hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
齲蝕原因菌のグローバルレギュレーションシステムに関与する新規遺伝子制御機構の解明

ミュータンス菌(う蝕原因菌,以下SM)の環境適応に関してglobal gene regulationを介した遺伝制御に加え、デグラドゾームと呼ばれるmultiprotein complexの形成やsmall RNAsの関与について検討した。う蝕の原因菌の1つであるStreptococcus mutans(以下SM)は、バイオフィルムを形成し、その中で様々な環境ストレスに適応して生存し、う蝕の発症に関わっている。環境適応に際し、遺伝子発現レベルにおいて広範囲な制御が行われ、定常状態を呈していると考えられるが、その方法としてglobal gene regulationを介した遺伝制御に加え、degradosomeと呼ばれるmultiprotein complexの形成やsmall RNAsなどによる制御が行われている可能性がある。これらの関与について明らかにすることを目的としている。E.coliではdegradosome構成タンパクの1つであるenolaseはすでにcloningができ、pull down assay用のconstructの作成を行っており、scaffoldとなるRNaseに関してはターゲットとなりそうな遺伝子に関して論文より選択したRNasesJ1,J2のcloningを進めている。また、NrnAのホモログとしのcloningも検討している。一方、global gene regulatorの探索については、広く次世代シークエンサーを用いて探索を行う前にSMの菌体外多糖の形成ならびに細菌増殖を抑制することで齲蝕抑制が期待されているtriterpenoid compoundsによる環境ストレスについて検討した。triterpenoidcompounds存在下での増殖抑制状態で数種類の遺伝子に関してreal time PCRを行いRNA量を確認したところ、いくつかの遺伝子で増減が認められた。この環境ストレス適応に対して、すでにglobal geneとして報告されているCovRやRpoEが関与するかをまず明らかにするために、両者のcloningも始めている。それぞれの遺伝子に関してのcloningやconstruct作成に時間がかかっており、当初に予定していた解析まで至っていない。特に、global gene regulatorの探索については、当初まず、acid-stress, oxidative-stress, starvation-stress等のストレス状態で培養し次世代シークエンサーを用いてRNA発現量を調べることとしていたが、これ以前に、triterpenoid compoundsによる環境ストレスによる影響についてすでにglobal geneとして報告されているCovRやRpoEが関与しているかどうかについて明らかとすることとしたため全体的な流れ上、遅れとなっている。齲蝕原因菌の1つであるStreptococcus mutans(以下SM)は、バイオフィルムを形成し、その中で様々な環境ストレスに適応して生存し、齲蝕の発症に関わっている。これらの関与について明らかにすることを目的とした。E.coliではdegradosome構成タンパクの1つであるenolaseはすでにpull down assay用のconstructの作成を行い、scaffoldとなるRNaseに関してはターゲットとなりそうな遺伝子に関して論文より選択したRNasesJ1,J2のcloningを進めている。また、NrnAのホモログとしのcloningも進めている。一方、global gene regulatorの探索については、SMによる菌体外多糖である不溶性グルカンの形成ならびに細菌増殖を抑制することで齲蝕抑制が期待されているtriterpenoid compounds (オレアノール酸あるいはウルソール酸など)による環境ストレス下での遺伝子発現の増減の結果から、細菌の伝播・定着に関連の深いgtfsにターゲットを絞り、転写領域を含むコンストラクトを作成し、転写調節に係わる因子の探索の方向からも解析を開始した。global gene regulatorの探索については、triterpenoid compoundsによる環境ストレス下での変化に焦点を当てて研究を進めており、CovRやRpoE等の関与について明らかしつつあるが、acid-stress, oxidative-stress, starvation-stress等のストレス状態での探索は進んでいないことから全体的な流れ上、遅れとなっている。齲蝕原因菌の1つであるStreptococcus mutans(以下SM)は、バイオフィルムを形成し、その中で様々な環境ストレスに適応することにより齲蝕発症に関わっている。環境適応に際し、遺伝子発現レベルにおいて広範囲な制御が行われ、定常状態を呈していると考えられるが、その方法としてglobal gene regulationを介した遺伝制御に加え、degradosomeと呼ばれるmultiprotein complexの形成やsmall RNAsなどによる制御が行われている可能性があり,その関連性を解明することを目的とした。E.coliではdegradosome構成タンパクの1つであるenolaseのconstructの作成、ならびにscaffoldとなるRNaseに関してはターゲットとなる遺伝子として論文より選択したRNasesJ1,J2のcloning、constructを作成した。それぞれよりpull down assayを行い、multiprotein complexの形成について検討を行ったが結論を得るには追加検討が必要であった。一方、global gene regulatorの探索に際し、SMの菌体外多糖の形成ならびに細菌増殖を抑制することで齲蝕抑制が期待されるtriterpenoid compoundsによる環境ストレス下での遺伝子発現の増減について検討を行った。Global response regulatorのcovRを含め、菌体外多糖形成やquorum sensing関連遺伝子の発現に変化を認めた。また、小児とその家族の口腔内より分離された臨床株を用いて、酸性状態での遺伝子変化について検討を行った。非伝播株は伝播株とに比べ、菌体外多糖形成や耐酸性関連遺伝子の発現量の低減傾向が認められ、これらの遺伝子発現による環境適応力と伝播との関連性が示唆された。

ミュータンス菌(う蝕原因菌,以下SM)の環境適応に関してglobal gene regulationを介した遺伝制御に加え、デグラドゾームと呼ばれるmultiprotein complexの形成やsmall RNAsの関与について検討した。Degradosome構成タンパク質のenolaseやRNaseを軸にSMでの複合体を形成するタンパク質の探索を行う系を進め、Degradosomeの形成が行われているかどうかを明らかにする。一方、triterpenoid compoundsによる環境ストレスによる影響についてはすでに報告されているglobal geneに関して、これらによる制御が起こっているかどうかについて確認するとともに、SMをacid-stress, oxidative-stress, Starvation-stress条件下で培養し、コントロールと比較し、ストレス時に増減するRNA並びにタンパク質の探索を行い、環境適応に対する細菌内調節機序を明らかにする。Degradosome構成タンパク質のenolaseやRNaseを軸にSMでの複合体を形成するタンパク質の探索を行う系を引き続き進め、Degradosomeの形成が行われているかどうかを明らかにする。一方、triterpenoid compoundsによる環境ストレスによる影響についてはすでに報告されているglobal geneに関して、これらによる制御との関連性について確認するとともに、SMをacid-stress, oxidative-stress, Starvation-stress条件下で培養し、次世代シークエンスを用いて、ストレス時に増減するRNA発現量を調べると共に関連タンパク質の探索を行い、環境適応に対する細菌内調節機序の一端を明らかにしたい。小児歯科学注文した超純水器用の濾過カートリッジが予定していた金額よりも安価で購入できたため。
作用素論を用いた走化性方程式系の研究

