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ディドロ思想における「怪物」概念の諸相を巡る総合的研究

本年度は、政治、道徳論に関する著作を中心に「怪物」の種類や扱いを調査することで、社会的次元の問題へ考察を進めた。この分野での怪物概念は、個人の内面、社会のシステム、真、善、美の三位一体論等のテーマを中心に、統一性(ユニテ)の理想を前提とするなどの基本的特徴を保ちつつ、自然科学や美学思想の変化と連動しながら、年代毎に推移していくことを確認できた。特に、目的論的理神論から唯物論的一元論への移行後、宗教的道徳基準が消失すると、様々な「怪物」の例が、理論の可能性や限界を見極める思考方法として利用されていくことになる。ディドロの著作において、通常と異なる性質をもつ人物の一部は、支配的立場や、非現実的立場に意義を申し立てるという形で著者の思考を活性化させたり、人間の自然な性質を取り戻させるオリジナリティを持つ人物、人類を進歩させる天才等として評価される。また、通常の多くの人間も、複数の矛盾する傾向を持つ点で怪物と考えられており、そうした矛盾の起源と考えられる、個人の自然な性質と社会との軋轢をなくすためには、自然法、宗教法、市民法の一致が必要とされる。しかしその実現は難しく、街、国家などの団体もまた怪物とされる事がある。ディドロは悪人への憧れももつ一方で、基本的には社会の為になる行動を評価し、種の幸福を顧みない人間は、賞罰などで修正不能な場合、共同体からの追放や抹殺が正当化されていく。但し、善悪の区別は困難で、ディドロ自身、自分が怪物なのだと考える一面があり、価値基準の設定の難しさが示されている。自然論において、稀な形も現象の必然的結果と説明されるようになると、必然のものに善悪はないとの発想から、身体や環境によって悪行へ決定付けられる個人への責任追求や、共通道徳の基礎付けが困難となる。このためディドロの怪物概念は、規範学において大きな問題を提起するテーマであることが明らかになった。本年度は、ディドロの「怪物・奇形」概念を、自然学及び神学の分野から検討する為、主として1740年代の理神論的、哲学的著作、及び1750年代以降に展開される、所謂科学的著作において、この概念の特徴を探った。まずこれらの著作に現れる怪物の種類を特定することで、怪物性を指摘される生物は、ディドロの思想の発展の各段階において性質が異なり、背後にある世界形成の理論によって変化していくことが明らかになった。また思考方法のレヴェルでは、怪物、奇形の例は、旧理論を打ち破る為の反証、新たな理論形成に必要な材料、あるいは、未完成の説に統一性を持たせるための仮定的存在としての機能をもち、様々な可能性を考慮しながら、理論を破壊、再形成してゆくディドロの哲学の方法自体に深くかかわっていることが確認された。理神論期においては、怪物は幻想の有翼獣であり、生物の内部構造と、外界との関係における合目的性を指摘するための根拠であった。しかし、世界の調和に疑念が投げかけられ、神の計画なしの生物形成論が探られていくにつれ、全体の秩序に反する様相を呈する現象が注目され、生まれつきの盲人の存在を目的論否定の決定的根拠として、唯物論的無神論への移行が行われる。以後、科学哲学の著作で身体的奇形が数多く取り上げられ、これを取り込んで説明できる有機体論、及び世界の統一的な法則が求められていくことになる。最終的には、全ての「分子」の組み合わせを想定する一元論的唯物論により、奇形的生物も存在の連鎖の中の必然の現象として、矛盾なく自然理論の内に包摂されるようになるが、このことにより、正常な形態と異常な形態の区別、奇形の定義は曖昧になり、奇形、怪物はその特異性を失うに至る。以後道徳関連分野での怪物が重要性を増していくため、自然科学以外の分野での研究の必要性が浮かび上がった。本年度は、認識論、美学関係の著作で取り上げられる"monstre"の特徴と、この概念がディドロの様々な理論形成において果たした役割を調査した。この分野でも、「怪物」は、著者の作品に一貫して頻繁に登場し、自然の必然的な法則に従った、統一性(ユニテ)をもつものは美しいと評価され、何らかの矛盾や、基本法則への違反を含むものは批判されるという傾向を持つが、その種類や扱いは、思索の流れと共に変化する。まず、有翼獣などの幻想の生物は、身体内部や外界との関係に矛盾がなく、機能的構造を持つ点で評価される。人物では、変形が、身体器官、年齢、職業の必然的結果を表す場合に整合的形とみなされ、自然なオリジナリティという発想も現れる。しかし、プロポーションやデッサンの狂いの場合には、失敗作として批判される。また、作品全体が、目的論的な有機体として捉えられる為、必要な要素が欠けたり、余分な要素、異質な要素を含むもの、一つの全体を構成しないもの等は、構造に欠陥のある、ある種の怪物と判断される。製作者や鑑賞者のレベルでは、個人の器官や能力、環境の違いにより、認識や感性、判断にばらつきがでるが、特に天才が怪物として扱われる他、正しい判断を基準とした場合の、様式や趣味の特性(マニエール)が怪物とみなされ、そこから特に乖離するものを「怪物」とする、ある種の規範的価値の想定が伺われる。認識論、言語論の展開に際しては、盲人や聾唖者が中心的な位置を占めるが、美学においても、自然界に存在しない

生物や、身体の様々な変形、醜悪な事物、怪物等による残酷な場面(崇高論に繋がる作品)などは、真実性や、美の根拠の問題、作品の自律的価値、理想モデル、限界例などについての思考を促し、「自然の模倣」を原則とするディドロの理論の精緻化において、重要な役割を果たしていた事が確認された。本年度は、政治、道徳論に関する著作を中心に「怪物」の種類や扱いを調査することで、社会的次元の問題へ考察を進めた。この分野での怪物概念は、個人の内面、社会のシステム、真、善、美の三位一体論等のテーマを中心に、統一性(ユニテ)の理想を前提とするなどの基本的特徴を保ちつつ、自然科学や美学思想の変化と連動しながら、年代毎に推移していくことを確認できた。特に、目的論的理神論から唯物論的一元論への移行後、宗教的道徳基準が消失すると、様々な「怪物」の例が、理論の可能性や限界を見極める思考方法として利用されていくことになる。ディドロの著作において、通常と異なる性質をもつ人物の一部は、支配的立場や、非現実的立場に意義を申し立てるという形で著者の思考を活性化させたり、人間の自然な性質を取り戻させるオリジナリティを持つ人物、人類を進歩させる天才等として評価される。また、通常の多くの人間も、複数の矛盾する傾向を持つ点で怪物と考えられており、そうした矛盾の起源と考えられる、個人の自然な性質と社会との軋轢をなくすためには、自然法、宗教法、市民法の一致が必要とされる。しかしその実現は難しく、街、国家などの団体もまた怪物とされる事がある。ディドロは悪人への憧れももつ一方で、基本的には社会の為になる行動を評価し、種の幸福を顧みない人間は、賞罰などで修正不能な場合、共同体からの追放や抹殺が正当化されていく。但し、善悪の区別は困難で、ディドロ自身、自分が怪物なのだと考える一面があり、価値基準の設定の難しさが示されている。自然論において、稀な形も現象の必然的結果と説明されるようになると、必然のものに善悪はないとの発想から、身体や環境によって悪行へ決定付けられる個人への責任追求や、共通道徳の基礎付けが困難となる。このためディドロの怪物概念は、規範学において大きな問題を提起するテーマであることが明らかになった。
心筋梗塞時の心筋壊死を極小化し遠隔期心不全を予防する機械-神経最適減負荷治療開発

