条件検討の価値があると考えている。3.第一分裂の紡錘体崩壊と第二分裂の紡錘体形成の定量的計測-計画では第一分裂から第二分裂までの紡錘体の形状変化の計測を完了している予定であったが、実際には、紡錘体のイメージングとその形状のパラメター化の系を確立した。これにより、定量的計測を行う技術は完備されている。24年度において得られた結果を受け、今後はまず、姉妹動原体ペアの解離の実行因子がセパレースである可能性について追求していく。Rec8をベースにしたセパレース活性バイオセンサーを用い、これまで動原体で分解効率が高く、インナーセントロメアで分解効率が低いという結果を得ている。まず、インナーセントロメアにおける分解効率の低さが、シュゴシンに依存したものであるかを確認したい。シュゴシンSgo2のノックアウトマウスの供与を受け、このマウスから得た卵母細胞において、インナーセントロメアでの分解効率を調べる。インナーセントロメアで分解効率がシュゴシンに依存するという結果を得ることで、本研究で開発したRec8ベースのバイオセンサーが、内在性コヒーシンの分解効率を反映するものであることが強く支持されるだろう。また、姉妹動原体ペアの解離を強制的に抑える系の開発を継続する。25年度にはMP1とp14という強い結合親和性を持つタンパク質を姉妹動原体に局在させ、姉妹動原体ペアの解離を人工的に抑えることを計画している。さらに、培地操作により細胞内の活性をコントロールできるNS3プロテアーゼを用いて、MP1とp14による姉妹動原体ペアの結合をキャンセルできる系を開発する予定である。これにより姉妹動原体ペアの解離を第一分裂後期で特異的に抑制し、それが第二分裂の紡錘体形成にもたらす影響について解析したい。該当なし
心材形成機構に迫る新規アプローチ：細胞死を制御する自己分解酵素の時空間動態の解明

二次木部細胞の分化および細胞死は、木質資源の特性を決定する重要な生命現象である。放射柔細胞の細胞死は、樹幹の腐朽耐性の発現に重要な心材形成に深く関与することから、心材形成機構を理解する上で放射柔細胞の細胞死発現機構の解明は重要である。本研究では、放射柔細胞の細胞死発現機構を理解する上で鍵となる自己分解酵素の時空間動態をモデル実験系とインタクトな組織の解析を組み合わせることで明らかにする。本研究の遂行によって、放射柔細胞の細胞死過程における自己分解酵素の時空間動態を理解し、心材形成機構に関する新しいモデルを構築する。