hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体験と知識の相互浸透をもたらす総合的環境教育プログラムの構築と教育効果の測定

まだ具体的なモデルは構築するには至っていないが、平成24年度にダンボールコンポスターを活用した体験型環境教育を多く提供し、どのような変化が生じるのかを観察、モデルの構築につなげようと考えている。第1に、環境教育プログラムのうち、本事業で開発完了を目指す実践プログラムに関して、実際に運用を行い、評価した。この実践プログラムはエコスイーツ活動と呼ばれている活動で、学生を主体として活動計画・調整、鹿児島市を中心としたスイーツ店のネットワーク化、ダンボールコンポスターを活用して堆肥の製造を担当する市民および企業のネットワーク化、エコスイーツ販売期間におけるPR活動等を担当するアクティブラーニングプログラムとなっている。エコスイーツ活動を内容とする実践プログラムは継続的に運用しており、本年度は活動内容を高度化し、また学生の主体性を高める変化を与えた。しかしながら、参加する学生にとってはアクティブラーニングの領域を超えてしまい、必ずしもうまくプログラムが回らない結果となってしまった。この実績からプログラムを評価し、大学生を対象としたエコスイーツ活動の範囲および活動量について、ほぼ最適値を設定することが可能になったと考えている。第2は、環境教育プログラムに関する学会報告を行った(「環境活動を活用した大学生教育事例」生活経済学会(長崎大学経済学部),2014.6)。発表時期の関係から、発表の対象とした教育プログラムは前年度までのものである。教育対象の選択(意欲ある学生を教育することはできるが、意欲の低い学生を教育する方法の模索が必要である)など、本年度の研究に資する多くの知見を得ることに成功している。本年度は、プログラムのブラッシュアップに資するとの理由から、日本各地の環境教育施設の調査を実施した。環境価値を伝える技術は大いに前進していることを理解し、学習者の興味心を引き出す方法、専門的内容を誰にでも分かるように再解釈・伝達する方法、また記憶定着を目的とするサブ教材の活用について、多くの工夫を本事業で活用した。エコスイーツ活動という教育プログラムの構築に関しては、今後も改善を続けることはもちろんであるが、一応の完成と言ってよい段階まで開発を進めることに成功した。H.ミンツバーグのアンブレラ戦略の考え方を応用し、教員が活動指針として大枠を与える手法をとっている。ただし、大枠の設定は毎年変化させることを想定しておらず、エコスイーツ活動なる教育プログラムは毎年継続的に大学生に与えられるスタイルを採用している。したがって、活動ルーティンが年々形成される結果となった。大枠の提示(エコスイーツ活動では、有機性廃棄物をユニークにアップサイクルし、多数の市民・企業等を巻き込みながら最終的にスイーツの製造販売を支援する)だけで教育が進んだのではなく、むしろルーティンの形成、すなわちプロセスの提示ができるようになった点に教育的配慮の意味があったと評価している。
精神力動的心理療法家のトレーニングに関する開発的研究－国際比較調査を通して

日本の精神力動的心理療法のトレーニングの質を高めるための具体的な方策を検討すべく,米国,ドイツ,イギリス,フランスの力動的心理療法家養成のシステムおよびその実態に関して,養成に関わる人物の招聘やシンポジウム,および研究者による現地の訪問での参与観察や資料の収集を行ない,日本におけるトレーニングの問題点を明らかにした。とりわけ日本では,スーパービジョンや実地研修の不足,事例を見立てる上での構造の不在が指摘された。そして,日本の文化的文脈等を自覚化しつつ,その改善の方向を具体的に討議し,より適切な訓練のモデルを構想した。また,見立て,臨床像記述の方法論等を検討し,実際の訓練に適用した。23年度の計画に挙げていた(1)海外の精神分析的心理療法家のトレーニング機関での聞き取り調査および参与観察,(2)海外でトレーニングを受けた日本人への聞き取り調査,(3)トレーニングに関連するデータベースの作成をおこなった。(1)に関しては,英国(タビストック研究所),ドイツ(フランクフルト精神分析研究所,ジグムント・フロイト研究所),フランス(精神分析的相談・治療センター,パリ第8大学),米国(ニューヨーク精神分析研究所)において,研究代表者・分担者が,聞き取り調査と1週間1ヶ月の参与観察をおこなった。そこでは,受理面接カンファレンス,ケースカンファレンス,スーパービジョンをはじめとする,実際のトレーニング場面に同席するとともに,トレーニングの提供者およびトレーニーに対する面接調査をおこなった。(2)に関しては,英国,米国,ドイツでの訓練修了者,訓練生に関する聞き取り調査をおこない,(1)に関する情報の補完および日本におけるトレーニングシステムの問題点,改善が必要な点に関する分析の視点を得ることができた。本研究代表者・分担者が収集した上記の諸点に関する情報を持ち寄り,日本のトレーニングシステムの改善点に関する討議,トレーニングに関するデータベース作成のための項目の生成をおこなった。さらには,教育学研究科外国人客員教授として滞在し,訓練生への指導に関わった精神力動的心理療法家から,日本のトレーニングに関して,半年にわたるフィードバックを受けた。トレーニングのおかれた社会・文化的文脈に関する研究としては,現在進展しつつある中国での精神分析家トレーニングの実態に関する情報収集と比較し,日本固有の文脈に関して明らかにする作業に着手した。また,各国の精神力動的心理療法家トレーニングの発展史,および典拠となるテキスト等に関する調査をおこなった。平成24年度の助成金繰越による研究と並行しつつ,本研究のまとめ,情報発信,心理臨床の実地への応用をめざした研究がおこなわれた。本研究で明らかになった日本の心理療法家のトレーニングの特徴や課題などに関しては,日本の社会・文化的背景と関連させつつまとめられ,プラハで開催された国際精神分析協会の大会(IPA congress)で発表された。また,トレーニングと不可分な心理臨床の実践研究に関して,日本心理臨床学会大会でシンポジウムにおいて発表された。ドイツ・フランクフルトのジグムント=フロイト研究所においプロセスや介入の特徴に関して,招待講演をおこなった。トレーニングの心理臨床実地での改善として,大学院生を交えたワーキンググループを形成し,とりわけ「見立て」と初回面接のあり方に関して,実際の臨床事例をもちいた検討を重ね,初学者のための初回面接の指針となりうる,マニュアル(リファレンス)を作成した。また,各国の協力研究者を訪問もしくは連絡をとりあうことで,研究成果の還元と,それに対する意見聴取をおこなった。平成24年度には,各国の精神力動的心理療法のトレーニングにおいて責任的立場にある人物を招聘し国際シンポジウムや連続講演会を開催する予定であったが,招聘予定者の都合等の要因が重なり,助成金繰り越し申請をおこない承認されたので,平成25年度に事業実施することとなった。米国,英国,ドイツ,フランスから,力動的心理療法家のトレーニングに関して責任的立場にある人物を数回にわけて招聘し,各国のトレーニングシステムに関する情報交換,日本のトレーニングのあり方を紹介したうえでの意見交換などを,シンポジウムと講演の開催を通しておこなった。とりわけ,精神分析家の活動領域が広く,また柔軟に臨床的活動をおこなっているドイツの事例は,日本でのモデルを考えていくうえでの適合性がよいと判断されたので,現地でトレーニングを受けている日本人心理臨床家の招聘も含め3回にわたる招聘をおこない,見立て,臨床像の記述方法等の具体的な例に関して,ワークショップも含めた交流をおこなった。そこから得られた成果は,各研究分担者の執筆する論文や講演,学会発表等に反映され,公開された。23年度計画に挙げていた海外調査に関しては,予想以上の成果を挙げることができた。またそこで得たつながりをもとに,中国等の情報を得ることができ,研究のターゲットが広がった。データベースの作成においては,各国でのトレーニングが必ずしも一律な対応関係にあるわけではないため,項目の作成がやや遅れ気味であるが,総じて,ほぼ計画どおりに進行している。25年度が最終年度であるため、記入しない。

