hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ空間分光スペクトル顕微鏡の開発

生体微少器官や、分子個々の吸収と蛍光スペクトルを見る顕微鏡を作ることを目的に、新装置を開発した。装置は共焦点レーザ顕微鏡の光検出部分に高分解能の50cmモノクロメータと高感度冷却CCDをつけ、共焦点顕微鏡の高い空問分解能を保ちつつ、既存の共焦点顕微鏡では不可能な微少空間のスペクトルの測定、波長を変えての3次元構造の計測を可能とした。3次元スキャン用には動きの早いガルバノミラーをx-y軸スキャンに、精度の高いピエゾ素子をZ-軸(焦点)側にもちいた。これにより液体ヘリウムクライオスタットの使用が可能となり、広範な温度範囲での測定が可能である。波長分解能1nm、空間分解能0.2ミクロン、350Kから4Kの温度領域にわたる測定が達成された。生体試料そのちのの直接測定が可能であり、多様な対象に応用できる。光合成系に適用することで、従来不可能であったクロレラやシアノバクテリアの細胞の一つ一つの違い、個別細胞と集団との関係、窒素固定に特化して分化したヘテロシスト細胞の特性などを室温と低温の吸収と蛍光スペクトルの測定により明らかにした。遺伝子操作アラビドプシス、低温耐性のアカシア、珊瑚、遺伝子操作シアノバクテリアなどの研究を進めた。さらに、絶対嫌気性の緑色硫黄細菌Chlorobiumtepidumと緑色無硫黄光合細菌Chloroflexus aurantiacusのもつ巨大アンテナ色素複合体クロロソームの室温での構造揺らぎを、液体ヘリウム温度に急速冷却固定した状態での1分子蛍光スペクトル測定から明らかにし、分子構造の揺らぎと励起エネルギー移動の深い関係を明らかにすることができた。(1)蛍光発光スペクトル顕微分光の改良>★共焦点顕微鏡の検出側に蛍光のスペクトルを分散できるモノクロメータと高感度冷却CCDをつけ、0.2ミクロンの空間分解能での位置スキャンと蛍光発光スペクトルの測定を可能にした「ナノファインダー(東京インスツルメンツ社製、半導体の表面分析が主目的)」を生物試料に適合したものに改造した。★まず微小面積に集中される励起光をできるだけ弱くした。モノクロメータを通した発光は微弱となり感度が低下したが。幸い本装置の光集光特性と検出器のくみあわせでの量子効率(感度)は15%と極めて高く、かなりの余裕があり、さらにホトンカウンタの利用、3次元スキャン速度のハード、ソフトの高速化、で一層の高率化をはかり、試料にダメージを与えないものへと改善することができた。★アルゴンレーザを励起光源として、モードのよい励起光を光ファイバー結合で導入し、駆動ソフトの製作、励起光モニタの改善をおこなった。★励起光源、検出器両側をさらに改良した。試料からでた光を1ミクロンのスリットを通した後、モノクロメータに入射し、検出側にホトマルとストリークカメラによる光量子計測機能を加え、これらを同期させて精密制御するソフトウエアの開発も計画している。低温顕微鏡への拡張と単一分子スペクトル測定への利用が今後の課題である。(2)多様な対象についての測定を行い、性能の評価と多様性研究を行った。これまでに以下の植物の顕微鏡下での分光スペクトルの測定をおこなった。多細胞性シアノバクテリアであるNostoc sp.,Anavena variabilisの細胞の多様性、細胞分化をクロロフィルとフィコシアニンの蛍光測定により検討した。単細胞性シアノバクテリア、Synecocystis6803の部位特異的変異株6種の細胞毎の違いの特定。珊瑚内部のグリーン蛍光タンパク質と細胞内共生藻類の微小蛍光測定。寒冷ストレスにさらされたアカシア葉の内部葉緑体の細胞内部位による損傷の違いの蛍光測定による観察。顕微分光装置の開発を行い、高分解能の単細胞、単分子の蛍光と吸収測定スペクトル測定をおこなった1.高分解蛍光スペクトル顕微分光装置の開発と空間分解の能向上。

共焦点顕微鏡の検出側にモノクロメータと高感度冷却CCDをつけ、0.2ミクロンの空間分解能の位置スキャンと1nm波長分解能での蛍光発光スペクトルの測定を可能にした(ナノファインダー:東京インスツルメンツ社製を生物試料に適合したものに改造)。2.生体試料にあわせた微少面積に集中する励起レーザ光強度の低減。量子効率(感度)15%のCCD、ホトンカウンテング、3次元スキャンの高速化などで効率化をはかり、試料にダメージを与えない測定を可能とした。3.励起波長の多様化波長選択可能なアルゴンレーザを励起光源として、駆動ソフトの製作、励起光モニタの改善をおこなうとともに、半導体レーザ利用でさらに青紫から赤領域での選択励起を可能にした。4.微小空間での蛍光と吸収スペクトルの同時測定。高い空間分解能を利用してタングステンとキセノンランプを光源に、対物レンズをタンデムに用い1ミクロンの空間分解能、0.001吸光度変化を測定可能にした。5.極低温4Kでの顕微分光測定の実現。液体ヘリウムクライオスタットと特殊セル系を開発し極低温4Kでの蛍光、吸収分光を可能にした。壊れやすい生体生細胞、タンパク質分子の4Kでの単細胞、単分子蛍光、吸収スペクトル分光を実現した。6.多様な生体系を対象に単細胞、単分子蛍光と吸収スペクトル測定を行い、成果をあげた。生物生細胞、抽出分子の顕微鏡下での蛍光と吸収分光スペクトル測定をおこなった。多細胞性シアノバクテリアNostoc sp.,Anavena variabilis細胞の分化をクロロフィルとフィコシアニン、フィコエリスリンの蛍光と吸収スペクトル測定により検討した。単細胞シアノバクテリアSynecocystis 6803の部位特異的色素系変異株6種の細胞内色素分布と機能の特定。サンゴ体内の天然GFPタンパク質と細胞内共生藻の蛍光スペクトルと空間分布の測定。寒冷ストレス下のアカシア葉内部の葉緑体の細胞内部位による損傷の解析。
音楽的経験におけるPerformance Assessmentと学習の拡張

