hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カンキツ果実の赤色色素,β－シトラウリンの生合成ならびに抗がん活性に関する研究

シトラウリン含量の季節変動を調査し、さらに、'宮川早生'とカロテノイド含量・組成およびカロテノイド関連遺伝子の発現の季節変化を比較した。'山下紅早生'では10月後半から11月後半にかけてβ-シトラウリンが急速に増大した。一方、'宮川早生'では実験期間中、β-シトラウリンは検出されなかった。また、両品種間で、他のカロテノイド含量・組成に大きな差は認められなかった。カロテノイド関連遺伝子として、カロテノイド生合成に関わる酵素遺伝子9種類、カロテノイドの代謝分解に関わる酵素遺伝子6種類について、リアルタイムPCRにより'宮川早生'と'山下紅早生'の遺伝子発現の季節変動パターンを比較した。その結果、カロテノイド代謝分解に関わる1つの遺伝子の発現が異なっていた。この遺伝子の発現は,果実の成熟期間中,'宮川早生'で低いままで推移するのに対して、'山下紅早生'では増大した。この'山下紅早生'における遺伝子発現の上昇は、β-シトラウリンの増大と非常によく一致していた。他のカロテノイド関連遺伝子の発現は、両品種間で、顕著な差は認められなかった。以上の結果から、'山下紅早生'におけるβ-シトラウリン生成には、カロテノイド代謝分解に関わる遺伝子の発現上昇が関わっていると考えられた。ウンシュウミカンのフラベド(果皮部分)には多量のカロテノイドが蓄積する。その中でも、'宮川早生'の枝変り品種である'山下紅早生'のフラベドには、赤色のアポカロテノイドであるβ-シトラウリンが含まれており、鮮やかな紅色を呈する。しかし、これまでβ-シトラウリンの生合成経路は不明であり、その蓄積メカニズムは解明されていない。そこで、本研究では'山下紅早生'に含まれるβ-シトラウリンの生成に関与する酵素遺伝子を単離し、その集積メカニズムを明らかにすることを目的とした。前年度まで、'山下紅早生'におけるβ-シトラウリン含量の季節変動を調査し、さらに、'宮川早生'とカロテノイド含量・組成およびカロテノイド関連遺伝子の発現の季節変化を比較した。その結果、'山下紅早生'では成熟に伴いβ-シトラウリンが急速に増大した。また、リアルタイムPCRによる遺伝子発現解析を行ったところ、このβ-シトラウリンの増大に伴い、カロテノイド代謝分解に関わる遺伝子の発現が上昇した。この遺伝子の発現上昇は、果実の成熟期間中、'宮川早生'で低いままで推移するのに対して、'山下紅早生'では増大していた。また、本年度は、このカロテノイド代謝分解のプロモーター領域の塩基配列を'山下紅早生'と'宮川早生'で比較したところ、両品種で異なる領域が認められた。また、機能解析として、ゼアキサンチンを生成する大腸菌にこのカロテノイド代謝分解に関わる遺伝子のcDNAを導入したところ、β-シトラウリンを生成した。以上の結果から、'山下紅早生'のβ-シトラウリン生成は、本研究にて単離された新規のカロテノイド代謝分解に関わる酵素遺伝子の発現上昇によることが明らかとなった。今年度は、カロテノイド関連遺伝子の発現解析から、'山下紅早生'のβ-シトラウリン生成に関わるカロテノイド代謝分解酵素を見つけることができた。この成果は、カンキツ果実におけるβ-シトラウリンの集積メカニズムを解明する大きな前進であるため、当初の計画以上に研究が進展していると考える。今年度は、山下紅早生'のβ-
平安時代における言語リソースの構築に関する研究

平安時代の言語リソースがどういうものであるかについての研究を行った。具体的には、『古今集』や『源氏物語』の語彙をコーパスによって調査し、それらのうちのどの要素が、現代語にまで影響を及ぼす「言語リソース」となっていたかについて考察した。また、言語リソースとなった語がどのように相互に関係しているかについて、機械学習の手法を使って類似度を計算した。それらの研究を元に、国語研究所の日本語歴史コーパスの『源氏物語』をプログラムで処理することで、総合的な言語リソース辞書を作成した。本年度は、言語リソース概念の確立のためのコーパス作成作業および論文の一部を完成した。まず、研究代表者(近藤泰弘)は、研究の基礎資料となる平安時代の日本語研究資料について、国立国語研究所共同プロジェクトとして「日本語歴史コーパス平安時代篇」を完成することができた。本研究は、プロジェクトと国立国語研究所言語資源系のコーパス開発センターとの共同研究であるが、平安時代言語リソースとして重要であると考えられる『古今和歌集』を含む代表的な文学作品を収納してあり、平安時代語研究をするためには、今後欠くべからざるツールとなるものである。研究代表者は、このコーパスの基本コンセプトの設計に携わり、国立国語研究所プロジェクトのプロジェクトリーダーとして作成に関与してきた。本コーパスの完成によって、言語リソースの構築の方法論は根本的に変革されるものと考えている。また、研究代表者は、別掲リストの論文「電子化コーパスを用いた古典語のテンス・アスペクト研究」において、連携研究者の実証した『三百六十首歌』が文法的に特異な言語リソースとして働いていることを示した。連携研究者(近藤みゆき)は、動詞「飽かず」を核とする語彙の『源氏物語』における分布を調査した。そして、この「飽かず」を核とする語形が、『古今和歌集』においては男性中心のことばであるという従来の知見を元にして、『源氏物語』の中では、そのジェンダー的規範を守る形で表現されている女性たち(正編)と、それを破る女性達(宇治十帖)とに分かれることを示した。これによって、ジェンダー規範における「言語リソース」としての『古今和歌集』についてより明確な記述ができるようになった。この問題については2014年中に論文の形で刊行することが決まっている。本年度は、二つの柱をもうけてそれぞれについて研究を行った。ひとつは、研究代表者(近藤泰弘)が行っている、日本語通時コーパスを利用した研究である。もうひとつは、連携研究者(近藤みゆき)による「言語リソース」のあり方についての研究である。研究代表者は、国立国語研究所の通時コーパスのプロジェクトに参加して、プロジェクトリーダーとなり、本年度後半では、報告書としての『コーパスと日本語史』を編纂した(2015年前半に刊行予定)。そもそも我々の「言語リソース」研究は、そのデータとなる文学作品がすべてデジタル化されていることが前提となっている。本研究の目的として最初に掲げたように、古典語コーパスを用いてこのような研究を行うこと自体が従来にまったく存在しなかったタイプの研究である。「日本語歴史コーパス」が一応の完成をみて、それによる研究が一般化しつつある現状は、本研究のひとつの課題がなし遂げられるということであり、本研究の大きな成果のひとつである。連携研究者は、勅撰和歌集という極めて男性性の高い言語文化として創られた『古今和歌集』に、ひとつの言語リソースの「成立」を見、それが以後どのように「再生産」「利用」「変革」されていったか、『源氏物語』に至るまでの過程を追って明かにしている。あわせて『古今和歌集』を「再生産」「利用」「変革」し、作品世界を形成した『源氏物語』もまた、絶大な支持を得、貴族社会に広まっていくことで、それ自体が新たな言語リソースとなっていくという点を指摘して、著作『王朝和歌研究の方法』に記述した。これは、本研究の序論とも言うべきものであり、これによって、本研究における「言語リソース」研究の方向性がほぼ明らかになった。今後は、この研究の中間段階とも言うべきステージから、さらに、具体的に、どのような「言語リソース」が存在するかを実証的に明らかにしていきたい。平安時代における言語リソースの概念についての研究を行っているが、本年は大きな進展があった。研究の主体の『古今集』の言語リソース研究は従来のデータベース化をさらに進め、メタファーのデータベースの作成に向けて作業を進行中である。研究情報の海外発信については、専用のウェブサイトを開設した。http://japanese.gr.jpというURLのもとにデータ・ソフトウェアツール・研究の英訳などを公開した。また、日本語歴史コーパスについての研究については、研究代表者が筆頭編者となった著書『コーパスと日本語史研究』を出版した他、論文数通を公刊した。また、連携研究者の著書としては『王朝和歌研究の方法』を公刊した。いずれも本研究の成果を充分に取り込んだものである。日本語歴史コーパスは、最初の段階に、研究代表者がプロジェクトリーダーとして研究を開始したものであるが、その後、国立国語研究所のプロジェクトとして開発が進行し、さらに拡充されてきている。現在の所、日本語の形態素解析済みの古典語コーパスとして唯一のものである。現在のところ、日本語歴史コーパスを検索する方法は、オンラインコンコーダンサの「中納言」による他はないが、本研究では、それ以外にN-gramを用いた研究主要についても述べている。また、今年度は、Python言語によるコーパスのテキスト処理についても知見を深めることができた。従来はエクセルによる処理を主におこなっていたが、はるかに高速に柔軟な処理ができることが明らかになった。次年度以降、その方法について論文を公刊していく予定である。

