hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱電用電力変換回路の定性的性質の解明と最大電力整合

(1)の分岐現象の解析・分岐構造の解明については、熱電池を接続したDC-DCコンバータの解軌道をクロック周期毎に離散化した離散写像をベースに、参照電流値またはスイッチング周波数を分岐パラメータとした1次元および2次元分岐図を計算し、本回路に生じる分岐現象と分岐構造を調査した。得られた研究成果は、当該年度中に国際会議にて発表済みであり、現在は継続的に学術論文への成果発表準備段階にあり、当初目標を達成したと考えている。(2)の熱電回路に適用可能な安定性解析手法の構築については、解軌道の摂動に注目したモノドロミ行列を用いた安定性解析手法を構築し、学術論文にて得られた成果を報告した。本手法は回路方程式が常微分方程式で記述することができない場合についても回路の安定性を解析可能な汎用的手法であるため、熱電池を接続したDC-DCコンバータにも十分適用可能な安定性解析手法であり、当初目標は達成されたと考える。2018年度の取り組みを経て、熱電池を接続した電流制御DC-DCコンバータの分岐構造が明らかになり、熱電池から最大電力を得るための最適な参照電流値とスイッチング周波数が推定できるようになった。これらの2018年度に得られた研究成果を、国際会議または学術論文にて報告する。他方、熱源の温度変化に伴い、熱電池の出力電力は変化するため、これに合わせて参照電流値の最適値は、適宜更新する必要がある。したがって、2019年度は熱電池から最大電力を取り出すための最大電力整合アルゴリズムを提案・実装する。本手法は、出力電力算出ステップ、回路動作安定化ステップ、出力電力調整ステップからなる。本手法を計算機実装し、有効性を確認することを達成目標に設定する。また、本取り組みにおいて有用な成果が得られた場合には国際会議または学術論文における成果発表を行うこととする。当該年度は、研究代表者が学内業務等の理由で国内外の会議への参加日程の確保ができず、代わりに本研究課題の遂行に実質的にも関わった学生を中心に得られた研究成果を発表した。このため、会議参加費や旅費等で当初予定した金額を下回り、次年度使用額が生じた。研究取り組み最終年度となる2019年度は、積極的に得られた研究成果を発表することを予定しているため、次年度使用額は会議参加費や旅費等にあてる計画である。
樹皮液化物の利用法の開発に関する研究

1.フェノールを用いた樹皮液化法の検討スギ樹皮とフェノールを硫酸触媒下,200°C,250°Cの各温度で液化した.200°Cでの反応では,15分から30分の反応時間で徐々に可溶化率が上昇することが示され、60分の反応で90%の可溶化率が得られたが,90分間の反応では60分間の反応と比較して可溶化率が低下した.これにより、グリコール・バイサルファイト法の液化反応でも観察された可溶化物同士の縮合が,フェノール液化においても生じていることが示された.250°Cでの反応では,15分の反応時間で90%近くの可溶化率が得られ60分の反応では93%の可溶化率が得られた.また.200°Cでの反応で観察された90分以上での可溶化率の低下は観察されなかった。この結果より,フェノール溶媒による樹皮液化は,200°Cと250°Cで樹皮成分の分解挙動が異なり,200°Cでは過溶媒分解反応が緩で,分解物の低分子化が完全で無いため再縮合反応が生じが,250°Cでは過溶媒分解反応と熱分解反応で、急速に低分子化が生じ,フェノールと反応することで,再縮合反応が抑制されていると考えられた.また,フェノール液化法で,得られた液化物とヘキサミンとの反応により,硬化物を調製することが可能であった.よって,樹皮液化物を接着剤や,構造材として応用できる可能性が示された.2.グリコール・バイサルファイト法による樹皮液化物の害虫忌避性樹皮液化物から得られたウレタン材料を家屋構造材として使用する際の害虫防除性について,抗ダニ活性および抗蚊活性を,ポリエチレングリコールをコントロールとして比較検討した.その結果コントロールと比較して,グリコール・バイサルファイト液化法によって得られたスギ,ヒノキ,ラジアータパインの樹皮液化物は,マラリア蚊およびダニに対して忌避活性を有していることが示された.1.有用樹種の樹皮の液化及び液化物からの材料調製スギ,ヒノキ,ラジアータパインの各樹皮について,液化および液化物からのポリウレタン(PU)フィルムの調製を検討し,スギ樹皮の場合と比較した。その結果,ラジアータパイン樹皮が最も高い可溶化率(ca.85%)を示し,スギ,ヒノキはほぼ同様の液化率(ca.70-75%)であった。各樹皮液化物の水酸基価の測定結果から,スギ樹皮液化物は他の樹皮液化物よりも高い水酸基価を有することが示された。さらに,各樹皮液化物からポリウレタン(PU)フィルムを調製し,その物性を検討した結果,添加物量等の調製条件を適切に設定するすることで,引っ張り強度が70MPa程度の物性を有するPUフィルムが各樹皮液化物から調製可能であることが示された。2.スギ樹皮液化物由来ポリウレタンフォームの生分解性の検討スギ樹皮から調製されたポリウレタン材料は,従来のポリウレタンと同等の物性を有しており,また木質材料由来であるため,担子菌等の生物によって分解される可能性が示唆される。そこで,スギ樹皮由来ポリウレタンフォーム(PUF)の生分解性を白色腐朽菌を用いて検討した。PUFのみを有機栄養源としてカワラタケ,シイタケ等の白色腐朽菌を接種して,生分解性試験を行った結果,液化樹皮を添加して調製したPUFにおいては,各菌がフォーム上に活着して蔓延することが示された。また菌糸生育度の指標として,エルゴステロール量の測定を行った結果,樹皮無添加PUFと比較してスギ樹皮由来PUF上で菌糸の生育が顕著であった。上記の結果よりスギ樹皮由来PUFが生分解性を有することが示唆された。・液化物からポリウレタン材料の調整と樹皮液化物由来ポリウレタン材料の生分解性の検討スギ,ヒノキ,ラジアータパイン各樹皮のグリコール・バイサルファイト法による液化処理で得られた液化物から,ポリウレタンフォームを調製した.スギ樹皮由来ポリウレタンに比べ,他の樹皮由来ポリウレタンは液化物の水酸基価が少ないため,同NCO/OH比で比較すると,強度が低いことが示された.さらに,各樹皮液化物由来ポリウレタンフォームの生分解性について検討した.単なる生分解性のみではなく,有用菌の培地としての利用を試みた.シイタケ,カワラタケ,マイタケ等の白色腐朽菌と冬虫夏草に代表される虫性菌を用いて,樹皮液化物由来ウレタンの分解と菌の培養を試験した.合成培地に液化物を添加した寒天培地での生育試験の結果,シイタケ,カワラタケ,マイタケ等の白色腐朽菌では液化物による菌糸成長の阻害が示された.しかしながら,虫性菌の冬虫夏草,クモタケ,ハナサナギタケ,カメムシタケ,コナサナギタケでは菌糸の生育阻害は起こらず,生育促進効果が見られた.栄養源を添加した吸水性フォームを培地とした培養試験では白色腐朽菌よりも虫性菌がに良好に蔓延することが示され,カメムシタケ,ハナサナギタケなど子実体を形成するものも見られた.菌培養後のフォームは水洗して菌糸を落とすと,明らかに退色,脆化しており,ガラス転移温度(TG)の測定では,菌無接種のコントロールよりも,菌を接種・培養したもので,TGの低下がみられた.

