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アジア地域における美術教育課程の実質化調査研究

マレーシアではペナンの韓江中等学校での美術教育実践調査及びペナン美術教師連盟の会長Teh Ee Mingへの教育課程の実践に関わるインタビュー調査、さらに教員養成学院でのカリキュラムの訪問調査を実施した。また、ペナン州立博物館、アートギャラリーにおいて伝統美術の教材研究資料を収集した。シンガポールでは南洋工科大学において美術教育専門家のWinston Angと面会し、美術教育の教育課程(シラバス)と教科書、参考書、教員養成、美術教育実践との関係と現状を調査した。訪問調査以外のアジア地域での美術教育課程の研究として、中国における小学校教育課程、韓国での美術教育課程と日本との比較についても本年度、検討し、まとめた。平成23年度の研究は以下のように行った。1.台湾における美術教育調査では「芸術と人文」の学習領域で行われている美術教育の実態について、台北教育大学の林曼麗教授、劉得招教授と東華大学の林永利教授との聞き取りよって教育課程の内容調査を行い、台北市立美術館、高雄市立美術館において教材研究を行った。また、小学校教員への聞き取り調査によって美術教育の実態把握を行った。前年度以前の調査も含めて、小学校での実践状況をまとめて報告した。学習領域によって美術教育を実践することは、総合的に扱うことによる教育の利点と教材研究の困難さと地域によって格差があることが明らかになった。2.シンガポールの美術教育調査では、南洋工科大学教育学院のウインストン准教授と教員研修学院の教員との聞き取り調査において、シンガポールの美術教育の現状調査をおこなった。さらに2009年改訂実施の教育課程について資料の講読を行い、新しい教育課程と中等教育課程での美術教育教科書の分析研究を行った。特に2000年の教育課程との比較においては、視覚言語の取り扱いと生活に根ざした美術表現に重点が置かれていることが明らかになった。3.マレーシアの美術教育については現行の教育課程での実践を特に中等教育において調査を行った。中等学校教員テー・イーミンとの聞き取り調査において、教育課程と美術授業との関連、実質化について調査を行い、教員養成、教員研修、教材研究が教育課程に忠実に即していることが明らかになった。また、現在改訂中の新しい教育課程の内容について、教育省教育課程局のジャグディッシュ主任等との聞き取りによって、新しい教育課程の方向性と小学校1学年の具体的内容調査を行った。以上の実態調査を通して、美術教育課程の実質化のプロセスについて、台湾、マレーシア、山口を事例として検証した。実質化においては、教育課程の流布、教員研修、教員養成、教科書・参考書、教材研究のそれぞれにおいて、教育課程の理解と発展性を想定が必要であり、そのために美術館、博物館などの社会教育機関との連携による鑑賞教育の必要性、美術家や工芸家との連携による教材研究の必要性が明らかになった。
制御性能の向上に寄与するゆらぎのメカニズムの解明とその工学的応用

従来より,ゆらぎといった不確定要素は制御系を乱す外乱であるという固定観念があったが,研究代表者は,制御系に含まれるゆらぎによって制御性能が向上する可能性を理論的に予測した.本研究の目的は,この成果を工学的に有益な実システムとして体現することである.具体的には,ロボットアーム系やカメラ-プロジェクタ系に対し,制御系のダイナミクスにゆらぎを含む系の性能評価を行う実験装置を導入した.特に,見かけの制御系に対してゆらぎの効果について現時点では結論を出すまでには至っていないが,ゆらぎがポジティブな役割を果たす可能性について問題点を明らかにすることができ,工学的な応用に向けて着実に前進しているといえる.従来より,ゆらぎやノイズといった不確定要素は制御系を乱す外乱であるという固定観念があった.しかし,申請者は生命活動におけるゆらぎに着目し,制御系に含まれるゆらぎによって制御性能が向上する可能性を理論的に予測した.さらに,シンプルな構造のメカニカルシステムを用いて,その予測を実機実験により自ら確かめた結果が注目を集めている.本研究課題の目的は,ゆらぎの機能に関してさらなる理論的な解析を行い,その成果を工学的に有益な実システムとして体現することである.本年度はカメラ-ロボットアーム-倒立振子系やカメラ-プロジェクタ系をプラットホームとして利用し,制御系のダイナミクスにゆらぎを含む場合の制御性能評価を行うための実験装置の導入,設置を行った.具体的には,数値シミュレーション実験と実機による実験の両側面から,ゆらぎが振子の安定化と時間応答性能に与える影響を明らかにするための方法論を模索することである.倒立振子系のシミュレータは,将来の2リンク2自由度のマニピュレータの実装を見込んで汎用性を重視して設計を進めている.実機実験では,ロボットアーム上に倒立振子の物理系がすでに設置されているが,振子の長さ・重さ・慣性モーメントを自由に設定できるように一から設計をやり直す必要がある.なぜならば,確率モデルに対する安定解析では,制御器のゲインと制御対象である振子のパラメータの二つを可変な設計パラメータとして用いてきたからである.カメラ-プロジェクタ系では見かけの制御を行う際のモデル予測制御のアルゴリズムへゆらぎを導入することを模索している.以上のように,初年度の成果は次年度以降に工学的な応用を探索する切口となるため,特に実機による実験を様々な条件設定の下で行い,ゆらぎの効果の性能評価に力を注ぐことに主眼を置いている.従来より,ゆらぎやノイズといった不確定要素は制御系を乱す外乱であるという固定観念があった.しかし,申請者は生命活動におけるゆらぎに着目し,制御系に含まれるゆらぎによって制御性能が向上する可能性を理論的に予測した.さらに,シンプルな構造のメカニカルシステムを用いて,その予測を実機実験により自ら確かめた結果が注目を集めている.本研究課題の目的は,ゆらぎの機能に関してさらなる理論的な解析を行い,その成果を工学的に有益な実システムとして体現することである.前年度はカメラ-ロボットアーム-倒立振子系やカメラ-プロジェクタ系をプラットホームとして利用し,制御系のダイナミクスにゆらぎを含む場合の制御性能評価を行うための実験装置の導入,設置を行った.今年度は,ロボットシステムに対するゆらぎの印加実験の成果を,ロボットシステム以外の様々な制御系に適用することを試みた.一方で,メカニカルシステム以外の見かけの制御系等への応用についても導入を試みた.本研究課題の重要なトピックの一つは「むだ時間補償」であった.汎用の標準的で安価な30fpsのカメラを用いてむだ時間を再現してきたが,本研究課題では,制御性能の良し悪しの原因を「ゆらぎ」「むだ時間」の間で切り分ける必要がある.そのためには,むだ時間を自由に調節できる高速な視覚系を構築しなけらばならない.そこで,今年度は,高速な視覚系を導入し,ゆらぎとむだ時間を含む制御系に対する性能評価を行う環境を整えた.今年度は,計測機器の導入がスムーズに進んだため,前年度の遅れを取り戻しつつ,新しい応用例の模索を行った.ゆらぎとむだ時間を含む制御系に対する性能評価を行う環境を整えることができた.従来より,ゆらぎやノイズといった不確定要素は制御系を乱す外乱であるという固定観念があった.しかし,研究代表者は生命活動におけるゆらぎに着目し,制御系に含まれるゆらぎによって制御性能が向上する可能性を理論的に予測した.さらに,シンプルな構造のメカニカルシステムを用いて,その予測を実機実験により自ら確かめた結果が注目を集めている.本研究課題の目的は,ゆらぎの機能に関してさらなる理論的な解析を行い,その成果を工学的に有益な実システムとして体現することである.前年度までにおいて,カメラ-ロボットアーム-倒立振子系やカメラ-プロジェクタ系をプラットホームとして利用し,制御系のダイナミクスにゆらぎを含む場合の制御性能評価を行うための実験装置の導入,設置を行った.本研究課題のロボットシステムおける重要なトピックの一つは「むだ時間補償」であった.汎用の標準的で安価な30fpsのカメラを用いてむだ時間を再現してきたが,本研究課題では,制御性能の良し悪しの原因を「ゆらぎ」「むだ時間」の間で切り分けるために,高速な視覚系を導入し,ゆらぎとむだ時間を含む制御系に対する性能評価を行う環境を整えた.本年度は,上述のロボットシステムに対するゆらぎの印加実験に加え,メカニカルシステム以外の様々なシステムへ適用を目指した.その一つがカメラ-

