hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子発現の力学的・回路的制御機構の実験・シミュレーションデータ駆動型研究

本研究の目的は、真核生物の遺伝子発現制御に対するDNA動態による「力学的寄与」と、転写ネットワークによる「回路的寄与」を、実験データ解析及び粗視化分子動力学モデルの構築とそのシミュレーションデータ解析により分別し、その役割を明らかにする事である。平成27年度は以下のような研究成果を得た。1)遺伝子発現が活発なユークロマチン領域と発現が抑制されているヘテロクロマチン領域の、核内における物路的な配置制御のメカニズムについて、粗視化分子動力学モデルを用いて考察し、核地震の動的な変形運動が、それらのクロマチン領域の核内分布に大きな寄与を果たす事を見出した。2)DNAの配列に依存した転写制御機能のメカニズムを考察するため、DNA結晶構造解析で観察されるDNAの揺らぎを再現する全原子モデル、そのモデルの動態を再現する粗視化分子モデルを構築した。そしてDNA自身による転写制御機能の実現に重要な寄与を果たす、配列依存的なヌクレオソーム形成・排他性と、DNAの構造と柔軟性との関係を網羅的に考察し、DNAの2本鎖間の揺らぎとヌクレオソーム形成性が、正の相関を示す事を明らかにした。3)遺伝子発現の揺らぎと環境変動に対する発現応答性の関係から、遺伝子発現制御の背景に潜む制御機構を明らかにするため、モデル植物として発現データが系統的に取得されているシロイヌナズナ遺伝子発現データを用い、発現の揺らぎと環境応答性の関係(Noise-Plasticity relation)を考察した。その結果、酵母をに対する先行研究とは大きく異なる性質が、シロイヌナズナでは見られ、それが染色体構造に由来する可能性を提案した。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はまず核内染色体の特徴とそれが置かれている以下の状況に着目し、染色体の核内配置の粗視化動力学モデルを構築した。i)染色体には、DNAと各種タンパク質が凝集した運動性の低いヘテロクロマチン領域と、ほどけて運動性の高いユークロマチン領域の2種類の領域が、DNA配列に沿って交互に局在する。ii)染色体はそのDNAの長さと比べ、非常に短い半径の球状の核に閉じ込められている。ここで、ユークロマチン領域では様々な遺伝子が活発に転写される一方、ヘテロクロマチン領域では遺伝子領域が物理的に閉じられているため、転写は殆ど起こらないと考えられている。転写過程では、様々なタンパク質が染色体にアクセスし、ATP加水分解エネルギーを消費しながら染色体と様々な相互作用をおこなう。よってユークロマチン領域は、転写過程を通じてエネルギーの流れを伴う力学的摂動を受け続け、結果的にヘテロクロマチン領域より高いエネルギー(“温度")の運動状態にあると考えられる。そこで今回、染色体を「“温度"の高い領域と低い領域がそれに沿って周期的に局在する一本の紐」として捉え、その紐が3次元球殻に閉じ込められた際に示す挙動を考察した。そして生物の発生過程で大きく変化する、DNA配列上におけるヘテロクロマチン領域の分布の変化、及び核サイズが、核内染色体の空間分布を決める大きな要因となる事を見出した。また、公共データベース上で公開されているシロイヌナズナ遺伝子発現データを用い、各遺伝子の揺らぎと環境応答の関係を解析した。酵母や大腸菌同様、発現揺らぎと環境応答の間には有意な正の相関が存在する事が示唆された。同時にこの相関の有意性は酵母や大腸菌とやや異なり、遺伝子のプロモーターの性質や遺伝子機能等に強く依存しないという結果も見出された。本研究の目的は、細胞の遺伝子発現制御に対する染色体動態による「力学的寄与」と、転写ネットワークによる「回路的寄与」を、実験データ及び粗視化分子シミュレーションデータに基づく解析により分別し、そのクロストークの様相を明らかにすることである。そしてこれまでに、粗視化分子動力学モデルによる核内染色体動態と構造形成、及びシロイヌナズナ遺伝子発現の揺らぎと環境応答との相関に関する様々な知見を得る事が出来、論文として発表する段階に来ている。

