hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小胞体品質管理による植物細胞機能分化の制御-有性生殖を中心にして

小胞体は分泌経路の最初のオルガネラであり、高次構造形成に失敗した異常タンパク質を留め、修復・分解する品質管理機能をもっている。本研究では植物の発生・分化に対する小胞体品質管理の役割の解明を目指し、シロイヌナズナを用いてGFP融合タンパク質を用いた小胞体品質管理解析系を構築するとともに、小胞体品質管理において中心的な役割をはたしている分子シャペロンHsp70システムの変異株の解析を行った。本研究では、小胞体品質管理の分子装置である、小胞体の分子シャペロンシステムの側からのアプローチによって、植物細胞機能の分化と制御における小胞体品質管理の役割を明らかにしていくことを目的とする。本年度は、小胞体のhsp70であるBiPのシステムについて、植物細胞における機能解析系の構築を行った。まず、優性欠損変異を導入したシロイヌナズナBiP1遺伝子をシロイヌナズナ培養細胞で発現することによって、小胞体内でタンパク質凝集が誘導されることを示唆する結果を得た。また、BiP変異体をLAT52プロモーターによって花粉で発現するシロイヌナズナの形質転換体を作製した。得られた形質転換体は花粉形成には欠損を示さなかったが、BiP変異遺伝子の次世代への伝達に欠損を示し、BiP変異体の発現による花粉機能の欠損誘導を示唆する結果を得た。同時に、BiPのパートナータンパク質として機能する、小胞体のJドメインタンパク質についての解析も行った。出芽酵母小胞体のJドメインタンパク質である、Jem1p、Scj1p、Sec63pのシロイヌナズナホモログを同定し、GFP融合タンパク質を用いた解析から、これらが小胞体に局在することを示唆する結果を得るとともに、これらの遺伝子発現が小胞体ストレスで誘導されることを示した。さらに、これらホモログの遺伝子破壊株の作製を行った。シロイヌナズナゲノムには、シグナル配列または膜貫通領域となりうる疎水性領域をもつJドメインタンパク質をコードする遺伝子が11種存在し、この中に新規の小胞体Jドメインタンパク質をコードするものが存在する可能性がある。そこで、これらのcDNAをクローニングし、GFPとの融合タンパク質を用いてその細胞内局在を解析した結果、小胞体局在を示すものが存在した。本研究は,小胞体品質管理の分子装置である小胞体分子シャペロン,特にHsp70ファミリーのBiPに着目して,植物細胞機能の分化と制御における小胞体品質管理の役割を明らかにしていくこと,を目的とする。本年度は,シロイヌナズナBiP欠損変異体の構築と解析を行った。シロイヌナズナゲノムには3つのBiP遺伝子(AtBiP1,AtBiP2,AtBiP3)が存在し,このうちAtBiP1とAtBiP2は通常の生育時に発現している。各AtBiP遺伝子の欠失変異株は生育可能であり,これらの機能は重複していることが示された。2重変異株の作製を行ったところ,AtBiP1とAtBiP2を同時に欠損する変異株は得られず,AtBiP1とAtBiP2の2重欠損によって雄性配偶体致死となることを示唆する結果が得られた。同様の結果が,平成16年度に作製した,LAT52プロモーターによってBiP変異体を花粉で発現するシロイヌナズナの形質転換体の解析によっても示された。また,花粉管伸長実験による解析の結果,BiPの機能が欠損しても花粉は発芽し花粉管を伸長するが,花粉管が雌しべ柱頭と花柱を通過する過程に欠損が生じることが示された。本研究では,BiPのパートナーとして機能する小胞体Jタンパク質のシロイヌナズナホモログの解析も行った。本年度は,これらタンパク質に対する抗体を作製し,これを用いてこれらのJタンパク質が小胞体に局在することを細胞分画等によって示した。また,シロイヌナズナの花粉管中の様々なオルガネラをGFP融合タンパク質を用いて可視化する植物体の作製も行い,これまでに花粉管中の小胞体,ゴルジ体,ミトコンドリア,プラスチドを可視化できる形質転換植物を得た。シロイヌナズナには,小胞体内腔のHsp70であるBiPの遺伝子としてAtBIP1,AtBIP2,AtBIP3の3つが存在し,AtBIP1とAtBIP2をともに欠損すると致死となる.解析の結果,これはAtBIP1とAtBIP2をともに欠損した雌性配偶体が致死となるためであることが示された.AtBIP1とAtBIP2をともに欠損した雌性配偶体は受精能をもち,受精によって精子からAtBIP1,AtBIP2遺伝子が供給されるにもかかわらず,初期発生の過程で致死となる.これは精子由来のAtBIP1,AtBIP2遺伝子の発現抑制によるものではないことも示された.一方,雄性配偶体である花粉は,AtBIP1とAtBIP2をともに欠損しても致死とはならず,花粉管を伸長して受精可能であること,これはAtBIP3遺伝子の発現によるためであること,雄性配偶体はAtBIP1,AtBIP2,AtBIP3の3つを全て欠損すると致死となることも示された.

BiPのパートナーとして,BiPの機能発現に重要な役割をはたしているシロイヌナズナ小胞体のJタンパク質についても,遺伝子破壊株の解析を行った.この結果,AtScj1Bを欠損した株は生育可能であるが,29°Cで生育すると不稔となることが示された.また,シロイヌナズナ小胞体内腔のJタンパク質であるAtScj1A, AtScj1B, AtJem1の間に機能的な関連があること,AtJem1とAtScj1AまたはAtScj1Bを同時に欠損したシロイヌナズナは致死となることも示された.本研究では、小胞体の分子シャペロンHsp70であるBiPと、その制御因子である小胞体のJタンパク質のシロイヌナズナにおける機能の解析を行っている。前年度に、シロイヌナズナでは、AtBiP1とAtBiP2をともに欠失すると雌性配偶体致死となることを見いだしていた。今年度は、この雌性配偶体致死性の原因について解析を進めた。この結果、AtBiP1とAtBiP2をともに欠失した雌性配偶体は、極核の融合に欠損を持つことが明らかとなった。この変異体の雌性配偶体は受精能をもつが、胚乳の核相の制御が異常となり、胚性致死となることが示された。本研究では、これまでに、AtBiP1に関する様々な変異体を作製し、花粉特異的発現系を利用して、その機能解析を行ってきた。このうち、酵母におけるBiPの温度感受性変異株であるkar2-1変異株と同様の変異をもつAtBiP1(P503L)変異体は、その発現が優性欠損とならなかったことから、AtBiP1とAtBiP2をともに欠失した変異体を元にして、AtBiP1(P503L)変異体のみをBiPとして発現するシロイヌナズナのラインを構築した。構築したシロイヌナズナ変異ラインは、発芽が温度感受性となったことから、シロイヌナズナにおけるBiPの温度感受性変異体が構築できたと考えられる。小胞体のJタンパク質に関する研究では、本研究で同定した5種類のJタンパク質のひとつであるAtERdj3Bの変異体が示す温度感受性不稔について研究を進めた。この結果、29°Cで栽培したaterdj3b変異体は花粉形成が異常となり、花粉の雄しべからの解離に欠損が生じることが明らかとなった。小胞体におけるタンパク質の品質管理は、高次構造形成に失敗した異常タンパク質が小胞体から先のコンパートメントに送り出されることを防ぎ、細胞の機能維持に重要な役割をはたしていると考えられる。われわれは、小胞体品質管理において中心的な役割をはたしている小胞体の分子シャペロン、特にHsp70ファミリーのBiPおよびそのパートナーである小胞体Jタンパク質の変異株が、有性生殖過程、その中でも配偶体形成に欠損を示すことを見いだした。シロイヌナズナには、BiP1、BiP2、BiP3という3つのBip遺伝子が存在する。前年度までに、共焦点顕微鏡を用いた解析によって、BiP1とBiP2両方を欠損すると、雌性配偶体形成時の極核融合が欠損し、雌性配偶体致死となることを見いだした。本年度は、これが核膜融合の過程の欠損であることを電子顕微鏡解析によって示し、これまで出芽酵母でのみ報告されていたBiP依存の核膜融合がシロイヌナズナにも存在することが示された。また、この過程には小胞体Jタンパク質であるAtERdj3AとAtP58^<IPK>がBiPのパートナーとして機能していることを明らかにした。本研究ではまた、植物細胞における小胞体品質管理の解析系の構築も行った。
引張あて材細胞壁のセルロースセルロースミクロフィブリル超微形熊とそのバイオメカニクス的意義

