hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
材料変形のナノスケールスローダイナミックスモデリング

当初計画については、研究実績で述べた項目2、3でほぼ達成しており、それに加えて、項目1に述べたように、加速手法のさらなる改良に成功した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題を開始する際に想定した研究課題についてはほぼ達成した。したがって、今後は加速手法が必要とされる新たな問題に着手する予定である。具体的には、材料工学のなかで大きな課題となっている、材料中の欠陥(転位や粒界)付近での不純物元素の拡散現象を解明していく。
EBウイルス感染細胞内におけるウイルスゲノム複製及び保持機構の解析

本研究は1)EBVゲノムが腫瘍細胞の核で複製維持される機構2)ウイルスが産生される際のゲノムの複製機構の解明を研究目標においている。1)ORC蛋白質複合体等染色体複製開始の制御に関わる蛋白質がEBVゲノムと相互作用することが極最近報告されたが、その基礎的解析として染色体複製開始制御に関与する蛋白質であるMCM蛋白質群あるいはCDC6蛋白質,ORC蛋白質複合体等の細胞周期を通した動態を検討した。我々はhMCM蛋白質が6量体を形成すること、又MCM複合体の染色体への結合はおそらくリン酸化によりcdc2によって負に制御されることを示した。hCDC6の蛋白質の量は細胞周期を通じてそれほど変化せずG1期では核に検出された。hCDC6の一部は核構造に強く結合しS期では大部分が細胞質に検出された。しかし核構造に結合したhCDC6の量はほとんど変わらず、G2/M期ではcdc2/cyclinBによって高リン酸化された。hCDC6はhMCMとは異なる制御を受けておりEBV染色体上の結合部位も異なると考えられる。2)一方、Epstein-Barrウイルス産生状態においては複製開始領域OriLytから複製は始まり少なくとも複製後期にはローリングサークル型複製様式によりウイルスゲノムは複製される。このウイルスゲノム複製伸長を担うウイルス蛋白質としてBALF5蛋白質、BMRF1蛋白質、BALF2蛋白質、BBLF4蛋白質、BSLF1蛋白質、BBLF2/3蛋白質が知られている。DNAヘリカーゼ、DNAプライマーゼ活性を担うと考えられるBBLF4蛋白質、BSLF1蛋白質、BBLF2/3蛋白質は感染細胞内で複合体を形成していることを明らかにした。また各蛋白質間でも複合体形成をすることが確認できた。さらにEBVDNAポリメラーゼホロ酵素とこのヘリカーゼ/プライマーゼ複合体が相互作用していることを証明した。EBV複製フォークでこれらの複製蛋白質はウイルスDNA複製装置を形成してローリングサークル型複製を行なっていると想定される。
シンチロメータによる都市域の顕熱フラックス評価に関する研究

本研究では、地表層乱流測定装置(シンチロメータ)の性能評価を行い、建築空間における顕熱フラックスの定量的評価方法の確立をめざして以下の検討を行った。1.ミラー反射によるパス操作の基礎的検討昨年度のミラーに関する実験室での基礎実験をふまえ、屋外での実測を行った。ミラーを用いない標準測定との比較検討のため、岡山大学所有のシンチロメータをリファレンス用として貸与頂き、9月に岡山市内のグラウンドで5日間比較実測を行った。その結果、transmitter直後の45度入射、receiver直前の45度入射、およびその両者の組み合わせの3ケースについては両者の測定値に十分な一致が得られた。しかしながら、ミラー1個で約10度入射で行ったV字のケースでは、ミラーを介した出力に大きな変動が生じ測定不能であった。その後、日工大キャンパス内にて10月に上記の点に関して再実験を行ったが、V字に関してはやはり測定できなかった。この理由は、ミラーがパスの中央部分に位置することにあると思われ、光の揺らぎを測定するという原理上、ミラーの前後にかなりのパス長さがあり、その間での揺らぎが無視し得ない状況では、小面積のミラーによるパスの変更が不可能になるものと推測された。2.各種地表面ならびに屋上面におけるフラックス測定昨年に引き続き、シンチロメータの適用限界を検討する目的で以下の各種地表面において熱収支観測を行い、渦相関法など既存の評価手法による顕熱フラックスとの比較検討を行った。(1)新宿御苑中央部の芝生広場(7月31日8月6日)(2)ステップガーデンを有する建物の屋上緑化面(8月2025日)いずれの測定でも、シンチロメータによる顕熱フラックスは既存の評価手法と非常に良い一致を示した。なお、地面修正量を加味した測定高度の入力を10cm単位で変化させ、それによるフラックスの変化を検討した結果、ステップガーデンでは約1.9mとなり、植栽の状況からみて妥当な結果が得られた。3.建物壁面の顕熱フラツクス測定の可能性検討窓面用治具を作成し測定を試みたが、レーザー光の正面に測定者が立てない状況では光軸合わせが予想以上に困難で、建物から突き出したミラー部分への何らかの改良が必要と思われる。本研究では、地表層乱流測定装置(シンチロメータ)の性能評価を行い、建築空間における乱流フラックス、とりわけ顕熱フラックスの定量的評価方法の確立をめざして以下の検討を行った。1.ミラー反射によるパス操作の基礎的検討今年度は、本研究の目的に適用可能なミラーとして銀+多層膜付の全反射ミラー30mmφを購入し、その反射特性の基礎的実験を行った。具体的には直線偏光した波長6.328.(ヘリウムーネオン)を使用し、レーザー光の入射角による出力変化、ミラーの反射角による強度変化を測定した。その結果、指向性による大きな特性変化は見られず、セッティングによるずれの影響は無視できる程度であることを確認した。2.各種地表面ならびに屋上面におけるフラックス測定シンチロメータの適用限界を検討する目的で以下の各種地表面において熱収支観測を行い、渦相関法など既存の評価手法による顕熱フラックスとの比較検討を行った。

