hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
俳句・連句を題材にした多面的な表現手法の研究とそのカリキュラムの構築

日本人に愛され親しまれている日本の文化である俳句と連句を題材にして、句に適した絵画的表現を静止画や動画(3D表現も含む)で具象的な表現や抽象的な表現を行った。特に、連句の表現に関して、表六句を中心にして、動画でいくつか表現を行い、句と動画から受ける相乗効果の印象により句の発想を広げた。その結果、句の作者たちにも新たな世界を提供でき、句の分野においても文学と美術の融合を図った表現を実現した。平成20年度は,平成17年度がら本学主催で開講している「座の文芸と美術」で実施してきた俳句や連句の歴史的な位置づけも踏まえ,文学的な連句(俳句を含む)の調査分析を行い、資料としてまとめた。その中で、連句に対応する静止画を40枚程度作成し、それをアニメーションの題材とした。主として2DCGアニメーションを作成し発表する予定であったが、2DCGのみならず、3DCGまで一部手掛けることができた。その表現に関して、通常の句からイメージされる静止画・アニメーションを主体として表現してきた。しかし、その表現に関しても、直接的(具象的なイメージ)な表現手法ばかりでなく、抽象絵画的な手法によっても表現することにより、より一層句と絵画のコラボレーションにより面白さが発見出来、多面的な表現の実現に向けては、かなり有益な結果が得られたと思う。また、3DCG関しては、現在Shadeツールを使用している。周知のとおり3DCGのアニメーション化は、時間と工夫を必要とするが、よりダイナミックな表現が可能であり、連句のイメージをより多面的に表現できることを、再認識した。今後は、その方面も含め、より新しい分野を展開をしていきたいと思う。また、それらに基づいた発表・投稿に関しては、6回程度実施しており、研究・制作の分野で、コンテスト等も含め発表の機会を得た。また、海外においても2回発表できたが、日本の文化を外国人に理解してもらう難しさを改めて痛感し今後の課題となった。特に古典的な内容に関しては、外国の文化・慣習とどのように接点を持つかが今後の課題と言える。なお、授業などの実施に関しては、平成20年8月2日・3日において、金沢学院大学文学部公開講座「座の文芸と美術-“歌仙を巻く"-」を開催した。市民参加型の「連句の会」であり、公開講座として行ない、地域との振興的な側面からも好評であり、継続していきたい。平成21年度は,平成17年度から本学主体で開講している「座の文芸と美術」で実施してきた俳句や連句の歴史や文学的な位置づけも踏まえ,連句(俳句含む)の調査分析を継続して行った。その一環として,書籍『おくのほそ道-芭蕉が歩いた北陸』を発刊した。また,美術作品における展示会では,立体的な連句パネル(半歌仙:18枚)も制作し展示した。平成21年度は,主として3DCGアニメーションを作成し発表する予定であったが,3DCGアニメーションにおいても具象絵画的な表現でなく,抽象絵画的なアニメーションまで一部手掛けることができた。その抽象絵画的な表現により,より一層句と絵画のコラボレーションによる面白さを発見出き、より良い表現方法を目指せたと思う。また,これらの研究・制作の発表・投稿に関しては,コンテスト等も含め6回程度の投稿・発表の機会を得た。また,海外関係の発表は,1つは日本での開催であったが,2回発表を実施した。その中でも特に抽象絵画的な表現を外国人に理解してもらうことは,日本の文芸と抽象ということから概念把握の難しさもあったが,アニメーションの評判は良かった。特に古典的な内容に関しては,外国の文化・慣習とどのように接点を持ち理解してもらうかが,継続した課題と言える。また,新しい試みとしては,携帯端末を活用した俳句・連句のインフラの整備に取り組もうとした。現在,携帯電話は,電話としての機能よりもノートパソコンの小型版として携帯情報端末としての役割を果たし,今後移動端末をもって,俳句や連句を詠んだりする方向も研究の視野に入れていきたいと思う。なお,今年度も継続して授業などの実施に関しては,平成21年8月1日・2日において,金沢学院大学文学部公開講座「座の文芸と美術-"歌仙を巻く"-」を開催した。市民参加型の「連句の会」であり,公開講座として行ない地域との振興的な側面からも好評であり,今年度も継続していきたい。平成22年度は,平成17年度から本学主体で開講している「座の文芸と美術」で実施してきた俳句や連句の歴史や文学的な位置づけも踏まえ、俳句や連句の調査分析を継続して行った。その成果として、7月31日、8月1日には、「連句の会」を開催し、50名ほどの受講者があった。また、昨年度発刊した書籍『おくのほそ道-芭蕉が歩いた北陸』に基づき、携帯情報端末を用いた俳句関係のシステム環境構築に挑戦した。

これは、芭蕉が実際訪れ俳句を詠んだ兼六公園に焦点をあて、最新の携帯端末を利用して、本学から現地まで赴きセカイカメラやランドマークシステムなどを用いて、次年度への橋渡しとなるような研究を行った。平成20年度から継続して創作しているアニメーション関係では、平成22年度は,3DCGアニメーションを作成し,具象絵画的な表現はもとより、抽象絵画的なアニメーションまで手掛けた。それにより、より一層句と絵画のコラボレーションによる面白さを発見出き、ダイナミックな表現方法を実現できたと思う。今後は、この3Dアニメーションを携帯においても実現してみたい。また,これらの研究・制作の発表・投稿に関しては,コンテスト等も含め論文の投稿・発表の機会を得た。本研究の平成22年度分では、6月には、シンガポールでのNicograph 2011 Internationalで、抽象絵画の3DCGアニメーションを発表し、7月のJsise第2回研究会でも関連研究を発表した。海外での発表を平成23年1月初めにジャカルタで開催されたIwait2001のポスターセッションで発表した。また、1月末にJsise第5回研究会では、今後、飛躍的な発展が期待できる携帯情報端末でのインフラ構築に関して発表した。今後、携帯情報端末を活用した俳句・連句のインフラの整備に関しては、スマートフォンの時代を迎えており、提供されるより利便性の高い環境と独自で開発するツールの環境構築を目指したい。
小学生を対象とした齲蝕リスクにおける各種予防プログラムの齲蝕抑制効果について