心筋梗塞時の心筋壊死を極小化する機械-神経最適減負荷治療の開発において、初年度である平成30年度は、同システムの有効性証明実験の前段階である動作検証が主であった。迷走神経刺激における心筋保護効果は、高強度ほど強まるが、過度な刺激は副作用(痛み、咳反射、嘔吐反射)や徐脈により血行動態が不安定になる。左室補助装置は、左室からの駆出がなくなる特異点以上に補助流量を上げて(左室の前負荷を減す)心筋酸素消費を著明に抑制する。これらの条件を両立させる制御アルゴリズムを開発し、実用化のためのスタートアップ協力企業とともに特許出願を行った。犬を用いた動物実験により、経皮的左室補助装置に迷走神経刺激による徐拍化を加えることによって、血行動態を改善させながら、いずれの左室補助様式においても有意(20-40%以上)の酸素消費抑制が可能となることを証明した。本課題の最終目標は心筋梗塞抑制と遠隔期の心不全低減である。犬虚血再灌流モデル(3時間虚血後に再灌流し、1か月後に梗塞サイズ、心不全マーカーを評価)を用いて、同システムの有効性を検証したところ、虚血120分後再灌流60分までの2時間使用のみで著明な梗塞サイズ抑制と心不全指標の改善が認められた。申請時は、平成30年度までにアルゴリズム開発と動作検証までを予定していたが、企業との協力や特許出願などが予想以上に加速化したことから、システムを駆動する初期段階ソフトの開発が早期に終了した。そのために、梗塞サイズや心不全指標などの有効性を検証する実験を平成30年度中に行うことが可能となった。平成30年度より引き続き、梗塞サイズ縮小効果と遠隔期心不全抑制検証を進め、同知見をエビデンス(論文)化する。また、虚血再灌流時および遠隔期(1か月後)に得られた血液もしくは心筋サンプルを用いて有効性メカニズム検証を行なう。犬での実験は小動物に比して評価項目は限定的となるが、酸素消費量抑制効果とともに遺伝子的(PCR法)、生化学的(ELISA法)な評価系を用いて虚血時と再灌流時の1炎症2酸化ストレス3再灌流障害関連シグナルなどを評価する。予定してよりも効率よく、データ収集を行うことが出来たため消耗品の購入が予定より安価であった。よって成果も当初の予定以上に進んだため、次年度に論文作成、成果発表のための学会出張費に充当する。
実践的マイクロフロー超分子科学が拓く階層性ナノマテリアルの創製

マイクロ流路内の連続的な溶液の流れをマイクロサイズの精密な分子の組み立てライン(超分子プラント)として捉え、分子から機能材料に至る分子階層化を1つの流れに沿って連続的に制御していく、全く新しい時空間制御型の超分子形成システムを構築を目指した。1迅速かつ均質な溶媒拡散による分子間相互作用の瞬間的なON/OFF制御による分子間相互作用の促進、さらに2精緻なマイクロ構造体の創製および3分子集積ダイナミクスの空間制御など、マイクロフロー空間による新たな超分子制御の可能性を簡単なモデル分子を用いて実証することができた。本申請課題では、マイクロフロー空間での超分子形成に関してこれまでに我々が蓄積した技術を活用して、分子から材料への階層化と複雑化のプロセスを空間と時間の精密制御で実現化する世界初の実践的なナノ材料創出システムを開発していくことを目的としている。分子を自在にマニピュレートしながら目的の機能物質群を創出する新しい化学を実現することを最終目標としたい。意義および重要性:「分子間相互作用の制御」を基軸として「分子集合体のサイズ・形状制御」「階層性・複雑性の発現」など超分子化学的な視点でマイクロ流路を集積場として捉える研究は申請者らが独自に提唱・開拓してきたものであり、当グループの研究成果がそのさきがけとなっている。本システムを支える根本原理は分子レベルでの分子の振る舞いの同期性である。μ秒オーダーで完結する分子拡散によって、全ての分子が時空間的に同時に相互作用し始める、いわゆる「分子間相互作用の同期化現象」の可能性を世界て初めて確認した。これは、分子間相互作用の増強と長距離秩序の形成が可能となることを意味し、困難とされてきた長距離秩序を持つ分子集合体の形成と機能化に結びつく。同時に得られた組織構造の組み替え、分解・回収・再利用が高効率かつ迅速に起こり、無駄の無い持続的な物質消費が可能な次世代の物質社会の提案にも繋がっていくと期待される。本年度の研究目的:本年度はマイクロフロー空間に沿って数万単位の水素結合を同時にON/OFF制御することにより、ナノからマクロへの階層構造化の鍵となる精緻なマイクロ構造を創製し、その機能制御、構造化を1つの流れのなかで迅速に達成する基盤技術の確立を目指した。既に当研究室では分子量制御されたポリフィリン超分子ファイバーの創製に成功している。本年度は、この創製条件を踏襲し、ペリレン誘導体などの様々な機能性分子から水素結合性ポリマーを創製することを目指した。一般にプロトン化と脱プロトン化の熱力学平衡下において、水素結合のみで長距離的な分子秩序を構築することは困難であり、実践的な超分子相互作用には成り得ない。こうした背景の中、我々は、これまでにマイクロフロー空間に沿ってpHを瞬間的に(μ秒で)切り替えることで、数万以上の水素結合を同時に駆動(同期化)させることにより、μmサイズの組織構造が一気に創製できることを見いだしている。こうした成果を土台として、本年度はまず、様々な分子骨格をターゲットに、水素結合のON/OFF制御を軸として、μmスケールで分子秩序が維持された精緻なマイクロ組織構造体群を創製し、本系の一般性を確立していくことを目指した。本年度は水素結合部位としてアミド結合部位を持つ種々のペリレンビスイミド(PBI)誘導体を合成し、マイクロ流路内における会合挙動を検討した。特に本研究では、水素結合部位であるアミド基とπ共役骨格を長さの異なるアルキル鎖で連結した両親媒性のPBI誘導体を設計・合成した。スペーサー長(n)の変化によりπスタッキングと水素結合の相対的な強さを微調整することで、マイクロフロー内における自己組織化及び流出後の構造変化過程の制御を試みた。その結果、アルキルスペーサーの長さによって、得られる超分子構造体(ナノファイバー)の長さや安定性に差が見られることが明らかとなった。つまり、マイクロフロー空間内の分子環境を精密に制御することにより、超分子構造のサイズ(ファイバーの長さ)がある程度制御できる可能性が複数の分子系で改めて示された。一連の研究を通して、マイクロフロー空間内の環境を制御することによって、フロー条件と得られる水素結合性ポリマーの安定性の相関から、超分子ナノファイバー内で水素結合の制御について重要な知見を得ることができた。本年度はマイクロフロー空間に沿って複数種の分子を同時に制御することにより、精緻かつ複雑性を内包したマイクロ超分子構造体の創製を目指した。28年度までにオリゴフェニレンビニレン誘導体(OPV-1)が水素結合とπスタッキングを駆動力として、準安定な超分子ファイバーを与えることを見出している。この超分子ファイバーはチャンネル流出後60分以内に末端から分解した。OPV-1はバイアル管中では会合能を持たないが、フロー内の特殊な分子拡散環境下において、会合能が一時的に増強され、準安定超分子の形成に結びついたと考えられる。今年度はOPV-1の超分子重合系をモデルとして、1)異種モノマー分子を取り込んだ超分子重合について、2)異種モノマー分子の取り込みが超分子ファイバーの安定性に及ぼす影響について、それぞれ検証した。まず、OPV-1と同じ骨格を持つが、水素結合部位のみが異なるOPV-2を設計・合成した。このOPV-2は協同的な水素結合とスタッキング相互作用によりバイアル管中においても安定な超分子ファイバーを与えた。さらにDFT計算の結果、OPV-1とOPV-2は協同的な水素結合とスタッキング相互作用により、安定な2量体を形成し得ることも示唆された。