(1)水田(埼玉県宮代町)を対象に5月の田植え直後と8月の2回、各2日間(2)草地面(筑波大学実験圃場)を対象に5月と7月の2回、各5日間(3)団地の住棟間の草地面(東京都北区の赤羽台団地)を対象に8月の3日間(4)屋上緑化面(福岡市のアクロス福岡屋上)を対象に9月の5日間(5)河川水面(東京都隅田川)を対象に8月の2日間いずれの測定でも、シンチロメータによる顕熱フラックスは既存の評価手法と非常に良い一致を示した。なお、地面修正量を加味した測定高度の入力を10cm単位で変化させ、それによるフラックスの変化を検討した結果、植被面においては草丈との整合性が必ずしも見出せず、検討の余地が残された。3.建物壁面の顕熱フラックス測定の可能性検討次年度の実測に向け、壁面における放射収支測定、壁面貫流熱量の測定、熱画像による表面温度測定などに関し、治具の作成等の準備を行った。本研究では、地表層乱流測定装置(シンチロメータ)の性能評価を行い、建築空間における顕熱フラックスの定量的評価方法の確立をめざして以下の検討を行った。1.ミラー反射によるパス操作の基礎的検討昨年度のミラーに関する実験室での基礎実験をふまえ、屋外での実測を行った。ミラーを用いない標準測定との比較検討のため、岡山大学所有のシンチロメータをリファレンス用として貸与頂き、9月に岡山市内のグラウンドで5日間比較実測を行った。その結果、transmitter直後の45度入射、receiver直前の45度入射、およびその両者め組み合わせの3ケースについては両者の測定値に十分な一致が得られた。しかしながら、ミラー1個で約10度入射で行ったV字のケースでは、ミラーを介した出力に大きな変動が生じ測定不能であった。その後、日工大キャンパス内にて10月に上記の点に関して再実験を行ったが、V字に関してはやはり測定できなかった。この理由は、ミラーがパスの中央部分に位置することにあると思われ、光の揺らぎを測定するという原理上、ミラーの前後にかなりのパス長さがあり、その間での揺らぎが無視し得ない状況では、小面積のミラーによるパスの変更が不可能になるものと推測された。2.各種地表面ならびに屋上面におけるフラックス測定昨年に引き続き、シンチロメータの適用限界を検討する目的で以下の各種地表面において熱収支観測を行い、渦相関法など既存の評価手法による顕熱フラックスとの比較検討を行った。(1)新宿御苑中央部の芝生広場(7月31日8月6日)(2)ステップガーデンを有する建物の屋上緑化面(8月2025日)いずれの測定でも、シンチロメータによる顕熱フラックスは既存の評価手法と非常に良い一致を示した。なお、地面修正量を加味した測定高度の入力を10cm単位で変化させ、それによるフラックスの変化を検討した結果、ステヅプガーデンでは約1.9mとなり、植栽の状況からみて妥当な結果が得られた。3.建物壁面の顕熱フラックス測定の可能性検討窓面用治具を作成し測定を試みたが、レーザー光の正面に測定者が立てない状況では光軸合わせが予想以上に困難で、建物から突き出したミラー部分への何らかの改良が必要と思われる。
原子核乾板検出器ECCを用いた低エネルギーニュートリノ反応の詳細解析

2005年,06年,07年に米Fermi-Labにて数100MeV-数GeVの低エネルギー領域のニュートリノビームを照射した原子核乾板検出器ECCには今年度から本格的に始まるT2K実験やMINOS実験等のニュートリノ混合角精密測定実験に欠かせないニュートリノ反応自身の詳細データを提供できる反応が蓄積されている。本研究は、原子核乾板検出器の最大の特徴であるサブミクロンの位置分解能を保持したまま、大統計かつノンバイアスな反応解析を実現することを最終目標としている。2009年度行った研究でS-UTSを用いたシステマティックなデータ取りが行えるよう環境整備が整った。その後、取得したデータ中のノイズを除去し、データセットを物理解析に耐えるクォリティまで向上させる手法の開発を行ってきた。本年度はこの点において大きな成果が上がった。本年度行った研究ではニュートリノ反応からの荷電粒子の飛跡とノイズである環境放射線起因の膨大な量の低エネルギー電子の飛跡、フォグと呼ばれるランダムなノイズのチャンスコインシデンスによる偽飛跡の特徴の違いに着目し、具体的には2枚のOPERA-filmに直線を仮定して、その直線からのズレの大きさと4層の乳剤層での飛跡の濃さの情報を駆使してlikelihood関数を定義した。ニュートリノ反応からの荷電粒子は低エネルギー電子等に比べて直線性が極めて高い。また飛跡認識のアルゴリズムから直線性の高い飛跡ほど濃さが大きくなることからこれらの情報を用いることでS/Nを向上させることが可能である。原子核乾板解析の歴史は100年と極めて古いが、このような解析手法は初めての提案であり極めて有用な汎用的解析手法を提案することができた。この手法によりデータセット中の検出効率を数%下げるだけでノイズをさらに1/10にすることができた。現在解析を行ったν_μCC反応からの荷電粒子多重度に関する論文を投稿し、審査中である。このように本年は研究計画で構想していた準備が整い、本格的に物理解析が始まった。4つ上げた研究目標のうち、1番目の「低エネルギーν_μ反応からの1次生成粒子放出角分布測定」に関しては論文を投稿した。2-4番目の物理解析である「低エネルギーν_μCC反応における1π+生成事象の反応断面積測定」、「低エネルギーν_μNC反応における1π0生成事象の反応断面積測定」、「低エネルギーν_eCC反応の反応断面積測定」は始まったばかりであるが、解析準備は整っており今後研究が進むであろう。本年はS-UTSを用いたシステマティックなデータ取りが行える環境整備から始めた。オンラインチェックシステムを構築し、スキャン中に不具合が起こった場合は検知できるようにしたことで24時間体制でのスキャンが可能となった。これにより実験の全ECC100個をスキャンできる体制が整い、スキャニングは進行中である。次に取得した飛跡データを物理解析に耐えるデータセットにまで改良した。読み取られた飛跡集団を用いて乾板間の相互の位置合わせを行い、全飛跡の再構成を行うと共に4層のコインシデンスを取り、飛跡データの濃さ情報、角度情報を用いて1/10万のBG除去を達成した。このときの最小電離粒子の検出効率は70%である。このデータセットから実際にニュートリノ反応探索を行った。本研究の物理解析における第一目標であるニュートリノ反応からの生成粒子集団の角度分布、運動量分布の測定のために複数の飛跡がVTXを作る反応を探索し、1つのECCあたり約50個の反応を捉えた。これによりシステマティックなニュートリノ反応解析が行えることを実証した。

このように本年は研究計画で構想していた準備が整い、本格的に物理解析が始まった。4つ上げた研究目標のうち、1番目の「低エネルギーν_μ反応からの1次生成粒子放出角分布測定」に関しては論文を投稿した。2-4番目の物理解析である「低エネルギーν_μCC反応における1π+生成事象の反応断面積測定」、「低エネルギーν_μNC反応における1π0生成事象の反応断面積測定」、「低エネルギーν_eCC反応の反応断面積測定」は始まったばかりであるが、解析準備は整っており今後研究が進むであろう。
酸素依存性短寿命突然変異体の原因遺伝子の機能解析