WHOでは、西暦2000年の口腔保健上の目標の1つに『12歳児でDMF歯数3以下に』という項目がある。わが国では平成5年度で3.6と,まだ先進国に比べ,高い数値を示している。12歳未満の永久歯齲蝕の約80%を第一大臼歯が占めており,この歯牙の咬合面および隣接面齲蝕を予防することで,WHOの目標達成,並びに先進国水準への到達が可能である。さらに、個人のう蝕感受性と年代に応じた齲蝕感受性の高い歯牙に対する集中的な予防や口腔衛生の向上により小児に蔓延するう蝕を効率的に抑えることが、可能と我々は考えた。本研究では,実験協力校の学童の中から,咬合面う蝕の多発傾向にある1年生、および隣接面う蝕の発生開始時期に当たる4年生を対象に,う蝕罹患傾向を高める因子を,ベースライン時のアンケート調査,唾液中の細菌検査,乳歯および永久歯のう蝕罹患状態,口腔衛生状態よりう蝕リスク因子を検討した。その結果,ベースライン時のう蝕罹患状態と唾液中のMirtacs streptococci量および口腔衛生状態が強い相関を示し,さらにアンケート調査の結果より,歯磨きの回数,保護者のチェック,食事摂取頻度,および親の子供の口腔内への関心度に関する項目でう蝕罹患状態と相関が認められた。これらの結果を踏まえ,個人におけるリスク分けを試み,リスク因子を是正するプログラムを3カ月毎に施術群に施行し,対照群には,3カ月毎にう蝕の進行度を診査し,う蝕リスクとう蝕進行度の関連性を調査した。その結果,唾液中のMirtacs streptococci量および口腔衛生状態と食事頻度が改善した施術群では,対照群に比べう蝕の発生が著しく抑制されており,またこの3つの因子がう蝕の発生,進行に大きく関与していた。したがって,この3因子を是正するプログラムがう蝕抑制効果を高めるものと思われ、今後の学童歯科保健で重視すべき点であると結論づけられた。WHOでは、2000年の口腔保健の目標の1つに「12才児でDMF歯数3以下」という項目がある。わが国では、平成5年度で3.6と、まだ他の先進国に比べ高い数値を示している。12才未満の永久歯う蝕の約80%を第一大臼歯が占めており、この歯牙の咬合面および隣接面う蝕を予防することでWHOの目標達成、並びに先進国水準への到達が可能である。そこで本研究においては実験協力校の学童を対象に学年全体の父母に対してアンケート調査に行い、う蝕の病因およびその予防法について説明を行ない、口腔衛生および歯科に対する意識の向上を図りこの研究の主旨の理解と協力を要請した。ベースラインの診査としてレントゲン写真および口腔内写真の撮影を行った。口腔内診査を島田の集団検診におけるう蝕検出基準を参考に、C0C4の5段階で近遠心面および頬舌面と咬合面を含む歯面別に記録した。同時に修復物も記録した。口腔衛生状態はPlIの基準を参考に診査した。また同時に染めだしを行い口腔内写真を撮影した。う蝕リスクの判定として唾液中のStreptococcus mutans量の簡易歯数測定法を用いた上で、う蝕経験および口腔清掃状態により、各個人のう蝕リスクを判定した。その結果、唾液中のStreptococcus mutans量と齲蝕の罹患状態、口腔衛生状態、歯磨きの回数、保護者のチェック、食事状況などの項目を調べたところ幾つかの項目に相関性が認められた。

最終的に施術群に対し3年間、フッ素を含んだ予防プログラムを3ヶ月に1度の割合で施行し予防プログラムの齲蝕抑制効果の判定および齲蝕リスクに対する効果の判定を試みる。一方対照群では要観察歯の齲蝕進行を3ヶ月に1度診査し、齲蝕リスクと齲蝕進行度の関連性を調査し要観察歯の診断基準を個人におけるリスクファクターを踏まえ明確にする。WHOでは、2000年の口腔保健の目標の1つに「12才児でDMF歯数3以下」という項目がある。わが国では、平成5年度で3.6と、まだ他の先進国に比べ高い数値を示している。12才未満の永久歯う蝕の約80%を第一大臼歯が占めており、この歯牙の咬合面および隣接面う蝕を予防することでWHOの目標達成、並びに先進国水準への到達が可能である。そこで本研究においては実験協力校の学童を対象に学年全体の父母に対してアンケート調査に行い、う蝕の病因およびその予防法について説明を行ない、口腔衛生および歯科に対する意識の向上を図りこの研究の主旨の理解と協力を要請した。ベースラインの診査としてレントゲン写真および口腔内写真の撮影を行った。口腔内診査を島田の集団検診におけるう蝕検出基準を参考に、C0C4の5段階で近遠心面および頬舌面と咬合面を含む歯面別に記録した。同時に修復物も記録した。口腔衛生状態はP1Iの基準を参考に診査した。また同時に染めだしを行い口腔内写真を撮影した。う蝕リスクの判定として唾液中のStreptococcus mutans量の簡易菌数測定法を用いた上で、う蝕経験および口腔清掃状態により、各個人のう蝕リスクを判定した。その結果、唾液中のStreptococcus mutans量と齲蝕の罹患状態、口腔衛生状態、歯磨きの回数、保護者のチェック、食事状況などの項目を調べたところ幾つかの項目に相関性が認められた。最終的に施術群に対し3年間、フッ素を含んだ予防プログラムを3ヵ月に1度の割合で施行し予防プログラムの齲蝕抑制効果の判定および齲蝕リスクに対する効果の判定を試みる。WHOでは、西暦2000年の口腔保健上の目標の1つに「12歳児でDMF歯数3以下に」という項目がある。わが国では平成5年度で3.6と,まだ先進国に比べ、高い数値を示している。12歳未満の永久歯齲蝕の約80%を第一大臼歯が占めており,この歯牙の咬合面および隣接面齲蝕を予防することで,WHOの目標達成,並びに先進国水準への到達が可能である。さらに、個人のう蝕感受性と年代に応じた齲蝕感受性の高い歯牙に対する集中的な予防や口腔衛生の向上により小児に蔓延するう蝕を効率的に抑えることが、可能と我々は考えた。本研究では,実験協力校の学童の中から,咬合面う蝕の多発傾向にある1年生,および隣接面う蝕の発生開始時期に当たる4年生を対象に,う蝕罹患傾向を高める因子を,ベースライン時のアンケート調査,唾液中の細菌検査,乳歯および永久歯のう蝕罹患状態,口腔衛生状態よりう蝕リスク因子を検討した。その結果,ベースライン時のう蝕罹患状態と唾液中のMutans streptocoociおよび口腔衛生状態が強い相関を示し,さらにアンケート調査の結果より,歯磨きの回数,保護者のチェック,食事摂取頻度,および親の子供の口腔内への関心度に関する項目でう蝕罹患状態と相関が認められた。
代謝異常に関与する腸内炎症の食品成分を用いた予防・改善に関する研究