また、言語リソース研究をする際には、コーパスにおける範列的な秩序と、統語的な秩序とのかみ合わせの様子を記述することが重要である。この点は本年度の研究において特に重要視したところであり、先に記した『コーパスと日本語史研究』などにおいて詳細に触れた。第1の大きな理由はここまでの研究を著書として刊行できた点である。『コーパスと日本語史研究』では、本研究の重要な目標であるコーパスによる古典語研究の方法について、多くの論考を集約して、研究の方向性を示すことができた。また、研究代表者もその中で、中心的な論考を発表し、コーパスによる日本語史研究とはどういうものであるかを記述した。また、連携研究者は『王朝和歌研究の方法』において、王朝和歌文学を従来的な表現研究・伝記研究・書誌研究の枠組みだけでなく、言語学・歴史学・社会学といった人文科学の隣接分野、理系の情報処理研究との連携において、構築主義的な手法による実証的な研究を展開した。本研究における言語リソース研究の研究の一段階を示したものである。また、当初の本研究の目的である研究情報の海外発信についても、ウェブサイトを作成し、先の著作の一部を英訳して、公開した。この公開は研究のオープンアクセスの流れにあったものであり、多くのアクセスを得ている。このように研究の内容や、またそのもとになったデータベースを公開することは、今後の研究手法として重要になってくると思われるが、本研究はそれを先端的な方法で実現した。以上3つの理由により、本年度の研究は当初の計画以上に進展していると考えている。本年度は、XML形式のコーパスから辞書形式のデータを作成する研究を主に行った。具体的には次のような手順である。まず、XML形式のデータを用意する。次にこれを次のような辞書形式に変換する。「03伊勢,2482,会い見る,アイミル,動詞-一般,文語上一段-マ行,に、手を折りてあひ見しことをかぞふれば」そして最後に複数の作品をマージして完成する。このような手続きによって、辞書を作ることができる。これに対して、従来のコーパスはそこから様々な形態を生成可能であるが、その中で、インタラクティブなデータベース検索はそのひとつの実現形でしかない。しかし、コーパスは、本来、本文をそのまま読むことも可能であるし、コーパスから単語を取りだして、以上の様な書籍の辞典形式のスタティックな語彙集を作ることも可能である。今回はそのような研究によって、コーパスから言語リソースを抽出するための基礎研究を行った。今回の語彙集(辞典)には、このような言語リソースの構築史研究の補助として、《連想語》を入れたが、これは人工知能的な手法によって計測した上位10語を入れた。内省の働かない古典語において、「連想」を記述するためにはまずこのような方法から始めてみるべきだろう。(例、「鬼」=「戸口」)今回用いた手法はニューラルネットによる分析である。
アスファルト舗装の画像処理技術による変位解析と現有応力による路面評価に関する研究

