hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウィキペディアのモデル化に基づく解説型テキストの自動生成

本研究は,様々な用語に関する説明を効率よく活用することを目的として,ウェブページの集合からウィキペディア記事のような解説型テキストを自動的に生成する手法について研究した.動物名や病名といった用語の種類によって説明に必要な観点が異なるため,ウィキペディアの記事集合から観点に基づく用語説明のパターンを学習する.用語の種類に応じて検索結果から必要な文章が抽出され,解説型テキストとして統合される.本研究は,様々な用語に関する説明を効率よく活用することを目的として,ウェブページの集合からウィキペディア記事のような解説型テキストを自動的に生成する手法について研究した.動物名や病名といった用語の種類によって説明に必要な観点が異なるため,ウィキペディアの記事集合から観点に基づく用語説明のパターンを学習する.用語の種類に応じて検索結果から必要な文章が抽出され,解説型テキストとして統合される.科学技術や文化の発展によって新しい用語が次々と生み出されている.用語を調べるツールとして「検索エンジン」と「事典」がある.両ツールの長所を統合することを目的として,ウェブ情報や特許情報から事典コンテンツ(用語の説明や関連語などを収録)を自動構築することを目的とする.具体的には,ウィキペディアをモデル化することで,一般のオンラインテキスト集合から,ウィキペディアの記事に似た形式の解説型テキストを自動生成する.本研究には以下に示す2つの段階がある.(1)ウィキペディアの記事集合を解析して,「用語説明モデル(人間が用語を説明する仕組み)」を機械学習する.(2)用語説明モデルを用いて,ウェブ上のオンラインテキストから解説型テキストを編集する.上記(1)について,ウィキペディアから用語の種類ごとに「観点」の集合を抽出し,頻出する単語や表現を観点ごとに機械学習する手法を提案した.ウィキペディアの記事が「セクション(節)」によって構造化されている点に着目し,セクション名を観点として使用する.例えば,「動物」に関する記事を大量に収集してセクション名の出現分布を分析すると,「生態」や「形態」のように「動物」を説明する際によく使われる観点を抽出することができる.上記(2)について,ある用語(例えば「りんご病」)に関する記述が与えられたときに,「りんご病」が「病名」であり,かっ当該テキストが「りんご病」の「治療」に関する記述であることを特定することができる.さらに,説明としてのスコアも計算される.「りんご病」について検索エンジン等で収集されたテキスト集合があれば,「りんご病」に関して多面的な説明情報を提供することができる.しかし,ウィキペディアから「動物」や「植物」のような一般的な用語のカテゴリを特定することは技術的に容易ではない.今後はこうした問題に取り組む必要がある.ウィキペディアの登場によって,人手で統制された事典情報が大規模化してきた.しかし,それよりもはるかに大量の「統制されていない情報」がウェブに存在する.本研究の目的は,ウィキペディアをモデル化して,未統制のオンラインテキストから解説型テキストを自動生成することである.具体的には,ウィキペディアの記事集合を解析して「用語説明のモデル」(人間が用語を説明する仕組み)を構築し,当モデルに基づいて,一般のテキスト集合を編集して解説型テキストを合成する.本研究の特長は,用語の種類ごとに説明に必要な観点が異なる点に着目した点にある.例えば,「病名」に関する用語は「症状」や「治療」といった観点で説明されるのに対して,「動物」に関する用語は「生態」や「分布」といった観点で説明される.ウィキペディアの記事にあるセクションを観点と見なして,用語の種類と観点の対応関係を学習する.今年度の成果は以下に示す(a)(d)の4点である.(a)従来は,用語の種類を特定するためにウィキペディアのカテゴリ情報を人手で修正して利用していた.この問題を解消するために,ウィキペディアの記事集合をクラスタリングすることで,用語の種類に相当する「用語クラスタ」を自動的に特定する手法を提案した.さらに,ウィキペディア記事に関する種々の情報を素性として用いることで,クラスタリングの精度を向上させることに成功した.(b)ウィキペディアのカテゴリ情報を利用して,用語クラスタの名称を自動的に特定する手法を提案した.(c)ウィキペディアのセクション名は著者によって異なるため,「経歴」と「略歴」のような異表記が別の観点として処理されてしまう問題があった.そこで,セクション名もクラスタリングして観点の集合を再構成する手法を提案した.(d)約5000件の用語を対象とした評価実験によって,提案手法の有効性を示した.ウィキペディアの登場によって人手で統制された事典情報が大規模化する一方で,それよりもはるかに大量の統制されていない情報がウェブに存在する.本研究の目的は,ウィキペディアをモデル化して,未統制の情報から解説型テキストを自動生成することである.本研究には以下に示す2つの段階がある.(1)ウィキペディアの記事集合を解析して,「用語説明モデル(人間が用語を説明する仕組み)」を機械学習する.(2)用語説明モデルを用いて,ウェブ上のオンラインテキストから解説型テキストを自動編集する.上記(1)における本研究の特長は,用語の種類ごとに説明に必要な観点が異なる点に着目した点にある.

例えば,「病名」に関する用語は「症状」や「治療」といった観点で説明されるのに対して,「動物」に関する用語は「生態」や「分布」といった観点で説明される.ウィキペディア記事の目次項目(セクション)を観点と見なして,用語の種類と観点の対応関係を学習する.ウィキペディアの記事集合をクラスタリングすることで,用語の種類に相当する「用語クラスタ」を自動的に特定する.また,ウィキペディアのカテゴリ情報を利用して,用語クラスタの名称を自動的に特定する.さらに,ウィキペディア記事に関する種々の情報を素性として用いることで,クラスタリングの精度を向上させる.上記(2)では,ある用語(例えば「りんご病」)に関する記述が与えられたときに,「りんご病」が「病名」であり,かつ当該テキストが「りんご病」の「治療」に関する記述であることを特定する.「りんご病」について検索エンジン等で収集されたテキスト集合があれば,「りんご病」に関して多面的な説明情報を提供することができる.約5000件の用語を対象とした実験によって,提案手法の有効性を種々の観点から評価した.種々の提案手法によって,前年度よりも高精度で用語説明を自動編集できるようになった.24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に向けて研究を総括するために,様々な観点から手法の評価を行い,将来の課題について考察を行う.24年度が最終年度であるため、記入しない。
デクスメデトミジンとオレキシンの相互作用-麻酔と覚醒メカニズムの解明-