また赤外吸収スペクトルの測定により,ウレタン結合が菌の作用によって分解していることが示された.1.フェノールを用いた樹皮液化法の検討スギ樹皮とフェノールを硫酸触媒下,200°C,250°Cの各温度で液化した.200°Cでの反応では,15分から30分の反応時間で徐々に可溶化率が上昇することが示され、60分の反応で90%の可溶化率が得られたが,90分間の反応では60分間の反応と比較して可溶化率が低下した.これにより、グリコール・バイサルファイト法の液化反応でも観察された可溶化物同士の縮合が,フェノール液化においても生じていることが示された.250°Cでの反応では,15分の反応時間で90%近くの可溶化率が得られ60分の反応では93%の可溶化率が得られた.また.200°Cでの反応で観察された90分以上での可溶化率の低下は観察されなかった。この結果より,フェノール溶媒による樹皮液化は,200°Cと250°Cで樹皮成分の分解挙動が異なり,200°Cでは過溶媒分解反応が緩で,分解物の低分子化が完全で無いため再縮合反応が生じが,250°Cでは過溶媒分解反応と熱分解反応で、急速に低分子化が生じ,フェノールと反応することで,再縮合反応が抑制されていると考えられた.また,フェノール液化法で,得られた液化物とヘキサミンとの反応により,硬化物を調製することが可能であった.よって,樹皮液化物を接着剤や,構造材として応用できる可能性が示された.2.グリコール・バイサルファイト法による樹皮液化物の害虫忌避性樹皮液化物から得られたウレタン材料を家屋構造材として使用する際の害虫防除性について,抗ダニ活性および抗蚊活性を,ポリエチレングリコールをコントロールとして比較検討した.その結果コントロールと比較して,グリコール・バイサルファイト液化法によって得られたスギ,ヒノキ,ラジアータパインの樹皮液化物は,マラリア蚊およびダニに対して忌避活性を有していることが示された.
HIVインテグラーゼの機能ドメイン解析

(1)HIV-1インテグラーゼ変異体による解析:HIV-1ウイルスゲノム(cDNA)の核内輸送におけるインテグラーゼの機能的関与をウイルスcDNAとの結合能を低下させた変異体を用いて検討した。HIV-1インテグラーゼのウイルスcDNA結合に関与すると考えられているアミノ酸残基(PYNP:142-145位)および三つのリジン残基(KKK:156,157,160位)にアミノ酸置換あるいは欠損変異を導入した新たなHIV-1インテグラーゼの変異体を作製した。HIV-1インテグラーゼ蛋白の生化学的解析より、ウイルスcDNAとの結合能が著しく低下(野生型インチグラーゼ比で10%以下)する変異体(DPYNP, N144Q, KKK>AAA)を得た。これらの変異体のウイルス学的性状解析から、ウイルス感染性を顕著(親株比で1%以下)に低下させる変異体(DPYNP, N144Q, KKK>AAA)を得た。さらに、感染細胞の核分画中のウイルスcDNAの定量解析およびHIV-1特異的PNAプローブをもちいたFISH解析よりこれらの変異体のウイルスcDNAの核内移行過程が阻害されていることを確認した。以上の結果はインテグラーゼがウイルスゲノムの核内移行過程に関与する主要ウイルス因子であることを示すものと考えられる。(2)siRNA発現レンチウイルスベクターの開発:各宿主因子のHIV複製における機能的意義を検討するため、各因子欠損細胞株を樹立を目的としたsiRNA発現ベクターの開発を行った。レンチウイルスベクターを用いH1プロモーターの下流にヘアピン型siRNA(shRNA)を発現させた。このレンチウイルスベクターにより発現させたsiRNAの配列特異的抑制効果は、従来の合成siRNAあるいはベクター型siRNA発現系と比べて、その持続性(35日以上)および非分裂細胞への導入効果(90%抑制)といった点で優っていることを示した。Rch-1を標的としたsiRNAを導入させた293T細胞では,WB法量的(1/10)に低下した細胞株を得た。現在、siRNAによる他の宿主因子欠損株を樹立し、ウイルス感染各素過程への影響を検討している。
弱い相互作用によるJ/φ粒子の崩壊についての解析研究