本年度行った実験項目とその結果を以下に記す。(1)実道計測実験場所:独立行政法人土木研究所舗装走行実験場a.実道での走行荷重によるわだちの骨材移動量計測。結果:計測は土木研究所舗装走行実験場で昨年度に引き続き無人荷重走行車により走行輪数を管理し実験を行った。計測には工事を伴い、アスファルトを掘削し断面の写真撮影を行った。昨年よりの継続実験により交通荷重によってわだちが進行していく過程で、断面全体の骨材移動量を分布図として把握できた。年間を通して計測を行い、舗装体内部の温度と骨材移動の関係が明確になり、実道では夏季に集中して骨材が流動し屋内実験(WT試験)と比較して深い範囲移動していることが判明した。平面の計測では交通荷重による骨材の埋没とアスファルトの滲み出しにより画像解析ができなかった。さらに本研究で開発した計測手法を一般道路で適用するために簡便かつ短時間に計測が行えるよう計測手法の改良を行った。b.その他の試験。結果:応力解放法により現有応力を求めるためFWD試験を実施し路面の弾性定数を測定した。また上述の掘削工事にともない実道アスファルトを採取し断面全体の密度変化を計測した。(2)屋内実験場所:福田道路技術研究所a.ホイールトラッキング装置(以下,WT装置)による実験。結果:WT装置によるわだちでは舗装体の深さ5cm以内で骨材が移動し、流動によるわだち進行が確認できた。この現象把握に基づき表層5cm内の骨材流動を抑制した場合のわだちに与える影響を検討した。その結果、表層内で骨材移動を抑制すると改質アスファルトと同程度のわだち抑制効果があることが判明した。また本研究で2年間にわたり実道とWT装置でのわだちの進行過程の比較を行った結果については土木学会全国大会第62回年次学術講演会で発表する。(参考文献:アスファルト舗装のわだち掘れによる骨材の移動解析,栗田淑乃,木村清和,藤井政人,田口仁,2007年9月,平成19年度土木学会全国大会第62回年次学術講演会,投稿済み)(3)実道における現有応力測定実験。結果:昨年に引き続き舗装体の現有応力測定を実施した。葉直応力に比べせん断応力は非常に小さく、表面と内部では表面に作用する応力のほうが大きくなることがわかったが、わだち進行に伴う応力変化の傾向は明確には把握できなかった。今後も継続して研究が必要と考える。(1)準備実験場所:群馬高専構造実験室、福田道路技術研究所a.アスファルト混合物試験片を用いて画像処理による最適な変位計測条件(撮影条件)の検討。結果:舗装体表面ではアスファルトの滲み出しがおこるため表面の前処理をショットブラスターまたは樹脂製ビットによる研磨で対応可能である。またこの研磨により骨材へのマーキングは不要となり解析ソフト上で骨材の重心移動距離を自動で計測できるようになった。舗装体の20×30cmの解析を行う場合300万画素の画像で0.1mmの精度で解析が可能である。撮影時の輝度をあわせる必要がある。b.アスコンの配合を変化させて本手法の適用を確認する。結果:アスファルト量が5.3と5.8%の試験片において路面温度45と60°Cで実験を行った結果、平面と断面において骨材の移動解析に成功した。(2)屋内基礎実験場所:福田道路技術研究所a.トラッキング装置によるトラバース前後の試験片表面骨材の水平変位測定b.トラッキング装置によるトラバース前後の試験片横断面骨材の鉛直変位測定実験はわだちが形成される段階を解析するため30分ごとに撮影を行った。解析により断面で骨材が移動する範囲とその移動が初期は鉛直方向に移動しその後水平方向に移動する様子が定量的に把握できた。結果については第32回土木学会関東支部技術研究発表会で発表した。(参考文献:画像処理にアスファルト舗装の骨材移動解析,木村利秀,木村清和,田口仁,黒瀬雅詞,2005年3月,第32回土木学会関東支部技術研究発表会講演概要集,第V部門No.77)(3)既設供用中の道路における実験場所:独立行政法人土木研究所交通荷重による変位を計測するためのカメラを数回に分けて同じ位置に設置する手法を確立できた。それによる誤差は解析ソフト上で消去できるようにソフトの改良を行った。結果:計測は土木研究所舗装走行実験場で新規舗装を提供したいただき無人荷重走行車により走行輪数を管理し実験を行った。この結果、実道での舗装の内部の骨材移動量を計測手法が確立でき、断面全体の骨材移動量を分布図として把握できた。平面の計測では骨材の隆起の影響で定点撮影が不可能となり画像解析ができなかった。次年度撮影方法を改良して計測を行う予定である。b.実道アスファルト舗装の密度計測。結果:上記実験の掘削工事にともない実道アスファルトを採取し断面全体の密度変化を計測した。その結果、初期に交通荷重による圧密がおこり限界密度に達し、その後はほとんど変化しない。

深さ10cm以降は交通荷重の影響を受けずほとんど変化せず、骨材移動量の解析結果と整合性のある結果を得ることができた。(2)屋内実験場所:福田道路技術研究所a.ホイールトラッキング装置(以下,WT装置)と実道のわだちでの比較実験。結果:WT装置によるわだちでは深さ5cm以降の骨材は移動せず実道と比較するとごく表層のアスファルトしか移動していないことが判明した。WT装置による実験ではわだちの進行に伴い骨材が初期に鉛直方向に移動し、その後停留状態を経たのちアスファルトの流動によりわだちの肩の部分に隆起がおこる過程を定量的に計測できた。この結果については土木学会全国大会第61回年次学術講演会で発表する。(参考文献:画像処理によるアスファルト舗装の骨材移動解析,木村利秀,木村清和,田口仁,佐田英二,2006年9月,平成18年度土木学会全国大会第61回年次学術講演会,投稿済み)(3)実道にける現有応力測定実験。結果:舗装体の現有応力は直応力に比べせん断応力は非常に小さく、表面と内部では表面に作用する応力の方が大きくなることがわかった。また、秋以降の最高路面温度が低くなってから現有応力が大きくなることが判明した。本年度行った実験項目とその結果を以下に記す。(1)実道計測実験場所:独立行政法人土木研究所舗装走行実験場a.実道での走行荷重によるわだちの骨材移動量計測。結果:計測は土木研究所舗装走行実験場で昨年度に引き続き無人荷重走行車により走行輪数を管理し実験を行った。計測には工事を伴い、アスファルトを掘削し断面の写真撮影を行った。昨年よりの継続実験により交通荷重によってわだちが進行していく過程で、断面全体の骨材移動量を分布図として把握できた。年間を通して計測を行い、舗装体内部の温度と骨材移動の関係が明確になり、実道では夏季に集中して骨材が流動し屋内実験(WT試験)と比較して深い範囲移動していることが判明した。平面の計測では交通荷重による骨材の埋没とアスファルトの滲み出しにより画像解析ができなかった。さらに本研究で開発した計測手法を一般道路で適用するために簡便かつ短時間に計測が行えるよう計測手法の改良を行った。b.その他の試験。結果:応力解放法により現有応力を求めるためFWD試験を実施し路面の弾性定数を測定した。また上述の掘削工事にともない実道アスファルトを採取し断面全体の密度変化を計測した。(2)屋内実験場所:福田道路技術研究所a.ホイールトラッキング装置(以下,WT装置)による実験。結果:WT装置によるわだちでは舗装体の深さ5cm以内で骨材が移動し、流動によるわだち進行が確認できた。この現象把握に基づき表層5cm内の骨材流動を抑制した場合のわだちに与える影響を検討した。その結果、表層内で骨材移動を抑制すると改質アスファルトと同程度のわだち抑制効果があることが判明した。また本研究で2年間にわたり実道とWT装置でのわだちの進行過程の比較を行った結果については土木学会全国大会第62回年次学術講演会で発表する。(参考文献:アスファルト舗装のわだち掘れによる骨材の移動解析,栗田淑乃,木村清和,藤井政人,田口仁,2007年9月,平成19年度土木学会全国大会第62回年次学術講演会,投稿済み)(3)実道における現有応力測定実験。
脳動脈瘤発生増大破裂に関わる分子機構の解明と予防法の開発のための基礎研究