本研究の「2つの柱(以下12)」に基づき遂行した。1教員養成型PBL教育のためのPerformanceAssessmentが、保育者養成にも適用可能かどうかを検討する。2ユーリア・エンゲストロームの活動理論を援用し「対象者の学びの深化」をモデル化し、分析する1に関しては、「教員養成型PBLの課題」「事例シナリオの評価方法」「音楽科における対話的事例シナリオ」に関する論文3件を教員養成型PBL教育研究グループで発刊した図書に掲載した(『PBL事例シナリオ教育で教師を育てるー教育的事象の深い理解をめざした対話的教育方法』)。そのうちの「V事例シナリオ教育の評価方法」に対して、大学教育フォーラム(2019.3.22)において、複数の研究者の外部評価を受けることができた。また、「音楽実技」に関するシナリオとルーブリックを作成し、報告した(日本女子大学家政学部紀要)。2に関しては、幼児・児童の音楽的経験(歌唱)について報告し(活動理論研究会)、「音楽科教育における学び」「課外活動における学び」の比較を通して、「多声的な学びを支えるのは、異音的な学びである」という段階性を明らかにし、学会誌に投稿した(活動理論学会誌)。また、エンゲストロームの活動モデルを用いて、具体的に、『かえるの合唱』『ドレミの歌』『待ちぼうけ』等の教材を介した学習の拡張と深化をモデル化した。そのうち、『かえるの合唱』については、日本感性工学会感性哲学部会(2019.3.9)で発表した。他にも、幼児のための楽器開発に関する査読論文(日本音楽心理学音楽療法研究年報)を発表した。また、1と2の複合的な実践研究として、幼年期の合奏活動、小学校中学年の鑑賞活動、およびウィリアムズ症候群のためのミュージカルに関するパフォーマンス課題とルーブリックを開発した。この3件については、次年度に論文を提出予定であるこれまで継続してきた研究課題を再考し、成果を図書2件(査読有2件)、学会誌2件(査読有1件)、大学紀要1件、その他1件に報告することができた。また、日本女子大学にて、活動理論学会春季大会を開催し、学部内外の学術交流を推進することができた。第1の柱である評価方法に関する理論研究に関しては、引き続き、近年の高等教育における動向などをふまえて、保育者養成での適用の可能性を見出すことが喫緊の課題である。第2の柱である活動理論による可視化に関しては、今年度開発した幼年期、小学校中学年、およびウィリアムズ症候群のためのパフォーマンス評価とルーブリックを研究報告としてまとめる予定である。本研究は、2つの柱から成る。2ユーリア・エンゲストロームの活動理論を援用し「対象者の学びの深化」をモデル化し、分析する。1に関しては、ルーブリック(根津、2016)の改善を図るだけではなく、教員養成の学部段階から大学院を対象とした対話的シナリオ課題の見直しを図った。特に、「なぜ、対話的シナリオが必要なのか」「どのように評価するのか」「音楽に関する対話的シナリオとはどのようなものか」について再考した。2に関しては、幼児・児童・生徒を対象としたパフォーマンス課題について「情動調律」をキーワードとしてまとめた(日本女子大学家政学部紀要)。活動理論による分析については、幼児・児童の音楽的経験(歌唱)について、楽曲『待ちぼうけ』に焦点を当てた研究を発表した(活動理論研究会)。以上の他に、幼児期の母子支援に関する10年間のデータについて再検討した(日本女子大学家政学研究科紀要)。当該テーマとしては初年度であるが、「音楽的経験」「パフォーマンス評価」をキーワードとした研究全体においては、「PDCAのCに該当する年度」であった。今年度は、これまで継続してきた研究の課題を明確にし、成果を大学紀要、大学院紀要、研究会等で報告することができた。

この3件については、次年度に論文を提出予定であるこれまで継続してきた研究課題を再考し、成果を図書2件(査読有2件)、学会誌2件(査読有1件)、大学紀要1件、その他1件に報告することができた。また、日本女子大学にて、活動理論学会春季大会を開催し、学部内外の学術交流を推進することができた。第1の柱である評価方法に関する理論研究に関しては、近年の高等教育における動向などを確認し、再度先行研究のレビューが必要である。第2の柱である活動理論による可視化に関しては、乳幼児、特別支援教育領域の事例報告を蓄積する必要がある。第1の柱である評価方法に関する理論研究に関しては、引き続き、近年の高等教育における動向などをふまえて、保育者養成での適用の可能性を見出すことが喫緊の課題である。第2の柱である活動理論による可視化に関しては、今年度開発した幼年期、小学校中学年、およびウィリアムズ症候群のためのパフォーマンス評価とルーブリックを研究報告としてまとめる予定である。研究の成果の発表や学会での意見交流などを目的とした国内出張が3月に集中したことが原因である。学内稟議が2月初旬締め切りだったため、繰り越しがでてしまったが、次年度は計画的な執行を心掛けたい。研究成果発表や学会での意見交流などを通して、調査内容を一部修正した。具体的には、予定していた調査を一部保留し、次年度実施に変更した。次年度は、最終年度であるため、さらに計画的な執行を心掛けたい。
ヒトの毛様体神経栄養因子に関する分子遺伝学的研究

毛様体神経栄養因子(CNTF)は運動ニューロンをはじめとして様々なニューロンに生存維持効果を示す。ヒトにおけるCNTFの変異遺伝子は疾患の原因にはならないが、疾患の臨床・病理像に影響を及ぼす可能性がある。今回我々は孤発性ALSの中でも特異な臨床・病理像をしめす「痴呆を伴うALS」(ALSD)においてCNTF変異遺伝子の頻度を検討した。病理学的に確定診断されたALSD16例における変異遺伝子頻度は0.469であった。対照群として用いた病理学的にALSDでないことが確定したALS患者20例、臨床的に痴呆のなかったALS患者96例、正常対照群152例での変異遺伝子頻度はそれぞれ0.152、0.182,0.199であり、ALSD群と比べ、それぞれP<0.01,P<0.001,P<0.001で統計学的に有意の差が認められた。今回の結果はCNTF変異遺伝子がALSDの遺伝的危険因子になることを示している。
間接結合型共振器で構成されるメタマテリアルにおける電磁波の極低群速度伝搬