まず本研究代表者は、平成16年度より、BES-III実験のための飛行時間測定器(TOF)の開発研究に携わってきた。TOF測定器に用いる光電子増倍管(PMT)が磁場中において十分な性能を有しているかどうかの試験を行うため、キャリブレージョンシステムを自ら開発・設計・製作し、そのうえで、BES-III用に生産された約550本のPMT全てについての性能試験を行った。性能試験は、高エネルギー加速器研究機構の東カウンターホールにある牛若電磁石を用いて行った。各PMTについて、BES-III検出器内と同じ磁場1テスラ内における電流増倍率や時間分解能の特性を評価し、要求性能を満たしていることを確認したうえで、BES-IIIにて使用する448本のPMTの選別を完結させた。また今年度からは、物理解析の研究も本格的に開始した。BES-II実験のデータを用いて、J/φ粒子がバリオン-反バリオン対に崩壊する事象についての解析研究を行っている。J/φ崩壊事象では、グルーオンを介したQCD事象が様々発生する。ここで、BES実験でのQCD事象は、高々3GeV程度と、低いエネルギースケールでの現象となるため、QCDの結合定数αsについて摂動論のみでの記述が困難になる。そこで、バリオンペアへの崩壊事象に対しても、摂動論モデルへの様々な修正が検討・議論されてきた。こうした背景のもと、本研究代表者は、J/φ粒子がpp(陽子-反陽子)に崩壊する事象の解析を行った。崩壊分岐比やバリオンの角度分布について、それまでの実験にはない精度での測定を行ったうえで、クォークの質量やバリオンのスピンを考慮した修正QCD理論との詳細な比較をすることで、この修正モデルの妥当性に関する具体的な議論を進めることができた。本研究代表者は平成16年度より、BES-III実験のための飛行時間測定器(TOF)の開発研究に携わってきた。今年度においては主に、TOF用として生産された約550本の光電子増倍管(PMT)についての性能試験を行っている。性能試験では、高エネルギー加速器研究機構の東カウンターホールにある牛若電磁石を用いることで、BES-III検出器と同じ磁場1テスラ内でのPMTの動作・特性を評価した。光源には、青色レーザーダイオード(LD)を採用し、立ち上がりの十分速いパルス光を用いて、各PMTの電流増倍率の電圧特性や時間分解能の光量依存性を調べた。本試験での測定結果をもとに、BES-IIIで実際に使用する448本のPMTの選別を進めている。また本研究者は、試験のために独自に立ち上げたセットアップについて、BES-IIIのTOFフィードバックシステムへの応用の可能性を現在考察中である。性能試験にて使用したLDは、安価かつ長寿命で、また、高頻度のパルス光も発生できるため、PMTのキャリブレーション用光源としての可能性が、BESグループでも検討されている。但、出力自体がやや小さいという問題があり、数100個オーダーあるTOF用の各PMTに対し十分な強度のパルス光を供給できるかどうかの議論も続いている。本性能試験でのセットアップは、12個のPMTを同時測定するものであったが、現在本研究者は、光学系の改良を加えることで、フィードバックシステムへの応用が可能かどうかの考察を進めつつある。それから物理解析の研究については、来年度より本格的に開始する。現在は、BES-II実験における実際のデータおよびモンテカルロサンプルを用いるなどして、J/ψ崩壊事象の解析法を検討中である。
回復期病院での口腔ケアにおける多職種協働の実効性の検討

実効性のある口腔ケアを構築することを目的に本研究を行った。口腔ケア実施時の悩みの解決には,歯科専門職との連携が有効であった。他職種との協働による口腔ケアの介入の結果,患者に対する効果として,口腔内では発声機能,舌苔,口蓋部の痰の付着及び口臭の改善が認められ,歯周病関連細菌のうちP.intermedia及びF.nucleatumの構成比率が減少することが確認された。病院職員の口腔ケアに関する意識の変化も認められた。以上の結果から,他職種との緊密な連携の下で行う口腔ケアにより,効果的な成果を得ることが出来ると考えられた。徳島県内の歯科専門職不在の回復期病院の協力を得て,歯科専門職による口腔ケア支援が必要であると依頼があった病院に,多職種と協働して行う口腔ケア支援プログラム(院内実践コース)の介入を行った。介入方法は,3ヵ月間2週に1回歯科衛生士によるベッドサイドでの専門的口腔ケアを実施し,担当看護師等による日常の口腔清掃への助言・指導を行うものである。これらの口腔ケア支援プログラムの効果を全身・口腔内の状態の評価に加え,舌苔検体を用いた細菌学的分析を行い,健常者との比較からその特徴を評価した。今年度は,脳血管障害患者(患者群)10名と歯数・性別・年齢をマッチングさせた歯科外来患者(対照群)10名を対象に、舌苔中の総菌数及びP. gingivalisやF. nucleatum等の歯周病関連細菌数をリアルタイムPCR法により測定し、比較検討した。その結果,患者群と対照群において総細菌数に有意な差は認められなかった。しかし、患者群のF. n.構成比率は対照群と比べて有意に高いことが明らかとなった。P.g.やF.n.等の歯周病関連細菌は誤嚥性肺炎の原因菌として注目されており、これらの菌を減少させて細菌叢をよりリスクの低い状態にすることは効果的な対策と考えられた。なお,本年度予定していた回復期病院を対象とした口腔ケアの推進についての「歯科医療連携の実態調査」については,現在調査は終了し,徳島県内の病院職員317名から回答を得た。これらの結果については,現在分析中である。今年度は,平成27年1月から2月に,徳島県内の回復期リハビリテーション病棟を有する18の医療機関において口腔ケアに関わっている職員を対象に「口腔ケア推進について」の実態調査を行った。その結果,病院職員317名から回答を得た。口腔ケアを行う職員の87.0%が悩んだ経験があることが明らかとなった。また,口腔ケアの研修会を受講した経験がある者は,悩みを解決するために“歯科専門職に相談した",“専門誌を読んだ"等の対処を行っており,悩みが解決できた者は歯科専門職に相談している者が有意に多いことが明らかとなった(p<0.01)。このことから,回復期病院における口腔ケア実施時の病院職員の悩みの解決には,歯科専門職との連携が有効であることが示唆された。今後はこの調査結果を踏まえて,口腔ケアを推進していくために,多職種との情報の共有を円滑に行うための実効性のあるシステムのモデルを検討する予定である。なお,この調査結果は,現在口腔ケア学会に論文投稿中である。また,今年度も前年度に引き続き,口腔ケア支援プログラムの介入を継続した。口腔ケア推進に関する実態調査において次に示す知見を得た。口腔ケアを行う職員の87.0%が悩んだ経験があることが明らかとなり,その悩みが解決できた者は歯科専門職に相談している者が有意に多いことが明らかとなった(p<0.01)。この調査結果に関しては,日本口腔ケア学会に原著論文として投稿中であるため,おおむね順調に進んでいると言える。今年度は,昨年度実施した実態調査をもとに,歯科専門職の配置が少ない回復期病院における口腔ケアの支援を行うために,看護師の行う日常の口腔ケアに関する現状を調査し、口腔ケアに対する問題点を明らかにすることを目的に研究を行った。その結果、有効回答145名のうち51名(35.1%)が口腔ケアを負担の多い業務であると感じており、有効回答147名のうち134名(91.2%)が口腔ケアを実施し悩んだことがあると答えた。その内容は、負担感有りの群、無しの群ともに、“口腔ケア拒否患者への対応"、“開口できない患者への対応"、“舌苔が取れない場合の対応"が上位を占めた。また、負担感有りの群は無しの群と比較して“口腔ケアに十分な時間が取れない"、“口臭への対応"に悩む者が多かった(χ2検定;各々p<0.01, p<0.05)。以上のことから、看護師の多くは口腔ケアの具体的な方法や手技について悩んでおり、看護師の口腔ケアの負担感は時間的制約や口臭への対応といった悩みと関連することが明らかとなった。また,口腔ケア支援プログラムの介入前後のアセスメント項目の変化を分析した結果,全身状態では意思疎通,日常生活自立度の改善に有意な差が認められ,口腔内の状態では,発声機能,舌苔,口蓋部の痰の付着において有意な差が認められた(p<0.05)。特に,口臭は著しい改善が認められた(p<0.01)。口腔ケア介入による患者への直接的な効果を明らかにするため,口腔ケア介入前後での細菌学的分析を行った。