各国の実情の調査・情報収集に関しては,当初計画していた以上に多くの研究者・心理療法家・精神分析家との交流を実現でき,それぞれの国における心理療法家の社会的位置づけ,制度との関連などを吟味しつつ,どのようなクオリティや専門性が求められるのかを明らかにすることができた。また,次年度の計画につながる,実際の知見のトレーニング改善への応用等に関して,具体的に検討を開始することができた。まずは調査データのデータベース化の充実が急務である。この点は,適切な人材の雇用をおこなうことで進めたい。また,平成24年度の推進に関しては,海外の研究協力者の招聘を,同時期に一同に会するようにし,集中的な討議をおこなうこととする。このことで,分散しがちな多国にわたる比較研究の集約をめざす。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度に得られた成果をもとに,本邦の力動的心理療法家のトレーニングの質のさらなる向上のために,具体的な提言,モデルの作成,試行をおこなう。また成果に関しては,国際学会・国内学会において公表していく。さらには,この研究で得られた知見を,各国の研究協力者にフィードバックすることで,より正確なものにしていく。
脳卒中後歩行障害に対する、バタフライ・コイルによるｒＴＭＳの臨床的有用性の検討

我々は刺激焦点が深いバタフライコイルを用いた高頻度反復性経頭蓋磁気刺激(以下、RTMS)が脳卒中患者の歩行機能に与える影響を検討した。結果として、第一に脳卒中後歩行障害患者を対象としてクロスオーバー試験を行ったところ、sham刺激と比較して、バタフライコイルによる高頻度RTMSを適用した場合に、有意な歩行機能の改善が確認された。第二に、パイロット研究の結果として、バタフライコイルを用いた高頻度RTMSと理学療法との連日併用が、脳卒中後歩行障害に対する安全で有用な治療的介入になることを示した。脳卒中後の歩行障害患者を対象として、バタフライコイル(ダブルコーンコイルとも称される。大脳の深部に刺激焦点をもつため、大脳深部に存在する運動野下肢領域を刺激することが可能となる)使用下での反復性高頻度経頭蓋磁気刺激が歩行機能に与える影響をクロスオーバー試験として検討した。結果として、このような刺激を20分間行うことで、歩行速度と歩行効率が、シャム刺激の場合と比較して有意に改善することが確認された。この結果は、すでに日本脳卒中学会で発表して、英文誌Acta Neurologica Scandinavicaに報告した。また、この刺激方法を集中的理学療法と併用して連日で入院治療として施行したところ、脳卒中後の歩行障害患者の歩行機能が全般的に改善したことも確認、これは日本脳卒中学会で発表して英文誌Brain Injuryに報告した。これらの知見は、経頭蓋磁気刺激が脳卒中後の歩行障害に対する治療的介入になりうる可能性を示しており、過去に例をみないものであった。脳卒中後遺症の治療的介入として注目されている経頭蓋磁気刺激の新しい可能性を示唆する研究成果と考えられる。当該年度においては、脳卒中後歩行障害に対するバタフライ・コイルによる高頻度経頭蓋磁気刺激の有用性を、20分間の実刺激と20分間のsham刺激との間で歩行機能に対する影響を比較することで明らかにすることができた。歩行障害を呈する脳卒中後患者18人を対象に、クロス・オーバー試験として、全ての患者が、高頻度経頭蓋磁気刺激(実刺激)とsham刺激の両者を20分間ずつ受けることとし、それら刺激の直前、直後、刺激終了10分後、20分後の計4回にわたり、歩行機能についての評価を行った。二つの刺激の間隔は24時間とした。高頻度経頭蓋磁気刺激は、バタフライ・コイルを用いて、10秒間の10ヘルツ刺激を50秒間の間隔で、20回繰り返すことで適用した。一方、sham刺激は、コイルを同じ位置に直角に立てて同様の刺激を与えることで行った。歩行機能の指標としては、歩行速度とphysiological cost index(以下、PCI)を用いた(PCIは、歩行効率が向上すると値が小さくなる)。結果として、第一に歩行速度は、sham刺激群と比して高頻度経頭蓋磁気刺激群では、20分間の刺激直後から、有意に歩行速度が増加し、この増加は刺激終了20分後の時点まで持続した。第二にPCIへの影響としては、刺激直後では、高頻度経頭蓋磁気刺激群でsham刺激群と比して有意な低下が確認されたが、その後においては両刺激間の差は有意ではなかった。さらに、統計学的検討を行うと、歩行速度とPCIのいずれについても、2つの刺激間で持ち越し効果がないことが確認されたが、これは、高頻度経頭蓋磁気刺激の効果が24時間は維持されないことも示していると解釈された。結論として、バタフライ・コイルによる20分間の高頻度経頭蓋磁気刺激は、脳卒中後患者の歩行機能を短時間であるが改善させるものと考えられた。脳卒中後の歩行障害に対する経頭蓋磁気刺激(TMS)治療については、過去にほとんど報告はみられていなかった。よって、我々は、大脳深部に位置する運動野下肢領域を刺激できるバタフライコイル(ダブルコーンコイルとも称される、刺激焦点が深いコイル)を用いて高頻度TMS刺激を行うことで、脳卒中後患者の歩行機能を改善させることができるか否かについての検討を行った。クロスオーバー試験の結果として、バタフライコイルを用いた高頻度TMS治療は、sham刺激を行った場合と比して、有意に歩行機能を改善させることが明らかとなった。さらに、これに歩行訓練を中心とした理学療法を併用した場合に、TMSによる歩行機能改善の程度が促進されることも明らかとなった。これらより、我々は、脳卒中後の歩行障害に対しては、バタフライコイルを用いて大脳深部を刺激しながら、理学療法を併用するという治療戦略が、最も有用であると考えた。現在においては、この併用療法(バタフライコイルを用いた高頻度TMSと理学療法の併用)を15日間の入院治療として対象患者に行っているが、その効果は概ね良好であり、特に有害事象も生じていない。この併用療法は、脳卒中後歩行障害に対する、新たな治療的アプローチのひとつになりうると考えられる。リハビリテーション医学すでに、バタフライコイル使用下での高頻度反復性経頭蓋磁気刺激が、脳卒中後の歩行障害を改善する(歩行速度を有意に早める)可能性があることを英文誌に報告、関係学会でもそれを発表することができた。

