hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ID情報に基づく暗号システムに関する研究

まず名前や住所,電話番号などの個人情報,すなわちID情報に基づく予備通信を必要としない鍵共有システムの実現法の研究を行い,二つの独創的な発想を得て,二つの新しいID情報に基づく鍵共有システムの実現法を確立した.その結果,共通鍵暗号系の最大の問題である鍵共有の問題を見事に解決し,公開鍵暗号系に比べて操作性が格段によい共通鍵暗号系の適用を容易にした.実現法Iは,鍵生成センタの実行すべき計算量は少ないが各ユーザの保有すべき秘密情報の量がやや多くなる方式であり,その核心となる鍵共有部分の独創的な発想は次の三つである.(a)安全性の根拠を素因数分解の困難さに起因する計算量的安全性においている.(b)鍵共有操作を実行した時にはじめてユーザ固有の乱数が消去される.(c)結託により共通鍵を集めても第三者の共通鍵を偽造できない.また実現法IIは,各ユーザ毎に比較的小さな離散対数問題を解く必要があるので,鍵生成センタの計算量はやや多くなるものの,各ユーザが保持すべき秘密情報はサイズNの整数2個分でよい.この方式の核心となる鍵共有部分の独創性は次の三つである.(a)安全性の根拠を素因数分解の困難さ及び離散対数問題の困難さに起因する計算量的安全性においている.(b)素因数分解の困難さにより離散対数問題にトラップを組み込むことができる.(c)鍵共有に用いる等式から相手の秘密情報を露呈できない.また二つの鍵共有法の安全性は,それぞれの独創的な発想により保証されている.以上のように安全なID情報に基づく鍵共有法が確立されると,ID情報に基づく暗号系は言うまでもなく,ID情報に基づく相手認証,電子投票システム,鍵管理システムなど,各種暗号システムへの応用が可能となる.
リボソームの生合成における各要素の構造と機能に関する研究

本研究の目的は、生化学・蛍光技術・ナノバイオロジーのさまざまな手法を組み合わせて、核小体の構造とその構造維持の仕組みを解明することである。最終年度である本年度は、これまでの試料準備や予備実験を踏まえ、核小体の物理的弾性や物質透過性などを、特定の薬剤処理や核小体因子のノックダウンと組み合わせて行い、その基本的特質を明らかにした。これまでに確立した核小体精製法と原子間力顕微鏡による弾性測定を組み合わせた解析を行ったところ、アクチノマイシンによって核小体のRNA転写を阻害すると核小体の弾性は有意に低下した。一方、MG132によってプロテアソーム機能を阻害すると核小体内には凝集体が形成されるが、この状態では核小体の弾性は上がることが明らかとなった。これらのことは、核小体の機能と物性の直接的な相関関係を示している。また、RPL6やLaminをノックダウンした細胞でも、核小体の弾性は有意に変化したことから、核小体の弾性は特定の構成因子に依存するものであることが考えられる。蛍光デキストランを用いた核小体の物質透過性の解析では、これまでのところ上記のノックダウンによって有意な差は見られておらず、弾性と物質透過性には直接の相関関係がないようである。このことは、ウイルス感染などで形態が変化しても核小体内外の分子のやりとりには限定的な影響しか与えないことを示唆しており、核小体の構造と機能を結び付けて理解する上で大変重要な知見になると考えている。タンパク質合成を担うリボソームの生合成は、全ての生物の全ての細胞にとって必須の細胞内機構であり、多段階からなる複雑な過程である。核内ミオシンI(NMI)はこの複数の段階に関与する重要な因子である。またBXDC1・EBNA1BP2・ObgH2などの核小体タンパク質は、一般的な核小体タンパク質と比べて細胞内で極めて遅い分子動態を示し、また難溶性である。これらのタンパク質をノックダウンすると核小体の形質に異常がみられる。本研究においては、リボソームの生合成過程においてこれらの特徴的な核小体タンパク質がどのような段階に関わるかを、生化学的方法と原子間力顕微鏡(AFM)による構造解析と組み合わせて明らかにし核小体の機能と構造を統合的に理解することを目的としている。研究初年度においては、実験系に必要な試料の作製法を確立し、目的タンパク質の基本的な性質を明らかにした。(1)目的タンパク質の発現・精製法の検討:本研究の解析対象としている目的の核小体タンパク質(10種類)は極めて難溶性であるので、その発現・精製条件を慎重に検討した。(2)目的タンパク質の局在・動態解析:目的タンパク質のGFP融合発現系を用いて、細胞内でどのような動態を示すかを、間期・分裂期ともに生細胞観察や共染色の手法を用いて多角的に検討した。これにより、目的タンパク質が核小体のどのサブコンパートメントに局在するかが分かり、機能解析を進める上での指針を得ることができた。(3)目的タンパク質の共役因子の同定:上記(1)(2)に続く発展的内容として、免疫沈降やクロマチン免疫沈降の技術を用いて、目的タンパク質がリボソームDNA、RNAポリメラーゼI、NMIなどの因子と結合するかどうかを検討中である。細胞から生化学的に抽出してきた核小体に対して、原子間力顕微鏡を用いたナノスケール構造解析によりその表面構造を解析したところ、微細なビーズ構造が観察された。リボソームRNAの生合成を阻害したところ、このビーズ構造の大きさが有意に小さくなったことから、この構造は核小体の機能と密接に関連していることが分かった。RNAの生合成以外にも、プロテアソーム阻害剤を始めとする様々な薬剤処理下で抽出された核小体に対して、その構造を詳細に観察し、多機能な核小体の構造的基盤どしてのビーズ構造の存在を確認した。更にその生理的意義を明らかにするため、原子間力顕微鏡を用いて精製した核小体の弾性を測定する実験システムを構築した。無処理の細胞と、核小体機能を阻害する様々な薬剤処理をした細胞から、それぞれ核小体を精製してその弾性を測定すると、異なる薬剤に対して異なる弾性の変化をみせることが明らかとなった。このことは、蛍光などの手法で形態を観察するのみでは分からない「硬さの変化」という観点から核小体の構造と機能に迫るものであり、非常に興味深い知見が得られたと考えている。現在その構造と機能の相関関係を更に密接に結びつけて明らかにすべく、核小体構成タンパク質の動態などにも着目しつつ解析を進めている。