現代社会において肥満は深刻な問題として認識されている。そのため、肥満の予防・改善に有効な食品由来成分の同定及び機能解析は、国民の健康増進に寄与するうえで重要である。世界で最も食されている一つの野菜であるトマトは糖尿病のリスクを低減させることが知られているが、その作用機序については不明確な部分が多く残されている。本研究では、申請者はトマトに含まれる抗炎症成分に焦点を当て、研究を実施した。本研究において、申請者らは多様な抗炎症成分がトマト中に含まれていることを見出した。また、これらが含有されるトマト抽出物をマウスに摂食させることで、炎症反応が抑制されることを示唆するデータを得た。本年度の主たる研究業績は、トマト抽出物中から抗肥満に重要な抗炎症能を有する多数の成分を特定したことである。本研究における抗炎症成分の主たる探索対象となるトマト果実は、リコピン等の一般に広く知られている有用成分が含有される一方、このような機能の解明が進んでいる成分はごくわずかであり、5000種以上存在すると推定されている果実中成分の全体像はその機能を含めほとんど解明されていない。そのため、有用な未知の抗炎症成分がトマト果実中に多数存在する可能性が極めて高いと考えた。今年度の研究において、トマト果実抽出液の分配及び高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等による成分分離という従来法と、高感度・高精度の性能を有する液体クロマトグラフィー・質量分析計(LC-MS)を用いた最新の分析技術、さらには、膨大な化合物が登録されている代謝物データベースを用いた解析手法を組み合わせ、効率的かつ正確に新規の抗炎症成分を特定することを可能にする系を構築した。この系を用いることで、まず、トマト果実抽出物から、分画により約180個の抗炎症能画分を得ることができ、さらに、当該画分中から抗炎症能を有する多数の成分を特定するに至った。また、これらの特定した成分中で、抗炎症能力が強い成分を二種類(脂肪酸誘導体及びクマリン類に属する代謝物)を同定するに至った。さらに、これら2種類の抗炎症能を有する成分の作用機序について検討した結果、炎症惹起に重要なシグナル伝達経路の一部を阻害することを培養細胞系において見出した。当初、初年度の研究目的に掲げた、果実抽出液の分配及び高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等による成分分離という従来法と、高感度・高精度の性能を有する液体クロマトグラフィー・質量分析計(LC-MS)を用いた最新の分析技術、さらには、膨大な化合物が登録されている代謝物データベースを用いた解析を組み合わせ、効率的かつ正確に新規の抗炎症成分を同定し、トマト果実中に含まれる抗炎症成分の全貌を明らかにするという点においては、当該系を確立し、これを用いることで多数の抗炎症能を有する成分を特定できた観点から、ほぼ予定通りの進捗であるといえる。さらには、同定した抗炎症能を有する成分の中で特に活性が強い成分である脂肪酸誘導体及びクマリン類に属する代謝物の2種類については、当該代謝物が有する抗炎症能の作用機序についても培養細胞系を用いて検討し、炎症惹起に重要なシグナル伝達経路の一部をこれらの成分が阻害することを見出すことができ、当該代謝物の作用メカニズム解明の手掛かりとなる知見を得ることができた。しかしながら、当初の想定以上に、トマト果実中に抗炎症能を有する成分が膨大な数にのぼることも同時に明らかとなった。すなわち、単一もしくは比較的少数の成分による、トマトが有する食品機能性の説明は困難であり、多様な成分の総合力による機能性評価が重要であることを示唆する結果であることから、この点を十分に考慮して、次年度以降の研究を推進する必要があると考えられる。近年の研究結果より、腸内の慢性的な炎症と肥満との間に密接な関係があることが指摘されている。そこで、本研究では「腸内炎症の抑制機能を有する食品成分の同定」及び「本効果の作用機序解明」を目的に研究を進めてきた。本年度は、培養細胞や動物を用いた実験、さらにはLC-MSを用いた成分解析を通し、トマト果実に含まれる機能性成分を特定し、さらにその効果を評価することを中心に研究活動を行ってきた。その結果、トマト果実中には非常に多様な有用成分が含有されていることを見出した。さらには当該有用成分の一部は、トマト果実抽出物を摂食させたマウス組織からも検出された。当該成分は腸管から体内に吸収され、検出された組織に到達したことが推定される。また、当該成分は肥満惹起の要因の一つである脂肪組織での慢性的炎症反応を抑制することで、その効果を発揮することを見出した。さらには、食品が有する機能性の評価の在り方について、本研究結果が解決の一助になることが期待される。食品は、医薬品とは異なり、非常に多様な成分の総合力としてその機能性を発揮しているため、「食品の機能性」を科学的指標でどのように評価すべきか、また、「食品の機能性」を発揮する成分の全容をいかに把握するかが重要である。本研究は、前述した食品機能性の評価法を確立していく上でも重要な成果を得ることができた。本研究の成果については、学術誌において、原著論文として発表した[PLOS One. 2018Jan 12;13(1):e0191203]。

そのため、肥満の予防・改善に有効な食品由来成分の同定及び機能解析は、国民の健康増進に寄与するうえで重要である。世界で最も食されている一つの野菜であるトマトは糖尿病のリスクを低減させることが知られているが、その作用機序については不明確な部分が多く残されている。本研究では、申請者はトマトに含まれる抗炎症成分に焦点を当て、研究を実施した。本研究において、申請者らは多様な抗炎症成分がトマト中に含まれていることを見出した。また、これらが含有されるトマト抽出物をマウスに摂食させることで、炎症反応が抑制されることを示唆するデータを得た。次年度以降は、本年度同定した抗炎症能を有する成分を中心に、その効果を動物個体レベルで評価することが主たる研究内容となる。しかしながら、「現在までの進捗状況」項に記載した通り、当初の想定以上に、トマト果実中に存在する抗炎症能を有する成分が膨大な数にのぼることが明らかとなった。すなわち、単一もしくは比較的少数の成分による、トマトが有する食品機能性の説明は困難であり、多様な成分の総合力による機能性評価が重要であることを示唆する結果であることから、この点を十分に考慮して、次年度以降の研究を推進する必要があると考えられる。具体的には、単一の同定成分を用いた動物試験ではなく、これら抗炎症能を有する成分が多数含まれているトマト果実粗抽出物を用いた動物試験系を構築し、当該試験系におけるトマト果実の機能性評価を実施すべきであると考えている。さらに、トマト果実粗抽出物を摂食させたマウスの各臓器・血中において、初年度に同定した成分の分布・動態をLC-MSを用いて解析することにより、トマト果実中成分の機能性評価を動物試験系において明らかにしたいと考える。また、これらの得られる知見を、学術論文や学会等での発表により、積極的に発信する予定である。食品分析・機能学化合物同定に関する実験・分析・解析費用が当初想定内に収まった点、および研究成果を発表する場である学術論文作成に関する諸費用(英文校正等)や学会発表に関する諸費用(出張旅費等)が次年度以降にずれ込んだことが主たる要因である。当該助成金及び翌年度分請求助成金を合わせ、動物試験系の構築及び、当該系を用いたトマト果実の動物個体レベルでの機能性評価に重点的に使用する予定である。さらに、研究成果の発表として、学術論文作成諸費用(英文校正等)や、学会発表諸費用(出張旅費等)に使用する予定である。
光電子円二色性イメージングによるキラル分子環境センシング