量子光学における電磁誘起透明化を模擬するメタマテリアルを作製し,電磁波の極低群速度伝搬の実現,および,それを利用した非線形現象発生の高効率化に取り組んだ.間接結合型の共振器で構成されるメタマテリアルを用いると,群速度を真空中の光速の1/27000まで低減できることを示した.低群速度伝搬に伴う局所電場増強効果を利用して空気の絶縁破壊を局所的に発生させることにより,メタマテリアルの特性を, EIT型とローレンツ型との間で動的に制御することに成功した.これらの成果は,電磁波に対するリミッタやスイッチとしての応用につながるものである.量子光学における電磁誘起透明化を模擬するメタマテリアルを作製し,電磁波の極低群速度伝搬の実現,および,それを利用した非線形現象発生の高効率化に取り組んだ.間接結合型の共振器で構成されるメタマテリアルを用いると,群速度を真空中の光速の1/27000まで低減できることを示した.低群速度伝搬に伴う局所電場増強効果を利用して空気の絶縁破壊を局所的に発生させることにより,メタマテリアルの特性を, EIT型とローレンツ型との間で動的に制御することに成功した.これらの成果は,電磁波に対するリミッタやスイッチとしての応用につながるものである.電磁波の低群速度伝搬の実現は,光情報処理における光メモリの実現や非線形現象発生の高効率化などに応用できる重要な技術である.低群速度伝搬を実現する手法の1つとして量子光学における電磁誘起透明化現象を古典系で模擬するという研究がなされている.本研究では,間接結合型共振器で構成されるメタマテリアルを用いると,従来手法に比べて非常に遅い群速度が実現できることを実験的に示すことを目的とする.今年度は,低群速度を得るのに最適なメタマテリアルの構造を, FDTD法を用いた電磁界シミュレーションを利用して設計した.低群速度を得るための妨げになる要因がメタマテリアル中の誘電体における誘電損失であることを既に見出していたので,構造中から誘電体を排除できるようにし,かつレーザー加工でメタマテリアルの作製ができるように設計を行った.その結果,実験を行うマイクロ波領域において低群速度伝搬が実現できるようなメタマテリアルの構造パラメータの決定に成功した.設計したメタマテリアルをレーザー加工により実際に作製し,透過特性の測定を行ったところ,シミュレーション結果とおおよそ一致する結果が得られた.さらに,従来手法よりも遅い群速度が実現できる可能性を示唆する結果が得られた.次年度にメタマテリアルの構造パラメータの最適化を行うことにより,さらに遅い群速度が実現できると考える.本研究結果は,間接結合型共振器で構成されるメタマテリアルによる電磁波の低群速度伝搬の実現について,基本的な部分の実証実験に成功したことを表しており,今後の群速度制御技術の発展,さらには光情報処理技術の発展等に貢献するものであると考える.量子光学における電磁誘起透明化(Electromagnetically induced transparency, EIT)を模擬するメタマテリアルを用いて,電磁波の極低群速度伝搬およびそれに伴う局所電場増強効果を利用した非線形現象の高効率発生に取り組んだ.まず,前年度に設計したメタマテリアルをレーザー加工により作製し,透過特性の測定を行った.真空中の光速の1/22000という低群速度が得られたが,同時に,加工断面の粗さが損失として影響することが判明した.加工断面の粗さを低減するために,ワイヤー放電加工により再度メタマテリアルの作製を行った.その結果,真空中の光速の1/27000という低群速度が達成できた.また,このとき,局所電場増強率が300程度になることが,実験とシミュレーションの比較により明らかになった.次に,メタマテリアルを低圧空気中に配置し,透過特性の測定を行ったところ,メタマテリアル中の一部で空気の絶縁破壊が生じ,メタマテリアルの応答が相転移的に変化することがわかった.さらに,電磁波の周波数やパワーを変化させて,メタマテリアル中での放電状態を制御することにより,メタマテリアルを3種の異なる状態に動的に変化させられることが明らかになった.これらの結果は,作製したメタマテリアルは,電磁波に対するリミッタやスイッチング素子として応用できることを表している.また,研究の過程で, EITメタマテリアルと同様の結合共振メタマテリアルについて詳しく解析したところ,半透過,半反射の1/4波長板が実現できることも明らかになった.これは円偏光ビームスプリッターとしての応用可能性をもったものである.本研究における成果は,例えば,光情報処理のために必要な素子の実現に貢献すると考える.26年度が最終年度であるため、記入しない。電磁光学26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の計画は,低群速度伝搬実現に適したメタマテリアルの構造のFDTD法を用いた電磁界シミュレーションによる設計と,メタマテリアルの透過特性測定のための実験系の構築であった.まず,メタマテリアルの構造設計については,メタマテリアルにおける群速度の低下を妨げる要因である誘電体の排除,レーザー加工が可能かつ実験に用いる導波管に設置可能な形状の設計に成功した.実験系についても,今年度の本研究費により購入したマイクロ波導波管素子を用いて,メタマテリアルの透過率や群速度の周波数依存性の測定を精度良く行える状態にまで構築した.さらに,メタマテリアルをレーザー加工により1サンプル作製し,透過率および群速度の周波数依存性の測定を行った.その結果, FDTDシミュレーションと実験結果がおおよそ一致するという結果が得られた.これはメタマテリアルの電磁界シミュレーションによる構造設計および実験系の構築が共に上手くいっていることを表している.

さらに,メタマテリアルの構造パラメータを実験的に最適化することにより,従来手法に比べて遅い群速度が得られる可能性を示唆する結果が得られている.以上の結果は,研究が計画通りに進んでいることを意味しており,次年度に行う予定の,間接結合型共振器で構成されるメタマテリアルにおいて得られる最小群速度の実験的な探求や,低群速度伝搬による局所電場増強効果を利用した非線形メタマテリアルの実現とその応用探索に関する研究にスムーズにつながるものである.本研究は,研究計画調書に記載の研究計画通りに進展しているので,次年度も研究計画に従って研究を推進する予定である.具体的には,まず,メタマテリアルにおいて得られる群速度の最小値の実験的な探求を行う.今年度に設計したメタマテリアルを基にして,今年度に構築した実験系を用いて,群速度が最小となるように,メタマテリアルの構造パラメータの最適化を行う.また,最適化後のメタマテリアルの透過スペクトルから,メタマテリアルにおける損失パラメータを求め,本研究における原理,手法をテラヘルツ波や光領域に拡張した際の動作上限周波数を算出し,今後のメタマテリアルの高周波化において必要なデータを示す.次に,低群速度伝搬に伴う局所電場増強効果を利用した,非線形メタマテリアルの実現に取り組む.最適化されたメタマテリアルの透過スペクトルから局所電場増強率を求め,マイクロ波源の最大出力パワー,空気の絶縁破壊電場の関係から,メタマテリアルにおいて空気の絶縁破壊に起因する非線形現象が生じるかどうかを見積もる.局所電場増強率が非線形現象を起こすために必要な値よりも小さくなる可能性が有るが,その場合は,ファブリペロー共振器中にメタマテリアルを配置することにより,局所電場増強率をさらに大きくする.メタマテリアルの非線形性の観測は,透過スペクトルの入射パワー依存性および単色波や変調波を入射した場合のスペクトルの変化を通して行う.スペクトルの測定のために必要な装置は次年度の本研究費により購入する.得られた非線形応答特性から,作製した非線形メタマテリアルを電磁波に対するリミッターやフューズ,非線形電磁波動発生素子,あるいはその他の応用につなげることができないかどうかを考察,検証する.
DNA損傷修復過程におけるヒストン修飾の生細胞動態