また、この刺激方法を集中的な理学療法と併用することで、歩行機能に対する有益効果が高まる可能性も確認でき、これを英文誌に報告するとともに、国内の学会で発表することもできた。バタフライコイル使用下での高頻度反復性経頭蓋磁気刺激が脳卒中後の歩行機能に与える影響を、動作解析を継時的に行うことで、さらに詳細に検討したい。また、理学療法のみを施行した場合もしくは高頻度反復性経頭蓋磁気刺激のみを施行した場合と比較して、これら二つを併用した場合には歩行機能に対する有益効果が高まるということを、randomized controlled trialとして比較検討したい。前述した「脳卒中後歩行障害に対するバタフライ・コイルによる高頻度経頭蓋磁気刺激の有用性」を検討するために行った、20分間の実刺激と20分間のsham刺激との間でのクロス・オーバー試験の結果から、バタフライ・コイルによる高頻度経頭蓋磁気刺激を治療手段として用いるためには、複数日にかけての連続(連日)適用や、集中的リハとの併用の有用性が検討されるべきである。よって、今後は、同様の対象に対して、これらの介入を行い、その安全性と歩行機能に与える影響を検討したく考えている。特に、対象を「高頻度経頭蓋磁気刺激+集中的リハ」群と「sham刺激+集中的リハ」群とに無作為に二分したうえでの比較試験を行う予定である。購入予定であった、図書およびハードデスクなどの購入が、諸般の事情(臨床業務の多忙など)で年度内に間に合わなかった。早急に、研究の参考となる図書を購入およびデータ保存用のハードデスクなどを購入する予定である。刺激に用いるバタフライ・コイルは消耗品と考えられるため、新たなバタフライ・コイル(連続刺激が可能なクーラー・システムを装着したもの)を購入する予定がある。また、バタフライ・コイルによる経頭蓋磁気刺激と併用する集中的リハで用いる訓練用具を購入する予定もある(例えば、単純な校正のトレッドミル装置など)。研究成果(特にバタフライ・コイルによる経頭蓋磁気刺激と集中的リハの併用の有用性に関して)の投稿に際して、英文校正目的で査読業者に依頼するための費用が必要である。また、成果を国内・国外の学会(例えば、日本脳卒中学会総会、日本リハ医学会学術集会、国際脳卒中学会など)で発表するための旅費(宿泊費など)も必要である。なお、2013年2月に参加した国際脳卒中学会2013に関する旅費が、現時点で未処理であるため、これについても次年度の研究費をあてることになる。
高性能高エネルギー2次元型X線検出器の技術開発と物質構造研究への応用

今年度行った研究活動として、厚さ200μmのプラスチック薄板シンチレータを準備してシンチレーター側面からの光読み出しテスト、波長変換材POPOPを用いたシンチレーション光の測定を行った。プラスチックシンチレーターはX線に対する検出効率の悪さ、シンチレーション光量の小ささ等の問題があるが、加工がしやすく安価に入手できることから初期のテストには充分と判断した。実際の測定で用いる高エネルギーX線は放射光施設を用いないと使用できないので、同じエネルギーをシンチレーターに与える電子線源を用いてテスト測定を行った。測定の結果、シンチレーター側面からの読み出しは200μmの厚さでも充分可能であることが判明した。その一方で光電子増倍管の光電面に電子やX線などが衝突するときに発生する信号強度が非常に高いことも判明した。これはノイズとして検出装置のS/N比を悪くする。これを改善するためにはシンチレーション光の光量を増加させるか、光電子増倍管からの出力信号を大きくする必要がある。そこで高量子効率光電子増倍管を用いることとし、この光電子増倍管の波長特性に合うように、波長変換材を用いてシンチレーション光の波長を変換させ、S/N比の改善を図ることとした。この測定においては波長変換材POPOPをクロロホルム溶液に溶かすことで高効率の波長変換材を作ることができた。現在、固体状の波長変換材の作製に取り掛かっている。これらの研究結果に関しては本年度1月に開かれた国際会議「PSND2004」、京都大学で開かれた研究会「中性子スピン光学研究会」、3月に行われた「第59回日本物理学会」において発表を行った。
医療観察法における物質使用障害を併発した患者に対する看護に関する研究