また、RPL6やLaminをノックダウンした細胞でも、核小体の弾性は有意に変化したことから、核小体の弾性は特定の構成因子に依存するものであることが考えられる。蛍光デキストランを用いた核小体の物質透過性の解析では、これまでのところ上記のノックダウンによって有意な差は見られておらず、弾性と物質透過性には直接の相関関係がないようである。このことは、ウイルス感染などで形態が変化しても核小体内外の分子のやりとりには限定的な影響しか与えないことを示唆しており、核小体の構造と機能を結び付けて理解する上で大変重要な知見になると考えている。特に薬剤処理後の核小体の精製において、多くの条件検討が必要であったためにある程度の時間を要したが、解析はおおむねうまくいっている。また表面構造の解析や弾性測定においては、多くの興味深い知見を得ることができた。昨年度までに観察された核小体の基盤と考えられるビーズ構造に対し、蛍光技術を併用することで更に詳細な特徴付けを行う予定である。また、更にその機能と構造の関連を探るため、特定の核小体タンパク質のノックダウンが核小体の基盤構造や弾性にどのように影響するかを解析することを計画している。
医薬候補化合物の網羅的合成を指向した新規酸化的炭素骨格構築触媒の開発と適用

前年度の研究を引き続き継続し、sp3炭素-水素結合活性化型酸化カップリング反応を天然物合成に適用し、その有用性を示す研究に従事した。前年度報告書に記載した、indoxamycin類の全合成達成に向けて今年度1年間研究を行った。計画した目的物の3つの炭素-炭素結合を酸化カップリングにより構築する合成経路の実現に向け行った前年度の研究の結果、出発物となる2環性メソ体エーテルのTHF環α位sp3炭素-水素結合の酸化を足掛かりとして、異なる反応条件の炭素-炭素結合形成反応を行うことで逆の立体を持つカップリング体を作り分けることに成功していた。今年度はまず、この骨格構築反応を目的骨格に相当する求核種に適用することで合成を進めることを目指した。種々の検討の結果、モデル求核剤では進行したラクトール開環・HWEオレフィン化・オキシマイケル付加タンデム反応が、置換基の立体反発の影響により実際の目的骨格に相当する求核種では進行しないことが分かった。そこで、ラクトールの開環状態を固定化した基質を合成し、これに対しPetersonオレフィン化を行うことで形式的には望みの炭素-炭素結合構築反応を達成することに成功した。続いて、中心骨格となる3環骨格を、2つ目の鍵反応により構築することを目指した。先述した1つ目の鍵反応の成績体を4段階の変換反応に付すことで、2つ目の鍵反応の基質へと導いた。この基質に対して、ビスエノラートの分子内酸化カップリング反応による炭素-炭素結合形成反応を狙い種々検討を行ったが、いずれの反応条件においても望みの生成物は得ることができなかった。現在当鍵反応の達成に向け更なる検討を行っており、これが達成されれば、その後数段階の変換を経てindoxamycin類の全合成が達成できると見込まれる。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画書に記した通り、分子状酸素を酸化剤とする酸化的sp3炭素-水素結合活性化触媒の開発に取り掛かった。申請時から採用開始時までに、私は1電子レドックス活性リガンドとしてヒドロキノン誘導体を設計・合成し、鉄触媒と組み合わせることでベンジル位sp3炭素-水素結合酸化が促進されることを見出していた。これをより活性の高い触媒系へ発展させることを目指した。まず、誘導体化による活性向上を狙った。同様の酸化還元挙動を示すと期待される誘導体を種々設計・合成し当酸化反応に適用したが、いずれも有望な結果を与えなかった。この結果と反応が示した顕著な溶媒依存性から、ヒドロキノンではなく溶媒として用いていたアミドが酸化反応の活性の鍵となっていると推測された。そこで当初の設計を変更し、アミドを触媒に組み込むことでこのsp3炭素-水素結合酸化反応を触媒できないかと考えた。種々の検討から、アミド-アセチルアセトナート共役型リガンドにより酸化反応は促進されたが、触媒当量以上は進行しなかった。以上の検討から触媒化を断念したが、アミドと酸素から酸化的sp3炭素-水素結合活性化の活性種が生じるという新規の知見を得ることができた。また、sp3炭素-水素結合活性化型酸化カップリング反応を天然物合成に適用し、その有用性を示す研究にも取り掛かった。研究計画書に記した天然物とは異なるが、化合物自体の新規性がより高くまた方法論の有用性をより強くアピールできると考えられる、indozamycin類の合成を行うことにした。ターゲット化合物及び標的鍵反応は当初の計画と異なるが、酸化的sp3炭素-水素結合活性化を経るフラグメントカップリングによる収束的合成という概念は同じである。私は目的物の3つの炭素-炭素結合を酸化カップリングにより構築する合成経路を計画した。単純2環性メソ体エーテルのTHF環α位炭素-水素結合を酸化して得られるラクトールに対し、モデル求核剤を用いて検討を行った結果、異なる反応条件に付すことで逆の立体を持つ生成物を作り分けることに成功した。現在は目的骨格に相当する求核種への適用を検討中である。

この基質に対して、ビスエノラートの分子内酸化カップリング反応による炭素-炭素結合形成反応を狙い種々検討を行ったが、いずれの反応条件においても望みの生成物は得ることができなかった。現在当鍵反応の達成に向け更なる検討を行っており、これが達成されれば、その後数段階の変換を経てindoxamycin類の全合成が達成できると見込まれる。26年度が最終年度であるため、記入しない。キノンと酸化還元活性を持つ金属を触媒として用いたプロジェクトでは、狙ったほどの酸化活性は認められなかったものの、アミドの新たなレドックス活性触媒への展開を示唆する基礎データを得ることができた。また申請書に記載したものとは異なるが、抗腫瘍活性天然物の全合成研究を、方法論開発を出発点として開始した。すでに興味深い反応も見出しつつあり、今後当コンセプトに沿って合成を進めることができると期待される。引き続き、indozamycin類の合成研究を行う予定である。現在検討中である、最初の鍵反応の目的骨格に相当する求核種への適用を達成したのち、次の鍵反応を検討予定である。これが達成されれば、全合成達成に際して残る課題は、側鎖部分の導入と細かな官能基変換のみであるので、当合成戦略による全合成の達成が期待される。
視床下部室傍核による食餌嗜好性制御メカニズムの解明