そこで、OPV-1とOPV-2を一定の割合で混合した溶液をマイクロ流路内に導入し、OPV-1の超分子ファイバー内にOPV-2が取り込まれるのかどうかを検証した。各種分光分析の結果、OPV-1の超分子ファイバー内にOPV-2が取り込まれていることが強く示唆された。さらにAFMによるモルフォロジー観察の結果、OPV1のファイバーの分解はOPV-2の取り込みにより完全に抑制されることが明らかとなった。マイクロフロー環境を超分子形成場とすることにより、異種分子種を取り込んだ超分子重合が可能であること、さらに準安定な超分子構造の安定性を制御できることを明確に示すことができた。オリゴフェニレンビニレン誘導体の超分子重合をモデルとして、超分子ファイバー内における水素結合の組み替えがファイバーの解重合の引き金になること、さらに異種分子間での相補的な水素結合がこの水素結合の組み替わりを効果的に抑制することを明確に示すことができた。準安定な超分子ファイバーはマイクロフロー空間内でのみ創出される。よって、こうした準安定超分子の形成に水素結合が及ぼす影響は、マイクロフロー空間を反応場とした本実験系で初めて明らかにすることができた。また、準安定な超分子は通常単離することが困難であり、その性質や機能を探求することはできない。本研究課題においては、準安定超分子種の形成だけでなく、準安定超分子を安定化し、容易にハンドリングする為の戦略を明確に示すことができた。本課題の知見を基にして、今後、準安定超分子種(高活性超分子種)の科学を展開していけるものと期待される。本研究課題は、マイクロ流路内の連続的な溶液の流れをマイクロサイズの分子組み立てラインとして捉え、分子から機能材料に至る分子階層化を1つの流れの中で瞬時に効率的に達成する次世代の超分子形成システムの構築を目指した。前年度(28年度)までマイクロフロー空間の特殊な分子環境を利用することにより、1)水素結合が効率的に形成され得ること、2)バルク溶液中では相互作用しない分子から準安定な超分子が形成できること、などマイクロ流路中における超分子制御に関する基本的な知見を得ている。特に超分子形成に用いられる汎用性の高い相互作用としてパイスタッキングと水素結合に着目しその精密な制御系の確立がある程度達成されつつあるこうした前年度までの成果を踏まえ、本年度はまず、弱い分子間相互作用がどの程度活性化され超分子形成に結びつくのか、について定量的な評価を実施することにした。会合率の算出についてすでに評価系が確立しているペリレンビスイミド誘導体をモノマー分子とした超分子重合をモデルとした評価を実施した。その結果、マイクロ流路内では通常の溶液中での超分子重合過程と比較して約5倍ほどの重合効率の促進が確認できた。これは超分子形成に必要な核形成段階がマイクロ空間内では効率的に進行することを強く示唆している。本年度はさらにマイクロ流路内に形成される層流が、高分子鎖と低分子とのホストゲスト相互作用に及ぼす影響についても検討を実施した。その結果、層流中における高分子の配向化が低分子との間のホストゲスト相互作用の促進に決定的な役割を果たしていることを見出した。
嗅盲による嗅球内神経回路変動に対するホスホイノシチド代謝回転関連分子の機能解析

9kbチロシン水酸化酵素(TH)プロモーター誘導クラゲ発光蛋白遺伝子導入マウス(9kbTH/EGFPマウス)の計画的繁殖・飼育を行い発達期および成獣期の個体を得て、成獣個体では片側鼻閉による嗅上皮温存型嗅盲法を施行した。これらの動物を用いて、ホスホイノシチド代謝回転を担う分子のうち、CDP-ジアシルグリセロール合成酵素1型、2型およびホスファチヂルイノシトール合成酵素、α、ζ型ジアシルグリセロールキナーゼ、関連分子として脂肪酸結合蛋白群(fatty acid binding protein : FABP)、転写因子Dlx1、DLX2、Nurr1など多岐に渡る分子の発現変化についてin situ hybridization histochemistryおよび免疫組織化学染色による検討を行った。THプロモーター活性は前駆細胞が側脳室下帯を離れて嗅球に向かう途中のrostral migratory stream内で検出され、これは特に生後発達期に著しく、成獣との差異が認められたこと、および転写因子Nurr1は、TH mRNA発現細胞の分布と非常に類似した局在を示し、鼻閉側での遺伝子発現の低下も認められることから、嗅球ドパミン産生細胞分化過程への積極的関与が示唆されたことはJ.Comp.Neurol.2004にて発表した。FABPはアイソフォームにより鼻閉に対する共同に差異が認められたことからFABP各分子のノックアウトマウスを用いた嗅盲モデルを用いての神経回路変動におけるこれらの分子の機能を解析中である。また、本研究期間中に関連研究としてζ型ジアシルグリセロールキナーゼの脳虚血での細胞内移行現象と呼吸器における発現用式を追究する研究に携わり、結果を発表した。福島県立医科大学小林和人教授より供与された9kbチロシン水酸化酵素誘導クラゲ発光蛋白遺伝子導入マウス(9kbTH/EGFPマウス)について計画的繁殖・飼育を行い発達期および成獣期の個体を得て、研究に使用した。一部の動物に関しては片側鼻閉による嗅上皮温存型嗅盲法を施行した。これらの動物を用いて、ホスホイノシチド代謝回転を担う分子のうち、CDP-ジアシルグリセロール合成酵素1型、2型およびホスファチヂルイノシトール合成酵素、ジアシルグリセロールキナーゼゼータ型についてcRNAプローブを用いた非放射性同位体in situ hybridization histochemistryによる検討を行った。また、脂肪酸結合蛋白(fatty acid bindihg protein:FABP)の脳型、皮膚型、心臓型、肝臓型についての特異抗体を入手し、発達期および嗅盲での変化を免疫組織化学法により検討した。FABPは分子により神経系の支持細胞に発現が見られるもの、未分化な細胞に発現するもの、神経系の発達過程で一過性に非常に限定的な細胞に存在するものなど、多様な発現をしていた。さらにこれらと9kbTH/EGFPマウスにおけるEGFP陽性細胞との分布について詳細に観察中である。他の嗅盲モデルとして計画している嗅粘膜化学焼灼法や嗅神経切断法についても施行中であるが手術手技によるものと考えられる個体差が無視できず、手術手技の改善も含めて現在なお検討中である。
非平衡過程の反応熱解析-速度論的アプローチ-