今回用いた粗視化モデルの手法からHi-Cデータをベースとする染色体モデルを構築するのは容易であり、現在分裂酵母について、そのモデルの構築と運動性の解析が進んでいる。また分裂酵母染色体のライブイメージングデータも、現在までに7カ所の特徴的な遺伝子座について終了しており、そこから酵母の細胞分裂間期における核内での染色体構造及び遺伝子空間分布の状態推定、及び状態間背に規則の推定が出来つつある。今後、これらのデータとマイクロアレイデータとの相関を考察する事で、酵母の染色体ダイナミックスの遺伝子発現への寄与が解明されると考えられる。また、シロイヌナズナの遺伝子発現データの解析から、染色体の動態とその相関を推定する事を可能とする道筋が見えつつある。実際、シロイヌナズナの遺伝子発現揺らぎと環境応答性は、染色体構造の変化に大きな影響を受けていると解釈すべきである可能性が、データと数理モデルから示唆されている。研究全体の進行については、実のところ分裂酵母の研究は少し遅れ気味であるが、その分植物の染色体動態研究が速く進行しているため、概ね順調に進行していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。対象)分裂酵母。考察)核内DNAライブイメージングデータ、DNAシミュレーションデータ、網羅的遺伝子発現データに基づく核内動態の状態空間モデル化と、発現制御の解析。内容)分裂酵母において、上記「考察)」で述べたデータに対し、様々な統計的手法、及び当領域メンバーによって開発される手法を用いて、状態空間モデルを構築し、分裂酵母の遺伝子発現制御における力学的-回路的寄与を明らかにする。更に分裂酵母と同様、真核単細胞生物でモデル生物としてよく用いられる出芽酵母との比較も通じて、発現動態の力学的寄与を明らかにする。対象)シロイヌナズナとイネ。考察)網羅的遺伝子発現データ、核内DNA動態シミュレーションデータ、「分裂酵母でのDNA動態の知見」に基づく発現動態の状態空間モデル化と、制御機構の推定。内容)これまでに得られた植物の発現の揺らぎと環境応答性の関係及び染色体内発現相関と、最近公開されたシロイヌナズナのHi-Cデータに基づくDNA動態シミュレーションデータ、及び核内構造が高等生物に近いとされる分裂酵母での知見から、今回のようにライブイメージングデータが不足した状況におけるモデル化手法の考察と、植物の遺伝子制御ネットワークの力学的-回路的寄与の構造・動態推定を行う。また酵母における力学的・回路的な遺伝子制御関係の知見を基に、見た目の転写制御関係から、回路的制御の部分を抽出する。またその結果とHi-Cデータに基づく核内DNA構造シミュレーションのデータを用い、状態空間モデル化を試み、高等植物における遺伝子制御のモデル推定法を構築する。
耳管開放症・耳管閉鎖不全の診断基準・治療ガイドライン作成のための予備調査研究

耳管開放症・耳管閉鎖不全の診断基準・治療ガイドライン作成のための予備調査として記名式アンケート調査を行った。対象の全国1198病院の耳鼻咽喉科にアンケートを送付し回答の上、返信してもらった。回答数は421(35%)であった。耳管開放患者の新患数は月あたり1人が203施設と最多で、耳管開放症患者の通院加療者は0名が172施設と最多であり多くはひと桁の患者数であったが、10名以上の再来患者数がいる施設も33施設もあった。診断は多くの施設で行われているが、治療は特定の施設に集中していると考えられた。耳管開放症を強く疑うおよび疑う症状として、自声強聴、耳閉感、呼吸音の聴取の3つの症状を上げる施設が約90%あった。他に難聴、耳鳴りが続くが15%程と低かった。