hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重度肢体不自由者支援のための適応的ジェスチャインタフェースの研究

重度運動機能障害者の中でも筋疾患・神経疾患患者と頸髄損傷者を中心に、現在までに作り上げてきた部位別ジェスチャ認識エンジンの評価と改良を実施した。具体的には、今まで同様に1年間で7名の新たな被験者を加え、以前からの被験者も含め部位としては45件の新たジェスチャ収集を実施した。合計、総被験者数58名、総ジェスチャ部位数226の取得を実施した。このデータから、手・指3部位、頭部3部位、肩、脚部3部位の合計9部としてジェスチャの分類を確定させた。そして、この分類を基に、基本的には部位モデルに依存した7つの認識エンジンである頭部動作、大きなウィンク、口の開閉(舌の出し入れ)、肩の上下(前後)運動、指折り、膝の開閉、足踏み)、さらに部位に依存しない2つの認識エンジン(手前のもの、指定部位の微少動作)を確定させるとともに、取得済みのジェスチャデータに関して適応を繰り返し、認識エンジンの基本を確定させた。これらの認識エンジンは改良の余地は多々あるが、大きなフレームは確定出来たと考えている。同時に、昨年度から継続している2名の被験者(頸髄損傷者1名と、神経筋疾患者1名)に長期適合実験を継続実施した。昨年度までに、PC上で複数操作が可能になるように、状態遷移型操作メニューの操作実験を引き続き実施した。さらに、最も使われている走査型キーボード入力ソフトウェア(オペナビ)に対して、ジェスチャから出る信号を、走査型キーボード入力ソフトウェアに直接送れるDLLの開発を行い、オペナビの直接操作を可能にした。この仕組みにより、オペナビを使うユーザは、直接ジェスチャ操作と結びつけることが可能になり、本ソフトウェアの導入がより容易になった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。より多くの重度運動機能障害者に対しシステムを適応可能にするため、筋疾患・神経疾患患者と頸髄損傷者を中心に、3次元動画像のジェスチャデータの収集を継続実施した。具体的には、新たに34部位のデータを取得した。そして、合計159部位のデータに関して、より少ない認識エンジンでより多くの部位に対応することを念頭に、ジェスチャの分類を実施した。現在、137部位を10分類し、22部位を未分類として分類した。そして、これらの部位に対応する認識エンジンの開発を行った。その結果、部位モデルに依存する頭部動作、舌の出し入れ、指の動き、両足の動き、膝の開閉、肩の動きを認識する6つの認識エンジンの基本開発を終えた。また、部位などに依存しない認識エンジンとして、カメラに最近接した部位の動きを認識するエンジン、指定した領域の小さな動きを認識するエンジン2種を継続開発した。さらに被験者の短期の揺らぎ、長期の変動に追随できるような適応的なジェスチャ認識システムの基礎を確立するため、頸髄損傷者1名と、神経筋疾患者1名に対し、自宅にシステムを設置し、長期実験を実施した。具体的には、前者は頭部動作によって、家庭内の家電(テレビ、エアコン、照明等)、PC操作(ゲーム、Skype等)、呼び鈴の操作を可能にする状態遷移型のメニューを開発し、長期の操作実験を実施した。後者は同様の内容を左右の指、耳、口の4部位の微細な動き操作を行った。今年度はシステムとして頑健性に対する改良を重ねながら、メニューを含めた利用方法の改善を積み重ねた。毎回、最初に利用する際に学習用のジェスチャ操作を行い、そのデータを取得した。学習用データを解析し、長期変動に対応するための学習手法、対応方法などを検討した。現時点では大量のデータから適切な固定的なしきい値を決定するより、毎日の初期データから最適なしきい値を取得する方法が優れている結果を得ている。研究開発の方策として、中心課題となるのは次の5つの課題から構成される。1)重度運動機能障害者の実データの取得、2)そのデータの適切な分類、3)その分類に基づく複数認識エンジンの開発、4)長期運用実験、5)短期・長期の変動への対応。これら5つの具体的な課題の進展が、連動しながら進むことが重要となる。そこで、各課題の進捗状況を説明する。1)実データの取得:1年間の間に34部位の新たなジェスチャを取得することが出来た。過去の研究進捗から見ても順調なデータ収集ができたと考えている。2)適切な分類:34件データが増加した中で、10分類で類型化を行い、以前より2分類の増加で分類できた。3)複数認識エンジンの開発:6つの認識エンジンのうち、「舌の出し入れ」、「肩の動作の動作」については、増えたデータを利用して大きく改善することが出来た。想定した使用範囲内では、ほとんどの人に適応可能と考えている。また、新たに「足の動作」の認識エンジンの新規開発を行い、今まで未対応だった両足の各足でフットペダルを押す動作も認識可能となった。4)2名の被験者に対して長期実験を実施し、新たにメニュー操作機能を付けた上で実験を実現した。5)短期・長期変動を想定して、最初に行う学習用のジェスチャ操作(ジェスチャ体操)のデータを取得して適応状況を確認することができた。現在の結論は、毎回の最初のデータでしきい値を毎回再構成するのが最も良いという結論を得ている。実対象となる重度運動機能障害者の継続したデータ収集を行い、各種距離カメラを利用して、累積51名、181部位のジェスチャデータの収集を実現した。

