hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マキネッタ抽出法による水可溶性β-1,3グルカンの抽出

菌糸体から水可溶性のβ-グルカンを抽出するために、マキネッタ抽出器の適用を検討した。その結果、漢方薬として用いられるブクリョウや各種食用キノコから効率良くβ-グルカンを抽出することができた。また、カンゾウからグリチルリチン酸、オウレンやオウバクからベルベリン、樹木樹皮からタンニンを抽出することもできた。これら抽出液の活性は高く、特にブナシメジからのβ-グルカンは高い抗腫瘍活性を有していた。抗腫瘍活性に富むが水に難溶であるβ-1,3グルカンを、高温高圧水による加水分解反応によってオリゴ糖に低分子化し、水可溶化させる技術の検討を進めた。高温高圧水処理には、エスプレッソコーヒーの製造に用いられるマキネッタ抽出法を適用した。この抽出法によれば、β-1,3グルカンは低分子化して水可溶となると同時に加熱系外に排出されるため、過度の低分子化や熱分解を抑えることができる。数種類の市販マキネッタ抽出器を生薬であるブクリョウからのβ-1,3グルカン抽出に適用した結果、120°C以上の高温水を発生させることができ、5分程度の短時間抽出が可能であった。また、抽出液の分析の結果、約24割が単糖であるグルコース、約57割がオリゴ糖、約1割が高分子量のβ-1,3グルカンから構成されていた。マキネッタ抽出法とソックスレー抽出法を比較したところ、いずれのマキネッタ抽出器も、ソックスレー抽出に比べ全糖収率、全糖濃度が高かった。これは、ソックスレー抽出が最高でも100°Cの温度しか達成できないからである。マキネッタ抽出法では、抽出温度の上昇とともに、全糖量、濃度、ならびに全糖量に占めるβ-1,3グルカンの含有割合が高くなった。しかし、過度の昇温はβ-1,3グルカンの含有割合を下げ、過分解の発生が示唆された。抽出効率は温度に関係しており、最適温度が存在すると考えられる。最適条件を探索することで、さらに効率よくβ-1,3-グルカンを抽出できると考えられる。強固な三重螺旋構造を持つため水に難溶であるβ-1,3グルカンを、高温高圧水による部分的な加水分解によってオリゴ糖に低分子化し、水可溶性させる技術の検討を進めた。高温高圧水処理には、家庭用のエスプレッソコーヒーメーカーを用いたマキネッタ抽出法を適用した。試料は生薬であるブクリョウと、食用菌糸体であるシイタケを用いた。圧力保持体として粉末濾紙を併用することで、家庭用のマキネッタ抽出器でも再現性良く150°C付近での抽出が可能になった。また、抽出液の分析結果から、廉価なシイタケからもブクリョウと同等のβ-1,3グルカン抽出が可能であった。しかし、150°C付近の抽出ではβ-1,3グルカンの抽出率は低下し、過分解の発生が示唆された。最適温度を解明することで効率よくβ-1,3グルカンを抽出できると考えられる。さらに、過分解の挙動を検討するため、亜臨界水によるグルコースの熱分解挙動を速度論解析した。その結果、当初の予想および多くの文献での解析で採用されている一次反応ではなく、3.5次反応であることが明らかとなった。また若干の圧力依存性があり、20MPaで最も分解を抑えることができた。これらの結果は熱分解挙動が非常に複雑な逐次あるいは併発反応で進行していることを示しているが、その知見により熱分解を抑えた効率的な抽出条件を選択できると期待される。抗腫瘍活性に富むが水に難溶であるβ-1,3グルカンを、高温高圧水による加水分解反応によってオリゴ糖に低分子化し、水可溶化させる技術を検討した。抽出には、エスプレッソコーヒーの製造に用いられるマキネッタ抽出法を適用した。1.安定な抽出方法の確立マキネッタ抽出器の内部圧力は、圧力保持体である粉体試料の圧搾状態に左右され、抽出温度のコントロールが困難な場合が多い。そこで、種々の実験用濾紙を圧力保持体として併用することを考案し、抽出温度のコントロールと極少量の試料からの抽出が可能となった。2.食用キノコからのβグルカン抽出とその抗腫瘍活性食用キノコ類であるブナシメジ、エリンギ、シイタケ、バイリングを原料としたところ、いずれのキノコからもブクリョウと同様にβグルカンを高収率で抽出することができた。これらのヒト結腸癌細胞(caco-2)への抗腫瘍活性を検討したところ、ブナシメジからの抽出液は、ブクリョウ抽出液や市販のβグルカンよりも強い抗腫瘍活性が確認された。また、それより弱いが、エリンギからの抽出液にも活性が見られた。

極めて簡易な機構の抽出装置で安全性が高く、さらには原料が食品であるため薬事法に抵触せず、本来食品であるため過剰摂取による副作用も少ないものと期待される。3.他の天然成分抽出への適用そのほか、樹皮からの水可溶性タンニンの抽出、生薬からのベルベリンやグリチルリチン酸の効率的抽出の適用性についても検討した。いずれの目的物質に対しても、マキネッタ抽出法は高い抽出効率と、高活性溶液を抽出可能であることが明らかとなった。
補体C9のレセプタ-(C5bー8)への結合部位に関する研究

C9は膜上に形成されたC5bー8に結合後,立体構造が大きく変化し,膜上での高分子ポリマ-を形成し機能を発現する.我々は,C5bー8への結合を阻害することにより,C9の溶血活性を阻害する抗C9抗体(P40,X197)を得ている.本研究では,C9の構造と活性発現との関係を明らかにすることを目的とし,これらの抗体の認識するエピト-プの検索を行った.精製ヒトC9を種々の方法でフラグメントに断片化し,SDSゲル電気泳動後,ニトロセルロ-ス膜に転写した.各モノクロ-ナル抗体と反応させた後, ^<125>Iで素識した抗マウスIgGを反応させ各モノクロ-ナル抗体が認識するフラグメントをオ-トラジオグラフィ-で検出した.これらの実験から以下の結果が得られた.1.P40,X197はともにαースロンビン分解で得られるC9bを認識した.2.P40,X197はともにトリブシン分解で得られるC9b'を認識した.3.C9bをBNP Sーskatole分解して得られる2つのフラグメントのうちP40はC9bNを,X197は両者を認識した.4.C9の1次構造上の385ー408の配列の合成ペチプドは両抗体と反応しなかった.このペプチドをウサギに免疫して得られた抗体は,C9の溶血活性を阻害しなかった.これらの結果から,P40の認識するエピト-プは3つの方法によるエピト-プマッピングで共通の認識部位,392ー437の配列に存在することがわかった.X197はP40に近接した部位を認識しているが,さらにC末側をも認識している可能性が高い.本研究で明らかになった,P40,X197の認識部位はC末に近いドメイン5に存在しており,この部位がC9のC5bー8への結合に重要であると考えられる.C9は膜上に形成されたC5bー8に結合後,立体構造が大きく変化し,膜上での高分子ポリマ-を形成し機能を発現する.我々は,C5bー8への結合を阻害することにより,C9の溶血活性を阻害する抗C9抗体(P40,X197)を得ている.本研究では,C9の構造と活性発現との関係を明らかにすることを目的とし,これらの抗体の認識するエピト-プの検索を行った.精製ヒトC9を種々の方法でフラグメントに断片化し,SDSゲル電気泳動後,ニトロセルロ-ス膜に転写した.各モノクロ-ナル抗体と反応させた後, ^<125>Iで素識した抗マウスIgGを反応させ各モノクロ-ナル抗体が認識するフラグメントをオ-トラジオグラフィ-で検出した.これらの実験から以下の結果が得られた.1.P40,X197はともにαースロンビン分解で得られるC9bを認識した.2.P40,X197はともにトリブシン分解で得られるC9b'を認識した.3.C9bをBNP Sーskatole分解して得られる2つのフラグメントのうちP40はC9bNを,X197は両者を認識した.4.C9の1次構造上の385ー408の配列の合成ペチプドは両抗体と反応しなかった.このペプチドをウサギに免疫して得られた抗体は,C9の溶血活性を阻害しなかった.これらの結果から,P40の認識するエピト-プは3つの方法によるエピト-プマッピングで共通の認識部位,392ー437の配列に存在することがわかった.X197はP40に近接した部位を認識しているが,さらにC末側をも認識している可能性が高い.本研究で明らかになった,P40,X197の認識部位はC末に近いドメイン5に存在しており,この部位がC9のC5bー8への結合に重要であると考えられる.
行動解析に基づく中心静脈カテーテル挿入手技の標準化に向けたトレーニングの開発