H2AXのリン酸化(γH2AX)を始めとしたヒストンの翻訳後修飾は、DNA損傷の修復に重要な役割を果たしている。γH2AXのfociは、損傷を受けた直後から数時間に渡って存在することが知られているが、実際に生きた細胞内でのfociの生成と成熟、消失の過程は計測されていない。本研究は、独自に開発した生細胞ヒストン修飾可視化法を用いて、DNA損傷修復におけるヒストン修飾制御と転写抑制の意義を明らかにすることを目的として行った。具体的には、様々なヒストン修飾特異的Fabを蛍光標識して生細胞に導入し、レーザーマイクロ照射によりDNA損傷を誘導し、損傷部位におけるヒストン修飾動態を解析した。DNA損傷の修復活性の指標としてmCherry融合型proliferatingcell nuclear antigen(PCNA-mCherry)をFabと同時検出した。γH2AX特異的Fabは、損傷修復過程おけるヌクレオチドの取り込みに働くPCNA-mCherryの集積よりも早く損傷部位に集積した。それに対して修復後の新規ヌクレオソームに取り込まれるヒストンに見られる修飾であるH4K5acは、PCNA-mCherryの集積にやや遅れて検出された。これらの結果は、固定細胞を用いた解析や生化学的実験の結果とよく一致しており、本検出法が生細胞におけるDNA損傷修復に伴うヒストン修飾動態の解析に有用であることが確認できた。現在、リン酸化型RNAポリメラーゼIIや、他のヒストン修飾について同様の解析を行っており、DNA損傷修復におけるクロマチン制御機構に関する新しい知見が得られると期待できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。
日本の国立大学とアメリカ州立大学の授業料に関する比較分析

日本の大学における収入は、長年にわたって専ら政府予算、家計の負担、付属病院など事業収入で構成されてきた。大学システムの規模が小さければ、政府の負担によってのみ大学の運営をすることは可能であろうが、より多くの人々が大学教育を受けようとすると、財政規模は莫大になり、政府の負担だけでは賄えない。これは日本のみならず、高等教育人口がより大きいアメリカでも共通の現象である。本研究課題は、大学の授業料の検討であるが、授業料問題は政府の負担と家計の負担のバランスの問題でもある。本研究では、このバランスをまずデータをもって検討した。他方、大学の経営にとっては、政府予算が削減されると、それを補う方法として授業料の値上げが考えられる。2004年の法人化以後は、国立大学も私立大学と同じように、経営の自立性が求められ、授業料設定も部分的に自由化された。経営の健全化からは、授業料値上げが必要な大学もある。しかし国立大学は国民に安価な授業料で、良質な高等教育機会を提供するという使命を有している。また授業料の値上げは、優秀な学生の確保の点から見て安易にはできない。このように授業料設定は、大学の使命、高等教育機会、大学の経営、学生募集の問題とも密接にかかわっている。本研究は、日本とアメリカの大学での授業料問題を、高等教育費負担、高等教育機会、大学経営、学生募集などの観点から、理論的およびデータを分析し実証的に検討した。そこで得られた数々の知見は、政策的意義を持ち、今後の国立大学授業料水準を考える上で有用と思われる。平成16年度は、特に法人化後の国立大学の授業料水準に焦点を絞り、研究を進めた。その結果以下の知見が研究から得られた。標準運営費交付金算定に用いられる授業料は、標準額であり各大学が独自に設定する額ではない。各大学は、授業料を標準額の110%まで自由に設定できるが、標準額上乗せ部分は自己収入を増加させることになる。よってこの算定式には、各大学に授業料値上げのインセンティブが与えられていると解釈することができる。しかし各大学は、授業料を設定する場合、上乗せ部分が、優秀な学生の志望変更や入学変更にどの程度影響を与えるかを考えなければならない。各大学が独自授業料を設定できることは、優秀な学生を失う各大学のリスクばかりでない。多くの大学が独自収入を増加させようと、授業料を高めに設定すると、いずれ標準額自体も引き上げられやすくなると考えられる。これによってさらに各大学が授業料を高く設定できることになる、という値上げのビシアスサイクルが生ずる可能性がある。また運営費交付金が削減されると、大学は自己収入を増加させようと、授業料の値上げ策をとり、自己収入が増加すると、運営費交付金が減額される、というこれまたビシアスサイクルが発生する危険がある。いずれのビシアスサイクルも、個々の大学が自己収入の増加を図ろうとすると、他大学も追従し全体に授業料が値上がりしてしまい、国立大学全体または私立大学にも波及し、日本の高等教育費の高騰を招くというジレンマを意味している。平成17年度の研究は、日本の国立大学の法人化後の授業料水準を中心に検討を進めた。その結果以下の知見が得られた。学生1人当たり教育コストが高い国立大学の医学部や医科大学の収入において、授業料収入が占める割合は小さく、その財源は病院収入、運営費交付金、または外部資金に依存している。つまり授業料を値上げしても、全体の収入がそれほど増えるわけでもなく、標準額の10%上限程度なら、値上げするインセンティブが働かない。むしろ大学によっては、授業料を据え置いて、裕福家庭出身ではない学生に進学の道を開いたり、より優秀な学生を確保する選択肢をとるところが出てこよう。しかし反対に、学生1人当たり教育コストの低い社会科学系学部、またはそのような学部で成り立つ単科大学は、収入全体に占める授業料の割合は高くなる。

こういった大学では、授業料収入以外の収入が限られているので、運営費交付金が減額されると、授業料値上げのインセンティブが働く。つまり現行の法人制度では、低コスト学部および大学が、授業料値上げの誘引を持ち、高コスト学部や大学は、それほど値上げする必要がない、という構造的矛盾を抱えている。本研究では、以上の仕組みを実際に大学が公表している支出、授業料収入、学生数、収容定員などのデータにより説明した。平成18年度は、特にアメリカの州立私立大学の授業料水準と政府と家計の負担について分析した。その結果、以下の知見が得られた。最新データに拠れば、アメリカの大学教育費は世界的にも高い水準といえる。4年制の州立大学の1年間の授業料は、$5,491で、これは日本の国立大学よりやや高い。州外学生であると、$13,164と2倍以上となる。4年制の私立大学の場合は、$21,235と日本の私立大学の2倍以上であろう。この授業料のほかに、教科書、生活費、交通費、その他を加えると、最低水準で寮に住み州立大学を選択すると、$15,566必要であり、キャンパス外のアパートに住み私立大学に通うと、$32,070掛かる。これは1年間の必要額であり、4年制の場合は、単純にこの4倍、大学院や専門職大学院に進学すれば、さらに必要となる。アメリカの大学教育費は、前世紀末より急速に上昇し、各家計にとって大きな買物となっている。1980年を100とすれば、2000年の大学授業料は、253.2であり、その間の家計所得の中間値は、100から121.7であるから授業料と所得の比は、100から208.1に上昇したことになる。しかし同時に政府の援助も増加し、高授業料高援助という形になっている。授業料と援助額の大きさは、大学ごと家計ごとに異なるが、例えば有名私立のGeorgetown Universityの場合であると、大学教育費総額のうち給付奨学金が47%、ローンとアルバイトの合計が14%、であり残りの39%を家計が支払うという計算になる。
九州西方における非島弧的マントルアップウェリング構造の検証