昨年度に引き続き,木部繊維の二次細胞壁および引張あて材ゼラチン層(G層)におけるセルロースミクロフィブリルが,樹木の成長様式や生態(バイオメカニックス挙動),さらには木材の材料特性に及ぼす役割を実証的に考察した.本度年は,昨年度に引き続き,特異な物性とバイオメカニックス挙動を示す引張あて材繊維(とくに明確なゼラチン層を形成するゼラチン繊維-以下G繊維)に着目し,エックス線回折技術,高解像度電子顕微鏡観察技術,さらにはフィールドでの成長応力測定(解析)技術を利用して,上記研究課題の遂行をはかった.フィールド測定とサンプリングは,我が国においてはハウチワカエデを,フランス領ギアナの熱帯天然林においては,当研究室とフランス・モンペリエー大学との共同研究(日本学術振興会による二国間共同研究プログラム)を通じて,さまざまな形態的特徴と挙動を示す各種の引張あて材試料を入手した。その結果,広葉樹あて材のG繊維では,細胞壁に高純度かつ高配向性のセルロースミクロフィブリルからなるゼラチン繊維を形成することによって,セルロースミクロフィブリルの収縮力を,効率的に負重力屈性発現のための力へと変換していること,G層は含水状態で煮沸すると繊維軸方向に著しく収縮すること,乾燥によってもやはり繊維軸方向に縮むこと,しかしながらいずれの場合においても,結晶レベルでは収縮しないことなどを明らかとした.巨視レベルでは分子軸に沿う方向に寸法変化するが,結晶格子定数に変化がないことは新たに確定した謎である.どうやら,G層の水膨潤ゲル特性とその微細構造が謎を解明するカギとなるらしいが,今後の検討が必要である.ここでは,水膨潤G層が加熱により収縮するのは,非結晶領域のエントロピー弾性に基づく挙動らしいこと,乾燥による極度の収縮と硬化は,非結晶部分の水分脱着によるキセロゲル化らしいことを指摘しておくにとどめる.Ruelle博士の着任以来,3ヶ月間で以下のような研究成果を得た.南米仏領ギアナに生息する数種の広葉樹種について,予め表面成長応力が測定された3樹種-Eperua fatcata(厚いG層形成),Simaruba abara(明確なG層を形成しない),Laetia procera(多層のG層を形成)-を解析対象とした.本年度は,まず採取後の木部試料から解析用試験片を調整し,木部および細胞壁の解剖学的特徴を顕微鏡観察し,形態的特徴を数値化する準備を整えた.具体的には,現有の光学顕微鏡,画像解析システム,材料試験器,走査型電子顕微鏡,およびエックス線回折装置を用いるための環境設定(ソフトウェアの作成,切片作成)を行った.同時に,広葉樹あて材ゼラチン繊維から,ゼラチン層を単離収集する技術を確立した.実際に,本年度は超音波振動法を用いてG層を非破壊的に採取することに成功した.日本産広葉樹のあて材試験片から,試験的に得られたG層の顕微鏡形態観察を行うと同時に,エックス線回折装置(現有)を用いて,二次壁とG層とのセルロースミクロフィブリルの特性(単結晶の大きさやセルロース微結晶繊維の配向性)の違いを検討した.その結果,G層は極めて結晶性の高いセルロースIからなること,その配向性は極めて揃っていること(細胞長軸方向),また構成している単結晶の大きさは二次壁のセルロースに比べて有意に大きいことなどがわかった.今後,当初計画において予定していた南米産樹木試料を用いて,観察測定を行う予定である.木部繊維の二次細胞壁におけるセルロースミクロフィブリルの分布様式(細胞壁に占める割合や微結晶繊維の配向角度)およびその結晶特性(結晶化度、単結晶サイズなど)は,樹木の成長様式や生態の多様性(バイオメカニックス挙動の多様性)を理解する上で,きわめて重要な情報を与える.本研究課題では,とくに特異な物性とバイオメカニックス挙動を示す引張あて材細胞壁に着目し,エックス線回折技術,高解像度電子顕微鏡観察技術、さらにはフィールドでの成長応力測定(解析)技術を利用して,上記研究課題の遂行をはかった,一方で,本研究課題代表者および分担者は,熱帯天然林でのフィールド研究について深い経験を有しているため,当研究室とフランス・モンペリエー大学との共同研究に(日本学術振興会による二国間共同研究プログラム)に参加した.これによりさまざまな形態的特徴と挙動を示す各種の引張あて材試料を入手し,与えられた研究課題のより一層の深化をはかった。以上から,広葉樹あて材では,、細胞壁に高純度かつ高配向性のセルロースミクロフィブリルからなるゼラチン繊維を形成することによって,セルロースミクロフィブリルの収縮力を,効率的に負重力屈性発現のための力へと変換していることなどを明らかとした,また,引張あて材の乾燥収縮過程におけるG層セルロースの特異な挙動を発見した。