本研究の目的は、世界的に推奨されている超音波ガイド下静脈穿刺手技の複雑さを知り、起こりやすい合併症について理解を深める。そして、超音波ガイド下CVC挿入手技について、エキスパートの視線、超音波プロープ、穿刺用シリンジの協調した動きと、初心者のものと比較・解析することで“knock and pitfall"を明らかにし、効率的かつ効果的なCVC挿入手技獲得のためのトレーニングプログラムを開発し、本手技に伴う合併症の発生を軽減させ、結果的に医療安全水準の向上をめざす事である。
クモ毒素の化学合成とそれらの生物活性発現機構に関する研究

ジョロウグモの毒素として,これまでにJSTX,NSTX,NPTXと命名された20種余りの毒素が単離されているが,いずれも芳香族カルボン酸,アミノ酸,およびポリアミンから成る構造的に新しい型の神経毒である.これらの毒素は節足動物や哺乳類のグルタミン酸よる神経伝達を強力かつ特異的に遮断することから,グルタミン酸による神経伝達を解明するための化学種として非常に注目されている.しかし,何れのクモ毒素も天然からの入手は極めて困難であり,神経生理学の研究を進展させるためにも化学合成による量的供給が不可欠である.本研究は化学合成によるクモ毒素の供給ルートを拓くとともに、関連化合物の合成を行い,構造活性相関を明かにし,クモ毒の活性発現機構の解明に資することを目的とする.ジョロウグモの毒素には種々のポリアミンが構成要素として含まれており,これらのポリアミン類をいかに効率よく合成するかという点がクモ毒合成上の重要課題である.これらの問題点を解決するためアジド等価体を用いるポリアミン合成法を考案し,これまでに6種のネフィラトキシン類(NPTX-7,8,9,10,11,12)の全合成を達成し,これらのクモ毒素の化学合成による効率的な供給ルートを拓いた.平成8年度は,構造活性相関の観点からD-アミノ酸を組み込んだD-NPTX-8および12の合成を行うと共に,合成ネフィラトキシンを用いてチャバネゴキブリによるグルタミン酸遮断活性を調べた.その結果,天然品を用いた生理活性試験の結果とは全く逆に,グルタミン酸遮断活性が最も弱いと思われていたNPTX-12が最も強く,反対に最も強いと思われていたNPTX-9のグルタミン酸遮断活性は最も弱いことが判明した.このようにして化学合成を通じてネフィラトキシン類の系統的な活性試験を行い,生理活性ならびに構造活性相関に関する新しい知見と情報を得ることができた.ジョロウグモの毒素として,これまでにJSTX,NSTX,NPTXと命名された20種余りの毒素が単離されているが,いずれも芳香族カルボン酸,アミノ酸,およびポリアミンから成る構造的に新しい型の神経毒である.これらの毒素は節足動物や哺乳類のグルタミン酸よる神経伝達を強力かつ特異的に遮断することから,グルタミン酸による神経伝達を解明するための化学種として非常に注目されている.しかし,何れのクモ毒素も天然からの入手は極めて困難であり,神経生理学の研究を進展させるためにも化学合成による量的供給が不可欠である.本研究は化学合成によるクモ毒素の供給ルートを拓くとともに、関連化合物の合成を行い,構造活性相関を明かにし,クモ毒の活性発現機構の解明に資することを目的とする.ジョロウグモの毒素には種々のポリアミンが構成要素として含まれており,これらのポリアミン類をいかに効率よく合成するかという点がクモ毒合成上の重要課題である.これらの問題点を解決するためアジド等価体を用いるポリアミン合成法を考案し,これまでに6種のネフィラトキシン類(NPTX-7,8,9,10,11,12)の全合成を達成し,これらのクモ毒素の化学合成による効率的な供給ルートを拓いた.平成8年度は,構造活性相関の観点からD-アミノ酸を組み込んだD-NPTX-8および12の合成を行うと共に,合成ネフィラトキシンを用いてチャバネゴキブリによるグルタミン酸遮断活性を調べた.その結果,天然品を用いた生理活性試験の結果とは全く逆に,グルタミン酸遮断活性が最も弱いと思われていたNPTX-12が最も強く,反対に最も強いと思われていたNPTX-9のグルタミン酸遮断活性は最も弱いことが判明した.このようにして化学合成を通じてネフィラトキシン類の系統的な活性試験を行い,生理活性ならびに構造活性相関に関する新しい知見と情報を得ることができた.
旧東欧の新興民主諸国における民主制の型―執行権と議会、与党と野党の関係の比較分析