そして、これらの部位に関して、できる限り少ない認識エンジンで認識するために、上肢(3部位:指の折りたたみ、手の動き、上腕の動き)、頭部(3部位:頭部全体の動き、目、口)、下肢(3部位:膝の開閉、足踏み、足先の動き)、肩(上下と前後)と、未分類に分類をした。そして、これらを認識する9種の認識エンジンの基礎的な開発を終了した。具体的には、部位モデルを持つもの(7種)と、持たないもの(2種)がある。部位に依存するものは、指の折り曲げジェスチャ、頭部ジェスチャ、口の開閉と舌のジェスチャ、大きなウィンクのジェスチャ、足踏みジェスチャ、膝の開閉ジェスチャ、肩ジェスチャとなった。一方、部位に依存しない認識エンジンとしては、カメラ最近接認識モジュール(手先や足先の動きに対応)と、微細な動き認識モジュール(不随意運動がない指、耳、口などの微細な動きに対応)の基礎を完成させた。ただし、今後の実用化を進めるためには、これらの精度評価や、個人への対応への研究開発が重要な課題となる。また、これらのジェスチャの収集と対応する認識エンジンの開発を行うと同時に、頸椎損傷者1名と神経性疾患1名の計2名の長期実験を実施した。1名の方は、3チャンネルの頭部ジェスチャ(右、左、下)でパソコンや家電操作等を状態遷移型メニューから操作し、実利用に関する意見を収集した。また、もう1名の方は、4箇所の微細な動き(右手の指、左手の指、耳、口)で、同様の状態遷移型メニューからの操作実験を実施した。実対象となる重度運動機能障害者のデータを継続して5年近く実施してきた。現在までのところ、総計51名、181部位のジェスチャデータを収集した。これらが、実際に対応する認識エンジンの開発のために充分なデータ数か否かは、今後の評価結果を待つことになるが、一定のデータを確保することが出来たと考えている。これらの部位に関して、できる限り少ない認識エンジンで認識するための分類を実施したが、現在集積したデータを概観する限りでは、上肢(3部位)、頭部(3部位)、下肢(3部位)、肩(上下と前後)の10部位と、未分類に分類を実施したが、現時点では最も妥当な分類と考えている。そして、これらを認識するために9種の認識エンジンの基礎的な開発した。これらは、各部位に1対1対応するわけではなく、最も少ない認識エンジンで、最も多くの人に対応することを目的に開発を行った(データ収集をした全ての障害者に対応出来るわけではない)。そのために、カメラ最近接認識モジュールによって、手先や足先の動きに対応した。また、微細な動き認識モジュールによって、微細な指、耳、口などの微細な動きに対応した。これらは、部位に依存するモデルはなく、似たような挙動をする部位であれば、どの部位であっても対応可能である。一方、7種の部位別認識エンジン(頭部動作、大きなウィンク、口の開閉or下出し、肩の上下or前後、指の折り曲げ、膝の開閉、足踏み)に関しては、各部位の動きと1対1対応となっている。9種の認識エンジンの基本的な動き方は、収集したデータを基に決められており、その動きの大きさを、各個人の学習によって、その閾値設定を利用開始前に設定する。長期実験では、多くのデータから閾値を自動設定する方法も行ったが、ユーザの認識するカメラの位置が毎回異なるため、毎日の利用初回時に学習する手法が採用している。
運動の継続がサルコペニアに及ぼす影響：筋線維数に着目して

本研究では運動の継続やレスベラトロール投与が加齢に伴う筋線維数の減少を抑制できるのかについてマウスを用いた実験により検討した。3ヶ月齢の若齢マウスに比べて24ヶ月齢の老齢マウスは足底筋の筋線維数が減少していたが、回転車輪付きケージにて3ヶ月齢から24ヶ月齢まで飼育したところ、筋線維数の減少が抑制された。一方、足底筋の腱切除による機能的過負荷やレスベラトロール投与では筋線維数への影響を観察できなかった。以上のことから、持久的な運動を継続することにより速筋線維の減少を抑制できる可能性が示唆された。本年度は、まず加齢に伴う筋線維数の減少が運動や筋活動により抑制されるのかについて、ICR系雄性マウスを用いて3か月齢からの24か月齢までの持久的運動(回転車輪付きケージでの飼育による自発走運動)またはレジスタンス運動(腓腹筋の腱切除による足底筋とヒラメ筋への機能的過負荷)を施した実験の骨格筋サンプルの収集を行った。持久的運動については平成25年度中にサンプル収集を終了した。その結果、持久的運動はヒラメ筋の筋萎縮を抑制することが明らかとなり、筋線維数の分析を進めた。また、レジスタンス運動の実験に関してはサンプル収集が大部分終わり、平成26年度に入ってすぐに分析を開始できる状況となっている。少なくとも、ヒラメ筋ではレジスタンス運動により加齢に伴う筋重量の低下が完全に抑制されることが明らかとなっている。また、レスベラトロール投与が筋萎縮に伴う筋線維数の減少を抑制できるのについても検討した。まず、ICR系雄性マウス(n = 12)の片脚の坐骨神経を切除して筋萎縮を生じさせ、反対脚は偽手術を行う対照脚とした。それらのマウスを対照群(n = 6)およびレスベラトロール群(n = 6)に分類し、レスベラトロール群ではレスベラトロールを8週間混餌投与(0.04%)した。投与期間終了後に足底筋とヒラメ筋を摘出して筋重量と筋線維数を分析した。その結果、除神経により筋重量と筋線維数は減少し、筋萎縮が確認されたが、レスベラトロール投与には筋萎縮を抑制する効果は見られなかった。本研究課題は運動やsilentinformation regulator of transcription 1(SIRT1)活性化が加齢に伴う骨格筋線維数の減少を抑制しうるかについて検討することを目的としている。実験にはマウスを用いているが、マウスのライフスパンがおよそ2年であることから、動物飼育はいずれも2年程度を要する。よって本年度はデータの採取が不可能であるため、次年度以降に行われる分析のための準備としてマウスの飼育を行いながら骨格筋の分析手法およびマウスのパフォーマンステストの確立を進めた。運動に関する研究では、回転車輪付きケージでの飼育による持久的運動の実験および腓腹筋のアキレス腱切除による足底筋とヒラメ筋に対する機能的過負荷を用いた筋肥大運動の実験を行っている。また、SIRT1活性化に関する研究では、SIRT1活性化剤のレスベラトロールを混餌投与している。筋線維の分析方法は、4%パラホルムアルデヒドを含むHEPES-EGTAバッファー(pH7.0)で骨格筋を固定し、50%水酸化ナトリウム溶液で結合組織を分解することにより可能となることが分かった。マウスのパフォーマンステストはマウス用握力計による四肢筋力測定、Y字迷路による空間認知能力分析、ロータロッドによる運動学習能力の分析を行うこととし、これらの測定法について検討を行った。以上の状況から、運動やSIRT1活性化が筋線維数に及ぼす影響が次年度以降には明らかにできると考えられる。加齢に伴う骨格筋の萎縮(サルコペニア)は「筋線維の萎縮」と「筋線維数の減少」の2つにより説明される。本研究課題では「筋線維数の減少」が長期間の運動の継続により抑制されるとの仮説のもとに実験を試みた。また、この時の運動の効果に脱アセチル化酵素SIRT1が関与している可能性について検討した。3ヶ齢ICR系雄性マウスを24ヶ月齢まで回転車輪付きケージで飼育して輪まわし運動を継続させたところ、足底筋の加齢に伴う筋重量および筋線維数の減少は有意に抑制されたが、ヒラメ筋では筋線維数の加齢変化や運動の効果は観察されなかった。また、筋力測定を行ったところやはり運動を行うことにより加齢に伴う筋力低下は抑制されていた。この飼育期間中の生存曲線は運動群と対照群で差は認められなかった。このことから、若齢期からずっと適切な運動を継続していれば、筋機能に加えて速筋では筋線維数の減少を抑制できることが明らかとなった。また、3ヶ齢