化学反応には、ほとんど例外なく熱の発生または吸収がともなう。この熱の発生・吸収は系、すなわち溶媒の温度変化としてとらえることができる。本研究では、反応にともなう温度変化を精密に(0.01mkの精度)測定し、これを解析し、温度変化から熱発生の時間変化を抽出する方法を確立した。これは系の熱応答関数g(t)を決定することにより、反応による温度変化s(t)を測定すれば、熱発生関数h(t)が、各関数のフーリエ変換G(K),S(K),H(K)を用いてH(K)=S(K)/G(K)と表わせることから、H(K)の逆フーリエ変換として決定できることに基づいている。この方法をDeconvolution法と呼ぶ。具体的には、(1)DMFおよびDMA有機溶媒中におけるアルミニウム(III)のクロロ錯体の生成反応、および(2)ビスビピリジンクロロニッケル(II)錯体からトリスビビリジン錯体の生成反応につい解析を行なった。アルミニウム(III)イオンの反応において、DMA中ではDMF中と異なり速い反応ど遅い反応による吸熱がみられた。DMF中ではモノおよびジクロロ錯体の生成があり、これらの生成速度は速い。DMA中では、これらに加えてトリクロロ錯体が生成し、この生成速度が遅いことが判明し、速い反応と遅い反応熱を分離して捉えることができた。さらに遅い反応に関しては、反応速度定数を決定することができた。但し、精度の面でまだ充分とはいえない。精度は長時間にわたる熱平衡温度の一定性に強く依存することが判明した。この研究で、反応熱の速度論明解析のあしがかりができ、今後、生体関連の反応、例れば、タンパク質の変性などの研究にも応用することが可能ではないかと思う。
老年期痴呆の早期発見に基づく高齢者の運転適性診断およびその再教育の可能性

本研究は高齢ドライバーの安全性と痴呆症診断テストから見た認知能力の低下との関連をあきらかにし、高齢ドライバーの安全の施策を検討することを目的におこなわれた。安全性の指標として、ドライバー自身の主観的安全性の妥当性を指導員評価との差異の大きさに求めた。65歳以上の高齢ドライバーを含む198名のドライバーを対象に、運転行動の諸側面21項目について4段階尺度により自己評価を行った後実走行を行い、同一内容の評価表を用いて指導員が評価を行った。また、198名の被験者のうち94名について、本人の了解を得て痴呆症診断テストCERADを試行した。得られたデータに基づいて、運転行動についての「自己評価」、「指導員評価」、「自己評価と指導員評価のずれ」のおのおのの関連性について検討を行い、さらに「年齢」、「年間走行距離」、「CERADの8つの下位テスト」と自己評価能力との関係を分析した。主な結果は以下のとおりである。1、指導員による運転行動評価は高齢になるに従って低い評価となった。2、実験に参加した多くのドライバーにおいて、自己評価が指導員による評価を上回った。高齢になるにつれてその傾向は強く、指導員評価とのずれが増加した。3、CERAD下位テスト得点と安全行動および自己評価の関連性についてGLMにより分析した結果、運転行動の指導員評価や自己評価の妥当性がCERAD下位テストのなかでも単語遅延記憶テスト得点と負の相関を示した。年間走行距離との関連は認められなかった。自己評価能力が危険回避行動に重要な役割を担っていることはよく知られるところである。痴呆症診断テストとして開発されたCERADの下位テストのなかで、とくに単語遅延記憶テストがこの主観的評価能力と関連性が認められたことは、高齢ドライバーの事故傾向性の予測と事故予防の対策の上で有効な知見となりうる。本年度はアルツハイマー痴呆症の高齢者の交通安全に関する文献研究および以下に述べる実験的研究を行なった。先行研究によれば、アルツハイマーの初期患者の事故率は健常高齢ドライバーの8倍にのぼるという。その主な原因はParasuramanの研究によると選択的知覚能力の衰退と考えられる。またCushmanの研究では、有効視野の低下が高齢ドライバーにおいて有意な低下をみるという。たしかに、交通安全行動にとっては視覚的情報処理能力の低下は大きな問題といえる。しかし、このような視覚情報取得能力の低下と同時に、自己の運転能力に関する正しい評価能力に問題が起こっている可能性も否定できない。しかし、これまでの文献的検討の結果、いまだこの自己評価能力についての問題に触れた研究は認められないのである。運転技術についての誤った自己評価、特に「過信」が事故原因の一つであることが知られている(Keskinen 1995)。本研究の初年度では、安全運転に直結した心身機能、特に危険認知能力について正しい自己理解の改善が高齢者において十分なし得るかについて検討するために実験教育をおこなった。具体的には、申請者自身が開発した診断テスト「予知郎」を用いて危険認知能力の診断を行い、さらに小集団討議を通してのフィードバックにより、自己評価の客観性を確かめるというものである。その結果、75歳以下の高齢者グループにあっては自己評価が安全教育の結果適切な方向に変化したが、75歳以上の高齢者クループにおいては改善が認められたかった。自己の能力についてのフィードバックが行われたにもかかわらず自己評価の修正が行われないことは安全行動への補償行動が不十分になることを意味する。トレーニングの方法をさらに改善して高齢ドライバー、とくに初期アルツハイマー患者の、ドライバーとしての自己評価能力の可能性を検討することが来年度の課題と考えられる。