ラット及びマウスに実験的脳動脈瘤を誘発し、脳動脈瘤発生増大の分子メカニズムを検討した。免疫組織染色及びRT-PCRにおいて、IL-1βは脳動脈瘤初期病変の中膜平滑筋細胞を中心に発現が亢進していた。IL-1βノックアウトマウスでは、進行したadvanced stageの脳動脈瘤の頻度は有意に減少し、脳動脈瘤壁でのアポトーシス細胞の数も減少していた。このことより、IL-1βが脳動脈瘤増大過程に平滑筋細胞のアポトーシスを誘導することにより関与することが示唆された。ラット実験的脳動脈瘤モデルにおいて、MMP-2、MMP-9の発現が経時的に増加することを免疫組織染色及びRT-PCRで確認した。脳動脈瘤初期病変ではマクロファージを中心とした炎症細胞の集積がみられ、脳動脈瘤壁に浸潤したマクロファージが主にMMP-2、MMP-9を発現していた。MMP-2、9に特異的な阻害薬であるTolylsamを投与すると、脳動脈瘤進行病変の割合は有意に低下した。以上より、MMP-2,-9は脳動脈瘤壁に集積するマクロファージにより分泌され、脳動脈瘤の増大を促進させることが明らかになった。MMPの内因性の阻害物質であるTIMP-1,-2は、脳動脈瘤形成の早期病変では発現が上昇するが、晩期では発現がそれほど上昇せずに、MMP/TIMP比が脳動脈瘤進行病変では上昇することが定量的PCRで明らかとなった。また、TIMP-1、TIMP-2それぞれのノックアウトマウスでは脳動脈瘤の増大が促進されており、TIMP-1,-2がMMP活性を阻害することにより、脳動脈瘤形成に対し抑制的に働くこと、脳動脈瘤形成過程においてMMP/TIMPの不均衡が生じることにより、脳動脈瘤増大が促進されることが証明された。免疫組織染色において、IL-1βは脳動脈瘤初期病変の中膜平滑筋細胞を中心に発現がみられ、RT-PCRにてIL-1βのmRNAは脳動脈瘤初期に発現が亢進していた。IL-1βノックアウトマウスでは、脳動脈瘤の発生頻度はコントロールと変わりなかったが、進行したadvanced stageの脳動脈瘤の頻度は有意に減少した。また、1L-1βノックアウトマウスでは、TUNEL陽性やssDNA陽性のアポトーシス細胞の数は有意に減少しており、IL-1βが脳動脈瘤増大過程に平滑筋細胞のアポトーシスを誘導することにより関与することが示唆された。2.ヒト脳動脈瘤関連遺伝子の解析ラット実験的脳動脈瘤モデルにおいて、MMP-2、MMP-9の発現が経時的に増加することを免疫組織染色及びRT-PCRで確認した。脳動脈瘤進行病変の脳動脈瘤壁においては、gelatinase活性が亢進しており、そのgelatinase活性がMMP-2、9由来であることが、in situ zymographyで確認された。MMP-2、9に特異的な阻害薬であるTolylsamを投与すると、脳動脈瘤の発生率自体には差がないものの、進行病変の割合は有意に低下し、脳動脈瘤壁のgelatinase活性も低下していた。

また、TIMP-1、TIMP-2それぞれのノックアウトマウスでは脳動脈瘤の増大が促進されており、TIMP-1,-2がMMP活性を阻害することにより、脳動脈瘤形成に対し抑制的に働くこと、脳動脈瘤形成過程においてMMP/TIMPの不均衡が生じることにより、脳動脈瘤増大が促進されることが証明された。
味細胞内情報伝達系におけるCa^<2+>シグナリングとK^+チャンネル機能の生理学的解析

本研究では、味覚受容におけるカルシウムシグナリングの重要性をふまえ、味細胞で発現するカルシウム依存性カリウムチャンネルether-a-go-go(eag)の機能の解析を目的としている。昨年度までは、ドミナント機能を持つ変異チャンネルをツメガエル卵母細胞で発現させ、その機能検定を行った。本年度は、このドミナントネガティブeagチャンネルを用いて、コンディショナルにeagチャンネル機能を阻害するトランスジェニック動物の作製を目指した。まず、これに先立って、解析をより効率的に行うためにトランスジェニック動物としてマウスを用いることが出来るかどうか検討した。味細胞特異的に発現させるためにラットPLCβ2遺伝子の上流領域をコンストラクトに用いるが、これについてはマウスに導入した場合も味細胞特異的に働く。そこで、すでに作成済みの抗ラットeag抗体がマウスにおいても用いることが出来るかどうか確かめるため、ddyマウスの舌乳頭の抗体染色を行った。その結果、マウス有郭乳頭においてもeagの染色が確認されたが、その染色強度はラットに比べて弱く、マウスでトランスジェニック動物を作製した場合には発現量を感度よくモニターする点に問題があることが分かった。したがって、トランスジェニック動物としてはラットを用いるほうがよいと結論した。その一方で、味細胞においてPLCβ2と同一の細胞に発現し、その下流で活性化すると予想されているもうひとつのイオンチャンネルTRPM5と、eagチャンネルをツメガエル卵母細胞に共発現させ、機能の関わりを調べる実験も進めている。最近報告されたTRPM5のノックアウトマウスの結果から、実際の味細胞では複数のイオンチャンネルが協働して情報伝達を担っている可能性が考えられ、トランスジェニック動物を用いた解析において、他のチャンネルとの関わりを考慮していく必要がでてきたからである。本年度は、味覚受容におけるeagチャンネルの機能解析を行うため、まず、ラット由来のeagチャンネルに変異を導入し数種類のドミナントネガティブeagチャンネルをデザインした。in vitroで合成した正常チャンネルおよび変異チャンネルのcRNAをモル比が1:1-1:5となるようにツメガエル卵母細胞に注入し、共発現させてその効果を電気生理学的に検定した。その結果、ポア領域に変異を導入したものでは、正常チャンネルに対するモル比が1:5でほぼ完全に正常チャンネルの機能を抑えることができた。また、N末端を欠失したものでも、ある程度正常チャンネルの機能を抑えることができた。そこで、次に、ドミナントネガティブ効果が確認されたポア領域に変異を導入した配列を用いてトランスジェニック動物を作製するコンストラクトを構築した。実際には味細胞特異的な発現を示すPLCβ2のプロモーター領域に続いてloxPサイトで挟んだHsp70のプロモーター下に発現するCreリコンビナーゼとDsRedをつなぎ、その下流にドミナントネガティブeagチャンネルと、ires配列に続くWGA(wheat germ agglutinin)とGFPをつないだ。これにより、ヒートショックによりコンディショナルにeagチャンネルの機能を阻害することができ、また、ヒートショック処理の効果を蛍光色素による色の変化で捉えることができる。同時に、WGAの味神経への移行により、味神経伝達への影響も調べることが可能なようにデザインした。
「作品としてのフランス民法典」の研究