耳管開放症を疑った場合行っている問診・検査法について尋ねたところ、必ず行うとの回答が多かったのは、急な体重減少の既往、体位による症状の変化の問診、顕微鏡による鼓膜の呼吸動揺の観察であり、逆に行わないのはオトスコープによる話声聴取、ファイバースコープによる鼓膜の呼吸性動揺の観察、耳管機能検査装置による検査であった。よく行う問診・検査はどの施設でも可能なもので、行わないものは限られた施設でしか施工できない検査が占めた。信頼できる所見としては、前述の問診、鼓膜の呼吸性動揺、耳管機能検査またはインピーダンスオージオSRモードでの所見が多数を占めた。耳管開放症の治療とその効果については多数を占める意見が無く、様々な治療が試みられていることが分かった。また症例によって効果に差があるとする意見が多くみられた。耳管開放症の予後については症例により治る例、治らない例があるとする意見が多数を占めた。耳管閉鎖不全に起因する中耳疾患を観察する機会は多くないとする意見が大勢を占めた。また耳管狭窄症が多いという答えであった。
無電解析出プロセスを用いた新型シリコン太陽電池

多結晶シリコン薄膜などの安価な半導体材料に金属超微粒子を無電解析出させることで、高効率かつ低コストな太陽電池を作製することを目的に研究を行った。シリコン半導体上に白金微粒子をその大きさや分布を制御してつけることのできる白金無電解析出浴を開発し、高効率な湿式太陽電池の作製を試みた。昨年度、フッ化水素酸を含む塩化白金酸水溶液に単結晶n型シリコンウェーハを浸すだけで、大きさが80300nmの白金微粒子が約10^8個cm^<-2>2で置換析出することを明らかにし、約9%の光電変換効率を持つ湿式太陽電池の作製に成功した。しかし、析出する白金微粒子数密度のばらつきが大きく、制御性が低かった。あらかじめシリコン電極に塩化白金酸水溶液中で電位パルスを印加して白金の核をつけたものを無電解析出浴に浸したところ、粒子数密度および太陽電池特性の再現性がともに向上した。今年度は、初期析出核の発生を制御して無電解白金析出プロセスの制御性向上を試みた。硝酸酸化によって表面に酸化物膜を形成させたシリコンウェーハを用いて白金の無電解析出を行うと、白金粒子数密度は23x10^7個cm^<-2>と大きく減少したが、そのばらつきは比較的小さくなった。また、無電解析出溶液の組成や温度、あるいはウェーハの浸漬時間を変えることがで粒子の大きさを数十から数百nmの範囲で、数密度を10^710^8個cm^<-2>の範囲で制御して白金微粒子をつけることができた。この時も、適当な条件の範囲内では、ばらつきの小さな再現性の良い結果が得られた。さらに、塩化白金酸を含まない電解質溶液中でシリコン電極に電位パルスを印加したのちに白金の無電解析出を行うと、パルスを印加しなかったものよりも高い数密度で白金粒子が析出することを見いだした。以上の結果は、シリコン表面の結晶欠陥などの準位が白金析出核の生成に関与していることを示している。多結晶シリコン薄膜などの安価な半導体材料に金属超微粒子を無電解析出させることで、高効率かつ低コストな太陽電池を作製することを目的に研究を行っている。今年度は、シリコン半導体上に白金微粒子をその大きさや分布を制御してつけることのできる白金無電解析出浴の開発を試みた。1mmol dm^<-3>の塩化白金酸水溶液に15mmol dm^<-3>のフッ化水素酸を添加しただけの単純な無電解析出浴(浴温313K)に単結晶n型シリコンウェーハを120秒間浸すと、大きさ80300nmの白金微粒子が数密度約7x10^7個cm^<-2>で置換析出した。この電極を白金対極とともに臭化水素酸と臭素からなるレドックス水溶液に浸して湿式太陽電池としたところ、開回路光電圧0.53Vが発生し、光電変換効率9%が得られた。さらに高い変換効率を再現性よく得るために、浴組成や浴温、浸漬時間などの様々な実験条件について検討した。塩化白金酸濃度の増大とともに、白金微粒子の数密度が増大するなどの一定の傾向は見られたものの、それらは実験ごとに大きくばらつき、太陽電池特性の再現性も低かった。そこで、あらかじめシリコン電極に塩化白金酸水溶液中で電位パルスを印加して白金の核をつけたものを無電解析出浴に浸したところ、析出した白金微粒子の数が電析核の数と同程度の2x10^<10>個cm^<-2>に増大するとともに、太陽電池特性の再現性が向上した。このことから、初期析出核の発生過程を制御することが、白金微粒子をよく制御して太陽電池特性を向上させるために重要であることが分かった。今後は、パルス電析以外の簡便な核づけ方法を探索する予定である。