本研究の目的は、高齢ドライバーの安全運転適性検査の開発と再教育の可能性を検討することにある。2年目をむかえた本年度はこの目的にむけて、走行実験と危険予知能力テストおよびシミュレータを用いた実験を行い多角的に運転適性の検討を行うためのデータ収集が行われた。シミュレータの開発は実走行検査に伴う安全性、経済性の観点から種々行われてきたが、実走行との関連性はまだ十分に検討されているとは言えない。本年度行われた実験は、危険予知能力診断テストとして「予知郎(科研費補助により完成)」を使用。シミュレータ実験には、新潟通信機株式会社との共同開発によるアイカメラ装置式のシミュレータを使用した。さらに公道での実走行実験により、走行中の速度、車間距離、確認行動を録画した。被験者は若年者(30才以下)10名、中年(30-60才)20名、高齢者(65歳以上)2名であった。来年度は、今年度行われたこの実験で得られたデータ分析によりこの課題の解明が行われることが期待される。青森モータースクールの協力により40名の中高年ドライバーを対象に実験を行った。実験内容は、運転歴、運転態度、日常の運転生活などの質問紙に加え、ハザ-ド知覚テスト、実走行による評価、アルツハイマー診断テスト(CERAD)、有効視野測定の5項目である。実走行テストについては走行前にドライバー自身による評価について20項目を4段階評価法にて記入を求めた。さらに同じ内容の評価表を用いて、走行後モータースクールの指導員による評価を行った。主な結果は以下のとおりである。1、ドライバーの自己評価は年齢とともに高くなり、いわゆるオプティミズムバイアスの傾向が認められた。指導員の評価と比較すると、ドライバーの自己評価では個々の評価項目全般にメリハリのない平坦な評価であるのに対して、指導員の評価は評価項目によって変動が大きく、運転行動の諸側面について十分に識別された評価が認められた。2、指導員による評価とドライバー自身の評価のずれを年齢別に見ると、高齢になるにつれて過剰な自己評価傾向の増加が認められた。特に高齢ドライバーにあっての過大評価は不安全行動につながる可能性があるだけに正しい自己評価訓練が求められる。3、運転行動の諸側面のうち、安全確認行動が高齢者においては低い評価であった。高齢者の事故統計をみると安全不確認による事故の多発が認められており、この点は今後の高齢ドライバーの安全教育においてとくに重要項目として取り入れられる必要がある。4、痴呆症診断テスト結果と運転行動との関連を見ると、ここでも安全確認行動得点と関連性が認められた。自動車教習所の協力を得て、高齢ドライバー198名を対象に走行テストを行い、運転能力についての自己評価、運転パフォーマンス、痴呆症診断テスト得点との関係を見た。運転行動の自己評価は高齢になるほど高くなる。一方、指導員による運転行動評価は逆の傾向を示した。すなわち、指導員との評価のずれは高齢になるほどが大きくなる。指導員評価と自己評価のずれと、痴呆症診断テストCERADの下位テストである単語遅延記憶の間には負の相関が認められた。
レーザCVD援用ナノ粒子エアロゾル3D積層造形によるセラミック構造物とその知能化

本研究では, Heガス中でエアロゾル化した金属あるいはセラミック超微粒子を加速・集束し,それをレーザで選択的に堆積・焼結してマイクロ構造物を作成する技術およびレーザCVDによるセラミック微粒子の生成プロセスに関する基礎的検討を行った.最初に、超微粒子流-レーザ光同軸ノズルを用いたマイクロレーザ逐次焼結プロセスにより直径が数10μmで高さが数mmの高アスペクト比堆積物を製作できることを示した.さらに,レーザCVDプロセスにより,気化させた金属アルコキシドガスへの炭酸ガスレーザ照射により酸化チタン球状微粒子を生成できることを確認した.本研究では, Heガス中でエアロゾル化した金属あるいはセラミック超微粒子を加速・集束し,それをレーザで選択的に堆積・焼結してマイクロ構造物を作成する技術およびレーザCVDによるセラミック微粒子の生成プロセスに関する基礎的検討を行った.最初に、超微粒子流-レーザ光同軸ノズルを用いたマイクロレーザ逐次焼結プロセスにより直径が数10μmで高さが数mmの高アスペクト比堆積物を製作できることを示した.さらに,レーザCVDプロセスにより,気化させた金属アルコキシドガスへの炭酸ガスレーザ照射により酸化チタン球状微粒子を生成できることを確認した.本研究では,Heガス中でエアロゾル化した金属あるいはセラミック超微粒子をノズルを通して加速・集束し,それをレーザで選択的に堆積・焼結してマイクロ構造物を作成する技術およびレーザCVDによるセラミック微粒子の生成プロセスに関する基礎的検討を行った最初に、超微粒子流-レーザ光同軸ノズルを用いたマイクロレーザ焼結プロセスを提案しそれに関する基礎的な検討を行った.このプロセスにより金属超微粒子の逐次的な焼結が可能となり,レーザの出力や照射時間の調整によって堆積物の形状を制御できることを示した.しかし,固定ノズルプロセスではその堆積高さ限界があるとともに針状堆積時にくびれが発生する等の問題があったが,堆積物の成長に対してノズル(ターゲット)位置を適切に制御することで,直径が数10μmで高さが数mmの高アスペクト比の針状堆積物を作成できることを示した.さらに,ターゲット位置を3次元的に制御することで自立する傾斜あるいはオーバーハングした形状の堆積物の作成も可能であることを示したまた,セラミック超微粒子を安定してノズルに供給するために,レーザCVDプロセスにより超微粒子をリアルタイムに生成させる手法を提案し,気化させた金属アルコキシドガスへ減圧チャンバー内で炭酸ガスレーザを照射することにより,ミクロンからサブミクロンの酸化チタンの球状微粒子が生成できることを確認した本研究では,Heガス中でエアロゾル化した金属あるいはセラミック超微粒子を加速・集束し,それをレーザで選択的に堆積・焼結してマイクロ構造物を作成する技術およびレーザCVDによるセラミック微粒子の生成プロセスに関する基礎的検討を行った.最初に、超微粒子流-レーザ光同軸ノズルを用いたマイクロレーザ焼結プロセスを提案しそれに関する基礎的な検討を行った.このプロセスにより超微粒子の逐次的な焼結が可能となり,レーザの出力や照射時間の調整によって堆積物の形状を制御できることを示した.しかし,固定ノズルプロセスではその堆積高さ限界があるとともに針状堆積時にくびれが発生する等の問題があったが,堆積物の成長に対してノズル(ターゲット)位置を適切に制御することで,直径が数10μmで高さが数mmの高アスペクト比の針状堆積物を製作できることを示した.続いて,レーザCVDプロセスにより超微粒子をリアルタイムに生成するために,気化させた金属アルコキシドガスへ減圧チャンバー内で炭酸ガスレーザを照射して,酸化チタンの球状微粒子が生成できることを確認した.テトラーiso-プロポキシチタンが安定して気化できる条件を満たすとき,すなわち,キャリアガス流量を10sccm,シリンダ温度を40°C80°C,チャンバー内圧を7001500Paとするとき,レーザCVD装置を用いて酸化チタンの微粒子を連続的に多数生成することができる.また、本装置でテトラ-iso-プロポキシチタンから酸化チタンの微粒子を生成するとき,直径1.0μm未満の微粒子を得たい場合は,キャリアガス流量を10sccm,シリンダ温度を60°C,チャンバー内圧1000Paとし,直径1.0μmの以上の微粒子を得たい場合は,キャリアガス流量を10sccm,シリンダ温度を60°C,チャンバー内圧700Paとすると,最も効率的に生成を行うことができる.
数理生物学に現れる差分方程式のLotka-Volterra方程式を用いた研究