4か年度の研究を通じて,200年記念を迎えたフランス民法典を,200年前に作られた歴史的な一つの作品として客観的に対象化し,その成立の背景,作品全体の構造分析,ならびに,各分野のこの200年間の推移の総合的考察,更には,これを「継受」した日本法との関係での比較法的な考察を行った。フランス側協力者との関係では,2004年3月のパリでの200年記念行事およびその他のいくつかの関連行事や国際会議の機会に,内容的な議論および研究上の打ち合わせを行った。民法典成立の背景に関しては,大革命固有の脈絡もさることながら,その前史として,15世紀半ば以降の慣習法の成文化の結果として,諸地方の慣習法の比較研究の中から,フランス固有の共通慣習法の意識化.および,そこからローマ法との関係での独自の「フランス法」の記述・体系化と統一法典形成の試みとが,ローマ法の「法学提要」に倣う形でなされたプロセスを興味深く辿ることができた。法典成立以後の推移に関しては,民法典中の人事・家族法部分においては,20世紀後半の大改革および最近の再改革を通じて大々的に現代化が行われたのに対して,財産法・債権法の分野では,民法典の内容は原始規定からあまり変化のないまま,判例法および特別法による進化が著しいという好対照が見られた。しかるに,まさに200年期年を契機として,ヨーロッパ法統一との関係で再度のフランス法の意識化と再改革との機運が高まり,次々に実現していることは更に興味深い。研究成果の発表に関しては,上記分担者および他の協力者の参加により,2004年6月に比較法学会・日仏法学会合同のミニ・シンポジウムを行った後,2006年10月に,懸案の単行書『フランス民法典の200年』を刊行することができた。今年度は,収書計画の遂行のほか,基礎的研究として研究会開催により,制定当時のフランス民法典の作品としての全体的構想を概観することに努めた。一言で言えば,近代的個人としての土地所有者をモデルとして,その家族(第1篇)・財産(第2篇)・債権債務関係(第3篇)を規律するのが,民法典である。この点、後世に言われている以上に起草者たちが自覚的であることが,法典の構成自体からも明らかであることがわかった。今年度の重点課題である家族法については,とりわけ日仏法学会主催の第6回日仏法学共同研究集会(2001年9月)への参加を通じて、フランス人学者との討論から、現代における家族法の日仏比較に関して有益な視座を得た。古典的法モデルを「制度としての家族の枠組の中での構成員の権利義務」とするならば、現代的モデルは「家族内での個個人の幸福追求」ということである。今年度は,集書計画の遂行,OA機器の整備のほか,基礎研究として,債権法部分を中心として検討した。特に,民事責任分野での判例の最近の展開が著しいので,その部分については,論文の執筆を計画中である。この関係では,科研費の枠組での旅費は諸般の理由から使えなかったが,別途出張の機会にフランス側の研究協力者との意見交換も行った。更に,「フランス民法典200年」のシンポジウム開催に向けて,研究分担者以外からも広く協力を求めて研究体制の組織を行い、研究分担を定めた。その態様は,民法典の構成の順序に則して,人の法(人,家族),財産の法(財産一般,不動産),財産の得喪の法(家族財産,契約総論,責任,典型契約,時効)に分割し,1804年の制定当初の法状況と今日のそれとの対比を行うというものである。

執筆は各自今年度中に行うとともに、研究会を開催して,相互に意見の交換を行うことを予定している。これにより,シンポジウム開催および論文集の刊行の計画が現実的な軌道にのったと言うことができる。フランスでは,2004年の記念の年に数々の企画が進行中であるが,日本においてもフランス法研究者の増加によって独自の企画が可能になったことは喜ばしい。今年度は,収書計画の遂行継続は勿論として,基礎研究は,当初の予定では今年度の分野としていた物権法部分は法典規定自体のレヴェルでは変動の相対的に少ない部分であることもあり,方針を若干変更して1804年公布当時の民法典全体についての展望を得るべく,10回ほどの研究会を開催して,すべての条文を通読検討する機会を持った。これにより,民法典の作品としての内的整合性を探ることを目的としたが,実際,第一に,大革命イデオロギイに基づく部分と古来の法技術に由来する部分との対照が言わば実地検証されたことは勿論として,同時に,1804年当時には唯一の法典であった民法典が,種々の定義規定,関連手続規定(戸籍法や強制執行法の内容をなすような)をも備えた一種の自己完結性を内包していること,関連して第三に,裁判所は勿論,種々の法律家や専門鑑定人の関与を大幅に組み込んでいることが確認された。これらは,日本民法典においては大幅に捨象されている点であり,かつフランス人も必ずしも意識しているとは限らないだけに,当時の歴史社会的起伏が明らかになったことは,大きな成果であった。フランス側協力者との関係では,フランス法系の国際会議がヴェトナムで開催された機会に出席することによって,フランス側協力者との協議および意見交換を行った。本研究の成果発表の一環として,2004年6月の比較法学会でのミニ・シンポジウム開催を予定しているほか,論文集の企画に関しては,これも数回の共同研究会の開催を通じて,各項目の執筆予定者との意見交換および編集調整を行った。今年度は、収書計画の遂行継続は勿論として,とりまとめの年であったので,フランス民法典という一つの作品の成立の背景,および,成立後のこの200年の推移の総合的考察を中心として,数回の研究会を行うとともに,シンポジウムの組織および出版の準備を行った。フランス側研究協力者との関係でも,2004年3月のパリでの200年記念行事およびその後のいくつかの国際会議の機会をとらえて,内容的な議論および研究の打ち合わせを行った。民法典の成立の背景に関しては,大革命固有の脈絡もさることながら,その前史として,15世紀半ば以降の慣習法の成文化の結果として,諸地方の慣習法の比較研究の中から,フランス固有の共通慣習法の存在の意識化,および,そこからローマ法に対する関係での独自の「フランス法」の記述・体系化と統一法典形成の試みとが,ローマ法の「法学提要」にならう形でなされてきたプロセスを興味深く辿ることができた。法典成立以後の推移に関しては,民法典中の人事・家族法部分においては,20世紀後半の大改革および最近の再改革を通じて大大的な現代化が行われたのに対して,財産法・債権法の分野では,民法典の内容は原始規定からあまり変化がないままで,判例法および特別法による進化が著しいという好対照が見られる。研究成果の発表に関しては,まず,2004年6月の比較法学会総会において,比較法学会および日仏法学会共催のミニ・シンポジウム「フランス民法典の200年」の機会に,研究協力者の一部および他の協力者の参加を得て,総論・家族・財産・契約の4つのテーマに関して報告・討論を行った。その概要は,比較法学会の機関紙『比較法研究』66号(2004)(近刊予定)に掲載される。
高温超伝導電力機器の等価絶縁試験電圧と絶縁信頼性の評価