プロジェクタからなる見かけの制御系である.画像処理系に対してゆらぎの効果について現時点では結論を出すまでには至っていないが,ゆらぎがポジティブな役割を果たす可能性について問題点を明らかにすることができ,工学的な実用化に向けて着実に前進しているといえる.従来より,ゆらぎといった不確定要素は制御系を乱す外乱であるという固定観念があったが,研究代表者は,制御系に含まれるゆらぎによって制御性能が向上する可能性を理論的に予測した.本研究の目的は,この成果を工学的に有益な実システムとして体現することである.具体的には,ロボットアーム系やカメラ-プロジェクタ系に対し,制御系のダイナミクスにゆらぎを含む系の性能評価を行う実験装置を導入した.特に,見かけの制御系に対してゆらぎの効果について現時点では結論を出すまでには至っていないが,ゆらぎがポジティブな役割を果たす可能性について問題点を明らかにすることができ,工学的な応用に向けて着実に前進しているといえる.実機実験でのゆらぎの評価が進まない場合は,シミュレータを用いて条件変更の検討を繰り返すことで問題解決を行うことを計画していた.これは当初の予定通り,シミュレータの構築を進めることができているが,実機実験のセットアップには,時間を要している状況である.これは,振子の長さ・重さ・慣性モーメントを自由に設定できるように一から設計をやり直す必要性に対して,その実装方法の難しさに起因している.最終年度となる平成28年度は,前年度までに導入された計測機器を用いて,ゆらぎが工学的に有用であることを誰にでも理解しやすい形で示すことを目指す.ゆらぎの効果とその応用例を広くアピールするために,ロボットシステムや見かけの制御系に対して,研究を進める予定である.制御工学今後は昨年度に引き続き,ロボットシステムに対するゆらぎの印加実験の成果を,ロボットシステム以外の様々な制御系に適用することを試みる.一方で,メカニカルシステム以外の見かけの制御系等への応用についても導入を試みる.本研究課題の重要なトピックの一つは「むだ時間補償」であった.汎用の標準的で安価な30fpsのカメラを用いてむだ時間を再現してきたが,本研究課題では,制御性能の良し悪しの原因を「ゆらぎ」「むだ時間」の間で切り分ける必要がある.そのためには,むだ時間を自由に調節できる高速な視覚系を構築しなけらばならない.そこで,今年度は,高速な視覚系を導入し,ゆらぎとむだ時間を含む制御系に対する性能評価を行う環境を整える予定である.計画をしていた学会参加が,学内業務を含む他の用務で断念せざるを得ない状況となり,旅費の支出が少なくなった.最終年度は,研究成果の発表のための学会参加を見込んでおり,旅費の不足分に充当する予定である.加えて,平成27年度に導入した計測機器の補充部品の購入を計画しており,その費用として利用することを考えている.
風エネルギーの集中による風力発電システムの高出力化に関する研究

風力エネルギーの有効利用を促進させるために新しいタイプの風力発電システムを開発した。風力発電においては、風エネルギーを高い効率で取り出すことのできる高出力風車の開発と、それをどこの適地に設置するかを調べる高精度の風況予測を行うことの2点が重要である。風レンズ風車と名付けた高効率風車を開発した。これは風車翼のまわりにこれをおおうディフューザとディフューザ出口周囲につばと称する渦生成板を設置した集風装置を組み合わせたものである。この集風装置付き風車の特徴は、より多くの風を風車翼に呼び込み、強い風をあててその発電量を飛躍的に高めるものである。集風装置(つば付きディフューザ)の最適形状を種々の点で検討した。すなわち、ディフューザの長さ、開き角、つばの適切な高さ、ディフューザ入口の形状、ハブ比、など様々なパラメータを検討して風レンズマイクロ風車の1号機を試作した。発電性能実験を行った結果、風車単独の場合に比べて約5倍の出力増加を達成した。更に、将来の風車大型化を目指し、この集風装置のコンパクト化を検討した。すなわち、ディフューザ長さを極端に短くして、ほとんど風車をおおうリング状の集風体(つば付きディフューザ)を実現した。発電性能実験ではコンパクト風レンズ風車でも、風車翼単独に比べ約2.5倍の出力増加が得られた。以上の研究を通して、風レンズ風車の特許を取得することができた。風況予測に関しては、急峻な地形が多い我が国の地理的条件に合った新しい風況計算コード(RIAM-COMPACT)を開発した。気象庁から提供される日々の広域気象データから様々な地域の風況を広域大気用のコードでネスティング計算し、さらにこの結果を流入条件として開発したコードにより複雑地形周辺流のLES乱流計算を行った。その結果、地形効果を十分に反映した高い精度の風況場を得ることができた。高精度風況予測と従来に比べはるかに高出力の風力発電システムを組み合わせて風力エネルギーの利用拡大が可能となった。集風装置付き風力発電システム(風レンズ風車)の更なる高出力化のために種々の検討を主に大型風洞を用いて行った。集風装置とは風の取り入れ口であるインレットシュラウド部、その入り口の風車を置く直線ディフューザ部、ディフューザの出口周囲に取り付けるリング状のつばからなる構造体である。まず、風車を覆うディフューザの最適開き角度の検討を行い、直線ディフューザの開き角度は風車が設置されている場合、10-12度の開き角度が最も高い発電出力が得られることが分かった。同時にディフューザの出口周囲に取り付けるリング状つばの最適大きさを検討し、ディフューザ入り口直径Dの半分の幅0.5D程度が適切であることが判明した。インレットシュラウド部の適切な形状を検討し、直線ディフューザ部に滑らかに接続すると、より高出力になり、またその高い出力を広い周速比(風車の先端速さと近寄り風速の比)で維持できることが分かった。また、発電機等を収めるセンターボディの長さ、およびハブ比の大きさを検討し、それぞれ適切な値を見出した。最後につば付きディフューザ風車として最適な風車翼の検討を行い、数種類の翼形状を試して最適な風車翼を選定した。それらを統合して同規模の風車のみに比べ、約5倍の出力向上を達成した。