生物現象はしばしば,差分方程式で記述される.またその差分方程式のいくつかは形式的にLotka-Volterra方程式と呼ばれる微分方程式で近似できる.本研究は,その形式的な近似に数学的な基盤を与え,差分方程式の分岐の問題がLotka-Volterra方程式の安定性の問題に帰着できることがあることを示した.差分方程式は微分方程式と比べその解析ツールが少ないが,この研究により,差分方程式の振る舞いを理解するための新しい手法を与えることが出来た.数理生物学は,生物現象や生命現象を数理モデル化し,得られた数理モデルの理解を通じて,現象の理解を目指している.このような研究で提案される数理モデルは,微分方程式や差分方程式などの力学系によって記述されることが多い.そのため,数理生物学の発展には,力学系の性質を理解するための数学の発展が欠かせない.本研究は,数理生物学では頻繁に登場するが,微分方程式と比較して解析手法の少ない差分方程式に焦点を当てた.特に,一回繁殖型Leslieモデルと呼ばれる差分方程式の研究に取り組んだ.この数理モデルは年齢構造を考慮した個体群動態を記述する数理モデルで,Bulmer (1977)以来多くの研究者により研究されてきた.そして,多様な振る舞いを呈することが数値計算により分かっている.Cushing (2009)およびDiekmann and van Gils (2009)は一回繁殖型Leslieモデルが大域漸近安定な正平衡点を持つための条件を予想した.特に,Diekmann and van Gils (2009)は一回繁殖型Leslieモデルから,形式的にLotka-Volterra方程式が導出できることを明らかにしている.そこで,本研究はこの近似手法に,常微分方程式の初期値問題に関する古典的な数値解析手法を応用することにより,近似の数学的な正当性を与えた.このことにより,Cushing (2009)およびDiekmann and van Gils (2009)の予想が正しいことを証明した.この結果は,導出されたLotka-Volterra方程式の漸近挙動を見ることにより,より複雑な一回繁殖型Leslieモデルの挙動を明らかにできることを示唆している.[1]数理生物学で扱われる数理モデルの多くは,非線形の微分方程式や差分方程式で記述される.非線形差分方程式は一次元であっても複雑な振る舞いを示すため,同次元の非線形微分方程式と比べると,その解析は困難なことが多い.そのため,非線形差分方程式を同次元の非線形微分方程式によって近似することができれば,多くのことを解析的に調べることが可能となる.本研究では,1段1次の離散化によって得られる非線形差分方程式の平衡点の安定性が,元の微分方程式の平衡点の安定性と一致するための条件を,Liapunovの方法を用いて与えた.また,漸近安定な平衡点の吸引域が離散化パラメータに対して一様に存在することも示した.[2]一回繁殖型非線形Leslie行列モデルは,離散的な年齢構造をもつ個体群動態を記述する非線形差分方程式である.この非線形差分方程式はLeslie行列の基本再生産数が十分1に近い時,同次元のLotka-Volterra(微分)方程式で形式的に近似できることが知られている.本研究は,一回繁殖型非線形Leslie行列モデルは,近似によって出現するLotka-Volterra方程式の1段1次の離散化であることを明らかにした.また,[1]の結果を応用し,一回繁殖型非線形Leslie行列モデルの周期解の安定性を調べる一般的な方法を与えた.この方法により,周期昆虫などに見られる周期的な大発生が起こるための条件を与えることができた.数理生物学に現れる非線形差分方程式のいくつかは形式的にLotka-Volterra(微分)方程式で近似できる.本研究は,その形式的な近似を数学的に確かなものとし,近似方程式の解析により,元の非線形差分方程式の性質を明らかにする研究を行った.[1]近似の数学的な正当化に関しては,次のことを明らかにした.対象とする非線形差分方程式がLotka-Volterra方程式の1段1次の離散化方程式としてみることができる場合に,近似前の非線形差分方程式の平衡点の安定性が,Lokta-Volterra方程式の平衡点の安定性と一致するための条件を,Liapunovの直接法を用いて与えた.漸近安定な平衡点の吸引域は離散化パラメータに対してロバストであることも示した.この結果は,Lotka-Volterra方程式で近似される場合に限らず,一般的に成り立つことも示された.[2] 1回繁殖型Leslie行列モデルと呼ばれる非線形差分方程式はLotka-Volterra方程式で形式的に近似できる.このLeslie行列モデルは近似により導出されるLotka-Volterra方程式の1段1次の離散化方程式であることを示した.[1]の結果を応用し,Lotka-Volterra方程式を調べることで,Leslie行列モデルの絶滅平衡点から分岐する平衡点や周期解の安定性を明らかにできることを示した.この研究結果により,セミなどに代表される1回繁殖型の生物が周期的に大発生するための条件を与えることが出来た.Leslie行列モデル以外に,結合Leslie行列モデル,ロッタリーモデルなども,Lotka-Volterra方程式の1段1次の離散化方程式であることを示した.また,本研究の副産物として,Lotka-Volterra方程式で近似できない非線形差分方程式に関しても新たな成果を得ることが出来た.

生物現象はしばしば,差分方程式で記述される.またその差分方程式のいくつかは形式的にLotka-Volterra方程式と呼ばれる微分方程式で近似できる.本研究は,その形式的な近似に数学的な基盤を与え,差分方程式の分岐の問題がLotka-Volterra方程式の安定性の問題に帰着できることがあることを示した.差分方程式は微分方程式と比べその解析ツールが少ないが,この研究により,差分方程式の振る舞いを理解するための新しい手法を与えることが出来た.当初の目標であった,結合Leslie行列モデルの正平衡点の大域漸近安定性を証明することはまだできていないが,その基盤となる定理を証明することができたので,このように評価した.数理生物学Leslie行列モデルのような個体群モデルの正平衡点が大域漸近安定であるためには,システムがパーマンネンスであることが必要である.そこで,1段1次の離散化によって,システムのパーマネンスが維持されるのかについて考えたい.また,こうした基礎的な理論を数理生物学に現れる非線形差分方程式に応用し,非線形差分方程式をそのまま解析した従来の研究では明らかにできなかった現象を解明することを目指す.1年目の当初の計画通り,一回繁殖型Leslieモデルの正平衡点の大域漸近安定性に関する未解決問題を解決することができた.そのため,本研究はおおむね順調に進展していると言える.学会への参加を次年度に延期したため,次年度使用額が生じた.当初の計画通り1年目の研究を遂行することができた.そのため,当初の計画通り,2年目はLotka-Volterra方程式によって形式的に近似できる結合型の一回繁殖型Leslieモデルに対しても,同様の解析手法を応用していく.当初予定していた学会へ参加するために次年度使用額を用いる予定である.
サル大脳における両眼視差情報伝達経路の解明