視床下部は、動物個体のエネルギー代謝を自律的に調節しており、視床下部AMPキナーゼ(AMPK)が、レプチンやグルコースなどのシグナル分子として摂食行動を調節することが明らかとなった。活性型AMPKをコードするレンチウィルスベクターを視床下部室傍核(PVN)に発現させ、同時に二種類の食餌を自由に選択摂食させると、対照マウスは高脂肪食を摂食するが、活性型AMPK発現群は高蔗糖食を多く摂食した。この嗜好性制御機構はPVNにおけるAMPキナーゼー脂肪酸酸化亢進を介するが、肥満するとこのメカニズムが破綻し、PVNのAMPK活性が低下し、高脂肪食への嗜好性が更に亢進し、肥満を助長する事が明らかになった。これまでに活性型AMPKをコードするレンチウィルスペクターを視床下部室傍核(PVN)に発現させると、マウスが過食となり、肥満する事を見出した。感染マウスに同時に二種類の食餌を自由に選択摂食させると、対照マウスは高脂肪食を摂食するが、活性型AMPK発現群は高蔗糖食を多く摂食した。そしてこの嗜好性変化はPVNにおける脂肪酸酸化亢進に起因する事を明らかにした。同様の嗜好性変化は、絶食後の再摂食時にも生じ、その調節にはメラノコルチン受容体-AMPK調節機構が関与すると考えられた。本年度は、絶食時に増加する強力な摂食量増加作用をもつNPYをマウスPVNに投与すると、メラノコルチン受容体系と同様にPVNにおけるAMPKを活性化し、脂肪酸酸化を亢進させる事で炭水化物摂取量を増加させた。更にPVNにおけるAMPKの活性化は、CAMKK活性化に起因する事を明らかにした。このようなPVNにおけるAMPキナーゼの活性化は低栄養からの回復時など生理的に必須の摂食調節機構と考えられる。しかし肥満動物を用いて絶食後の再摂食時における嗜好性変化を測定したところ、対照マウスとは異なり高脂肪食の摂食量が大きく増加した。そこで肥満動物のPVNにおけるAMPK活性を測定すると、絶食時にも関わらずAMPK活性は抑制され、脂肪酸酸化も亢進しなかった。つまり肥満によりPVNのAMPK活性が低下すると、高脂肪食への嗜好性が更に亢進し、肥満を助長してしまうと考えられる。現在、肥満によるPVNのAMPK活性低下機構について更に研究を進めている。これまでに活性型AMPKをコードするレンチウィルスベクターを視床下部室傍核(PVN)に発現させると、マウスが過食となり、肥満する事を見出した。同様の嗜好性変化は、絶食後の再摂食時にも生じ、その調節にはメラノコルチン受容体-AMPK調節機構が関与し、低栄養からの回復時など生理的に必須の摂食調節機構と考えられる。肥満動物を用いて絶食後の再摂食時における嗜好性変化を測定したところ、対照マウスとは異なり高脂肪食の摂食量が大きく増加した。肥満動物のPVNにおける活性型リン酸化AMPKの局在部位を免疫組織科学的手法で検出すると、やせ型動物に比べ、大幅に減少していた。逆に肥満動物のPVNでは、有為にGABA含有量が上昇していた。またGABAa受容体アゴニストを絶食後の再摂食時に脳内投与すると、やせ型マウスでも高脂肪食の摂食量が増加した。つまり肥満によりPVNへのGABA入力が上昇し、PVNのAMPK活性が低下し、高脂肪食への嗜好性が更に亢進し、肥満を助長する事が明らかになった。
プログラム細胞死を誘導する新規遺伝子DP5の機能解析

我々は神経細胞のアポトーシスモデルにおいて発現誘導される遺伝子としてDP5遺伝子を同定し、その構造機能を解析してきている。DP5はアミノ酸92個よりなる蛋白をコードし、その中央部にBcl-2ファミリーメンバー間で保存されているBH3ドメインを有する。DP5遺伝子は発生過程神経系に比較的限局して発現し、その局在は運動神経細胞や感覚神経節細胞などいわゆるプログラム細胞死を起こすことで知られている細胞群で、また時期も合った状態で局在していることが明らかとなった。また成熟神経系では発現自体はレベルが低いもののある特定の神経細胞に局在していた。マウスにおいて前脳虚血を作成し、その後の発現を検討したところ一過性に発現が上昇していた。次にDP5の構造的な特徴と細胞死誘導機能の相関を検討する目的で我々はDP5遺伝子を培養細胞に導入することを試みた。結果は明かにDP5を導入した細胞群で細胞死が誘導された。またその形態学的特徴はTUNEL染色陽性で核濃縮を伴うアポトーシスの特徴を示していた。ヒト筋萎縮性側索硬化症の剖検例2例において脊髄前角の運動神経細胞にDP5mRNAと蛋白の発現が観察された。脳虚血で死亡した症例の脊髄前角には同様な発現は観察されなかったため上記のDP5の発現は神経細胞の変性に何らかの役割を担っている可能性がある。BH3ドメインを有する蛋白はいずれも細胞死誘導効果があるが、最近これらの蛋白の細胞内局在が機能制御に重要な役割を担っていることが報告されている。DP5も他の蛋白と相互作用することにより細胞内局在を変化させている可能性を考え、Yeast Two Hybrid法を用いて検索を行った。3種類の陽性クローンが得られ、そのうちの一種類であるhnRNPは哺乳類細胞に共発現させた場合もDP5と相互作用することが明らかとなった。このDP5の機能を探る目的でまず我々はDP5遺伝子の正常発生過程における発現局在を検討した。このような成熟神経系でも病的な状態に陥るとアポトーシスを起こすことが報告されているのでマウスにおいて前脳虚血を作成し、その後の発現を検討したところ一過性に発現が上昇していた。BH3ドメインが細胞死誘導に重要であるという最近の知見を踏まえて我々はさらにBH3ドメインのみをコードする短い遺伝子断片を強制発現させ、その影響を観察した。その結果全長cDNAを発現させた時よりも程度は弱いが、約4割の細胞がアポトーシスを呈し、BH3ドメインのみでもアポトーシスを誘導し得ることが判明した。