マウスの片脚の腓腹筋の腱切除による機能的過負荷を施し24ヶ月齢時に確認したが、実験脚のみならず対照脚でもかばう動作を行ったためか筋肥大が生じていたため、実験モデルとして不適切であると推察された。今後、より適切な筋肥大モデルを検討する必要がある。SIRT1の関与を確認するため、24ヶ月齢時までSIRT1活性化剤であるレスベラトロールを餌混投与して飼育したところ、ロータロッドによる運動学習能力の加齢変化は抑制することができたが、筋力低下や筋萎縮は抑制できなかった。よって、運動の継続によるサルコペニア抑制のメカニズムにおいてSIRT1は無関係であることが示唆された。運動生理学自発走運動の実験についてはサンプル収集が終了し分析に取りかかっていることから、予定通り順調に進行していると言える。また、レスベラトロール実験については筋線維数の分析まで終了していることから当初の計画よりも大幅に進展している。機能的過負荷の実験についてはやや遅れているが、レスベラトロール実験の進行状況を合わせて全体の仕事量から考えると、おおむね順調な進展状況と言ってよい。本研究はマウスを用いた老化に関する長期間の実験であるため、期間内に研究を完成させるためには実験の大部分を初年度中に開始する必要があった。すべての実験は初年度中に開始しており、また、データ分析に関する方法論の確立も無事に終了したことから、順調に進展しているといえる。今年度は、サンプル収集の作業がわずかであるため、残りの分析作業(筋線維数のカウント及び生化学的分析)を滞り無く進めていき、年度の後半には論文投稿を行う予定である。研究計画は今のところ順調に進んでおり、今後も計画通りに進めていく。本研究は長期間の実験により構成されているため初年度中のデータ採取は困難であるが、今後、サンプルの採取や筋線維数カウントなどの分析作業が順次始まるので、計画通りに遂行する予定である。学会発表を行わず、その代わりに英文校正や消耗品の費用としたが残額が生じたため。英文校正や消耗品に使用する予定である。本研究では長期にわたり多くのマウスを飼育し、また薬物投与も続けるため、そのための備品や消耗品を多く購入する予定である。また、骨格筋サンプルの分析では生化学的手法も用いるため、そのための備品や試薬品等の購入に充てる予定である。
戦間期日本における高等教育卒業者の就業・雇用形態に関する実証的研究

本研究は、戦間期日本の高等教育卒業者の就業・雇用形態に焦点を置き、その実態をできうる限り信頼のおけるデータを収集・発掘することで明らかにしていくことを目的とするものである。そのために、(1)高等教育機関の卒業生名簿を利用しての高等教育卒業者の職業キャリアの分析、および(2)職場内での高等教育卒業者のキャリアおよび彼らに対する処遇の分析、という教育機関と職場との2方面からのアプローチをとることを予定した。(1)に関しては、名古屋高等商業学校卒業生についてのケーススタディをおこない、戦間期において卒業後4年間の離転職率が1020パーセントであること、後の卒業生ほど離転職率が低下すること等の知見がえられた。この知見は戦間期に高等教育卒業者の「新卒」採用とその後の長期雇用の制度化が進んだとする従来の知見を支持するものである。(2)に関しては、企業データの直接の利用が不可能であったため、代替的に既存の社会調査データの再分析による高等教育卒業者のキャリア分析を現在おこないつつある。さしあたって得られている暫定的な知見によれば、(1)の知見とある程度は一致する傾向がみられるとはいえ、戦間期の卒業生のキャリアが実に多様であり、より詳細な分析の必要性が明らかになりつつある。いうまでもなく、卒業者のキャリア分析を広範囲・網羅的におこなうことは個人研究者の手に余る作業であり、共同研究チームを編成しての作業が必要となる。今次の研究は、将来の共同研究を視野におき、若干の高等教育機関等のケースを取り上げた、予備的な性格をもつものである。本研究は、戦間期日本の高等教育卒業者の就業・雇用形態の実態をできうる限り信頼のおけるデータを収集・発掘することで明らかにしていくことを目的としている。そのために、(1)高等教育機関の卒業生名簿を利用しての高等教育卒業者の職業キャリアの分析、および(2)企業内での高等教育卒業者のキャリアおよび彼らに対する処遇の分析、という教育機関と企業との2方面からのアプローチをとることにした。今年度においては、まず,戦間期の高等教育卒業者の雇用・就業形態にかかわる先行研究を収集し、そこで用いられているデータや明らかにされた知見を批判的に検討する作業をおこなった。さらに、先述の(2)の企業調査と比べ、比較的に資料の収集が容易である(1)の卒業生名簿による分析をまず先行して実施した。具体的には、卒業生名簿を収集し、数年おきにいくつかの時点の卒業生をサンプルとして選び出し,対象となった個々人についてその職歴を追跡した。その際にパーソナルコンピューターを利用して、資料をデータベース化している。そこで問題となるのは、卒業生名簿がどれだけ実態を反映しているかという資料の信頼性の問題であるが、その点に十分に留意しつつ、現在は入力したデータの分析をすすめつつある段階である。なお、(2)の企業データを利用した分析が可能であるかどうかについては、現在、調査中である。
実践における実施可能性を基準とした新たな精神障害者就労支援モデルの構築