一方で、局地的風況予測法に関してすでに開発しているRIAM-COMPACTの性能を単純地形、複雑地形について風洞実験結果と比較検討し、その高い数値予測精度を確認した。また、気象庁のMSMデータを初期条件として総観規模の大気流れを計算するCSU-RAMSを計算し、得られた結果をRIAM-COMPACTに接続する方法を開発した。これによって任意の日時、任意の場所の局地的風況を高い精度で予測することが可能となった。風力エネルギーの有効利用を促進させるために新しいタイプの風力発電システムを開発した。風力発電においては、高精度の風況予測を行うこと、風エネルギーを高い効率で取り出すことの2点が重要である。まず、従来の風車に比べ、はるかに高出力となる集風装置付きの小型風車を考案した。この集風装置付き風車とは、風車とこれを覆うディフューザ部、ディフューザの出口端に取り付けたリング状のつば、および風取り込み口のインレットシュラウド部からなる。できるだけ高出力を得るためにつばの大きさ、ディフューザの開き角度の検討、インレット部の最適形状の選択、ハブ比、センターボディーの大きさを検討し、さらにこのつば付きディフューザに最適な風車翼の設計を行い、これらを適切に組み合わせた結果、風車だけの場合に比べて最終的に4-5倍の高出力を達成した。実用化を図るためにこのプロトタイプ機を2種(0.6mおよび1.2mローター直径)製作し、フィールド試験を行い、その性能を確認した。これらのプロトタイプ機は新しいタイプの集風装置付き小型風車として実用化、販売される予定である。風況予測に関しては、急峻な地形が多い我が国の地理的条件に合った新しい風況計算コード(RIAM-COMPACT)を開発した。気象庁から提供される日々の広域気象データから様々な地域の風況を広域大気用のコードでネスティング計算し、さらにこの結果を流入条件として開発したコードにより複雑地形周辺流のLES乱流計算を行った。その結果、地形効果を十分に反映した高い精度の風況場を得ることができた。高精度風況予測と従来に比べはるかに高出力の風力発電システムを組み合わせて風力エネルギーの利用拡大が可能となった。風力発電においては、風エネルギーを高い効率で取り出すことのできる高出力風車の開発と、それをどこの適地に設置するかを調べる高精度の風況予測を行うことの2点が重要である。まず、高出力風車の開発に関して、昨年度までに開発した「風レンズマイクロ風車」のコンパクト化を図り、より実用的な高出力マイクロ風車の開発を行った。風レンズ風車とは、風車とこれを覆うディフューザと、ディフューザ出口端に「つば」を取り付けた集風構造体付きの風車である。この集風装置のために風車にあたる風が増速し、発電量が飛躍的に増加する。本年度は、その集風構造体のディフューザ部を従来に比べ格段と短くして、ほとんど風車を覆うリング状の構造体とした。その性能試験を行った結果、非常にコンパクトな集風体付き風車でも、風車単体と比べ2-3倍の出力増加が達成できた。これは将来の風車大型化の可能性を開く大きなステップとなるものである。さらに自然風中で十分な性能が発揮し得るかどうかを調べるために、野外実験タワーを建設し、風レンズ風車を設置して発電出力のデータを取得した。その結果、野外においても予測通りの発電性能を示すことが確認された。
動く視覚刺激の検出と統合に関わる神経機構の解明

本研究は、動く視覚刺激の検出と統合に関わる神経機構の解明ため、視覚システムの階層構造の中で視覚的運動情報が抽出、統合、出力されていく情報処理プロセスを明らかにすることを目指し、動物実験とヒトの心理実験を組み合わせて行った。サル大脳MT/MST野からニューロン活動を記録し、ニューロンの反応特性を調べた結果、MT野からMST野に情報処理が進むと、空間周波数特性が変化していき、視野全体の動きを処理することができるようになることが明らかになった。本研究は、動く視覚刺激の検出と統合に関わる神経機構の解明ため、視覚情報処理によって得られた運動情報がダイレクトな形で現れる視覚的眼球運動の開始時の特性に注目し、サルを対象としたニューロン活動記録実験を中核に、ヒトやマウスを対象とした実験を組み合わせ、視覚システムの階層構造の中で視覚的運動情報が抽出、統合、出力されていく情報処理プロセスを明らかにすることを目指している。本年度の主な成果をまとめると、(1)視標を固視する訓練を施したサルを用い、大脳高次視覚野MT/MST野からニューロン活動を記録した。視覚刺激の動きに反応するニューロンを分離し、準備したいくつかのサイズのランダムドット像をCRT上の様々な位置に呈示し、動かして、ニューロンの受容野を調べた。次に様々な空間周波数の正弦波縞を呈示し様々な時間周波数で動かして、記録されたニューロンの時間空間周波数特性を調べた。MT野MST野ともに様々な時間空間周波数特性を持つニューロンが記録できたが、その特性とニューロンの受容野のサイズにはあまり相関が見られなかった。(2)wild-typeのマウスで、CRT上に縦縞の正弦波縞を呈示し水平方向に動かして誘発される眼球運動(視運動反応)を計測した。縦縞の正弦波縞の高さ(縦の幅)を5°,15°,25°と変化させて調べたところ、5°の刺激でも視運動反応が誘発された。次に縦5°の幅の縦縞の正弦波縞を様々な位置に呈示し動かして誘発される視運動反応を計測した。マウスの網膜には中心窩はないことが知られているが、大きな視運動反応が誘発される網膜部位は視細胞の密度の高い部位に対応することが明らかになった。視覚刺激の動きに反応するニューロンを分離し、様々な時間、空間周波数の正弦波縞を呈示し動かして、反応特性を調べた。MT野MST野から記録されたニューロンは、ともに20Hz近傍の時間周波数にチューンした特性を示した。一方、空間周波数については様々な特性を持つニューロンが記録できた。特にMTニューロンでは空間周波数チューニング特性と、受容野の偏心度に相関がみられた。(2)wild-typeのマウス間での視運動性反応の特性を比較するため、C57/BL6マウスと129/SvEvマウスについて、様々な時間、空間周波数の正弦波縞を呈示し動かして反応特性を調べた。これまでの実験で視運動性反応には一過性の開始相と、それに続く維持相があり、異なる神経機構が関与する可能性が考えられてきたが、このいずれの相の特性にも両系統のマウス間では差がないことが明らかになった。[目的]本研究は、動く視覚刺激の検出と統合に関わる神経機構の解明のため、視覚情報処理によって得られた運動情報がダイレクトな形で現れる視覚的眼球運動の開始時の特性に注目し、サルを対象としたニューロン活動記録実験を中核に、ヒトやマウスを対象とした実験を組み合わせ、視覚システムの階層構造の中で視覚的運動情報が抽出、統合、出力されていく情報処理プロセスを明らかにすることを目指している。[成果]本年度の主な成果をまとめると、(1)視標を固視する訓練を施したサルを用い、大脳高次視覚野MT/MST野からニューロン活動を記録した。視覚刺激の動きに反応するニューロンを分離し、様々な時間、空間周波数の正弦波縞及びランダムドット像の動きに対する反応特性を調べた。MT、MST野から記録されたニューロンは、ともに20Hz近傍の時間周波数にチューンした特性を示したが、MT野とMST野のニューロンでは空間周波数のチューニング特性が異なり、これまで知られていたMTニューロンとMSTニューロンの動くランダムドット像刺激に対する速度選択性の違いが空間周波数のチューニング特性の違いによることが示唆される結果を得た。(2)wild-typeのマウスの視運動性反応の特性を調べるため、複数の空間周波数の正弦波縞を組み合わせた視覚刺激を呈示し動かして眼球運動を記録した。