本研究の結果、東中欧のチェコとスロヴァキア、南東欧のブルガリアにおいて、有権者の社会的属性や、左右軸上の位置ではその政党への支持を説明することが困難な新党が次々と生まれていることが確認された。90年代に形成された政党の影響力が低下し、これらの新党が連合政権に参加することによって、政策形成主体そのものが流動化している。ルーマニアでは、新党の登場はなく、半大統領制の大統領の強い影響力の下、既存政党のイデオロギー位置の変化と合従連衡が際立つ。政策形成過程は大統領と与野党政党指導者のバランスに左右されている。両者とも既存民主制のハイブリッドというより、恒常的に流動的な新しい型を示している。本年度は本研究計画の二年目にあたり、初年度から引き続き行っている作業として、各参加者は、文献・資料・データの体系的な目録の作成と収集に努めた。また、チェコとルーマニアの質的分析に関しては、現地調査を実施し、入手困難な文献の購入・複写、文書館の未公開資料の探索、政党関係者へのインタビューなどを実施した。中田はチェコを中心に、藤嶋はルーマニアを中心に、現地調査を行い、文献探索、政党関係者へのインタヴューを行った。網谷は、地方レヴェルの政党システムと議会の関係について主に文献調査を実施した。成廣は、東・中欧地域の選挙、政党、議会関係のデータを収集した。これらの実地調査に加え、各参加者は、理論動向の検討と、分析枠組の精密化のための検討を行うと共に、ケースをもちいた論文を執筆した。中田は、戦後東西ヨーロッパを俯瞰する、政党間関係と社会の変容についての理論的論文を執筆し、東・中欧の政党間関係と、議会の在り方をその中で位置づける作業を行った。本論文は、論文集の序章として刊行の予定である。チェコをケースとした論文「政党のリンケージ戦略と政党間競合パターンーチェコ共和国を事例に」(『名古屋大学法政論集』第246号、2012年9月、pp.59-106.)も公刊した。藤嶋は、単著『国王カロル対大天使ミカエル軍団ールーマニアの政治宗教と政治暴力』(彩流社,2012年8月,367頁+78頁.)の中で、執行権と議会の関係について、歴史的ケースを用いて理論的な分析を行った。また、半大統領制という制度的要因に影響について、ルーマニアのケースを用いて理論的分析を行う研究を比較政治学会と、ロシア・東欧学会で報告し、論文「「プレイヤーとしての大統領」トライアン・バセスクー比較の視座から見たルーマニアの半大統領制ー」(『ロシア・東欧研究』第41号,2013年3月,1-16頁)を執筆した。今年度は最終年度として、学会を中心に共同研究の成果発表を行った。2013年6月の比較政治学会では、自由企画として「政党というビジネスー中・東欧における政党の可塑性と固定性」というパネルを立て、本共同研究の研究代表者と研究分担者が共同執筆した論文を報告した。成廣と中田は「東中欧における新党:政党システム、連合政権への影響を中心に」、藤嶋と成廣は「政党間競合と有権者の選好分布:ルーマニアとブルガリアの事例」を報告し、東・中欧の政党間関係と議会のあり方、政権との関係を位置づけた。中田と成廣は、さらに、詳細な分析の上で、"New Parties' Effects on the Instability of Coalition Governments in East-Central Europe"と題するペーパーを執筆し、2013年9月、フランス、ボルドーで行われたECPRの大会で報告した。また、共著『ヨーロッパのデモクラシー(改訂第二版)』でも今回の共同研究の成果を発表した。さらに、研究完成のための、文献・資料・データ収集にもつとめ、ドイツとルーマニアの質的分析に関しては、現地調査を実施し、入手困難な文献の購入・複写、文書館の未公開資料の探索、政党関係者へのインタビューなどを実施した。研究代表者は今年度は、昨年度の現地調査結果の分析を中心に行った。研究分担者の藤嶋はルーマニアで政党関係者に広くインタヴューを実施し、議会における政党の活動及び、半大統領制の下における大統領と政党の関係についての調査を行った。研究分担者の網谷は、ドイツの政党資料室を中心に資料収集を行った。研究分担者の成廣は、東・中欧地域の選挙、政党、議会関係のデータの解析を行った。本年度は計画初年度にあたるため、最も重要な課題は、研究に必要な資源の準備であった。各参加者は、文献・資料・データの体系的な目録の作成と収集に努めた。

また、スロヴァキアとルーマニアの質的分析に関しては、年度後半に現地調査を実施し、入手困難な文献の購入・複写、文書館の未公開資料の探索、政党関係者へのインタビューなどを実施した。研究代表者は今年度は、スロヴァキアでの協力研究者が在外研究中で不在であったため、本科研費用による本格的な調査は次年度に先送りしたが、現地調査を行う別の機会を得ることができ、文献探索、政党関係者へのインタヴューを行った。研究分担者の藤嶋はルーマニアの地方を含め、政党関係者に広くインタヴューを実施し、議会における政党の活動及び、半大統領制の下における大統領と政党の関係についての調査を行った。これらの実地調査に加え、各参加者は、理論動向の検討と、分析枠組の精密化のための検討を行った。研究代表者の中田は、平成23年度に刊行した著書『農民と労働者の民主主義』の中で、議会内部の政党間関係、決定過程の叙述分析を行うとともに、その型と民主制の型の関係について理論的考察を行った。また、政党政治とジェンダー政策過程を扱った二つの論文で、チェコの具体例について考察した。さらに、近年の議会研究の動向についてサーベイし、「中東欧議会における法案制定過程」として、科研研究会にて報告した。研究分担者の藤嶋は、半大統領制における大統領と議会の関係の分類について理論的に考察し、ルーマニアについての事例研究をまとめ、科研研究会にて「ルーマニアにおける半大統領制と民主制の型」の報告を行った。研究分担者の成廣孝は、政党システムについての計量的手法を用いた分析を行い、「有権者の中の政党システム:ヨーロッパ四ヶ国の分析」『岡山大学法学会雑誌』第61巻第2号,267-302頁を発表した。本研究では、東中欧のチェコとスロヴァキア、旧東ドイツ、南東欧のルーマニアとブルガリア、に関し、政策形成過程における政党間関係に焦点をあて、計量的分析と個別事例の過程分析という複数の研究手法を組み合わせて比較研究を行うことを目指している。そのうち、初年度に目標としていた、政策形成過程における個別事例研究は、文献資料収集と政党へのインタビューを通じておおむね順調に進展している。ルーマニア、チェコ、スロヴァキアでは、内実に分け入った調査結果を得ることができた。今年度から開始した旧東独の調査については、文献を中心に調査が進んでいる。また、議会、政党に関わるデータの収集もチェコ、スロヴァキア、ルーマニア、ブルガリアの4カ国について進めることができた。但し、ブルガリアについての現地調査が課題として残された。分析枠組みの構築については、先行研究における議会研究の手法の検討を経て、独自枠組みの構築に向かって手がかりをつかむことができた。まず、半大統領制のもとでの大統領と議会の関係については、大統領の権限を4種に分け、それぞれを点数化して示すことで、半大統領制分析の画期的な分析枠組みを得、それを応用して、ルーマニアの執行権、議会関係を分析する報告を、比較政治学会及びロシア・東欧史学会で行い、そこでのフィードバックを反映し、論文をまとめることができた。また、戦後東西ヨーロッパを俯瞰する、政党間関係と社会の変容についての理論的考察を進めた結果、東・中欧の政党間関係と、議会の在り方をその中で位置づける作業ができた。残された課題としては、本研究のウェブサイトの立ち上げである。
ラン色細菌の水素生産性向上に向けたニトロゲナーゼの改良