心神喪失等の状態で重大な他害行為を行った者は、統合失調症などの精神障害に加え、アルコールや薬物等の物質を常用していた障害者も含まれている。物質使用障害を併発した患者は、服薬アドヒアランスが低く、社会参加も難しいことが多い。現在は、重大な他害行為の再発予防と共に社会参加の促進をめざし、試行錯誤しながら援助している。本研究では、このような患者の看護をするスタッフ・ナースのストレス状態を明らかにするとともに、今後の看護スタッフ教育に役立てるための物質使用障害をもつ患者への態度を把握する尺度を翻訳した。さらに看護師の新たな援助方法を創出することを目的として実施した。1.研究の目的医療観察法病棟における、看護師の精神健康度を維持するために、物質使用障害を併発した重複障害者に対する看護師の重複障害対象者に関する知識を把握することを目的とした。2.対象者:12の医療観察法病棟に勤務する看護師477名を対象とした。4.結果有効な回答が得られたのは398名であった。精神科看護経験は10年未満が半数を占めていた。対象者のうち男性が166名であった。物質使用障害を併発した患者を受け持ったことがあると回答した看護師は30名(7.5%)であった。薬物問題の認識に対する5つのサブカテゴリ、及びGHQでは有意な差は認められなかった。しかし医療観察法病棟への希望の有無では、薬物問題の認識に対する5つのサブカテゴリで差異が認められ、希望している者の認識が高いことが認められた。また薬物の認識では差異が認められなかったが、職位でみると師長、副師長管理職者精神的健康を示す日本語版GHQでは、希望の有無、婚姻状態で差異が認められ、希望している者の方が、また既婚者の方が精神的に健康であることが認められた。5.考察物質使用障害を併発した患者に対する認識においては、関連が認めらなかったが、受け持っている対象者が少ないことも関連があると考えられた、そのためもう少し具体的に看護の困難点について検討する必要があると思われた。1.研究の目的2.対象者:15の医療観察法病棟に勤務している看護師594名。3.方法:薬物と薬物関連問題に対する態度尺度(the Drug and Drug Problems Perceptions Questionnaire)を著作者の許可を得て日本語版を作成した。尺度の信頼性を確認するためにクロンバックのα係数を算出、表面妥当性の検討として5つの下位尺度をもつ看護師の職業的アイデンティティ尺度、内容妥当性のために因子分析(主因子法、Promax回転)を実施した。また調査対象者に受け持っている患者の診断名の記載を依頼した。4.結果対象者のうち調査項目にすべて回答した301名を分析対象とした。クロンバックのα係数は調査項目全体では0.908であった。因子分析の結果『必要な知識』『他者からの支援』『職業満足度』『対応困難』『確かな自信』の5因子が抽出された。対象者全体の職業的アイデンティティ尺度との相関係数は-0.330であった。しかし薬物依存症者16名を受け持っている対象者のみを抽出すると、相関係数は-0.632であり、強い相関が認められた。各因子との相関係数も『必要な知識』と職業的アイデンティティ尺度の「患者に必要とされる存在」(-0.580)、『他者からの支援』と「患者に貢献する職業としての連帯感」(-0.717)、『職業満足度』と「患者に必要とされる存在」(-0.610)『確かな自信』と「患者に必要とされる存在」(-0.588)と高い値を示した。5.考察薬物と薬物関連問題に対する態度尺度の下位尺度は信頼性と妥当性が確認され、有用であると思われた。また本研究の結果から、知識を持って援助することによって自信を持つことができる可能性があることが示唆された。1.研究の目的医療観察法病棟で薬物関連障害問題を合併している重複障害対象者に関わる看護師の変化していくプロセスを明らかにすることを目的とした。2.方法医療観察法病棟に勤務し、薬物関連障害を合併する対象者と多く関わる薬物関連障害プログラムを担当している看護師を対象者とした。プログラムにおいて苦慮している点や改善すべき点などについて半構成的個別インタビューを行った。分析方法は、修正版グラウンデッドセオリーアプローチの手順を用いた。倫理的配慮として、研究者の所属している研究倫理委員会の承認を得て実施し、対象者には文書を示しながら口頭で説明し、署名を以て同意とした。3.結果対象者は4カ所の医療観察法病棟で開設時から勤務する看護師5名であった。精神科看護師経験は8年以上であった。インタビュー時間は48分64分であった。

医療観察法病棟に勤務する看護師が発展していくプロセスは〈わからずに不安な時期〉〈対象者理解が深まる一方、他医療者の協力が得られにくい葛藤の時期〉〈病気について理解しやりがいを感じる時期〉のプロセスをたどっていた。4.考察看護師は薬物関連問題について、学習する機会が得られなかったためか、不安になりながら、関わり方を模索していたと思われた。プログラム担当になることで、学習の機会を得、他者に支えられることで、チームで関わることの重要性に気づいていた。さらにプログラムを実際に運営する中で、プログラムや日常の関わりをよりよくする方策を見いだしており、これらを他の医療者にも広めていく必要性が示唆された。
「南アジア地域協力機構(SAARC)」における市場経済と環境政策の総合的研究

本研究で取り上げたSAARC(南アジア地域協力連合)は、同じアジアの一部でありながら、東南アジアとは異なって、インドを例外として、一向に発展の弾みのつかない諸国、すなわちパキスタン、バングラデシュ、スリランカ、ネパール、ブータン、モルディブの七カ国による地域協力機構である。「アジアの時代」にもかかわらず、アジアの一部がなぜ発展したのかに研究が集中し、他の一部がなぜ発展しないのかという問題意識が希薄であったことの反省に立って三年間の研究を計画したのである。1960年代以降の日本の経済発展が「奇跡」と呼ばれ、「日本モデル」の特異性は、その当時の社会科学の主流をなしていた近代化論仮説に重大な挑戦状を突きつけた。そればかりでなく、近代化論の根本的欠陥を鋭くついたはずの世界資本主義システム論も、ついに日本に適切な位置づけを与えることが出来ないでいた。しかし東/東南アジア経済の台頭は、この「日本モデル」特異仮説そのものを再度覆すことになった。実際、この時代の経済発展論はアジアを中心に展開されたと言って過言ではなかろう。七カ国を歴訪した印象を一言で表すなら、それは(モルディブとブータンを除いて)「近代化による失敗」であった。近代化などしなければよかった、などと言っているのではない。「近代化」をどう定義しようと、近代化を避けて通ることのできた国などありようはなかった。この失敗を繰り返さないための、われわれがたどり着いた処方箋は、日本モデル(開発独裁)の再発見である。すなわち、かつて日本は、資本主義を伝統社会に接木する方法によって先進国の仲間入りを果たしのだが、SAARC諸国は、国際機関の脅しに怯えて、伝統社会を否定しようとして失敗し、社会を紛争の危機に直面させている。この仮説的処方箋の妥当性をさらに確かめる必要があることはいうまでもない。本年度は、南アジア地域協力機構(SAARC)加盟諸国の政治と経済に関する基本的な研究を文献や資料に基づいて行うこと、SAARC本部で事務局長に対するヒアリングでさらに同機構の諸問題に関する認識を深めることを第一の目的とした。事務局長によれば、SAARC本部を加盟国の中の経済大国であるインドではなくネパールのカトマンドゥに置かざるを得なかったように、インドとパキスタンの対立の狭間でその調整に多くのエネルギーを費やしている。とりわけ、インドの経済力が加盟国の中では頭抜けているために、SAARCを「経済」協力機構とすると、同国のプレゼンスが強まりすぎて機構内を不安定にする悩みがある。これらの地域は、宗教的多元性、民族的多元性、そして貧困により政治的に不安定である。「予防外交」の一つの戦略である「文化交流」を同機構も基本戦略とするが、果たして同機構がこの地域の統合力を発揮できるかは今後の課題である。本年度の調査国、ネパールとブータンは好対照であった。ネパールは積極的な開発政策を進めようとし、ブータンは、GDPよりは“Gross National Happiness(GNH)"を社会の指標とすべきとするように経済よりは教育を中心とする社会開発に重きを置いている。ネパールは、民主化の平等性と国民の多数が信仰しているヒンズー教の不平等性との乖離が社会を不安定にさせている。メディアが政府の影響下にあるとの途上国に共通する傾向に両国もあるが、ネパールのメディアは、この不安定性にかかわる報道を社会に提供せざるをえないほど、社会全体に不安定の影が覆っている。さらに、ネパールの開発による環境の悪化は、早急な対応を迫られていることも見逃せない。ブータンは、開発援助による医療制度の整備が乳児死亡率の激減をもたらし、将来の不安定要因を暗示させている。本年度は、SAARC加盟国の中でも経済大国であるインドを中心に調査研究を行った。