2本の偏微分方程式の連立系である走化性方程式系の時間局所解の構成について考察した。特に、非線形半群理論を適用することを考えた。より広い初期値のクラスを扱えるようにするために、非線形半群理論をヒルベルト空間から回帰的バナッハ空間へ拡張して適用することを検討した。さらに、対象とする走化性方程式系も非線形拡散・感応性関数やロジスティック項を持つものに広げ、非線形半群理論の適用としてどれだけ拡張することができるかどうかを考察した。また、本研究を踏まえて、非線形半群理論に立ち返り抽象的な解の構成方法を再考察した。また、ロジスティック項を持つ走化性方程式系の時間大域可解性について考察した。ロジスティック項の減衰を表すパラメータの大きさによって時間大域存在・有限時刻爆発など解挙動が変わることが予想されているが、その臨界値は未解決である。そこで、本課題では臨界値を決定することを目標とした。ロジスティック項によってエネルギー構造が崩れてしまうため、通常のエネルギー評価を行うことができない。そこで、新しいアプリオリ評価方法の開発を行った。特に、テイラー展開に着想を得て新しいアプリオリ評価を導出したことによって、既存の研究より緩やかな条件を減衰パラメータに課した元で時間大域可解性を導出した。この結果と、単純化された走化性方程式系に対する既存の結果を組み合わせることで、導出したパラメータの臨界性を考察した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は,走化性方程式系を抽象的に定式化するにあたり,自然な空間やノルムの設定を見出すために方程式の解析及び走化性を記述する項を扱うための手法の開発・検討を行った.この一環として,放物・楕円型走化性方程式にロジスティック項を付け加えたモデルを考え走化性がどのように振舞うかを考察した.まず初めに,弱解の正則性の観点からアプローチを行った.これに関してはNavier-Stokes方程式において用いられてきた弱解の特異点集合のハウスドルフ外測度評価の方法を応用し,減衰を記述する項の係数に応じた特異点集合のHausdorff測度の上限評価に成功した.また,特異点のHausdorff次元が極限として0になる場合において爆発現象との間に起こる関係を見出した.これらは国際会議「Equadiff 2017」において口頭発表を行った.次に,エネルギー法の観点から解の存在条件の解析を行った.結果としてこれまで知られていた解の存在のための条件を改良することに成功した.これらの一環として,走化性項を扱うために有効な函数の分解方法及び評価手法を見出した.また,この結果は今後の研究を有効に進めるための指針として期待できる.これらの結果は研究集会「若手研究者による実解析と偏微分方程式」及び国際会議「Critical exponent and nonlinear evolution equations」,「International Workshop on Mathematical Analysis of Chemotaxis」における招待講演の中で報告した.また,これらの研究集会において研究内容を進展させるための研究交流を行った.本研究では,走化性方程式系の解の存在について本質的な構造を見出し定式化することを目的としており,平成29年度はその準備段階として走化性を記述する項がどのような振る舞いをするかを考察するため,ロジスティック項をつけた放物・楕円型走化性方程式系の大域解の存在について考察した.これについて,弱解の正則性の観点とエネルギー法の観点から有意義な結果を得ることができた.弱解の正則性の観点からの結果については,当該モデルにおける特異点集合のHausdorff測度の評価はこれまで行われておらず,有意義な結果である.また,エネルギー法の観点からの結果としては解の存在のための条件を改良することができ,この過程においてこれまで使われていたものとは別の新たな手法を考察した.この手法は今後の研究を進めるにあたり有効に働くと期待され,大きな進展である.また,ロジスティック項をつけた走化性方程式系自体も,多くの研究がある関心の高いモデルであり,方程式自体の性質の解明も高く望まれているため,今回得られた成果は有意義なものである.2本の偏微分方程式の連立系である走化性方程式系の時間局所解の構成について考察した。

この結果と、単純化された走化性方程式系に対する既存の結果を組み合わせることで、導出したパラメータの臨界性を考察した。本年度は研究初年度の結果を放物・放物型の場合に拡張することができるかを考える.また,エネルギー法において得られた結果と考察を元に自然な空間やノルム等を設定し抽象的な定式化を考える.必要であれば存在定理の改良も行う.また,そのための研究推進の方策として,国内の研究集会や国際会議において関連する分野の手法を広く学び,個人的な研究活動に加えて,国内外の走化性方程式に関連するテーマで研究しているグループとの研究情報の交換や議論を進めたい.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ツメガエル卵母細胞及び初期胚を用いたサイクリンBサブタイプの機能差の解明