筆者の研究室では、これまで浸漬冷却超伝導機器のクエンチ時に冷媒が相変化を起こすことを考慮して、種々の媒質中における絶縁破壊の機構と特性を解明するとともに絶縁設計法を提案し、超伝導電力機器の絶縁技術確立に貢献してきた。その場合、設計した絶縁系の絶縁信頼性を最終的に保証するための高電圧試験電圧の決定と他の電力機器との絶縁協調の取り方が検討課題として残っていた。本研究では、高温超伝導機器を常電導電力システムに導入することを基本とした超伝導機器の絶縁協調の考え方と、それに基づく絶縁試験電圧の決定法、特に超伝導機器製造過程における高電圧試験電圧決定法の考え方とそれに必要な「媒質係数」について論じ、具体的にその係数を理論と実験によって求めた。なお、研究代表者は本年度をもって停年退職して大学を離れることになるので、科学研究補助金による九州大学での研究もこれが最後になり、本研究がその締めくくりの位置づけとなる。そこで、本報告書には、この2年間の研究成果とともにこれまでの科学研究費補助金による成果の概観を加えることにした。本研究の主な成果は、以下の通りである。・高温超伝導機器内の絶縁弱点部の常温と極低温における部分放電開始電圧の比を「媒質係数」とし、既知の標準試験電圧を常温等価絶縁試験電圧に換算する常温等価高電圧試験法を提案した。・液体窒素、極低温窒素ガス、室温空気中での媒質係数を実験的に求めたパンケーキ型モデルコイルのコイル間絶縁系の媒質係数と比較し、コイル間絶縁系の媒質係数は、同絶縁系に含まれる三重点または絶縁スペーサ沿面の媒質係数より求められることを指摘した。・実際の絶縁設計、ならびに絶縁試験電圧を決める場合には、スケーリング則として実験室における小規模電極系の実験データを極値統計を使って実規模設備のデータに換算する必要がある。現在開発されている高温超伝導電力機器は、常電導電力システムに接続することを前提として開発されている。本研究は、超伝導機器を電力システムに接続したときの絶縁信頼性確保の基礎になる超伝導機器の高電圧試験電圧の決定法と超伝導-常電導ハイブリッド電力システムの絶縁協調の概念の確立を目的とする。具体的には、高温超伝導線材を使用したコイル構造の超伝導限流器と超伝導変圧器を検討対象とし、特に試験電圧については機器の製作過程と完成時の高電圧絶縁試験に焦点を当ててその決定法の理論を確立するとともに、推定に必要なデータを実験で求める。さらに、得られたデータを実際の高電圧試験に便利な形(媒質係数)にまとめる。本年度は、高温超伝導コイルとして超伝導変圧器に適用されるであろうパンケーキ型のモデルコイルを試作し、これらの実験系における部分放電特性と破壊特性を評価して機器の高電圧試験電圧決定法を検討する観点から研究を実行した。得られた主な結果を以下にまとめる。(1)高電圧絶縁試験を常温で等価的に実施する常温等価絶縁試験法として、高温超伝導電力機器内の絶縁弱点部の常温と極低温における部分放電開始電圧の比を媒質係数とし、既知の標準試験電圧を常温等価絶縁試験電圧に換算する方法を提案した。(2)パンケーキ型モデルコイルにおける絶縁弱点部は、コイル間の最短ギャップとコイル間の絶縁スペーサ挿入部分の三重点および絶縁スペーサ沿面である。これらの絶縁弱点部に着目し、液体窒素、極低温窒素ガス、室温空気中での部分放電開始電圧と絶縁破壊電圧を理論と実験により求めた。その結果、理論値と実験値がよく一致することを明らかにするとともに、絶縁最弱点部が三重点と絶縁スペーサ沿面が同時に出現する箇所に現れることを示唆した。

(3)液体窒素、極低温窒素ガス、室温空気中での媒質係数を実験的に求めたパンケーキ型モデルコイルのコイル間絶縁系の媒質係数と比較し、コイル間絶縁系の媒質係数は、同絶縁系に含まれる三重点または絶縁スペーサ沿面の媒質係数より求められることを指摘した。現在開発されている高温超伝導電力機器は、常電導電力システムに接続することを前提として開発されている。本研究では、超伝導機器を電力システムに接続したときの絶縁信頼性確保の基礎になる超伝導機器の高電圧試験電圧の決定法と超伝導-常電導ハイブリッド電力システムの絶縁協調の概念の確立を目的とする。本年度は、昨年度と同様に、高温超伝導コイルとして超伝導変圧器に適用されるであろうパンケーキ型のモデルコイル実験系における部分放電特性と破壊特性を評価して、機器の高電圧試験電圧決定法を検討した。得られた主な結果を以下にまとめる。(1)絶縁最弱点部が三重点と絶縁スペーサ沿面が同時に出現する箇所に現れることを常温等価高電圧試験法により示唆した。これらの電極系で印加電圧を上昇したとき、どの弱点部で最初に放電が発生するかを推定する際には、絶縁系の媒質状態を決定する必要がある。(2)絶縁弱点部における絶縁系の媒質状態としてクエンチ発生を許容しない際には、媒質は液体窒素となり、許容する際には、極低温窒素ガスを媒質条件とする。このらの条件下で液体窒素、極低温窒素ガス、室温空気中での部分放電開始電圧と絶縁破壊電圧を理論と実験により求め、理論値と実験値がよく一致することを明らかにした。
核酸ナノ構造体で構築したタンパク質ネットワークを利用した新規ナノリアクターの開発