この時も、適当な条件の範囲内では、ばらつきの小さな再現性の良い結果が得られた。さらに、塩化白金酸を含まない電解質溶液中でシリコン電極に電位パルスを印加したのちに白金の無電解析出を行うと、パルスを印加しなかったものよりも高い数密度で白金粒子が析出することを見いだした。以上の結果は、シリコン表面の結晶欠陥などの準位が白金析出核の生成に関与していることを示している。
ドロップジャンプの足部アーチの機能解明とトレーニング、足部装具開発への実践的応用

本研究は、ドロップジャンプにおける足部アーチ機能を解明するために、ドロップジャンプ中の足部アーチ動態を3次元動作分析法で定量する方法を確立して、足部アーチの機能性を下肢関節動作、地面反力との連動性から評価する。さらにドロップジャンプにおける足部保護装具による即時的な足部アーチ制限の影響や、ドロップジャンプの継続的なトレーニングによる足部アーチ機能への効果について検証する。最終的には足部アーチを効率的に機能させる有効な足部トレーニングプログラムや新たな足部保護装具の開発への実践的応用を目指す。
フェリプレシン添加プロピトカインを口腔内投与した場合の循環変動に関する研究

研究)全身麻痺(酸素,笑気,イソフルラン)調節呼吸下の開胸犬を対象にフェリプレシンを投与し,そのときの循環動態の変化を観察した.なお,口腔内投与では安定したデータが得られなかったため,投与方法を静脈内投与に変更し観察した.濃度の違うフェリプレシンを投与速度を変え静脈より持続注入し,冠動脈血流量,心拍出量(大動脈血流量),心筋組織酸素分圧(内層,外層),心電図,心拍数,観血的動脈圧,肺動脈圧,肺動脈楔入圧を持続的に観察した.特にそれぞれのパラメーターが変化しはじめる時期を注意深く観察し,それまでに投与れたフェリプレシンの総投与量を計算した.結果は,フェリプレシン投与により冠動脈血流の減少が認められたが心筋組織酸素分圧は変化がみられなかった.同時に血圧の上昇,心拍数の低下,心拍出量の低下がみられた.また心電図上でSTの上昇を認めた.今後の展望現時点では,フェリプレシンは血中濃度の測定が困難であり,投与量に対する変化しか観察できない為,直接実際の臨床における使用状態と比較することは難しい.しかし何らかの方法で臨床にフィードバックできるような方向に研究を進めていくため,投与量,投与方法及び観察方法を再度検討していきたい.研究)全身麻痺(酸素,笑気,イソフルラン)調節呼吸下の開胸犬を対象にフェリプレシンを投与し,そのときの循環動態の変化を観察した.なお,口腔内投与では安定したデータが得られなかったため,投与方法を静脈内投与に変更し観察した.濃度の違うフェリプレシンを投与速度を変え静脈より持続注入し,冠動脈血流量,心拍出量(大動脈血流量),心筋組織酸素分圧(内層,外層),心電図,心拍数,観血的動脈圧,肺動脈圧,肺動脈楔入圧を持続的に観察した.特にそれぞれのパラメーターが変化しはじめる時期を注意深く観察し,それまでに投与れたフェリプレシンの総投与量を計算した.結果は,フェリプレシン投与により冠動脈血流の減少が認められたが心筋組織酸素分圧は変化がみられなかった.同時に血圧の上昇,心拍数の低下,心拍出量の低下がみられた.また心電図上でSTの上昇を認めた.今後の展望現時点では,フェリプレシンは血中濃度の測定が困難であり,投与量に対する変化しか観察できない為,直接実際の臨床における使用状態と比較することは難しい.しかし何らかの方法で臨床にフィードバックできるような方向に研究を進めていくため,投与量,投与方法及び観察方法を再度検討していきたい.