地域主義の時代にあって、南アジアにも地域主義を促進しようとする動きが鮮明に現れているのであるが、地域としての一定のまとまりを創造するには、さらに時間が必要であることが、今回の調査によって深く理解された。たとえば、インドとパキスタンのカシミール帰属問題は、SAARCの枠組みではなく、二国間問題としてとらえられるなど、同連合の発展にとって望ましいことではない。地域の安定は、「国際公共財」であるとの認識に基づいて、その供給の責務を果たすべきことを連合加盟国が両国に要求することができるような体制にまで発展するのでなければ、経済的な離陸に悩む加盟国にとって同連合の将来的な可能性を見限ることになりかねない。今回の調査によっても、インドとパキスタン両国は、それぞれの独自の発展を志向し、「協力連合」の中での主導権争いに終始している傾向が読みとれた。両国が力を注いでいる情報処理分野も、日本や欧米との協力を模索することは、やむを得ないことと判断されるが、他方では、SAARC関係諸国とその成果を共有する体制の構築も望まれるところである。関係者との懇談でも、協力体制への姿勢は不十分であった。経済分野はいうまでもなく、教育、研究、マスメディア、文化といった広範囲の協力体制の促進は、今後のSAARCの喫緊の課題であることはいうまでもないが、アジアの経済大国である日本の役割、とりわけ[SAARC特別基金」が持つ意義は極めて大きなものであると考えられる。本研究で取り上げたSAARC(南アジア地域協力連合)は、同じアジアの一部でありながら、東南アジアとは異なって、インドを例外として、一向に発展の弾みのつかない諸国、すなわちパキスタン、バングラデシュ、スリランカ、ネパール、ブータン、モルディブの七カ国による地域協力機構である。「アジアの時代」にもかかわらず、アジアの一部がなぜ発展したのかに研究が集中し、他の一部がなぜ発展しないのかという問題意識が希薄であったことの反省に立って三年間の研究を計画したのである。1960年代以降の日本の経済発展が「奇跡」と呼ばれ、「日本モデル」の特異性は、その当時の社会科学の主流をなしていた近代化論仮説に重大な挑戦状を突きつけた。そればかりでなく、近代化論の根本的欠陥を鋭くついたはずの世界資本主義システム論も、ついに日本に適切な位置づけを与えることが出来ないでいた。しかし東/東南アジア経済の台頭は、この「日本モデル」特異仮説そのものを再度覆すことになった。実際、この時代の経済発展論はアジアを中心に展開されたと言って過言ではなかろう。七カ国を歴訪した印象を一言で表すなら、それは(モルディブとブータンを除いて)「近代化による失敗」であった。近代化などしなければよかった、などと言っているのではない。「近代化」をどう定義しようと、近代化を避けて通ることのできた国などありようはなかった。この失敗を繰り返さないための、われわれがたどり着いた処方箋は、日本モデル(開発独裁)の再発見である。すなわち、かつて日本は、資本主義を伝統社会に接木する方法によって先進国の仲間入りを果たしのだが、SAARC諸国は、国際機関の脅しに怯えて、伝統社会を否定しようとして失敗し、社会を紛争の危機に直面させている。
評判情報サイトのレビュアー評価を用いた製品／サービスの適正な価値の推定

ECサイトなどの発展により,消費者は企業や個人が提供する製品やサービスを手軽に利用している.しかし,消費者は全ての製品やサービスの詳細な情報を入手することが難しいため,それらの価値を適正に評価することが困難になった.そのため,消費者が実際に利用した製品/サービスのレビュアー評価やレビューを自由に投稿・共有できる評判情報サイトが注目されている.しかし,全ての消費者が常に正しく製品/サービスの適正に評価できるとは限らない.そこで本研究では,投稿された多数のレビュアー評価からか製品/サービスの適正な価値を推定する手法の開発を目指している.本研究は,次の5つのパートから構成されている.まず,(1)実際の評判情報サイトから実データを収集・分析し,次に,(2)多数のレビュアー評価から製品/サービスの適正な価値の推定手法を開発する.そして,(3)では,(2)の推定手法の有効性を検証するために,評判情報サイトの仮想シミュレータを作成し,(4)では,(2)と(3)を統合した評判情報システムを開発する.最後に,(5)において,(1)と(4)の結果を比較し,提案手法を繰り返し改善することで,多数のレビュアー評価から製品/サービスの適正な価値を推定する手法を確立する.2018年度は,(2)の製品/サービスの適正な価値の推定手法の開発において,粒子フィルタの期待値を求める際,従来の加重平均の代わりにレプリカ交換法によるMCMC法を用い,推定精度の向上を試みた.そして,(3)の仮想シミュレータの作成では,ユーザが製品/サービスを評価する過程を実際のユーザに近づけるために,ユーザの事前期待の影響を考慮したシミュレータを作成した.また,(2)と(3)の成果は,2018年11月に富山で開催された学術講演会,および,2018年7月にナポリで開催された国際会議において報告した.2018年度は,上記5つの研究パートのうち下記の(2),(3)を中心に進めており,概ね計画通りに進捗している.(2)レビュアー評価から製品/サービスの適正な価値の推定手法の開発:評判情報サイトのレビュアーは常に正確に製品/サービスの価値を推定することは困難である.そのため本研究では,多くのレビュアー評価から粒子フィルタにより適正な価値を推定する手法を開発している.粒子フィルタはノイズを含むセンサ入力からシステムの真の状態を推定する手法である.粒子フィルタはシステムの状態空間に多数の粒子を散布し,実際に得られた観測値に基づいて粒子をリサンプリングすることで,システムの状態を表す確率分布を近似できる.本研究では,確率分布からシステムの状態を推定する際,従来の加重平均の代わりにレプリカ交換法によるMCMC法を用いることで,推定精度の向上を図った.計算機実験の結果,近似した確率分布の峰の形状により推定精度にばらつきが発生した.そのため,確率分布の峰の形状により推定方法を切り替えることが有効だと考えられる.(3)評判情報サイトの仮想シミュレータの開発:従来の仮想シミュレータでは,ユーザが製品/サービスの価値を評価する意思決定過程を,実際の価値より高く,あるいは,低く評価するようモデル化していた.しかし,実際のユーザは,製品/サービスを利用する前の事前期待に対し,実際に得られる満足度が,事前期待<満足度であれば高く評価し,その逆は,低く評価することが知られている.そこで,事前期待を考慮したシミュレータを開発し,ユーザが繰り返し製品/サービスを評価した場合,製品/サービスの評価とユーザの満足度の時間変化を分析した.その結果,レビュアーの集団に,事前期待と満足度のギャップに敏感なユーザが多数含まれていると,製品/サービスの価値は実際より高く,あるいは,低く評価されることを確認した.2019年度は,2018年度の結果を踏まえ,引き続き(2)の粒子フィルタの推定精度の向上を図り,(3)の仮想シミュレータ上で扱うユーザと製品/サービスの数を増やして実際の評判情報サイトを模擬できるよう改良する.また,前述の5つの研究パートのうち,(1)の実際の評判情報サイトから実データを収集・分析し,(4)において,(2)の推定手法を(3)の仮想シミュレータに統合した評判情報システムの開発を進める予定である.ECサイトなどの発展により,消費者は企業や個人が提供する製品やサービスを手軽に利用している.しかし,消費者は全ての製品やサービスの詳細な情報を入手することが難しいため,それらの価値を適正に評価することが困難になった.そのため,消費者が実際に利用した製品/サービスのレビュアー評価やレビューを自由に投稿・共有できる評判情報サイトが注目されている.しかし,全ての消費者が常に正しく製品/サービスの適正に評価できるとは限らない.そこで本研究では,投稿された多数のレビュアー評価からか製品/サービスの適正な価値を推定する手法の開発を目指している.本研究は,次の5つのパートから構成されている.まず,(1)実際の評判情報サイトから実データを収集・分析し,次に,(2)多数のレビュアー評価から製品/サービスの適正な価値の推定手法を開発する.