複数の正弦波縞うちコントラストの大きい正弦波縞の動く方向に視運動性反応が起こることが観察された。マウスの視運動性反応発現時には、視覚刺激を周波数要素に分解し、その要素ごとの動きを検出するメカニズムがあることが示唆された。本研究は、動く視覚刺激の検出と統合に関わる神経機構の解明ため、視覚情報処理によって得られた運動情報がダイレクトな形で現れる視覚的眼球運動の開始時の特性に注目し、サルを対象としたニューロン活動記録実験を中核に、ヒトやマウスを対象とした実験を組み合わせ、視覚システムの階層構造の中で視覚的運動情報が抽出、統合、出力されていく情報処理プロセスを明らかにすることを目指している。本年度の主な成果をまとめると、1.視標を固視する訓練を施したサルを用い、大脳高次視覚野MT/MST野からニューロン活動を記録した。視覚刺激の動きに反応するニューロンを分離し、様々な時間、空間周波数の正弦波縞及びランダムドット像の動きに対する反応特性を調べた。平成23年度までの実験で明らかになったニューロンの受容野と空間周波数特性の関係を2頭のサルで確認した。さらに、2種類の空間周波数の正弦波縞を組み合わせた視覚刺激を作成し、一方の正弦波縞のコントラストを大きく、他方の正弦波縞と小さくした刺激に対する反応を記録したところ、眼球運動反応と密接に関連したニューロン活動を記録することが出来た。2.網膜上でON型双極細胞への情報伝達に障害のあるTRPM1ノックアウトマウス、mGluR6ノックアウトマウスの視運動性反応の特性を調べたところ、視運動性反応の開始部の利得が低下していること、視運動性反応の維持部、つまり視運動性眼振に障害が起こることが明らかになった。これまでの研究でニューロンの受容野と空間周波数特性の関係、コントラストの大きい正弦波縞と小さい正弦波縞を組み合わせた刺激に対する反応が明らかになったので、サッケード運動の前後で視覚刺激を同じ空間座標系に呈示して、視覚的運動情報の統合が起こるかを調べた。大脳MT野では、この統合は起こらず、大脳MST野で統合が起こっており、この統合には、サッケード運動前の情報が記憶され、空間座標系でRemapされている可能性があることが示唆された。また、これまでの研究で、TRPM1ノックアウトマウス、mGluR6ノックアウトマウスの視運動性反応の特性が明らかになったので。今年度は、視細胞と双極細胞をつなぐリボンシナプスの細胞外マトリックスタンパク質であるPikachurinのノックアウトマウスの視運動性反応を調べたところ、視運動性反応の開始部の利得にはあまり影響が見られないが、視運動性反応の維持部、つまり視運動性眼振には障害が起こることが明らかになった。。26年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学26年度が最終年度であるため、記入しない。MT、MSTニューロンの時間周波数、空間周波数のチューニング特性が明らかになった。
眼表面におけるテロメラーゼ酵素とその関連蛋白の発現の局在

テロメアは染色体の末端に存在し、染色体の安定化に寄与するとともに、細胞の老化・不死化と大きく関わるものであるが、細胞分裂に際し次第に失われていく。一方、テロメラーゼはテロメア構造を再構成する酵素で、生殖細胞や悪性腫瘍において、その活性は高い。角膜上皮の幹細胞は角膜輪部に存在するとされ、角膜上皮の創傷治癒に重要な役割を果たしているという臨床的知見は数多いが、分子生物学的な見地からの検討はこれまであまりなされていなかった。我々はテロメラーゼあるいはテロメアについて、角膜創傷治癒過程の動態について検討した。雄白色家兎の角膜中央部に直径8mmの上皮擦過を繰り返し行い(0日、2日、4日、6日、8日、10日、17日)その際得られた角膜上皮よりテロメラーゼを抽出しTRAP法を用いてテロメラーゼの活性を測定した。テロメラーゼの活性は0日においてすでに存在し、上皮擦過後わずかに上昇する傾向にはあったが有意ではなかった。またテロメア長はほぼ一定しており、テロメラーゼによるテロメアの修復が働いていると考えられた。テロメラーゼにはTERC,TEP1,TERTと呼ばれるテロメラーゼ関連蛋白が存在する。これらの蛋白の局在を検討することで、角結膜上皮における幹細胞の分布を分子生物学的に証明できる可能性がある。我々はTERT等関連蛋白のcDNAを求めるべく、現在知られているテトラヒメナのcDNA配列をもとに検索中であるが今のところ発見には至っていない。眼表面のテロメラーゼにつき以下の実験を行った。2kg雄白色家兔4匹の右角膜中央に直径8mmの上皮擦過を繰り返し行い(0日、2日、4日、6日、8日、10日、17日)その時得られた上皮よりテロメラーゼを抽出しTRAP法を用いてテロメラーゼの活性を測定した。またテロメア長は約25Kbpでほぼ一定しており、テロメラーゼによるテロメアの修復が働いていると考えられた。TERT等関連蛋白のcDNAはRabbitの塩基配列が未だ不明であり、現在知られているテトラヒメナのcDNA配列をもとに検索中であるが今のところ発見には至っていない。
超高性能ＥＤＬＣ電極材料「カーボンナノジャングルジム」の創製とデバイス化