サイクリンBはCdc2キナーゼと複合体を形成し、卵成熟/M期促進因子(MPF)として真核細胞のM期の進行に中心的な役割を果すが、脊椎動物においては、高度に保存された複数のサブタイプに分化している。ノックアウトマウスの実験から、サイクリンB1がMPFとして機能するB型サイクリンの原型であり、細胞内局在の異なるもののB1で代用可能なB2は重要でないとされている。しかし、脊椎動物以外のB型サイクリンの局在シグナルのアミノ酸配列は、サイクリンB1よりもむしろB2の方に相同性を示すことや、B2局在シグナルの過剰発現によりッメガエル卵母細胞の第一減数分裂の紡錘体形成が阻害されることなどから、B2の特異的機能が示唆される。そこで、申請者はサイクリンB2の機能を解明するべく、本研究を行った。サイクリンB2の局在シグナルが細胞内で局在性を示すか調べた所、局在シグナルの有無で細胞内局在が変わることが示された。しかし、局在シグナルの過剰発現は内在性サイクリンB2の細胞内局在を乱す傾向を示すものの、抗体の擬陽性反応のため、明確な結論に至っていない。そこで、確証を得るべく染色法の確立と抗体の精製を続け、早期に成果発表を行う予定である。更に、アンチセンスモルフォリノオリゴをツメガエル受精卵に注入し、初期卵割におけるサイクリンB2の発現を特異的に阻害した所、B1の発現周期が早くなると共に、卵割の進行が早くなり、紡錘体形成は正常なものの、不等分裂や非同調卵割が観察された。このことは、卵割期におけるMPF活性化の律速段階がB型サイクリンの集積量ではなく、サイクリンB2自体であることを示すと共に、B2の未知の分裂抑制的な制御機構が卵割期の同調的で規則正しい細胞周期を保証している可能性を示唆している。以上のことから、サイクリンB2にはB1とは異なる重要な機能があることが示唆され、更なる検証の必要性が示された。Cdc2キナーゼとサイクリンBの複合体である卵成熟/M期促進因子(MPF)は真核細胞の有糸分裂期(M期)の進行に中心的な役割を果す。脊椎動物において、サイクリンBは複数のサブタイプが存在することから、その機能分化が考えられる。ノックアウトマウスの実験から、サイクリンB1がMPFとして機能するB型サイクリンの原型であり、B1で代用可能なB2は重要でないとされ、サブタイプ間の機能分化の解明は進んでいない。しかし、脊椎動物以外のB型サイクリンの局在シグナルのアミノ酸配列は、サイクリンB1よりもむしろB2の方に相同性を示すことや、ツメガエル卵母細胞の第一減数分裂期の紡錘体形成にB2が必要であることから、B2に重要な機能があることが示唆される。そこで、我々はサイクリンB1、B2の機能差を解明するべく、本実験を行っている。サイクリンB2局在シグナルの過剰発現は、卵成熟の紡錘体形成を阻害することから、その局在の重要性が考えられる。そこで、B1には反応しない抗サイクリンB2抗体を作製し、ツメガエル卵母細胞における内在性B2の細胞内局在をパラフィン切片にて調べた。その結果、核膜周辺部に強い染色域があることが明らかとなったが、局在シグナルを過剰発現した際のその染色域の変化は不明確であったことから、より詳細な検討を続けている。また、サイクリンB2の紡錘体形成におけるモータータンパクの検討行った。その結果、二極性キネシンが紡錘体形成不全をやや改善する傾向を示した。この二極性キネシンは、パラフィン切片の免疫染色法では内在性サイクリンB2の局在域と重複するが、ウエスタンブロット法による活性化時間への影響については、明確な結果が得られなかったため、更なる検討を続けている。順調な研究の進展を報告すると共に、関係諸氏のご協力に心から感謝致します。更に、アンチセンス

モルフォリノオリゴをツメガエル受精卵に注入し、初期卵割におけるサイクリンB2の発現を特異的に阻害した所、B1の発現周期が早くなると共に、卵割の進行が早くなり、紡錘体形成は正常なものの、不等分裂や非同調卵割が観察された。このことは、卵割期におけるMPF活性化の律速段階がB型サイクリンの集積量ではなく、サイクリンB2自体であることを示すと共に、B2の未知の分裂抑制的な制御機構が卵割期の同調的で規則正しい細胞周期を保証している可能性を示唆している。以上のことから、サイクリンB2にはB1とは異なる重要な機能があることが示唆され、更なる検証の必要性が示された。
ホウ素によるベンザイン反応の位置制御法:含ホウ素高機能性分子の創製

平成24年度は研究実施計画に基づき、以下の2つの成果を得た。1.ベンザインと1,3-双極子分子との(3+2)環化付加反応は一挙にベンズアゾール化合物を合成することのできる極めて有用な反応であるが、Diels-Alder反応の時と同様に生成物の位置選択性は低かった。ホウ素置換ベンザインがDeils-Alder反応が高位置選択的に進行することがこれまでの研究で知られていたため、これらの反応ホウ素置換ベンザインを適用することで高位置選択的に多置換ベンズアゾール化合物を得ることができると考え研究を行った。改良を加えたホウ素置換ベンザイン前駆体は反応性の低い基質とも反応することができ、多様な1,3-双極子分子との(3+2)環化付加反応を可能とした。さらに得られた環化付加体のホウ素置換基に変換を行うことで生物活性化合物の位置異性体やトリアゾールアナログの合成も行った。2.アニリン誘導体は農薬や医薬品原料にも用いられるため、芳香環へのアミンの導入方法は重要な研究課題であった。芳香環ヘアミンを導入する方法としてベンザインへのアミンの求核付加反応が知られているが、アミンの付加する位置を制御することが困難であった。本研究では、ホウ素を保護した1,8-ジアミノナフタレン型のホウ素置換ベンザインに対してアミンを求核付加反応させることで高い選択性でオルト付加体を得ることができた。この結果はホウ素置換基の静電的な作用によってベンザインの三重結合の電荷が偏っているからと考えられる。得られた付加体のジアミノナフタレンは脱保護によって容易に除去でき、続いてカップリング反応等に適用することで多様な多置換アニリン誘導体の合成を行った。今後は溶媒効果やホウ素上の保護基を調節することでメタ選択的な反応へと応用し、両異性体を作り分けることのできる有用な手法となると期待される。最新の理論計算化学(Gaussian09)を用い、ケイ素及びホウ素置換ベンザインの位置選択性発現機構のメカニズムを解明することを目的とした。まず、基底状態のベンザイン及び反応剤の電子状況を調べることにより、化合物が本来持つ電子的性質を調べた。しかし、基底状態の電子状態だけでは選択性発現の原因を完全に明らかにすることはできなかった。そこで次に、syn体、anti体それぞれを形成する遷移状態を計算することで、各遷移状態のエネルギーを求め、そのエネルギー差を算出し、選択性の理論値を求めた。この遷移状態の構造を見ることで、通常電子的な相互作用によって選択性が考えられるDiels-Alder反応であるが、ベンザインを用いた場合には電子的効果及び立体的効果の両者が選択性を決定しており、ケイ素置換ベンザインでは立体効果が非常に強く表れるのに対し、ホウ素置換ベンザインでは電子的効果も強く表れることがわかった。このように、ケイ素及びホウ素置換ベンザインの選択性の原理を計算化学を用いることでおおよそ理解することができた。光学活性なジオールを用いることで、光学活性なホウ酸エステル部が置換したベンザインを発生させることができた。このベンザインと置換フランとのDiels-Alder反応を種々検討したところ、現時点ではジアステレオ選択性はほぼ1:1となった。一方で、光学活性な置換基を有するフランとの反応では、わずかながら選択性が発現した。ホウ素置換ベンザインとアミン類との求核付加反応を検討中に、ホウ素上の置換基を変えることで2通りの位置異性体の作り分けができることが分かった。すなわち、1,8-ジアミノナフタレンが結合したホウ酸部を有するベンザイン前駆体に高極性溶媒(HMPA)を用いるとオルト位に選択的に、ピリジンを溶媒に用いた際にはメタ位に選択的に付加した。得られた付加体のジアミノナフタレンは脱保護によって容易に除去でき、続いてカップリング反応等に適用することで多様な多置換