窒素固定酵素ニトロゲナーゼ(N_2ase)は、窒素固定反応に付随して必然的に水素を発生する(N_2+8e^-+8H^++16ATP→2NH_3+H_2+16ADP+6Pi)。窒素固定するラン色細菌のN_2aseと光合成反応を利用して、水素を光生物的に生産することを目指し、水素生産性向上に向けた遺伝子工学的改良を行った。これまでに、Nostoc sp. PCC7120株で水素再吸収を抑制したヒドロゲナーゼ(H_2ase)遺伝子破壊株ΔhupL、ΔhupL/ΔhoxH株を作製し、水素生産活性が野性株の約4-7倍増大するという成果を得た。しかし、高活性時期が10時間程度しか持続しないという問題があったため、活性持続性の改善を目的として、N_2ase活性中心配位子ホモクエン酸の役割に着目し遺伝子改変を行った。ホモクエン酸はN_2ase活性中心FeMo-cofactorに配位し、従属栄養細菌Klebsiellaでは、ホモクエン酸合成酵素遺伝子nifVを破壊するとN_2aseの窒素固定活性は大幅に低下するが、水素生産性が増大する。N_2aseの窒素固定能が相対的に低下すれば、成長のための窒素栄養の要求性がより長く持続し、結果的に、N_2aseによる水素生産の高活性が持続するようになると期待されるNostoc sp. PCC7120株は、2つのnifV遺伝子(nifV1、nifV2)を持つ。野生株とΔhupL株を親株として、その一方または両方の遺伝子を破壊した6種の変異株を作製したところ、いずれの破壊株も窒素固定能は低下し、ヘテロシスト出現頻度も親株よりも高い頻度がより長く持続していた。ΔhupL/ΔnifV1株では、水素生産の高活性が親株ΔhupL株と比べてより長く持続し、カルチャー当たりの水素生産性が窒素飢餓培地移行後5日目まで増加し続け、N_2ガス気相下で親株よりも約2倍増大した。ノーザンブロットとgfpレポーターを利用した遺伝子発現解析から、nifV1遺伝子は窒素飢餓条件下でN_2aseが局在するヘテロシスト内で特異的に発現が誘導され、一方、nifV2遺伝子は窒素化合物存在下でも発現しており、窒素飢餓条件下で発現量が低下した。このことから、nifV1遺伝子破壊株では、ヘテロシスト内のホモクエン酸濃度が低下している可能性が考えられた。窒素固定酵素ニトロゲナーゼは、反応の必然的副産物として水素を発生するので、ラン色細菌のニトロゲナーゼ反応を利用した光生物的水素生産により、莫大な太陽光をエネルギー源とし、再生可能な水素エネルギーを生産することを目指している。本研究は、ゲノム情報を利用できるAnabaena PCC7120をモデル生物として、遺伝工学的に改変し、水素生産に及ぼす効果を検討しつつ次第に改良を進めていく戦略の基に研究を行っている。発生した水素を再吸収する可能性のある2種のヒドロゲナーゼ遺伝子の一方および両方を破壊したところ、取込み型破壊株(ΔhupL)では、野性株に比べ水素生産の最大活性がアルゴン気相下で4-7倍に増大し、吸収可視光の水素への最大エネルギー変換効率は最大値で約1.0-1.6%であった。しかし、(1)変換効率がまだ不十分、(2)最大活性が持続しない、(3)高光強度下での効率低下という問題があることがわかった。次に、これらを解決しさらなる改良を目指してΔhupL株を基に、ニトロゲナーゼ関連酵素遺伝子を改変した。ニトロゲナーゼのMoFe_7S_9活性中心クラスターにはホモクエン酸が配位し、他生物では、ホモクエン酸合成酵素NifVの遺伝子を破壊すると窒素固定の効率が下がり、水素生産へ向かう電子配分比率が増加すると報告されている。nifV遺伝子破壊により、水素生産が増大し同時に窒素固定効率の低下により窒素源供給量が不足するので、水素生産活性も持続するようになると考え、Anabaena PCC7120の2コピーあるnifV遺伝子の一方または両方の破壊株を計3株作製した。その一株は、ΔhupL株と比べ水素生産の最大活性がアルゴン気相下で約2倍増大し、窒素ガスを含む気相下ではさらに顕著に増大した。窒素固定酵素ニトロゲナーゼ(N_2ase)は、N_2固定反応の副産物として必ず水素を発生する(N_2+8e^-+8H^++16ATP→2NH_3+H_2+16ADP+6Pi)。われわれは、ラン色細菌のN_2固定と光合成反応を利用して、莫大な太陽光をエネルギー源とし、再生可能な水素を生産することを提案している。これまでに、ゲノム情報を利用できるAnabaena PCC 7120をモデル生物とし、発生した水素の再吸収に働き生産の妨害になると考えられる取込み型ヒドロゲナーゼの遺伝子破壊株(ΔhupL)を作製し、水素生産の最大活性がアルゴン気相下で野性株に比べ4-7倍に増大することを示した。しかし、N_2aseからの還元力の大部分(6e^-/8e^-)はN_2固定に使われるため、水素生産の効率がまだ十分でない。したがって、N_2ase反応における電子配分比率(水素生産とN_2固定の比)を水素生産の方へ増加させれば、水素生産性がさらに向上し、同時にN_2固定効率の低下により窒素源供給量が不足するので、高い水素生産活性も持続するようになると考えられる。

Klebsiella pneumoniaeにおいて、N_2aseの活性中心クラスター(FeMo cluster)に配位するホモクエン酸の合成酵素NifVの遺伝子破壊株では、N_2固定は大幅に低下し水素生産への電子配分比率が増加すると報告されている。本研究では、Anabaena PCC 7120において2つあるnifV遺伝子(nifV1、nifV2)の一方または両方を破壊した株を野生株とΔhupL株から作製した。それらの株のアルゴンおよびN_2気相下での水素生産性を調べたところ、ΔhupL/ΔnifV1株は、親株であるΔhupL株と比べ水素生産活性が増大し、特にN_2気相下ではアルゴン気相下よりも顕著に増大した。さらにΔhupL株よりも高い活性が持続していた。これらの結果から、nifV1破壊株のN_2aseでは、水素生産の方へ電子配分比率が増加していることが示唆された。また、nifV1とnifV2遺伝子の発現をノーザンプロットおよびGFP蛍光により調べたところ、それぞれの発現の時期、局在、強度が異なり、nifV1破壊株(nifV2は持つ)では、N_2aseに配位するホモクエン酸の濃度が低下していることが示唆された。窒素固定酵素ニトロゲナーゼ(N_2ase)は、窒素固定反応に付随して必然的に水素を発生する(N_2+8e^-+8H^++16ATP→2NH_3+H_2+16ADP+6Pi)。窒素固定するラン色細菌のN_2aseと光合成反応を利用して、水素を光生物的に生産することを目指し、水素生産性向上に向けた遺伝子工学的改良を行った。これまでに、Nostoc sp. PCC7120株で水素再吸収を抑制したヒドロゲナーゼ(H_2ase)遺伝子破壊株ΔhupL、ΔhupL/ΔhoxH株を作製し、水素生産活性が野性株の約4-7倍増大するという成果を得た。しかし、高活性時期が10時間程度しか持続しないという問題があったため、活性持続性の改善を目的として、N_2ase活性中心配位子ホモクエン酸の役割に着目し遺伝子改変を行った。ホモクエン酸はN_2ase活性中心FeMo-cofactorに配位し、従属栄養細菌Klebsiellaでは、ホモクエン酸合成酵素遺伝子nifVを破壊するとN_2aseの窒素固定活性は大幅に低下するが、水素生産性が増大する。N_2aseの窒素固定能が相対的に低下すれば、成長のための窒素栄養の要求性がより長く持続し、結果的に、N_2aseによる水素生産の高活性が持続するようになると期待されるNostoc sp. PCC7120株は、2つのnifV遺伝子(nifV1、nifV2)を持つ。野生株とΔhupL株を親株として、その一方または両方の遺伝子を破壊した6種の変異株を作製したところ、いずれの破壊株も窒素固定能は低下し、ヘテロシスト出現頻度も親株よりも高い頻度がより長く持続していた。ΔhupL/ΔnifV1株では、水素生産の高活性が親株ΔhupL株と比べてより長く持続し、カルチャー当たりの水素生産性が窒素飢餓培地移行後5日目まで増加し続け、N_2ガス気相下で親株よりも約2倍増大した。ノーザンブロットとgfpレポーターを利用した遺伝子発現解析から、nifV1遺伝子は窒素飢餓条件下でN_2aseが局在するヘテロシスト内で特異的に発現が誘導され、一方、nifV2遺伝子は窒素化合物存在下でも発現しており、窒素飢餓条件下で発現量が低下した。このことから、nifV1遺伝子破壊株では、ヘテロシスト内のホモクエン酸濃度が低下している可能性が考えられた。
振動分光法を用いた有機半導体薄膜の化学ドーピングの解明