生体内では、複雑に組み合わさったネットワークが多数存在しており、その中で様々な物質が多段階に変換され、さらに相互に干渉しながら生命活動を営んでいる。このような生体内ネットワークに倣い、有用な部分を抽出して、試験管内で再構築することができれば、高機能な物質変換システム(ナノリアクター)の創製が期待される。そのための足場として、DNAナノ構造体を利用し、酵素などの機能性生体高分子をDNAナノ構造体上に壱分子レベルで精微かつ安定に配置固定化する技術を開発し、その機能評価をおこなった。集積化することで単純に混ぜ合わせただけのバルク中とは異なる機能を発揮することに成功した。このような生体内ネットワークに倣い、有用な部分を抽出して、試験管内で再構築することができれば、高機能な物質変換システムの創製が期待される。これまでにもリポソームやナノ界面などを反応場として利用した物質変換システムの構築例は数多く報告されているが、これまでの研究例の多くでは、ナノ空間を構築することで各要素が高密度化された状態を反映できているものの、生体内で見られるようなナノ空間内における構成要素の分子数や空間的配置・配向までの制御には至っていない。殊に、それ自身がナノメートルサイズを有する酵素などの生体高分子においては、複数のタンパク質・酵素をどのように配置して集積化させることで、高効率な物質変換反応が達成できるかなどの知見はほとんど皆無である。この要因としては、これらを精密に制御する方法論がこれまで存在しなかったことが挙げられる。そこで、我々はDNA origami (P. W. Rothemund, Nature 2006, 440, 297.)に代表されるDNAナノ構造体が、高精度な集積をおこなうための足場として有用であることに着目し、DNA結合性タンパク質をアダプター分子とし、その結合を介してDNAナノ構造体上のアドレスに対し、複数のタンパク質を緻密に集積させたシステムを構築することで、細胞内で見られる複雑なタンパク質ネットワークを模倣した高効率な物質変換反応を人為的に創製することを目指している。本年度は、昨年度までに開発した直交性を有する2種類のアダプターを駆使することで連続的に作用するタンパク質をDNAナノ構造体上に配置したナノリアクターを構築し、その機能評価をおこない、良好な成果を得ている。生体内では、複雑に組み合わさったネットワークが多数存在しており、その中で様々な物質が変換され、さらにそれぞれが相互に干渉しながら生命活動を営んでいる。このような生体内ネットワークを手本とし、我々にとって有用な部分を抽出した上で、試験管内で再現あるいは模倣することができれば、高機能な物質変換反応をおこなうことができるシステムが構築できると期待される。しかしながら、これまでに構成要素の分子数や空間的配置・配向までの精密な制御に関しては実現されていない。そこで、我々はDNA origami(Nature 2006, 440, 297.)に代表されるDNAナノ構造体が、高精度な集積を行うための足場として有用であることに着目し、DNA結合性タンパク質をアダプターとし、その結合を介してDNAナノ構造体上のアドレスに対し、複数のタンパク質を緻密に集積させたナノリアクターの構築を目指している。これまでにDNA結合性タンパク質の一つであるZinc Fingerタンパク質(ZFP)を用いてDNAナノ構造体へ少なくとも2種類以上の単量体の機能性タンパク質を高選択的かつ高収率に配置できることを示し、我々の戦略が有用であることを示した。(Angew Chem. Int. Ed.,2012, 51, 2421.)また、提示したいタンパク質の性質に適したアダプターを選択できるよう、アダプターの拡張を行う目的で、二量体を形成して結合するDNA結合性タンパク質であるLeucine Zipperタンパク質(bZIP)についても評価し、その有用性を確認した。現在、これらの知見を基盤として、複数種類の機能性蛋白質を規則的に配置したナノリアクターを構築し、その機能を評価しているところである。複数種類の機能性蛋白質を規則的に配置したナノリアクターの構築に向けて、必要となる複数のアダプターの開発に関しては既に達成した。具体的には、2種類のZinc Fingerタンパク質(ZFP)と1種類のLeucine Zipperタンパク質(bZIP)をアダプターとして用いることに成功しており、機能性タンパク質を融合したアダプターを用いて、複数の機能性タンパク質を同時にDNAナノ構造体上の特定の位置に配置することができることを確認している。この技術を用いて、現在本研究目的であるナノリアクターの構築し、その機能評価をおこなっている段階であるため。また、さらに将来的な展開を見据え、アダプターの拡張やその改良についても取り組んでいるところであるため。現在までに達成したアダプターを利用して、DNAナノ構造体上にタンパク質を含む機能性分子を複数種類配置していく。

具体的には、相互に関連する複数の酵素を配置し、その酵素反応が、構成要素の分子数や空間的配置・配向などを変化させることで、どのような影響を受けるのかを評価していく。これを系統だっておこなっていくことで、構造体の性質と機能との相関関係について検討していく。また、展開する機能性分子の拡張も視野に入れている。さらに、現状のアダプターが含む問題点に関しても、改良を加えて解決を図る。研究費に関しては、主として研究遂行に必須となる物品の購入に用いる予定である。具体的には、DNAナノ構造体を作成するために必要となるオリゴDNA等が必要となるまた、大腸菌発現系を利用して、キメラタンパク質を作成するために、制限酵素やポリメラーゼ・コンピテントセル・ベクターなどが必要となる。さらに、構築したナノ構造体をAFMで構造観察するが、このためのカンチレバーも必要となってくる。また研究成果を報告し、情報を収集するための学会参加に関する旅費等に使用する予定である。
発生脳における場の物性を制御する分子基盤