アニリン誘導体の合成を行った。今後は溶媒効果やホウ素上の保護基を調節することでメタ選択的な反応へと応用し、両異性体を作り分けることのできる有用な手法となると期待される。計算化学を用いてケイ素・ホウ素置換ベンザインの反応位置選択性発現機構を解明する目標に対しては、学会発表を行い、論文も投稿準備中であることから達成できたといえる。ジアステレオ選択的なDiels-Alder反応は十分には到達しなかったが、ジアステレオ選択性が表れたので今後の課題として行う。求核付加では当初の手法とは異なったが、オルト・メタ位置異性体の作り分けが可能となったので、おおむね目標は達成できた。理論計算においては成果をすでに国内外の学会で発表しており、近日論文に投稿予定である。また、ジアステレオ選択的なDiels-Alder反応においてはホウ素上の置換基とフランの置換基の組み合わせ(double asymmetric induction)によってDiels-Alder反応における選択性の向上を検討する。ホウ素置換ベンザインへのアミン類の求核付加に関しては、この反応の一般性、並びに選択性逆転の機構を明らかにする。さらに、ホウ素置換基の正の誘起効果とホウ素の空軌道への配位の有無などによって、反応位置を制御し、両位置異性体の作り分けを行う研究を継続して行う。
視線処理の神経基盤：自己顔視線手がかり課題の脳画像研究

他者の視線移動の知覚処理には身体運動処理と社会情報処理のレベルが存在するが、その処理領域については解明されていない。自己顔視線手がかり課題は、自己顔による標的検出抑制と視線手がかりによる検出促進を指標に、身体運動レベルと社会情報レベルの視線移動処理過程研究を可能にする。本研究では機能的MRIを用いてこれらの処理神経基盤を同定し、領域間の情報の流れを解明するとともに、標的検出抑制をもたらす自己顔の認知的特徴・処理過程について、認知科学・臨床的な検討を行う事を目指した。その成果は顔認知の動的社会情報処理の知見に重要なアップデートをもたらすと期待された。平成23年度に、自己顔視線手がかり課題を機能的MRI実験に実装するための課題改良と装置の準備を行い、平成24年度はこれを用いて脳活動計測実験を行った。その結果、本研究課題に関する今後の重要な技術的課題が明らかとなった。本研究計画では先行研究に従って視線処理の神経基盤を前頭前野内側、側頭極、上側頭溝後部皮質と想定し、これらの領域の脳活動が自己顔認知に受ける影響を精査する計画であった。しかし、実際にはこれらの領域の賦活は全く観測されなかった。この結果に基づいて、同様の課題を用いた先行研究を再び注意深くレビューすると、目立たないながら数多くの全く異なる結果やネガティヴ結果が報告されている事が明らかとなった。視線課題は社会情報処理の神経基盤を同定する基準的な課題と目されている状況に鑑み、この事実は重要な意味を持ち、今後の検討が重要である。また、自己顔認知と社会情報処理の関連に関する全く新しい知見も得られた。自己顔認知時の右上頭頂小葉後部の活動が、他者との関係性に関する社会認識と負の相関を持つ事が明らかとなった。その解釈として、身体的自己認知と社会的認識に共通する抑制性の処理が推測されるが、その妥当性の検証は今後の課題である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では機能的MRIを用いてこれらの処理神経基盤を同定し、領域間の情報の流れを解明するとともに、標的検出抑制をもたらす自己顔の認知的特徴・処理過程について、認知科学・臨床的な検討を行う。その成果は顔認知の動的社会情報処理の知見に重要なアップデートをもたらすと期待される。平成23年度は、自己顔視線手がかり課題を機能的MRI実験に実装するための課題改良と装置の準備を行った。実験に静止画を用いるとその時の被験者の顔の状態(表情等)と微妙に異なるため、視線変化前から身体運動レベルでの干渉が起きている可能性がある。また、標的提示位置の最適化も課題である。2つの問題を解決するために、提示する自己顔を被験者の疑似鏡像とし、標的を鏡と被験者の中間の距離で自己鏡像も標的を見るように位置を調節した。この目的で、MRIスキャナーの内部の被験者に疑似鏡像を提示する現有するシステムに、2つの位置調整可能なLEDを用いた光標的提示装置を導入し、その設定・調節と課題最適化のための予備行動実験を行った。また、課題・装置の最適化のために、標的検出抑制をもたらす自己顔の認知的特徴・処理過程について、認知科学・臨床的な検討を行い、どのような因子が抑制をもたらすのか検討した。その結果、インターフェースや様々な文脈が影響を及ぼすことが明らかとなり、その統制手段について、平成24年度の機能的MRI実験に向けて検討を行っている。

その解釈として、身体的自己認知と社会的認識に共通する抑制性の処理が推測されるが、その妥当性の検証は今後の課題である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に予定していた自己顔視線手がかり課題を機能的MRI実験に実装するための課題改良と装置の準備、及び課題・装置の最適化のために、標的検出抑制をもたらす自己顔の認知的特徴・処理過程について、認知科学・臨床的な検討がほぼ予定通り完了した。平成24年度は、自己顔視線手がかり課題を機能的MRI実験に実装するための装置を完成させ、課題制御プログラムを作成する。これを用いて30名程度の健常大学生被験者を対象に機能的MRIの実験を行う。脳活動データを解析し、成果の発表を行う。
西南太平洋地域のマラリアと関連血液異常の研究調査