デクスメデトミジン(DEX)とオレキシン(ORX)系の相互作用について調べた。最初に記録ニューロンがORX-Aに反応することを確認するために膜電流固定モードで3分間コントロールを測定した後ORX-A(10^<-6>M)を1分間灌流し、反応の有無を確認する。反応を認めたら、膜電位がベースラインに回復後15分以上経てからORX-Aの脱分極作用に対するDEX(10^<-6>M>の作用を調べた。ORX-A(10^<-6>M)を1分間灌流した後にDEX(10^<-6>M)を灌流すると最初は脱分極反応を認めたがその後は過分極反応を認めた。過分極反応は濃度依存性(DEX:3×10^<-9>-6×10^<-6>M)を示した。DEXの過分極作用はα_2受容体拮抗薬であるヨヒンビン(10^<-5>M)およびG蛋白共役型カリウムチャネル拮抗薬であるtertiapinに拮抗された。このDEXの過分極作用は、G蛋白共役型カリウムチャネルの活性化によるものだった。次にORX拮抗薬のDEXの過分極作用に対する影響を調べた。ORX-1受容体拮抗薬であるSB-334867(10^<-5>M>あるいは人工脳脊髄液(コントロール)を5分間灌流してからDEX(10^<-6>M)を2分間灌流して反応を比較した。ORX-1受容体拮抗薬投与前投与群とコントロール群で差はなかった。細胞レベルでDEXとORX系で相互作用はないことが明らかになった。デクスメデトミジン(以下DEX)の視床下部室傍核(PVN)ニュ-ロンに及ぼす影響を調べた。DEX(3nM-6000nM)をPVNニューロンに3分間灌流すると、濃度依存性に過分極反応(2.8±0.4-12.6±0.8mV)を示した。膜電位を-60mVに固定して膜電流に及ぼす影響を調べると下向き電流を生じ、膜電位を-100mV付近にすると電流の方向が逆転した。電流-電圧関係から求めた逆転電位はK平衡電位に近似していた。また細胞外液のK濃度(3mM)を変えて(6mM or 12mM)平衡電位を調べると、いずれもK濃度(6mM or 12mM)でもDEXの惹起した電流の逆転電位はK平衡電位に近似していた。次にDEX(100nM)の作用がα2受容体を介するか調べるためにα2受容体遮断薬であるヨヒンビン(100nM-1μM)を前投与した。ヨヒンビンの濃度を増大するとDEXの濃度反応曲線は右方移動し、ヨヒンビンは濃度依存性にDEXの過分極作用に拮抗した。次に非選択的なKチャネル遮断薬である塩化バリウムおよびG蛋白共役型の内向き整流性Kチャネル遮断薬であるtertiapinのDEXの過分極作用に対する影響について調べた。塩化バリウム(0.3mM)あるいはtertiapin(0.3mM)をDEX灌流5分前に投与するとDEXの過分極作用は遮断された。これらよりDEXはPVNニューロンのα2受容体に作用して、G蛋白共役型内向き整流性Kチャネルを活性化して過分極作用を生じることが明らかになった。

最初に記録ニューロンがORX-Aに反応することを確認するために膜電流固定モードで3分間コントロールを測定した後ORX-A(10-6M)を1分間灌流し、反応の有無を確認する。反応を認めたら、膜電位がベースラインに回復後15分以上経てからORX-Aの脱分極作用に対するDEX(10^<-6>M)の作用を調べた。ORX-A(10^<-6>M)を1分間灌流した後にDEX(10^<-6>M)を灌流すると最初は脱分極反応を認めたがその後は過分極反応を認めた。過分極反応は濃度依存性(DEX:3×10^<-9>-6×10^<-6>M)を示した。DEXの過分極作用はα_2受容体拮抗薬であるヨヒンビン(10^<-5>M)に拮抗された。次にORX拮抗薬のDEXの過分極作用に対する影響を調べた。ORX-1受容体拮抗薬であるSB-334867(10^<-5>M)あるいは人工脳脊髄液(コントロール)を5分間灌流してからDEX(10^<-6>M)を2分間灌流して反応を比較した。ORX-1受容体拮抗薬投与前投与群とコントロール群で差はなかった。細胞レベルでDEXとORX系で相互作用はないことが明らかになった。
母乳の分泌量および成分に関連する要因

1.母乳中成分の濃度と母乳分泌量および授乳間隔との関係について母乳中の各成分の濃度は母乳分泌量および授乳間隔によって影響を受けるか否かを明らかにするために、母乳中の総蛋白質、乳糖、脂肪、カルシウム,S-IgA,エネルギー量について、1日または1時間母乳分泌量、および前回との授乳間隔との関連を、健康な授乳婦144名(出産後5日97名、出産後2-6ケ月47名)から得た延べ182(初乳97,成乳85)の母乳試料を分析し、検討した。1.初乳について、1日母乳量と蛋白質およびS-IgA濃度とは負の、乳糖および脂肪濃度、エネルギー量とは正の有意相関が認められ、カルシウム濃度との関連は認められなかった。2.2-3ケ月、4-6ケ月の成乳について、蛋白質およびS-IgA濃度と母乳分泌量間にはいずれも有意の負相関が認められた。しかし、蛋白質濃度について完全母乳児養育者のみの場合の相関は有意ではなくなった。2.母乳中栄養成分の濃度と母体の食品摂取との関係奈良市内の某母乳栄養相談室に通う、母乳分泌良好で授乳を継続している出産後14-425日の授乳婦68名を対象にして、母乳中の総蛋白質、脂肪、乳糖、カルシウム(Ca)の濃度と母の食生活との関連を調べた。分析の結果、菜食型食事の場合、母乳中の蛋白質(出産後2-5カ月)、脂肪およびCa(いずれも出産後1-5カ月)濃度がいずれも低かった。また、1日の牛乳摂取量が0の場合は300ml以上に較べて母乳中のCa濃度が有意に低かった。動物性食品の摂取頻度の少ないあるいはそれらを全く摂取しない食生活は母乳成分に影響を与える。
聴覚中枢核におけるシナプス伝達機構の個体発生過程の研究