活性酸素が老化の一因であることを実証するために、線虫の一種C.elegansより酸素に高い感受性を示す短寿命突然変異体であるmev-1を分離した。本研究において、mev-1の原因遺伝子と、酸素に高感受性や短寿命を示すメカニズムを明らかにした。1.mev-1の原因遺伝子:ミトコンドリア内膜に存在し、電子伝達系で働くシトクロームb_<560>(複合体IIのサブユニット)であった(Nature,1998)これにより複合体IIの活性は野生株の10%に低下した。2.エネルギー代謝への影響:mev-1の異常による複合体IIの活性低下がエネルギー代謝に及ぼすことが考えられる。しかしmev-1ではATPの濃度に変化は認められず、代謝の中間産物であるクエン酸やコハク酸の蓄積は認められなかったが、乳酸の濃度が有意に上昇し、アシドーシスを生じた。3.活性酸素の発生とグルタチオン:mev-1の異常と酸化ストレスの関係を調べるために、活性酸素の発生量を高感度に測定できる装置で測定した。その結果、mev-1の活性酸素の産生量は野生株の1.5倍に上昇していた。一方、活性酸素の消去系に関与していると考えられているグルタチオンの濃度は有意な減少が認められ、発生した活性酸素の消去が強くおこなわれていることを示唆した。これらのことから、mev-1は電子伝達に重要な役割を示し、この異常は活性酸素を過剰に産生させ、アシドーシスをともなうエネルギー代謝の変化により引き起こす。これらが細胞に傷害を与え、その結果、酸素に高感受性や寿命の短縮を引き起こすことが考えられる。活性酸素が老化の一因であることを実証するために、線虫の一種c.エレガンスより酸素に高い感受性を示す突然変異体(mev)を分離した。その中でも酸素濃度に比例して著しい寿命短縮を示すmev-1の解析を行った。本年度の成果は:1.老化のマーカーの1つである酸化タンパク質を測定した。野生株でも年を経るにしたがって酸化タンパク質の蓄積されていくが、mev-1ではその速度は野生株よりも早かった。高い酸素濃度下ではその速度はさらに加速した。酸化ストレスに強く長寿命突然変異体であage-1はそれとは逆に、酸化タンパク質の蓄積速度が遅く、高い酸素濃度下でも蓄積速度は上がらなかった。2. mev-1の遺伝子クローニングに成功し、生化学的解析をおこなった。mev-1の原因遺伝子はミトコンドリアの内膜に存在する電子伝達系である複合体II夏のサブユニットの1つであるシトクロームb560であることを突き止めた。この遺伝子の71番目のアミノ酸がグリシンからmev-1ではグルタミン酸に置換しており、mev-1に野生型のこの遺伝子を導入すると、酸素感受性、寿命ともに野生株と同じレベルまで回復した。複合体の機能の1つであるコハク酸脱水素酵素としての役割は正常であったが、複合体IIとしての活性は野生株の20%以下であった。シトクロームbが従来知られているコハク酸脱水素酵素をミトコンドリア内膜に結合する役目の他に、電子伝達にも重要な役割を果たしていることを初めて明らかにした。活性酸素が老化の一因であることを実証するために、線虫の一種C.elegansより酸素に高い感受性を示す突然変異体(mev)を分離した。mev-1の原因遺伝子がミトコンドリア内膜に存在する電子伝達系の酵素(複合体IIのサブユニット)でありmev-1では複合体IIの活性か野生株の10%に低下していた(Nature、1998)。電子伝達系はエネルギー産生の中心的役割を持ち、特に複合体IIはTCA回路にも関与していることから、この遺伝子の異常は呼吸代謝全体に大きな影響を与えることが考えられる。

本年度は活性酸素の発生量の測定を行った。ミトコンドリア分画にコハク酸またはNADAを基質として、ウミホタル・ルシフェリン誘導(MCLA)を添加すると、活性酸素であるスーパーオキシド(O_2^-)が化学発光により検出される。NADHは電子伝達系の複合体Iの、コハク酸は複合体IIの基質となる。コハク酸を添加しても、mev-1においては発光量には変化が起らなかった。これはmev-1の原因遺伝子の産物である複合体IIの機能不全によるものと思われる。一方、NADHをmev-1に添加すると、予想に反してO_2^-の産生量は野生体の半分にとどまっていた。これまで、mev-1が酸化ストレスに感受性である原因を、複合体IIの異常より、そこから逸脱した多量の電子が活性酸素を生じると考えていた。しかし今回の結果は、活性酸素量の増加ではなく、TCAサイクルに異常が生じ、それにより酸化ストレスを受けやすい状態になっていることを示唆している。活性酸素が老化の一因であることを実証するために、線虫の一種C.elegansより酸素に高い感受性を示す短寿命突然変異体であるmev-1を分離した。本研究においてmev-1の原因遺伝子が、ミトコンドリア内膜に存在し、電子伝達系で働くシトクロームb_<560>(複合体IIのサブユニット)であることを見い出した(Nature,1998)。mev-1では複合体IIの活性が野生株の10%にまで低下していた。本年度は以下のことについて検討をおこなった。1.エネルギー代謝への影響:mev-1の異常による複合体IIの活性低下がエネルギー代謝に及ぼすことが考えられる。しかしmev-1ではATPの濃度に変化は認められず、代謝の中間産物であるクエン酸やコハク酸の蓄積は認められなかったが、乳酸の濃度が有意に上昇し、アシドーシスを生じていた。複合体Iの活性は野生株と同じであることから、mev-1では解糖型が亢進しているか、あるいはエネルギー消費を抑制することによりATP量を維持しているものと考えられる。2.活性酸素の発生とグルタチオン:mev-1の異常と酸化ストレスの関係を調べるために、活性酸素の発生量を高感度に測定できる装置で測定した。その結果、mev-1の活性酸素の産生量は野生株の1.5倍に上昇していた。一方、活性酸素の消去系に関与していると考えられているグルタチオンの濃度は有意な減少が認められ、発生した活性酸素の消去が強くおこなわれていることを示唆した。これらのことから、mev-1における酸素感受性や短寿命の形質は、過剰に産生された活性酸素による細胞の傷害と、アシドーシスをともなうエネルギー代謝の変化により引き起こされていると考えられる。
コースウェアの作成支援システムCAIの有効性についての実証的研究

コースウェア作成支援システム「認知心理学に基づくCAI設計の研究」を作成し、第1部「学習のタイプ:条件付けと記憶」、第2部「学習のタイプと教授法:感覚運動学習、弁別学習、概念学習、規則学習」を完成し、その主要部分をフロッピィ上に構成出来た。作成されたシステムについてパソコンを用いて学生に対して試行を行い、試行を行わなかった学生との事後テストの成績の比較をした。その結果に基づいて更に内容方法の補足改善行っている。上記のシステム構成と平行して、認知スタイル等のことなる6つの下位検査からなる検査をコンピュータ上で行うテスト・システムを作成し、ほぼ完成させた。これは、CAI学習者の教授方略・方法への適性を明らかにし、適切な教授法コースを決定するためのシステムであり、学習者のとって適切なコースを選択させるためのものである。学習者はコンピュータの指示説明にしたがって自己検査・自己評価が出来る。また、上記コースウェア作成支援システムに従った、CAIのモデルシステムを作成した。現在までほぼ完成したものは、中学校向けの「太陽系物語」、「進化について」、「家康」、「比例」である。最後の3コースは教授方略の違い見るために教授方略の違った2システムずつ計7システムが作成された。コースウェア作成支援システム、学習適性テスト・システム、CAIのモデルシステムについての意見を聞くため、附属各校・園の教諭、関係する大学教官からなる話し合いの会を開いた。多くの有益な意見が得らたので、それらに基づいてシステムの改善をすると共に、小学校・中学校での試行を依頼した。
大学入学前教育・大学初年次教育を目的とした数学教材の開発的研究