その結果,歯周病関連細菌のうちP.intermediaおよびF.nucleatumの構成比率が減少することが確認された(ウィルコクソン符号付順位和検定,p<0.05)。このようなことから,他職種との緊密な連携のもとで行う口腔ケアにより,効果的な成果を得ることが出来ると考えられた。実効性のある口腔ケアを構築することを目的に本研究を行った。口腔ケア実施時の悩みの解決には,歯科専門職との連携が有効であった。他職種との協働による口腔ケアの介入の結果,患者に対する効果として,口腔内では発声機能,舌苔,口蓋部の痰の付着及び口臭の改善が認められ,歯周病関連細菌のうちP.intermedia及びF.nucleatumの構成比率が減少することが確認された。病院職員の口腔ケアに関する意識の変化も認められた。以上の結果から,他職種との緊密な連携の下で行う口腔ケアにより,効果的な成果を得ることが出来ると考えられた。計画していた回復期病院を対象とした口腔ケア支援プログラムから幾つかの知見を得た。また,口腔ケア推進に関する実態調査においても,調査は終了し現在分析中であるため,おおむね順調に進展していると言える。今年度は,口腔ケア支援プログラム介入後,本研究に参加・協力した病院職員を対象に質問紙調査にて口腔ケアに関する意識の変化を調査する。また,歯科専門職と多職種協働による口腔ケアの有効性を,歯科専門職の直接的介入と間接的介入によりどのような効果を生み出せるのか細菌学的分折とともに検討する。口腔衛生学平成26年度に引き続き,歯科専門職による口腔ケア支援プログラムの介入,口腔内アセスメントおよび各検査,舌苔の取得・分析を継続して分析する。また,口腔ケア推進についての「医科歯科連携の実態調査」を通じて,徳島県下の回復期病院の歯科医療サービスの現状について学会において報告する予定である。今年度は実態調査の分析を優先し,同時に昨年に引き続き口腔ケア支援プログラムの介入も実施した。そのため,細菌学的分析が遅延し分析のための消耗品費を次年度に使用することとなった。また,現在論文を投稿中であるため次年度投稿料も使用する予定である。歯科を併設しない回復期病院より、歯科専門職による口腔ケアの支援の依頼があったため、3か月間の院内での口腔ケア実践コースを実施した。そのため、当初予定していた実態調査の郵送が遅延となり人件費を次年度に使用することとなった。舌苔の細菌学的分析において、消耗品費を使用する予定である。また,現在論文を投稿中であるため投稿料も同様に次年度使用する予定である。実態調査の結果の入力および分析において、人件費を使用する予定である。
哺乳類生体リズム振動体の設計

本研究では、CKIδ/εを中心として、概日時計タンパク質が有する可逆的リン酸化制御機構の詳細な解析とマウス個体での表現型解析を用いてCKIファミリーを用いて可逆的リン酸化振動体を設計し、さらに生体リズム振動体一般の理解を目指すことを目指す。初年度である平成30年度は、基盤的な測定系の確立に注力した【1. CKIδ/ε脱リン酸化活性制御機構の解明】CKIδ/εの基質となるタンパク質領域に着目し、一連のペプチド基質、リン酸化ペプチド基質を合成した。リン酸化ペプチドの一部は適宜マイクロウェーブを用いた高効率なペプチド合成を行った。また、合成したぺプチドとCKIδ/εおよび、CKIδ/εの酵素活性を測定するために蛍光ラベルを与えた酵素活性測定用の基質を混合し、モビリティシフトアッセイによって酵素活性を測定する実験系を構築した。【2. CKIδ/ε脱リン酸化活性の個体レベルにおける意義の検証】胚性致死となるCKIδについても、マウス個体で変異CKIの機能解析を行うために、ES細胞に対してCRISPR/Casを導入し遺伝子ノックアウトを行う手法の導入を行った。また、今後見出されることが期待されるCKIδ/εの酵素活性制御に関与するリン酸化サイト等に変異を導入するためCRISPR/Casと一本鎖DNAを用いて内在性遺伝子にアミノ酸置換変異を導入する手法をセットアップした。また、内在性タンパク質のリン酸化変動を検出するために、質量分析法のセットアップを行った。【3. CKIファミリーを用いた可逆的リン酸化振動体の設計】CKIδの脱リン酸化活性を取り込む形で、多重リン酸化基質と可逆的リン酸化酵素を用いて自律振動が惹起される際の数理モデル化を行い、基質と酵素の相互作用様式によっては自律発振が生じる例があることを見出した。リン酸化ペプチド基質を用いてCKIδ/εの酵素活性制御機構を構成的かつ網羅的に調べる戦略については、ペプチド合成やCKIδ/εの活性測定系の双方について順調に立ち上がっており、計画通りの進行である。また、マウス個体での表現型解析に向けて、これまで代表者らが開発してきた遺伝子ノックアウト技術を応用発展させES細胞に転用する目途が立った。さらに、内在性遺伝子にアミノ酸置換を導入できるようになりつつあり、これらも計画通りの進展と言える。理論的な見通しとしても、同一酵素がリン酸化と脱リン酸化を双方触媒するような場合でも、基質がそのリン酸化状態に応じて酵素をアロステリックに制御する場合には自律振動を生じる例があることが見出された。このように単一酵素が可逆的リン酸化を担うようなセッティングは、一般的な酵素反応モデリングでは採用しないことが多いため、実験結果に基づいて数理モデリングの着想を得ている本研究の独自性が活きている。質量分析計を用いたリン酸化変動の検出については、以下に述べる予期された問題に直面したが、多くの工夫によって計画を進めることができた。まず、質量分析計について配分額で購入可能な最上位機種(申請時点の計画機種からスペックを落としたもの)のスペックを慎重に検討した結果、本研究計画で目指す測定感度およびリン酸化サイトの同定力に十分ではないと判断された。そこで、代表者が有する旧式の分析計の再整備と解析アルゴリズムのアップデートを行った。さらに、年度途中から研究分担者を追加し、分担者の有するリン酸化サイトの同定に適した異なる質量分析計を活用可能な体制を整えた。これにより、リン酸化サイトの同定力については、多様な測定手段を活用することができる体制を整えた。一方で、検出感度の向上については、サンプル調整にかかる生化学的な工夫が要求されており、次年度に取り組むべき課題である。【1. CKIδ/ε脱リン酸化活性制御機構の解明】整備したペプチドライブラリーを用いて、実際にCKIδ/εの活性をリン酸化状態依存的に制御する基質を探索する。また、CKIδ/εによる基質リン酸化動態の詳細には基質の立体構造が関与する可能性があるため、全長基質の精製に着手する。まずは結晶構造が明らかとなっており、精製基質のフォールディング状態等が評価しやすいCRYを対象に全長タンパク質の精製を行う。【2. CKIδ/ε脱リン酸化活性の個体レベルにおける意義の検証】導入したES細胞に対する遺伝子ノックアウトや、内在性遺伝子へのアミノ酸置換変異導入技術を実際に運用する。特に、計画1.でCKIδ/εの活性制御に関わるリン酸化サイトが同定された際に、速やかにその個体レベルでの意義を検証するため、内在性遺伝子に1アミノ酸置換点変異の導入を行う条件を確定させる。また、質量分析計を用いたリン酸化変動について、検出感度の向上を生化学的に達成するため、リン酸化ペプチドの高度な濃縮と分画を行う。加えて、内在性遺伝子にタンパク質精製濃縮用のタグ配列を挿入する遺伝子改変条件を確定させ、免疫沈降等の手法によって測定対象の内在性タンパク質を精製濃縮することを試みる。【3. CKIファミリーを用いた可逆的リン酸化振動体の設計】同一の酵素がリン酸化と脱リン酸化を触媒する場合に自律振動が惹起される際の網羅的なパラメータ探索を行い、発振に必要な基質と酵素のアロステリックな制御様式を定性的に明らかにする。これにより、計画1で見出されることが期待される、CKIδ/εの酵素活性を制御するリン酸化ペプチドが、自律発振に寄与する際のメカニズムを理解する見通しを提供する。