有機デバイスに応用される有機半導体の多くは"無ドープ"の状態で用いられ,基本的には有機材料内にキャリアは存在しておらず,電極からのキャリア注入によってp及びn型といった電気的特性が決定されると考えられている.これは不純物ドーピングによってキャリアを厳密に制御できる無機半導体と大きく異なる.キャリア注入による電気的特性の制御は,一般に電極材料や有機半導体を替えることで行われる.キャリア密度や有機半導体の電子構造のより直接的な制御,特にキャリア注入では実現しにくい領域までキャリア密度を高めるためには,不純物を有機半導体の中に注入してキャリアを発生させる化学ドーピングが有効である.そこで本研究では,赤外・ラマン分光を用いて,代表的な有機半導体であるペンタセンに対してドーピング時の化学的相互作用を解明することを試みた.今回、FeCl_3やテトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F4TCNQ)といった電子受容体をドープし、ペンタセンのp型ドーピングを試みた。ラマンスペクトルからFeCl_3のドーピングでは,ドーピング量の増加に伴い,ペンタセンの一価及び二価カチオンを確認できた.ただし二価カチオンは大気中ではペンタセンキノンに変化してしまう.一方, F_4TCNQをドーピングすると一価カチオンでは説明できないバンドが観測され,またF_4TCNQ自身もアニオンではないスペクトルが観測された・ペンタセンとF_4TCNQでは混合原子価のような状態を形成する可能性がある.有機デバイスに応用される有機半導体の多くは"無ドープ"の状態で用いられ,基本的には有機材料内にキャリアは存在しておらず,電極からのキャリア注入によってp及びn型といった電気的特性が決定されると考えられている.これは不純物ドーピングによってキャリアを厳密に制御できる無機半導体と大きく異なる.キャリア注入による電気的特性の制御は,一般に電極材料や有機半導体を替えることで行われる.キャリア密度や有機半導体の電子構造のより直接的な制御,特にキャリア注入では実現しにくい領域までキャリア密度を高めるためには,不純物を有機半導体の中に注入してキャリアを発生させる化学ドーピングが有効である.そこで本研究では,赤外・ラマン分光を用いて,代表的な有機半導体であるペンタセンに対してドーピング時の化学的相互作用を解明することを試みた.今回、FeCl_3やテトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F4TCNQ)といった電子受容体をドープし、ペンタセンのp型ドーピングを試みた。ラマンスペクトルからFeCl_3のドーピングでは,ドーピング量の増加に伴い,ペンタセンの一価及び二価カチオンを確認できた.ただし二価カチオンは大気中ではペンタセンキノンに変化してしまう.一方, F_4TCNQをドーピングすると一価カチオンでは説明できないバンドが観測され,またF_4TCNQ自身もアニオンではないスペクトルが観測された・ペンタセンとF_4TCNQでは混合原子価のような状態を形成する可能性がある.
サブグループ特異的運動神経細胞死におけるHox遺伝子の関与の解明

本研究で得られたおもな所見は以下の通り。(1)鳥類胚の頚髄で発生早期に起こる細胞死において、HoxC5とHoxC6発現の吻側端は、それぞれ、細胞死領域の吻側および尾側境界とよく一致する。(2)ホックス遺伝子と協働するFoxP1遺伝子が、細胞死を起こす細胞群に発現する。しかし、その機能的意義について期間内の解明には至らなかった(3)鳥類の頚髄には脳幹の鰓弓性運動神経に相当する神経群が存在する。この細胞群は、特異的な転写因子のPhox2bを発現するので、細胞死を起こす細胞群とは区別される。これまで、発生早期の鳥類胚の頚髄に特異的に起こる運動神経細胞死において、死ぬ細胞はLimホメオドメイン転写因子の一つのLim3を一旦発現するもののその後発現が消失する特定の運動神経サブグループであることを明らかにしてきた。同様の転写因子発現パタンを示す運動神経サブグループは他の脊髄レベルでも見られることから、死ぬ細胞の決定にはさらに吻尾軸における位置情報が重要な働きをすると考えられる。そこで、本研究では、吻尾軸におけるidentityの決定に関わるHox遺伝子の関与を調べるため、Hox遺伝子と共同して働き、運動神経細胞の部位特異的な分化に関わることが知られているForkhead domain転写因子の一つのFoxp1の発現について詳細に検討した。Foxp1は、細胞死が起こる直前の時期ではLim3の発現と相補的な発現パタンを示し、細胞死の進行とともに発現細胞数は減少し、細胞死が完了した時期には発現細胞は認められなくなった。また、細胞死の初期段階にある細胞における共存を調べたところほぼ全ての細胞においてFoxp1が陽性であった。これらの結果は、死ぬ細胞の決定や細胞死の開始の機序にFoxp1が関与している可能性を示唆するものである。さらに、Foxp1の機能や共同して働くHox遺伝子について、in situ hybridizatlon法を用いて検索を進めたところ、細胞死が認められる範囲全域においてHoxC5の発現も認められることが明らかとなった。このことは、HoxC5が細胞死決定の因子であるための必要条件を満たすものと考えられる。今後、さらにほかのHox遺伝子の発現を調べたり、機能阻害実験などを通して解明を進める予定である。本研究では、鳥類胚の頚髄で細胞死を起こして消えてしまう細胞群におけるHox遺伝子群の発現パタンを明らかにし、その結果、細胞死を起こす転写因子の組合せが明らかになれば、それらの転写因子の細胞死決定における役割について、遺伝子強制発現や発現抑制の手法を用いて検索することを目的としている。平成21年度の研究から、細胞死を起こす群には、Hox遺伝子と協働して働き、部位特異的な運動神経サブグループの分化を担うことが知られているFox p 1が発現していることが明らかとなった。また、Hox遺伝子の内、Hoxc5、Hoxa3,Hoxa5は少なくとも細胞死を起こす部位において発現していることが明らかとなった。しかし、これらの発現範囲は細胞死のおこる範囲より広く、その発現が直接細胞死の決定に関わることを示す必要条件は満たされているものの十分条件ではなく、他の遺伝子群の関与も示唆される結果となった。そこで、検索の範囲を広げ、さらにHoxc6の発現についてのin situ hybridization法で検討を行ったところ、細胞死が起こる領域の尾側の境界にほぼ一致してHoxc6が発現していることが明らかとなり、この遺伝子の発現が細胞死を起こさない領域を決める因子であることを示唆する結果が得られた。そこで、さらに厳密な検討行うため、Hoxタンパク質に対する特異的抗体作成を開始し、いくつかの抗体を得られた。今後、これらの抗体を駆使し、細胞死を起こす細胞内での各Hoxタンパクの発現について詳細な解析、さらにFoxp1や各Hox遺伝子の機能阻害および強制発現系を作成し、機能阻害実験や強制発現実験を行う予定としている。頚髄の特定の運動神経サブグループに特異的に起こる神経細胞死に関わるHox遺伝子を明らかにするために、Hoxc5、Hoxc6に対するウサギおよびモルモット抗体を作成し、運動神経のサブグループを特定するマーカー分子群や細胞死特異的マーカー群との多重免疫染色法を用いて、細胞内の共存関係について検索を行った。また、Hox遺伝子群と共同して働くFoxp1の機能を阻害するウイルスベクタを作成し、機能阻害実験を行った。Hoxc5の脊髄における発現は延髄と頚髄との境界付近から認められ、下方に向かうにつれ多くの運動神経に発現が認められるようになる。一方、細胞死はニワトリのC2セグメントより下方で起こるが、その始まるレベルに一致して、細胞死を起こすLim3(-)の運動神経細胞群内にHoxc5の発現が認められた。また、細胞死マーカーとの共存も確認された。以上の結果はHoxc5の発現が起こることと細胞死との間に関連のあることを示唆する。