昨年度までは正常、及び脳虚血モデルにおける脳内遺伝子発現を検討してきたが、本年度はさらにヒト神経変性疾患における遺伝子、蛋白の発現局在を検討した。ヒト筋萎縮性側索硬化症は運動神経細胞が変性に陥る疾患であるが、部検例2例においてIn situ hybridization,免疫組織化学でDP5の局在を検討したところ、脊髄前角の運動神経細胞にDP5 mRNAと蛋白の発現が観察された。脳虚血で死亡した症例の脊髄前角には同様な発現は観察されなかったため上記のDP5の発現は神経細胞の変性に何らかの役割を担っている可能性がある。またAIDS脳症の患者剖検脳においても血管周囲のマクロファージにDP5の遺伝子、蛋白発現が観察された。これらの症例ではいずれもトキソプラズマが感染しているので、トキソプラズマ感染とそれに引き続くマクロファージの細胞死にDP5が何らかの関係を持っている可能性が示唆される。BH3ドメインを有する蛋白はいずれも細胞死誘導効果があるが、最近これらの蛋白の細胞内局在が機能制御に重要な役割を担っていることが報告されている。DP5も他の蛋白と相互作用することにより細胞内局在を変化させている可能性を考え、Yeast Two Hybrid法を用いて検索を行った。3種類の陽性クローンが得られ、そのうちの一種類であるhnRNPは哺乳類細胞に共発現させた場合もDP5と相互作用することが明らかとなった。本年度はDP5のヒト神経疾患における関与について主に検討を加えた。方法はDP5遺伝子のヒトホモログであるHarakiri遺伝子(以下Hrk)の遺伝子プローブ及びHrk蛋白に対する抗体を用いて剖検組織におけるHrkの動態について検索した。ヒト神経疾患のうち,脊髄前角細胞が特異的細胞死を起こすことで知られている筋萎縮性側索硬化症(以下ALS)の症例(4症例)とくも膜下出血など他の死因で亡くなった症例(4例)の剖検組織を用いてまずTUNEL染色により脊髄前角領域でアポトーシスが起こっているか否かを検討したところ対照組織では染色陰性であるのに対し,ALS症例では4例とも前角細胞にTUNEL陽性反応が認められた。次にこのサンプルでHrkの遺伝子,蛋白発現をin situ hybridization法と免疫組織化学法を用いて検索したところ,ALS症例ではいずれも脊髄前角細胞に陽性反応が認められた。Hrk蛋白の発現をWestern Blot法を用いて確認したところ,免疫組織化学法の結果とよく一致してALS症例のサンプルにおいて約18kdの分子量のバンドが検出された。DP5/Hrkは前年までの検討でBH3ドメインを介してアポトーシス抑制性Bcl-2ファミリーメンバーと結合することが判明している。この現象がヒト組織でも起こっているか否かを免疫沈降法を用いて検討した。ヒト剖検サンプルと抗Hrk抗体とを反応させた後に遠心沈降物を電気泳動した後に抗Bcl-XL抗体でWestern Blot反応させたところALS症例でのみBcl-XLの陽性反応が観察された。これはヒトALS組織においてHrk蛋白がアポトーシス抑制性のBcl-XL蛋白と結合して存在していることを示している。
運動トレ-ニングによる筋ミトコンドリア増加のメカニズムに関する生化学的研究

運動トレ-ニングが骨格筋のミトコンドリア機能に及ぼす影響をミトコンドリアの酵素活性とDNAレベルで検討した。8週齢のFisher344系雄ラットを小動物用トレッドミルを用いて2週間もしくは4週間トレ-ニングした。トレ-ニングは、最終的に+6°の勾配を25m/分の速度で60分間走らせるプログラムを1日1回、週に6日行った。このトレ-ニングの後、ラットを屠殺して赤筋であるヒラメ筋、白筋である前頚骨筋、及び赤筋と白筋の混合筋であるひ腹筋を速やかに取り出しフリ-ズクランプして、酵素活性及びDNAの測定まで-80°Cで保存した。それぞれの筋肉について、ミトコンドリアの標識酵素であるクエン酸合成酵素とチトクロ-ム酸化酵素の活性を分光光度計を用いる方法で測定した。ミトコンドリアDNAの測定のために、ポリメラ-ゼ連鎖反応により人ミトコンドリアDNAのチトクロ-ムb領域(1500bp)を増幅して調製し、これを鋳型として市販のMultiprime DNA labelingsystemにより^<32>Pでラベルしたプロ-ブを得た。このプロ-ブと精製した核DNAとミトコンドリアDNAの反応性の検討により、このプロ-ブはミトコンドリアDNAに特異的に反応することを確認した。2週間のトレ-ニングで、ヒラメ筋のクエン酸合成酵素活性は有意に上昇したが他の筋肉ではその現象は見られなかった。4週間のトレ-ニングにより、ヒラメ筋とひ腹筋の両酵素活性は有意に上昇し、トレ-ニング効果が認められたが、前頚骨筋ではその現象は見られなかった。一方、筋中のミトコンドリアDNA含量は、4週間のトレ-ニング後でもいずれの筋肉にも変化が認められなかった。これらの結果は、本研究で用いたトレ-ニングは、ミトコンドリアの酵素を誘導するには充分だが、ミトコンドリア数を増加するほどの強度ではなかったことを示唆している。今後、ミトコンドリアDNAを増加する強度のトレ-ニングを検討する予定である。
日本伝統音楽の授業モデルとカリキュラムモデルの開発に関する研究