本研究では,光電子円二色性(PECD)とイオンビーム技術を組み合わせ,気相中に孤立した分子負イオンや分子集合体(クラスター)負イオンのキラリティを高感度に識別する実験手法を開発し,不斉反応の中間体のキラリティを検出することやキラリティに対する分子間相互作用の影響を詳細に調べることを目的としている。本年度は,PECD装置の改良およびキラル分子を含んだ気相クラスター負イオンのPECD測定に取り組み,以下の成果を得た。(1)昨年度に開発したPECD装置に光弾性変調器を導入することで,レーザーの円偏光状態をワンショットごとに切り替えつつ,左右円偏光での光電子画像の差分を取る方式に変更した。さらに,CCDカメラを含めた光電子画像検出部を改良することで,クラスター負イオンのPECD観測に向けてより安定で高効率な測定が可能なシステムを構築した。(2)キラルなアルコキシド負イオンを含む分子クラスターのPECDを測定した。2-butoxideイオンに水1分子が水和したクラスターや,キラル2-ブタノールが1分子溶媒和したクラスター負イオンの測定では,全電子散乱強度の1-2%程度のPECD信号が観測された。光電子脱離の励起波長を調整することで,孤立2-butoxideイオンと溶媒和クラスターからのPECD信号を同じ光電子運動エネルギー領域で比較した。その結果,溶媒分子の種類やキラリティに依らず,クラスター負イオンからのCD信号は孤立系に比べて半分程度に減少することがわかった。昨年度に開発したPECD測定装置の改良によって,当初の計画通りに測定対象を負イオンクラスター系へ拡張することができた.以上のことから,本研究は概ね順調に進展していると判断した。PECD信号の光電子運動エネルギー依存性を明らかにするとともに,光脱離断面積の計算を進めることによって,負イオンPECDの理解をさらに進める。アキラル負イオンと種々のキラル分子からなるクラスター,キラル極性分子による双極子束縛型負イオンを対象にPECD測定を行う。これら負イオンPECDの研究成果を論文として纏める。本研究では,超微量・高感度キラル計測の新手法として期待される光電子円二色性(PECD)とイオンビーム技術を組み合わせ,気相中に孤立した分子負イオンや分子集合体(クラスター)負イオンのキラリティを識別する実験手法を開発し,不斉反応の中間体のキラリティを検出すること,キラリティに対する分子間相互作用の影響を詳細に調べることを目指す.本年度は,(1)PECD測定装置の開発と(2)気相分子負イオンからのPECD観測に取り組んだ.(1)現有の光電子イメージング装置をベースに,PECD測定装置を新たに開発した.PECD測定は,左円偏光と右円偏光での光電子放出角度分布の違いを検出する手法である.励起光の円偏光状態の自動切り替え,およびそれに同期した光電子画像取得システムを構築した.また,安定した高強度イオンビームを得るために,イオン源を改良し,電子衝撃イオン化の条件を最適化した.(2)キラルアルコール(2ブタノール,グリシドール)の解離性電子付着によって生成するアルコキシド負イオンを対象にPECD測定を試みた.一方のエナンチオマーを前駆体とした負イオン種の測定では,励起光の進行方向に対する光電子の前方・後方散乱強度が非対称になることが観測された.得られたCD信号は全電子散乱強度の2-4%程度であり,気相負イオンに対しても中性分子と同程度のオーダーでPECDの観測が可能であることが分かった.もう一方のエナンチオマーではこのCD信号の非対称性が反転し,気相負イオン種のキラリティが識別できることが確認できた.本年度は当初の研究計画に沿って, PECD測定のための装置開発,負イオンPECDの検証実験を行い,気相分子負イオンからのPECDを観測することができた.また,アルコキシド負イオンのアルキル基が長くなるにしたがってCD信号強度の減少したことから,PECDが脱離電子近傍のキラル環境の変化に敏感に依存することが示唆された.以上のことから,本研究は概ね順調に進展していると判断した.本研究では,光電子円二色性(PECD)とイオンビーム技術を組み合わせ,気相中に孤立した分子負イオンや分子集合体(クラスター)負イオンのキラリティを高感度に識別する実験手法を開発し,不斉反応の中間体のキラリティを検出することやキラリティに対する分子間相互作用の影響を詳細に調べることを目的としている。

昨年度に開発したPECD測定装置の改良によって,当初の計画通りに測定対象を負イオンクラスター系へ拡張することができた.以上のことから,本研究は概ね順調に進展していると判断した。対象とする気相負イオンをクラスター系にも拡張し,キラル負イオンPECDに対するアキラル分子溶媒和,キラル分子溶媒和の効果を調べることで,負イオンPECD測定の汎用性を実証する.また,アキラルな負イオンと種々のキラル分子からなるクラスターのPECD測定によって,クラスター全体のキラル環境にPECDが敏感か検証する.これらクラスター負イオンの測定では,従来以上に安定したPECD測定が必要となる.本年度に購入した光弾性変調器を測定系に導入し,左右円偏光における光電子画像の差分をリアルタイムで観測する,イオン強度やレーザー強度の経時変化の影響を受けない測定システムを構築する.PECD信号の光電子運動エネルギー依存性を明らかにするとともに,光脱離断面積の計算を進めることによって,負イオンPECDの理解をさらに進める。アキラル負イオンと種々のキラル分子からなるクラスター,キラル極性分子による双極子束縛型負イオンを対象にPECD測定を行う。これら負イオンPECDの研究成果を論文として纏める。予定していた光弾性変調器を利用した測定システムの準備が年度内に完了しなかったため,次年度使用額が生じた.次年度に当該システムの整備を進めるとともに,当初の計画に沿ってクラスター負イオンPECD測定および成果発表の経費として使用する.測定試料用の試薬購入費および学会参加費・旅費が少なく済んだため,次年度使用額が生じた。次年度には,当初の計画に沿って物品(消耗品)購入・旅費に充当する。
巨大ブラックホールの起源の理論的研究