そして,(3)では,(2)の推定手法の有効性を検証するために,評判情報サイトの仮想シミュレータを作成し,(4)では,(2)と(3)を統合した評判情報システムを開発する.最後に,(5)において,(1)と(4)の結果を比較し,提案手法を繰り返し改善することで,多数のレビュアー評価から製品/サービスの適正な価値を推定する手法を確立する.2018年度は,(2)の製品/サービスの適正な価値の推定手法の開発において,粒子フィルタの期待値を求める際,従来の加重平均の代わりにレプリカ交換法によるMCMC法を用い,推定精度の向上を試みた.そして,(3)の仮想シミュレータの作成では,ユーザが製品/サービスを評価する過程を実際のユーザに近づけるために,ユーザの事前期待の影響を考慮したシミュレータを作成した.また,(2)と(3)の成果は,2018年11月に富山で開催された学術講演会,および,2018年7月にナポリで開催された国際会議において報告した.2018年度は,上記5つの研究パートのうち下記の(2),(3)を中心に進めており,概ね計画通りに進捗している.(2)レビュアー評価から製品/サービスの適正な価値の推定手法の開発:評判情報サイトのレビュアーは常に正確に製品/サービスの価値を推定することは困難である.そのため本研究では,多くのレビュアー評価から粒子フィルタにより適正な価値を推定する手法を開発している.粒子フィルタはノイズを含むセンサ入力からシステムの真の状態を推定する手法である.粒子フィルタはシステムの状態空間に多数の粒子を散布し,実際に得られた観測値に基づいて粒子をリサンプリングすることで,システムの状態を表す確率分布を近似できる.本研究では,確率分布からシステムの状態を推定する際,従来の加重平均の代わりにレプリカ交換法によるMCMC法を用いることで,推定精度の向上を図った.計算機実験の結果,近似した確率分布の峰の形状により推定精度にばらつきが発生した.そのため,確率分布の峰の形状により推定方法を切り替えることが有効だと考えられる.(3)評判情報サイトの仮想シミュレータの開発:従来の仮想シミュレータでは,ユーザが製品/サービスの価値を評価する意思決定過程を,実際の価値より高く,あるいは,低く評価するようモデル化していた.しかし,実際のユーザは,製品/サービスを利用する前の事前期待に対し,実際に得られる満足度が,事前期待<満足度であれば高く評価し,その逆は,低く評価することが知られている.そこで,事前期待を考慮したシミュレータを開発し,ユーザが繰り返し製品/サービスを評価した場合,製品/サービスの評価とユーザの満足度の時間変化を分析した.その結果,レビュアーの集団に,事前期待と満足度のギャップに敏感なユーザが多数含まれていると,製品/サービスの価値は実際より高く,あるいは,低く評価されることを確認した.2019年度は,2018年度の結果を踏まえ,引き続き(2)の粒子フィルタの推定精度の向上を図り,(3)の仮想シミュレータ上で扱うユーザと製品/サービスの数を増やして実際の評判情報サイトを模擬できるよう改良する.また,前述の5つの研究パートのうち,(1)の実際の評判情報サイトから実データを収集・分析し,(4)において,(2)の推定手法を(3)の仮想シミュレータに統合した評判情報システムの開発を進める予定である.○当該助成金が生じた状況:2018年度は,3月の研究会で成果報告するために,旅費や学会参加費などを確保していたが,予定より経費がかからなかったため,次年度使用額が生じた.○翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画:2019年度は,当初の計画通り,備品や消耗品(PC周辺機器など),研究会などの旅費,人件費・謝金,その他(学会参加費など)を適切に執行する予定である.次年度使用額の19,132円は旅費として使用する予定である.
ラシュバ効果によるs電子系ナノクラスターのスピン軌道相互作用増強機構

ゼオライト結晶のナノ空間中に形成したアルカリ金属クラスター(原子集団)では,元のアルカリ金属のs電子は本来示さない強いスピン軌道相互作用が発生する.クラスターの新しい量子状態と,クラスター表面での局所的対称性の破れがその原因と考えられているが詳細は分かっていない.本研究ではアルカリ元素種とナノ空間の対称性を変えた試料を系統的に作成して電子スピン共鳴測定を詳細に行うことにより,スピン軌道相互作用増強の機構を定量的に明らかにする.ゼオライト結晶のナノ空間中に形成したアルカリ金属クラスター(原子集団)では,元のアルカリ金属のs電子は本来示さない強いスピン軌道相互作用が発生する.クラスターの新しい量子状態と,クラスター表面での局所的対称性の破れがその原因と考えられているが詳細は分かっていない.本研究ではアルカリ元素種とナノ空間の対称性を変えた試料を系統的に作成して電子スピン共鳴測定を詳細に行うことにより,スピン軌道相互作用増強の機構を定量的に明らかにする.
地衣類・藻類・植物の乾燥下での超高速過剰光エネルギー散逸の分子機構解明と利用