第7次学習指導要領の改訂にも伴い、音楽科教育に於いては、わが国の伝統的音楽の指導に大きな関心が払われている。しかし、指導者の力量の問題ともかかわり、伝統的音楽の指導は十分な成果をあげていない。そうした状況を克服するために、本研究では伝統音楽の授業について教材体験型モデルと教育内容分析型モデルの二つのモデルを提起した。同時に、カリキュラムに関しては、体験と理解を往還させる総合的なモデルを提起した。研究目的及び研究施計画にそって,本年度は次の研究を実施した。まず、抽出した地方目治体の教育委員会を通して,わが国の伝統音楽指導に関して先進的な研究を行っている事例の収集を行った。また,伝統音楽の授業参観と授業資料の収集,分析を行った。とくに本年は,中学校における箏の授業,琵琶の授業,また小学校における三線の授業,人形浄瑠璃の指導等々について授業参観とインタビュー,授業資料の収集を行い,日本伝統音楽指導の現状,問題点,指導の可能性について分析を行った。同時に,箏や三線についての一定の授業モデルを構想することができた。こうした日本における調査と同時に,アジア諸国において自国の伝音楽指導にカを入れているタイの事例を調査した。チュラロンコン大学及びその附属小中学校における伝統音楽指導の授業資料やカリキュラム資料を収集し分析を行った。タイの学校においては,自国の伝統音楽と西洋音楽が並行して指導されており,教員養成系大学学部においても同様に自国の伝統音楽と西洋音楽が教えられていることが明らかとなった。日本の伝統音楽の指導を考える場合,現在のような西洋音楽を中心とした音楽専門大学的なカリキュラムを脱し,教員養成に特化しつつ,伝統的音楽と西洋音楽とをバランスよく配置したカリキゴラムの必要性が強く示唆された。また年度末に公開の研究会を開催し,講師として日本を代表する地歌演者等を招き,日本音楽指導に関する留意点について専門家としての立場から講演をいただいた。研究目的及び研究実施計画にそって、平成20年度は次の研究を実施した。昨年度に引き続き、わが国の伝統音楽指導に関レて先進的な実践を行うている事例の収集を行つた。これらの中で、地域の伝統芸能の保存団体どの連携にまる指導についそ示唆をえることかできた。また,伝統音楽のカリキュラム構築へ向けて、そのカリキュラム構成のモテルを二つ(教材体験型モデル、教育内容分析型モデル)に整理し、教育内容分析型モデルの有効性について学会においても発表してぎた。こうしだ日本における調査や研究と同時に、アジア諸国において自国の伝統音薬指導にカを入れている韓国とシンがポールの事例を調査レた.韓国においては韓国音楽教育学会に参加して調査する一方、韓国芸術大学音楽学部にわいて韓国における伝統音楽指導の課題や問題点について調査を行った。シンガポールにおいては、伝統音楽をコアとずるガリキュラムについで調査を行つた。とくに韓国における伝統音楽教材については大きな示唆を得ることがでぎた。音楽科の教材の中で伝統音楽に関する教材の割合を定めそいる韓国の音楽カウギニラムが伝統音楽指導の推進において大きな力をもろそいると向時に、一定の問題をも有していることが明らかとなった。しかし、こうしたカリキュラム構成はわが国あ伝統音楽指導のカリキュラムを考える上で視点を提供してくれることが示唆された。当初の研究目的及び研究実施計画にそって、平成21年度においては、次の研究を実施した。前年度に引き続き、わが国の伝統音楽指導に関して先進的な実践を行っている事例の収集を行った。とくに本年は、地域の邦楽専門家やその団体による放課後の伝統音楽指導について調査を行い、そこから大きな示唆をえることができた。この事例は、地域の邦薬専門家や地域の中高校生が、放課後に小学校の子どもたちを対象に行う事例である。それらは単に邦楽指導者による指導のみならず、地域の高等学校等の邦楽サークルに所属する高校生らによるきめ細かい指導の組織による先進的な取り組みとも位置づけることができる。指導を受ける小学生はもちろんのこと、中高生も指導を通してみずから成長するという取り組みであり、今後の伝統音楽指導へ向けて示唆深いものである。同時に、昨年度に引き続き、韓国における伝統音楽指導について研究会への参加等を通して調査を行った。また本年度は、研究の最終年にあたり、これまで収集してきた実践やカリキュラムを整理し、そのモデル化に向けて研究を行った。その結果、授業モデルや指導モデルについては、(1)音楽教師による教材体験型モデル(2)地域の邦楽専門家による教材体験型モデル(3)教師、地域の邦楽専門家、地域の学生サークル活動などをネットワク化させた指導モデル(4)日本音楽の理解と連動させた教育内容分析型によるモデルを現実的なものとして設定できることが明らかになった。
哺乳類型糖鎖合成が可能な新規バキュロウイルス遺伝子発現系の開発

昆虫のアセチルグルコサミニダーゼ(GlcNAcase)には、リソソーム(水解小体)局在型(I型)、非局在型(II型)およびHex遺伝子或いはfdl遺伝子にコードされるHex型、FDL型の4つの分子種が知られている。バキュロウイルス遺伝子発現系で汎用されるヨトウガ由来細胞においては、このうち1型酵素遺伝子が未だ単離されておらず構造も未解明であることから、糖鎖修飾経路の解析に必須となる1型酵素遺伝手の単離を試みた。その結果、ヨトウガGlcNAcaseは他の種間との間で保存された活性部位(Gly-Gly-Asp-Glu-Val)を含む586アミノ酸からなる分子(分子量67キロダルトン)であり、タンパク質レベルで50-70%の相同性を示すこと、II型酵素と同様の酵素活性を有するものの至適pHはやや高いこと、またアルカロイド阻害剤(2-ADN)に対して抵抗性であることが確認された。2)昆虫培養細胞を用いたRNA干渉等による糖合成酵素の遺伝子抑制系の確立糖代謝酵素遺伝子の発現の阻害が及ぼす糖構造の変化を解析する上では、近年、他の生物種で汎用されるRNA干渉法(RNAi)が有効であると考えられるが、チョウ目由来の昆虫細胞における効果的な核酸導入法、RNAi干渉法が確立されていないことから、siRNAによるRNA干渉効果について検証した。FDL型酵素を標的とするfdl 2種類のsmall interfering (si)RNA(CACAATGGAGTTGGGTGTGTCGCAAおよびTTTGGAGCTTGAATCTTCGGCTCG、各25塩基対)をweb上のsiRNA設計プログラム(BLOCK-IT RNAi designer)を用いて設計し、二本鎖RNAを調製した(この際、RNA分解反応を回避するため、+鎖側の塩基に化学的な修飾を施した)。この2種のsiRNAをpolyethyleneimmine(PEI)を用いてヨトウガ由来細胞(SF21AE細胞)に導入したところ、そのうち1つで30-200nMの濃度域においてFDLの顕著な発現抑制が認められた。次いでこのsiRNAの干渉作用を30nMの濃度で用いて経時的に解析したところ、導入2日目から4日目の間にFDLの有意な抑制が見られ、チョウ目由来の昆虫細胞で有意な干渉効果を得る条件が確立できた。昆虫細胞固有のN結合型糖鎖合成系を改変することにより、発現効率に優れる昆虫細胞を用いて哺乳動物への応用にも適した組換えタンパク質製剤の大量生産が可能になると期待される。そこで外来遺伝子の発現に汎用される鱗翅目昆虫培養細胞を対象として、その糖合成系の改変を目的に恒常的に発現される糖合成関連酵素群の遺伝子の単離を実施し、カイコ由来およびヨトウガ由来のヘキソサミニダーゼ遺伝子を2種および3種取得した。一方、これらの酵素群の作用により付加される糖鎖の構造解析を目的として、アミノ酸配列内にN結合型糖鎖付加部位が唯一箇所だけ存在することが推定される豚サーコウイルス1型由来の構造タンパク質(orf2遺伝子産物)を昆虫細胞内で発現することが可能な遺伝子発現系を構築した。この系を用いて緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ配列を付加した改変型orf2遺伝子産物を昆虫細胞内で発現させたところ、核内でGFPの強い発現が認められた(当該タンパク質が有する糖鎖の構造については現在解析中である)。また、上述の鱗翅目に固有で、リソソーム非局在型のヘキソサミニダーゼ遺伝子を用いて、干渉用RNAを調製し、昆虫細胞を用いて干渉効果を検討したところ、高々70%程度の内因性遺伝子の発現の抑制が観察された。この干渉作用による糖鎖構造への影響ならびに他の糖合成関連酵素群(特にヘキソサミニダーゼ遺伝子ホモログ)の抑制との組み合わせによる効果についてさらに解析を進める。1)リコンビナント豚インターロイキン-23生産系の構築当研究計画の実施にあたり必要となるバキュロウイルス昆虫細胞遺伝子発現系の取り扱いに関するトレーニングにおいて、豚インターロイキン(IL)-23の未知サブユニット遺伝子ならびにその受容体を構成する二つのコンポーネントをコードする遺伝子を単離するとともに、バキュロウイルス昆虫細胞遺伝子発現系を用いて生理活性を有するヘテロダイマー型豚IL-23の大量発現系を確立した。また、これらと併せてヨトウガ(Spodoptera frugiperda)由来のbeta-N-acetylglucoasminidase 1、beta-N-acetylhexosaminidase precursor(hex)およびfused lobe型beta-N-acetylglucosaminidase(FDL)をコードする遺伝子を単離し、それらのreal-time PCR検出系を構築した。2)標的タンパク質(PCV1-ORF2遺伝子産物)検出系の改良糖鎖解析の標的となる豚サーコウイルス1型(PCV1)由来のORF2タンパク質の単離を可能とするため、種々の抗H童sタグ抗体を用いて免疫沈降法(IP)によるHisタグ付加oRF2の精製を試みた。その結果、MBL社製の新規の単クローン抗体を用いて標的タンパク質を抽出、精製ならびに検出可能となった。3)糖鎖合成酵素遺伝子発現阻害用コンストラクト(RNA干渉実験用コンストラクト)の構築昆虫型糖鎖の形成における昆虫(ヨトウガ)固有の各種糖鎖合成酵素の寄与を解析する目的で、昨年度までに実施した二本鎖RNAによる干渉実験の結果を確認した。遺伝子群発現ノックダウン細胞として標的酵素遺伝子の発現を恒常的に阻害された遺伝子改変型SF21AE細胞の作製のため、Novagen社製pIEx4発現ベクター由来のimmediate earlyプロモーターをGatewaysystem、Gateway vector