並列処理による電力系統過渡解析の高速化

複雑化した電力系統において、信頼性向上や新技術の導入を行うために、EMTPに代表される過渡回路解析・潮流解析・系統安定度解析プログラムの更なる大容量化・高速化が望まれている。本研究は、電力系統と分布定数線路(以下、線路と呼ぶ)のEMTP等価回路の特殊性を利用した並列化EMTPプログラムの開発を目的として、1)本並列化EMTPアルゴリズムの有効性の実証、2)汎用性の高い並列処理作業(以下タスクと呼ぶ)の割当法の提案、および、3)本アルゴリズムで解析回路の空間的分割に利用できる素子を分布定数線路以外の素子への拡張法の考察を行った。CPUの配置法やCPU間通信方法は並列計算機により異なるため、これら計算機固有の機能に依存するデータの通信を行うタスクと、これに依存しない回路解析タスクに作業を分担する方法を提案し、実際に、CPUの数が任意のパイプライン接続のトランスピュータ並列計算機用の並列化EMTPプログラムを作製した。このプログラムの並列化効率eta(逐次プログラムの解析時間とn個のCPUによる並列プログラムの解析時間の比)は、n=4の場合、小規模な回線でeta=3.7、大規模な回路において最大eta=3.9と非常に高い値であり、本並列化アルゴリズムが非常に有効であることを実証した。さらに、プログラム内の各処理部分の経過時間を測定し、etaの実測値が理論値で説明でき、このeta値がトランスピュータにおいて最適化された値であることを示した。また、領域分割に利用する素子として、線路以外に非線形インダクタンスが利用可能であること、および、逐次EMTPから並列化するうえで、修正を最小とするためにCPU間通信機能のある時間遅延素子の1素子のみを追加する修正法の提案を行った。
多角的なプロテオーム解析による特発性間質性肺炎の分子発現解明と臨床応用

[1]特発性肺線維症(IPF)における疾患進行および予後を予測する血清バイオマーカーの開発LS-MS/MSを用いたショットガンプロテオミクス法にて、IPF患者の気管支肺胞洗浄液中に検出されるタンパク群を網羅的に同定し、臨床情報や重症度との関連を解析した。特に重症例や疾患進行速度が速い症例、予後不良症例で高いシグナルを示したペプチド/タンパクのうち、ELISA法で測定可能な26種類に注目し、患者血清中の候補タンパク濃度を測定した。その結果、約10のタンパクが健常人血清と比較して、IPF患者で有意に高値を示した。さらに、この中でタンパクA、タンパクB、タンパクCは、IPF患者の1年後の肺機能の悪化や予後不良と有意に関連することが分かった。また、免疫組織染色の結果から、これらの3つのタンパクは健常コントロール肺において発現が乏しい一方、IPF患者の肺組織には高度に発現していることが明らかになり、特にfibroblastic fociや線維化領域周辺での発現が強く、IPFの病態への関与が示唆された。今後は、この結果を検証すべく、多施設共同でのValidationを検討している。[2]IPFにおける早期診断に有用な病理組織または血清バイオマーカーの開発IPF患者から外科的肺生検によって採取された肺組織を用いてショットガンプロテオミクス法にて患者特異的に組織発現するタンパク分子を探索中である。現在、組織から効率よくタンパクを抽出する方法や、発現レベルを比較する手法を開発中である。本年度予定していた特発性肺線維症の疾患進行や予後を予測するバイオマーカーの開発が順調に進んでいるため。今後は、今年度に発見した血清バイオマーカーの有用性を多施設で検討することを予定している。また、ショットガンプロテオミクス手法によって、血清や組織を用いたプロテオーム解析を行い、IPFやその他の間質性肺疾患の診断に貢献できるバイオマーカーを探索する予定である。研究室の移転のため、年度末に行う予定だった実験を延期したため。組織や血清プロテオーム解析に使用する試薬等消耗品費として使用予定である。