昨年度に引き続き,木部繊維の二次細胞壁および引張あて材ゼラチン層(G層)におけるセルロースミクロフィブリルが,樹木の成長様式や生態(バイオメカニックス挙動),さらには木材の材料特性に及ぼす役割を実証的に考察した.本度年は,昨年度に引き続き,特異な物性とバイオメカニックス挙動を示す引張あて材繊維(とくに明確なゼラチン層を形成するゼラチン繊維-以下G繊維)に着目し,エックス線回折技術,高解像度電子顕微鏡観察技術,さらにはフィールドでの成長応力測定(解析)技術を利用して,上記研究課題の遂行をはかった.フィールド測定とサンプリングは,我が国においてはハウチワカエデを,フランス領ギアナの熱帯天然林においては,当研究室とフランス・モンペリエー大学との共同研究(日本学術振興会による二国間共同研究プログラム)を通じて,さまざまな形態的特徴と挙動を示す各種の引張あて材試料を入手した。その結果,広葉樹あて材のG繊維では,細胞壁に高純度かつ高配向性のセルロースミクロフィブリルからなるゼラチン繊維を形成することによって,セルロースミクロフィブリルの収縮力を,効率的に負重力屈性発現のための力へと変換していること,G層は含水状態で煮沸すると繊維軸方向に著しく収縮すること,乾燥によってもやはり繊維軸方向に縮むこと,しかしながらいずれの場合においても,結晶レベルでは収縮しないことなどを明らかとした.巨視レベルでは分子軸に沿う方向に寸法変化するが,結晶格子定数に変化がないことは新たに確定した謎である.どうやら,G層の水膨潤ゲル特性とその微細構造が謎を解明するカギとなるらしいが,今後の検討が必要である.ここでは,水膨潤G層が加熱により収縮するのは,非結晶領域のエントロピー弾性に基づく挙動らしいこと,乾燥による極度の収縮と硬化は,非結晶部分の水分脱着によるキセロゲル化らしいことを指摘しておくにとどめる.
線溶系因子による細胞運動調節機構の細胞表面分子間反応の可視化による解析

urokinase typeplasminogenactivator(uPA)は癌細胞表面や新生血管内皮細胞上の特異受容体(uPAR)に結合しており、そのインヒビターであるPA inhibitor 1(PAI-1)も腫瘍組織に多く存在する。本研究はこれらの機能蛋白の分子間相互反応を可視化し、腫瘍細胞の移動や血管新生時の細胞運動における役割を明らかにすることを目的とする。本年度の研究において以下の結果が得られた。uPAR及びuPAを発現しているhuman sarcoma cell lineであるHT1080はfibronectin (FN)に比較して、Vitronectin (Vn)-及びCollagen IV (Col)-coatのdishに良く接着した。PAI-1はVnと結合することにより、HT1080のVnへ接着を濃度依存性に阻害したが、FNあるいはColへの接着は阻害しなかった。また接着能を変えることにより、PAI-1はVnからColへの細胞移動を促進した。uPAはPAI-1と結合し、PAI-1のVn結合能を喪失させた。これによりuPAは上記のPAI-1による接着能の変化及び遊走能の変化を喪失させた。これらの結果はPAI-2では得られなかった。特異抗体を用いて、HT1080のαIIβV integrinとVnの接着をPAI-1は阻害するが、その阻害効果はuPAと複合体を作ることにより消失する事実が確認できた。Green Fluorescent Protein (GFP)標識uPARの作成とHT1080への導入に成功した。現在Alexa標識uPA及びPAI-1も併用してエヴァネッセント蛍光顕微鏡で細胞移動時のこれらの標識蛋白の局在の変化を解析中である。urokinase type plasminogen activator(uPA)は癌細胞表面や新生血管内皮細胞上の特異受容体(uPAR)に結合しており、そのインヒビターであるPA inhibitor 1(PAI-1)も腫瘍組織に多く存在する。uPAR及びuPAを発現しているhuman sarcoma cell lineであるHT1080はfibronectin(FN)に比較して、Vitronectin(Vn)-及びCollagen IV(Col)-coatのdishによく接着した。特異抗体を用いて、HT1080のαIIβVintegrinとVnの接着をPAI-1及びuPAが修飾する事実が確認できた。Green Fluorescent Protein(GFP)標識uPARの作成とHT1080への導入に成功した。現在FITC標識uPAも併用してエヴァネッセント蛍光顕微鏡で細胞移動時のこれらの標識蛋白の局在の変化を解析中である。
エネルギー代謝経路をターゲットとしたアフリカ睡眠病の薬剤開発

本研究は、アフリカ睡眠病の薬剤標的であるトリパノソーマのシアン耐性酸化酵素(TAO)とグリセロールキナーゼ(TGK)とリード化合物との複合体の結晶構造を明らかにし、より実用的な薬剤候補となる阻害剤の開発を目的とし、以下の成果を上げることができた。新規のTAO阻害剤フェルレノールとTAOとの複合体の結晶構造を2.7Å分解能で決定した。またTGKの新規阻害剤GK-17bを見出した。この化合物はTAOも同程度の強さで酵素反応を阻害する。本研究はエネルギー代謝経路をターゲットとしたアフリカ睡眠病の薬剤開発を目的としており、その標的タンパク質であるシアン耐性酸化酵素(TAO)及びグリセロールリン酸化酵素(GK)の構造を阻害剤との複合体構造を含む様々な状態で明らかにすることによって、実用的な薬剤候補となる強力な阻害剤の開発を目指している。以下に本年度の成果を示す。・TAOの新規阻害剤であるフェルレノールとの複合体構造を2.7Å分解能で明らかにすることができた。フェルレノールは、アスコフラノンと比較して化学合成が容易ということで、実用的な薬剤開発が期待できる。また、フェルレノールは、TAOの膜結合領域にある疎水的なポケットに結合していることが明らかになった。さらに、二核鉄近傍に酸素分子と思われる電子密度を確認することができた。・GKとinh-7(TAOとGKの両方の酵素反応を阻害する)との複合体構造を2.9Å分解能で明らかにすることができた。inh-7は、GKのATP結合部位の近傍に結合していることがわかった。・inh-7の誘導体でTAOとGKの両方をさらに強くに阻害する化合物を見つけることができた(IC50=115 nM for TAO, IC50=87 nM for GK)。新たに見つけた化合物は、inh-7より単純な構造をしており、アスコフラノンと比較してより全合成が簡単で安価に合成できる化合物である。得られた情報を手掛かりとして、より安価な薬剤の開発を推進することができると考えている。本研究はトリパノソーマのエネルギー代謝経路をターゲットとしたアフリカ睡眠病の薬剤開発を目的としており、その標的タンパク質であるシアン耐性酸化酵素(TAO)及びグリセロールキナーゼ(GK)の薬剤候補となる阻害剤との複合体の構造を明らかにすることで、薬剤開発のための知見を得ることを目的としている。・TAOとGKの両酵素を阻害するinh-7とTAOとの複合体の結晶構造を3.5Å分解能で明らかにすることができた。・inh-7より強力に両酵素を阻害するGK-butylを見出し、その化合物とGK及びTAOとの複合体の結晶構造をそれぞれ2.5, 3.2Å分解能で明らかにすることができた。・このGK-butylはinh-7やすでにTAOの阻害剤として知られているアスコフラノンよりも合成が容易であるので、抗トリパノソーマ薬として有望である。計画としては、inh-7とTAO及びGKとの複合体構造を明らかにしようと計画していたが、GKとの複合体を2.9、TAOとの複合体を3.5Å分解能で明らかにすることに成功した。さらに、inh-7よりも両酵素を強く阻害する化合物(GK-butyl)を見出すことができた。この化合物は、inh-7やTAOの阻害剤であるアスコフラノンより単純な構造をしており、安価に合成できると考えられる。さらに、このGK-butylとTAO及びGKとの複合体の結晶構造をそれぞれ3.2, 2.5Å分解能で明らかにすることができた。本研究は、トリパノソーマ原虫のエネルギー生産に必須な酵素であり、アフリカ睡眠病の薬剤標的タンパク質であるトリパノソーマのシアン耐性酸化酵素(TAO)とグリセロールキナーゼ(TGK)と薬剤のリード化合物との複合体の結晶構造を明らかにし、その酵素の活性部位への結合様式に注目して、より実用的な薬剤候補となる阻害剤の開発を目的としている。以下に本年度及び研究全体の成果を示す。・研究全体を通じて、アスコフラノンと違う骨格をもつ新規のTAO阻害剤フェルレノールを見出し、TAOとの複合体の結晶構造を2.7Å分解能で決定した(投稿論文準備中)。また、TAOとアスコフラノン(アスコフラノン誘導体の結晶構造はすでに得られていたが)との複合体の結晶構造を2.8Å分解能で決定した。・最終年度は、TGKの新規阻害剤であるinh-7 (GK-17)の改良型の化合物GK-17bを見出した。また、これらの化合物はTAOも同程度の強さで酵素反応を阻害することを見出した。・最終年度は、TGKとinh-7 (GK-17)及びGK-17bとTGKの複合体の結晶構造を分解能2.9と2.5Å分解能で明らかにすることができた。また、分解能が3.5Åと低いが、inh-7とTAOとの複合体の結晶構造を明らかにすることができた。