本研究では、CKIδ/εを中心として、概日時計タンパク質が有する可逆的リン酸化制御機構の詳細な解析とマウス個体での表現型解析を用いてCKIファミリーを用いて可逆的リン酸化振動体を設計し、さらに生体リズム振動体一般の理解を目指すことを目指す。初年度である平成30年度は、基盤的な測定系の確立に注力した【1. CKIδ/ε脱リン酸化活性制御機構の解明】CKIδ/εの基質となるタンパク質領域に着目し、一連のペプチド基質、リン酸化ペプチド基質を合成した。リン酸化ペプチドの一部は適宜マイクロウェーブを用いた高効率なペプチド合成を行った。また、合成したぺプチドとCKIδ/εおよび、CKIδ/εの酵素活性を測定するために蛍光ラベルを与えた酵素活性測定用の基質を混合し、モビリティシフトアッセイによって酵素活性を測定する実験系を構築した。【2. CKIδ/ε脱リン酸化活性の個体レベルにおける意義の検証】胚性致死となるCKIδについても、マウス個体で変異CKIの機能解析を行うために、ES細胞に対してCRISPR/Casを導入し遺伝子ノックアウトを行う手法の導入を行った。また、今後見出されることが期待されるCKIδ/εの酵素活性制御に関与するリン酸化サイト等に変異を導入するためCRISPR/Casと一本鎖DNAを用いて内在性遺伝子にアミノ酸置換変異を導入する手法をセットアップした。また、内在性タンパク質のリン酸化変動を検出するために、質量分析法のセットアップを行った。【3. CKIファミリーを用いた可逆的リン酸化振動体の設計】CKIδの脱リン酸化活性を取り込む形で、多重リン酸化基質と可逆的リン酸化酵素を用いて自律振動が惹起される際の数理モデル化を行い、基質と酵素の相互作用様式によっては自律発振が生じる例があることを見出した。リン酸化ペプチド基質を用いてCKIδ/εの酵素活性制御機構を構成的かつ網羅的に調べる戦略については、ペプチド合成やCKIδ/εの活性測定系の双方について順調に立ち上がっており、計画通りの進行である。また、マウス個体での表現型解析に向けて、これまで代表者らが開発してきた遺伝子ノックアウト技術を応用発展させES細胞に転用する目途が立った。さらに、内在性遺伝子にアミノ酸置換を導入できるようになりつつあり、これらも計画通りの進展と言える。理論的な見通しとしても、同一酵素がリン酸化と脱リン酸化を双方触媒するような場合でも、基質がそのリン酸化状態に応じて酵素をアロステリックに制御する場合には自律振動を生じる例があることが見出された。このように単一酵素が可逆的リン酸化を担うようなセッティングは、一般的な酵素反応モデリングでは採用しないことが多いため、実験結果に基づいて数理モデリングの着想を得ている本研究の独自性が活きている。質量分析計を用いたリン酸化変動の検出については、以下に述べる予期された問題に直面したが、多くの工夫によって計画を進めることができた。まず、質量分析計について配分額で購入可能な最上位機種(申請時点の計画機種からスペックを落としたもの)のスペックを慎重に検討した結果、本研究計画で目指す測定感度およびリン酸化サイトの同定力に十分ではないと判断された。そこで、代表者が有する旧式の分析計の再整備と解析アルゴリズムのアップデートを行った。
準実スケール屋外模型都市実験による都市-大気圏間のエネルギー交換過程の解明