本研究では、電気二重層キャパシタ(EDLC)の性能向上のため、ゼオライトを鋳型としたアプローチにより高性能な電極材料の合成を行った。ゼオライトへの炭素充填量を飛躍的に増加させることで、フラーレンに似たユニークな骨格をもつ新型カーボンの合成に成功した。また、バインダーレスの多孔性炭素膜を集電フィルム上に直接形成することで、超高速動作するEDLCが可能となることを実証した。さらに、エッジサイトを積極的に修飾し活用することで、従来よりも極めて大きい容量を示し、なおかつ安定性や高速応答に優れたキャパシタの構築に成功した。ゼオライト細孔内部へ炭素を充填した後にゼオライトを除去すると、ゼオライトの規則構造が転写されたカーボンであるゼオライト鋳型炭素(zeolite-templated carbon;ZTC)が得られる。ZTCは1.2nmの均一なサイズのナノ細孔をもち、かつ比表面積が20004000m^2/gと極めて大きいため、EDLC電極材料として有望である。また、ナノサイズのグラフェンがジャングルジムのような3次元構造を形成していることから、我々はこの材料をカーボンナノジャングルジムとも呼んでいる。従来はゼオライトに対し22wt%程度の炭素を充填し、openなナノグラフェン構造からなるエッジの多いカーボンナノジャングルジムの合成のみに成功していたが、H23年度は、新しく開発した炭素充填法「真空パルスアセチレンCVD法」により、従来よりも大量の炭素をゼオライト細孔内部に充填することに成功した。「スーパーケージ」と呼ばれるゼオライトの球状細孔1個あたり、従来は炭素原子平均36個程度の充填量であったが、H23年度にはこれを平均64個まで大幅に増やすことに成功した。調製したカーボンナノジャングルジムはエッジの量が従来のカーボンよりも大幅に少なく、キャパシタ電極としての電位窓が広いことを確認した。一方、従来のカーボンナノジャングルジムは正極耐性に難があるものの、負極としては耐久性が高く、しかも有機電解液中で最大で240F/gもの単極容量を示すことが明らかとなった。従来型のカーボンナノジャングルジムも電解液をより安定なものに替えるなどの工夫を行えば、高容量のキャパシタ電極として使える可能性が示された。H24年度は、カーボンナノジャングルジムのフィルム化による一体型高密度電極の作成およびデバイス化に取り組む。昨年度までに、当初計画していたカーボンナノジャングルジム構造の合成や、バインダーレス一体型電極の作製に成功している。さらに、ゼオライト鋳型炭素のエッジサイトには電解液中での分極中に大量の官能基が導入され、極めて大きい疑似容量を発現するという興味深い現象も見出している。そこで本年度はこの官能基導入のメカニズム解明やその酸化還元反応を利用した疑似キャパシタの検討を行った。まず、硫酸電解液中でのゼオライト鋳型炭素の分極挙動を検討した。ゼオライト鋳型炭素は0.4 V(vs. Ag/AgCl)以上の電位で激しく酸化され、大量のキノン基が導入されることを各種分析により明らかにした。このような挙動は他の活性炭には見られない、この炭素独自のものである。電気化学的酸化の際、この炭素のベーサル面への酸化は殆ど起こらずエッジ面のみが修飾されるため、導電性や構造規則性は損なわれないことも確認した。その結果、キノンを導入したゼオライト鋳型炭素は約400500 F/gもの容量を示し、なおかつレート特性、サイクル特性共に非常に高性能を発揮した。次に、Et4N-BF4/PC電解液中での挙動を検討した。貴な方向に掃引するとやはりゼオライト鋳型炭素は酸化されることがわかった。分析の結果、酸化により含酸素官能基の量が増加していることを確認した。また、卑な方向に掃引しても含酸素官能基の量が増加することがわかった。電位範囲を限界まで広げると、ゼオライト鋳型炭素は大きな疑似容量を示し、最大330 F/gに達した。さらに、LiPF6/(EC+DEC)電解液中での挙動も検討し、Et4N-BF4/PC電解の場合と同じく疑似容量を発現することを確認した。集電体層となる多孔性炭素フィルム上に電気泳動法によりFAU型ゼオライトを担持し、これをシーズとしてFAUゼオライト膜を水熱合成した。ここにアセチレンCVDを行い、さらにフッ化水素酸によるFAUゼオライトを除去することで、多孔性炭素フィルム上に直接カーボンナノジャングルジムの層を形成した。合成したカーボンナノジャングルジムを透過型電子顕微鏡で観察したところ、FAUゼオライトの規則構造が転写されていることを確認した。このようにして調製した一体型電極の電気化学特性を調べたところ、内部抵抗が極めて低く、良好なレート特性を示した。