z>6の初期宇宙で実際に観測されている10億太陽質量を上回るような超巨大ブラックホールについて、その種となり得る超大質量星の形成過程について研究した。前年度に引き続く内容としては、宇宙論的な初期条件から得られた星形成ガス雲の重力収縮に引き続く長期進化の計算を行った。すなわち、ガス雲の重力収縮の結果、中心部の密度は上昇するが最終的に力学平衡になる原始星が誕生して収縮は終了する。この際、もともとガス雲にあった質量の大半は原始星周囲に取り残されており、順次星へ降着して星質量が増加するのである。この質量降着期の進化が最終的に形成される星質量を決定するため、この時期の進化が本質的に重要である。我々の宇宙論的シミュレーションでは周囲の環境効果が矛盾なく取り入れられており、この効果が質量降着期の進化にどのような効果を及ぼすかについても初めて調べることが可能である。計算の結果、付近の大質量銀河がガス雲に及ぼす潮汐力が質量降着期の進化にも大きく影響することがわかった。すなわち、潮汐力が強い場合はガス雲がフィラメント状に大きく引き伸ばされているので降着期にかけてさかんに自己重力による分裂が起こり、10万年の間におよそ数千太陽質量の星が数十個生まれる。一方で潮汐力が弱い場合、ガス雲は球状に近い構造を維持し、その結果、分裂は比較的抑制されたまま降着期の進化が進み、同時間の間におよそ数万太陽質量の星が数個生き残った。星同士の合体が何度も起こるものの、生き残る星のうちいくつかは連星系をなしており、これらは星の死後ブラックホール同士の連星に進化する可能性がある。特に、連星間距離が十分近ければ重力波放出を経て合体する可能性がある。28年度が最終年度であるため、記入しない。特に、これまでの先行研究では人工的に仮定していた星形成ガス雲の周囲の環境効果を自己矛盾なく取り入れることに初めて成功した。このことは、宇宙論的な初期条件から始めて一貫した構造形成のシミュレーションを行うことに依って可能になったものである。その結果、これまで知られていなかった現象、すなわち、周囲の星形成銀河からの潮汐力によってガス雲の重力収縮が阻害される効果を初めて見出した。超大質量星形成のためには冷却剤となり得る水素分子が輻射場によって破壊されている必要があり、そのような強力な輻射場を作り出すためには必然的に大きな星形成銀河が付近に存在している必要があった。しかし、同時にこの銀河が潮汐場も作り出してしまい、実はガス雲の収縮、ひいては超大質量星形成の形成まで阻害してしまう場合が実は多いことが明らかになったのである。調査した数十例の星形成ガス雲のうち、ガス雲の収縮が見られたのは僅か2例のみであり、このときはガス雲を宿すハローが急なmerger過程を経て形成していることも分かった。これが、潮汐力の効果を乗り越えてガス雲収縮を助ける効果を果たしたためである。さらに、星形成ガス雲の外縁部はこの潮汐力によりunboundとなり、雲自身の質量は結局この効果によって制限されることも分かった。ガス雲の質量は最終的に形成される星の質量の上限質量を与えることになるため、種ブラックホールの上限にもなる。このように、環境効果は超大質量星形成途上の様々な局面で重要な役割を果すことが明らかにされた。超大質量星の形成過程をはじめて首尾一貫した宇宙論的シミュレーションで追跡し、ガス雲収縮のための新たな条件を見出すことができた。他の先行研究では超大質量星形成のための条件が満たされているような状況を人工的に用意して、その後何が起きるかを調べた仕事しかなかったため、我々の成果はこれらとは一線を画した独創的な研究である。さらに数十例のサンプルから実際にガス雲収縮が起きる例をわずかではあるが見つけることもできた。これによって、初めて現実的な初期条件から始めて超大質量星形成が起こり得る可能性を始めて明確に示した。このような興味深い成果を得ることが出来たことを持って、研究は順調に進捗したということができる。

すなわち、潮汐力が強い場合はガス雲がフィラメント状に大きく引き伸ばされているので降着期にかけてさかんに自己重力による分裂が起こり、10万年の間におよそ数千太陽質量の星が数十個生まれる。一方で潮汐力が弱い場合、ガス雲は球状に近い構造を維持し、その結果、分裂は比較的抑制されたまま降着期の進化が進み、同時間の間におよそ数万太陽質量の星が数個生き残った。星同士の合体が何度も起こるものの、生き残る星のうちいくつかは連星系をなしており、これらは星の死後ブラックホール同士の連星に進化する可能性がある。特に、連星間距離が十分近ければ重力波放出を経て合体する可能性がある。ここまでの研究では、現実的な初期条件から超大質量星形成が可能となり得る条件を調べ、実際にこれを満たした2例からガス雲の重力崩壊が起きるための条件を新たに示した。すなわち、付近の大質量銀河の作る潮汐力を乗り越えてガス雲収縮が起きるためには、merger等によって十分速やかにガス雲成長が進む必要があったのである。ただし、この段階ではガス雲の中心部の密度が十分に上昇したことを示したのみであり、本当に超大質量の星が誕生するのか否かまで示すことはできていない。これを調べるには密度上昇が最終的に止まって原始星が誕生し、さらにその原始星の質量がガス降着によって増加する、いわゆる質量降着期の長期進化を追跡する必要がある。今後はこの時期の進化まで数値シミュレーションを継続し、最終的にどのような星が誕生するのか、さらにその結果として一体どのようなブラックホールが最後に残されるのかが次の研究の課題となる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
同じ課題の反復活動がスピーキング能力の発達に及ぼす影響

「同じ話題を反復する活動」がスピーキング能力の発達に効果的であるが、反復活動のどのような要因がスピーキング能力発達に寄与するかについては十分に明らかにされてこなかった。本研究では、反復活動中に繰り返し見られる言い直しや言い換えなどの「自己修正行為(self-repair behavior)」がスピーキング能力を発達させる要因だ考え、反復活動中の自己修正行為の種類とその変化を分析し、自己修正行為の変化がスピーキング能力の発達にどのような影響を及ぼしているかを明らかにする。
インフレーション宇宙における暗黒物質の生成と進化