これまでの我々の研究で開発してきた実験的数学教科書を利用した数時間規模の高等学校における授業教材(平面ベクトル、三角比・三角関数の単元の教材、「ユークリッドの互除法を利用した√<2>の無理数性の直観的理解」のための教材)、自学自習用課題としても利用可能な大学教育との接続を意識した数学教材(「3次方程式の代数的解法」、「RSA暗号」、「2011年問題」)の開発を行った。これらの教材は、研究成果報告書冊子(全175頁)に高大接続に関する数学教育の状況報告とともに掲載した。本研究の第一の目的は,大学入学前教育及び大学初年次教育を想定し,本研究グループが作成・修正してきた高大連携実験教科書を利用しつつ,数時間規模の授業や自学自習課題として利用可能な追加紙面や実験教科書連動の教材を作成することである。また,第二の目的は,そうした教科書紙面・教材を使った授業や課題提出などを行い,それらを評価し,改善していくことである。さらに,第三の目的は,そうして開発された教科書・教材等の成果物を電子媒体を通じても利用可能な状態にすることである。本年度は,代数班・幾何班・解析班の3グループに属する研究分担者や研究協力者が授業実践を行い,それを代数・解析班会合(7回開催)や幾何班会合(5回開催)において数時間程度の授業や自学自習用課題に利用可能な評価前の教材として素案化した。4回開催した全体会においては,授業等を評価する評価グループからの意見などを受けて,各教材素案における教育目標やそこで想定される学習対象や指導・学習方法などについて相互評価や意見の提示を行った。特に,現在のリメディアル教育の問題点,高校・大学における数学教育と高等専門学校における数学教育との比較,大学入試問題の良問例とそれらを素材に教材作成を考えること,生徒・学生にとっての良問と教員にとっての良問との違い,SSH校での実践例,他分野への数学の応用例,大学で求められる数学とは何か等について活発な議論を行った。これらの成果については,8月に開催された日本数学教育学会,第91回全国算数・数学教育研究(京都)大会で発表し,外部からの意見・評価を得た。次年度は,今年度の研究を踏まえ教材化を進める予定である。1.我が国が科学技術創造立国として国際競争力を保ち新規産業を送出するためには、それらの役割を担う人材の育成が重要である。しかしながら、その基盤となるべき数学に関する学力の低下が問題となっている。現在の高大接続状況を考えるとき、大学入学前及び大学初年次における数学教育の充実が緊急の課題である。本研究の目的は、この時期の数学教育を充実させるために、我々がこれまでの研究で開発してきた高大接続を志向した実験的数学教科書を利用した数時間規模の授業、あるいは自学自習用課題で利用可能な、実験教科書と連動した教材を開発することである。2.研究2年目を迎えた今年度は、これまでの研究を踏まえ、研究成果の改良や新規教材の開発を行った。具体的には、代数・解析班は、代数方程式の解法を扱った教材や放物線をいろいろな角度から取り上げた教材、数学の発展の歴史や和算を扱った動画教材等を新たに作成し授業実践を行った。また、教育効果を高めるために、誤答例等を点検して現在の数学教育の問題点を拾いあげ議論した。幾何班は、三角比・三角関数に関する教材を開発し授業実践を行った。また、微分方程式やベクトル場につながり、ベクトルの有用性が実感できる教材素案も作成した。4回開催した全体会においては、これら各班の活動に対し、関連する先行研究を踏まえて、評価班が教育目標や想定される学習対象、指導・学習方法等についての意見等を述べ、その評価を行った。全体会においては、フィンランド研修の報告や全国算数・数学教育研究(新潟)大会のシンポジストによるシンポジウム報告、研究協力者が教員養成科目において知った教員志望大学生の高校生向け数学問題選択基準についての報告等もあり、幅広い観点から現状について議論した。我が国が科学技術創造立国として国際競争力を保ち新規産業を創出するためには、それらの役割を担う人材の育成が重要である。しかしながら、その基盤となるべき数学に関する学力の低下が問題となり、推薦入試やOA入試による大学入学者が4割を超える現在の高大接続状況では、大学入学前及び大学初年次における数学教育の充実が緊急の重要課題となっている。本研究の目的は、この時期の数学教育を充実させるために、我々がこれまでの研究で開発してきた実験的数学教科書を利用した数時間規模の授業、あるいは自学自習用課題で利用可能な、実験教科書と連動した教材を開発することである。研究期間最終年度である今年度は、これまでの研究成果の改良や新規教材の開発およびそれらの実践検証を行った。具体的には、幾何班は「三角比」や「ベクトル」に関する教材を開発し授業実践を行った。

また、「中等数学科教材内容論」受講大学生の高校数学についての意識調査を行い、理系高校生が大学入学までに身に付けておきたい数学の力や大学入学後に必要な数学の力について考察した。代数・解析班は、3次方程式の代数的解法やRSA暗号を扱った教材、ともに素数である本年の西暦や元号による表現2011と23をいろいろな角度から扱った教材、数学への興味関心を高めるための動画教材等を新たに作成し授業実践を行った。全体会においては、これら各班の活動に対し、評価班が教育目標や想定される学習対象、指導・学習方法等についての意見等を述べ、その評価を行った。本研究の成果は研究成果報告書にまとめ上げた。報告書には、上に述べた各班の取り組みに加え「幾何分野の教科書作成と実践的検証についての基本的な考え方」、「『積分学再入門』について」、「『ユークリッドの互除法を利用した√2の無理数性の直感的理解』のための教材開発」、「高等専門学校とそこでの数学教育」等を掲載している。
植物工場の遠隔診断