新規のTAO阻害剤フェルレノールとTAOとの複合体の結晶構造を2.7Å分解能で決定した。またTGKの新規阻害剤GK-17bを見出した。この化合物はTAOも同程度の強さで酵素反応を阻害する。計画としては、TAOと新規阻害剤のフェルレノールとの複合体の構造を明らかにすることを目的としていたが、2.7Å分解能で明らかにすることができた。その結果、TAOの二核鉄近傍の疎水的なポケットに結合していることがわかった。アスコフラノン誘導体との構造を比較することで、安価でさらにTAOを強力に阻害する化合物を見出すことが可能になった。GKについても計画していた阻害剤(inh-7)との複合体の構造を2.9Å分解能で明らかにすることができた。阻害剤は、ATP結合部位とは重ならない部位に結合していることがわかった。さらに、inh-7以外にもさらに強力にTAOとGKを阻害する化合物を明らかにすることができた。inh-7やGK-butylは立体構造や触媒する反応が異なる2つの酵素(TAOとGK)を阻害するため、両方の構造をより高分解能で明らかにして、なぜこれらの化合物がTAOとGKの"bi-functional inhibitor"として機能しているのかを明らかにしたい。原虫に対する効果や毒性のcheckなどを行い、薬剤開発に必要なデータを収集する。より効果的に両酵素を阻害するような化合物を見出す。構造生物化学1今回得られた化合物やinh-7は、立体構造や触媒する反応が全く異なる2つの酵素(TAO, GK)を阻害するので、両酵素との複合体の構造を高分解能で明らかにして、なぜこれらの化合物がTAOとGKの"bifunctional inhibitor"として働くのかを明らかにしたい。2その化合物が実際にトリパノソーマに対して効果があるのかを調べるために、共同研究を行っている東京大学・大学院医学系研究科の北潔研究室でin vivoの実験を行う。3TAOの還元型の結晶構造を明らかにすることで、TAOの反応機構を明らかにする。
胎盤の発生分化におけるNotch2シグナリングとその分子機構

N otch遺伝子群は巨大な膜貫通型受容体をコードしている。これらの受容体は進化的に保存された細胞内シグナル伝達機構の構成要素の一つである。N otch2タンパク質の細胞内ドメインを構成しているankyrinrepeatsコードしている遺伝子部分をgene tageting方で破壊すると、このマウスは胎生10.5日までに発生遅延を起こし、11.5日までに致死となる。このことはこの遺伝子が着床後の発隼に不可欠な役割を持っていることを示している。全胚培養でこの変異マウスを培養すると十分ではないが発生が進行することから、この変異がもたらす影響は胚体外組織に存在すると憶測できる。実際、変異体胎盤の組織像はlabyrinth細胞層の不十分な血管形成を示している。このことを証明するために野生型4倍体とのキメラを作成した。野生型4倍体の細胞は胎盤に寄与することが出来るが胎児への寄与はない。変異体の細胞は胎盤と胎児へ寄与することができる。このキメラでは変異マウスは胎生お12.5日まで正常に発生した。このキメラでは変異体の紬胞は全ての胎盤細胞種に寄与することが出来ている。また、これらの細胞種に特異的な遺伝子の発現は野生型と同様に確認されることからN otch2遺伝子は胎盤の細胞、Labyrinth細胞層、の機能の発現に必要であると考えられる。野生型4倍体とのキメラで12.5日まで生き長らえて変異体は貧血症状を示し、13.5日までに致死となる。臍帯の生長が悪い。N otch2遺伝子は胎盤の発生分化のみならず、臍帯の生長や造血組織に不可欠と憶測される。臍帯の生長が悪い。Notch2は受容型膜タンパク質で細胞の分化運命の決定に関与すると考えられる。そこでわれわれはその変異マウスを作製し、これまでその表現系を解析してきた。変異マウスは妊娠11.5日までに致死となり、その原因は胎盤の機能不全を示唆する結果を得ていた。本研究は、その変異よってもたされた致死原因となる組織および細胞種を解明し、そこにおけるNotchシグナル伝達系の分子機構を明らかにすること目的とした。初年度では以下の事柄が判明した。2.胎生10.5日のNotch2変異マウスの胎盤では胎児性の血管新生が起きていない。3.4倍体の野性型受精卵とのキメラではNotch2変異マウスは1-2日、発生を進めることができた。このことは致死原因は胎盤の機能不全にあることを示している。4.しかしながら、このキメラでは胎生12.5日以降の発生は進まない。Allantoisの間葉細胞の分化、増殖、移動が不完全である。5.2倍体の野性型受精卵とのキメラでは変異細胞は全ての組織に寄与することが出来る。Notch2変異は細胞の分化能に影響を与えていないように思える。Notch2変異はlabyrinthine trophoblastの分化そのものではなく、機能の不全をもたらしていると考えられる。胎児性の血管内皮細胞の分化を促進出来ないのか、それとも母親との栄養、ガス交換を正常に行う機能が不全なのかについて今後の研究が必要である。Notch遺伝子群は巨大な膜貫通型受容体をコードしている。Notch2タンパク質の細胞内ドメインを構成しているankyrinrepeatsコードしている遺伝子部分をgene targeting方で破壊すると、このマウスは胎生10.5日までに発生遅延を起こし、11.5日までに致死となる。このことはこの遺伝子が着床後の発生に不可欠な役割を持っていることを示している。