哺乳動物の聴覚中枢核である台形体内側核(MNTB)では、大きな神経終末が球形の神経細胞体に直接シナプス形成し、時間経過の速い大きな興奮性シナプス後電流が発生する。聴感覚の中デモ音源の方向を同定する機構に関与し、揺らぎの少ないシナプス伝達が行われている。しかし、シナプス後細胞での興奮性シナプス後電流を詳細に解析すると、生後の発達段階に応じて、シナプスの持つ伝達特性が変化することが明らかになった。すなわち、生後まもなく(生後2-3日令)はMNTBへのシナプスも時間的サイズ的に大きな揺らぎを示し、生後9日令を境に、シナプス伝達の精度が向上することが明らかとなった。一方、シナプス電流はシナプス後細胞で2種類のグルタミン酸受容体(NMDA型およびnonNMDA型)を活性化することにより行われる。この2種類の受容体の存在発生期間内(生後2日令から14日令)において変わらなかった。シナプス後細胞で記録される電流の大きさは、シナプス前終末での伝達物質の放出部位、放出確率、そしてシナプス後細胞体での個々のシナプス後電流のサイズから定まる。しかし、シナプス前終末における伝達物質の放出は個々の放出部位で常に一様ではなく、一回一回の試行毎に伝達物質の放出される割合が異なり、放出確率で表現される確率過程となる。MNTBでのシナプスでは生後間もなくは非常に大きな揺らぎがシナプス後電流に観察され、生後発達に伴い揺らぎがおよそ1/10程度まで小さくなった。揺らぎを詳細に解析することによって、シナプス伝達物質の放出確率が生後発達に伴い大きく増大することが明らかとなった。さらに、シナプス前終末でのCaイオン電流が生後発達に伴い増加することが明らかとなり、伝達物質放出確率が増大する要因の一つであることが示された。すなわち、シナプス伝達精度の生後発達は多くの部分がシナプス前終末におけるCaイオンチャネルの量的な増大によって実現されていることが本研究によって示された。
健康を脅かす事象の勃発を監視するバイオ・サーベイランスの統計モデルに関する研究

本研究は、バイオサーベイランスシステムで症候の時間・空間的増加あるいは集積性を検出するための統計モデルを新しく開発することを目的として行われた。サーベイランスでは症候発生の僅かな変化(増加傾向、集積性、不連続な変化など)を早期に検出する機能が必要となるが、その主なパターンには、ある特定地域(未知)にクラスターが出現し始める(Hot-spot cluster)型と、地域は特定されないが、近接した地域で事象が発現する現象が散在し始める(Global clustering)型の2種類がある。本研究では、この2種類の変化パターンの検出方法を中心に検討を行った。本年度は、新しい方法論を検討する開始年度であると同時に、これまで提案されてきた方法論を整理し、それらの特徴をまとめ、実現可能でかつ効果的な統計モデルの開発に必要な調査を行った。健康を脅かす事象(症候あるいは疾病)の発生を早期に予知するバイオ・サーベイランスでは、その事象につながる可能性のあるすべてのデータを、定義された空間において実時間でモニターする必要がある。それには最近の地理情報システム(Geographical Information System)を利用した統計モデルの開発が効率的で有効である。その統計モデルに必要な要素としては、症候マップの僅かな変化(増加傾向、集積性、不連続な変化など)を早期に検出する機能が必要となるが、その変化の主なパターンには、ある特定地域(未知)にクラスターが出現し始める(Hot-spot cluster)型と、地域は特定されないが、近接した地域で事象が発現する現象が散在し始める(Global clustering)型の2種類がある。海外共同研究者であるハーバード大のKulldorff助教授(申請時点では、Connecticutt大学所属)とは、平成16年度の夏にカナダのアトランタで開催された合同統計会議出席を通じて研究の打ち合わせを行った。その後はインターネットを通じて共同研究を実施した。特に、彼が実施している、ニューヨーク市とのバイオ・サーベイランスに関する共同研究の経験を本研究に生かした。地域の慢性的な健康問題や健康被害の特異性を早期に検出し注意喚起を行うバイオ・サーベイランスでは症候の時間・空間的特異性を評価するための統計モデル開発が重要であり.中でも有意な集積地域を同定する検定法(cluster detection test)は本研究課題におけるバイオ・サーベランスの早期対策を立てる上で大変有用である.本年度では,世界的に広く用いられているKulldorffの方法を改良する形で導出される新たな検定手法Flexible scan法を検討する.Kulldorffの方法はScan統計量に基づき,最大尤度比を用いる検定であるが,そのscan統計量の設定の問題から,円状に近い地域(cluster)しか同定できない性質がある.しかし,実際の疾病の集積地域としては,河川や道路に沿った地域など様々な形状の地域が考えられ,必ずしも円状とは限らない.そこで我々は,任意の形状の集積地域を同定できるようなscan統計量としてflexible scan統計量を定義しそれに基づくFlexible scan法を提案し、その挙動を検討する予定である。海外の研究協力者であるハーバード大のKulldorff助教授とは、平成18年1月にハーバード大で開催されたバイオ・サーベイランス会議iに出席して本研究の共同研究をおこなった。本研究は、バイオサーベイランスシステムに必要な症候の時間・空間的増加あるいは集積性を評価するための統計モデルを新しく研究することを目的としている。今年度は主に、次の二つのテーマについて検討した。1)Global test for spatial disease clusteringの方法の提案:個人の住所地が入手できる場合のcase-controlデータに基づく新しい疾病集積性の検定法を開発し、カナダのモントリオールで開催された国際バイオメトリクス学会で発表するとともに雑誌Biometricsに掲載された。2)昨年までに検討してきたflexible spatial scan statisticのバイオサーベイランスシステムヘの適用:海外共同研究者であるハーバード大のKulldorff助教授との共同研究により、マサチューセッツ州のサーベイランス・データを利用して、Kulldorff助教授らが開発したSaTScan法とその同定の違いを検討し、より柔軟な同定が可能なflexible space-time scan statistic法を開発した。その主要な結果は、米国のボルチモアで開催された2006年症候サーベイランス会議で発表した。本研究で開発された方法論を健康危機管理のためのサーベイランスシステムに組み込むことにより、最近日本でも話題にのぼった新興感染症SARS(新型肺炎)の流行の早期検出にも適用できる。海外共同研究者であるハーバード大のKulldorff助教授との対面での共同研究は、米国のボストンのハーバード大へ訪間した際とボルチモアで開催された2006年症候サーベイランス会議において行った。後はインターネットを利用して行った。
楕円曲線の数理