conversion system(ともにInvitorgen社)を利用して逆タンデム型に遺伝子挿入部位を持つRNA干渉ベクター作製用のコンストラクトを作製した。併せて、RNA発現効率の向上を目的として逆タンデム型遺伝子挿入部位間に昆虫細胞由来の種々の遺伝子のintronを挿入して干渉能を比較することにより、長鎖型のactin A3 intron1配列を付加したコンストラクトを得た。当該コンストラクトにGFP遺伝子もしくはFDL遺伝子の一部を挿入し、SF21AE細胞に対してpolyethyleneimine(PEI)による遺伝子導入の効果を検討したところ、いずれの遺伝子発現も導入後12時間から72時間目まで有意に抑制されることが明らかとなった。昆虫のアセチルグルコサミニダーゼ(GlcNAcase)には、リソソーム(水解小体)局在型(I型)、非局在型(II型)およびHex遺伝子或いはfdl遺伝子にコードされるHex型、FDL型の4つの分子種が知られている。バキュロウイルス遺伝子発現系で汎用されるヨトウガ由来細胞においては、このうち1型酵素遺伝子が未だ単離されておらず構造も未解明であることから、糖鎖修飾経路の解析に必須となる1型酵素遺伝手の単離を試みた。その結果、ヨトウガGlcNAcaseは他の種間との間で保存された活性部位(Gly-Gly-Asp-Glu-Val)を含む586アミノ酸からなる分子(分子量67キロダルトン)であり、タンパク質レベルで50-70%の相同性を示すこと、II型酵素と同様の酵素活性を有するものの至適pHはやや高いこと、またアルカロイド阻害剤(2-ADN)に対して抵抗性であることが確認された。2)昆虫培養細胞を用いたRNA干渉等による糖合成酵素の遺伝子抑制系の確立糖代謝酵素遺伝子の発現の阻害が及ぼす糖構造の変化を解析する上では、近年、他の生物種で汎用されるRNA干渉法(RNAi)が有効であると考えられるが、チョウ目由来の昆虫細胞における効果的な核酸導入法、RNAi干渉法が確立されていないことから、siRNAによるRNA干渉効果について検証した。FDL型酵素を標的とするfdl 2種類のsmall interfering (si)RNA(CACAATGGAGTTGGGTGTGTCGCAAおよびTTTGGAGCTTGAATCTTCGGCTCG、各25塩基対)をweb上のsiRNA設計プログラム(BLOCK-IT RNAi designer)を用いて設計し、二本鎖RNAを調製した(この際、RNA分解反応を回避するため、+鎖側の塩基に化学的な修飾を施した)。この2種のsiRNAをpolyethyleneimmine(PEI)を用いてヨトウガ由来細胞(SF21AE細胞)に導入したところ、そのうち1つで30-200nMの濃度域においてFDLの顕著な発現抑制が認められた。次いでこのsiRNAの干渉作用を30nMの濃度で用いて経時的に解析したところ、導入2日目から4日目の間にFDLの有意な抑制が見られ、チョウ目由来の昆虫細胞で有意な干渉効果を得る条件が確立できた。
斜入射干渉計による粗面物体の高精度3次元形状計測