1.レーザーセンサーを利用した次元形状データを計測するシステムを利用し、植物体の3次元形状を計測した。2.計測された3次元形状データから、植物体や農産物のレンジイメージのデータベースを構築した。3.それらのデータベースを用いて、簡易に特徴を捉え、形状認識をポリゴンに基づくアルゴリズムでリアルタイムで推論する方法を検討し、そのアルゴリズムの開発を試みた。特に、最近のニューラルネットワークを利用した認識アルゴリズムを加えた。4.応用として、形状が特徴的な代表的農産物であるマスクメロン、トマト、イチゴ、キュウリ、ナス等に対して有効なアルゴリズムを開発した。また、生長する植物体の形状モデルの3次元データベースを作成し、有効な簡易アルゴリズムを開発した。5.同様に栽培施設などの建物や構造物の3次元データベースを作成した。6.それらのデータベースを有効利用するために、コンピュータで遠隔利用するシステムを検討し、LANやWANによる遠隔地からの相互利用を可能とした。7.バーチャル・リアリティー(VR)に関する技術を応用し、植物工場における生産性拡大のための空間配置の設計方法や、光合成の生産を最適化する畝間間隔を調整する機器の最適管理等の検討・支援が可能となることを明らかにした。以上から、全体的に当初の予定が十分達成された。
細胞膜タンパク質HAI-1の切断を介した新規細胞間接着とがん転移促進機構の解明

がん細胞表層の膜タンパク質HAI-1 (hepatocyte growth factor activator inhibitor type 1)が、タンパク質分解酵素(プロテアーゼ)で切断されると、細胞外へ放出されたHAI-1の断片が、がん細胞の細胞間接着を誘導し、その転移能を顕著に増強する。本研究では、HAI-1断片による細胞間接着誘導の分子メカニズムを解明するとともに、細胞間接着の誘導に関わるHAI-1断片機能部位の構造をベースに、細胞間接着阻害剤を設計し、がん転移抑制剤の開発に繋げる。
ヒトの抗原特異的T細胞およびTCRリガンドの検出法とその生体内の機能解析系の開発

自己免疫疾患は、本来、個体が免疫寛容を獲得しているべき自己抗原に対して免疫反応が生じることが原因で発症する。その機序の1つとして、自己抗原由来のT細胞エピトープと感染性微生物由来のエピトープとの間の分子擬態にもとづき、微生物抗原により感作されて活性化されたT細胞が自己抗原に対して交差反応を示すことが考えられている。実際にT細胞が認識するエピトープの構造上の制約は、従来考えられていたよりもずっと緩やかであることが明らかとなってきた。本研究は、T細胞が本来の抗原とは異なるペプチドを認識した際にどのような活性化を受けるのか、また自己反応性T細胞クローンが認識しうる抗原ペプチドの多様性を検討し、これと類似性を示す病原微生物を特定することにより自己免疫疾患の発症機構を探ることを目的として行ない、以下のような成果を得た。1)ヒトCD4陽性T細胞(Th細胞)クローンが認識する溶連菌由来の非自己エピトープのアミノ酸残基の一部を置換したアナログペプチドで、部分アゴニスト活性を示すものであっても、抗原提示細胞上に過剰に発現させることによりTh細胞に増殖応答を誘導することを見出した。しかし、このT細胞応答は本来の抗原ペプヂドの刺激によるものと異なり、T細胞受容体(TCR)近傍のシグナル伝達分子のリン酸化およびTCRの発現低下が認められないユニークなものであった。2)申請者らが樹立したCLIP置換型インバリアント鎖を利用した、エピトープ発現ライブラリーを用いてTh細胞が認識する多様なエピトープを同定した。また、ランダムな配列を隣接する3アミノ酸残基に限定したライブラリーを多数用いることにより、IDDM患者由来のGAD65自己反応性Th細胞クローンが認識するエピトープの特徴を明らかにし、その情報をもとにTh細胞クローンが交差反応性を示す肺炎球菌、黄色ブドウ球菌由来のペプチドを同定した。種々の免疫疾患において、病変局所に集積するCD4^+T細胞が発現する抗原レセプターが認識するリガンドを同定できれば、これらの疾患の病因・病態の究明に大きく貢献すると考えられる。我々は、これまでにインバリアント(Ii)鎖遺伝子のCLIP部分をエピトープをコードするオリゴDNAと組み換えることにより、CD4^+T細胞へエピトープを効率良く提示するベクターを開発している。今回、このベクターを用いて多様なHLAクラスII分子・エピトープ複合体を発現する細胞のライブラリーを作製し、これを用いてCD4^+T細胞の認識エピトープを同定するシステムを構築した。CLIP置換型Ii鎖遺伝子発現ベクターに、ランダムなペプチドをコードするオリゴDNAを挿入し、多様なエピトープをHLAクラスII分子上に発現するプラスミドライブラリーを作製した。これを、HLAクラスII分子とともにCOS-7細胞に一過性発現させた状態でCD4^+T細胞と共培養した。そして、T細胞によるIFN-γの産生を指標としたスクリーニングにより、ライブラリー中より当該T細胞が認識しうるエピトープを同定した。今回確立した方法で、96穴培養プレート1枚あたり5x10^410^5種類のスケールのライブラリーの一次スクリーニングが可能である。プラスミドDNAの状態で保存しておいたライブラリーは、異なるクラスII分子(異なるアリルのDR分子あるいはDQ、DP分子)を拘束分子とするT細胞のエピトープの同定にも利用が可能である。このシステムを用いて、自己免疫疾患の炎症局所あるいは悪性腫瘍の組織に浸潤しているCD4^+T細胞のエピトープを同定することが可能と考えられる。また、今後、特定のCD4^+T細胞が認識しうるエピトープを多数同定し、データを蓄積することにより、分子擬態によりT細胞刺激を行いうるエピトープの多様性がどのようなものであるか明らかにすることを計画している。