木田は最近の楕円曲線の理論について他大学の研究者とも共同研究を行ない現在までの状況を把握することができた。Heegnerポイントの拡張が急務であること、それにはmodular curveの理論が本質的であることなどがあげられる。代数的整論への応用として3次体のイデアル類群の2Sylow群の研究が少し以前よりあるがこれもまだ満足出来る状態にはほど遠い、これからの目標としたい。また楕円曲線の種々の不変量のコンピュ-タによる実際の計算についてはJ.H.Silvermanのプログラムを参考にして開発中である。本年度はそのための基礎システムの整備(別項の図書として発表したものの発展)が主であった。古田は代数体の中心拡大における素イデアルの分解法則についての研究を継続した。コンピュ-タを利用して3元2次形式を詳しく考察することが非常に役に立っている。石本は3ー連結10次元多様体の分類をホモトピ-やΘ10を法とする微分同相の下に行なった。またJamesーWhiteheadの定理を大域化するための基礎付けとしてハンドル体の境界のcell分割に関して結果を得た。藤本は既に得ていた結果である「3次元ユ-クリッド空間内の非平担完備極小曲面のGauss写像は高々4個の値を除いて全ての値を取る」を改変除外指数という新しい概念を導入して精密化し高次元ユ-クリッド空間に拡張した。泊は正規複素解析空間の孤立特異点を特異解消を用いて考察した。とくにfiltered ringの一般論をもとに単純K3特異点の標準filtrationで標準blowーupし、現れる特異点の極小モデルと例外集合により重複度の評価を行なった。
バクテリアのコロニー形成を促進する遺伝子群の研究

大腸菌が低温飢餓に曝されると、生存活性はありながらコロニー形成が大きく低下するVBNC状態に陥る。これは自然界で細菌がコロニー形成しにくいモデルとされる。VBNC状態ではコロニー形成に重要な遺伝子機能が減衰していると考え、発現を強化してコロニー形成頻度の低下が抑制される遺伝子を探索してcpdAを見つけ、cAMP-CRPが低温飢餓に対しコロニー形成を積極的に低下させる因子であることを発見した。cAMP-CRPの調節を受けてコロニー形成を支配している遺伝子をRNA-seqで探索したが、cAMP-CRPの影響で発現が変化する遺伝子が非常に多数あるため、現時点で目的の遺伝子は得られていない。細菌研究は均一クローンからなるコロニーの分離で始まり、菌が生きていることも一般にコロニー形成能で定義されてきた。しかし近年、環境中ではコロニーを作らないバクテリアが大多数であることが認識され、コロニー形成とは、単に生きている以上のどういう生命現象なのかを明らかにする必要が生じた。コロニーを作りやすい大腸菌でも、低温飢餓に曝すと生体活性は保ちながらコロニー形成能を失ったViable But Non-Culturableな状態に陥り、このVBNC状態は環境中の細菌のモデル系とみなされる。本研究ではVBNC状態をコロニー形成に必要な遺伝子機能が減衰した状態だと捉え、発現強化によりVBNC状態を回避しコロニー形成頻度を高く保つ遺伝子を分離し、コロニー形成にとって重要な遺伝子群の働きを解明することを目的とする。大腸菌の全ORFを高コピープラスミドにクローン化しIPTG誘導できるASKAライブラリーを用い、各クローン化遺伝子を発現させた細胞を混合してVBNC化処理を行った際、コロニー形成能減衰に従って集団中での存在割合を相対的に増やした株を選択した。様々の効率で濃縮される複数の候補株をなるべく広く回収するためにライブラリー株を各500株含む8群に分割し、各群で濃縮された株を分離した。得られた候補株同士の効率を比較し、効果の高い遺伝子を7つ、次に効果のある遺伝子を9つ分離した。高効果遺伝子をもつ7株とベクター対照株を等量混合して、1試験管内でVBNC化に伴う存在比率の変化を追跡したところ、ベクター株が速やかに脱落し、cAMPを加水分解するcyclic phosphodiesteraseをコードするcpdA遺伝子を発現する株が最も濃縮された。これはcAMPがコロニー形成能維持にとってマイナス効果を持つことを示唆するので、現在、コロニー形成能の維持にとってのcAMPの作用を検討している。ライブラリーを機械的に8群に分割して,それぞれの群でVBNC化処理したときにコロニー形成能維持に有効な遺伝子をスクリーニングし,それら候補クローンの効率を比較して寄与効率のよい候補遺伝子7つと,次に効率のよい遺伝子をほぼ9つ選ぶことが出来たことは,H27年度の計画通りであった。しかし,各候補遺伝子の発現量と効果との関係,あるいはとくにそれらの遺伝子を高発現させていないときの発現量と効果の関係は十分検討できていない。しかしその一方で,当初予期していなかった面白い結果も出始めている。高効率な7遺伝子のうち最もコロニー形成能の維持に寄与したのはcpdA,すなわちcAMPを加水分解するcyclic phosphodiesteraseの遺伝子であり,このことはcAMPがコロニー形成能維持にとってマイナス要因であるという,一見常識に反する事態を示唆する。そこで野生株から,cAMP合成酵素遺伝子cyaA,あるいはcAMP受容タンパク質遺伝子crpを欠失した変異株を作製したところ,両方の欠失変異株とも,VBNC化処理をして少なくとも80日間,ほとんどコロニー形成能が失われないという驚くべき結果を得た。このもっとも単純な説明は,VBNC化処理によるコロニー形成能低下は,コロニー形成に必要な遺伝子機能が減衰する(シグマS遺伝子rpoSがその例)だけでなく,細胞の低温飢餓ストレス応答としてコロニー形成能を積極的に閉じる機構があることを示唆しcAMPはそのためのシグナルとなっている可能性が考えられる。ただし,その前提として,コロニー形成能低下は死に行く過程ではなく,条件がよくなれば増殖再開できる一過的状態というモデル,およびcAMPなしではその仕組みが機能しないため,一旦コロニー形成能が落ちると回復できないというモデルが仮定となっている。大腸菌等を長期低温飢餓に曝すと生きていながらコロニー頻度が大きく低下する。このVBNC状態は自然の細菌がコロニーを形成しにくいモデルとされる。これはコロニー形成に重要な遺伝子機能が減衰するためと考え、発現強化によりコロニー頻度の低下が抑制される遺伝子としてcpdAを見つけ、これからcAMPが低温飢餓ストレスに対しコロニー形成能を積極的に低下させることを発見した。cAMP-CRP複合体は非常に多くの遺伝子発現に影響するが、その中からコロニー形成能を直接に正あるいは負に制御する遺伝子を見つけたい。定常期に働くσ因子RpoSはストレスに抵抗する因子として知られており、rpoSはcAMPで転写抑制されるので、cAMPはrpoSを抑制するためコロニー頻度を落としている可能性が考えられた。確かにrpoS欠失株はVBNC条件でコロニー頻度を落としたが、rpoSとcAMP合成酵素CyaAあるいはcAMP受容体CRPとの2重欠失変異株では、大きくコロニー形成能を回復したのでrpoS発現を経由する影響は部分的であることが判明した。cAMPレベルによって転写量を大きく変化させる遺伝子をRNA-Seq解析によって多数得た。もし求める遺伝子Xがコロニー形成能を上げる遺伝子で、cAMPで発現抑制されるのであれば、crpとXとの2重欠失体でコロニー形成頻度は低下する。逆に求める遺伝子Yがコロニー形成能を下げる遺伝子で、cAMPで発現促進されるならば、crp欠失株中でYを強制発現させるとコロニー頻度は低下するはずだと考えた。