本研究は従来の干渉計では計測することが困難であった粗面物体である加工物やマイクロマシンなどの表面形状の評価のため,斜入射干渉計による非接触でかつ高速にナノメートルオーダの高精度3次元形状計測法を確立した.ここでは測定物体を斜めから照射することによって粗面であってもシーン現象により正反射を高めることができるため良好な干渉縞を得ることができた.本年度は前年度のマクロな領域での縞解析法の確立と脆性材料のポアソン比解析法の確立という成果を踏まえ,ミクロな領域の計測を可能とするために斜入射干渉顕微鏡の確立に重点を置いた.まず,斜入射干渉顕微鏡を光学設計および機械設計し試作した.この際,将来的にインコヒーレントな光源の利用も視野に入れて,参照光と測定光の光路差を等しくできる新たな斜入射方式とした.この中で,粗面形状計測に顕著に見られる計測時に回折の影響による実際形状から誤差の解析およびこの除去法について検討し,斜入射干渉における回折の影響を理論解析した.これを踏まえて実際に実験において測定サンプルへの入射角やフォーカスなどのパラメータを実験的に検討した.さらに,このシステムの上でマイクロ領域の脆性材料のポアソン比計測をも可能とした.本研究は従来の干渉計では計測することが困難であった粗面物体である加工物やマイクロマシンなどの表面形状の評価のため,非接触でかつ高速にナノメートルオーダの高精度3次元形状計測法を確立することである.斜入射干渉計は測定物体を斜めから照射することによって粗面であってもシーン現象により正反射を高めることができるため,干渉稿を得ることができる.さらに,一般の干渉稿では1稿が波長の半分に相当するが,この場合,斜入射のため感度は低減させることが可能となる.今回,まず,基礎実験として直角プリズムを用いた斜入射干渉計による三次元形状測定システムを構築した.これらの実験装置は現有設備と今回導入したボード,ステージ,ピエゾ等によって可能とした.ここで,干渉稿の解析行いナノメートルオーダの分解能を得るため,参照ミラーを移動させる位相シフト法による位相検出と,プリズムを傾けてキャリア周波数を与えワンステップ位相シフト法の2つの解析法を可能とした.これによって0.1μmの精度で形状計測が可能となった.さらに,この応用として脆性材料のポアソン比の測定も行った.さらに,新たに提案した局所サンプリング斜入射干渉計を構成することにより高精度化を試みた.さらに,次年度に斜入射干渉顕微鏡の開発のための基礎実験を行った.具体的には,格子を利用した格子型,2枚のハーフミラーを持ちいる反射鏡型と偏光プリズムを用いる偏光型の3種類の斜入射干渉計の実験を行った.本研究は従来の干渉計では計測することが困難であった粗面物体である加工物やマイクロマシンなどの表面形状の評価のため,斜入射干渉計による非接触でかつ高速にナノメートルオーダの高精度3次元形状計測法を確立した.ここでは測定物体を斜めから照射することによって粗面であってもシーン現象により正反射を高めることができるため良好な干渉縞を得ることができた.本年度は前年度のマクロな領域での縞解析法の確立と脆性材料のポアソン比解析法の確立という成果を踏まえ,ミクロな領域の計測を可能とするために斜入射干渉顕微鏡の確立に重点を置いた.まず,斜入射干渉顕微鏡を光学設計および機械設計し試作した.この際,将来的にインコヒーレントな光源の利用も視野に入れて,参照光と測定光の光路差を等しくできる新たな斜入射方式とした.この中で,粗面形状計測に顕著に見られる計測時に回折の影響による実際形状から誤差の解析およびこの除去法について検討し,斜入射干渉における回折の影響を理論解析した.これを踏まえて実際に実験において測定サンプルへの入射角やフォーカスなどのパラメータを実験的に検討した.さらに,このシステムの上でマイクロ領域の脆性材料のポアソン比計測をも可能とした.
プラズマの流体・運動論的手法を統合した定常燃焼維持の研究

平成30年度はコードの開発・整備を中心に計画を遂行した。当初計画ではTASK/TXと運動論的コードの結合を中心に据えていたが、平成29年度に開発された大域的最適化手法を用いた定常輸送コードGOTRESSの進展が予想を上回って順調に進んだため、当初計画を変更して平成30年度はGOTRESSと運動論的コードとの結合を進めた。ジャイロ流体輸送モデルであるTGLFは、ジャイロ運動論の知見をふんだんに取り込んだ最も高度な輸送モデルであると広く認識されているが、硬い輸送モデルであるため通常の輸送コードに組み込むと解に振動が生じ安定に解けないことや、計算時間が掛かってしまうことが問題であった。GOTRESSは硬い輸送モデルを安定に扱うために開発されたために、GOTRESSでTGLFを動作させることにした。そのため、MPMDというMPIを介して複数コードを協調動作させる枠組みを利用したコードを構築した。これによって、並列計算機上で大規模並列計算を行い、初めてTGLFを用いたJT-60Uの温度分布再現シミュレーションを複数例行うことができ、良好な再現性が得られた。GOTRESSを核とした統合モデルGOTRESS+を開発した。平衡コードACCOMEと複数の加熱コードを結合することにより、平衡、電流、加熱、温度分布間で矛盾のない予測を行うことが可能になった。統合輸送モデルTOPICSとのベンチマーク結果は極めて良好であり、TOPICSより高速に定常分布が得られることが分かった。TASK/TXを用いて、中性粒子ビーム入射直後に観測されているプラズマ電流と逆方向のトロイダル回転の物理機構について考察を行った。高速中性粒子がプラズマ中のイオンと反応して熱プラズマ中で非両極性輸送となり、逆方向回転を生むjxBトルクを生じさせることをシミュレーションで明らかにした。TASK/TXコードの開発は来年度以降に持ち越したが、GOTRESSとTGLFを協調動作させる枠組みの構築によって、研究課題名にある流体・運動論的手法を統合した手法の開発に成功している。平成30年度に実施した研究課題については国内学会や国際学会で発表済みであり、GOTRESSについて書かれた論文1編が出版された。それゆえ、計画は概ね順調に進展していると判断される。GOTRESSに関する研究が想像以上に大きく進展したため、大きく分けて3つの研究課題に取り組む。1GOTRESSとTGLFを組み合わせたシミュレーションは多くの計算資源が必要となるため、現在深層学習モデルを用いた高速化が進展している。結果を損なうことなく高速化を実現し、GOTRESS+を中心とした枠組みを用いて信頼性の高い運転シナリオ開発を行う。また、輸送のマルチチャンネル化に取り組む。2TASK/TXの多粒子種への拡張を行う。とりわけ不純物を取り込んだ系へと拡張することで、純プラズマでは現れない多くの現象を扱うことができる。また、平衡コードとの結合も進める。3GOTRESSとTGLFの結合において、MPMDによるコード間結合のノウハウを確立した。同じ手法をTRESSとGKVの結合に用いることで、可変性・可読性の高いTRESS+GKVを構築する。これにより、2でも記載した平衡コードとの結合が容易となるほか、1で確立した深層学習モデルによるTRESS+GKVの高速化も実現する。平成29年度はTASK/TXコードの開発・整備を中心に据えた当初計画を変更し、TASK/TXを用いた物理研究、TASK/TXの妥当性検証に用いるためのコード開発と関連する物理研究を先倒しで行うこととした。他の輸送コードでは出来ないTASK/TX固有の特徴の一つとして、マクスウェル方程式系を解いていることが挙げられる。その長所を活かし、トカマクにおける磁束消費の研究に取り組んだ。トカマクの磁束消費の研究は従来ポロイダル磁束にのみ着目して行われていたが、プラズマ電流変化時や加熱直後などの遷移的状況下においてはトロイダル磁束の磁束消費も有意な大きさとなることをシミュレーションで明らかにしたほか、軸対称系ではトロイダル磁束とポロイダル磁束に対するポインティング則が独立に成立していることを明らかにした。本研究計画の主題である流体・運動論的手法を統合したコードとしてTRESS+GKVコードを開発してきた。非定常偏微分方程式を解くTRESSコードにニュートン・イタレーション法を導入することで、比較的大きな時間刻み幅で硬い輸送モデルを用いても安定した解が得られるように改良した。それを一歩進め、遺伝的アルゴリズムなどの大域最適化手法を用いて解法上本質的に振動解が生じない定常輸送コードGOTRESSを開発することに成功した。GOTRESSは硬い輸送モデルを用いても振動しない解を高速に解く事ができることを確認している。磁場の軸対称性の破れが作る新古典トロイダル粘性(NTV)は回転を左右するため、回転の制御正確率のためにはNTVの解明が重要である。JT-60SAに設置される誤差磁場補正コイルを用いて能動的に様々なパターンの摂動磁場を印加できるため、複数のパターンにおいて生じるNTVを評価し、最小のコイル電流で最大のNTVが得られるセッティングを明らかにした。今年度に実施・達成した研究課題は、当初実施計画において平成30年度以降に予定していたものを多く含んでいる。今年度実施した研究課題については国内学会や国際学会で発表済みであり、また2編の論文が出版され、1編についても投稿中である。