高次元エノン写像の安定性

媒質の振動が拡散してできる波の運動のモデルとして物理的にも重視されている非平衡マルチメディアの格子モデルを力学系の理論として扱うとき,高次元エノン写像の構造を調べることが重要になる.そして,高次元エノン写像の族の力学系を解明するためには,非可逆微分写像の力学系を明らかにすることが重要である.しかし,どのような非可逆微分写像がどのような安定性を持つかはほとんど解明されていなかった.そこで,高次元エノン写像の初期値モデルが強横断性と公理Aを満たす写像を考え,近傍モデルがどのような安定性をもつのかを調べた.昨年度は,安定性の概念の中でももっとも弱い性質である擬軌道追跡性について研究を行った.本年度は,擬軌道追跡性よりも強い概念である位相安定性に関して研究を行い,次の結果を得た:強横断性を満たす公理A非可逆微分写像は位相安定性をもつ.この結果により,高次元エノン写像の初期値モデルが強横断性と公理Aを満たせば,その近傍モデルは位相安定性を満たすことが示された.媒質の振動が拡散してできる波の運動のモデルとして物理的にも重視されている非平衡マルチメディアの格子モデルを力学系の理論として扱うとき,高次元エノン写像の構造を調べることが重要になる.次の写像を高次元エノン型写像という.高次元エノン写像の族{F_ε}の力学系を解明するためには,非可逆微分写像F_0の力学系を明らかにすることが重要である.本研究目的は,高次元エノン写像の族に現れる非可逆微分写像F_0がどのような安定性を持つのかを解明することである.本年度は,安定性の中でも弱い性質のひとつである擬軌道追跡性について研究を行った。その中で,強横断性を満たす公理A非可逆微分写像は(一様)擬軌道追跡性をもつことを示した.そして,この結果を用いることにより,F_0が強横断性を満たす公理A微分写像である場合に,F_εは(一様)擬軌道追跡性をもつことが示された。媒質の振動が拡散してできる波の運動のモデルとして物理的にも重視されている非平衡マルチメディアの格子モデルを力学系の理論として扱うとき,高次元エノン写像の構造を調べることが重要になる.そして,高次元エノン写像の族の力学系を解明するためには,非可逆微分写像の力学系を明らかにすることが重要である.しかし,どのような非可逆微分写像がどのような安定性を持つかはほとんど解明されていなかった.そこで,高次元エノン写像の初期値モデルが強横断性と公理Aを満たす写像を考え,近傍モデルがどのような安定性をもつのかを調べた.昨年度は,安定性の概念の中でももっとも弱い性質である擬軌道追跡性について研究を行った.本年度は,擬軌道追跡性よりも強い概念である位相安定性に関して研究を行い,次の結果を得た:強横断性を満たす公理A非可逆微分写像は位相安定性をもつ.この結果により,高次元エノン写像の初期値モデルが強横断性と公理Aを満たせば,その近傍モデルは位相安定性を満たすことが示された.