全胚培養でこの変異マウスを培養すると十分ではないが発生が進行することから、この変異がもたらす影響は胚体外組織に存在すると憶測できる。実際、変異体胎盤の組織像はlabyrinth細胞層の不十分な血管形成を示している。このことを証明するために野生型4倍体とのキメラを作成した。野生型4倍体の細胞は胎盤に寄与することが出来るが胎児への寄与はない。変異体の細胞は胎盤と胎児へ寄与することができる。このキメラでは変異マウスは胎生お12.5日まで正常に発生した。このキメラでは変異体の細胞は全ての胎盤細胞種に寄与することが出来ている。また、これらの細胞種に特異的な遺伝子の発現は野生型と同様に確認されることからNotch2遺伝子は胎盤の細胞、Labyrinth細胞層、の機能の発現に必要であると考えられる。野生型4倍体とのキメラで12.5日まで生き長らえて変異体は貧血症状を示し、13.5日までに致死となる。腰帯の生長が悪い。Notch2遺伝子は胎盤の発生分化のみならず、膀帯の生長や造血組織に不可欠と憶測される。
現代演劇の翻訳・上演によるHolistic Educationのための基礎研究

本研究では、英国現代演劇の<翻訳>→<台本出版>→<稽古>→<上演>→<台本の再吟味と作品研究>という一連の作業を大学の授業に採り入れることによって、教師と学生が多様なコンテクストの中にともに身を置き、双方向のコミュニケーションをとりながらともに成長するための試み(Holistic Education)を実践した。詳しくは報告書に譲るが、上記の試みによって、教師と学生がともに文学としての戯曲の表面的な分析から脱化し、社会との関わりの中でより実践的な知を獲得するための可能性と限界を明らかにした。当該助成期間中に下記の5作品を教材として扱い、4作品を上演している。上演すべてに学生がスタッフとして参加している。1「クローサー」(パトリック・マーバー作)の再演と演出・戯曲研究ならびに映画との比較研究(担当:岩井)すでに申請者は2002年度、授業と提携しながらパトリック・マーバー作「クローサー」の翻訳・出版・上演を行っているが、2005年には本作を再演した。その後の授業において演出分析を行う。また、同時期に配給された映画「クローサー」との比較研究をも行った。2「ハワード・キャッツ」(パトリック・マーバー作)の翻訳・出版・上演(担当:上田・岩井)2003年度、上田は本作を教材とし、翻訳から上演までの作業を学生とともに行った。翻訳は2003年6月、海鳥社より出版された。また、2004年度には岩井が再度教材として使用し、戯曲・演出分析を行っている。3「ART」(ヤスミナ・レザ作)の翻訳・上演・作品研究(担当:道行・岩井)2003年度、道行が本作を教材として用い、年度末に上演。2004年度には岩井が授業において戯曲・演出分析を行う。4「ストーンズ・イン・ヒズ・ポケッツ」(マリー・ジョーンズ作)の作品研究(担当:道行)2004年度、2005年度に道行が教材として使用。著作権の関係で上演は実現せず。5「ディーラーズ・チョイス」の翻訳・出版(担当:上田・道行・岩井)2005年度、上田が教材として使用。その成果をもとに2006年5月出版予定。上演は同年7月予定。なお、上田は一連の試みを「教育的文体論」という概念のもとに整理し、heuristic(発見的学習) educationからholistic educationへと発展する教育モデルを発表している(「11.研究発表」の項参照)。上演は同年7月予定。1『ハワード・キャッツ』の翻訳・出版・上演および授業への導入研究計画調書に記したごとく、岩井・上田はすでに平成14年度、パトリック・マーバー作の戯曲『クローサー』を翻訳・出版し、福岡における上演を行った。上演には福岡女学院大学の学生が関わり、さらに岩井担当の授業「パフォーマンス研究B」ではこれをテキストとして使用している。平成15年度はそのノウハウを生かし、同じくパトリック・マーバー作『ハワード・キャッツ』の翻訳・出版・上演と授業への導入を行った。本作の翻訳と上演は本邦初である。(1)翻訳・出版:岩井・

上田に加え、研究分担者である道行千枝と、ネイティヴスピーカーのEvan Kirbyを迎え、平成15年6月海鳥社より翻訳を出版した。翻訳は上演を前提とし、稽古と同時進行で本文に修正を加えて成ったものである。(2)上演:平成15年6月20日22日、福岡ぽんプラザホールにて公演を実施した。公演の母体は民間の制作集団「アントンクルー」であるが、岩井・上田・道行は監修者として加わっている。(3)授業外の導入:上記上演活動は福岡女学院大学の授業「ワークショップ」(平成15年前期)の課外授業として行われ、さらにこれをテキストとして「パフォーマンス研究B」(平成15年後期)を行った。特に「パフォーマンス研究B」では、原文と翻訳を対照しながら翻訳作業の過程を学生に追体験させ、上演のビデオテープを見せて演技・演出法を学ばせ、さらには翻訳権・上演権取得のための書類作成の方法についても教授した。2『ART』の翻訳・上演『ハワード・キャッツ』に続き、ヤスミナ・レザ作の戯曲『ART』を道行が翻訳し、これを上演台本として平成16年3月27日28日、福岡あじびホールにて公演を行った。一連の活動には学生10数名がスタッフとして参加した。なお上田担当の授業「英語表現研究B(戯曲・詩歌)」(平成16年後期)はこの上演台本をテキストとして行う。3『ディーラーズ・チョイス』の翻訳・出版への準備平成16年度はパトリック・マーバー作『ディーラーズ・チョイス』を材料として扱う予定である。その準備段階として、『福岡女学院大学教育フォーラム』にその注釈のみを抜粋して掲載した。4演劇教育科研費コロキウムへの参加:岩井・道行は平成16年2月に行われた日本演劇学会・演劇教育科研費コロキウム(近畿大学)に参加し、演劇教育に関する諸問題について専門家と情報交換を行った。1英国現代演劇の授業への導入(1)ヤスミナ・レザ作「ART」(表現基礎演習岩井担当):戯曲の構成・対話の意味を学習すること中心に、翻訳の実習を交えながら演習形式で行なった。またサブテキストの分析にも重点をおいた。(2)パトリック・マーバー作「ハワード・キャッツ」(英語翻訳研究上田担当):文学作品の翻訳から出版までの過程で知っておくべき、文化的な背景、翻訳の技術、出版に関する知識について、翻訳の実習を交えながら講義形式で行った。(3)マリー・ジョーンズ作「ストーンズ・イン・ヒズ・ポケッツ」(パフォーマンス研究B道行担当):戯曲の構成、演技・演出の可能性について考察した。舞台のセット、衣装、小道具などを実際に考案させるなど、学生のアイデアを引き出すことにつとめた。上記3作品は、いずれも申請者が翻訳作業をほぼ完了したもので、その作業を学生に追体験させるとともに、学生から出る様々なアイデアを今後の研究にフィードバックさせようと目論むものである。学生は豊かなアイデアを有しているが、語学力不足が戯曲の理解にとって大きな障害となっていることは否定できない。2イギリス演劇の視察申請者3名は、平成16年8月29日9月8日渡英。現地にて次回作発掘のため延べ20作品を観劇。
底生生物模擬消化管液抽出法による底質毒性評価手法の開発と雨天時排水受水域での適用