霊長類の左右の眼それぞれに投影される外界の像の間には、ずれ(両眼視差)が生じる。両眼視差は奥行き知覚ための手がかりとなり、多くの視覚関連領野で処理される。本研究課題では、両眼視差情報の情報処理に関わる神経回路を解明するための計測技術として、げっ歯類などの小動物で用いられていた生体内2光子カルシウムイメージング法をサルの視覚野で確立した。この方法を用いてサルの一次視覚野細胞の、応答特性に基づいた空間的な配列を細胞レベルの分解能で明らかにし、論文発表を行った。霊長類の2つの眼は左右に離れて位置しており、眼に投影される像は左右の眼の間で位置ずれを持っている。この位置ずれのことは両眼視差と呼ばれ、これに基づいて奥行きを知覚することができる。両眼視差の情報は、大脳皮質内の2つの経路で処理されている。それぞれの経路の神経細胞は両眼視差のうち異なる属性を符号化しているが、その違いを生み出す神経回路は不明である。本研究ではこの神経回路を、2光子顕微鏡を用いた生体内イメージングをマカカ属サルの視覚野に適用し、個々の神経細胞の両眼視差への応答特性と解剖学構造を調べることによって解明する。本年度は、神経細胞の視覚応答を計測するための2光子カルシウムイメージング法をサルの視覚野で確立することを目的とした。研究の結果、サル視覚野への2光子カルシウムイメージング法の適用技術を確立し、一次視覚野(V1)における方位選択性地図を単一細胞レベルで可視化することに成功した。方位選択性は細胞に最大の応答を引き起こす方位(最適方位)と最適方位と異なる方位に対してどの程度強く応答するか(方位選択性の強さ)の2つで特徴づけることができる。2光子カルシウムイメージングを用いて、近接して存在する細胞群の方位選択性を解析したところ、近接したV1細胞は、似た最適方位を持つだけでなく、似た方位選択性を持っていた。異なる最適方位をもつ細胞が集合している領域では、個々の細胞の方位選択性は弱かった。一方で、似た最適方位をもつ細胞が集合している領域では、細胞はさまざまな強さの方位選択性を示した。近接している細胞が異なる最適方位を持つ場合、それらの方位選択性が弱いという結果は、近くにある細胞同士がそれぞれの最適方位に関わらず相互作用をもち、それぞれの方位選択性の形成に関与していることを示唆している。霊長類の2つの眼は左右に離れて位置するため、それぞれの眼に投影される外界の像の間にはずれ(両眼視差)が生じる。両眼視差は外界の奥行きを反映することから、奥行き知覚を形成するための重要な要素となる。両眼視差情報は初期視覚野で抽出された後、大脳皮質の多くの視覚領野でさらに処理される。両眼視差が中・高次視覚野でどのように処理されるかを明らかにするためには、神経細胞の応答特性を解析するだけでなく、応答特性を形成する神経回路の解析が必要である。本研究では、2光子顕微鏡による生体内イメージング法を用いて神経細胞の応答特性と解剖学的な構造を同時に明らかにすることによって、中・高次領野における両眼視差情報の処理を明らかにすることを目的とした。前年度は、2光子イメージング法を用いて初期視覚野の神経細胞から、視覚刺激に対する応答を計測・解析する方法を確立し、方位選択性地図の解析を行った(Ikezoe et al., 2013)。本年度は、中次視覚野であるV4野への計測・解析手法の拡張とげっ歯類を用いた解剖学的手法の確立を目指した。サルに視覚刺激として自然動画を提示中の神経細胞群の活動を、2光子カルシウムイメージング法を用いて計測した。個々の細胞の応答を記述する符号化モデルを作成した。符号化モデルは新規の刺激に対する細胞の応答を一定の精度で予測した。符号化モデルを用いて細胞の方位選択性を解析したところ、V1野と同様に、似た最適方位を持つ細胞が集合して存在した。解剖学的手法についてはげっ歯類の大脳皮質を用いて、ある特定の領野へ投射する細胞からカルシウムイメージングを用いて感覚応答を計測する手法を確立した。以上の通り、中次視覚野での計測手法の確立と解剖学的手法の確立を行うことができた。両眼視差刺激に対する応答を調べるシステムはセットアップ済みであり、今後、両眼視差情報の処理メカニズムの解析を進める。システム神経科学2光子カルシウムイメージングを用いて、サル視覚野の細胞集団の視覚刺激に対する応答を計測する技術を確立した。研究計画にほぼ沿ってこのまま研究を推進していく。所属する研究室の引っ越しに伴い発生した問題のために、5か月程度の実験が遂行できない期間が生じたため、使用額が予定よりも少なくなった。
数学的アプローチによる新奇超分子系材料創成と解析

本研究は、高分子のトポロジーに由来する物性が相分離構造形成・ネットワーク化によって増幅されるという発見に基づき、本増幅効果を発現する環状高分子が作り出す超分子系を探索した。さらに、数理学解析により構造と物性・機能を相関させ、新奇機能材料の系統的開発を行った。これは、トポロジーの効果増幅を発現する高分子系を拡張し、数学的解析に基づいて新奇機能材料の系統的に開発するものである。具体的な本年度の成果として、構造欠陥の全くない完全共役型環状ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)の合成に成功し、溶液中での挙動や光電子物性において環構造に特有な性質を見出したことが挙げられる。また、構造欠陥のない完全共役型P3HTについて更なる特性の探索ならびにコンフォメーションに依存する物性変化の評価を通してトポロジー効果に起因する性質の解明を行った。そして、これらの結果の論文発表を行った(Macromolecules 2018, 51, 9284-9293)。加えて、招待講演等においてこれらの結果を発表している。また、合成した環状P3HTの応用展開として、単層カーボンナノチューブとの複合化の検討を行った。これによって、P3HTがカーボンナノチューブに貫通した構造で複合化することにより、環状P3HTの主鎖の捻じれを抑制し、同一平面上に安定させることで無限の有効共役系の実現が期待される。さらに、環サイズに依存した物性変化の評価において新奇性質の探査を行った。さらに、得られた直鎖状および環状のP3HTを用いて、蛍光スペクトル測定により、All Head-to-Tail型環状P3HTと1箇所だけHead-to-Head結合を有した環状P3HTとの光電物性の比較を行った。その結果、0-0遷移禁制など環状の全共役構造に起因する興味深い物性が観測された。このように合成法の確立とトポロジーに依存した興味深い物性を見出し論文発表を行ったため、研究は概ね順調に進展していると考える。今後、確立した合成手法により種々の分子量の直鎖状および、環状P3HTを合成する予定である。評価法として、SECより分子量と分子量分散度を求め、分子量依存性の評価に十分な重合制御を達成する。さらに、物性評価法として、光散乱法による絶対分子量、粘度、流体力学体積の測定や可視吸収スペクトル測定を行い、分子量依存性を検討する。また、本年度の研究において22量体Callに対する温度変調蛍光スペクトル測定を行ったところ、220 Kに降温すると光励起状態における平面構造化を示す0-0遷移禁制化が強まり、300 Kに昇温しても保持されるという興味深い現象が確認された。この現象を種々のサイズの分子量の環状P3HTを用いて確認する。加えて、環状とカーボンナノチューブとの複合化について、様々な条件で超音波照射を用いての複合化を試み、高解像度透過型電子顕微鏡(TEM)での観察を行う予定である。また、環状P3HTおよびカーボンナノチューブのサイズや、複合化手法についてさらに検討を進めることで、貫通構造の実現による光電変換物性の評価を目指す。