本質的タングル分解を持つ結び目に沿った整数的デーン手術

「3次元球体の中の結び目」のトーラスによる「ソリッドトーラスとその中の1本の自明アーク」のタングルペア2つへの分解を種数1橋数1分解と呼び、そういう分解を持つ結び目を種数1橋数1結び目と呼ぶ。東京農工大学の合田洋氏とともに、種数1橋数1結び目の外部の種数2のヒーガード分解を研究した。その結果はプレプリント「Genus two Heegaard splittings of exteriors of 1-genus 1-bridge knots」にまとめた。ダブルトーラス結び目とは、3次元多様体のヒーガード分解を与えるダブルトーラスの上にのる結び目のことをいう。ある種のダブルトーラス結び目に沿ったデーン手術はレンズ空間を産み出すことが知られている。ダブルトーラス結び目は多くの例外的デーン手術を持つ結び目のクラスであり、興味深い。上記の種数1橋数1結び目もダブルトーラス結び目の一種である。ダブルトーラス結び目がいつ自明結び目であるか、ダブルトーラスを境界とするハンドルボディ2つの中のメリディアン・ディスクの言葉で必要十分条件を求めた。その結果はプレプリント「Trivial double-torus knots」にまとめた。さらに、学習院大学の平澤美可三氏とともに、ダブルトーラス結び目がいつトーラス結び目であるかを考え、ほぼ解決した。現在論文を執筆中である。また、ダブルトーラス結び目がいつ橋数2結び目であるかを考えるための構想ができており、3つの場合分けのうちの1つが解決している。拡張された本質的タングル分解を持つ結び目の補空間に耐性のある本質的ラミネーションが入るかどうかを調べることが研究課題である。今年度は2つの3本紐のタングルに本質的に分解される結び目を考えた。まず、本質的ラミネーションの特別な場合である本質的圧縮不可能曲面について、それが結び目の補空間内に入ることを曲面を具体的に構成することによって証明した。また、それは非整数的デーン手術に対しては耐性を持つことを確認した。しかし、残念ながら、それが整数的デーン手術に対しては全く耐性を持たないことも証明した。そこで、曲面以外の本質的ラミネーションを考える必要が生じた。それに関しては、2つのタングルの少なくとも一方が以下のようなものでない場合に耐性を持つ本質的ラミネーションを持つことを確認した。つまり、3本のうち1本だけを考えると自明タングルであり、他の2本は互いに平行であり、最初の1本に対して概平行であるタングルの場合が、難しい場合として残った。この場合も、2つのタングルの互いに平行な2本が繋がって、結び目の中で長さ2の2つの弧になっている場合は、具体的に本質的ラミネーションを作ることができた。ただし、これがデーン手術に対して耐性を持つことの証明は、まだ完成していない。そのほかに、思いつきで次の研究をした。閉3次元多様体Mが種数2のへゴール分解されていて、結び目Kが片方のハンドル体のコアになっているとする。この分解がダブル・ディスジョイント・カーヴ・プロパティを持つならば、その結び目の外部は双曲的構造を持たないか、あるいはMは3次元球面内の2橋結び目あるいは2橋絡み目に沿ったデーン手術によって得られ、結び目Kはその2橋結び目ないし絡み目の双対結び目になっていることを証明した。ただし、これは、トンプソンのディスジョイント・カーヴ・プロパティと1種数1橋結び目に関する研究のアナロジーである。
原子核プローブ法による遷移金属の脳・神経における局在性に関する生物無機化学の研究

本研究において、4つの原子核プローブ法に注目し、脳・神経内微量遷移金属の局在性について知見を得た。特に、「重元素Tl(タリウム)がBBBを経由することなく脳内に直接に移行すること」を見出し、鼻腔を経由する金属元素の脳内移行についてのさらに広い知見を得て、^<201>TlClの人体応用の道を拓いた。MRI法のMnとGdの造影効果を利用し、Mnについては脳内最低検出濃度について、GdについてはGd DTPAの腎内を用いて検討した。