1.凍結・凍結乾燥にともなう抽出効率変化の検討東京湾において底泥を採取し,採取当日に湿泥から模擬消化管液(1%SDS水溶液)抽出したものを比較対照とし、凍結乾燥底泥,および凍結後室温にて融解して湿泥状態を再現したものとを調製し,bioavailabilityを評価した。凍結乾燥底泥と凍結融解湿泥とは同程度のbioavailabilityであったが,採取当日の湿泥と比較すると大幅に低下し,凍結乾燥底泥のbioavailabilityは湿泥の2849%であった。Bioavailabilityの評価には共存有機物が重要であることが先行研究において数多く指摘されており,本年度の研究においても,熱分解パイログラムによる共存有機物の差異との関連を調べたが,実用的には「凍結」という操作のみで模擬消化管液による抽出量が大きく変化してしまうことは重要な点であり,今後,凍結によるPAHの粒子内での付着状態の変化など,極めてミクロな視点での調査が必要である。2.模擬消化管液抽出手法の簡素化従来用いてきた手法においては,希釈操作による作業量の増大が問題であったが,今年度の検討により,希釈操作を省き,かつ高い回収率が得られることを確認した。このことにより,作業能率が大幅に向上された。3.実際の底生生物の消化管液と模擬消化管液との抽出特性の比較(情報収集)模擬消化管液の利用はあくまでも底生生物の真の消化管液との類似性が保証される範囲内でなければならない。そのため底生生物の消化管液に関する情報を収集することは本研究の重要な作業の一つであった。成果発表で参加した国際会議において,類似の研究をしている研究者と様々な情報交換をし,底生生物消化管液の化学分析結果の最新情報を得た。同定されつつある消化管液中の界面活性成分を人工合成し用いることが必ずしも有効とは限らないが,今後の検討課題として重要な視点である。研究の初年度にあたり,手法の確立を主たる作業とした。本年度の研究のための試料として,干潮時の荒川感潮域の泥と市販されているカナダ港湾底泥を用いた。荒川での採泥時には,今後の実験のためにゴカイも採取した。これらの大量の試料からのPAH(多環芳香族炭化水素)抽出作業をより効率よく行うために,備品として購入した試験管エバポレーターを用いた。◎試料の保存と抽出特性これまでの経験から,一つの底泥からの抽出・回収濃縮作業にはほぼ3日を要し,かつ並行作業が難しいことから,底泥試料の保存が非常に重要なポイントとなる。そこで採泥当日,5日後,30日後に抽出作業を行い,その保存状態(冷凍・冷蔵)と抽出率との関係を見た。採泥当日に抽出されたPAHの総量(EPAで指定されている16種類)と比較して,5日の時点で冷蔵した試料では大幅に抽出率が低下したのに対し,冷凍した試料からの抽出率は5日後も同程度であった。しかし,PAH総量では同程度であったものの,個々のPAHで見ると抽出率に大きな変動があるものが見られた。30日後にはどちらの保存状態でも明らかに抽出率が低下した。この結果から実験室での保存により,抽出率,すなわちbioavailabilityが容易に変化してしまうことが示された。今後は5日より短い期間の保存の可否の確認と,共存する有機成分の組成変動の調査が必要である。◎試料による抽出特性の違い荒川底泥とカナダ港湾底泥,さらには研究代表者が2001年に行ったデンマークの池沼底泥での結果を比較すると,PAHのSDS1%溶液による抽出率は一定ではなく,それぞれの底泥で異なる結果となった。この理由を解明するためには,今後底泥中の有機成分の組成を知ることが重要となる。
コムギ転写因子HBP-1a.HBP-1bの機能ドメインの解析

本研究ではHBP-1a,HBP-1bの転写因子としての作用スペクトラムを明らかにするために両因子の機能ドメインの同定を試みた。両因子はbZIPモチーフをDNA結合ドメインとして有することが特徴だが、他にもHBP-1aでは、N末端側からA)プロリンrich領域、B)カゼインキナーゼII(CKII)の基質と成り得る領域(=CKII領域)などが、また、HBP-1bでは、N末端側からC)cdc2キナーゼの基質と成り得る領域、D)グルタミンrich領域などが、特徴的である。そこで、まず、これらのモチーフを酵母の転写因子GAL4のDNA結合ドメインとの融合タンパク質として発現するようなキメラ遺伝子を作成し,CaMV 35Sプロモーターの下流に繋いで植物細胞内で機能するエフェクター遺伝子を作成した。次に、シス配列としてGAL4の結合配列を上流にもつヒストンH3最小プロモーターにGUS遺伝子を繋いだリポーター遺伝子を作成した。これらをタバコ培養細胞BY-2のプロトプラストにエレクトロポレーション法により導入して、GUS活性を指標に各エフェクター遺伝子がリポーター遺伝子に及ぼす影響を調べた。その結果、HBP-1bに関しては今のところ明確な結論は得られてはいないが、HBP-1aに関して以下のことが明らかとなった。i)CKII領域単独ではプロモーター活性に何も影響を与えない。ii)bZIP領域はプロモーター活性を抑制する。この抑制はb領域のみでもみられた。iii)プロリンrich領域全体では、エフェクターの量を増やすに従い、プロモーター活性を強く抑制した。iv)プロリンrich領域を2等分したN末端側(NP)およびC末端側(PC)はそれぞれ、プロモーター活性を強く促進した。この事実は、プロリンrich領域の活性が何らかの修飾によるコンホメーションの変化により調節されている可能性を示唆している。
数論アルゴリズムの構造論的研究とその公開鍵暗号安全性評価への応用