Hoxc6は頚髄下部で発現が始まり、C13レベルで、細胞死を起こすLim3(-)群での発現が増える。細胞死はC13レベル付近まで認められることから、Hoxc6の発現は細胞死が認められる領域の尾側端に一致している可能性が示された。今後、強制発現実験などで機能の解明を目指す予定である。他にHoxa3、Hoxa5に対する抗体の作成にも成功したが、解析は現在進行中である。Foxp1の機能阻害実験では、Foxp1にengrailedのサプレッサー領域を付加したコンストラクトをレトロウイルスベクターのプラスミドに組み込んだものを作成し、電気穿孔法で頚髄に注入し、細胞死の数に変化があるか確かめた。細胞死数の計数を行ったが、安定した結果が得られず、今後導入条件の再検討を行う予定としている。
中枢性肺水腫の発生メカニズムと麻酔薬、麻酔深度の効果

中枢性肺水腫の発生機序については、圧透過型か透過性亢進型かをめぐり論議が続いている。前者は脳虚血等で体血管低抗が急激に上昇し肺循環系に血液が移行することによると考えるもので、後者は肺毛細管透過性が亢進し肺水腫を発生すると考えるものである。すなわち、体循環系と肺循環系に同時に変化がみられることが研究を複雑にしている因子である。著者らは、肺循環系と体循環系を独立に操作できるモデルを犬を用いて作成した。肺循環系と体循環系とは心肺神経を介してのみ交流できるようにした。このモデルを用いて、脳への灌流を突然中止した場合の肺水腫発生の有無を肺血管外水分量等の測定により検討した。肺循環系の静水圧は全過程を通して一定圧に保った。この結果、心肺神経を切断した群では心肺神経を温存した群に比べ肺血管外水分量が著しく少なく、貯血槽の血液喪失量も少ないことが判明した。すなわち、中枢性肺水腫の機序の一つとして心肺神経を介した透過性亢進が示唆された。次に、中枢性肺水腫の抑制実験として、麻酔薬や迷走神経の影響をフィブリン肺水腫モデルを作成して検討した。このモデルはラット脳大槽内にフィブリンを注入することにより中枢性肺水腫を発生させるものである。麻酔薬としてペントバルビタールを用い、少量および大量使用群に分けた。迷走神経は無処置、アトロピン投与および迷走神経切断群に分けた。各群でのフィブリン肺水腫の程度を肺乾湿重量比を測定することにより観察した。その結果、深麻酔群では浅麻酔群に比べて肺水分量の減少がみられた。迷走神経切断による肺水分量増加は、浅麻酔群で観察されたが深麻酔群ではみられなかった。この実験から、麻酔深度および迷走神経が中枢性肺水腫の発生に影響を及ぼすことが示唆された。麻酔薬の種類による影響、動物種差の影響、肺水腫のメディエータ等の問題については今後の研究が必要な分野であろう。1.25頭の雑種成犬のうち, 5頭をコントロール群, 5頭をヒスタミン投与群(100μg/min), 15頭をセロトニン投与(100μg/min)群とし,肺動脈幹と右心房にカニューラを挿入したのち,まず右心バイパス標本を作成した.つづいて,左心房にカニューラを挿入して脱血を行い,肺潅流標本とした.左心房から導いた血液の貯留するリザーバーを上下することにより肺水腫発生効果を調べた.リザーバー内血液レベルの変化による肺水腫発生効果においては,左心房圧から, 10, 15cmと上昇するにつれ各群ともリザーバーレベルの低下傾向を示したが,セロトニン群,ヒスタミン群では,それぞれ左心房圧上昇とともに有意のリザーバーレベルの減少を示した.また,各群間での比較では,ヒスタミン群,セロトニン群で各左心房圧レベルで,コントロール群と比較し,有意に大きなレベルの減少をおこし,特にセロトニン群で著しかった.2.セロトニン投与群をケタンセリンで前処置したものでメチセルジトで前処置したものに分け,それらの効果を調べた.メチセルジド群で肺水腫の発生はほぼ完全に抑制されたが,ケタンセリンではまったく抑制されず, Si受容体が肺水腫発生に関与していることが推測された.3.大腿動脈から送血し,右心房から脱血する体循環を上記の肺循環と併行して行い,気管支動脈系を介する両循環の交通を調べた.開始に伴い,体循環系から肺循環系への急速な血液の移行がみられた.またそれは,左心房圧に全く依存していた.4.両側の星状神経節を切断して,上記の両循環を行った.星状神経節を切断すると,体循環から肺循環への血液移行は急速に増加し,気管支動脈の血流調節に交感神経系が関与し,しかも,血流を抑制的に制御していることが示唆された.中枢性肺水腫の発生機序については、圧透過型か透過性亢進型かをめぐり論議が続いている。