当初計画ではTASK/TXと運動論的コードの結合を中心に据えていたが、平成29年度に開発された大域的最適化手法を用いた定常輸送コードGOTRESSの進展が予想を上回って順調に進んだため、当初計画を変更して平成30年度はGOTRESSと運動論的コードとの結合を進めた。ジャイロ流体輸送モデルであるTGLFは、ジャイロ運動論の知見をふんだんに取り込んだ最も高度な輸送モデルであると広く認識されているが、硬い輸送モデルであるため通常の輸送コードに組み込むと解に振動が生じ安定に解けないことや、計算時間が掛かってしまうことが問題であった。GOTRESSは硬い輸送モデルを安定に扱うために開発されたために、GOTRESSでTGLFを動作させることにした。そのため、MPMDというMPIを介して複数コードを協調動作させる枠組みを利用したコードを構築した。これによって、並列計算機上で大規模並列計算を行い、初めてTGLFを用いたJT-60Uの温度分布再現シミュレーションを複数例行うことができ、良好な再現性が得られた。GOTRESSを核とした統合モデルGOTRESS+を開発した。平衡コードACCOMEと複数の加熱コードを結合することにより、平衡、電流、加熱、温度分布間で矛盾のない予測を行うことが可能になった。統合輸送モデルTOPICSとのベンチマーク結果は極めて良好であり、TOPICSより高速に定常分布が得られることが分かった。TASK/TXを用いて、中性粒子ビーム入射直後に観測されているプラズマ電流と逆方向のトロイダル回転の物理機構について考察を行った。高速中性粒子がプラズマ中のイオンと反応して熱プラズマ中で非両極性輸送となり、逆方向回転を生むjxBトルクを生じさせることをシミュレーションで明らかにした。TASK/TXコードの開発は来年度以降に持ち越したが、GOTRESSとTGLFを協調動作させる枠組みの構築によって、研究課題名にある流体・運動論的手法を統合した手法の開発に成功している。平成30年度に実施した研究課題については国内学会や国際学会で発表済みであり、GOTRESSについて書かれた論文1編が出版された。それゆえ、計画は概ね順調に進展していると判断される。平成29年度に当初予定していた研究課題に取り組む。以下に記述するTASK/TXに関する3つ開発項目が中心となる。1TASK/TXの多粒子種への拡張。三重水素、アルファ粒子や不純物などを取り込んだ系へと拡張する。2平衡コードとの結合。現状でも実平衡を読むことが出来るが、平衡が変化するシミュレーションをスムーズに行うためには平衡コードの結合が重要となる。3新古典輸送に与える乱流の影響を考慮するモデル化。新古典的に駆動されるポロイダル回転の乱流によるシフトをモデルとして取り込むことにより、乱流が直接駆動する粒子束と乱流に影響された新古典粒子束を扱うことが可能である。さらに、TASK/TXの特長を活かした物理研究にも取り組む予定である。中性粒子ビーム入射開始直後は熱イオンの一部が加速され高速イオンとなるため熱イオンの密度が減少する。
全ゲノム解析と生理情報から構築する新しい高地適応モデル

現生人類はその拡散の過程において、様々な環境に適応していった。その中でも、高地に進出した集団は、生体内の酸素レベルを維持するために多様な適応様式を有する。代表的な集団として、南米のアンデス集団は換気亢進やヘモグロビン濃度の増加によって酸素レベルを維持するとされる。一方で、中央アジアのチベット集団はヘモグロビン濃度の増加を抑制し、高い血流量によって慢性高山病のリスクを抑える適応を示す。このように集団の特性を捉えた研究がこれまで報告されてきたが、集団内における生理的多様性や、その多様性をもたらす要因についての議論は十分ではなかった。そこで本研究ではアンデス集団とチベット集団の生理値と遺伝情報から、両集団を比較しつつ、各集団内における生理的多様性と遺伝要因の関連を明らかにし、新しい高地適応モデルを構築する。本研究はアンデス集団の若年成人男女約100名の生理データを取得した。測定項目は形態測定に加えて、血中酸素飽和度を、ヘモグロビン濃度、血圧、心拍数等であった。チベット集団についても地域住民約200名の生理データを取得した。現在、ヘモグロビン濃度について検討しており、ヘモグロビン濃度は男女差があり、アンデス集団、チベット集団ともに女性は男性に比べて低値であった。低地集団においてもヘモグロビン濃度は女性で低いため、この男女差は高地集団でも共通であると考えられた。さらに遺伝的要因としてヘモグロビン濃度との関連が指摘されている、EPAS1遺伝子やEGLN1遺伝子との関連を調べるために、TaqMan probeを用いたSNP(一塩基多型)解析を行っている。並行して、アンデス集団の全ゲノム領域の網羅的解析を進めている。アンデス集団、チベット集団のTaqMan probeを用いた遺伝的解析を順調に進めている。DNAの質の問題により、タイピングのできない検体が存在するため、DNAの再抽出を含めて解決策を検討中である。いわゆるチベット型と適応をもたらすEPAS1遺伝子の変異はアンデス族では見られなかった。ただし、これは既知のSNPを調べているので、アンデス族においては未知の遺伝的変異があるかもしれない。着実に、全ゲノム規模での解析を進めて研究を進めていく。DNAの質の問題で、全ゲノム規模の網羅的解析が一部実施できなかっため、当該解析を延期したことによる。