cAMPで発現変動する遺伝子Xの候補として15個、Yの候補として5個の遺伝子を検証したが、以上の基準を満たすものはなかった。即ちcAMPの効果をコロニー形成頻度として伝える遺伝子はこれらの候補の外にあると結論した。大腸菌が低温飢餓に曝されると、生存活性はありながらコロニー形成が大きく低下するVBNC状態に陥る。これは自然界で細菌がコロニー形成しにくいモデルとされる。VBNC状態ではコロニー形成に重要な遺伝子機能が減衰していると考え、発現を強化してコロニー形成頻度の低下が抑制される遺伝子を探索してcpdAを見つけ、cAMP-CRPが低温飢餓に対しコロニー形成を積極的に低下させる因子であることを発見した。cAMP-CRPの調節を受けてコロニー形成を支配している遺伝子をRNA-seqで探索したが、cAMP-CRPの影響で発現が変化する遺伝子が非常に多数あるため、現時点で目的の遺伝子は得られていない。実は欠失するとVBNC処理でもコロニー形成能が落ちない遺伝子はもう一つみつかっており,ストレスに応答してコロニー形成能を積極的に下げる新規分子機構が存在すると期待している。以下のすべての実験を平成28年度中に終了することは困難だが,大発見の糸口であるので出来るだけ解明を進める。1.当初問題設定とは逆に,cyaAやcrp遺伝子のように,欠失するとVBNC化でコロニー形成能が落ちない遺伝子が、上記の新規ストレス応答機構を担う遺伝子だと想定されるので,大腸菌の非必須遺伝子を一つずつ欠失させたKEIOコレクションから,そのような遺伝子をスクリーニングし新規機構の全体像を知る。2.コロニー形成を支配しているcAMP標的遺伝子を見つける。cAMP-CRPで変動を受ける遺伝子は数百存在するが,cyaA欠失株で培地添加cAMPの濃度依存性を検討した上でRNA-seq解析を行い,cAMP-CRPによって制御される遺伝子のうちから,コロニー形成を支配する遺伝子の候補を絞り,各欠失株を作製してVBNC応答を調べることによりcAMP依存でコロニー形成を支配している遺伝子を同定する。3.野生株でVBNC化処理してコロニー形成能を失った細胞は,どのような処理で増殖能を回復するのかを検討する。Resuscitation処理として知られている温度上昇などを試みる。4.cyaAやcrpの欠失株では一旦コロニー形成能を失うと,野生株とは異なり3の処理を施しても増殖能を回復しないことを実演する。限られた期間で結果を出すためには,cyaAやcrpの欠失株でもコロニー形成能を失うような,VBNC化の加速処理が必要となる。このために100MPa以上の高圧処理を試みる(共同研究先はほぼ決まりつつある)。5. VBNC化処理で遺伝子機能が減衰するためにコロニー形成能がなくなる性質と,ストレス応答とを機構として区別する。
感覚上行路で単シナプス結合する上下位ニューロンの機能的特性と情法処理様式の研究

1。味覚系。(1)ラット大脳皮質味覚野へ多数のガラス管微小電極を同時に刺入し、3個以上の単一ニューロン活動の同時記録を行ない、2ニューロン間の時間的相互相関活動を測定した。2ニューロン間の時間的相関の揺らぎは脳幹の味覚中継ニューロンと比べて大きかったが、相関活動の時間的間隔が著しく長いものがあったり、一方のニューロンの活動時に他方のものが抑制を受けるなど、脳幹ではみられなかった現象を観察出来た。(2)ある味刺激下ではニューロンXとYとが強い相関活動を示しても、味刺激の種類を変えると、XとYとの相関は減弱ないし消失し、Xは第三のニューロンZと強い相関を示すようになるなど、味の種類に応じてニューロン群はダイナミックに同期発火群の形成と再編成を行なっていることを初めて実証出来た。(3)前述のようにニューロンXがYおよびZと同期発火している場合に、XがYと同期発火したスパイクの内、何パーセントがZとも同期発火しているかを調べたところ、60-80パーセントであることが分った。即ち、それぞれの同期発火群は全く独立に活動しているのではなく、群間にもかなりの同期性があり、散発的ではあるが、より大きな群、即ち超群が形成されていることになる。2。触覚系。ラット吻部の洞毛刺激に応答する三叉神経核ニューロンと視床ニューロンとを同時記録し、単シナプス結合している場合を捜した。三叉神経核ニューロンのスパイクをトリガーとして視床ニューロンの発射時期を調べたところ、シナプス伝達時間の揺らぎは約3msであり、シナプス伝達の安全率は0.6-0.8であることが分った。1。味覚系。2。触覚系。2個の味反応性ニューロンXとYを同時記録して両者の時間的相互相関活動を調べ、ある味質(A)刺激を行なったときに同期発火の起こる確率が高ければ、XおよびYニューロンを共通支配しているニューロンZはAを最適刺激としていると看做してよかろう。この場合、最大の問題は、シナプスを介して上下関係にある2個のニューロン、この場合、ZとX,およびZとY、の味反応特性がよく似ているか、或いは全く異なるかである。よく似ていれば、味反応特性に関する情報が保存されたまま上行していることを意味するが、全く異なっていれば、Zのスパイク放電密度で代表されていた味質Aに関する情報はXとYの時間的関係に置き換えられたことになる。即ち、情報の符号化方法が質的に変化することになる。我々の実験結果では、味反応性が保存されているシナプス関係が最もよく見出される場合は、Zが単一の味のみに反応する場合、即ちXYの相互相関図上の峰の形成が一種類の味のみで見られる場合であった。しかし、XとYがその味一種類のみに応答する場合は少なく、他の味反応性を持ったニューロンからの情報が混入していることが多かった。だが、XとYの最適刺激はZのそれと同じであることが圧倒的に多かったので、これらの例では情報の保存が比較的よいと言えよう。多種類の味で相互相関活動がみられる場合には、XとYが反応出来る味の種類は反って少ないことが多く、時間的符号化とスパイク放電密度の変化による符号化とは全く独立に行なわれ得ると考えられる。その証拠の一つとして、X及び(又は)Yが放電密度の変化を全く示さない味質を時間的に符号化している場合が多いことを挙げることが出来る。麻酔したラット吻部の洞毛の機械的刺激に応答する三叉神経核ニューロンと視床ニューロンとを同時記録し、単シナプス結合している場合を捜し、両者の反応特性とシナプス伝達効率とシナプス伝達時間の揺らぎを調べた。