哺乳類脳発生過程において、新たに生まれたニューロンは組織内を移動して皮質や神経核の特定の層に整然と配置し、精緻な神経回路を形成する。しかし、細胞自身の形態や剛性、細胞を取り巻く物理的環境の劇的な変化が、如何にして脳組織構築の時間制御に寄与するのかは殆ど明らかでない。本研究では、原子間力顕微鏡などの微小力学計測技術と新規に開発する力センサープローブを用いた画像解析法を用い、発生中の脳における細胞と組織の力学的性質の時間依存的な変化を制御する分子機構を明らかにすることを目指す。また、このような「場」の力学的特性の変化が、神経幹細胞増殖、分化、細胞運動をフィードバック制御する未知の機構を同定することを目的とする。本年度は核の硬さを決定するとされる核ラミナ分子の発現動態を解析し、遊走期の顆粒細胞でラミンAの発現が殆どなく、遊走完了後に弱い発現が始まること、この発現と同期して顆粒細胞の剛性が上昇することを見出した。そこでラミンAの発現調節機構を探索し、プロモーターCpG島のメチル化を調べたが発現前後で有意な差はないことが確かめられた。また核移動に伴う核膜の張力変化をモニターするプローブの開発を行なったが、標的とした核ラミナ分子ラミンBなどは強制発現すると核の物性そのものに影響が表れることが分かった。並行して、核移動を駆動する力が基質に伝わるのを可視化するため、牽引力顕微鏡法を確立し、顆粒細胞遊走に伴う応力分布を解析した。解析の結果核移動と同期して先導突起近位部に力の双極子が頻繁に表れ、同じ場所にアクトミオシンの一過的な集積があることが観察された。すなわち核移動は先導突起からのアクチンの牽引力に少なくとも一部依存することが示唆された。核発現分子の網羅的解析を行っていたところ、核ラミナ分子ラミンの発現が動的に変動することが判明した。研究遂行上この本質を見極める必要があるためラミン分子の発現動態と制御機構の解析を行った結果、ラミンAの発現動態と同期して核の剛性が変化することが明らかになった。ラミンの発現変動がニューロン遊走と皮質形成に及ぼす生理的意義を引き続き探索する。張力センサープローブの開発において、引張刺激で並列に繋いだ蛍光タンパク質の距離が変わる分子をデザインし、核ラミナ構成分子に挿入することを試みたが、標的分子の強制発現が核の剛性に影響することが判明した。そこで標的分子を新たに探索する必要が生じた。核移動に伴い細胞外の基質に伝わる応力場を牽引力顕微鏡で測定する手法を開発した。遊走する顆粒細胞が発生する微弱な力を検出し、核前方の先導突起基部でアクトミオシンが収縮力を発生することを証明した。ラミンAの発現と核の剛性に相関があることが明らかになったので、ラミンAを強制発現した際に核の硬さと組織内の遊走能にどの様な影響が表れるかを解析する。また核の硬さを測定する微小力学計測として原子間力顕微鏡による間接的な測定以外の方法を模索する。牽引力顕微鏡が確立したので、組織内の細胞遊走を模倣するマイクロパターン基質を作成し、牽引力顕微鏡と蛍光分子(アクチン)のライブイメージングを組み合わせ、組織内遊走の力発生動態を明らかにする。哺乳類脳の皮質形成において、構成細胞の増加、配置変化、形態分化に伴い組織に生じる応力-ひずみ場などの物理的環境は刻々と変化する。本研究では、発生脳の「場」の力学的特性の変化が、皮質形成過程の神経幹細胞増殖、分化、遊走をフィードバック制御する未知の機構を同定することを目指している。小脳皮質構築過程の顆粒細胞を単離し、核の物性に影響すると予想される核ラミナ分子の発現を解析した。その結果、ラミンAなどいくつかの分子の発現変動があることが明らかになった。また遊走するニューロンの核が移動方向に回転する現象を見出し、その分子機構解析を行った。変異分子発現と薬理実験により、核回転は核ラミナ分子Nesprin-1/2と微小管モーターcytoplasmic dyneinまたはkinesin-1の結合を介した局所的な力で駆動されることが明らかになった。脳組織内で狙ったタイミングで発現誘導する実験系の構築を試みた。金ナノロッド粒子に近赤外光を照射すると安定な細胞温度上昇を操作できることを利用し、熱ショックプロモータ制御下の遺伝子を導入して、1細胞単位で遺伝子発現を近赤外光で誘導できることを示した。移動時のニューロン核に作用する外力を定量できる蛍光プローブの開発を行った。接着斑に作用する力測定の目的で開発されたTsModを参考に張力センサーFRETユニットを設計し、核膜分子(ラミンまたはNesprin)に挿入することを計画した。しかし予備実験でラミン、Nesprinとも強制発現により核の動態が変化してしまうことがわかった。並行して培養細胞の発生する力を測定する牽引力顕微鏡(traction force microscopy; TFM)を最適化し、蛍光ビーズを混濁したゲル上で顆粒細胞を移動させてビーズの微小な動きを解析し、ピコニュートン単位の力を算出する粒子流速計測が可能であることを確認した。皮質形成過程の様々なステージのニューロン核の物性測定を行い、発現変動のある核ラミナ分子が物性に寄与するかを解析する予定であったが、その過程で核が移動方向に回転する現象を見出した。核回転は移動を駆動する力が変換された運動と考えられたため、当初の予定を変えて核回転の分子機構解析を優先して行った。

解析の結果、核ラミナ分子のNesprin-1/2と微小管モーターの結合が核膜局所の変形や回転を引き起こす力を発生することを見出した。予期しない発見があり、解析の順序を変えたため当初の計画はやや遅延しているが、目的である皮質形成における核ラミナ分子の機能解析に関して全体の進捗は順調である。哺乳類脳発生過程において、新たに生まれたニューロンは組織内を移動して皮質や神経核の特定の層に整然と配置し、精緻な神経回路を形成する。しかし、細胞自身の形態や剛性、細胞を取り巻く物理的環境の劇的な変化が、如何にして脳組織構築の時間制御に寄与するのかは殆ど明らかでない。本研究では、原子間力顕微鏡などの微小力学計測技術と新規に開発する力センサープローブを用いた画像解析法を用い、発生中の脳における細胞と組織の力学的性質の時間依存的な変化を制御する分子機構を明らかにすることを目指す。また、このような「場」の力学的特性の変化が、神経幹細胞増殖、分化、細胞運動をフィードバック制御する未知の機構を同定することを目的とする。本年度は核の硬さを決定するとされる核ラミナ分子の発現動態を解析し、遊走期の顆粒細胞でラミンAの発現が殆どなく、遊走完了後に弱い発現が始まること、この発現と同期して顆粒細胞の剛性が上昇することを見出した。そこでラミンAの発現調節機構を探索し、プロモーターCpG島のメチル化を調べたが発現前後で有意な差はないことが確かめられた。また核移動に伴う核膜の張力変化をモニターするプローブの開発を行なったが、標的とした核ラミナ分子ラミンBなどは強制発現すると核の物性そのものに影響が表れることが分かった。並行して、核移動を駆動する力が基質に伝わるのを可視化するため、牽引力顕微鏡法を確立し、顆粒細胞遊走に伴う応力分布を解析した。解析の結果核移動と同期して先導突起近位部に力の双極子が頻繁に表れ、同じ場所にアクトミオシンの一過的な集積があることが観察された。すなわち核移動は先導突起からのアクチンの牽引力に少なくとも一部依存することが示唆された。核発現分子の網羅的解析を行っていたところ、核ラミナ分子ラミンの発現が動的に変動することが判明した。研究遂行上この本質を見極める必要があるためラミン分子の発現動態と制御機構の解析を行った結果、ラミンAの発現動態と同期して核の剛性が変化することが明らかになった。ラミンの発現変動がニューロン遊走と皮質形成に及ぼす生理的意義を引き続き探索する。張力センサープローブの開発において、引張刺激で並列に繋いだ蛍光タンパク質の距離が変わる分子をデザインし、核ラミナ構成分子に挿入することを試みたが、標的分子の強制発現が核の剛性に影響することが判明した。そこで標的分子を新たに探索する必要が生じた。核移動に伴い細胞外の基質に伝わる応力場を牽引力顕微鏡で測定する手法を開発した。遊走する顆粒細胞が発生する微弱な力を検出し、核前方の先導突起基部でアクトミオシンが収縮力を発生することを証明した。皮質形成過程でニューロン核の物性が動的に変化するかを原子間力顕微鏡によるヤング率計測で検証する。牽引力顕微鏡を確立し、核を蛍光標識してビーズの動きと同時に2色ライブ観察を行うことで、周辺基質の応力分布の時空間変化と核の形態・位置ゆらぎとの相関を解析する実験系を確立する。
日本のテスト文化に適したIRTテストデザインの提案：大問形式を含む出題に着目して

項目反応理論(Item Response Theory : IRT)は,日本の大規模学力テストにおいて,IRT適用の必要性が高まっているにも関わらず,用いられる場面は少ない。その理由として,日本のテスト文化が大問形式を含むものであること,また,一問一答形式と大問形式が混在する場合のIRTの適用が,個別の事例研究にとどまっており,測定精度に着目した研究が存在しないことが挙げられる。本研究では,一問一答形式,大問形式が混在したデータの分析を行い,このような形式のテストにおいて,IRTによる分析の際に高い精度が確保できるテストデザインを明らかにする。