本研究では都市エネルギー収支モデルSUMM(Simple Urban Energy Balance Moael for Mesoscale Simulation)の構築,及び大規模屋外模型都市を用いた気象実験COSMO(Comprehensive Outdoor Scale Model Experiment)を行ってきた.昨年度までにSUMMの構築,COSMOの実験準備はほぼ完了し,本年度はCOSMOより得られた通年の観測結果を用いて,(1)都市熱収支を主体とした実験的検討、(2)都市陸面モデルに適用する地表面パラメーターの検討,(3)都市エネルギー収支モデルSUMMの検証を行った.(1)都市熱収支の検討では,これまで断片的にしか得られていなかった少数の現地観測結果と均質なCOSMOより通年で得られた結果をまとめ,都市の熱収支(特に貯熱過程)に強い普遍性が見られることを明らかにした.得られた成果に対しては現在論文執筆中である.(2)地表面パラメーターの検討では,COSMOより得られたデータを用いて,これまでパラメーター化が難しいとされてきた熱粗度の検討を行い,都市陸面モデルに広く用いられているモニン・オブコフ相似則に汎用的に用いることができる実験式を提案した.(3)モデル検証では,均質な模型都市実験より得られたデータベースを用いて,熱収支,表面温度,及び室内温度の検証を行った.熱収支,表面温度,室内温度共に非常に良い検証結果が得られ,信頼性の高い都市エネルギー収支モデルを完成させた.得られた成果は国際都市気象学会(ICUC)の招待論文として投稿中である.インフラ等の大きな粗度要素を有する都市では、凸凹に起因する各種物理過程が複雑で重要な影響を上空大気へ及ぼしている。気象モデルにおける都市の底面境界条件には、従来、建物を空気力学的な粗度として扱う平板が仮定されてきたが、地表面パラメーターの設定のみから幾何構造に起因する物理過程を包括的に評価することは難しい。このため、都市インフラを陽的に取り扱い、都市-大気圏間のエネルギー交換を定量的・定性的に評価する方法論の構築が不可欠である。本研究では1)都市の3次元性を考慮したエネルギーバランスモデル(SUMM)の構築、2)準実スケール屋外模型都市実験を行っている。本年度は、1)SUMMでは対応幾何構造の拡張(整列・格子配列)、及び室内気温の予測ルーチンを加えた。これにより、上空気象条件のみを用いて都市構成面別のエネルギーバランスを詳細に予測することが可能となった。一方、SUMMではモデルに適用する地表面パラメーターに検討の余地を残す。特に顕熱輸送に対する空気力学的地表面パラメーター(熱粗度・バルク輸送係数)は、構成面別の熱収支・表面温度、気温・風速のシステマッティックな測定が現地観測・風洞実験等の従来手法では極めて困難なことから重要な未知要素となっている。これらに対しては、2)均質な領域を持つ準実スケール屋外模型都市実験を作成し、上記項目に対する詳細な観測システムの構築、及び測定結果の検討を行った。得られた実験式をSUMMへ適用し、観測結果と比較、検証を行った結果、非常に良い検証結果が得られた。本研究では都市エネルギー収支モデルSUMM(Simple Urban Energy Balance Moael for Mesoscale Simulation)の構築,及び大規模屋外模型都市を用いた気象実験COSMO(Comprehensive Outdoor Scale Model Experiment)を行ってきた.昨年度までにSUMMの構築,COSMOの実験準備はほぼ完了し,本年度はCOSMOより得られた通年の観測結果を用いて,(1)都市熱収支を主体とした実験的検討、(2)都市陸面モデルに適用する地表面パラメーターの検討,(3)都市エネルギー収支モデルSUMMの検証を行った.(1)都市熱収支の検討では,これまで断片的にしか得られていなかった少数の現地観測結果と均質なCOSMOより通年で得られた結果をまとめ,都市の熱収支(特に貯熱過程)に強い普遍性が見られることを明らかにした.得られた成果に対しては現在論文執筆中である.(2)地表面パラメーターの検討では,COSMOより得られたデータを用いて,これまでパラメーター化が難しいとされてきた熱粗度の検討を行い,都市陸面モデルに広く用いられているモニン・オブコフ相似則に汎用的に用いることができる実験式を提案した.(3)モデル検証では,均質な模型都市実験より得られたデータベースを用いて,熱収支,表面温度,及び室内温度の検証を行った.熱収支,表面温度,室内温度共に非常に良い検証結果が得られ,信頼性の高い都市エネルギー収支モデルを完成させた.得られた成果は国際都市気象学会(ICUC)の招待論文として投稿中である.
機能的電気刺激を用いた上肢姿勢制御における運動特性の評価

【目的】本研究では,FESによって特定の筋を機能させたとき,手先位置の3次元空間において,どの方向にどれだけの力を発生できるかを計算できるシミュレーションモデルを構築する.今年度はその応用例として,脊椎損傷者が車いすを駆動する時の手先の運動特性を解析する.【方法】健常青年男性のCTより得られたDICOMデータをもとに,3次元上肢筋骨格モデルを作成した.そして,筋の力学モデルに上肢剛体リンクの運動シミュレーションを適用し,FES刺激時の動的荷重下における上肢運動を解析した.また,ロボット・マニピュレータの機構解析に用いられる動的操作力楕円体という概念を用いて,車いす操作時の手先位置の運動特性を評価した.個々人の保有する筋力特性を各関節に発揮可能な非対称な最大関節トルクとして捉え,その実測値に基づく動的可操作性楕円体の概念を提案した.この楕円体は,手先位置から楕円体表面までの距離が長い方向ほど手先力の発揮しやすいことを示すため,個々人の残存機能に応じた上肢運動特性を定量的に評価することができる.また,本モデルの妥当性を評価するため,脊椎損傷者の車いす操作を計測してモデル解析の結果と比較した.被験者は脊髄損傷者7名(年齢3670歳・損傷レベルTH6L2)である.なお,本実験は被験者に対する十分なインフォームド・コンセントの後に行った.【結果】本研究により,FESによって特定の筋を機能させることにより,手先に発生できる力の方向が変化することが確認された.また,脊髄損傷者の車いす駆動に関する実験では,使用者は平地走行では駆動後期に,スロープ昇降時には駆動期全般に渡ってハンドリム回転方向に最大力を発揮できる姿勢をとっていることが確認された.これらはモデル解析の結果と一致した.【目的】本研究では,FESによって特定の筋を機能させたとき,手先位置の3次元空間において,どの方向にどれだけの力を発生できるかを計算できるシミュレーションモデルを構築する.【方法】健常青年男性のCTより得られたDICOMデータをもとに,骨関節・筋肉・靱帯よりなる3次元上肢筋骨格モデルを作成した.モデルには尺側手根屈筋(FCU),尺側手根伸筋(ECU),短橈側手根伸筋(ECRB),長橈側手根伸筋(ECRL),橈側手根屈筋(FCR)の5つの筋を使用した.筋のパラメータについてはGregoryらの研究データを使用した.そして,筋の力学モデルに上肢剛体リンクの運動シミュレーションを適用し,FES刺激時の動的荷重下における上肢運動を解析した.また,ロボット・マニピュレータの機構解析に用いられる動的操作力楕円体という概念を用いて,手先位置の運動特性を評価した.【結果】手関節伸展筋の刺激シミュレーションを行った結果,ECUのみに活動状態を与えた場合,ECUとECR両方に活動状態を与えた場合共に手関節の伸展運動を確認することが出来た.伸展時の動作に関して,ECUのみに活動状態を与えた場合は,手関節が尺骨側に引っ張られるように伸展するのに対し,両方に活動状態を与えた場合は比較的まっすぐに伸展が起こった.またECUのみに活動状態を入力するよりも両方に活動状態を入力するほうが少ない活動状態で手関節の伸展を行うことが出来た.【結論】本研究で作成した手関節モデルでは,指の動きなどを固定してシミュレーションを行ったが,実際にFES治療行う際には,屈曲拘縮の治療以外にも電気刺激と腱の固定効果を利用して物を握るtenodesis graspと呼ばれる握り方を用いて握る動作を再建する治療なども行われている.そこで,今後は指などの可動が可能なモデルを作成し,tenodesis graspの成否の検討や,最小の刺激で最も強くtenodesis graspを得られる筋の検索などを推定できるモデルを作成していく予定である.【目的】本研究では,FESによって特定の筋を機能させたとき,手先位置の3次元空間において,どの方向にどれだけの力を発生できるかを計算できるシミュレーションモデルを構築する.今年度はその応用例として,脊椎損傷者が車いすを駆動する時の手先の運動特性を解析する.【方法】健常青年男性のCTより得られたDICOMデータをもとに,3次元上肢筋骨格モデルを作成した.そして,筋の力学モデルに上肢剛体リンクの運動シミュレーションを適用し,FES刺激時の動的荷重下における上肢運動を解析した.また,ロボット・マニピュレータの機構解析に用いられる動的操作力楕円体という概念を用いて,車いす操作時の手先位置の運動特性を評価した.個々人の保有する筋力特性を各関節に発揮可能な非対称な最大関節トルクとして捉え,その実測値に基づく動的可操作性楕円体の概念を提案した.この楕円体は,手先位置から楕円体表面までの距離が長い方向ほど手先力の発揮しやすいことを示すため,個々人の残存機能に応じた上肢運動特性を定量的に評価することができる.また,本モデルの妥当性を評価するため,脊椎損傷者の車いす操作を計測してモデル解析の結果と比較した.被験者は脊髄損傷者7名(年齢3670歳・損傷レベルTH6L2)である.なお,本実験は被験者に対する十分なインフォームド・コンセントの後に行った.【結果】本研究により,FESによって特定の筋を機能させることにより,手先に発生できる力の方向が変化することが確認された.また,脊髄損傷者の車いす駆動に関する実験では,使用者は平地走行では駆動後期に,スロープ昇降時には駆動期全般に渡ってハンドリム回転方向に最大力を発揮できる姿勢をとっていることが確認された.これらはモデル解析の結果と一致した.
導電性高分子によるケモメカニカルアクチュエータの作製