平成30年度は主に原始ブラックホールの生成の研究を行なった。インフレーションで作られる曲率揺らぎとブラックホールを作る際に重要になる密度揺らぎとの関係が非線形であることに着目して、曲率揺らぎがガウス分布に従うとしても密度揺らぎに非ガウス性が現れることを示し、それによって原始ブラックホールの生成が抑制されることを明らかにした。また、宇宙のバリオン数を説明するアフレック・ダイン機構を用いて原始ブラックホールを生成する新たなモデルを構築した。このモデルはパルサー・タイミングの観測や宇宙背景放射の観測の制限を受けずに比較的大きな質量のブラックホールを生成することができ、LIGOによる重力波イベントと宇宙の暗黒物質を同時に説明できるということを明らかにした。暗黒物質の有力な候補の一つであるアクシオンに関して、宇宙初期に生成されるアクシオン・ストリングの進化を大規模数値シミュレーションによって調べ、ストリング密度の進化がスケーリング則からずれ、スケーリング・パラメターが時間に対して対数関数的に増加することを明らかにした。この結果は宇宙でのアクシオンの存在量を決めるのに重要である。宇宙初期に大きな等曲率揺らぎが存在すると揺らぎの2次の効果で宇宙初期の元素合成、特に重水素の存在量に影響を与えることに着目して最近の重水素の存在量に対する精密な観測を用いて幅広いスケールで等曲率揺らぎの大きさに対する制限が得られることを明らかにした。また、得られた制限をある種のレプトン数生成モデルに適応し、モデルに有用な制限を与えた。原始ブラックホールの生成に関して着実に理解が進んでおり、新たな魅力的な生成モデルも構築することができたため。新たな観測によってブラックホール連星合体が大量に発見されることが期待されることから、引き続き原始ブラックホール生成の研究を行い、生成されるブラックホールの質量分布やスピン分布を調べて、観測されたブラックホールが星起源のものか原始ブラックホール起源かを明らかにしていきたい。平成29年度は、昨年度に引き続き原始ブラックホールを生成するインフレーション模型の構築を行った。まず、インフレーションが2段階で起こるダブルインフレーション模型に基づいて、生成される原始ブラックホールの質量関数を求め、最新の重力レンズ効果の観測と比較することによって原始ブラックホールが観測と矛盾することなく暗黒物質になることを明らかにした。また、原始ブラックホール生成に必要な大きな密度揺らぎの2次の効果に起因する重力波の生成量を定量的に見積もり、パルサータイミングの観測と矛盾なくLIGOで発見された重力波イベントが説明できることを示した。さらに、このダブルインフレーション模型は2つの質量ピークを持つ質量関数を予言し、暗黒物質とLIGOで発見された重力波イベントの両方を同時に説明できることを明らかにした。また、原始ブラックホール生成の模型として、アクシオン・カーバトン模型とアフレック・ダイン機構に基づく模型の2つを提案し、これらの模型がLIGOで発見された重力波イベントを説明する原始ブラックホールを生成できることと、これらの模型における暗黒物質について調べ、アクシオン・カーバトン模型についてはアクシオンが暗黒物質の良い候補となること、アフレック・ダイン機構に基づく模型においては原始ブラックホールと同じ起源で作られるノントポロジカル・ソリトンであるQボールが暗黒物質になることを明らかにした。宇宙初期の元素合成期に崩壊する粒子が元素合成に与える効果を調べるために従来の計算コードを改善し、最新の観測データを用いて崩壊に粒子に対する一般的な制限を求めた。また、これを超重力理論で予言されるグラビティーノに応用し、インフレーション後の宇宙の再加熱温度に対する制限をアップデートした。当初計画していたように、原始ブラックホールを生成するインフレーション模型を構築でき、原始ブラックホールが暗黒物質を説明できるかどうかを明らかにすることができ、さらに新たな原始ブラックホール生成の模型を構築することができたため。LIGOがブラックホール連星合体による重力波イベントの発見したことによって、原始ブラックホールの研究の重要性・注目度が非常に高まっているので今後も引き続き、原始ブラックホールの生成や観測的検証に向けた研究に重点を置いて研究を進めつつ、当初の研究計画に沿って暗黒物質の研究も進める予定である。

新たな観測によってブラックホール連星合体が大量に発見されることが期待されることから、引き続き原始ブラックホール生成の研究を行い、生成されるブラックホールの質量分布やスピン分布を調べて、観測されたブラックホールが星起源のものか原始ブラックホール起源かを明らかにしていきたい。コンピューター関連の機器の購入の予定が次年度に延びたため。当該年度に購入予定のパソコンの新機種が年度内に納品が困難であったため次年度使用額が生じた。次年度分と合わせてパソコンを購入予定である。
論理的な言語力を促進する言語活動の開発とその効果の検討

指導要領の改訂以来,さまざまな言語活動が提案される一方で,それらの提案は十分に整理されているとは言えなかった。そこで本研究課題では,論理的言語力の育成という観点から言語活動の課題を整理し,教科横断的な枠組みと日常的な活動が重要であることを示した。内容理解を高め,教科横断的に実施できる言語活動の枠組みとして「説明を中心とした言語活動」を提案し,数学や文章理解課題での効果を検証した。また,日常的な言語活動を促進するツールとして「マイ・ディクショナリー」と「付箋ノート」を提案した。昨年度の文献レビューなどを通して,論理的言語力の育成という観点から,「説明」を軸とした言語活動が重要であり,特に,言語活動の定着・基盤づくりのための日常的実践が重要であることを指摘した。本年は,まず,以上の点について共著書籍の中で指摘した。これらの著書は次年度以降に出版予定である。次に,本年度の目標は,新たに提案した言語活動を予備的に実施し,その実施上の問題点や具体的な運用方法を検討することであった。そこで,付箋型ノートを用いた授業実践については,横浜市の中学校教員と協同で,国語科を中心とした実践を予備的に実施した。埼玉県の小学校での実践も予定していたが,教員の異動などにより実施が遅れている。また本年度は,習得型の授業における言語活動だけでなく,探求型の授業における言語活動にも注目した。具体的には,埼玉県の高等学校の数学科における「説明活動を軸とした探究活動」を対象とし,その成果の検討を行なった。これらの予備的な実践を通して,各教員が自分の担当授業の中で実践する場合には,付箋型ノートなどのツールの受け入れや新たな言語活動への取り組みが大きな障害なく実践しうることが分かった。一方で,複数教員が関わったり,外部指導員の影響力が大きかったりする場合には,教員間での目標の共有や学習者の意識についての理解に差が生じやすく,実践が難しくなることが示唆された。数学の探究的言語活動の成果については,次年度開催される国際学会(EARLI)での発表を申し込み,口頭発表として採択された。また,複数教員が関わる新たな指導の導入の困難については,教員のインタビューをまとめ,次年度の学会(教育心理学会総会)における発表を申し込んでいる。本研究の目的は,説明に焦点を当て「教科横断的な言語活動の枠組み」を示し,実践的な提案を行なうことであった。この目的のもと,1年目に理論的検討を行ない,2-3年目に実践的提案とその効果検討を行なう計画であった。最終年度にあたる平成25年度は,これまでに得られた成果をまとめ,書籍や論文において発表する活動が中心となった。まず,「説明を中心とした言語活動」に関しては,数学領域での実践例を論文や国際学会で発表した。数学領域での問題解決学習では,具体的事例や具体物と結びつけることを重視した研究が主流であったが,本研究課題では,具体的事例と結びつけることが困難な,より発展的な高度な数学課題において,説明を中心とした言語活動によって,学習者の言語力および数学的知識の深化を狙いとした。実践の分析から,説明を中心とした言語活動によって,内容理解や数学的に論理的な文章の表現において改善が見られたことが明らかとなった。また,「日常的言語活動」としては,2年目に取り上げた「マイ・ディクショナリー(辞書作り)」と「付箋の活用」の二つを日常的言語活動を促進する「アナログツール」として位置づけ,これらのツールを用いた実践の枠組みを書籍において紹介した。上に挙げた「説明を中心とした言語活動」および「日常的言語活動」は,1年目の理論的検討で指摘した課題に対応した提案となっている。研究期間全体を通して,初めに指摘した課題に答える知見を得ることができた。実践の効果検討は,一部は記述的なものにとどまったが,概ね質的量的な観点から検討ができ,学術論文として発表することができた。さらに,特に実践に関わる部分については,研究成果報告ホームページを立ち上げ広く公開することで,実際の教育に活かしうる情報提供を行なった。論理的言語力の育成という観点からは,「説明」を促進する言語活動が重要であると考えられた。本年度の目標は,これまでに提案されてきた言語活動についてレビューを行ない,論理的言語力を促進する言語活動としてどのような取組が必要であるかを明らかにし,具体的な教育プログラムの提案を行なうことであった。この目的のもと,書籍や論文のレビューを行なうのと並行して,埼玉県加須市加須小学校や横浜市立生麦中学校を中心として実際の教育現場での活動実態を調査した。レビューの結果,これまでに提案されてきた言語活動の特徴として(1)単一教科あるいは「総合」という教科の枠組みの中での取組が中心であること,(2)イベント型の言語活動が幅広く提案される一方で,日々の授業における言語活動の定着のための取組が少ないこと,が分かった。