樹皮や岩表面に生育する地衣類(緑藻類やシアノバクテリアを内部共生する菌類)は、通常の植物が枯れてしまう「乾燥状態・長時間強光」下でも死なない。雨や霧で再湿潤するとすぐさま活性を回復する。彼らは、光合成が止まる乾燥状態で、光がラジカルを作るのを防止する未解明の分子機構をもつ。この機構の解明を進めた。乾燥耐性の地衣類、コケ、植物中で、乾燥で誘導される、過剰光エネルギー散逸機構(d-NQP)を詳しく調べ、その分子機構を検討した。この結果、乾燥耐性生物として知られる地衣類の多く(55種以上)でこの特性を確認し検討した。分類学者の協力を仰ぎ野外採取を共同で行い、同一試料の半分は当方が実験室に持ち帰り超高速蛍光寿命測定に使用し、残りは分類学者が持ち帰り種同定をするという方法で多数種を検討した。乾燥時の光エネルギーの移動・熱散逸過程を、我々が開発した分光装置により室温と低温77Kでの超高速ピコ秒領域でのクロロフィル蛍光寿命の変化として直接観察し、理論解析し、複数の過剰エネルギー散逸機構を発見し、分子機構と遺伝子情報も検討した。さらに広範な乾燥耐性光合成生物種(地衣類=菌類と藻類の共生体、維管束をもたないコケと藻類、維管束植物、シアノバクテリア)を対象に、この現象を探索し、その共通分子機構と多様性、発動条件を調べた。新たな研究連携を作り、同定や扱いの困難であった光合成生物種を対象に、乾燥条件下での光合成反応の解析方法を開発した。このエネルギー散逸機構について、論文・学会発表をおこなった。この関連で、多種の光合成系におけるエネルギー/電子移動機構を検討した。新種のクロロフィルfをもつシアノバクテリア、新たに構造が決定された最も原始的なヘリオバクテリアの光合成反応中心上でのエネルギー移動機構の理論と電子移動機構、光合成系の進化などを含め、論文2編、学会発表6件(国際学会5件)を行った。地衣類のd-NPQ現象:我々は地衣類を観察し、乾燥条件下では、内部共生藻の光化学系II(PSII)上の励起エネルギーが超短時間(10ps程度)で完全消失することを、超高速レーザ分光法による蛍光寿命測定で発見した。この短寿命化は可逆的で、水の再添加で数分以内に回復する。これ以前には、地衣類のクロロフィル蛍光強度が乾燥で低下するHeber=共同研究者の報告があったが機構は不明だった。我々の蛍光寿命研究は、既知のNPQ(nonphotochemical quenching)機構とは違う新しいdrought induced-NPQ機構をあきらかにし、新研究法も与えた。地衣類は、通常植物で光照射下で見られるNPQよりも、10倍以上強力な蛍光減少を乾燥時に示す。d-NPQは、見かけ上はNPQ機構と似ている。しかし後者は脱水状態では起こらず、蛍光寿命促進も桁違いに小さいので、蛍光寿命の違いから両者ははっきり区別され、分子機構も異なることが示された。地衣類研究はホストである菌類と、ゲストである藻類の両方を考えなくてはならない。境界領域にある共生生物である地衣類の光合成の研究例は少ない。国内外の地衣類研究者数も数十名と少なく分類に偏る。「地衣類のピコ秒蛍光測定」は初めてで、これまでの光合成研究の常識を覆した。地衣類50種を採取、測定した。発表論文を媒介に海外(ドイツ、オランダ)との共同研究も行った。地衣類共生藻類の多くはd-NPQを示し、種ごとに違う特性を示した。乾燥応答は4型に類型化でき、そのうち3類型(大部分)がd-NPQ特性を示した。維管束系を持たない藻類、シアノバクテリア、コケ植物の一部でも、このd-NPQ現象をさらに発見し、複数の機構を見つけた。この類型化はコケや高騰植物の一部についても当てはまることを示した。「地衣類での研究」:内部構造と藻類細胞の所在部分が複雑な地衣類だけでなく、コケでもd-NPQ研究が可能となり、複数のメカニズムがわかってきた。しかし、共生生物である地衣類での研究では細胞レベルでの研究展開が簡単でなない。例えば、内部共生藻類や共生シアノバクテリアを単離培養はできる。しかし、その性質は培養条件により変わることもある。一方、野外採取の資料では、個体差、固体内部位での違い、季節や気候による変動も、慎重に検討する必要がある。これらについては、ある程度検討がすすみつつある。すでに得たデータの検討を進め、論文化する予定である。「地衣類以外での研究」:地衣類研究での大きな問題点は、培養法、細胞の破壊法、葉緑体や光合成タンパク質の単離法がある程度確立されているの対象生物を利用することで解決できると考えている。コケの一部では、in vitroで細胞レベルでの研究を展開できる。このような種の、乾燥耐性や、光合成についても研究を広げつつあり、新発見が期待できる。新たに8種のコケ(セン類)が乾燥耐性を示すことがわかった。一方ゼニゴケのような苔類は乾燥耐性を示さないこともわかった。この違いを遺伝情報も含めて明らかにできれば面白い。共同研究者との遺伝子解析をすすめる。乾燥耐性の課題は維管束植物にも重要である。我々が開発した超高速蛍光寿命測定による解析法は、他の蛍光測定法とは違い、この分子機構の直接情報を与える。高度な現有設備を有効活用して、さらに多くの情報を蓄積する予定である。

「凍結耐性・進化」:地衣類やコケ、高等植物の一部では、乾燥耐性は凍結耐性と深く関係していることもわかってきた。この関連性についても検討をすすめる。これらを通じて、光合成生物・植物の進化、地上進出といった、より大きな問題に関しても研究展開する。応用も期待される。高等植物は、乾燥下でも根からの水供給により光合成可能だが、水供給がないと電子伝達が止まり、光が有害ラジカルを作る「光障害」で死ぬ。他方、維管束系を持たない地衣類(藻類/菌類の共生体)の多く、藻類、コケの一部は、細胞内まで乾燥しても、太陽光下で枯死せず、濡れるとすぐに光合成を再開する。この機構を検討した。地衣類の多くは、乾燥下で光エネルギーを高速に熱変換し光障害を防ぐ事を、ピコ秒レーザとストリークカメラによるクロロフィル蛍光寿命測定から明らかにした。地衣類の多くは乾燥でクロロフィル蛍光寿命を1/10に短縮する。乾燥で「過剰励起エネルギー散逸機構」が作動し、光合成色素系内に生じた消光物質が、光反応速度より早く、光エネルギーを熱散逸させ、有害ラジカル形成を防ぐ事が示された。乾燥耐性の地衣類の多く(48/50種)、コケの一部(6種)、シアノバクテリア(4種)などの示す類似特性を検討した。「過剰エネルギー散逸機構」には少なくとも4タイプがあり、種間差があることを明らかにした。一方、維管束植物10種、水性藻類10種にはこのような能力はなかった。さらに乾燥耐性と光耐性の関連を、独Wurzburg大学Heber名誉教授(2016/06逝去)の協力で入手した、近縁かつ乾燥耐性だが「陰生」と「陽生」と異なる光適応を示すコケ2種で調べ、異なる消光機構が乾燥誘導されること、これらは湿潤下で光障害防止に働く「非光化学的消光機構(NPQ)」とは直接関係ないことを明らかにした。成果を論文(Photosynthesis Res. 2017)出版した。さらに、光合成系を生体外に取り出したin vitroでの「乾燥誘導消光機構」の実験系を作製し、タンパク質レベル、光合成反応中心複合体レベルでの分子機構の解明を進め、遺伝子解析も展開する予定である。植物が乾燥条件下で発動する、過剰光エネルギーの散逸機構(dNPQ)を、地衣類、コケ、高等植物で、先端的光合成研究法(ピコ秒蛍光寿命測定と低温分光技術、顕微分光など)を活用し研究した。ピコ秒蛍光寿命測定系を用いて、湿潤、乾燥状態でのクロロフィル蛍光寿命の変化を定量的に調べた。一見、光合成をするとは思えない色の地衣類(例えば黒いモジゴケや、灰色で岩と共にしか採取できないイゴボケなど:秋田県立大岩崎郁子准教授らと採取)にもシアノバクテリアや緑藻が共生していて、その特徴的な蛍光が得られた。我々の開発した共焦点顕微鏡による1細胞蛍光スペクトル測定も行い、地衣類内での共生シアノバクテリアの存在部位、分布、状態を調べた。コケでは(a)乾燥耐性がない、(b)日陰でのみ乾燥耐性、(c)強い乾燥、強光耐性をもつ、の3型が見出された。さらにヒメツリガネゴケは遅い乾燥で(a)から(c)型が誘導された。これらのdNPQ機構の違いを検討中である。分子機構を解明するために、独Heber名誉教授の協力で、近縁かつ乾燥耐性だが「陰生(b)」と「陽生(c)」の異なる光適応を示すコケ
電位依存性イオンチャネルにおける電位センサーとイオンゲートとの動作連関