種々の免疫疾患の病因となるCD4^+T細胞が認識するリガンドとその多様性が明らかになれば、これらの疾患の病因・病態の究明に大きく貢献することが期待される。本研究は遺伝子発現ライブラリーを用いることにより、簡便で効率良くヒトCD4^+T細胞が認識するペプチドを同定する方法を開発することを目的とする。インバリアント(Ii)鎖はCLIP(class II-associated invariant chain peptide)と呼ばれる領域でHLAクラスII分子のペプチド収容溝を覆うように結合し、さらにこのHLAクラスII分子をエンドソーム系へ運ぶシャペロンの役割を果たしている。このIi鎖遺伝子の発現ベクター(pCI)のCLIP領域cDNAを任意のDNA配列に置換しHLAクラスII遺伝子と共に細胞に発現させることにより、挿入したDNA配列のコードするペプチドを効率良くCD4^+T細胞へ抗原提示させるシステムを構築した。さらにこのpCIベクターのCLIP領域を13merのランダムなアミノ酸配列をコードするDNA配列に置換し、これをHLA-DR53遺伝子と共にCOS7細胞に導入し、多様なHLA-DR53・ペプチド複合体を発現する抗原提示細胞のライブラリーを作成した。DR53拘束性にヒトグルタミン酸脱炭酸酵素(GAD65)p116-129ペプチドに反応するCD4^+T細胞クローンの反応性を指標にライブラリーのスクリーニングを行なったところ、GAD65p116-128(NILLQYVVKSFDR)との類似性は乏しいが強い反応性を示すペプチド(PVQLSNQWHVVGATF)を同定した。以上より、本システムはT細胞クローンが認識する抗原ペプチドの多様性、ならびに抗原特異性が不明の自己反応性T細胞が認識する抗原ペプチドを同定する有力な方法を提供するものと期待される。自己免疫疾患の発症機序の1つに、感染を契機に、微生物由来の外来非自己抗原ペプチドによって活性化されたT細胞が、自己抗原に対して交差反応し、自己組織の破壊が起こり疾患を発症するというMolecular Mimicryの仮説が提唱されている。従来、自己反応性CD4^+T細胞のT細胞レセプター(TCR)に対して分子擬態を示す微生物由来の抗原ペプチドは、単に自己抗原とのアミノ酸の一次配列の相同性により検索されてきたが、TCRによる認識様式は多様であることが報告されており、単なるアミノ酸の一次配列の類似性だけでは疾患発症に重要な役割を果たす分子擬態ペプチドを同定することはほとんど不可能であった。そこで、インバリアント鎖遺伝子のCLIP部分を、抗原ペプチド上の連続した3アミノ酸残基が任意のアミノ酸からなるペプチドをコードするように置換した7つの変異インバリアント鎖遺伝子ライブラリーとHLA-DR遺伝子をCOS細胞に一過性に発現させ、エピトープ発現細胞のライブラリーを作製した。T細胞クローンをこのライブラリー発現COS細胞と共に培養した際のIFN-γの産生量を指標にしてT細胞クローンを活性化するペプチドリガンドを発現クローニングにより同定するシステムを樹立した。
スクアレン及びスクアランのパーキンソン病モデルマウスに対する影響に関する研究

パーキンソン病(PD)モデルマウスにおける脳内ドーパミン(DA)減少に対してスクアレン(SQE)は予防効果を示したが,スクアラン(SQA)は低下促進作用を示し酸化的障害が増加していた.次に,PD病態改善薬であるL-DOPAの副作用であるPDの進行促進に対するSQEの効果について検討したところPD発症後においてもSQEはDA低下を抑制し,L-DOPAによるさらなる低下も抑制した.しかしながら活性酸素種消去活性に変化はなかった.以上の結果は,SQEはPDに対して予防効果ばかりでなく病態進行抑制効果も期待できることが明らかとなった.平成24年度の研究において,内因性のパーキンソン病(PD)原因物質であると考えられている6-ヒドロキシドーパミン(5-OHDA)を脳室内に投与し,PDモデルマウスを作製した後,病状改善薬であるL-DOPAとともに,コレステロール生合成の代謝中間体であり,免疫増強効果や活性酸素種消去活性など様々な生理活性が報告されているスクアレンを投与し,病態の進行に対する効果を,黒質・線条体中のドーパミン(DA)濃度を指標に検討したところ,L-DOPAによるDA濃度の低下促進効果をスクアレンは抑制することが明らかとなった.すなわち,PDに対するL-DOPAの副作用の一部をスクアレンは抑制することが明らかとなった.平成25年度では,その作用機序を明らかにするため,6-OHDA脳室内投与後4週間L-DOPA及びスクアレンを投与したマウスの線条体および血清中の脂質(スクアレン,コレステロール,各種脂肪酸)組成,活性酸素種処理酵素(カタラーゼ,スーパーオキシドジスムターゼ(SOD),グルタチオンペルオキシダーゼ)活性を測定した.その結果,L-DOPA投与により血清中のカタラーゼ,グルタチオンペルオキシダーゼ活性は低下するが,スクアレンはその低下を抑制しなかった.また,6-OHDAまたはL-DOPA投与により脳中コレステロール値が低下したが,スクアレンはその低下に影響しなかった.この結果は,スクアレンは,PDモデルマウスの脳中のコレステロール値に影響しないこと,線条体や血清中の活性酸素種消去酵素に対する活性促進効果はないことを示している.今後,活性酸素種消去物質について検討をおこなう.パーキンソン病(PD)モデルマウスにおける脳内ドーパミン(DA)減少に対してスクアレン(SQE)は予防効果を示したが,スクアラン(SQA)は低下促進作用を示し酸化的障害が増加していた.次に,PD病態改善薬であるL-DOPAの副作用であるPDの進行促進に対するSQEの効果について検討したところPD発症後においてもSQEはDA低下を抑制し,L-DOPAによるさらなる低下も抑制した.しかしながら活性酸素種消去活性に変化はなかった.以上の結果は,SQEはPDに対して予防効果ばかりでなく病態進行抑制効果も期待できることが明らかとなった.内因性のParkinson病(PD)原因物質であると考えられている6-hydroxydopamine(6-OHDA)を脳室内に投与し,Parkinson病(PD)モデルマウスを作成した後,病状改善薬であるL-DOPAとともに,コレステロール生合成の中間体であり,免疫増強効果他様々な生理活性が報告されているsqualene,もしくはその水素化物であるsqualaneを投与し,病態の進行に対する効果を黒質・線条体中のdopamine(DA)濃度を指標として検討した.その結果,6-OHDAを投与することにより,その4週間後において線条体内DA濃度は低下していたが,さらにL-DOPAを投与するとその濃度の低下が顕著となった.さらにsqualene,もしくはsqualaneを投与すると,その低下は抑制された.すなわち,squaleneもしくはsqualaneを継続的に投与することにより,6-OHDA投与後のL-DOPA投与によるDA低下の亢進が抑制されることが明らかとなった.我々は,あらかじめsqualeneを投与したマウスに対して6-OHDAを投与すると,線条体内DAの低下が抑制されること,あらかじめsqualaneを投与した場合には低下が増強されることを報告している.すなわちPDに対してsqualene摂取は予防効果があるが,squalane摂取はむしろ悪化することを示唆している.今回の結果は,PD発症後にsqualeneやsqualaneを摂取すると,L-DOPAによるPDの進行を抑制する可能性を示唆する.この結果に対して,今後その機序の検討が必要である.平成24年度の研究において,スクアレン(SQE)は,6-ヒドロキシドーパミン(6-OHDA)を投与による線条体中ドーパミン(DA)濃度の減少を抑制し,スクアラン(SQA)は,減少を増幅させること,その際SQAは酸化的障害の指標であるTBARSを増加させるが,SQEは変化させないことを明らかにした.すなわちSQEは6-OHDAによる障害に対して保護作用を,SQAは促進作用を示し,その際酸化的障害が関与している可能性を示した.次に,保護効果が明らかとなったSQEの,パーキンソン病(PD)病態改善薬であるL-DOPA投与によるDA低下促進に対する効果について検討した.その結果SQEは6-OHDAによる低下およびL-DOPAによる低下促進を抑制した.平成25年度の研究においては,SQEの保護効果は,活性酸素種処理酵素(グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx),カタラーゼ,SOD)活性やコレステロール濃度の変化を介したものではないことを示した.平成26年度の研究においては,SQEのもつ神経保護作用は内在性の抗酸化物質の変動によるもであるかどうかを検討するため,血清および線条体中の抗酸化物質である酸化型および還元型のグルタチオンとL-アスコルビン酸濃度を測定した.