一方で,実際の教育現場の調査からは,教員が他教科との連携や,日々の授業の中での言語活動の在り方を模索していることが示された。これまでに提案されてきた言語活動と,実際の教育現場での教員の感じ取り方にはギャップがあることが明らかとなり,このギャップを埋めるための介入方法や指導ツールの提案が必要であると考えられた。以上の結果を受け,付箋型ノートの利用や,加須小学校で実践されていた「マイディクショナリー」の作成などの活動を新たに提案した。本年度は,これらの成果の一部を国内外の学会において発表するとともに,書籍において紹介(来年度以降出版予定)した。また,付箋型ノートを用いた教育プログラム案を専門家・現場教員とともに開発し実践への道筋をつけたことが本年の成果である。24年度は,授業実践とその効果の検討を実施していく予定である。本研究の目的は,論理的な言語力を促進する言語活動を開発し,その効果を検討することである。本年度の目標は,具体的な教育実践を予備的に実施し,実施上の問題点や困難を検討することであった。本年度の研究活動では,埼玉県の小学校での実践の中心であった教員の異動などにより,実践の予備実施や検討が進まなかったところがある。一方で,新たに説明活動を軸とした探究活動について,数学の実践に関わり,その成果を検討することができた。計画がうまく進んでいないところもあるが,計画を超えて進行したところもあり,全体としては概ね順調に進展していると言える。本年度の目標は,現在すでに提案されている言語活動のレビューを行なうことと,レビューをもとに教育実践の具体案を策定することであった。本年度の研究活動の結果,指導書や教員向け書籍,研究論文などのレビューを実施することができ,また実際の教育現場での課題を明らかにすることができたと考えている。また,学会での発表と情報収集も計画通り実施することができた。実践の具体案もおおむね計画通り策定が進んでおり,24年度1学期半ばから実際に教室での活動が計画されている。以上より,上記の目標はおおむね達成されており,研究目的に向けて順調に進展していると判断できる。H25年度は,24年度の成果をもとに,実際の教育現場における教育プログラムの実施を進める。実践協力校の学事日程から,中学校では2学期の実践を特に重点的に取り上げることを計画している。また,高校では数学科の探究型授業における実践を引き続き取り上げ,そこでの言語活動に関するより詳細な検討を計画している。また,H25年度には,24年度までに得られた成果の発表にも力を入れる。国内外の学会での発表が決まっているほか,実践論文として投稿準備を進めている。また,より一般向けの成果発表のために,ホームページ上での情報発信を計画している。H24年度は23年度に策定した教育プログラムを実施し,その効果を検討するとともに,改善点や実際の教育現場におけるスムーズな実施に向けての整備を行なう。特に,本年の実践に関しては,中学校・高校での数学科や国語科での協力を得る予定であるので,専門家の観点を取り入れるとともに,教育現場の実態により即したものとして実施できるようにするための配慮が必要であると考える。
神経膠芽腫における低酸素領域と幹細胞ニッチの可視化及び内用放射線治療の開発

神経膠芽腫の治療の抵抗性要因として、腫瘍幹細胞の存在や腫瘍内低酸素環境の存在が挙げられる。本研究では、治療抵抗環境とされる低酸素領域、幹細胞ニッチを標的とした治療法の開発を目指している。樹立し神経膠芽腫幹細胞株を用いてCu-ATSMPETを行うとともに組織内応答を解析している。またCu-ATSM投与マウスにおける生存解析を検討している。初年度は神経膠芽腫患者に対する64Cu-ATSM PET撮像と腫瘍検体に対する組織・遺伝学的検討を中心とした研究を行った。ヒト由来神経膠芽腫幹細胞株を樹立し、得られた細胞を免疫不全マウス脳に移植した後にMRIやFDG-PETとともに64Cu-ATSM PETを撮像した.集積亢進例、非亢進例の相違について低酸素関連分子(HIF-1α及びVEGF等下流分子の発現)、幹細胞マーカー(CD133, CD44, Nestin等)を免疫組織化学的に検討した。次年度以降はCu-ATSMによる内部放射線治療効果を動物モデルを用いて明らかにするとともに、そのメカニズムを分子生物学的に解明することを目指す。脳腫瘍モデルがPET撮像前に致死的状況に至ることが多いため、解析が滞っている面もあるが研究計画は概ね進んでいる。次年度以降は生存解析の結果を解析しつつ、分子生物学的アプローチにて治療効果メカニズムを解明する。次年度以降は複数のマウスモデルを用いてそれぞれ生存解析の結果を解析しつつ、分子生物学的アプローチにて治療効果メカニズムを解明する。また治療効果について遺伝子異常特異的な背景を探求するため、遺伝子改変細胞を用いた手法にて検討を行う予定である。本年度は免疫不全マウスなどの購入、細胞実験器具、培地などの購入に研究費を活用した。一部残額が発生したため、こちらは次年度に繰り越して活用する。
オープンソースコミュニティを対象としたコーディネーション分析技術の開発