従来のカーボンナノジャングルジムは粉末状であったため、バインダーポリマーおよび導電助剤(カーボンブラック)と混合し電極シートを調製していたが、今回調製した一体型電極はバインダーポリマーを含まず粒間抵抗が極めて小さいため、導電助剤を含まずとも超高速充放電が可能であることを実証できた。一方、カーボンナノジャングルジムの水系および有機系電解液中における分極挙動を調べたところ、活性炭など従来の多孔性炭素では見られないような電気化学的に活性な官能基の大量ドープが確認された。これは、カーボンナノジャングルジムの得意なナノグラフェン構造に起因するものと考えられる。このようにドープされた官能基は大きな擬似容量を示し、なおかつ数千回にも渡って可逆的に酸化還元反応を繰り返すことを明らかにした。分極後の炭素を分析した結果、分極によりドープされ、かつ大きな擬似容量を示すのはある種の含酸素官能基であることを突き止めた。当初目的としていたエッジの少ないカーボンナノジャングルジムを実際に合成することに成功し、現在論文投稿準備中である。また、従来タイプのエッジの多いカーボンナノジャングルジムに関しても、電解液の変更や非対称キャパシタ、ハイブリッドキャパシタにすることで耐久性の問題をクリアできる可能性が出てきた。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の目的であったカーボンナノジャングルジムの合成および一体型電極の調製は、既に現時点で達成できている。カーボンナノジャングルジムの合成はこれまでに例が無く、世界初の成果である。構造の特異性は、軟X線発光分光による価電子の分析によっても示唆されている。当初の目的では、湾曲したグラフェンシートによる電気二重層容量の増加を期待していたが、実際にはカーボンナノジャングルジムは従来の如何なる炭素材料とも異なる極めてユニークな分極特性を示し、しかも分極後には極めて大きな擬似容量が発現することを見出した。水系電解液においては、約700 F/g、有機系電解液においても約330 F/gの超高容量を達成できた。擬似容量発現のメカニズムについても検討を進め、これがカーボンナノジャングルジム特有のナノ構造に起因すること、分極によりドープされたある種の含酸素官能基が可逆的な酸化還元反応を示すことなど、学術的にも興味深い現象を見出すに至った。また、一体型電極の調製により、内部抵抗が大幅に低減することは予想の範疇であったが、バインダーレスの電極構造とすることで、耐電圧も向上することを新たに見出した。このように、当初の計画にて想定していた以上の成果が得られている。H23年度までに、カーボンナノジャングルジムの構造制御技術はほぼ確立することができた。H24年度はこれをフィルム化し、高密度化に取り組む。また、電解液の検討、非対称キャパシタ、ハイブリッドキャパシタの検討も行い、各種カーボンナノジャングルジムのもつ特性・利点を最大限引き出せるデバイス作製を行う。既に述べたように、当初の目的であった高容量を示す新規材料の合成、高速充放電可能な一体型電極の作製には既に成功している。今後はこの材料を実用的に利用するために必要な知見を得ると共に、相応しい対極と組み合わせたデバイス作製に取り組む。まず、擬似容量発現のメカニズム解明をさらに進める。具体的には、含酸素官能基の中のどのタイプが擬似容量に寄与するのかを明らかにする。
試料水平型実験室超軟X線分光スペクトル測定装置の開発

我々は50eVから150eVの超軟X線USX領域に特化し,かつ,試料水平型の新しい実験室超軟X線分光スペクトル測定装置(USXA)の製作を行った。このスペクトル装置は軟X線吸収分光法の学術的,かつ,工業的な分析機器として用いることができる。およそ100eVフォトンの高フラックスは軽元素化合物の化学と材料の性質を研究する理想的な実験室型装置を可能とする。我々の分光装置USXAは特別に開発したレーザー励起擬連続の高フラックスUSX源と最近開発した高効率の低ノイズ検出システムを用いることで全電子収量法あるいは他の方法でUSX領域の測定を可能とする。この高効率のUSXAスペクトル装置は完全にコンピュータ制御されユーザーにやさしい操作法とデータ処理ソフトを備え,非常に短時間で正確なエネルギー値をもつX線吸収スペクトルを得ることができる試料稼動機構も有している。非常に高い正確なエネルギー値をもつ吸収スペクトルが試料あたり5分以下で測定できる。反射率実験で得られた結果は米国のALSで得られた結果と比較された。両方法の結果は我々の実験室装置がシンクロトロン光施設装置から得られた結果に近い高いフラックスと細いビームサイズと繰り返し精度をもつことを示している。いくつかのリチウム化合物のLi-K吸収端測定曲線は測定領域においてシンクロトロン光施設で得た結果と良く一致していることを示す。これらの結果はすでに報告している。また,測定試料合成法やそのキャラクタリゼーションをシンクロトロン光施設で行った結果も報告している。今年度は超軟X線の発生源として強力なパルスレーザー衝撃光源を用いた実験室超軟X線分光スペクトル測定装置の設計および装置の製作を行った。本装置の設計は海外共同研究者Perera氏およびALSグループと共同で行い、装置の製作はEUV Technology社に全面的協力を仰いで行った。レーザー衝撃光源を用いることで超軟X線分光スペクトル測定装置を小型化することが可能となり、通常の実験室系スペクトル計測装置と同様に試料を水平に設置したまま測定できる装置が製作できた。設計・製作途中で部品調達に多少困難があったが、単結晶はもちろん粉末試料の分光スペクトル測定も可能な装置を開発できた。なお、海外での装置製作のため関税および消費税がその他の経費として必要となった。来年度は溶液試料の分光スペクトル測定も可能とするため引き続き装置の改造をめざしている。今年度製作した装置の性能評価を行うために標準試料としてポリアザ金属錯体や軽金属薄膜試料の合成や調整を行った。得られた試料の超軟X線分光スペクトルの測定を分子科学研究所のUV-SORやアメリカのLawrence Berkeley National LaboratoryのALSで行った。測定したXANESスペクトルはDV-Xα分子軌道法やGaussian98などのプログラムを用いて解析を行った。得られた解析結果は今回作成した装置の性能評価を行うための標準として用いる。本年度は実験室超軟X線分光スペクトル測定装置全体の完成と性能評価を行った。まず、スペクトル測定装置用の溶液試料測定装置の基本設計は海外共同研究者Perera博士とALSグループとの共同研究として行った。また、試料測定装置の製作およびスペクトル測定装置の改良はEUV Technology社に全面的協力を仰いで行った。設計ならびに製作途中で部品調達など多少時間的な制約があったが、粉末試料だけではなく溶液試料の測定が可能な試料測定装置を開発できた。また、試料測定装置の基本設計とスペクトル測定装置の改良のために本年度4月にアメリカでの打合わせを必要としたため、その海外旅費を他の予算から捻出した。その結果、今年度は本経費から海外旅費を使用する必要が無くなった。今年度製作した試料測定装置を昨年度製作したスペクトル測定装置に接続しその動作の確認を行った。製作した試料測定装置を用い標準試料の測定を行った。

さらに性能評価を行うために使用する試料としてポリフィリンなどの各種ポリアザ化合物とその金属錯体や新規TiO_2試料の合成や調整を行い、分子科学研究所のUV-SORなどでこれら試料の超軟X線分光スペクトルの測定を行った。測定結果はDV-Xα分子軌道法やGaussian98などのプログラムを用いて解析し結果を公表した。得られた解析結果は今回作成した試料測定装置の性能評価を行うための標準として用いた。本装置によって得られたスペクトルは測定範囲内ではシンクロトロン光施設で得られたスペクトルと遜色がなかった。本研究によって実験室レベルでシンクロトロン光施設と同等の軟X線分光スペクトルが得られることを示し、本装置全体が軽元素を主体とした高機能物質の解析・評価に大いに貢献することが分かった。
物体認識を操作する書込み型ブレインマシンインターフェースの確立