また、本年度の研究において22量体Callに対する温度変調蛍光スペクトル測定を行ったところ、220 Kに降温すると光励起状態における平面構造化を示す0-0遷移禁制化が強まり、300 Kに昇温しても保持されるという興味深い現象が確認された。この現象を種々のサイズの分子量の環状P3HTを用いて確認する。加えて、環状とカーボンナノチューブとの複合化について、様々な条件で超音波照射を用いての複合化を試み、高解像度透過型電子顕微鏡(TEM)での観察を行う予定である。また、環状P3HTおよびカーボンナノチューブのサイズや、複合化手法についてさらに検討を進めることで、貫通構造の実現による光電変換物性の評価を目指す。
古代ローマの詩人ホラティウスがイギリス文学に与えた影響の研究

ギリシア・ローマの詩人達のうち、ホラティウス(Horatius, 65-8BC)に注目し、この詩人がイギリスの詩人ジョン・ドライデン(John Dryden, 1631-1700)に与えた影響の研究を行った。ドライデンのホラティウス翻訳は3編を数えるが、まず『歌章』(Carmine)から第3巻29歌を取り上げた。この29歌は、古来より親しまれてきた作品であるが、このドライデンが行った翻訳の様式を細緻に分析し、そして、これがsynthesisと呼ばれるに相応しい特質をもつ翻訳であることを指摘した。また、ホラティウスと比較検討する意味で、ドライデンのオヴィディウス(Ovidius, 43 BC-18 AD)にも注目した。オヴィディウスの「変身物語」中のBaucis and Philemonのエピソードに関連し、このエピソードのドライデン訳をとりあげ、この翻訳の中でドライデンが付加した、nor once look backward in your Flightという一行のもつ意味を解明した。また、ドライデンの翻訳と関連し、1733年にThe Gentleman's Mazagineに公表されたホラティウスのオード(III,ix)の英訳をとりあげ、この「翻訳」が18世紀前半という時代的な背景のもとになされた、風刺的な特質をもつ作品となっていることを解き明かした。なお、3つの古典語の読書会(ギリシア語、ラテン語、及びイタリア語)は、計画書の通りに進行した。つまりギリシア悲劇からはソフォクレスの「オイディポス王」を、ラテン詩からはホラティウスの「歌章」を、また、イタリア語古典からはアリオストの「狂えるオーランド」を読み続けた。
細胞伸長の制御に必須の細胞壁タンパク質の同定と「細胞壁のゆるみ」の制御機構の解明

細胞伸長は,最終的には「細胞壁のゆるみ」とよばれる細胞壁の再編(リモデリング)過程を通して制御される。双子葉植物では,キシログルカンがこの過程で中心的役割を担うこと、エンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)がキシログルカンの構造変化を触媒することを,我々は明らかにしてきた。しかし,キシログルカンは単子葉植物やコケの細胞壁では主要な細胞壁成分ではないことから,これらの生物種ではXTHが関与しないと考えられてきた。ところが,イネやヒメツリガネゴケにおいても,多数のXTH遺伝子が存在し,細胞伸長との関連を示唆する特異的な発現パターンを示すことを我々は明らかにしてきた。本研究では、これらの知見を再検証することにより,陸上植物に於ける細胞壁のゆるみに関わる分子の特定を目指して研究を進め以下の成果を得た。(1)OsXTH19はイネの茎葉,および生殖器官の伸長中の組織で発現し,キシログルカンを基質として加水分解反応を触媒し,転移反応活性を示さないことを明らかにした。この結果はXTHによる細胞壁のゆるみの制御機構が,少なくとも被子植物間で保存されていることを示している。(2)ヒメツリガネゴケには被子植物と同様の機能を持つXTHが多数存在するが,それ以外に固有のXTHが存在する。PpXTH32はその一つで,タンパク質構造や,細胞内局在パターン,組換えタンパク質の酵素機能から考えて,被子植物にはない独自の機能を担うタンパク質として進化したと考えられる。(3)キシログルカン以外で細胞壁のゆるみに関わることが示唆されてきたイネのβ1,3/β1,4-グルカンや,ペクチンのメチル化の役割についての解析を進めた。シロイヌナズナの花茎の細胞壁の伸長モードから硬化モードに切り替え過程の細胞壁リモデリングにペクチンの脱メチル化を触媒するペクチンメチルエステラーゼ(PME)が必須の役割を担うことを明らかにした。「細胞伸長」は,最終的には「細胞壁のゆるみ」とよばれる細胞壁変化を通して制御されることが生理学的な解析より明らかにされてきたが,その分子過程と,それを惹起するエフェクター分子は未だ同定されていない。双子葉植物では,キシログルカンが細胞壁のゆるみの調節に中心的な役割を担う架橋分子であること、エンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)がキシログルカンの構造変化の制御において中心的な役割を担う酵素であることを,これまで,我々は明らかにしてきた。更に,シロイヌナズナではXTHの特定のメンバーが細胞伸長の制御に関わることも明らかにした。以上の知見を踏まえ,今年度は,イネとヒメツリガネゴケのXTHについて,その酵素機能と,細胞壁内の基質の特定,細胞伸長に於ける機能の解析を進めた。また,キシログルカン以外で細胞壁のゆるみに関わることが示唆されてきたβ1,3:β1,4-グルカンや,ペクチンのメチル化の役割についての解析を進め,次の成果を得た。これにより,イネにおいても,XTHがキシログルカンを基質として,その分解酵素として働くことが初めて実証された。(2)ヒメツリガネゴケの原糸体で発現するPpXTH32は,タンパク質構造や,細胞内局在パターン,組換えタンパク質の酵素機能から考えて,被子植物界のXTHにはない独自の機能を担うタンパク質であることを示す結果を得た。

シロイヌナズナの花茎の細胞壁の伸長モードから硬化モードに切り替え過程の細胞壁リモデリングにペクチンの脱メチル化を触媒するペクチンメチルエステラーゼ(PME)が必須の役割を担うことを明らかにした。