その結果,6-OHDA,L-DOPA,SQEいずれもそれらの濃度に影響は与えなかった.以上の結果は,SQEはPDに対して予防効果ばかりでなく病態進行抑制効果も期待でき,その機序には酸化的障害に対する保護効果が関係すると考えられるが,今回測定した活性酸素種処理機構(GPx活性,カタラーゼ活性,SOD活性,グルタチオン濃度,L-アスコルビン酸濃度)を介したものではないと考えられる.今後その保護効果の作用機序についてさらなる研究科が必要である.現在,これまでの結果を研究論文としてまとめ,投稿中である.神経化学6-ヒドロキシドーパミン(6-OHDA)を投与してパーキンソン病(PD)モデルとすると,マウスは衰弱する.このマウスにL-DOPAを投与すると衰弱は進み,さらに脳室内投与時の傷が残るマウス頚頭部をつかんでスクアレンを経口投与すると死亡率が高まり,4週間連続投与後には,各実験群の例数がきわめて少なくなった.そこで,スクアレンの経口投与と腹腔内投与とを比較した結果,血中への吸収は,経口投与よりも腹腔内投与の方が高いものの同様に吸収されることが明らかとなった.そこでスクアレンの投与も腹腔内投与にすることとした.その結果,死亡数も少なくなり,十分な例数が得られるようになった.6-Hydroxtydopamineを脳室内に投与しParkinsone病モデルとすると,マウスは衰弱する.このマウスにL-DOPAを投与すると衰弱は進み,さらに脳室内投与の際の傷の残るマウス頚頭部を強くつかみ強制的に経口投与を行うと死亡率が高くなる.初め経口投与を行ったところ,想定以上に死亡率が高くなり,各実験群の例数がきわめて少なくなった.今回投与したsqualeneやsqualaneは経口投与では吸収率は60-70%,消化管内では変化しないと報告されている.そのため,経口投与をあきらめ,よりマウスに対するストレスが少なくなると思われる腹腔内投与を行った.それでもなお死亡率はかなり高く,dopamine濃度等生化学的データにおいて,平均値ではかなり差があるものの有意差が出ないものがあった.また,四肢の協調運動の測定にも支障が出た.従って,やや遅れ気味ではあるが,平成25年度において,一連の実験でのマウスの頭数を増やすことにより十分その遅れは取り戻せる範囲である.実験動物の数を増やしたため,費用が当初計画よりも増加した.そのため6-OHDAによるDA低下抑制効果,すなわちPD予防効果の認められたスクアレンの効果の検討を優先的に行い,低下抑制をおこなわないばかりか,さらに低下を促進したスクアランについては,平成25,26年度は測定する項目を減らすことにした.スクアレンに関しては,計画通りに行う.実験を始める際の1群あたりのマウスの頭数を多くすることで,各実験群の例数不足に対応する.そのためコストがかかることに対しては,実験群を厳選し,群を減らすことで対応する.
心筋細胞障害の成因と防御に関する基礎的研究

心臓病における心筋細胞障害の成因を明確にし適切な防御を講じる上には心臓機能の基本原理並びにその調節・適応機構の生物学的基盤を究めることが必須であるとの認識から過去3カ年にわたり重点領域研究「心筋細胞障害の成因と防御に関する基礎的研究」を推進してきた。本年度は,かかる研究成果を総括するとともに,細胞・分子レベルでの心筋機能及び病態研究の現時点でのまとめを行うために,本研究班員を含めた国内外の一流の研究者(約200名)による「心臓の分子生物学に関する国際会議」(平成2年度9月16,17日:於大阪)を開催し,以下に述べる学術討論を行った。第一に,心筋機能を司る興奮収縮連関の物質論的基盤を明確にする立場から各種イオン・チャンネル,イオン・ポンプおよび収縮蛋白質の分子レベルでの実体を論じた。これらの蛋白質のいくつかについては,分子生物学的手法により一次構造も判明しており,各蛋白質の構造機能連関という観点からの解析を示した。第二に,心臓では,収縮弛緩の基本機構のみならず,種々の刺激に対する応答機構としての調節系が重要な役割を果たしている。この問題については受容体,GTP結合蛋白質,Ca^<2+>やCAMPをセカンドメッセンジャ-とする情報伝達系の機能蛋白質の分子生理学的解析の最新の成果を紹介した。第三に,心臓における病態解析の代表として,心肥大における収縮蛋白質の遺伝子レベルでの形質変換機構や遺伝性心筋障害におけるミトコンドリア遺伝子異常の解明などを提示した。心臓は生理学的に特別な機能を司るように高度に分化した臓器でもあり,従来のいわゆる細胞生物学の知識のみでは充分理解しがたい側面も数多くみられる。このような観点から最後に細胞分化の問題を取り上げ,今後の研究課題としての提示を試みた。かかる成果の詳細を「Molecular Biology of the Myocardium」(学会出版センタ-)として出版する予定である。
炭酸ガス麻酔と殺豚肉におけるPSE抑制機構に関する研究