今年度の研究実績としては、まず精神障害者の雇用主等を対象としたインタビュー調査があげられる。この調査は、実際に現在精神障害者を雇用しているまたは雇用した経験のある雇用主および現場責任者等に対して、精神障害者の雇用に至った経緯、雇用における課題や困難、雇用を維持するための具体的な対応などについて尋ねながら、雇用主という立場から考える精神障害者の雇用を増やすために必要な支援や対策についてインタビューを行っている。この調査の結果から、雇用主側の抱える課題が明らかになるとともに、彼らの障害者雇用に対する前向きな姿勢が示された。これらの結果は、昨年度までに行った精神障害者自身に対するインタビュー調査と併せ、精神障害者が働くという事象における「就労」と「雇用」という現実的な二面性と、それぞれの主体者である精神障害者と雇用主等の両者の状況や思いを、実際の対策の提案に反映することで、交付申請書における研究の目的や実施計画の中で示された「実現性(実施可能性)の高いモデルや対応策の現実性あるいはそれらの提案」に貢献するものとなった。特に、障害者の就労における雇用主の立場を、雇用という側面から主体的に捉え、障害者の支援のためではなく彼ら自身の主体的体験として一体的にとらえた点に、本調査の意義があると考えられる。全体として、精神障害者自身に対するインタビュー調査や、合理的配慮に関する研究などのこれまでに行ってきた研究と、今年度の調査を総合し、博士学位論文としてまとめたことが、最終的な研究の成果ということができる。2009年度は,2008年度に実施した当事者調査のデータを元に詳細な分析を行い,精神障害者が就労していくために必要な支援および就労環境についての要素を明らかにすることを試みた.その結果,いくつかの重要な要素との関連において,障害者権利条約等に示される合理的配慮規定の重要性と実効力をもった運用の必要性を認め,文献研究と裁判記録の分析による調査研究を行い,合理的配慮規定の理論の整理および実際の運用における課題の分析を行った.当事者調査からは,同様に就労支援と同時に提供される生活支援の重要性についても明らかとなった.それについては精神障害者の地域支援の新たな手法についてのアクション・リサーチとして,京都府城陽市で行われたトワイライト・コール事業に研究協力者として参加,一般就労を実現した後の精神障害者への支援についての示唆を与えるものとして,恒常的な支援の必要のない精神障害者への支援のあり方について検討を行った.さらに,それらの調査・分析の結果から精神障害者の就労支援における効果的モデルの要素を抽出した上で,わが国における現行の精神障害者への就労支援に関する諸制度におけるそれらの要素の状況を確認し,また必要な要素を含んだ理想的支援モデルを設定した,現行制度化における実施可能性について検討を行った.また雇用主への調査については,アンケート調査の予定をインタビュー調査へと変更し,2009年度後半から実施し,現在も継続中である.今年度の研究実績としては、まず精神障害者の雇用主等を対象としたインタビュー調査があげられる。
配位空間で働く配位子間相互作用を用いた金属錯体の光機能性制御

種々リン配位子を変えた[Re(bpy)(CO)_3(PR_3)]^+型錯体を合成し、それらの可視紫外吸収・発光、IR、酸化還元電位を調べた。IRの変化は、導入したリン配位子の電子的な効果だけで全ての錯体が説明できるものの、トリアリールもしくはトリアルキルポスフィンを持つ錯体の場合、ビピリジン配位子に由来するπ-π^*吸収波長と酸化還元電位が予想と反する"異常な変化"を示した。9種の錯体に関してX線結晶構造解析に成功し、その結果、"異常な"物性を示す錯体の場合、リン配位子のアリール基もしくはアルキル基が、同一錯体内のビピリジン配位子と配位空間を経由してπ-πもしくはCH-π相互作用していることが明らかになった。リン配位子をビピリジンのシス位に2つ導入することで、配位空間において働く"弱い"相互作用をより強く発現させることを目的に、[Re(Me_2bpy)(CO)_2(PR_3)_2]^+型錯体を種々合成した。その結果、特にトリアリールポスフィンを2つ導入した錯体において、錯体の基底状態における物性だけではなく、励起状態における物性・反応性にも大きな影響が観測された。すなわち、配位子間にCH(aryl)-π(pyridyl)-π(aryl)相互作用を導入すると、錯体の吸収は長波長化するが、発光波長は逆に短波長シフトし、励起寿命は長くなる。その結果、励起状態の酸化還元特性も向上した。このように、配位空間に弱い相互作用を導入することで、同じ割合で消光される錯体でも、約35nm吸収を長波長化させることができる。錯体の光触媒能も、配位空間で働くCH(aryl)-π(pyridyl)-π(aryl)相互作用を導入することで、大幅に向上することが分かった。
新規C-C結合切断・形成酵素の機能解析と天然・非天然型C-配糖体の新規合成法開発

フラボノイドなど植物が生産する生理活性物質の多くは植物内では糖が付加した「配糖体」という状態で存在している。配糖体は腸などで酵素の働きで糖が外れてフラボノイドが体内に吸収され、抗酸化活性などの有用な作用を発揮する。しかし、C-配糖体(糖が炭素ー炭素結合した配糖体)は難分解性で、これまで糖を外す酵素がわかっていない。申請者は微生物より、このC-配糖体の糖を外す酵素を発見した。本申請ではこの新しい酵素の構造と機能を解析するとともに、詳細な反応機構を明らかにすることと、希少なC-配糖体を酵素により合成する方法を開発することを目指す。
アオコ発生要因としての湖水泥生態系における窒素・リン代謝と群集の遷移機構

本研究は、富栄養湖で一般的なアオコが、貧栄養的な琵琶湖で発生する原因を明らかにするため、湖水泥系の窒素/リン循環がラン藻増殖に及ぼす影響と、植物プランクトンの相互作用結果としてのラン藻優占化の2観点から、ラン藻優占化のメカニズムを解析し、琵琶湖環境管理に必要とされるアオコ発生機構を明らかにすることを目的とする。11年度の研究で底泥からの窒素リン回帰が、夏季のラン藻増殖を支えていることが示されたので、12年度は6月から11月にかけて、琵琶湖湖心で毎月プランクトン試料を採取、群集構成と炭素窒素量の変化を追及するとともに、栄養塩添加培養実験を行った。春から夏に向けて水温上昇に伴い表水層の硝酸イオンが減少するが、ラン藻量と植物プランクト体炭素窒素量が増加した。硝酸イオンの枯渇環境でラン藻が、高温環境下、有機物分解無機化で回帰する窒素を利用し増殖すると推察した。他方、栄養塩添加培養実験では、窒素添加はラン藻増殖に効果なく、高温とリン添加が有効であった。他方、緑藻には窒素添加が効果あり、珪藻には低温が促進的に働いた。これら現場試料の解析と培養実験から、夏季の高温と硝酸イオン減少が、ラン藻の優占化に不可欠で、かつリン供給が促進的に働くことを示した。琵琶湖沿岸の湖水底泥生態系では、夏季の高温下、水中の硝酸イオン激減と底泥からのリン溶出促進があるが、これらの環境がラン藻の増殖を促進し、アオコの発生をもたらすと結論された。本研究は、琵琶湖で頻発化するようになったアオコ発生のメカニズムを、湖水-底泥系における窒素、リンの循環、およびその循環とプランクトン生産動態の相互作用の両面から解析し、アオコ発生への環境管理法を提示することを目指す。この目的達成のため、琵琶湖の沿岸部と沖合部の2定点において、平成11年6月から12年1月までの8ヶ月、毎月1回づつ、柱状採泥器にて採取した極表層泥、亜表層泥を現場温度で培養し、有機物分解に伴うアンモニウム、リン酸の遊離、アンモニウム酸化による硝酸イオン生成、硝酸還元による脱窒の季節変化を追及した。沿岸部でも沖合部でも極表層泥が6-9月に高い分解活性を示し、リンの活発な遊離が認められたが、窒素の動きでは大きな差があり、沖合部ではアンモニウムの硝化とともにアンモニウムの微生物による利用吸収、さらには脱窒が活発に見られたのに対し、沿岸部ではアンモニウム溶出のみみられ、硝化と脱窒活性は極めて低かった。底泥試料の炭素、窒素同位対比分析結果によると、沿岸部底泥は分解の進んだ湖外起源の有機物が多いに対し、沖合部底泥は植物プランクトン生産の分解しやすい内生有機物が優占することが示された。底泥の分解活性の高かった6-9月は、赤潮や緑藻、アオコの生産が盛んで、底泥への有機物沈降も極めて大きい時期である。従って、この時期における底泥の有機物分解に伴う窒素、リンの活発な回帰と植物プランクトンの生産とは、湖水の鉛直混合が有れば、密接な相互依存関係になると期待された。この研究結果を踏まえ、来年度は底泥と植物プランクトンを組みあわせた培養系により、底泥の有機物分解と植物プランクトン特定種の増殖関係の解明を深めたい。本研究は,富栄養湖で一般的なアオコが、貧栄養の琵琶湖で発生する原因を明らかにするため、湖水泥系における窒素リン循環のラン藻増殖影響と、植物プランクトン群集遷移としてのラン藻優占化の2つの観点から、ラン藻優占化のメカニズムを解析し,琵琶湖の環境管理に必要なアオコ発生機構を明らかにする事を目的とする。