三叉神経核ニューロンのスパイクをトリガーとして視床ニューロンの発射時期を計測し、短かく安定した潜時で、しかも高い安全率で視床ニューロンが発射した場合を単シナプス結合と看做した。三叉神経核から視床内腹側核までの伝導時間は1-4ミリ秒であり、シナプス伝達時間の揺らぎは約3ミリ秒であった。シナプス伝達の安全率は0.6-0.8であった。単シナプス結合している上下のニューロンの反応性は非常によく似ていた。即ち、短期間に高密度のスパイク発射を示す、いわゆる相的反応をする三叉神経核ニューロンがシナプスしている視床ニューロンは同様に相的反応を示し、持続的に慣れの遅い反応をする下位ニューロンは同様な性質を有する上位ニューロンに結合した。従って、下位のニューロンが保有していた情報が上位のニューロンで変質してしまう恐れは余りないことになる。しかし、視床では反回性の抑制機序が発達しているので、初期の強い反応の直後、長期間にわたって強い抑制があるため、その期間に生じた下位ニューロンの反応は上位のスパイク発射には結びつかないことが分った。しかし、シナプス後ニューロンの膜電位には何等かの影響があるであろうし、抑制を受けていないニューロンには有効な入力となっているはずである。即ち、主な特徴を伝達する系統と比較的弱い信号を伝達する系統とが並行して作動していると考えられる。
ATPおよびATPアナログの分光法による水和特性評価

本研究では、ATPおよびその水和状態変化の解析に有用と考えられるリン酸化合物を選択し、分光法によりその変化を追跡する。またタンパク質存在下での水和変化解析へ向けた展望を得るとともに、ATPアナログを用いたナノバイオマテリアルの設計指針を得ることを目的とした。誘電緩和分光測定およびその成分抽出法を用いた解析法によりリン酸、AMP、ADP、AMPの水和状態を評価した。この結果、リン酸とAMPではその水和特性に変化がないこと、またアデノシンに結合するリン酸数が増加するほどバルクの水の示す回転運動性よりも早い水(ハイパーモバイル水)が増加することを明らかとした。さらにATPの各荷電状態(pH3.2、5.5、8.0)での水和特性解析を行い、荷電数が増加するに従いハイパーモバイル水が増加することを見いだした。このATPの各荷電状態において水のPFG-NMR測定を行った。この結果、特に2価と3価の場合において自己拡散係数(並進運動性)がバルク水より高いことが示唆された。今後、この結果の再現性とともに回転運動性の高いハイパーモバイル水との相関についても検討を行っていく。一方でバイオマテリアル設計のため、疎水化リン酸基含有化合物の分散・集合体形成条件下の水和状態変化、核酸やホスホン酸など含リン酸ポリマーについてもその水和特性を明らかとした。また親水性環境下で回転運動性を検出し得るスペーサー、蛍光プローブを選択・調製し、アクチン周りの水分子の運動性を評価した。この結果、ATP存在下のアクチン重合により蛍光ブローブの回転運動性が増加することを明らかとした。同条件下における水のPFG-NMR測定でも並進運動性が増加することより、このプローブはタンパク質近傍での水和水の運動性に相関していることを示唆する結果が得られた。高エネルギー化合物であるアデノシン-3-リン酸(ATP)のタンパク質との結合・加水分解、さらには、その細胞内での挙動解析が、学術的・応用的観点からなされてきた。しかし、そのATPの加水分解反応における高エネルギー性の由来という根本的問題の解決がなされていない。そこで本研究では、水和がATPの高エネルギー性に起因すると考え、その理論構築に与える基礎実験データの蓄積を第一の目標に据える。具体的には、ATPおよびATPアナログを各種の水溶液条件下においてNMRおよび蛍光法を用いた解析を行う。一方で、ATPアナログを設計・合成してその特性を解析することで、ATPの有する高エネルギー性の水和理論の補完を目指す。さらに、これらの水和変化の観点より設計したATPアナログを用い、ATP応答駆動型ナノバイオマテリアルの創製を試みる。まず、アルキル鎖修飾したATPアナログを調製することで集合体(ミセル)を形成させ、さらに各種の蛍光プローブを疎水性の核に内包させて、キレート形成時や加水分解時におけるミクロ流動性などの状態変化を追跡する。昨年8月の研究開始後、PFG-SE MR測定による測定法の習得および改善とともに、合成室の整備を行い、蛍光性アナログの合成を開始した。当初予定していた一段階反応によるATP誘導体の合成は、精製の手間と収率の観点より変更することとした。AMP誘導体の合成し、この化合物に対してピロリン酸を付加するという合成経路に変更した。現在、AMP誘導体の合成・精製に成功し、その界面活性能について確認した。
捕食能を有する人工細胞の創出に向けた、高活性膜融合ペプチドの開発