本研究実績は大きく分けて2つに分類される。第1は1999年9月末より10月上旬まで、九州西方海域で行われた地殻構造の大規模な調査であり、第2は自然地震の走時データを用いたトモグラフィーの研究である。第1の研究は本研究最大の実績ともいうべきもので、九州西方海域での地殻構造調査の成功とそのデータ解析結果である。平成11年度9月末より10月上旬まで、発破とエアガンを使った地殻構造の大規模な調査を行った。まず地殻構造調査においては,海底地震計で得られたデータは見かけ速度の変化に富んでいて、地殻上部の構造の複雑さを示していた。得られた地震波速度構造モデルでは、堆積層は二層に分けられ。上部層はP波速度1.71.9km/sの垂直速度勾配が小さい厚さ200500mの層であり、下部層は2.03.5km/sの垂直速度勾配がやや大きい層が8003500m存在する。上部地殻は二層に分けられ、第一層の上面のP波速度は3.04.9km/sと水平方向に大きく変化している。この層の下面のP波速度は4.25.3km/sである。第二層として、上面のP波速度は5.65.9km/sの層が存在する。この層の下面のP波速度は6.06.2km/sである。海面から上部地殻と下部地殻の境界までの深さは約10kmである。下部地殻の上面のP波速度は6.56.7km/sのである。モホ面の深さは海面から約26kmと求められ、マントル最上部のP波速度は7.77.8km/sと求められた。沖縄トラフで、モホの深さやマントル最上部のP波速度がこのように正確に求められたのは初めてのことである.第2の成果として、地震トモグラフィーの研究を上げられる。平成12年度はその結果を使って、特に背弧上部マントルの低速度異常領域について調べた、これはマントルのマントルアップウエリングとの関係で注目される。地震トモグラフィーによって、西日本から中国東部までの朝鮮半島と東シナ海を含む広い領域での地殻・マントル速度構造を研究した結果、九州西方の上部マントル中にかなり顕著な低速度を持つ小プリューム群が存在することが分かった。深さ40kmのP波速度分布においては大小4カ所の低速度部分が見いだせる。南から1,薩摩半島南西沖、2,甑島西方、3,男女群島周辺、4,五島列島北西沖にある。これらは場所によって異なるが、おおよそ40kmから100kmの深さに分布している。1例として、雲仙普賢岳を通る断面では、低速度プリュームが九州西方の深部から雲仙に向かって浅くなって存在している様子が見られる。これらプリューム群の存在は九州背弧の沖縄トラフ北端から北方で、上部マントルがアップウェリングを起こしていることを示している。マントル・アップウェリングは海洋底拡大と対になって、現在の沖縄トラフ北端の形成と運動に作用しているものと推定される。

沖縄トラフ全域を通して、このような顕著な低速度プリュームは存在しないが、台湾北東沖の深さ40kmにやや顕著な小低速度領域とトラフ中間付近(28゚N,128゚Eの近傍)に小低速度領域が存在している。このトラフ中間にある小低速度領域は海底高温チムニー発見地帯と対応しているものと思われる。換言すると、沖縄トラフ全域を通した上部マントルにおいて、その北端、北方である九州西方海域が現在大変活動的であることが分かった。重力の測定、MT法による地殻・マントル内電気伝導度の調査、アレイ方式によるエアガン観測も行われ、現在データは解析中である。東京大学海洋研究所海洋観測船「淡青丸(610総トン)」と本科学研究費による用船「第2静波丸(1040.90総トン)」を使って,1999年9月末より10月上旬まで,九州西方海域で地殻構造調査を行った.北緯32度00分,東経129度18分を起点として,南南西へ約300kmの測線を延ばして,その測線に沿って海底地震計を20台設置し,さらにその測線に沿ってエアガンストリーマ探査,及び発破による人工震源を行った.また2台の海底電位差磁力計も設置し電気伝導度構造調査を行った.人工震源の終了後,海底に設置した観測器は回収したが,観測データは概ね良好であり,現在解析が進んでいる.2つの航海調査に合わせて,陸上でも臨時観測が行われた.陸上地震観測は九州西方の離島,男女群島に臨時観測点に設け,また長崎半島にアレー観測点を設置した.男島では地震計を岩盤に直接設置できたため,良好なレコードセクションが得られた.これによると震央距離170kmまでに,6.1km/sの見かけ速度が見られ,基盤層が観測された.長崎半島におけるアレー観測でも良好な記録が得られ,既にセンブランス解析を行っている.陸上における九大島原地震火山観測所や鹿児島大南西島弧地震火山観測所の地震観測網でも,海上発破の記録が得られている.特に九州西側に位置する牛深観測点(九大)や甑島観測点(鹿児島大)では良好な記録が得られていて,Pnーphaseらしきものも観測された.最も重要な海底地震計の記録解析は,既に時刻の補正等の基礎的処理を開始し,レコードセクションの作成を始めた.平成12年度はこれらの観測データを使って構造解析を進める予定である.本年度の研究実績は大きく分けて2つに分類される。1つは1999年9月末より10月上旬まで、九州西方海域で行われた地殻構造の大規模な調査データの解析であり、もう1つは自然地震を観測し、その地震走時を研究したことである。まず地殻構造調査においては,海底地震計で得られたデータは見かけ速度の変化に富んでいて、地殻上部の構造の複雑さを示していた。得られた地震波速度構造モデルでは、堆積層は二層に分けられ。上部層はP波速度1.71.9km/sの垂直速度勾配が小さい厚さ200500mの層であり、下部層は2.03.5km/sの垂直速度勾配がやや大きい層が8003500m存在する。上部地殻は二層に分けられ、第一層の上面のP波速度は3.04.9km/sと水平方向に大きく変化している。このことはこの海域において活発なテクトニクスが働いている事を示唆していると考えられる。この層の下面のP波速度は4.25.3km/sである。第二層として、上面のP波速度は5.65.9km/sの層が存在する。この層の下面のP波速度は6.06.2km/sである。海面から上部地殻と下部地殻の境界までの深さは約10kmである。下部地殻の上面のP波速度は6.56.7km/sのである。モホ面の深さは海面から約26kmと求められ、マントル最上部のP波速度は7.77.8km/sと求められた。沖縄トラフで、モホの深さやマントル最上部のP波速度がこのように正確に求められたのは初めてのことである.
月経随伴症状に対する注意制御および認知的処理の特徴が心理的苦痛に及ぼす影響

月経随伴症状という問題に対しては,女性が症状を抱えながらも自身の月経周期をマネジメントすることで,心理的苦痛を低減させるような心理的支援が重要である。研究代表者のこれまでの研究では,マインドフルネス・プログラムによる注意制御スキルの全般的な向上が基礎となり,月経随伴症状という固有の体験への態度の変容が自覚され,症状を生活の一部と捉えて上手に付き合える感覚が得られることが示唆された。本研究では,月経随伴症状という固有の現象への注意の向け方と認知的傾向の特徴およびそれらの相互作用を実証的に解明し,マインドフルネス・プログラムの月経随伴症状への適用に資する,より詳細な知見を得ることを目的とする。
前頭葉ドパミン神経機能を制御するシグナル間相互作用の分子基盤解明