前年の研究で底泥の窒素リンの回帰が,ラン藻増殖を支えることが暗示されたので、平成12年度は6月から11月まで琵琶湖湖心で毎月プランクトン試料を採取、群集種構成と炭素窒素の量的変化を追及し、また窒素,リン添加培養実験を行った。夏に向かい湖水温の上昇につれて表水中の硝酸イオン量が激減するのに反して、ラン藻が増加、植物プランクトンの炭素,窒素量が増加した。これらから、ラン藻は硝酸イオンの無い環境で、分解回帰による炭素,窒素を利用し高温で増殖できると推察された。窒素,リン添加培養実験では、窒素添加はラン藻の増殖に効果なく、高温とリン添加のみが有効であった。窒素添加は緑藻に効果的で、低温では珪藻増殖が促進された。これら現場資料解析と培養実験は、夏の高温と硝酸イオン激減が、ラン藻優占化に不可欠で、リンが促進的に働くことを示した。琵琶湖沿岸の底泥湖水系では、夏高温下で,硝酸イオンの激と底泥還元化によるリン溶出促進があるが、これらがラン藻増殖を促進しアオコ発生をもたらすと結論された。
モダニズム後期ヴィジュアルデザインに関する国際比較研究:冷戦期の表象の分析

モダニズム前期に形成されたヴィジュアルデザインの思想と表現方法は、モダニズム後期における国家的プロパガンダと資本主義的な視覚文化の形成に一翼を担ったことが実証的に解明された。研究代表者と分担者は国内外の調査を行い、ルドルフ・モドレイ、エリック・ギル、L.モホイ=ナジほかの芸術家たちの知られざる活動を調査し、彼らが英・米国のデザイン界の基盤形成に大きな影響を与えたことを実証した。代表者と分担者は<20世紀のポスター[タイポグラフィ]>、<モホイ=ナジ/イン・モーション>、<エリック・ギル>の3つの展覧会を企画・開催し、カタログ執筆によって研究成果を一般に公表した。1.調査研究の実施中欧出身で戦後アメリカへ亡命しアメリカの現代デザインに貢献したデザイナーに関する調査を、(1)Frederick Kiesler資料館(ウィーン、オーストリア)(井口)(2)Moholy-Nagy Laszloに関してデブレツエン市立現代美術館(ハンガリー)(井口)(3)タイポグラファーDouglas C.McMurtrieについてニューベリー図書館(シカゴ)でそれぞれ調査を実施した(山本)。国内調査では多摩美術大学所蔵のポスターに関して調査を実施した。作家の制作構想が伺える貴重な未公開資料、芸術家の交流の証である書簡が発見された。2.研究成果の発表は、国際デザイン研究学会(韓国)にて、井口壽乃と伊原久裕がそれぞれグラフィックデザインとアイソタイプに関して、国際タイポグラフィ学会(メキシコ)にて山本政幸がタイポグラフィに関する研究を、国際デザイン史学会(イギリス)にて菅靖子がそれぞれ研究発表を行った。3.冷戦期の国際比較を目的とし、国内外の研究者との意見交換をはかるため、ワークショップを以下のとおり2回開催した。(1)ミランカ・トージッチ教授(ベオグラード芸術大学)、金子隆一氏(日本写真史)、加須屋明子氏(ポーランド現代美術)を招聘して、シンポジウム「写真×プロパガンダ×デザイン」(埼玉県立近代美術館)を開催し、東欧と日本の比較研究として、意見交換を行った。講演内容は埼玉大学教養学部リベラル・アーツ叢書2『写真×プロパガンダ×デザイン』(2010年3月)にまとめた。さらに、ミランカ・トージッチ著『写真とプロパガンダ』日本語版(三元社、2009年)に井口の附論「写真のポリティックス」を収録し、研究成果を一般に公開した。(2)オリバー・ポーター助教授(マネトバ大学)を招聘し、亡命バウハウスラー「アンドール・ワイニンガー」に関する研究の講演会および意見交換を行った。(埼玉大学)1.調査研究の実施(1)ヘルバルト・バイヤーの米国移住後の活動に関する調査を、デンバー美術館のバイヤー・アーカイブにて行った(コロラド)。(2)モホイ=ナジの作品に関して、ハーバード大学付属ブッシュライジンガー美術館(ボストン)およびアンタル・ルスティク・フォー・エデュケーション(ニューヨーク)にて行った。(3)1960年「世界デザイン会議」に関する調査を、東北芸術工科大学図書館・浅田孝文庫にて実施し、戦後日本のデザイン界と欧米のデザイン界との交流について分析した。(4)多摩美術大学および竹尾株式会社所蔵のポスターに関する調査を行った。(山本)2.研究成果の発表は、国内では井口壽乃が第57回日本デザイン学会研究発表大会にて口頭発表した。グループ全体の研究成果の公表として、山本政幸(多摩美術大学)が中心となり、「20世紀のポスター[タイポグラフィ]-デザインのちから・文字のちから」展(2011年1月、東京都庭園美術館)の企画に協力し、研究グループの分担者全員がカタログに論文を発表した。国外では、井口が第7回国際デザイン史・デザイン研究会議(2010年9月、ICDH,ブリュッセル・ベルギー)で、戦後の日本デザイン界におけるデザイン批評の問題について報告した。さらに1960年代の日本デザインと米国との関係について、国際日本美術・ジャポニズム会議(2010年10月、マンガ美術館、クラクフ・ポーランド)にて、招待講演を行った。本研究はモダニズム後期のヴィジュアルデザインについて、モダニズム初期に形成された芸術思想と表現方法が、モダニズム後期(1940年代1950年代)における国家的プロパガンダと資本主義型消費社会拡大のなかで、いかに視覚文化の環境を構成したかを、複製メディアにおけるグラフィックデザイン、および視覚的展示デザインの観点から探究した。最終年度であるため、研究代表者は研究協力者による調査結果とあわせて、分析と考察を行い、研究成果を以下の方法で公表した。(1)<モホイ=ナジイン/モーション>展を企画・開催し、井口壽乃監修『モホイ=ナジ視覚の実験室』(国書刊行会、2011)を出版した。国際シンポジウム「モホイ=ナジ再考」(京都国立近代美術館、7月)にて開催し、研究協力者のK.パシュート教授、O.ポーター教授ならびに国内の研究者と意見交換をし、中欧と戦後の米国ならびに日本との関係について議論した。