本研究の目的は、導電性高分子の電気化学的酸化・還元により伸縮する機能(電解伸縮)のメカニズム解明とアクチュエータへの応用の基礎的知見を得ることである。平成7年度には導電性高分子ポリアニリン膜の様々な陰イオンの酸性水溶液中で、電解伸縮率、応答および発生力を定量的に測定した。その結果、電解伸縮の主なメカニズムは、(1)嵩高いイオンの出入りによる伸縮、(2)酸化によるπ電子の非局在化が引き起こす分子の形態変化(コイル⇔ロッド変化)、(3)酸化によるポリカチオン間の静電反発、などであることが分かった。これらのメカニズムの中で、(1)が主な要因であるが(2)および(3)の機構もある程度関与していることを明らかにした。平成8年度では、これらのメカニズムの中で(2)、(3)の寄与を調べるために、ポリアニリンの自己ドープおよび巨大陰イオンを用いた電解伸縮の研究を行ない、それらが寄与することを明らかにした。以下に平成8年度の結果を要約する。自己ド-ピングの機能を持つスルホン化ポリアニリンを作成し、サイクリックボルタモグラムと電解伸縮挙動を調べた。その結果、酸化過程ではπ電子の非局在化によって一旦伸長するが、酸化の最終段ではプロトンの排出とスルホン基の周りにアニリン鎖が取り囲み凝集状態を作り最も収縮した状態になることが判った。電位走査法により巨大陰イオンのCSAを電解重合によりドープしたポリアニリンは酸化・還元過程でCSAがそれぞれ脱注入され、陰イオンによる通常の伸縮挙動が発現していることが判った。一方、定電流法によりCSAを用いて電解重合したポリアニリンはCSAが捕獲された状態で、第一酸化過程ではプロトンの放出による収縮は(2)および(3)の機構によって相殺され、むしろ僅かに伸長することが判った。従来、アクチュエータとしてモータ、ピエゾアクチュエータが多く使われてきた。最近では形状記憶合金、静電マイクロモータ、高分子ゲルなど様々な原理、材料によるアクチュエータが数多く研究されるようになってきた。いずれも、新しいニーズを狙ったもので、中でも将来、医療機器や人工器官、特に人工筋肉としての応用の可能性がある。本研究で取り扱う導電性高分子の電解伸縮は、電気化学的な酸化と還元によって伸び縮みする現象である。特に、ピエゾ素子に比べ、低い駆動電圧で大きくしかも柔軟に伸縮する点に特徴がある。電解伸縮機構を明らかにするために、伸縮率の異方性、ドープ量依存性、ドーパントの種類依存性、過度応答などを、総括的な実験により調べた。特に、伸縮の直接測定によって、伸縮率は筋肉の10分の1の約3%であるが力は筋肉の10倍以上発揮できることを明らかにした。これらの電解伸縮のメカニズムを説明するために2、3のモデルを提唱した。一つは、イオン半径の大きいドーパントほど大きい伸縮率が得られることから、嵩高いドーパントイオンによる伸縮である。しかし、それだけでは実験事実をすべて説明できないことから、ポリカチオンによる静電反発、あるいはヘリカル構造から剛直ロッド構造へのコンフォメーション変化の関与である。また、電解伸縮の逆の現象として、機械的な力で変形させることによって、電流が誘起される現象を見い出した。このような機構の解明によって、将来、生体筋肉以上の機能を得ることも可能である。

その結果、電解伸縮の主なメカニズムは、(1)嵩高いイオンの出入りによる伸縮、(2)酸化によるπ電子の非局在化が引き起こす分子の形態変化(コイル⇔ロッド変化)、(3)酸化によるポリカチオン間の静電反発、などであることが分かった。これらのメカニズムの中で、(1)が主な要因であるが(2)および(3)の機構もある程度関与していることを明らかにした。平成8年度では、これらのメカニズムの中で(2)、(3)の寄与を調べるために、ポリアニリンの自己ドープおよび巨大陰イオンを用いた電解伸縮の研究を行ない、それらが寄与することを明らかにした。以下に平成8年度の結果を要約する。自己ド-ピングの機能を持つスルホン化ポリアニリンを作成し、サイクリックボルタモグラムと電解濃縮挙動を調べた。その結果、酸化過程ではπ電子の非局在化によって一旦伸長するが、酸化の最終段ではプロトンの排出とスルホン基の周りにアニリン鎖が取り囲み凝集状態を作り最も収縮した状態になることが判った。電位走査法により巨大陰イオンのCSAを電解重合によりドープしたポリアニリンは酸化・還元過程でCSAがそれぞれ脱注入され、陰イオンによる通常の伸縮挙動が発現していることが判った。一過程ではプロトンの放出による収縮は(2)および(3)の機構によって相殺され、むしろ僅かに伸長することが判った。
トマス・アトウッドとバ-ミンガム派の経済思想ー初期貨幣改革の群像ー