これまでの研究で,末梢神経ステロイド低下状態において,σ1受容体/5-HT1A受容体の機能的相互作用を介した前頭葉ドパミン(DA)遊離増強作用の存在を示してきた.本研究では,この前頭葉における複合的DA神経活性の調節機構の分子基盤の解明を目指し,以下のことを明らかにした.1)σ1/5-HT1A受容体相互作用の神経回路とシグナル分子の同定および相互作用に関わる神経ステロイドの作用点の解析:σ1受容体アゴニストならびに5-HT1A受容体アゴニスト刺激による副腎・睾丸摘出(ADX/CX)マウス(およびピクロトキシン処置マウス)脳各部位のc-Fos発現を解析したところ,大脳皮質前頭前野および腹側被蓋野において神経活動の増加を認めた.また,腹側被蓋野におけるc-Fos陽性細胞はドパミン神経細胞マーカーであるチロシンヒドロキシラーゼと共発現していた.以上の結果から,GABAA受容体機能低下条件下での前頭葉DA遊離増強に腹側被蓋野から投射するDA神経が関与することを明らかにした.また,神経ステロイドの多くがGABAA受容体のポジティブアロステリックモジュレーターとして作用することに着目し,GABAA受容体の関与について微小透析法を用いて検討したところ,GABAA受容体アンタゴニストであるピクロトキシンを投与した条件下においてもσ1/5-HT1A受容体相互作用による前頭葉DA遊離増強を認めた(Ago et al., Psychopharmacology, 233:3125-34.).本年度では,ピクロトキシンがADX/CXと同様のシグナルを介した前頭葉DA遊離増強を引き起こすことを示し,この機能的相互作用におけるGABAA受容体機能の関与を明らかにした.また,そのメカニズムに腹側被蓋野におけるドパミン神経系が重要性であることを明らかにし,当初の予定通り検討することが出来た.これまでにマウス間相互作用を基盤とした新規意欲評価系であるFemale encounter試験を構築している.この手法を用いて,GABAA受容体機能低下が精神神経機能へ及ぼす影響および抗うつ薬応答性の解析についても取り組んだ.その結果,この前頭葉DA遊離増強がGABAA受容体機能低下により引き起こされた精神異常行動を改善することをを見出し,ピクロトキシン投与マウスが新たな精神疾患モデルとして有用である可能性を示した.本結果は,精神疾患の新しい治療ストラテジーを提案するものであり,当初の計画以上の進展であったと評価する.前年度までの研究成果をもとに,さらに相互作用発現と関連するシグナル分子を追究する.具体的には,c-Fos発現解析により変化が認められた腹側被蓋野および大脳皮質前頭前野において,関連するシグナル分子の同定を目指す.また,前頭葉において増強されたDAの下流シグナルの解明を通じて,複合的調節機構の薬理学的意義および創薬への応用について考察する.今年度の研究成果から,複合的前頭葉DA調節が精神疾患モデル動物の異常行動を改善することを示した.しかし,その分子メカニズムの詳細は不明である.次年度においては,その詳細を明らかにするため,行動解析,生化学的解析,アレイ解析に必要な消耗品の購入および動物の購入に使用する予定である.これまでの研究で,末梢神経ステロイド低下状態において,σ1受容体/5-HT1A受容体の機能的相互作用を介した前頭葉ドパミン(DA)遊離増強作用の存在を示してきた.本研究では,この前頭葉における複合的DA神経活性の調節機構の分子基盤の解明を目指し,以下のことを明らかにした.1)σ1/5-HT1A受容体相互作用の神経回路とシグナル分子の同定および相互作用に関わる神経ステロイドの作用点の解析:σ1受容体アゴニストならびに5-HT1A受容体アゴニスト刺激による副腎・睾丸摘出(ADX/CX)マウス(およびピクロトキシン処置マウス)脳各部位のc-Fos発現を解析したところ,大脳皮質前頭前野および腹側被蓋野において神経活動の増加を認めた.また,腹側被蓋野におけるc-Fos陽性細胞はドパミン神経細胞マーカーであるチロシンヒドロキシラーゼと共発現していた.以上の結果から,GABAA受容体機能低下条件下での前頭葉DA遊離増強に腹側被蓋野から投射するDA神経が関与することを明らかにした.また,神経ステロイドの多くがGABAA受容体のポジティブアロステリックモジュレーターとして作用することに着目し,GABAA受容体の関与について微小透析法を用いて検討したところ,GABAA受容体アンタゴニストであるピクロトキシンを投与した条件下においてもσ1/5-HT1A受容体相互作用による前頭葉DA遊離増強を認めた(Ago et al., Psychopharmacology, 233:3125-34.).本年度では,ピクロトキシンがADX/CXと同様のシグナルを介した前頭葉DA遊離増強を引き起こすことを示し,この機能的相互作用におけるGABAA受容体機能の関与を明らかにした.また,そのメカニズムに腹側被蓋野におけるドパミン神経系が重要性であることを明らかにし,当初の予定通り検討することが出来た.これまでにマウス間相互作用を基盤とした新規意欲評価系であるFemale encounter試験を構築している.この手法を用いて,GABAA受容体機能低下が精神神経機能へ及ぼす影響および抗うつ薬応答性の解析についても取り組んだ.

その結果,この前頭葉DA遊離増強がGABAA受容体機能低下により引き起こされた精神異常行動を改善することをを見出し,ピクロトキシン投与マウスが新たな精神疾患モデルとして有用である可能性を示した.本結果は,精神疾患の新しい治療ストラテジーを提案するものであり,当初の計画以上の進展であったと評価する.前年度までの研究成果をもとに,さらに相互作用発現と関連するシグナル分子を追究する.具体的には,c-Fos発現解析により変化が認められた腹側被蓋野および大脳皮質前頭前野において,関連するシグナル分子の同定を目指す.また,前頭葉において増強されたDAの下流シグナルの解明を通じて,複合的調節機構の薬理学的意義および創薬への応用について考察する.実験動物(マウス)について,行動解析に用いたFemale encounter試験において,繰り返し使用が可能であることを確認したため,新規購入数を大幅に削減することが出来た.また,すでに保有している器具,化合物を使用するなど,効率的に活用した.今年度の研究成果から,複合的前頭葉DA調節が精神疾患モデル動物の異常行動を改善することを示した.しかし,その分子メカニズムの詳細は不明である.次年度においては,その詳細を明らかにするため,行動解析,生化学的解析,アレイ解析に必要な消耗品の購入および動物の購入に使用する予定である.
異方的分子間相互作用による伝導性超分子フレームの構築と複合物性の開拓