西南太平洋地域として今年度はソロモン諸島のみに調査を実施した。ソロモン諸島は政権の交代があり、研究所所長の交代もなされたので、当初の予定どうりに実施するには、困難があった。そのため、まず研究代表者を調査地域・方法などについて改めて打ち合わせ・調整するために短期派遣した。幸いに合意が得られ引きつずいて派遣が可能となり、予定の計画が実行された。ガダルカナル島の東部村落のいくつかが調査の対象として決まり、一部学校も加えられた。疫学的には大変に激しいマラリア流行が検出され、全ての人が感染するとされるholoendemicな状況が見られていたが、クロロキンのみを治療に用いた村落では流行があまり低下する事なく、血液中の原虫血症は半分の人々に検出された。プリマキンや殺虫剤を浸積した蚊帳を導入した村落では20%程度に低下が見らえた。媒介蚊のAnppheles farautiのマラリア媒介の能力(vectorial capacity)が高いことが伺われた。血液の疾患であるマラリアの貧血は重要な症状であるが、それに関連する血色素の量とその異常について調べた。186例で約12%に異常血色素が検出され、3種のタイプであることが判明した。異常ペプチドを単離しアミノ酸配列分析により、タイプを決定した。サラセミア症の存在も認められた。脳性マラリアは最も重要なタイプであるが、これに関連するTNFa遺伝子プロモーター領域の多型性を検討しTNF1とTNF2を調べた。ソロモンにはTNF2 alleleが住民に存在しない事が分かった。マラリア原虫(P.yoeli)由来の好中球遊走因子(PyNCF)について流行地の住民の抗体を調べたところ日本人よりも高い価を示した。マラリアの流行の分布と地理学的景観の関係について衛星画像、現地観察等により検討を加え、マラリア流行の可能性の予測などに利用する基礎成績を得た。マラリアの感染は媒介蚊の生態と人間の生態の上での接点で発生する。媒介蚊の生態については今まで昆虫生態学者が多くの研究成果を発表しているが、人間のマラリアに関わる生態については、十分明らかにされてはいない。今回人類生態学の手法によりガダルカナル島村落の現場で調査がなされた。成果については分析を進めている。パプアニューギニア国へ分担者川端真人教授が調査に派遣され、マヌス島でマラリアの血液検査を行い、臨床病理学的検討を加えた。オーストラリア、ソロモン諸島へ石井明代表他3名が派遣された。オーストラリア国ブリスベン市のクイーンズランド大学医学研究所ではマラリア研究者とセミナー方式で情報、意見交換を行った。ソロモン諸島では医学研究所、中央病院と研究協力を行い、ガダルカナル島東北部の3村落においてマラリア疫学調査を実施した。血液厚層、薄層標本だけでなく、蛍光染色法、口紙採血によるDNA診断も試みた。G6PD欠損の有無も検査した。同意の得られた例で採血し、血液学的、免疫学的検査、分析を進めている。2村落では原虫陽性者に対しクロロキン投与だけでなく、生殖母体を攻専するプリマキンを加えてマラリアの伝播を阻止することを目標とした。

1村落では更にソロモン政府の方針に添って殺虫剤を浸漬した蚊帖を配布し、治療との組合せ効果を調べた。これら村落のマラリア流行の度合いは大変に高く、原虫陽性率は70-80%に及び、その内熱帯熱マラリアが50-80%と占める。これは住民全てマラリアに感染するとされるholoendemic状態にある事を示している。治療后も再感染が多く原虫陽性率が元に戻ってしまう。Dutty,Gerhich血液型に特別な所見はみられず、ovalodytosiaに軽度のものがあったのみである。G6PD欠損は10%内外と比較的多く、プリアキン服用の中止を助言した。更に詳しい血液学的、免疫学的分析は進行中である。クインズランド大医学研究者Rzepczyk博士が来日し、研究班会議、熱帯医学会などで情報・意見交換を行った。
開口分泌に伴う細胞骨格構造変化のCa^<2+>・リン脂質による制御機構

アクチンフィラメントをCa^<2+>依存性に切断するadseverinは分泌を主たる機能とする細胞に特異的に存在しPlP_2等のリン脂質により活性が制御される。この蛋白質は刺激に伴うアクチンフィラメントの構造変化を引き起こし、開口分泌において細胞膜と顆粒膜の融合を調節する制御因子であると考えられる。その生理的役割の検討のためセンスRNAの発現、アンチセンスオリゴDNAにより分泌能を持った株化細胞におけるadseverinの存在量を制御しそれによる分泌量・時間経過の変化を検討することを計画した。まず我々のクローニングしたウシ副腎髄質由来のadseverinの全長のcDNAを真核細胞発現用のベクターに組み換えadseverin蛋白質を過剰発現させることを試みた。ラット好塩基球性白血病細胞由来の株化細胞でヒスタミン分泌能を持つRBL細胞に各種のプロモーターを持つadseverin発現ベクターをトランスフェクションし安定発現クローンを得た。抗adseverin抗体を用いて蛋白質の発現量を検討したところ、サイトメガロウイルス、ラウス肉腫ウイルス、メタロチオネイン、betaアクチンのプロモーターを用いたものすべてにおいて発現量が低くadseverinの過剰発現は成功しなかった。そのため使用する細胞をラット褐色細胞腫由来の株化細胞であるPC12h細胞に変更し同様の過剰発現を試みた。PC12h細胞の場合にはbetaアクチンプロモーターによりかなりの発現が認められるクローンが得られたため、現在蛋白質の発現量とアセチルコリンによるカテコールアミン分泌量及び時間経過の変化の関係について検討中である。コントロールの細胞において1分以内に終了する分泌反応がadseverin高発現の細胞においては2分程度まで持続する結果が得られており、adseverin及びアクチンフィラメントが開口分泌の際の融合可能な顆粒の数を調節している可能性が考えられた。
明治日本における小学校教員の教育研究の制度化に関する研究