まずは、蛍光セルソーターを用いて脂質小胞同士の付着を検出可能な系を構築した。構築した検出系を用いて、抗菌ペプチドの一種であるメリチンを外部から添加した際に、脂質小胞同士の融合が起こることが確認された。次に、メリチン合成用の遺伝子構築を行った。そのDNAと無細胞翻訳系を用いて脂質小胞内でメリチンを合成し、小胞融合が誘導されるかを調べた。その結果、DNA濃度が10nMとかなり高い条件において、融合が僅かに確認された。ただし、メリチンの融合誘導活性がかなり低く、進化分子工学的手法による機能改変が困難であった。そこで、遺伝子発現に依らない別の融合誘導手法として凍結融解法を開発した。まずは、膜融合誘導ペプチドを選定するために、リポソーム同士の融合(付着)を蛍光として検出可能な系を立ち上げた。異なる蛍光物質が付いた脂質を構成要素として加えることで、別々の蛍光を持った二種類のリポソームを調製した。ここで、一方のリポソームには蛍光物質付きのタンパク質を内包しておき、ペプチドの作用によって内包物がどの程度漏洩したのかを確認できるようにした。構築したこの検出系を用いて、精製されたペプチドを添加した際に、どの程度の濃度でリポソーム融合が誘導されるかを確認した。その結果、抗菌ペプチドの一つであるメリチンを終濃度2μMとなるように添加した際に、二種類のリポソーム同士の融合が起こることが、蛍光顕微鏡での観察および蛍光セルソーターでの測定において確認された。ここで用いたリポソームの脂質組成はPOPC 100%である。次に、無細胞翻訳系に含まれる成分がリポソーム融合に及ぼす影響を調べた。その結果、二種類のリポソームに無細胞翻訳系を添加しただけで、リポソームの凝集が誘導されることが確認された。今後、リポソーム同士の融合を蛍光セルソーターで検出するにあたり、ペプチドの機能を評価するためにはこの凝集を抑制する必要がある。そこで、原因物質の特定を行った結果、tRNA mixに含まれる何らかの物質が原因であり、その凝集誘導効果はEDTAの添加により抑制されることが分かった。最後に、メリチン合成用の遺伝子構築を行い、そのDNAと無細胞翻訳系を用いてリポソーム内でメリチンを合成し、リポソーム同士の融合が誘導されるかを調べた。その結果、DNA濃度が10nMと高い条件においては、リポソーム融合が僅かに確認された。今後、進化分子工学的手法によるメリチン遺伝子の改良のためには、さらにDNA濃度が低い条件で融合検出を行う必要があり、さらなる条件検討が必要である。前年度、リポソーム内で合成したメリチンによるリポソーム融合の効果が僅かしか確認されなかった。そこで、文献として報告されていたメリチンの変異体に関して、新たに遺伝子構築を行いその効果を調べたが、我々の実験条件ではその融合誘導効果は確認できなかった。反応液組成の検討なども行ったが優位な効果は見られなかったため、新たな方針に基づいて研究を行った。リポソーム融合を誘導する手段として、新たにリポソームの凍結・融解を試みた。この手法では抗菌ペプチドのように遺伝子発現による制御ができないが、代わりに人為的な温度変化により外部からリポソーム融合を制御でき、外界から栄養獲得する人工細胞の構築に繋がる。リポソーム融合を蛍光検出するために、二種類の内封液が混ざり合うと緑色蛍光を発する系を用いた。一方のリポソームにはCo2+で消光したCalceinが、もう一方にはキレート剤であるEDTAが内包されており、両者が混ざり合うとCo2+がEDTAに奪われてCalceinがフリーになり、緑色蛍光が検出される。融合の指標である緑色蛍光の検出には、リポソームを個別に測定可能な蛍光セルソーターを用いた。実験の結果、二種類のリポソームを混合し、-80度で凍結した後に室温で融解した場合には、27%のリポソームから緑色蛍光が検出された。さらに条件検討を行った結果、あらかじめ遠心によりリポソームをチューブの底に集めておき、その後凍結・融解を行うことで、97%のリポソームから緑色蛍光が検出された。凍結・融解という手法により、少なくとも二種類のリポソームの内封液が効率よく混ざり合うことが確認された。今回確立された手法は、外部から栄養獲得可能な新たな人工細胞モデルとしての利用が期待される。合成生物学本年度の計画では、膜融合誘導ペプチドをリポソーム内で合成し、その機能発現によるリポソーム同士の付着・融合を確認する予定であった。

膜融合誘導ペプチドとしてメリチンを選択し、リポソーム内でのメリチン合成を行ったが、DNA濃度がかなり高い条件でのみ僅かなリポソーム融合(付着)が確認された。今後、進化分子工学的手法によってペプチドの機能改変を行うためには、より低いDNA濃度でのリポソーム融合誘導が必要である。この段階での条件検討がさらに必要となったため、当初の計画よりは少し遅れている。進化分子工学的手法によるメリチンの機能改変のためには、1分子のDNAから合成されたメリチンによって誘導されたリポソームの融合を、蛍光セルソーターで検出する必要がある。そのためには、リポソーム内で合成されたメリチンが、現状よりもさらに融合能を発揮する必要がある。そこでまずは、メリチンがよりリポソーム同士の融合を誘導できるよう、反応場であるリポソームの脂質組成を検討したり、メリチン合成に用いる無細胞翻訳系の反応液組成の最適化を行う。リポソーム融合が蛍光セルソーターで検出可能な最適条件が見つかったら、リポソームを微小反応場として用いた進化分子工学的手法により、リポソーム融合を誘導する能力が高いペプチドを創出する。遺伝子変異と機能選択のサイクルを何度も繰り返した後、得られた遺伝子をクローン化して、塩基配列の解析およびリポソーム融合誘導能の測定を行う。本研究を進めてゆくにあたり、必要に応じて研究費の執行を行った。研究の進行が当初の予定よりも遅れているために、当初の見込みと執行額が異なった。次年度は遅れを取り戻すべく本研究に邁進する計画であり、今年度行う予定であった各種実験に必要な物品・試薬に関しては、来年度に合わせて購入する予定である。
血管内皮細胞における細胞内情報伝達の制御機構と機能発現の解析

血管内皮細胞はエンドセリン(ET)のような血管収縮物質に反応して、内皮細胞由来弛緩因子(EDRF)やPGI_2のような血管弛緩物質を遊離する。それらの弛緩物質が、血管平滑筋をET-1の強力な血管収縮作用から保護すべく役割を果たしている可能性が高い。そこで、加齢によるET-1の冠血管反応性の変化に対する内皮細胞機能の役割について、特にEDRFやPGI_2の関与に注目して実験を行った。2、6、24ヶ月齢のFisher344ラットの心臓を摘出し、Langendorff式に定圧潅流した(75cmH_20,36°C)。冠血流量(CF)を電磁流量計を用いて持続的に記録した。EDRFの影響を観察する目的で、ヘモグロビン(10μM)とN^G-nitro-L-arginie(NNA,100μM)を、またPGI_2の影響を調べる目的でインドメサシン(10μM)をET-1投与20分前から持続注入した。【結果】すべてのグループにおいてET-1(0.3,3,30nmol,single bolus)は濃度依存性にCFを減少した。30nmolのET-1は2カ月齢ラットに対するよりも、6と24カ月齢ラットの冠血管を著明に収縮した。一方、アデノシンおよびニトロプルシッドによる血管拡張作用に加齢の影響は認められなかった。ヘモグロビン、NNAやインドメサシンの前処置は、すべてのグループにおいてET-1の冠血管収縮作用を増強したが、それらの増強の程度は若いラットにおいてより著明であり、24カ月齢ラットでは弱かった。【考察】ET-1による冠血管収縮作用は加齢とともに増加した。これはET-1投与によってEDRFやPGI_2が遊離され、それらの弛緩物質がET-1による血管収縮作用に拮抗しており、その機能の減弱が加令による影響と一部関与していることによるものと思われる。すなわち、内皮細胞におけるこのような弛緩物質遊離機能が加齢と共に低下する結果、ET-1による血管収縮作用が加齢により増強されるものと考えられる。
vPARPを介したvaultによる薬剤耐性獲得の分子機構