炭酸ガス麻酔豚(Gと略記)の筋肉はPSE発生率が極めて低い原因究明を目的として本研究を実施した。デンマーク,ブチナ社のガス麻酔装置(80%CO_2,75秒間吸入)では,豚の装置への追込みに電気ムチを使用するので,ストレス負荷が大であるため,アドレナリンが高レベルで血中分泌されるにもかかわらず,PSEは殆ど発生しない。そこでと殺後のG筋肉と電殺豚(Eと略記;180V,10秒)筋肉のpHを経時的に測定比較したところ,E筋肉は生体pHから一方的に低下し24時間後には極限pH(5.5)まで低下するのに対して,G筋肉はと殺直後(30分)では低く(pH_< 0.5>6.2),以後3時間まではやや上昇(pH_36.7)し,以後は徐々に低下した。G筋肉のと殺初期の低pHは炭酸イオン濃度の測定結果がE筋肉の4倍近い値であって明らかに呼吸性アシドーシスによるものであり,以後は炭酸脱水酵素作用や溶解度の関係で低下するためpHが上昇する。初期の低pHは筋肉細胞内アデニル酸シクラーゼ活性を抑制するためcAMPの生成も抑制される結果グリコ-ゲノリシスの進行が遅れ,従って乳酸生成も遅滞しているが,pHが上昇すると活性化し,3時間以後はE筋肉同様代謝性(乳酸)アシドーシスが進行して極限pHまで低下する。一般にPSE異常肉の発生原因は,と殺時,豚へのストレス負荷が大きいと,と殺後初期のと体温度が高い間に代謝性アシドーシスが促進されて短時間内に多量の乳酸が生成し,筋肉のpHが極限pHまたはそれ以下にまで急低下するが,そのために筋肉の収縮性および調節性蛋白質が変性することが原因であるとされている。これに対してGではと殺後の初期pHはむしろ低く,代謝性アシドーシスの進行が抑制されているためPSE発生が抑制されると考えられる。さらにこの事実は,アドレナリンのβ_2-受容体遮断剤ブトクサミンを投与後,と殺したラット筋肉では完全に乳酸生成が抑制されたことから,Gの死後変化の初期段階における低pHに起因するグリコ-ゲノリシスの抑制がGにおけるPSE発生抑制の機構であると結論された。炭酸ガス麻酔と殺豚(G豚)と略)の放血血液中のアドレナリン量を電殺豚(E豚と略)のそれと比較すると、麻酔時電気ムチが使用されるため遙かに高いにも拘わらず、PSE発生率が低いという一見矛盾した事実の原因を追求するため、まず筋肉中のアドレナリン量を測定比較したが、やはり血液中同様、G豚の筋肉中のレベルはE豚と比較して高かった。pHの測定結果は、と殺直後30分ではG豚筋肉のpHはかなり低くpH6.16.2の程度であるが、以後3時間まではやや上昇(6.7)し、それ以後は経時的に低下した。それに対してE豚では初め高く(pH7.4)、以後は単調に低下した。G豚筋肉のと殺後初期のpHが低い原因は、炭酸ガス吸入による呼吸性アシドーシスによることが推定されるので、筋肉中の炭酸イオン濃度を測定比較したところ、推定通りG豚のと殺直後のレベルは高く(約20倍)以後経時的に低下するのに対して、E豚では低く無変化であることが見出された。

このG豚のと殺後初期の低pHは死後の筋肉内グリコーゲノリシスを起動させるアデニル酸シクラーゼ活性を著しく抑制していると推測されるので、次にその酵素反応生成物であり、以後の代謝系酵素活性化のセカンドメッセンジャーでもあるcAMP量を経時的に測定することによってその活性を調べたところ、G豚のcAMPレベルはと殺後初期段階で極めて低く、E豚では対照的に高いこと、さらにグリコゲノリシスの最終産物である乳酸の生成も、これと対応してと殺後初期段階で遅滞していることが見出された。一般にPSE異状肉の発生は、と殺時、豚へのストレス負荷が大きい場合、と殺後初期のと体温が高い間に代謝性アシドーシスが促進されて短時間内に多量の乳酸が生成し、筋肉のpHが急速に酸性極限pH(5.5)またはそれ以下にまで低下するために筋肉蛋白質が変性することが原因であるとされている。これに対してG豚ではと殺後の初期段階のpH変化はむしろ逆で、代謝性アシドーシスの進行が抑制されており、これに依ってPSE発生が抑制されていると結論できる。炭酸ガス麻酔と殺豚(G豚と略)の放血血液中のアドレナリン(A)濃度を電殺豚(E豚と略)のそれと比較すると,そのレベルはかなり高いが,PSE発生率が低いという.まず筋肉中のA濃度を測定比較したが,血液同様,C豚の筋肉中のレベルはE豚に比べて高かった.pHの測定結果は,と殺直後30分ではG豚筋肉のpHはかなり低い(pH6.2)が,以後3時間まではやや上昇(pH6.7)し,それ以後は経時的に低下した.それに対しE豚は初め高く(pH7.4),以後は単調に低下した.G豚筋肉のと殺後初期pHが低い原因は,炭酸ガス吸入による呼吸性アシドーシス(RA)が原因と推定されたので,筋肉中の炭酸イオン濃度を実測したところ,推定通りG豚のと殺直後のレベルは高く(約4倍),以後経時的に低下したのに対し,E豚では低く無変化であった.このG豚のと殺後初期の低pHは,死後の筋肉内クリコ-ゲノリシス(GL)を起動させるcAMPを,ATPより生成するアデニル酸シクラーゼ活性を抑制していると推測されるので,次にcAMP量を経時的に測定しその活性変化を調べた結果,G豚のcAMPレベルはと殺後初期段階で極めて低く,E豚では対照的に高いこと,さらにGLの最終産物,乳酸の生成も,これと対応してと殺後初期段階で遅滞していた.一般にPSE異状肉の発生は,と殺時豚へのストレス負荷が大きいと,と殺後初期のと体温度が高い間に代謝性アシドーシス(MA)が促進されて短時間内に多量の乳酸が生成し,筋肉のpHが急速に酸性極限pH(5.5)またはそれ以下にまで低下するために筋肉蛋白質が変性することが原因であるとされている.これに対してG豚ではと殺後の初期段階のpH変化はむしろ逆に低く,MLの進行が抑制されているためPSE発生が抑制されていると考えられた.さらにこの事実は,Aのβ_2-受容体遮断剤ブトクサミンを投与後,と殺したラットでは完全に乳酸生成が抑制されたことから,G豚の死後変化の初期段階における低pHに起因するGLの抑制が,正にPSE発生抑制の主原因であると結論された.
複数コミットメント手法の最適組合せ理論

私企業が最大化を目指すものは本当に利潤だけなのか、という問いの下に本研究では私企業のCSR(Corporate Social Responsibility)活動の正当性を検証した。また、同様に公企業が目的とするものが社会全体の厚生の最大化であるならば、公企業の民営化及び半官半民企業の存在、つまり公企業の利潤追求はどの様な理論的背景を持ち得るかについても検証を行った。その結果、CSRが増えれば増えるほど、公企業として民営化の程度を増そうとするインセンティブ、その逆に減らそうとするもの、その一方で民営化程度が増すほど、私企業としてCSRを増やそう、減らそうとするインセンティブ、という計4つのケースが導出された。また、それぞれのケースは主に、企業の費用関数の形状、特に凸性の程度及びCSRの方法、具体的には公企業を意識しやすくなるCSRなのか意識しなくなるCSRなのかといった2点により区分されることも明らかとなった。この結果により、例えば政府が私企業のCSRを現在よりも活性化させたい時に、政策の一つとして半官半民企業の株式保有比率を高めるべきなのか、その逆に低めるべきなのかを議論する際、関係企業の費用関数及びCSRにより私企業の行動がどの様に変化したのかの2点を精査することが重要であることが示唆される。また、本研究のフレームワークは応用先も広く、租税競争の分野で国民がどの様な政治家を選出する傾向にあるのか、というリサーチクエスチョンを基に新たな研究も開始し、現在国際学術雑誌で査読下にある。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。