本研究の目的は、明治日本における小学校教員の教育研究の制度化過程を明らかにすることである。本研究の研究課題は、明治期における教員養成政策・制度や教師論、教職生活の実態などを踏まえながら、1教師の教育研究の意義に関する当時のとらえ方の分析、2師範学校・教育会を舞台にした教育研究の組織化・制度化過程の分析、3教育研究の制度化後の展開に関する実態・課題の分析という三つの研究課題を設定している。平成30年度は、明治3040年代における制度化された教育研究の展開について研究した。明治40年代の教育学書(小西重直や吉田熊次、沢柳政太郎など)や中央教育雑誌の『教育学術界』、『小学校』、『日本之小学教師』、地方教育会雑誌の『因伯教育』、『私立後月郡教育会報告書』などを分析して、教育研究についての論説や記事における小学校教員の教育研究の位置づけについて研究した。具体的には、明治3040年代の鳥取県で教育研究の成果発表の場として制度化され始めていた教育品展覧会について、その教育研究上の意義を研究した。また、18801900年代における教育学の科学化の文脈を踏まえて教員の教育研究の位置づけについて整理し、通史的な研究を進めた。さらに、18901910年代の岡山県後月郡教育会における教育研究について、その実態と意義について研究した。研究成果としては、3つの研究論文をまとめた。第1に、鳥取県の事例研究は、中国四国教育学会紀要掲載の学術論文としてまとめた。第2に、教育学書・中央教育雑誌などの研究は、教員養成と教育学に関する研究会において口頭発表した。その成果は、令和元年秋に発行される共著において掲載されて発表される予定である。第3に、岡山県後月郡の事例研究は、教育情報回路研究会において口頭発表した。その成果は、令和元年5月に報告書に掲載されて公表される予定である。平成28年度には2つの研究課題に取り組んだ。第1に、中央教育雑誌の『教育学術界』(教育学術研究会編)に所収された教師論について、明治30年代のものを分析した。その結果、教育学術研究会が、大瀬甚太郎の教育学構想に大きな影響を受けて、教師に教育学術研究を推奨していたことを明らかにした。また、大瀬は、科学としての教育学を成立させるために、モイマンの実験教育学説を参照しながら、教育学者の研究だけでなく、現場の小学校教師の研究を重視した。大瀬は、『教育学術界』や教育学術研究会の活動を通して、教師たちから研究姿勢や研究成果を引き出そうとした。このように、平成28年度においては、小学校教師の教育研究が、科学化を目指す教育学の立場から奨励されていたことを明らかにした。この研究成果は、11月に教育史学会に投稿し、現在審査中である。第2に、明治30年代の教育書を中心に検討して、小学校教師論における教育研究の位置づけを分析した。中でも、明治3638年に出版された教育学術研究会編『教育辞書』に注目し、「研究」概念がどのように用いられているか研究した。『教育辞書』における教育の「研究」は、教育学の科学としての独立を目指した研究であった。研究方法には発見・叙述にわたる方法が詳述されていたが、教育学の立場では観察が重視された。また、現場教師を研究の担い手に加え、研究資料に視察報告書や指導案などをも含むような研究が論じられていた。このように、明治30年代後半の教育学において教師の教育研究が具体的な資料論を含む形で論じられていたことについて、平成28年度には明らかにした。この研究成果は、平成29年3月に発行された中国四国教育学会編『教育学研究紀要』第62巻で活字化した。平成28年度においては、明治30年代の中央教育雑誌における教師論と教育書における教師論とを分析して、小学校教員の教育研究に関する構想を明らかにすることが課題であった。そして実際に、『教育学術界』と『教育辞書』の分析を行い、学術論文にできる十分な研究結果を得られた。そのため、研究はおおむね順調に進展している。平成29年度は、明治30年代における教育研究の組織化過程を解明することをテーマとして、明治30年代の地方教育雑誌や刊行物における小学校教師論や師範学校・教育会の教育研究活動の分析を行った。具体的には、『東京府教育会雑誌』や『鳥取県教育雑誌』、『因伯教育』、『後月郡教育会報告書』、そして『鳥取県師範学校一覧』や鳥取県公文書館所蔵の学校文書などをもちいて、小学校教師のあり方に関する史料や師範学校・教育会で報告された教育研究の事例や組織に関する史料を研究した。また、教育雑誌『教育学術界』の分析も昨年度と継続して行った。研究成果としては、4つの研究論文をまとめて公開した。第1に、『教育学術界』や『因伯教育』などの研究は、教育史学会紀要『日本の教育史学』掲載の学術論文としてまとめた。

第2に、『東京府教育会雑誌』による研究は、不二出版発行の『東京府教育会雑誌』の解説論文としてまとめた。第3に、『鳥取県教育雑誌』等の鳥取県内の史料による研究は、鳥取県『鳥取県史』資料編・近代7(2018年3月)の掲載史料を選定することと同時に、その成果を教育関係史料の解説論文としてまとめた。第4に、東京府や鳥取県の史料を研究し、中国四国教育学会紀要掲載の学術論文としてまとめた。また、『後月郡教育会報告書』の分析は、論文としてまとまらなかったので、次年度に継続して研究を進めることとしている。平成29年度の研究課題はおおむね達成できたと考えるため。地方教育雑誌や刊行物を分析することを通して、明治30年代における小学校教師論や師範学校・教育会の教育研究について研究し、徐々に教育研究の制度化過程の実態が明らかになってきている。まず、『日本の教育史学』掲載の論文では、大瀬甚太郎の教育学説や研究会活動を通して、教育学アカデミズムにおける小学校教員を含めた教育研究の制度化過程を明らかにした。大瀬は、モイマンの実験教育学から発想して、教師が教育研究を行うことの意義を大いに認め、小学校教員を研究者として位置づけて教育学術研究会を結成したことがわかった。第2に、『東京府教育会雑誌』解説では、東京府教育会が普通教育擁護・推進のために教育研究を演説討論に限らない形で進めるために結成されたことを明らかにし、明治20年代後半の教育研究組織の多様化の中で雑誌編集方針を転換していた可能性について言及した。第3に、『鳥取県史』掲載の解説では、明治10年代以降の教員講習や教育会組織の整備に始まり、明治30年代以降の教育研究論の勃興や、明治40年代以降の学校における教育研究体制の整備状況について明らかにした。第4に、中国四国教育学会紀要掲載の論文では、東京府と鳥取県における明治20年代以降の授業批評会の状況について明らかにし、官民両方からのアプローチによって授業を批評して教育を研究する組織が成立・運営していたことを明らかにした。本年度では、予定した一部の史料の分析ができなかったが、かなりの数の史料の分析を進めることができた。研究成果は4本の研究論文としてまとまっており、十分な結果をあげることができたと考える。本研究の目的は、明治日本における小学校教員の教育研究の制度化過程を明らかにすることである。本研究の研究課題は、明治期における教員養成政策・制度や教師論、教職生活の実態などを踏まえながら、1教師の教育研究の意義に関する当時のとらえ方の分析、2師範学校・教育会を舞台にした教育研究の組織化・制度化過程の分析、3教育研究の制度化後の展開に関する実態・課題の分析という三つの研究課題を設定している。平成30年度は、明治3040年代における制度化された教育研究の展開について研究した。明治40年代の教育学書(小西重直や吉田熊次、沢柳政太郎など)や中央教育雑誌の『教育学術界』、『小学校』、『日本之小学教師』、地方教育会雑誌の『因伯教育』、『私立後月郡教育会報告書』などを分析して、教育研究についての論説や記事における小学校教員の教育研究の位置づけについて研究した。具体的には、明治3040年代の鳥取県で教育研究の成果発表の場として制度化され始めていた教育品展覧会について、その教育研究上の意義を研究した。また、18801900年代における教育学の科学化の文脈を踏まえて教員の教育研究の位置づけについて整理し、通史的な研究を進めた。
インスリン抵抗性におけるO結合型Nアセチルグルコサミン(O-GlcNAc)の関与