(2)ヨーロッパから米国への亡命芸術家の1940年代の活動について、L.モホイ=ナジとフレデリック・キースラー、ジョルジュ・ケペシュについて調査し、「モホイ=ナジの書簡にみる戦時下の亡命芸術家の苦悩」『コンフリクトのなかの芸術と表現文化的ダイナミズムの地平』(大阪大学出版会、2012)にまとめた。フレドリック・キースラーとジョルジュ・ケペシュに関しては調査を継続し、次年度以降、成果公表をする予定である。(3)戦後の日本における欧米との関係については、「メタボリズムの未来都市展:戦後日本・今甦る復興の夢とヴィジョン」関連シンポジウム第5回「空間から環境へ:同時代のインターメディアな活動と万博」(森美術館、12月18日)にて講演を行った。
局所境界積分型メッシュレス法による疲労き裂を有する構造物の振動解析システムの開発

機械や構造物の破断,損傷の主な原因として疲労によるクラックがある.このためクラックが生じた場合の挙動の精度良い解析は,機械や構造物の破断・損傷防止のための設計やクラックのモニタリングシステムを構築する上でキーポイントとなる重要な技術である.本研究ではクラックを有する構物造の振動問題に対するメッシュレス型の精度良い解析手法を開発した.機械や構造物の破断,損傷の主な原因として疲労によるクラックがある.このためクラックが生じた場合の挙動の精度良い解析は,機械や構造物の破断・損傷防止のための設計やクラックのモニタリングシステムを構築する上でキーポイントとなる重要な技術である.本研究ではクラックを有する構物造の振動問題に対するメッシュレス型の精度良い解析手法を開発した.平成19年度は,局所境界積分を利用したメッシュレス型数値解析法によりブリージングクラックを有する構造物の振動解析を高精度で行うための基礎的な検討として,これまでに開発してきたメッシュレス法において,節点位置や用いる形状関数などが解析精度に与える影響を詳細に調べた.その結果,移動最小二乗近似およびコンパクトサポートRBFと呼ばれる関数を形状関数とする場合には,その影響半径をある程度以上に大きく取り,局所領域の大きさを節点間距離程度に取れば,節点の配置が不規則な場合であっても高精度な解析が可能であることを明らかとした.この結果は日本機械学会第20回計算力学講演会で発表した.また,このメッシュレス法を振動解析問題に適用できるよう,二重相反法を用いるアルゴリズムについて検討し,解析プログラムを作成した.これらと並行して,混合型変分原理に基づいたブリージングクラックを有する構造物の非線形振動解析理論についての検討を行った.本年度はまず基礎的な検討を行うため,1次元構造物のはりを取り上げ,有限要素法により数値的な解析を行った.その結果,混合型変分原理によりブリージングクラックを有するはりの定常振動解析が高精度かつ高効率に行えることを確認した.この結果は日本機械学会論文集C編に掲載された論文に発表した.またこの解析法をクラック検出問題へ応用し,その結果を国際会議および国内の学会で発表した.さらに混合型変分原理に基づく定常振動解析手法を,ブリージングクラックを有する2次元構造物および2次元的な運動を行う回転軸系に適用するための拡張について検討した.平成20年度は,まず,昨年度開発した局所境界積分型メッシュレス法による振動解析プログラムを用いて,形状関数や重み関数の種類,およびせ節点配置が解析精度に与える影響を詳細に調べた.その結果,高次の形状関数および重み関数を用いるほうが高精度に解析を行うことができることがわかった.また節点配置については,条件にもよるが,対象物領域の外部にも節点を配置したほうが精度良い解析が可能であることがわかった,この結果は日本機械学会第21回計算力学講演会で発表した.次に,ブリージングクラックを有する構造物の曲げ振動解析問題への拡張について検討した,曲げの問題の場合,支配方程式が変位に関する4階の偏微分方程式で記述される.このままでは局所境界積分型メッシュレス法の適用が難しく,またクラックの開閉は曲げモーメントの符号によるためクラックの開閉の取り扱いも困難である.そこで混合型変分原理を用いて支配方程式を変位と曲げモーメントに関する2階の偏微分方程式に変形することで,局所境界積分型メッシュレス法の適用およびブリージングクラックの開閉条件の容易な取り扱いを可能とした.上記の考えに基づいてクラックを有する構物造の振動問題に対する,局所境界積分型メッシュレス法のプログラムを開発した.最後に解析結果の妥当性を検討するため,実験を行った.実験ははりに対して行った.クラックは,細いスリットに同じ厚さの板を挿入し,ブリージングクラックを模擬した.実験により得られた結果と,開発した解析プログラムによる結果を比較した.両者はよく一致し,開発したプログラムで精度よくクラックを有する構造物の振動解析が可能なことを確認した.
連合学習の分子機構の行動遺伝学を用いた総合的解析