超楕円曲線のヤコビアン群の離散対数問題を利用した公開鍵暗号系の設計と実装を行なった。曲線の探索と実装の結果,PentiumII(300MHz)上のC言語で種数g=6の曲線C:v^2+v=u^<13>+u^<11>+u^7+u^3+1のヤコビアン群J(F_<2^<29>>)において,任意点の整数倍算を259msecで実行できた.また,Alpha21164A(467MHz)上のC言語で,種数g=3の曲線C:v^2+v=u^7のヤコビアン群J(F_<2^<59>>)において,任意点の整数倍算を83.3msecで実行できた.これらのヤコビアン群の位数を割り切る最大素因数は160ビット以上であり,1024ビット鍵のRSA暗号および160ビット鍵の楕円曲線暗号と同等の安全性を有しているさらに素体F_p上の安全なヤコビアン群を探索し,Alpha 21164A(467MHz)とPentiumII(300MHz)のC言語によるソフトウエア実装を行なった.また,F_<2n>上とF_p上のヤコビアン群の速度効率の比較を行なった.楕円曲線群と比較して定義体のサイズを小さくできるという特長を利用し,実装のCPUのワードサイズを考慮して,ヤコビアン群を選択している.種数g=6の曲線のF_p(pは29ビットの素数)上のヤコビアン群J(F_p)の任意点の整数倍算は,PentiumII(300MHz)においても実用的速度,176msec.を達成した.これらのデータにより、超楕円曲線のヤコビアン群の離散対数問題を利用した公開鍵暗号系の実用性が検証できた。本研究では,整数素因数分解や離散対数問題などの数論的計算問題のアルゴリズム論的計算複雑性を理論的・構造論的に解析し,これらの数論的問題を応用した,新たな公開暗号系の設計を行なう.また,同時に,従来の公開鍵暗号を使ったセキュリティシステムや提案する新たな暗号系の安全性評価に十分な尺度を与えることを目的とする.本年度は以下のような結果を得た.1.まず,素因数分解を基本としたRSA暗号システムの安全性に関する考察を行った.これまで電子メールのセキュリティプログラムなどで実際に広く利用されているPGPから,どの程度多くの弱いRSA鍵が生成されるかについては,あまり知られていなかった.我々は計算機実験により,0.15%のシステムについては,パーソナルコンピュータ程度の計算能力で15時間以内に鍵を見破ることができ,1%については,同程度の計算能力で50日以内に鍵を見破ることができることをICICS97で発表した.2.ヤコビ多様体に対する離散対数問題の難しさに基づく超楕円曲線暗号システムの安全性について議論を行った.これにより,本システムの安全性と実装の容易さを示すことに成功した.本結果についてはPKC98に於いて発表を行った.本年度は従来のシステムの安全性評価を中心に行ってきたが,新たな暗号系の開発も進んでいる(日経産業新聞に掲載).来年度は新システムの提案を中心に研究を行っていく予定である.超楕円曲線のヤコビアン群の離散対数問題を利用した公開鍵暗号系の設計と実装を行なった。
機能的プロテオミクスによる脳血管攣縮の原因分子の網羅的探索と創薬への応用

本年度は、機能的プロテオミクスを中心にして、血管攣縮を誘発すると考えられているSPC刺激によって活性化・不活性化されるシグナル分子の抽出を目指して、以下の結果を得た。1.SPCによって異常収縮を引き起こしている血管において、Srcファミリーチロシンキナーゼの活性に依存して、また、収縮の時間経過と類似して、チロシンリン酸化が増加あるいは低下するシグナル分子を、初年度に、数個抽出する事ができたが、本年度は、その中で同定できた分子の中で、シグナル伝達に関連すると考えられるチロシンリン酸化部位をした。2.Srcファミリーチロシンキナーゼの中で、血管異常収縮に関与している分子として、Fynに焦点をあてて、初年度より解析を進めてきた。本年度は、さらに確証となり得る以下の所見を得た。1)Fynの活惟型と不活性型のコンストラクトを得て、ヒト冠状動脈血管平滑筋細胞において、過剰発現実験を行った。不活性型Fynの過剰発現では、血管平滑筋細胞は弛緩を認め、活性型Fynの過剰発現では、著明な収縮を認めた。2)ベータ・エスシンで細胞膜に小孔を開けて、上記の活性型・不活性型Fynを、血管平滑筋の細胞質へ急速投与する実験を行った。初年度は活性型FynがCa非依存性収縮を引き起こす事を観察したが、本年度は、その手法を用いて、不滑性型Fynが、SPC、GPCRアゴニスト、G蛋白活性化薬などによる、全てのCa非依存性収縮を抑制する事を発見した。3)RNA干渉を用いて、候補となるシグナル分子の関与を検討した。RNA干渉によって、MAPキナーゼをノックダウンしても収縮状態には影響がなかったが、Fynをノックダウンさせると、SPCによる収縮が抑制された。本研究の目的は、機能的プロテオミクスという高精度のハイスループット解析を用いて、脳血管攣縮にかかわる新規の原因シグナル分子を網羅的に同定する事にある。具体的には、以下の2つの点について検討する。1.申請者らが発見した、血管攣縮の原因となるSPC⇒Srcファミリーチロシンキナーゼ⇒Rhoキナーゼ経路の上流から下流に関わる全ての因子を網羅的に同定する。2.これらの病因シグナル分子と会合する分子群を網羅的に探索する事によって、新しい創薬の標的となる分子を同定する。本年度は、機能的プロテオミクスを中心にして、SPC刺激によって活性化・不活性化されるシグナル分子の抽出を目指して、以下の結果を得た。1.SPCによって異常収縮を引き起こしている血管において、Srcファミリーチロシンキナーゼの活性に依存して、また、収縮の時間経過と類似して、チロシンリン酸化が増加あるいは低下するシグナル分子をそれぞれ数個抽出する事ができた。そのなかで、p40、p60、p160などのシグナル分子が同定された。2.Srcファミリーチロシンキナーゼの中で、血管異常収縮に関与している分子として、Fynに焦点をあてて解析した。そこで以下の所見により、FynはSPC-Rhoキナーゼ経路を仲介する分子である事がわかった。1)スキンド血管にFynのリコンビナント蛋白を急速導入する実験を行うと、ドミナント・アクティブFynは、Ca非依存性収縮を引き起こし、ドミナント・ネガティブFynは、Ca非依存性収縮を抑制した。2)FynのsiRNA処理によって、Fynをノックダウンさせた血管平滑筋細胞では、SPCによる収縮が抑制された。
移動行動と放射運動知覚の相互作用的発達に関する実験心理学的検討