本研究では、蛋白質セリン/スレオニン部位でリン酸化と競合する糖鎖として注目される0結合型Nアセチルグルコミンサン(O-GlcNAc)のインスリン抵抗性における意義を検討した。高血糖状態がO-GlcNAc transferase(OGT)活性を上昇させ、タンパク質リン酸化におけるセリン/スレオニン部位がO-GlcNAcによって占められることが知られており、この反応を触媒する酵素がOGTである。もし高血糖によってOGTが活性化されインスリンシグナル伝達に関わる分子のO-GlcNAc化が亢進するならばインスリン抵抗性が生じる可能性がある。そこで、以下の検討を行った。(1)脂肪細胞に分化させた3T3-L1細胞を用い、インスリンをIRに結合した後、IRβサブユニット、IR基質1(IRS-1)、IRS-2、IRS-3、PI-3キナーゼの免疫沈降を行い、小麦胚芽レクチンによるブロッティングのよりO-GlcNAc化を検出した。その結果、IRβサプユニット、ISR-1に軽度のO-GlcNAc化を認めたがIRS-2、IRS-3、PI-3にはO-GlcNAc化は見られなかった。(2)3T3-L1、肝癌細胞株HepG2にOGTcDNAをトランスフェクションし、OGT過剰発現によってリン酸化の変化を観察した。OGT過剰発現によりIRS-1のリン酸化はコントロールに比較して経度減少した。IRS-2のリン酸化はコントロールと比較して変化は見られなかった。糖尿病状態でのO-GlcNAc化を調べるため、(3)高グルコース(16.5mM)下で各分子のO-GlcNAc化の有無を調べた。IRβサブユニット、IRS-1ではO-GlcNAc化が見られたが、IRS-2、IRS-3、PI-3では明らかでなかった。以上より、O-GlcNAcがインスリン抵抗性において何らかの役割を演じている可能性が示唆された。
画像処理に用いられる調和写像流の離散系

調和写像流はユークリッド空間に埋め込まれた多様体に像が含まれる(つまり束縛条件の)ディリクレエネルギーの臨界点として定義される。その様な写像をつくるために、このディリクレエネルギーの勾配案を考える。この解を調和写像流という。ディリクレエネルギーの代わりに全変動を考えたものを全変動流という。このモデルは画像処理で輪郭を保ちながらノイズを除去する上で、優れているため、しばしば用いられる。しかし、束縛条件がない場合であっても拡散が特定の面について非常に強い非局所的な要素を持つ特異拡散方程式であり、その方程式の解の定義も自明ではないため、解の性質等の解明が難しい。本研究では全変動流方程式を近似する離散系である常微分方程式を提案し、ある程度の成功を収めた。今年度は問題の原点に戻り、束縛条件のない場合の全変動流について、数値実験を行い医療画像について十分効果がある事を確認した。普通のガウスフィルターに比べ、残るべき輪郭が明確になっているなど、全変動流を用いるメリットがこの場合にも再確認された。一方、周期構造のような構造はこの種の空間について一様な方程式では保存されることがよく知られているが、概周期構造となるとよくわからなかった。この点を明らかにするため、流体力学の方程式など、様々な方程式について概周期構造が保たれる事を証明した。これらは計画を立てた時点では予定していなかったが、重要なトピックだと思われるので研究した。全変動エネルギーとする勾配系(全変動流)は非線形拡散方程式ではあるがその拡散が傾きゼロの面に非常に強くその効果が非局所的になるだけではなく、等高面に垂直方向で拡散が退化しているという特徴がある。このような性質をもつために数学解析を行う上では方程式の解の概念そのものをどのように定義するかが既に問題になる。一方、画像処理の分野では、この種の方程式は他の拡散型方程式による画像の整形に比べて輪郭をこわさないという利点があるので数値計算はよくされている。本研究計画では特にベクトル値関数で値がある多様体に束縛されているものについての全変動流についてその数値計算で有効と思われる離散系を詳しく数学解析することによりその初期値問題の可解性が一般にはほとんどわかっていないもとの問題の解の挙動を調べる。多様体値の全変動流はよく研究されている調和写像流の一般化とも考えられるが従来手が付けられなかった分野である。この方程式の解の挙動を知るために区分的定ベクトル関数からなる関数空間で問題を離散化することに、有限要素法的な考えでも自然ではある。しかし、その離散問題の解のさまざまな挙動や、その近似極限と元の問題の関係等は束縛条件付全変動流(1-調和写像流)については全く不明であった。本年度はまず、離散勾配系のモデルを確立し、その解の存在を近似問題の常微分方程式系の時間大域解のアプリオリ評価を作ることによって証明した。調和写像流はユークリッド空間に埋め込まれた多様体に像が含まれるディリクレエネルギーの臨界点として定義される。そのような写像をつくるために、このディリクレエネルギーの勾配系を考える。ディリクレエネルギーの代わりに写像の全変動を考えたものを全変動流という。このモデルは画像処理で輪郭を保ちながらノイズを除去する上で優れているため、しばしば用いられるが、その解析的性質はまだ十分解明されているとはいえない状況である。本研究では全変動流方程式を近似する離散系である常微分方程式系を提案した。その近似法は有限要素法とも異なり、区分的な定数である写像を考えるものである。このように解釈しても、なお方程式は解の勾配がゼロのところで不確定性を持つ。この特異性は平均曲率流方程式の等高面方程式の解の勾配がゼロになるところの特異性に比べて強いのである。従って、離散系といえども、解の勾配がゼロとなる部分での変形速度をどう定義するか、必ずしも自明ではない。本研究では、境界条件ディリクレ型の場合とノイマン型の場合、それぞれに対して離散系の解の存在を特異性のゆるめた近似離散系の解の極限として示した。ディリクレの場合も、ノイマンの場合もエネルギー汎関数と、その劣微分の扱いが鍵になる。別の問題で用意したエネルギーの近似定理により、もとの離散系の解の存在が示される。但し、解の一意性は不明である。この離散系の近似能力を上げることにより、もとの全変動流方程式の解が構成できるかは今後の課題である。また、離散系についても区分的定数写像の不連続性が時間と共にその量を減らしていくのかどうかも、まだ未知である。