高次脳領野に任意の情報を送り込む書込み型ブレインマシンインターフェース技術を確立するため、本研究では下側頭葉における基本情報単位であるコラム構造を強制的に活動させ、動物の物体認識を人為的に発生させることを試みた。動物の物体認識を確認する手段として遅延応答課題を動物に課し、コラム構造を強制活動させる手段として電気刺激を用いた。その結果、視覚刺激を提示する代わりにその刺激に選択性をもつコラム構造を電気刺激することによって遅延応答課題を遂行させることに成功した。本研究は下側頭葉における物体コラム構造を電気刺激を用いて強制的に活動させることによって任意の物体情報を動物に送り込むことを目的としている。本年度は遅延応答課題遂行時に動物の下側頭葉において発生する神経活動の計測,およびコラム構造電気刺激装置の開発を行った。神経活動計測は内因性光学計測法を用いてあらかじめ同定しておいた複数の物体コラム構造の一つに対して16ch多点電極を垂直刺入することによって行い、皮質浅層から深層の物体認識に関わる複数の神経活動を同時に計測できた。その結果、物体に対する神経活動反応特性の詳細は皮質各層で異なっているが、全層に共通した反応特性が存在しており、コラムという単位でみれば反応性が類似していることが分かった。その結果、同一コラム内の異なる層構造を電気刺激するより、異なる物体を表現する複数のコラムを同時に電気刺激した方が送り込める情報の多様性が増す可能性が示唆された。次に、複数の電極を異なるコラム構造に刺入し電気刺激することを試みたが、同定されたコラム構造のパターンと電極の形状、刺激可能皮質領域の範囲、およびマニピュレータ設置スペースの関係上、複数の電極を複数のマニピュレータで同時刺入することは不可能であった。そのため、一つのマニピュレータで複数本の電極を操作出来るように現行の電極およびマニピュレータの改良を行い、複数のコラム構造を同時に電気刺激出来る装置を完成させることが出来た。前年度において、コラム内の神経細胞は全層で共通した反応特性を持っていることを示した。しかしながら、動物は全く同じ刺激を与えられたとしても、特定の物体に注意を向けるといった、その時の脳状態によって神経活動を変化させることが知られている。実際、この神経活動の脳状態依存性はコラムレベルでも生じており、視覚応答のタイムコースは特に状態の影響を受けることが分かっている。これは、脳状態に応じて電気刺激方法を変化させる必要性があることを示唆している。そこで、今年度は前年度と同様16ch多点電極を用いて脳状態に応じたコラム構造刺激選択性の変化に関しての調査を行った。脳状態として、受動状態、注意状態、記憶状態の3状態が行動タスクの中で実現するように設定した。また、前年度ではコラム構造の反応性として皮質全層の反応を平均したものを用いたが、本研究では平均せずコラム内に存在する個々の神経活動を多変量データとして扱った。その結果、脳状態によらずコラム構造は維持されていることが明らかになった。また、コラムの刺激選択性に関してはコラム内の主要成分のみ考慮した場合、脳状態に応じた刺激選択性に変化はみられなかったが、それ以外の成分を考慮した場合、明瞭な脳状態依存性が確認された。今年度は脳を電気刺激する実験を計画していたが、コラム構造の脳状態依存性によって電気刺激方法を変えなければならない可能性が出てきたため、状態依存性の研究を優先したため。脳状態によって下側頭葉コラム構造刺激選択性が変化する可能性を前年度検証したところ、コラムの神経活動には状態依存性および非依存性の二成分が混在していることが明らかとなった。しかし、コラム反応の主要成分は状態非依存性成分であることから、コラム構造の刺激選択性の大部分は脳状態に大きく依存せず、コラム構造は維持されていることが示唆された。この結果を踏まえ、今年度は物体コラム構造を視覚刺激によってではなく、電気刺激を用いて強制的に活動させ、任意の物体情報を動物に認識させることを試みた。電気刺激は物体注視および遅延応答課題を混在させた行動タスクの遅延応答課題時にのみランダムに行った。刺激は最適物体刺激の同定されたコラム構造に対して印加され、ターゲット呈示期間、テスト呈示期間、両期間の3種の刺激条件に対する動物の応答が計測された。刺激に対する動物の応答は刺激コラムによっては無反応の場合も存在したが、半数以上のコラムで動物の反応が得られた。この結果は、電気刺激を用いて人為的に物体コラム構造を活動させることによって、動物に物体情報を送り込むという本研究の目的に適うものであるが、3種の刺激条件で動物の応答が異なっている場合が存在するなど、現状の電気刺激法では動物の応答が刺激コラムに依存するという問題点も同時に指摘するものとなった。下側頭葉において物体像情報は複数のコラム活動の組み合わせによって表現されていると考えられているが、本研究で活性化したコラム構造は一箇所であった。それゆえ、動物に認識された物体像はこちらが意図したものの一部を反映する別の物体像であった可能性が考えられ、その結果、動物の応答が安定しないという問題が発生したと思われる。

その結果、視覚刺激を提示する代わりにその刺激に選択性をもつコラム構造を電気刺激することによって遅延応答課題を遂行させることに成功した。動物に任意の情報を送ること自体は達成されていないが、研究手法や計測手法を概ね確立することができたため。コラムの構造の刺激選択性の大部分は脳状態に大きく依存しないことが判明したため、次年度はコラム構造を電気刺激し、物体情報を認識させる研究を行う。システム神経科学実験計画に記した通り複数コラムの同時電気刺激を実際に行い、動物に物体情報を認識させる最適刺激条件を探索する予定である。今年度は、電気刺激用特注電極を作成し、それを用いて電気刺激実験を行う予定であったが、これまでの結果から、当初予定していなかった脳状態依存性の検証を行う必要性が出てきたため、今後の電気刺激実験に備えて助成金の使用を控えたため。電極の改良費用の見積もりが当年度使用可能予算を超えていたため、次年度予算と合わせて使用するため助成金使用を控えた。電気刺激実験に伴う実験および解析器材に使用する予定である。改良電極および、多点電気刺激装置を購入する予定である。
パンの世界地図ー酵母と乳酸菌の遺伝子解析からみるパンの多様性ー