線虫C.エレガンスは塩と飢餓を同時に経験すると、塩が不快なものであると学習し、塩から逃げるようになる。塩を感じる神経は左右一対に存在するが、このうち右の神経だけが変化し、それには線虫のインスリンが必要であることがわかった。さらに、アルツハイマー病に関係すると言われているタンパク質が、インスリンによるシグナルと密接に関係していることがみつかった。1、インスリンの分泌の可視化:線虫インスリンINS-1が塩走性学習に重要な働きをすることを見出している。今年度の本研究では、INS-1がどういう信号を伝えるかの手がかりとしてINS-1の分泌の変化を定量化するために、まずINS-1::pHluorinを作製し分泌を観察した。しかしながら、学習条件においてもはっきりした分泌の変化は見いだせなかった。2、ASERの人為的活性化:カプサイシン受容体VR1をASER神経に発現させてカプサイシンに対する応答を調べたが、カプサイシンに対するはっきりした応答は見られず実験の継続を断念した。3、daf-18 PTENの機能と神経細胞の出力のスイッチング機構:通常の線虫は塩に寄っていくが、インスリン/PI3キナーゼ経路の機能が昂進したdaf-18変異体は塩を忌避する。daf-18の抑圧変異体として分離されていたegl-30Gqとgcy-22グアニル酸シクラーゼがどう関与するかを検討した。左右のASE味覚神経がどちらもASERまたはASELとして分化する各変異体を用いて調べたところ、daf-18変異体ではASER神経が忌避行動を引き起こしていることがわかった。一方、gcy-22変異体ではASER神経によるさまざまなイオンの受容能がほぼ失われていることがOliver Hobert研究室のChris Ortizらとの共同研究により明らかになり、daf-18;gcy-22二重変異体は、ASER神経が機能しないためにASELの機能により塩へ誘引されることがわかった。また、ASER神経でGq/DAG/nPKC経路が活性化されると無条件に(daf-18バックグラウンドでも)塩に誘引されることがわかった。感覚繊毛が欠損する変異体でASERだけの機能を回復させる実験により、誘引と忌避の切り替えの大部分は感覚神経としてASER単独で起こることがわかった。我々はこれまでに線虫C.エレガンスの塩類への化学走性に関わる連合学習にインスリン/PI3キナーゼシグナル伝達経路が重要な働きをすることを見いだしている。本研究では、この経路がどのように学習を制御するかをさらに詳細に明らかにする研究を進め、本年度、以下の成果を得た。1)線虫は餌のある状態で塩を経験すると塩に誘引される。しかし、餌のない状態で塩を経験すると塩を避けるようになる。塩への誘引において主に働く左右一対の感覚神経、ASELとASERの双方がこの行動可塑性にも寄与することがわかった。しかし、PI3キナーゼシグナル伝達経路が活性化すると、ASERが忌避行動を引き起こすがASELは依然誘引方向に寄与することがわかった。さらに、PI3キナーゼ経路が活性斗化したdaf-18PTEN変異の抑圧変異として分離されたGqαegl-30と受容体型グアニル酸シクラーゼgcy-22の機能を調べたところ、Gq、ジアシルグリセロール、nPKCからなるDAG経路がASERの誘引行動を強めるが、ASELには影響せず、GCY-22はASERでのみ働き誘引も忌避にも必要であることがわかった。左右の感覚神経が異なる分子機構で行動変化を引き起こすという興味深い知見となった。2)トロント大学のAnthony Lin, Derek van der Kooyらと共同でインスリン経路の匂いへの応答の可塑性における機能を調べた。餌のない状態で匂い物質ベンズアルデヒドに曝されると線虫はベンズアルデヒドを忌避するようになる。インスリン/PI3キナーゼ経路はこの行動可塑性にも必要であった。インスリン経路は記憶の形成時に飢餓シグナルとして働くことが推定されているが、インスリン受容体daf-2の温度感受性変異体を用いた温度シフト実験の結果、DAF-2は記憶の形成に加え記憶の想起に重要な機能を持つことが明らかとなった。線虫の塩(NaCl)に対する化学走性において、線虫は塩と飢餓を同時に体験すると、塩を避けるようになるという学習を示す。これを塩走性学習という。インスリンシグナル伝達経路と膜貫通タンパク質CASY-1が塩走性学習に必須の働きをする。本年度の本研究ではこれらの機能について研究を進め以下の知見を得た。1、インスリン/PI3K経路の機能学習により神経の活動にどういう変化が出るかを調べた。線虫をPDMSチップに固定し、20mMのNaClを10分間流す前後で、NaClの濃度変化に対する神経の応答をカルシウムレポーターGCaMPを用いて、シナプス放出をSynapto-pHluorinを用いて調べた。この結果、NaClを受容するASER感覚神経の応答は学習により大きくなる一方、シナプス放出は小さくなることがわかった。これらいずれもインスリン経路の変異体では起こらないことから、インスリン経路の作用が両者を引き起こしていることがわかった。

さらに、ASERから入力を受けるAIB介在神経の応答は学習により小さくなった。これが学習による行動変化の一因と思われる。2、CASY-1の作用機序哺乳類の記憶にも関わると示唆されている膜貫通蛋白質カルシンテニンの線虫ホモログCASY-1が塩走性学習に必須の働きをすることがわかっているが、その作用機序は不明であった。casy-1変異体の抑圧変異のスクリーニングを行ったところ、インスリン経路のdaf-18変異体が複数得られたため、casy-1とインスリン経路との関連が示唆された。ASER神経におけるインスリン受容体DAF-2の局在を調べてみたところ、DAF-2は神経の軸索に局在すること、casy-1変異体ではこの局在が失われることがわかった。さらに、この局在がキネシンに依存することと、CASY-1がこの輸送を仲介しているらしいことが明らかになった。
細胞夾雑系における蛋白質の異常凝集の原理と制御