普通のガウスフィルターに比べ、残るべき輪郭が明確になっているなど、全変動流を用いるメリットがこの場合にも再確認された。一方、周期構造のような構造はこの種の空間について一様な方程式では保存されることがよく知られているが、概周期構造となるとよくわからなかった。この点を明らかにするため、流体力学の方程式など、様々な方程式について概周期構造が保たれる事を証明した。これらは計画を立てた時点では予定していなかったが、重要なトピックだと思われるので研究した。
ルーメン内における水素生成微生物および水素利用微生物の分子生態学的解析

ルーメン内容物から抽出した環境DNAから、機能遺伝子(mcrA;メタン生成菌、fhs;還元的酢酸生成菌:以上水素利用微生物、hyd;水素生成菌)のクローンライブラリーを構築した。全てのライブラリーから多くの未知配列を含め多様な配列が得られた。本研究に供したウシとヒツジでは種構成が異なると考えられた。ルーメン内のhyd配列の多様性について明らかにしたのは本研究が初めてである。反すう動物のルーメンからは大量のメタンが排出されており、温暖化ガスの発生源として無視できない。本研究はルーメンに生息する水素生成微生物およびメタン生成菌と競合する水素利用細菌の多様性・動態・代謝活性を分子生態学的手法により把握し、各微生物群の相互作用を理解することを目的として行う。得られた情報から微生物の代謝を制御手段の開発につなげ、ルーメンからのメタン排出抑制を実現することにある。本課題はその礎となるものである。本年度はヒツジおよびウシルーメン内容物中の水素生成微生物および水素利用微生物の多様性の解析を行った。ヒツジ4頭およびウシ2頭から採取したルーメン液から環境DNAを抽出した。それをテンプレートとして各種水素利用微生物および水素生成微生物に特異的なプライマーを用いて機能遺伝子(mcrA、fhs、frdA;以上水素利用微生物、hyd;水素生成微生物)断片を増幅し、クローンライブラリーを構築した。ウシおよびヒツジから得られたfhsおよびmcrAライブラリーの解析から、多様な配列が得られた。また、ウシとヒツジでは異なる種構成を持つと考えられた。fhsおよびmcrAとも未知配列が得られた。ヒツジルーメンのhydのライブラリーから既知のhyd配列と相同性の低い未知配列が多数得られた。これらの結果はルーメン内に多数の未知微生物が生息することを示す。ウシhyd,ウシおよびヒツジfrdAについては現在解析中である。本課題はそめ礎となるものである。本年度は、ルーメン液のインビトロ培養におけるメタン生成菌の動態を解析した。本試験では対照区、ポジティブコントロールとしてメタン生成阻害剤であるプロモエタンスルホン酸(BES)添加区、メタン生成抑制効果が報告されている米ヌカ添加区を設け、インビトロ培養でメタン生成、短鎖脂肪酸濃度および組成、メタン生成菌数の定量を行った。BES添加区ではメタン生成は完全に抑制された。また、米ヌカを基質に対して10%の割合で添加したとき、メタン生成が抑制された。米ヌカの添加量が5%および15%ではメタン生成は抑制されなかった。短鎖脂肪酸濃度に処理区間の差はなかったが、10%米ヌカ添加区ではプロピオン酸割合の減少と酪酸割合の増加が観察された。10%米ヌカ添加区におけるメタン生成菌数は対照区に比べて2/3に減少した(p<0.05)。BES添加区においてもメタン生成菌数は1/2に減少したが(p<0.05)。どちらの処理区においてもメタン生成菌数が大きく減少することはなかった。ルーメン内で、メタン生成菌はルーメン液中で自由生活をしているものと水素生成微生物と付着しているものに分けることができる。しかしながら、水素生成微生物と付着しているメタン生成菌の種類については不明な点が多い。水素生成微生物の嫌気性真菌は、メタン生成菌が付着している。本研究では、嫌気性真菌に付着したメタン生成菌の種類について調査を行った。ウシルーメン内容物から嫌気性真菌をメタン生成菌が付着した状態で分離し、その培養液のDNAから、mcrAクローンライブラリーを構築し、塩基配列を解読した。また、同じ個体からルーメン液のDNAからmcrAクローンライブラリーを構築し、塩基配列を解読した。これらのライブラリーを比較し、両サンプル間に違いについて検討した。ルーメン液ライブラリーではMethanobrevibacter ruminantiumに近縁の配列が70%を占めた。

一方、嫌気性真菌ライブラリーではMethanomicrobium mobileに近縁の配列が70%を占めた。このことから、メタン生成菌の種類は、ルーメン液と嫌気性真菌に付着しているものとでは異なる事が示唆された。また、嫌気性真菌ライブラリーには未知のメタン生成菌の配列が含まれていたため、分離を試みたが成功しなかった。今後分離方法を改善することで、新奇メタン生成菌の分離が期待できる。研究計画に示した実験内容についてはほぼ予定通り実施していることから、研究はおおむね順調に進んでいると思われる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も当初の計画通り推進していく予定である。