Vaultは13MDaの巨大なオルガネラであるが、その生理機能は不明である。Vaultは三種類の蛋白質(LRP/MVP、vPARP、TEP1)と低分子RNA(vRNA)から構成されている。MVPは単独でVault様粒子を構成でき、VaultがP-glycoproteinの発現していない薬剤耐性細胞株に高発現することがわかっている。しかしながら、MVPの発現レベルと薬剤耐性や臨床での予後との関係については議論のあるところである。我々は様々な刺激、特に抗がん剤の処理による細胞内のMVPの変化を調べた。まず大腸がん細胞株SW620をdoxorubicinなどで処理し、24時間内に蛋白質レベルが5倍以上増加することを見出した。MVPの増加が蛋白質の安定性の増加によるのかmRNA合成の亢進によるのかを解明するために、MVP蛋白質の安定性をアイソトープ代謝ラベル法で調べ、mRNA量をreal-time PCRで調べた。MVPが安定な蛋白質で半減期が3日間以上であること、抗がん剤の処理によってMVP mRNAレベルが増加することを明らかにした。抗がん剤によるMVPの転写亢進には、MVPのpromoter領域のどの部分が重要かを調べるためにMVPのpromoterの領域のdeletion mutantを作ってLuciferase Assayで調べているところである。Vaultは13MDaの巨大なribonucleoproteinであるがその生理機能は不明である。Vaultは三種類の蛋白質(LRP/MVP、vPARP、TEP1)から構成されている。我々はLRPを大腸菌で発現させることにより、LRPだけでvaultの形態を取りうることを電子顕微鏡を用いて明らかにしている。このことは、vaultの形態形成にはvPARP、TEP1は必要でないことを意味し、vPARP、TEP1の機能については依然不明である。まずvPARPの機能を解析するため、SiRNAによりknock-downし、細胞の変化を調べることにした。SiRNAを用いて、vPARPをトランジエントにknock-downしている時、vPARPの発現レベルが低下しにくいことに気づいた。vPARPのknock-downしにくい原因を調べるために、アイソトープ代謝標識法を用いて、vault及び遊離しているvPARPの半減期を測定した。我々はAnti-GST-LRPとAnti-LRP56二種類の抗体を持っている。Anti-GST-LRPは遊離しているLRPを認識でき、Anti-LRP56はvaultを認識できることを明らかにした。この二種類の抗体を用いて^<35>S-メチオニンで代謝ラベルした蛋白質を免疫沈降して、その生物学的半減期を測定した。新しく合成したvPARPは速やかにvaultに入ってvaultを構成することができること、vaultを構成したLRPとvPARPの半減期は非常に長くて、4日間以上であること、LRPは最初遊離状態で存在して、vault様の構造になるまで約2時間が必要であることなどを見出した。In vitroでvPARPのC末端とvaultが結合できることを証明した。vPARPのC末端はvaultとの結合部位で、ポリADPリボースポリメラーゼ活性がないことから、ポリADPリボースポリメラーゼ活性がvPARPとvaultの結合に必要ではないと推測した。vPARPのポリADPリボースポリメラーゼ活性はvaultの構成には関与せず、vaultの機能に関与する可能性が高い。Vaultを構成する時、各中間体が存在する可能性がある。現在、vaultの構成のダイナミックスを観察するために、アガロースゲル電気泳動で種々の中間体を分離しているところである。
動環境における「車椅子-人体」系のモデリングに関する基礎研究

本研究の最終目標は,フェリー・客船などの動環境における車いすのユーザビリティ(使用性能)を正確に予測・評価することによって,車いす使用者が安心して船旅を楽しむことができるようにすることである。本年度は,動環境における「車いす一人体」系のモデリングを行うために,大阪府立大学工学部海洋システム工学科の「乗り心地シュミレータ」を用いて低周波動揺暴露時の人体の運動を計測した。外力としての動揺を把握するために,加速度計および角速度計を組み込んだ「船体動揺計測装置」を用いてキャビン床面の6自由度運動を計測した。一方,人体の応答運動を調べるために,座席上に置いた重心動揺計を用いて被験者の重心の移動を計測し,さらに,キャビンに固定したビデオカメラを用いて被験者の脊椎の曲がり具合等を計測・録画した。これは,動環境における車いすの挙動には人体をも含めた重心位置の変化が大きく影響すると判断したことによる。個人差の影響を調べるために,複数の被験者に依頼して,動揺暴露実験を実施した。また,人体モデルとの比較のため,昨年度に製作した「車いす用テストダミー(ISO7176-11準拠)」を用いた実験も実施した。ビデオに録画された被験者の脊椎の曲がり具合等から人体の重心位置を予測するためのモデルの構築を試み,重心動揺計による結果とほぼ一致することがわかった。本研究では,「車いす一人体」系のモデリングに必要となる資料を得ることができた。今後は,「動揺刺激⇒車いす⇔人体」の系全体を考慮したモデルの構築が望まれる。本研究の最終目標は,フェリー・旅客船といった動環境における車いすのユーザビリティ(使用性能)を正確に評価することによって,車いす使用者が安心して船旅を楽しむことができるようにすることである。本年度に実施した項目は下記の通りである。1)現在就航中のフェリー・旅客船における車いすの転倒/暴走事故の実態を把握するために,内航船208隻を対象としたアンケート調査を実施した。車いす使用者には介助者の同伴を必要をする場合が多く,転倒/暴走に至ることは稀であることがわかった。2)「動環境⇒車いす⇔人体」の力学的な相互影響を明らかにするためには,個人差に依存することなく,動環境に対する車いすの応答を把握しておく必要がある。そこで、車いすの運動性能計測に用いられるテストダミ-(ISO7176-11規定)を製作した。3)動環境における車いすの挙動を調べる上で,試験床面の摩擦係数は重要な要素である。そこで,床面の摩擦係数測定用のテストブロック(ISO7176-13規定)を製作した。4)大阪府立大学工学部海洋システム工学科「乗り心地シミュレータ」のキャビン内で,テストダミ-を載せた車いすの運動を計測した。また,同一条件で人間を被験者とした計測も実施した。5)神戸商船大学練習船「深江丸」(499総トン)の後部甲板上で車いすの運動計測を実施した。計測は紀淡海峡南方の太平洋上でz試験中に実施したが,冬場にも拘わらず穏やかな海象(波高0.51.0m)であったため殆ど揺れなかった。現在,運動計測データの解析と共に,「動環境⇒テストダミ-搭載車いす」の力学モデルの構築を進めているところである。次年度は,人間を被験者とした実験結果から「車いす⇔人体」系のモデリングを行う予定である。