麻酔薬としてペントバルビタールを用い、少量および大量使用群に分けた。迷走神経は無処置、アトロピン投与および迷走神経切断群に分けた。各群でのフィブリン肺水腫の程度を肺乾湿重量比を測定することにより観察した。その結果、深麻酔群では浅麻酔群に比べて肺水分量の減少がみられた。迷走神経切断による肺水分量増加は、浅麻酔群で観察されたが深麻酔群ではみられなかった。この実験から、麻酔深度および迷走神経が中枢性肺水腫の発生に影響を及ぼすことが示唆された。麻酔薬の種類による影響、動物種差の影響、肺水腫のメディエータ等の問題については今後の研究が必要な分野であろう。1.体循環と肺循環をそれぞれ独立に、また血圧を一定にして体外循環させることにより、気管支循環を移行する血液量、およびその速度を調べた。2.体循環から肺循環への血液移行は、肺血管内圧を徐々に増大させることにより、2相性に変化することがわかった。3.この血液移行について人工呼吸の影響を調べた。その結果、PEEPを付加することによっても、体循環から肺循環への血液移行には影響がないことがわかった。4.このモデルにおいて、肺循環系にセロトニンを投与した。胸管よりリンパ液を採取することにより、血管透過性が亢進しているかどうかを調べた。セロトニンは、リンパ液タンパク含量を増加させ、血管透過性を亢進させた。更に、【S_2】ブロッカであるケタンセリンを投与すると、肺水腫は抑制される傾向にあった。【S_1】+【S_2】ブロッカーであるメチセルシトを投与すると、静水圧性および血管透過性亢進による肺水腫は抑制された。5.血管透過性亢進の判定についての方法が確立されたので、体循環と肺循環を併行して灌流させ、体循環系の圧および流量を低下させることにより中枢神経系を虚血または低酸素にさらすことが、次の目標である。この際、いわゆる中枢性肺水腫が「permeability nerve」の存在を介するかどうかを判定しうるステップとなる。更に肺および心蔵を支配する神経を切断した場合としない場合において肺水腫発生時期および程度を調べる。麻酔薬としてバルビツレイトを用いた時とハロセンを用いた時、あるいは麻薬を用いた時、さらに神経切断の有無を組み合わせた時に肺水腫発生の時期と程度が修飾を受けるかどうか調べる計画である。中枢性肺水腫の発生原因としては、頭蓋内圧亢進、脳虚血、脳低酸素症に起因する遠心性刺激が迷走神経等を介して肺毛細管や肺胞に影響を及ぼすことが考えられている。著者らの施設では肺循環系と体循環系および気管支循環系を別個に操作できるモデルを作成し、気管支循環系が中枢性肺水腫の発生に大きく関与しているのではないかとの印象をもってきた。しかし、いまだに中枢性肺水腫の詳細な標的器官やメディエータについては不明な点が多い。本年度の研究成果として、著者らは中枢性肺水腫モデルとしてフィブリン肺水腫をラットで作成することにより、麻酔深度、迷走神経系の影響を観察しえた。すなわち、72匹のラットに麻酔をかけ、気管切開を行った。これらを、麻酔薬投与量の多少、迷走神経遮断処置(無処置、アトロピン投与、迷走神経切断)により群分けし、フィブリンを大槽内へ注入することにより出現する肺水分量(肺乾湿重量比)の変化を観察した。その結果、深麻酔では浅麻酔に比べて肺水分量の軽減がみられた。迷走神経遮断による肺水分量増加効果は深麻酔では観察されず、浅麻酔時には有意であった。この実験から、麻酔深度が中枢性肺水腫の発生に及ぼす効果が示唆された。次に、体外循環モデルを用いて肺水腫発生機序を研究するに際して、灌流液の二酸化炭素(CO_2)濃度が肺水分量に影響を与えることが知られている。
ヒトとチンパンジーにおける社会性の基盤としての同調行動に関する比較認知科学的研究

合唱やダンスといった声や体の動きを他者と合わせるリズム同調は、ヒトが社会的なつながりを強める際に一般的に用いられる。本研究では、ヒトとチンパンジーを対象に社会性の基盤としてのリズム同調のメカニズムについて、実験的に検討した。その結果、タッピングといったリズム運動を行っている際に、ヒトと同様にチンパンジーも自発的に動きのタイミングを外部のリズム音にあわせる傾向があることがわかった。さらに、聴覚刺激はリズム運動そのものを誘発することもあきらかになった。こうした類似性がある一方で、チンパンジーには反応に性差があり、またヒトの方が聴覚刺激の時間特性に対する感受性が高い等種差もみられた。本年度は、ヒトとチンパンジーを対象に、物理的・社会的リズム刺激に対する同調行動の特性について実験的に検討した。実験ブースから被験体が手を伸ばし、電子キーボードをタッピングできるような状況を用いて、自発的な速さでタッピングを行っている間に、様々な物理的特性(自発的テンポに近い速さ、強いビート)や社会的特性(ヒト実験者の動き)のリズムを提示することで、ヒトとチンパンジーがどのような特性の外部リズムに対して、より強く「引き込まれる」のかを調べた。実験の結果、ヒトもチンパンジーも自分の自発的なテンポに近い速さの音刺激が提示された場合に、より強くタッピングが引き込まれることがわかった。アクセントを加えた複雑なリズムに対しても同様の傾向が確認された。さらに、アクセントが加わった音刺激に対しては、タッピング課題以外の場面でも体の動きに影響を与える様子が観察された。これらのことから、ヒトが強く引き込まれる特徴をもつリズムは、チンパンジーにもある程度同様の効果をもたらすことが示唆される。社会的リズム(ヒト実験者のタッピング)についても、自発的に引き込まれる傾向があるのかどうか実験を行った。分析に関してはまだ途中段階だが、音のリズムのみ提示した場合と比べて、タッピングと刺激のオンセットの関係性が異なることが予測される。今後、別の視覚的リズム(光や物体の動き等)に対する反応と比較することにより、社会的リズム刺激がタッピングのタイミングに与える影響について更に検討をすすめる。本年度は、外部のリズムに対する自然な反応について、検討した。前年度までの実験では、タッピングといった反復運動を既に行わせている状態で、リズム刺激を提示し、その運動のタイミングが受ける影響を調べていたが、今年度はチンパンジーを対象に、そうした運動時以外の自然な状態での物理的・社会的リズムに対する反応を調べた。実験室において、静止時に様々な種類のリズム刺激を提示し、反応をビデオにより記録し分析を行った結果、特に反復運動を行っていない状態でも、チンパンジーも音のリズム刺激により運動が誘発されることがわかった。単純なリズム音よりも、複雑なリズムの方がより動きが誘発され、持続時間が長いこともわかった。刺激によって誘発された運動は、チンパンジーがディスプレイ時に見せるロッキング等の体の動きに類似していることから、生物的な身体制約が動きの種類に関係していると思われる。また、主にメス個体よりもオス個体の方が、反応強度が強かったことから、チンパンジーにおけるリズムへの感受性にはヒトには見られない性差が存在する可能性が示唆された。社会的な刺激(ヒト実験者の反復運等)の場合でも類似した効果が観察されているため、今後効果をさらに比較する。また、発声や覚醒度の上昇など、リズム刺激の提示は情動状態に対しても影響をおよぼす事が示唆された。リズム刺激によって誘発された反応速度がどの程度刺激速度と相関しているのかについては、現在分析中であるが、持続時間については、リズム刺激に含まれる複雑さが、ある程度関係していると考えられる。研究を行っている施設では、現在繁殖計画が行われており、メス個体の発情状況によってオスのチンパンジーのデータの収集が遅れることがあったが、想定内の範囲であり、そうした生理リズムを考慮して実験計画を修正しながら研究を継続している。本年度は、チンパンジーを対象にまずリズム音を提示した際の自発的なリズム運動の分析を行った。本年度は、リズム音の速さ、リズムの種類(ランダムなリズムを含む)、音質を操作することにより、自然な身体運動におけるリズム音の影響をしらべた。また、誘発される動きについても、ビデオ記録により分析を行った。その結果、身体運動の誘発は、ランダムな音刺激でも誘発される事がわかった。ただし、誘発された動きの速さは、提示したリズム音の速さが影響を与えており、運動時にも聴覚刺激の影響受ける事が示唆された。オス個体のほうがメス個体よりも反応強度が大きく、リズム運動の持続時間、および頻度はオス個体のほうが多く見られた。また、誘発された動きについても、オス個体は全身を使ったリズム運動が誘発されたのに対して、ほとんどのメス個体は手や足の部分的な動きの誘発にとどまった。これらのことから、聴覚のリズム音が自発的なリズム運動を誘発するメカニズムは、ヒトとチンパンジーの共通祖先の段階で既に獲得されていたが、性別による反応の違いはその後チンパンジーが独自に獲得したものと推測される。さらに、チンパンジーを対象に音声コミュニケーションにおける時系列的な特徴を調べるために、他個体の音声と環境音の提示されるタイミングが音源定位に与える影響についても調べた。左右どちらかのスピーカーから他個体の音声が聞こえてきた際に、提示された方向のスイッチを押すという音源定位課題の文脈で、妨害刺激として環境音を様々なタイミングで提示した。