本研究は,19世紀イギリスにおける「異端の経済政策思想」といえるバ-ミンガム派の経済思想を,国内市場重視の初期貨幣改革思想を中心に跡づけることを意図した。リカ-ド主義とマンチェスタ-派の経済思想が支配するなかで,アトウッドを中心とするバ-ミンガム派の経済諸提言は不当に軽視されてきた。ナポレオン戦後の不況下で,バ-ミンガムの実業家エコノミストは,不況の原因を金鋭換再開に伴なうデフレ-ションだとみなし,それを打開するための「管理されたインフレ-ショニズム」を展開した。それは初期的な貨幣改革の試みであり,生産諸階級の完全雇用を規準とする通貨理想の萌芽がみられた。このような全体的枠組のなかで,本年度はとりわけ,アトウッド派と初期社会主義者としたR.オ-エン,J.グレイ,W.ペアとの関わりについて,「市場の計画」を念頭におきながら検討した。戦後不況のなかで彼らはともに,セ-法則を否定し,大量失業のなかに市場の不完全性と過少消費の危険をみいだした。グレイは「近代的な社会主義計画経済の創始者」ともいわれ,「生産とともに拡張する市場の創造」というオ-エンの議論を展開した交換の『社会制度』は,アトウッド派の「インフレ-ショニズム」とかなりの思想的共通性をもった。実際,貨幣改革を求める運動のなかで,衡平労働交換所バ-ミンガム支店の開設を頂点に,オ-エン,ペアとアトウッド派はかなり接近した。しかし,労働時間を度量単位とする労働紙幣は市場経済と貨幣の否定であり,ケインズ主義の先駆ともいわれる「管理されたインフレ-ショニズム」とは原理的に異なっていた。アトウッドとオ-エン,貨幣改革と初期社会主義を,1920・30年代を念頭におきながら検討した。
視床軸索が引き起こすポストシナプス細胞との回路形成メカニズム

ほ乳類の脳は、胎生期におおまかな形態と神経回路の配線を行った後、生後の環境からの入力に合わせて大規模な再配線を行う。特にこの再配線の時期には軸索誘導されたプレ側のアクソンがポスト側の細胞と接合し新たな遺伝子発現を誘導、神経回路の再配線につながっていると考えられるている。そこで、生後の入力依存的な神経回路再編成の分子メカニズムを明らかにする目的で以下の研究を行った。まず視床底腹側核から伸びる軸索が、大脳皮質体性感覚野内の細胞と接続する事により誘導される遺伝子の検索を行った。視床軸索が欠損する遺伝子改変マウスを用いてマイクロアレイを行った結果、15個の遺伝子を単離した。現在はこれらの遺伝子の大脳皮質細胞での機能を明らかにするための機能検査を行っている。次に、視床軸索からどのようにして大脳皮質細胞で新たな遺伝子発現を誘導するのか、そのメカニズムを明かにするために軸索末端に特異的に発現するmRNAの単離を行った。mRNAに結合するリボソームを用いたプルダウンアッセイにより、軸索末端に発現するmRNA(約3000個)を単離する事に成功したため、方法論が正しい事が明らかになった。この結果は次に大脳皮質視覚野へ投射する視床からの軸索でも同様の実験を行い、発現するmRNAの比較により、視床底腹側核細胞の軸索特異的に発現するmRNAを同定する。先のマイクロアレイの実験で得られた15個の大脳皮質に発現する遺伝子の発現にどのように寄与するのか明かにして行く。具体的には、候補因子の視床への過剰発現や異所的発現を行い、15個の遺伝子の発現誘導が起こるのかを明らかにして行く。26年度が最終年度であるため、記入しない。発生時、神経回路が形成される過程において、軸索誘導されたプレ側のアクソンがポスト側の細胞と接合するイベントが起こる。これらの軸索誘導などの回路形成のメカニズムは明らかにされている点が多いが、視床軸索投射が大脳皮質形成に与える役割は明らかにされていない。そこで視床軸索が大脳皮質へ侵入する時期に特異的に視床に発現する遺伝子の単離を試みた。この実験には感覚神経野へ投射する回路である視床核と大脳皮質第一次感覚野にあるマウスのバレル皮質を用いた。視床核に子宮内遺伝子導入法を用いて、リボゾームにGFP蛍光タンパクが結合したL10aプラスミドを導入し、GFP抗体による免疫沈殿法によってL10aリボゾームに結合しているmRNAの精製を行った。詳細にはGFPを発現している領域をマイクロダイセクションし、組織をすりつぶした後、mRNAを抽出、GFP抗体による免疫沈降を行い、今後マイクロアレイにかける十分量のmRNAが精製された事を確認した。今後はこの手法を用いて、視床軸索に発現し、大脳皮質の発生に影響を与える遺伝子を確定する。これには、マイクロアレイによって得られた候補遺伝子の発現パターンを確認し、時期場所特異性のある遺伝子については子宮内遺伝子導入法を用いて機能解析を行う。これらの結果は、神経回路のプレ側の細胞が回路形成時にポスト側の細胞内の遺伝子発現を制御し、ポスト側の細胞の形態変化のコントロールや機能を決定するメカニズムを明らかにする事となり、新たな神経回路形成メカニズムを導きだす事となる。視床軸索から抽出されるmRNA量が当初予想していた量より大幅に少なかったが、子宮内遺伝子導入法の改良を加えて、得られるマウスの個体数を増やしたことから大旨予定通りの進捗状況であると言える。

今後のマイクロアレイ実験のために総量200mgのmRNAの精製を目指している。現段階では50%程度の収量が得られており、今後数ヶ月で100%に達することが予測される。十分なmRNAの収量に達した段階で、マイクロアレイを行い、視床軸索に特異的に発現している遺伝子を単離、すべての候補遺伝子の発現パターンの確認、さらに絞り込まれた候補については子宮内遺伝子導入法を用いた機能解析を行い、視床軸索で発現される遺伝子のポスト側の細胞への影響を解析する。