乳児期にずりばいやハイハイといった移動行動が発達するのと前後して、そうした行動のコントロールと関連の深い「視覚的に動きを認識する機能(運動視)」がどのように変化していくのかを実験的に調査した。生後5ヶ月12ヶ月までの乳児106名を対象に運動視の機能とずりばい・ハイハイなどの移動行動の有無を調査したところ、移動行動が可能な乳児と、そうでない乳児とでは、運動視の機能に差が見られることが明らかになった。同様の手法で、移動行動が発達する前から、乳児の発達を毎月繰り返し調査したところ、移動行動が可能になる1ヶ月前から、運動視の機能に発達的な変化が生じることが明らかになった。環境中での移動など、観察者自身の身体運動にともなって生じる視覚運動パタン(光学的流動)は、私たちの身体運動の認識、制御に重要な役割を果たす。発達初期に獲得される「ずりばい」や「ハイハイ」といった移動行動の熟達と、光学的流動知覚の発達との間にどのような関係があるのかを心理物理実験と行動観察によって縦断的に検討した。20名の乳児が毎月調査に参加した。調査では、保護者への聴き取り調査と実験室での行動観察に基いて、乳児の移動行動(前方へのずりばい、ハイハイ、伝い歩き、あるいは独歩)の可、不可を評定した。それと同時に、放射状に拡大(前方への身体運動を表象)または縮小(後方への身体運動を表象)する光学的流動パタンへの視覚選好を測定した。乳児が初めて自律的な移動行動を生じた月齢を「0ヶ」月として定義し、そこから遡って過去3ヶ月の期間をそれぞれ「-3」、「-2」、「-1」ヶ月として、その間の光学的流動に対する視覚選好の発達的変化について分析した。調査の結果、-1ヶ月と0ヶ月の期間において、-3ヶ月時に比べて縮小状の光学的流動に対する視覚選好が有意に低下した。一方、拡大状の光学的流動に対する視覚選好は、調査期間を通して比較的高い水準で安定していた(白井・伊村,2012,日本基礎心理学会大31回大会)。これらの結果は、ずりばいやハイハイなどの移動行動を獲得する直前に、そうした行動と関連の深い視覚機能、すなわち光学的流動の知覚に大きな発達的変化が生じることを示唆する。移動行動のような身体運動の発現に先立って、それと関連する視覚機能の様相が変化することによって、その後の身体運動発達をより効率的に導くような発達メカニズムが存在する可能性があるといえる。乳児期の身体運動発達と視覚機能の発達との間の相互作用について、特にずりばいやハイハイなどの移動行動と、移動行動制御における主要な視覚情報源となる光学的流動(視覚的に認識される動きのパタン)の知覚との関係に焦点をあてた、実験的検討を実施することを目的とした。前年度から引き続き、複数の光学的流動に対する知覚の特性を測定する行動実験と、移動行動の発達を評価する行動観察をセットにした実験手続きを、生後1年未満の乳児を対象に毎月1回の頻度で縦断的に実施した。その結果、ずりばい、ハイハイなどの移動行動を初めて可能になる月齢期間から遡って1ヶ月前頃から、移動行動の制御とは関連の低い光学的流動に対する知覚が抑制されることが明らかになった。一方、移動行動と関連の深い光学的流動に対する知覚は移動行動の獲得前後で抑制が生じることは無かった。これらの結果は、(1)ずりばい、ハイハイなどの移動行動の発達に先駆けて、そうした身体運動と関連の深い視覚機能、関連の低い視覚機能の間のバランスが変化してくること、(2)そうした視覚機能の発達的変化が、直後に生じる身体運動発達を促進する可能性があること、を示唆するものである。従来の発達心理学的研究からは、発達初期の身体運動と視覚との間には、前者の発達に導かれて、後者の発達が促される側面があることが強く主張されてきた。本研究の成果は、そうした従来の発達観に新たな視点を付与し、移動行動のような日常的な行為の発達について基礎科学的な知見を提供した点で重要な意義を持つ。また今後は、過去に報告されている身体運動発達の遅滞に関するいくつかの調査結果と、本研究の成果との関係を詳細に検討することによって、ハイハイなどの移動行動の発達的個人差の生起要因を明らかにすることができるかもしれない。自己運動に伴って生じる光学的流動の知覚など、運動視の機能は、観察者自身の身体運動の認識・制御にとって重要な視機能である。そうした運動視機能の発達的変化について、特に乳児期における移動行動の発達との関係に注目して実験心理学的な検討を実施した。本年度は生後5ヶ月12ヶ月までの乳児100名超を対象に実験を行った。実験は2つの手続きからなり、まず放射運動や回転運動などの相対運動パタンに対する視覚選好を選好注視法によって測定した。また、それと同時に乳児の自律的な移動行動のパフォーマンスについての観察評価を行った。

各運動パタンへの視覚選好と移動行動の有無との関連について分析したところ、移動行動の獲得前後で縮小運動パタンに対する選好が統計的に有意に低下することが明らかになった(Shirai & Imura, 2011, ECVP;白井・伊村,2011,日本基礎心理学会、など)。一方、すべての運動パタンに対して、単純な月齢の増加に伴う視覚選好の変化は認められなかった。こうした発達的傾向は、移動行動の獲得に前後して視覚機能、特に運動視の機能に顕著な変化が生じる可能性を示唆する。本研究の主要な目的は、放射運動やその他の相対運動によって構成された光学的流動パタンの知覚と移動行動の発達との相互作用を実験的に検討することである。当初計画では、平成24年度から平成25年度にかけて、縦断的な手法を用いて移動行動の成熟と運動視機能の発達との関連を時系列に沿って同一個人内で評価し、運動視機能が移動行動の制御機構に統合されていく過程を精査することを目的としていた。こうした計画に基づき、平成24年度は20名の乳児を毎月縦断的に調査し、研究実績の概要に示したような知見を見出した。これによって、当初次年度まで継続予定の研究計画のほとんどを平成24年度内に完遂した。また、そうした研究と並行して、当初の研究計画を小学生などを対象に拡張して実験的検討を実施し、小学生と成人とでは光学的流動に基づく身体運動知覚の傾向が異なることを実験的に示すなど、一定の成果(Shirai, Seno, & Morohashi, 2012, Percpetion)を得た。こうした状況から、平成24年度における研究計画は当初の想定以上に進展したといえる。本研究の主たる目的は、放射運動をはじめとする各種の相対運動パタンの知覚と移動行動それぞれの発達過程間の相互作用を解明することである。特に移動行動の発達的個人差に注目し、移動行動の成熟と、運動視機能の発達との関連を同一個人内で縦断的に評価し、運動視機能が移動行動の制御機構に統合されていく過程を精査し、その定型発達を明らかにすることを目指すものである。今年度は、100名を超える乳児を対象に、横断的な手法を用いて、移動行動と運動視機能の発達における相互作用を検討した。その結果、移動行動の獲得前後で、放射状の縮小運動に対する視覚選好が低下するという知見を得た。現在これらの知見について、同様の実験を数十人規模の乳児を対象に縦断的手法を用いて実施することによって再検討している。当初計画においては、初年度は2年目以降の縦断研究のための予備的検討として横断的手法による実験を繰り返す予定であったが、想定よりも早いペースで実験が進行したため初年度後半には縦断研究を開始することができた。こうした状況から、現状における本研究の達成状況は当初想定していたよりも進んだ段階にあるといえる。平成25年度も現状の研究体制を維持して、乳児を対象とした縦断的研究を引き続き継続しながら、ハイハイや伝い歩きなどの移動行動のみならず、つかまり立ちやひとり立ち、ひとり歩きなどの姿勢制御能力の発達と、光学的流動知覚の発達との関係についても調査を実施し、これまでに本研究計画によって得られた知見を拡張するよう努める。