含ヨウ素ドナー分子を用いた物質開発研究として、以下にあげる課題を中心に研究を行った。1.共役系を拡張した含ヨウ素ドナー分子の合成従来の含ヨウ素ドナー分子の共役系をビニローグ骨格により拡張したドナー分子を合成した。種々の合成ルートを検討した結果、チオケトンとアルデヒド誘導体のダイレクトカップリング反応により一段階で合成する方法を見い出した。2.伝導性有機ゼオライトの開発ピラジン環とヨウ素原子2つを併せ持つドナー分子DIPS(Diiodo(pyrazino)diselenadithiafulvalene)用いたカチオンラジカル塩うち、6方晶系の塩において、一定温度での加熱を行うことにより抱接された結晶溶媒が結晶の外形を保ったまま脱離する事、さらに高温の加熱により結晶中のドナーがへと還元されることを見いだした。3.θ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]の一軸加圧下における超伝導の発見本研究で扱うヨウ素結合を含む超分子有機伝導体のように結晶自体に強い異方的分子間相互作用を含むものは、異方的圧力に対する応答も大きなものであることが期待できる。このような観点からθ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]の一軸圧力下での電気伝導性について検討を行ったところ、10kbarで超伝導転移(Tc=8.6K(onset))を確認することに成功した。この転移温度は非対称有機ドナーを用いた超伝導体としては現時点で最高記録である。4.TSeF誘導体への展開含ヨウ素ドナー分子を用いた物質開発研究として、以下にあげる課題を中心に研究を行った。4.TSeF誘導体への展開I・・・N型分子間相互作用を活用した超分子構造と複合機能を持つ分子性導体の開発を目指して、含ヨウ素TTF誘導体の合成とカチオンラジカル塩の作成を行った。1.共役系を拡張した含ヨウ素ドナー分子合成法の開発より安定な高伝導金属状態を目指して、従来の含ヨウ素ドナー分子の共役系をビニローグ骨格により拡張した種々の新規ドナー分子を合成した。含ヨウ素誘導体は従来のビニローグ合成法では合成が不可能であったが、種々のルートを検討した結果、チオケトンとアルデヒド誘導体のダイレクトカップリング反応により一段階で合成する方法を見い出した。この方法は含ヨウ素誘導体以外の一般的TTF誘導体の全てに適用可能であることが判っており、その応用範囲は非常に広い。2.伝導性有機ゼオライトの物性開拓ピラジン環とヨウ素原子2つを併せ持つドナー分子DIPS(Diiodo(pyrazino)diselenadithiafulvalene)用いたカチオンラジカル塩うち、6方晶系の超分子構造を持つ塩について、結晶中に存在するゼオライト様の一次元チャンネルを生かした新規物性の開拓を目指し、第一段階として熱物性に関する検討を行った。その結果、いくつかの塩において、一定温度での加熱により抱接された結晶溶媒が結晶の外形を保ったまま脱離すること、さらに高温の加熱により結晶中のドナーが中性状態へと還元されることを見い出した。来年度以降、反応機構・温度条件などの詳細を検討していく予定である。結晶構造制御された分子性導体の新しい機能開発を目指し、ピラジン縮環型含ヨウ素ドナー分子DIPS(Diiodo(pyrazino)diselenadithiafulvalene)が構築する六方晶系の分子性導体について研究を行った。DIPS系カチオンラジカル塩としては、八面体あるいは四面体型アニオンの塩について報告しているが、これらは全て室温から半導体であった。そこで金属状態の安定化を目指し、対イオン・ドナー分子の両面からの物質探索を行った。[金属的物性を示す六方晶系の発見]昨年度までに得られた塩のうち、直線型アニオンであるAuBr_2の塩については室温付近で金属的な挙動を示すことが判っていたが、構造が未確定であった。

今回、X線構造解析に耐えうる単結晶作成条件の検討を進めたところ良質の単結晶が得られ、六方晶の構造をとっていることが確認された。[セレン誘導体への展開]TTF骨格内に含まれる硫黄原子を順次セレン原子へと置換した、ジセレナジチアフルバレン(DSDTF)およびテトラセレナフルバレン(TSeF)誘導体の合成ついて検討を行った。これらの硫黄-セレン置換は、電気伝導に直接関わっている分子内側に原子半径の大きなセレン原子を導入することにより分子間お接触が増大し、なおかつTTFとTSeFの結晶構造の類似性から、ユニークな結晶系を保持したままでの金属状態の安定化が期待できる。本年度は3置換体であるDIP-TSTF(Diiodo(pyrazino)triselenathiafulvalene)、および4置換体であるDIPSe(Diiodo(pyrazino)tetraselenafulvalene)について、25-40%の収率で得られることを確認し、中性分子の構造と物性について検討を行った。伝導性カチオンラジカル塩の作成については来年度の課題である。1.θ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]の一軸加圧下における超伝導の発見以前より、静水圧下での有機伝導体の物性測定は広く行われてきたが、最近、鹿児島らによる一軸圧力下での測定法が確立され、異方的圧力に対する電子物性の変化が興味をもたれている。一軸圧はその手法自体が異方的であることから、本研究で扱うヨウ素結合を含む超分子有機伝導体のように結晶自体に強い異方的分子間相互作用を含むものは、異方的圧力に対する応答も大きなものであることが期待できる。このような観点から、我々は常圧下で明瞭な金属一絶縁体転移が見られるθ-(DIETS)_2[Au(CN)_4]の一軸圧力下での電気伝導性について検討を行った。この塩は静水圧下では20kbarにおいても低温でなお絶縁層が存在するが、一軸性の圧力下では5kbar程度で完全に絶縁化が抑えられ、さらに10kbarで超伝導転移(T_e=8.6K(onset))を確認することに成功した。2.TSeF誘導体への展開既知の含ヨウ素TTF誘導体のうち、硫黄原子をセレン原子に置換した中心骨格を含むものについては、電気伝導度と結晶性の両面から向上が期待できる。中でもDIETSe分子は、様々な有機分子性金属を与えたドナー分子DIETSとの比較という点からその構造と物性に興味が持たれる系である。今回、有毒試薬を極力用いないDIETSeの量産法の確立に成功し、種々の直線状陰イオンについて結晶作成を行ったところ、AuCl_2塩が室温での電気伝導度が約700Scm^<-1>と非常に高くなおかつ4.2Kまで安定な金属状櫨を保つことを見出した。X線構造解析の結果から、陰イオン中心の金原子に対してドナー上のヨウ素原子が配位した特異な超分子ネットワークが成立していることが判明した。
真核生物ミスマッチ修復がクロマチン上で機能するための分子機構の解明