その結果、他個体の音声と環境音が500msの間隔で提示された場合は、定位が困難になる傾向が見られた。ヒトでの先行研究では、この程度の時間間隔で提示された妨害刺激には影響を受けないことが知られており、ヒトに比べてチンパンジーは一定時間内に様々な方向からの音源を定位することが比較的困難であることが示唆される。合唱やダンスといった声や体の動きを他者と合わせるリズム同調は、ヒトが社会的なつながりを強める際に一般的に用いられる。本研究では、ヒトとチンパンジーを対象に社会性の基盤としてのリズム同調のメカニズムについて、実験的に検討した。その結果、タッピングといったリズム運動を行っている際に、ヒトと同様にチンパンジーも自発的に動きのタイミングを外部のリズム音にあわせる傾向があることがわかった。さらに、聴覚刺激はリズム運動そのものを誘発することもあきらかになった。こうした類似性がある一方で、チンパンジーには反応に性差があり、またヒトの方が聴覚刺激の時間特性に対する感受性が高い等種差もみられた。当初予定していた物理的・社会的リズム刺激に対する同調行動に関する実験じたいは、ほぼ完了しており、その一部(自発的リズムに近い速度の音刺激に対する反応)についても国際誌へ結果を投稿している。また、国内・国際学会において、結果の発表も行った。社会的リズム刺激についての実験結果については、一部分析が終えられていないが、今年度早いうちにそうした分析も完了できる見通しである。今後は、自然な相互交渉下で用いられるコミュニケーションの時間的随伴性およびリズム特性を調べる。具体的には、チンパンジーを対象に、日常の飼育場面で観察されるパントフート等の発声とそれに対する他個体からの応答を記録し、発声が生成された時間と、応答があった時間の間隔を分析する。それらのデータと、ヒトの大人および母子間の会話を分析した先行研究とを比較し、ヒトとチンパンジーにおいて個体間のシグナルを送り合う時間的随伴性を比較する。また、ビデオ記録を用いて、発声個体とそれに応答した個体についての社会的関係がどのように影響するのかも分析する。社会関係の強さについては、(A)最も空間的に近い場所に滞在していた個体(nearest neighbor)、(B)グルーミングの頻度、(C)食物のやり取り等を分析し、それらをもとに判定する。さらに、各個体のパントフートを録音し、プレイバック実験を行うことで、実際に強い関係形成をもつ個体が特定のリズムで応答するのかについて実験的にも検討する。また、ヒトを対象に、発話や身振りを記録した後にお互いに対する印象評定をしてもらい、実験中に見られたお互いのリズム同調が印象評定に影響をあたえるかを調べる。比較認知科学今後は、自然な状況で行われる相互的な(turn-taking)コミュニケーションにおいて、時間的随伴性がヒトとチンパンジーでどの程度共通してみられるのか、相違点を明らかにする予定である。具体的には、チンパンジーについては飼育環境下でみられるパントフートや挨拶行動を記録し、それに対する応答のタイミングを調べ、ヒトで既に明らかにされてきた大人間や母子間の会話の時間的随伴性と比較する。
癌遺伝子治療のための新たな遺伝子発現増幅系の開発

癌に対する遺伝子治療の効果を高める目的で導入した遺伝子の発現増幅系の開発を行い、担癌マウスモデルでその効果を検証した。遺伝子発現増幅系としてセムリキ森林ウイルス(SFV)のレプリケースによる導入遺伝子の増幅を試みた。RNAを試験管内で合成して導入すると増幅がおこったが、plasmid DNAの形で導入してもBHK-21細胞以外の細胞では増幅がおこらなかった。次にクロマチンレベルでの転写制御をさらに増強させるためヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の阻害剤を併用した導入遺伝子発現の増強系について研究を展開した。藤澤製薬の抗癌剤FR901228はHDAC阻害剤としてはたらき、遺伝子発現を増強できる。LacZ,Luciferase遺伝子をマウスメラノーマ細胞B16-F1導入してFR901228をかけると100nMで遺伝子発現を50倍増強できた。NIH3T3細胞では5000倍の増強があった。この増強はFR901228の量に依存して転写レベルでおこり、導入遺伝子が染色体外にあっても染色体に組み込まれていても同様におこった。またDNA microarrayを用いた検索から内在性の遺伝子の0.8%しかは発現が亢進せず、その増強も4倍以下であった。そこでマウスメラノーマを皮下に接種し、直径が7-8mmになったところでルシフェラーゼ遺伝子とFR901228を導入すると10μgの薬剤量で50倍の遺伝子発現が誘導された。この時の導入はHVJ-cationicliposomeが最も効率がよかった。そこでHSV-tk遺伝子とガンシクロビルを用いた自殺遺伝子治療にFR901228を併用すると劇的に自殺遺伝子治療の効果が増強され、約半数のマウスに完全寛解がおこり、これらマウスは腫瘍の再接種にも抵抗性を示した。
「近代朝鮮少年運動と韓国児童文学成立期の研究」

韓国児童文学の歴史と特質を理解するために、韓国近現代史において重要な意味を持つ民族独立運動および民衆運動と連動していた<少年運動>を研究する。具体的には、3・1独立運動後に東京に渡った朝鮮人留学生たちによって発足された児童文学同人「セクトン会」の活動と、現在に続く韓国の子どもの日(オリニナル)の設立契機となった「天道教少年会」の児童人権運動について実証的研究を行う。