人々は紀元前から世界各地のパンを食している。「パンの欠片」中のSaccharomyces cerevisiaeの遺伝学的解析の可能性を探ることを目的とした。試料は、世界64ヶ国から1990年から2015年まで収集したパンの欠片907個であり、そこからDNAを抽出した。S. cerevisiaeの多型マイクロサテライト6領域を増幅し、アリル頻度のデータから近隣接合法により、系統樹を作成した。パン酵母の多型の変化は、1990年から現代までの時間的要素が大きく関わり、現代になるとS. cerevisiaeの多型が少なく画一的になっていた。焼く等の調理法に比べ、地理的要因が大きいことが明らかになった。世界各地で伝統的に作られているパン中の微生物は多種である。今回は、世界各地から採集した「パンの欠片」に存在するパン酵母と保存株Saccharomyces cerevisiaeとの遺伝学的解析の可能性を探ることを目的としている。パン欠片のS. cerevisiaの多型形系統樹から、調理加熱法(焼く、揚げる、蒸す)により異なるか?地理的な要因によるのか?パンの材料によるのか?または、人々の移住によるのか?探ることも行うこととした。方法:1)研究対象Saccharomycescerevisiaは、NBRCから食由来のものを入手した。パンの欠片は1990年代から現在まで世界各地から入手した200300欠片である。2)S.cerevisiae保存菌株、パン欠片からのDNeasyBlood & Tissue Kit(QIAGEN)を用い、微生物のDNA抽出を行った。3)S. cerevisiaeのマイクロサテライト6領域をPCR後、その産物の長さをDNAシークエンサーで測定した。4)マイクロサテライト6領域のアリル頻度のデータから近隣接合法により、系統樹を作成した。結果及び考察:1)S.cerevisiae保存菌株、市販・天然酵母、特に石窯で300°C近くで焼成したパンやパン欠片からのDNA抽出は可能であった。しかし炭化したものからはDNA抽出はできなかった。2)マイクロサテライト解析後、系統樹を作成した結果、日本の市販天然酵母と日本の酒酵母協会1号や7号は近い位置を示し、地理的要因が大きいことが明らかになった。3)世界中のパン欠片のアリル頻度の遺伝子型からアジア、ヨーロッパ、多型の少ない3つの系統樹を形成した。5)ヨーロッパグループに、ラオスやベトナムやガーナのパンが入っており、人々の動きも反映された。試料を増やし検証を続ける予定である人々は紀元前から世界各地のパンを食している。紀元前から世界各地に、多くの発酵食品が人々の生活を支えてきた。パンもその一つであり、パン中には多種類の微生物が存在し、小麦たんぱく質は大きく分解され、アルギー部分も減少していた。世界各地から収集しているパン欠片を用い、パン中の微生物の中でS.cerevisiaeの遺伝子解析を行うことを目的としている。研究試料は、パン酵母として保存されている菌株のみではなく、世界各国から約20年間にわたり、収集したパンの「かけら(約700種類)」対象とした。研究方法は、S.cerevisiae保存菌株、市販天然酵母および世界の「パン欠片」から、DNeasy Blood & Tissue Kit(QIAGEN)を用いて微生物のDNAを抽出した。S. cerevisiaeの多型の遺伝情報が報告されているマイクロサテライト12領域(実際には6領域)を増幅し、遺伝子型を決定した。アリル頻度のデータから近隣接合法により、系統樹を作成した結果、大きく3つの区分に分かれることが明らかになった。1)アジアやロシア(ユーラシア)は古くて多様性が高く、2)ヨーロッパとそこから伝播した各地域には統治されていた東アフリカおよびカンボジア、ベトナムのパンがこのグループに入っていた。試料数を増やし、検討を重ねる必要がある。3)ヨーロッパから世界各地域に伝播しているが、どの地域においても多様性が低く、同じ系統のものであった。地域環境からみた乾燥の麦地帯や温暖な米地帯などについて、また、焼く、揚げる、蒸す等の調理方法等についてはさらに考察する必要がある。紀元前から世界各地の人々はパンを食し、パン中の微生物は多種である。パンの発酵には、パン酵母Saccharomyces cerevisiaeが一般的に使われている。本研究は、世界各地から採集した「パンの欠片」に存在するS. cerevisiaeの遺伝学的解析の可能性を探ることを目的とした。研究試料は、世界64ヶ国から1990年から2015年まで収集したパンの「かけら(907種類)」とS. cerevisiae保存菌株、市販天然酵母である。研究方法は、1)パン微生物はライト染色液で染色し観察した。

2)世界の「パン欠片」、S. cerevisiae保存菌株および市販天然酵母からDNeasyBlood & Tissue Kit(QIAGEN)を用いてDNAを抽出した。3)S. cerevisiaeの多型マイクロサテライト6領域を増幅し、アリル頻度のデータから近隣接合法により、系統樹を作成した。世界のパン欠片には多様な形態の微生物が存在し、パン酵母単独の形態が少なかった。データ解析の結果、パン欠片からもDNA抽出が可能であり、生菌と同じ結果を得た。S. cerevisiaeの多型は、乾燥の麦地帯や温暖な米地帯等の地理的要因が大きく、三つのグループに分かれた。S. cerevisiaeの多型はアジア文化圏で大きく、ヨーロッパ文化圏と続き、三番目は世界共通となった。多型の変化は、1990年から現代までの時間的要素に大きく関わり、現代になるとS. cerevisiaeの多型が少なく画一的になっていた。蒸す、揚げる、オーブンや石窯で焼く等があるが、調理法に比べ、地理的要因が大きいことが明らかになった。米食文化圏のベトナムやカンボジアやイモ食文化圏のガーナのパン酵母S. cerevisiaeは、ヨーロッパ文化圏に属しており、ヨーロッパから自国の食文化を他地域に持ち込んだことが考えられる。照葉樹林帯の東南アジアを中心に伝統発酵食品のフィールド調査をおこなってきました。市場の様子、食材・料理や人々の暮らしの様子や本研究テーマの試料である世界のパンの写真を載せています。このホームページは科学研究費補助金経過報告書をもとに作っています。総合領域世界のパン欠片の収集及びDNA抽出は、順調に続けている。また、食由来のSaccharomyces cerevisiaは、NBRCから食由来のものを入手し生菌と欠片の死菌との比較を行うことができた。地理的な影響が明らかになっているので年代的な要因を入れてさらに検討する予定である。おおむね順調に進むもう一つの理由は、研究グループの協力体制が整っていることである。世界のパンの欠片の収集は、約800種。その中からDNA抽出できたものが200種。S.cerevisiaeの系統図は、順調に行っている。系統図の概略はできているが、試料数を増やし、より正確なものとする必要がある。世界のパン欠片による2年間の結果をふまえ、収集している試料を可能な限り多く分析する。分析の観点は以下の通りです。1)地理的考察(世界中の分布)2)時代の変化(1990年代、2000年代、2010年以降)3)調理法(焼く:オーブンやタンドール、蒸す:揚げる:等)5)地理的分布の中に民族の食等との関わりを深める。昨年に引き続き、パン中のパン酵母S. cerevisiaeは、1パンの欠片200試料からDNA抽出を行う。2パン酵母で多型が報告されているマイクロサテライト6領域を増幅し、遺伝子型を決定する。その結果をもとに系統樹を作成し、アリル頻度をもとに系統樹を作成する。