ミスマッチ修復はDNA合成の誤りを修復する機構であり、突然変異、発がんの抑制に重要な役割を果たす。ミスマッチ修復が機能するDNA合成直後にはクロマチン再形成も起こる。ところがミスマッチ修復機構がクロマチン上で機能するためにどのような反応が必要であるのかはよくわかっていなかった。我々はクロマチン上でミスマッチ修復が機能するために必要な因子の探索を行い、その候補因子を同定した。本研究成果は真核生物ミスマッチ修復の反応機序の理解に貢献する。これまでの研究から、ミスマッチ修復がDNA上で機能する機構については理解が進みつつある。一方で、ミスマッチ修復が機能するDNA合成直後にはクロマチン再形成も起こる。ところが生理的なクロマチン形成を試験管内で再現する実験系は少なく、ミスマッチ修復機構がクロマチン上で機能するためにどのような反応が必要であるのかはよくわかっていない。我々はクロマチン形成とミスマッチ修復を試験管内で効率よく再現するツメガエル卵抽出液(NPE)をモデル系に用い、クロマチン上でミスマッチ修復が機能するために必要な因子と反応の解明を目指して研究を行った。先年までの研究から、我々は、NPE中ではミスマッチ塩基周辺のクロマチン形成がMutSに依存して強く抑制されること、さらにこのときミスマッチに依存したヌクレオソームの除去反応が起きていることを発見していた。本年度は、この阻害反応の分子機構を明らかにするために、ミスマッチ塩基を含むDNAに特異的に結合する因子をNPEから回収し、質量分析計を用いて網羅的に同定した。同定した因子にはヒストンシャペロンとして機能する因子や、ミスマッチ修復以外のDNA修復に機能する因子、クロマチン形成関連因子、損小チェックポイント因子などが含まれていた。これらのうちヒストンシャペロンであることが示唆されている因子にまず注目して解析を進めたところ、一部の因子に関しては、ミスマッチを含むDNAにMutSに依存してリクルートされること、及びミスマッチ塩基周辺のヌクレオソームの除去反応に関与することを示す結果を得た。これらの結果は、MutSがミスマッチを識別すると、MutSがヒストンシャペロン因子をミスマッチ部位周辺に呼び込むことによりヌクレオソームの除去を促進する可能性を示唆する。ミスマッチ修復はDNA合成の誤りを修復する複製後修復機構であり、突然変異、発がんの抑制に重要な機能を持つ。これまでの研究から、ミスマッチ修復機構がDNA上で機能する分子機構については理解が進みつつある。一方で、ミスマッチ修復が機能するDNA合成直後にはクロマチンの再形成も起こる。本研究ではまずNPE中ではミスマッチ塩基周辺のクロマチン形成が強く抑制されることを発見した。この反応はミスマッチ修復因子に依存していたことから、ミスマッチ修復機構がクロマチン形成を抑制すると考えられた。我々はこの反応をさらに詳しく解析し、ミスマッチに依存したヌクレオソームの除去反応が起きていることを見いだした。さらにクロマチン形成がミスマッチ修復に与える影響を調べるため、NPE中でのクロマチン形成を阻害することを試みた。DNA複製に依存して機能するヒストンシャペロンであるCAF-1、DNA合成非依存的に機能するHIRAに対する抗体をそれぞれ作成して免疫除去を行ったところ、NPE中でのクロマチン形成は主としてこの二つのシャペロンに依存することがわかった。これらを用いて、CAF-1およびHIRAの除去がミスマッチ修復の効率に与える影響の解析を進めている。当初計画通り、ミスマッチ周辺でのクロマチン形成抑制の反応機構を解析し、この反応がヌクレオソームの除去を伴うことを明らかにした。この結果はクロマチンリモデリング因子のようなヒストン除去を可能にする因子がこの反応に関わる事を強く示唆する。さらにこの反応に必要なミスマッチ修復因子と、必要でない因子を切り分けた。ヌクレオソーム除去反応に関わる因子を同定するため、ミスマッチDNAをビーズに固定化し、プルダウン法により回収することに成功した。この画分にはMutS、MutLなどのミスマッチ修復因子が特異的に含まれていることを既に確認している。さらにヒストンシャペロンの除去により、DNA合成に依存したクロマチン形成、依存しないクロマチン形成をそれぞれ制御することが可能になった。総合的には初年度に計画した計画内容の大部分を達成し、かつ計画内容以外の進展も大きく、おおむね順調な進展と判断している。初年度の研究進展を受け、24年度はヌクレオソーム除去反応に関わる因子の同定を目指す。同時にこの反応がミスマッチ修復にどのように機能するかを明らかにする。1.ヌクレオソーム除去反応に関わる因子の同定

平成24年度の研究では、ミスマッチを含むプラスミドDNAをビーズに結合させ、NPE中から回収する実験系を構築した。本年度はこの実験系を用い、ミスマッチに依存してDNAに結合する因子の網羅的同定を試みる。ヌクレオソーム除去に関わる因子はミスマッチを含むDNAに特異的に局在することが期待されるので、回収された因子からヌクレオソーム除去に関わる因子を探索する。2.ヌクレオソームとミスマッチ修復の機能的相関現在、クロマチン構造がミスマッチ修復にどのように影響するかはよくわかっていない。クロマチン構造がミスマッチ修復の効率に与える影響を調べるため、CAF-1やHIRAの免疫除去を利用して、クロマチンが形成されない環境下でミスマッチ修復の効率がどのように変化するかを調べる。また1の解析から同定された因子をNPEから免疫除去することにより、ミスマッチに依存したクロマチン形成抑制反応がミスマッチ修復の効率にどのように影響するかを明らかにする。平成24年度では、主として研究の遂行に必要な試薬、物品の調達のために研究費を利用する。これにはツメガエル卵抽出液作成に必要な実験動物、試薬、交代作成費用や基本的な試薬・消耗品が含まれる。
室内・車両内空間における快適さ認知のモデリング

本研究は、室内や車両内の環境(主にその物理環境など)の快・不快を視覚、聴覚、触覚、温感などを介して認知し、対応行動を取る脳内認知システムとその認知背景にある情報データ構造をモデル化することを目的とする。これは、過去の温冷感に対する心理調査結果とそれを補完する被験者実験結果から、生理的な体温調節モデル(人の視床下部に実装されている体温調節機能をモデル化したもの)に基づく温冷感モデルに心理的な温冷感の認知モデルを付加して、人体の生理的(自律神経系による環境認知)、心理的(意識、情念的環境認知)要素を総合した温冷感認知モデルの原型を作成するための基礎的検討を行うものである。本研究において、平成12年度では以下のような成果を挙げている。(1)温熱環境の総合評価手法の提案人間が通常生活する室内空間から車両内、屋外空間までを包含した空間スケール内の温熱環境を分析の範囲とし、特に、空間移動(室内での移動又は室内から屋外への移動)に伴う温熱環境の変化に曝された人間について、その温熱感などの認知システム並びに適応行動(例えば、生理的発熱調節と着衣量、活動量、姿勢の変更など)のメカニズムを詳細に測定可能な移動実測装置を開発し、人間が囲まれている温熱環境を総合的に評価する新しい環境評価手法を提案した。(2)人間の温冷感認知の構造の解明人間の温冷感に関わる生理的、心理的あるいは行動的な要素を解明し、人間の温冷感認知をを総合的な見地からその構造を整理した。(3)アダプティブ空調システムの構築研究のフィージビィリティを得る見地から温冷感の認知構造を単純にモデル化して空調の制御に組み入れ環境制御目標を変更して、温冷感的に不快をもよおすことなくエネルギ削減を図るアダプティブ空調の原型を構築し、その実現の可能性を検討した。