電位依存性イオンチャネルは、膜電位を感受する電位センサードメイン(VSD)とイオン透過路を有するポアドメイン(PD)からなる。本研究では、VSD中の2残基をシステイン(Cys)に置換した変異体を用いて、どの部位のCys同士間にジスルフィド(SS)結合が形成されるかを調べ、膜電位依存的なVSDの構造変化様式を明らかにした。また、VSDと、阻害毒素との結合様式をNMRにより明らかにし、毒素がVSDに作用しPDにおける電流を阻害する機構を解明した。1.放線菌由来K^+チャネルKcsAのNMRシグナルの帰属本研究では、pH依存的に開閉するK^+チャネルをKcsAのメチル基の直接NMR観測を行った。閉状態に対応するpH6.7、および開状態に対応するpH3.2、45°Cの条件下にて測定したKcsAのメチルTROSYシグナルをpH6.7およびpH3.2で帰属した。開状態に対応するpH3.2においては、強弱2つのシグナルを与えるメチル基が観測され、この事実より、KcsAは開状態にて少なくとも2種以上の構造をとっていることが明らかとなった。これらのメチル基は膜貫通領域の細胞外側に集中しており、特に選択性フィルターに存在するV76において2つのシグナルの間の化学シフト差が最も大きかった。2.開状態における構造平衡開状態にて平衡にある2種の状態の実体を明らかとするため、酸性で活性化状態のみをとるE71A変異体、野生型よりも不活性化状態の割合が大きいY82A変異体のメチルTROSYスペクトルを野生型と比較した。まず野生型のスペクトルの温度依存性を調べた。pH3.2にて温度を45°Cから5°C刻みで低下させたところ、45°Cにて観測された弱いシグナルの強度は温度低下に伴って増大し、強いシグナルの強度は減少した。両者は30°Cでほぼ一致し、25°Cでは逆転した。そこで、電気生理学解析が行われる条件に近い25°Cにて、野生型とE71A変異体、Y82A変異体のシグナル強度を比較した。その結果、選択性フィルターに存在するV76のメチル基の2つのシグナルのうち^1H:-0.13ppm,^<13>C:17.7ppmに観測されるものの相対強度が、E71A変異体で1.0,野生型で0.31,Y82A変異体で0.17であり、それぞれの開口確率とよく一致した。これらの結果から、開状態で観測される2つのシグナルはそれぞれ活性化状態と不活性化状態由来のものと結論した。また、上記の温度依存性を利用して、pH3.2,K^+濃度120mMの条件下では45°Cで活性化状態が、25°Cで不活性化状態が選択的に観測されることが判明した。本研究では、古細菌由来電位依存性カリウムチャネルKvAP、および、放線菌由来pH依存性カリウムチャネルKcsAを解析対象として、gatingに伴うVSDおよびPDの構造変化・ダイナミクスをNMRにより明らかにし、イオンチャネル開閉機構を解明することを目的とした。平成22年度は、KvAPの電位センサードメイン(VSD)と、VSDに結合しKvAPの開口を阻害するgating modifier toxin, Vstx1との分子認識様式を解明した。まず、界面活性剤で可溶化したKvAP-VSDと、Vstx1との結合親和性を、等温滴定型熱量計を用いて明らかにした。また、各種三重共鳴実験によりVstx1の主鎖NMRシグナルの連鎖帰属を行った。均一^2H^<15>N標識を施したVstx1に対する、界面活性剤およびKvAP-VSD添加時のNMRスペクトル変化、および、交差飽和法の解析を行った。その結果、Vstx1のどの残基が、界面活性剤中のアシル基およびVSDと相互作用しているかを同定することに成功した。また、Vstx1が結合した際のVSDの構造変化部位は、Vstx1結合部位近傍に限られていることから、Vstx1が電位のかかっていない脱分極時のVSDと選択的に結合することが示唆された。さらに、アミノ酸選択的交差飽和法により、VSDとVstx1の相互作用残基対を同定し、両者の複合体モデルの構築に成功した。VSDに結合するtoxinの結合部位は、これまでに変異体を用いた解析により同定されたにすぎなかったが、今回、これらの分子認識の構造基盤が得られた。また、今回用いた界面活性剤のアシル基は、脂質二重膜中のものと類似している。交差飽和法によって、脂質との相互作用と、VSDとの相互作用が観測されたことは、Vstx1が脂質二重膜中に分配した状態でVSDと結合するといった脂質二重膜中のタンパク質-タンパク質相互作用を反映していると想定できる。

本研究では、古細菌由来電位依存性カリウムチャネルKvAP、および、放線菌由来pH依存性カリウムチャネルKcsAを解析対象として、gatingに伴うVSDおよびPDの構造変化・ダイナミクスをNMRにより明らかにし、イオンチャネル開閉機構を解明することを目的とした。VSDの膜電位依存的な構造変化を解析するために、S1およびS4に1残基ずつのCysを導入したdouble Cysmutantを作製し、これらの残基間でS-S結合が形成されたかどうかを、SDS-PAGEにおけるバンドの移動度、および、S_methylmet hanethiosulfnate(MMTS)による遊離のSH基にの修飾により調べた。まず、DMミセル中で、還元剤であるdithiothreitol(DTT)あるいは酸化剤であるCu/phenanthroiene(CuP)をそれぞれ10mM,0-1mM添加した試料をSDS-PAGE解析したところ、酸化後では還元後よりも移動度の小さなバンドが観測され、質量分析により、これらはMMTS修飾を受けない、すなわち分子内S-S結合を形成した分子種であることが判明した。各変異体について、膜電位の有無による分子内S-S結合形成能の違いを評価した。その結果、形成電位OmVのときにS-S結合が形成された変異体、形成電位188mVのときにのみS-S結合が形成された変異体、形成電位によらずS-S結合が形成されない変異体の同定に成功した。