本研究の目的は,オープンソースソフトウェア(OSS)開発コミュニティにおける協調作業の成否に大きな影響を与えるコーディネーション行動を分析するための技術を開発することである.具体的には,(1)コーディネータの特定するためのデータ解析技術,(2)コーディネータがコミュニティの参加メンバを媒介する能力の数値化指標,(3)コーディネータの媒介能力がOSS開発及びコミュニティへ与える影響の度合を数値化する分析技術及び分析ツールを開発した.本研究の目的は,オープンソースソフトウェア(OSS)開発コミュニティにおける協調作業の成否に大きな影響を与えるコーディネーション行動を分析するための技術を開発することである.具体的には,(1)コーディネータの特定するためのデータ解析技術,(2)コーディネータがコミュニティの参加メンバを媒介する能力の数値化指標,(3)コーディネータの媒介能力がOSS開発及びコミュニティへ与える影響の度合を数値化する分析技術及び分析ツールを開発した.本研究の目的は,オープンソースソフトウェア(OSS)開発コミュニティにおける協調作業の成否に大きな影響を及ぼすコーディネーション(協調作業を円滑に行うための調整)行動を分析するための分析技術を開発することである.具体的には, (1)コーディーネータ(コーディネーションに貢献する人物)の特定するためのデータ解析技術, (2)コーディネータがコミュニティ参加メンバを媒介する能力を数値化するための指標の開発, (3)コーディネータの媒介能力がOSS開発及びコミュニティへ与える影響の度合(生産性,信頼性,コミュニティの持続的成長など)を数値化する分析技術及び分析ツールを開発することである.本年度は特に,複数のサブコミュニティを媒介するコーディネータを分析するための「コミュニティ媒介性指標」を構築した.コミュニティ媒介性指標は,コーディネータが複数のサブコミュニティを媒介する度合(媒介能力)を測定するための指標である。OSSコミュニティの典型的なネットワーク構造のパタンを想定した3種類の指標からなる.分析指標の妥当性を確認するために,シミュレーションによる評価を行うとともに複数のOSSコミュニティのコミュニケーション履歴データを用いて提案指標の妥当性を評価した.本研究の目的は,オープンソースソフトウェア(OSS)開発コミュニティにおける協調作業の成否に大きな影響を及ぼすコーディネーション(協調作業を円滑に行うための調整)行動を分析するための分析技術を開発することである.具体的には,(1)コーディネータ(コーディネーションに頁献する人物)の特定するためのデータ解析技術,(2)コーディネータがコミュニティ参加メンバを媒介する能力を数値化するための指標の開発,(3)コーディネータの媒介能力がOSS開発及びコミュニティヘ与える影響の度合(生産性,信頼性,コミュニティの持続的成長など)を数値化する分析技術及び分析ツールを開発することである.今年度は下記の研究・開発を実施した.(1)分析ツールの改良前年度開発した分析ツールを,実際のOSSコミュニティのアーカイブデータに適用することで,追加・修正すべき機能を洗い出しツールの改良を行った.開発したツールは近く公開することを予定している.(2)コーディネータの媒介能力がOSSコミュニティに与える影響の分析前年度構築した「コミュニティ媒介性指標」とコミュニティの活動状況との関係を分析した.具体的には,(2-1)「コミュニティ媒介性指標」に基づきコーディネータの媒介能力を分析ツールにより算出する.(2-2)OSS開発の生産性や信頼性,コミュニティの持続性を分析し,(2-3)それらとコーディネータの媒介能力との相関を調べることで,コーディネータの媒介能力がOSS開発及びコミュニティに与える影響を明らかにした.
筋強直性ジストロフィ症に関連する選択的スプライシング制御因子の構造生物学的研究

構造生物学的解析を目標として、筋強直性ジストロフィ症の責任因子である3種類のRNA結合タンパク質をドメイン単位で調製し、タンパク質間結合のコアユニットの構成要素を決定することを目指した。しかし、様々な発現系を試みたものの、安定な複合体を同定することはできず、さらに別のタンパク質因子の必要性が示唆された。本研究では,遺伝性筋神経疾患の一種である筋強直性ジストロフィ症の分子機構を明らかにする目的で,責任因子として機能するRNA結合タンパク質の構造生物学的解析を目指す。平成19年度は,心筋トロポニンTなどの選択的スプライシングを調節する三種類のRNA結合タンパク質(ETR3、MBNL2、hnRNPH)に着目し,それぞれのドメインを単位にした断片の組換え体を発現精製した。ちなみに,当初の計画に加えて,本調節系に関与することが新たに報告されたhnRNPHも実験の対象とすることにした。ETR3はRRM1(RNA認識モチーフ1)+RRM2を含む領域と,リンカーからRRM3に至る領域に分けて調製した。MBNL2は4つの亜鉛フィンガーを含むN末領域と,構造未知のC末領域に分けて調製した。hnRNPHはqRRMI(擬似RRM1)+qRRM2ドメインを含む領域と,qRRM3ドメイン及び前後のリンカーを含む領域に分けて調製した。それぞれ,GST融合タンパク質とHisタグ融合タンパク質として回収できるよう設計した(Satoetal.の論文(本年度の成果として記載)に報告したプルダウンアッセイ法に適合するよう設計している)。その結果,ETR3の(RRM1+RRM2)とhnRhNPHの(qRRMI+qRRM2)以外は大腸菌で封入体として得られた。これらは可溶化後に透析で巻き戻しをすることにより,溶解性のサンプルとして確保することが可能となった。一方,スプライシングの基質となるトロポニンTのmRNA前駆体を安定供給する系も確立した。平成20年度は,このmRNA前駆体や,病態の原因となるCUGリピートRNAの存在下で,各タンパク質の結合パターンを解明し,結晶化に適切な「コア複合体構造」を見出した後,結晶構造解析に向かう予定である。本研究では、遺伝性筋神経疾患の一種である筋強直性ジストロフィ症の分子機構を明らかにするため、責任因子として機能するRNA結合タンパク質の構造生物学的解析を目指す。平成20年度は、心筋トロポニンTなどの選択的スプライシングを調節する三種類のRNA結合タンパク質(ETR3、MBNL2、hnRNP H)に着目し、それぞれをドメインの境界で切り分け、大腸菌での発現系を確立した。いくつかの断片、特に一定の構造を取らないリンカー部分を含む断片は、概して発現量が少なく、溶解性も低かった。封入体として得られる場合も、可溶化から透析を経てサンプルを回収できるものの、単独では不安定で容易に変性・沈殿するケースが多かった。また、スプライシングの基質となるトロポニンTのmRNA前駆体や病態の原因となるCUGリピートRNAを添加した瞬間に沈殿し、解析不能になるケースも散見された。すなわち、単独の精製標品から結合を検出するのには、物性の面から限界があると結論づけられた。そこで、現在は二種類の新しい系を構築している。第一に、小麦胚芽由来の無細胞合成系である。あらかじめタグを付加したmRNAを準備し、様々な組み合わせでドメインを合成する。サンプルはタグを用いたプルダウンにより粗精製し、複合体形成の有無を高効率でスクリーニングすることが可能である。第二に、全長タンパク質の共発現系の構築である。細胞内で何らかの安定な複合体が大量生産された場合、柔軟で不安定な部分はプロテアーゼ分解されてしまうので、結果的に複合体のコア部分が残り、結合領域を決定することが可能となる。以上の系に関して、必要なプラスミドDNAを構築した。現在まで、結合部位に関する報告はされていないため、複合体の同定が達成されればその新規性は高い。この段階で学術論文を作成する予定である。