本研究では、「夾雑系における凝集」という視点から、蛋白質凝集を研究し、その実態と原理に迫る。こ平成30年度は以下の実績を得た。(1)試験管内夾雑モデル系の構築と凝集分子機構:αシヌクレインが等電点pH(=4.7)、低イオン強度条件下でアミロイド線維を形成することを見出した。NMRを用いた残基レベルの解析を行い、等電点における分子内静電的相互作用が分子間に置き換わることによってアミロイド線維の形成することを示した。αシヌクレインは溶解性の高い蛋白質であり、アミロイド形成には高濃度の塩が必要と考えられていた。本結果より、アミロイド線維は、溶解度を超えた変性蛋白質の結晶性の析出であることが、さらに明らかとなった。(2)アミロイド線維形成の温度依存性と生体における温度の役割:β2ミクログロブリンのネイティブ状態の安定な中性条件において、特に高温の凝集にもたらす効果を調べた。中性pHではアミロイド線維はできにくいと考えられていたが、高温にすることによってアミロイド線維が比較的容易に形成することを明らかにした。塩濃度と温度に依存した凝集の相図を作成した結果、温度がこれまで考えられてきた以上にアミロイド形成の重要なリスクファクターであることを示した。(3)β2ミクログロブリンの原子構造の解明:蛋白質研究所の固体NMRの研究グループと、固体NMRを用いてβ2ミクログロブリンのアミロイド線維に構造解析を進め、原子レベルの構造解析を加速した。(4)アミロイド形成促進因子:アミロイド形成を促進する化合物としてポリリン酸に注目した。生体に微量ではあるが普遍的に存在するポリリン酸は、β2ミクログロブリンのアミロイド線維形成を著しく促進することを見出した。特にアミロイド線維形成が起きにくいと考えられていた中性pHでも、ポリリン酸存在下ではアミロイド線維形成が起きたことを興味深い。予定していた研究を進める中で、2つの予想しない展開があった。まず、αシヌクレインが等電点pH、低イオン強度条件下でアミロイド線維を形成することを発見した。意外な発見であるが、アミロイド線維が溶解度を越えた条件で形成される結晶性の析出であることから容易に理解できる。また、β2ミクログロブリンが、中性pHにおいても温度を上昇することにより、比較的容易にアミロイド線維を形成することを見出した。このような温度依存性は、一般的な蛋白質の構造安定性に基づいて理解できる。以上により、順調に研究を進めることができた。当初計画の通り、夾雑系における蛋白質凝集を、「溶解度」、「過飽和」、「結晶性およびガラス性状態の区別」などによって、原理的かつ包括的に理解すると共にその制御を目指す。特に領域の他の研究代表者との共同研究を実施し、新たな研究の進展、分野の開拓を目指す。上記の「意外な2つの発見」をさらに発展させることを目指す。具体的には以下の4つの研究課題を推進する。1.試験管内夾雑モデル系の構築と凝集分子機構2.アミロイド線維形成の温度依存性と生体における温度の役割3.β2ミクログロブリンの原子構造の解明4.アミロイド形成促進因子凝集は蛋白質の基本的な特性であり、アミロイド凝集から不定形凝集まで多様である。しかし、その原理には不明な点が多く、制御することも困難である。このために、(1)試験管内夾雑モデル系での凝集機構を調べる。(2)凝集には結晶性のアミロイド線維とガラス性のアモルファス状態が存在する。これらが夾雑環境でどのように変化するかを解析する。(3)アミロイド蛋白質を過剰発現する線虫モデル系を構築して、凝集の制御を達成する。(1)試験管内夾雑モデル系の構築と凝集機構:透析アミロイドーシスの原因蛋白質であるβ2ミクログロブリンとその酵素分解混合物を用いることにより、細胞内夾雑系を模倣したモデル系を構築した。アミロイド線維形成を、蛍光分光法、NMRで観測することによって、夾雑系における分子間相互作用が、アミロイド線維形成を抑制することを明らかにし、相互作用の部位をアミノ酸残基レベルで示した。(2)夾雑系におけるアミロイド線維とアモルファス凝集の競争:結晶性のアミロイド線維、ガラス性のアモルファス凝集が、塩濃度や温度に依存してどのように変化するかを、熱力学的、速度論的に解析した。温度と塩濃度の両方の軸において、蛋白質の溶解度が低下すると、まずアミロイド線維が析出し、さらに強い析出条件下でアモルファス凝集が析出した。また、両者は速度論的にも競争して複雑な析出過程を示すことを明らかにした。温度と塩濃度に依存した構造状態の相図を作成して、凝集が「溶解度」、「過飽和」、「結晶性析出とアモルファス凝集」によって一般的な溶質の析出と同様に理解できることを示した。(3)線虫モデルの構築:パーキンソン病の原因となるαシヌクレインを過剰発現する線虫モデルを構築した。このモデル系でアミロイド線維の形成を確認した。既に開始していた準備状況をもとに領域研究を順調に開始することができた。「試験管内夾雑系モデル」については、モデルを構築すると共に、異種分子間相互作用は、アミロイド凝集を抑制することを示した。

また、「線虫モデルの構築」も達成した。本研究では、「夾雑系における凝集」という視点から、蛋白質凝集を研究し、その実態と原理に迫る。こ平成30年度は以下の実績を得た。(1)試験管内夾雑モデル系の構築と凝集分子機構:αシヌクレインが等電点pH(=4.7)、低イオン強度条件下でアミロイド線維を形成することを見出した。NMRを用いた残基レベルの解析を行い、等電点における分子内静電的相互作用が分子間に置き換わることによってアミロイド線維の形成することを示した。αシヌクレインは溶解性の高い蛋白質であり、アミロイド形成には高濃度の塩が必要と考えられていた。本結果より、アミロイド線維は、溶解度を超えた変性蛋白質の結晶性の析出であることが、さらに明らかとなった。(2)アミロイド線維形成の温度依存性と生体における温度の役割:β2ミクログロブリンのネイティブ状態の安定な中性条件において、特に高温の凝集にもたらす効果を調べた。中性pHではアミロイド線維はできにくいと考えられていたが、高温にすることによってアミロイド線維が比較的容易に形成することを明らかにした。塩濃度と温度に依存した凝集の相図を作成した結果、温度がこれまで考えられてきた以上にアミロイド形成の重要なリスクファクターであることを示した。(3)β2ミクログロブリンの原子構造の解明:蛋白質研究所の固体NMRの研究グループと、固体NMRを用いてβ2ミクログロブリンのアミロイド線維に構造解析を進め、原子レベルの構造解析を加速した。(4)アミロイド形成促進因子:アミロイド形成を促進する化合物としてポリリン酸に注目した。生体に微量ではあるが普遍的に存在するポリリン酸は、β2ミクログロブリンのアミロイド線維形成を著しく促進することを見出した。特にアミロイド線維形成が起きにくいと考えられていた中性pHでも、ポリリン酸存在下ではアミロイド線維形成が起きたことを興味深い。予定していた研究を進める中で、2つの予想しない展開があった。まず、αシヌクレインが等電点pH、低イオン強度条件下でアミロイド線維を形成することを発見した。意外な発見であるが、アミロイド線維が溶解度を越えた条件で形成される結晶性の析出であることから容易に理解できる。また、β2ミクログロブリンが、中性pHにおいても温度を上昇することにより、比較的容易にアミロイド線維を形成することを見出した。このような温度依存性は、一般的な蛋白質の構造安定性に基づいて理解できる。以上により、順調に研究を進めることができた。当初計画の通り、夾雑系における蛋白質凝集を、「溶解度」、「過飽和」、「結晶性およびガラス性状態の区別」などによって、原理的かつ包括的に理解すると共にその制御を目指す。特に領域の他の研究代表者との共同研究を実施し、新たな研究の進展、分野の開拓を目指す。上記の「意外な2つの発見」をさらに発展させることを目指す。具体的には以下の4つの研究課題を推進する。1.試験管内夾雑モデル系の構築と凝集分子機構2.アミロイド線維形成の温度依存性と生体における温度の役割3.β2ミクログロブリンの原子構造の解明