本研究課題では,第一遷移金属のV, Cr, Mn, Fe, Co, ZnやSeの微量金属の動態を同時に同一個体で取得することを利用し,さらに核プローブ法である放射化分析法やICP-質量分析法を加えて脳内微量金属の局在性について研究を推進しようとしている。本年度は,脳に内在或いは移行する微量遷移金属Mn,Fe,Cu,Znの特徴を明らかにし,線条体にMnが,海馬にZnが,黒質にFeが,脳梁にCuが局在的に分布することを確認すると同時に,この特徴的なMn,Fe,Cu,Znの局在性と「神経での軸索輸送における働き(Mn),記憶・学習機能における働き(Zn),パーキンソン病黒質部位における神経変性との関連(Fe異常集積),幼児期の一時期における脳梁のCu集積とメンケス病との関連(Cu集積)」についての生物無機化学的関係を明らかにするための基盤的研究を行うことを目的としてきた。その研究過程で我々は,重元素Tl(タリウム)の微量が「嗅覚経路により脳内に移行すること」を見出した。この事実はMnの脳内移行との関連において興味あり,検討を重ね研究成果を発表してきた。(1)海馬線条体微少試料のHPLC-Znスペシエーションについては,Tl(タリウム)201利用により,移行領域の特定の段階であり,スペシエーションについて未だ結果を得ていない。(2)脳内Mn,FeのMRIイメージング及びその定量化についても引き続き検討する。(3)ガンマ線摂動角相関(PAC)法については,本系への適用性を含めて検討してきた。本研究課題では,第一遷移金属のV,Cr,Mn,Fe,Co,ZnやSeの微量金属の動態を同時に同一個体で取得することを利用し,さらに核プローブ法である放射化分析法やICP-質量分析法を加えて脳内微量金属の局在性について研究を推進しようとしている。本年度は,脳に内在或いは移行する微量遷移金属Mn,Fe,Cu,Znの特徴を明らかにし、線条体にMnが、海馬にZnが、黒質にFeが、脳梁にCuが局在的に分布することを確認すると同時に,この特徴的なMn,Fe,Cu,Znの局在性と、「神経での軸索輸送における働き(Mn)、記憶・学習機能における働き(Zn)、パーキンソン病黒質部位における神経変性との関連(Fe異常集積)、幼児期の一時期における脳梁におけるCu集積とメンケス病との関連(Cu集積)」ついての生物無機化学的関係を明らかにするための基盤的研究を行うことを目的としてきた。(1)海馬線条体微少試料のHPLC-Znスペシエーションについては,Tl(タリウム)201利用により,移行領域の特定の段階であり,スペシエーションについて検討を続けているが、未だ結果を得ていない。(2)脳内Mn,FeのMRIイメージング及びその定量化についての準備が進んだ。本研究課題では,第一遷移金属のV, Cr, Mn, Fe, Co, ZnやSeの微量金属の動態を同時に同一個体で取得することを利用し,さらに核プローブ法である放射化分析法やICP-質量分析法を加えて脳内微量金属の局在性について研究を推進しようとしてきた。その過程で、重元素T1(タリウム)の微量が「嗅覚経路により脳内に移行すること」を見出した。この知見を大切にし、鼻腔を経由する金属元素の脳内移行についてのさらに広い知見を得てきた。最終年度の本年度において以下のように整理する。(1)脳内追跡の方法論としては、RIトレーサとMRIが優れている。ただ基本的な元素分布のデータの集積には放射化分析法が使いやすさの点で優れている。(2) RIトレーサとして、マルチトレーサ及び臨床研究用T1201T1C1を主として利用し、鼻腔から嗅球への移行について検討した。(3) MRI法として、MnとGdの造影効果を利用し、MnではT2強調で脳内部へのMnの移行をラット実験により確認し、Mnの最低検出濃度について議論した。

Gdについては、未だ脳内研究までには至っていないがGdDTPAを用いて腎臓内でのGd動態および他の金属との相関について検討した。(4)臨床への応用に進めるべき知見を整理し、実際にヒト応用(別課題)に基礎的データを提供し、本研究課題の発展性について考察した。(5) T1201T1C1鼻腔投与法は臨床応用できることが分かってきたので、さらにこれを発展させるための基礎的検討を開始した。
訪問看護ステーションにおけるナレッジ・リーダー育成プログラムの開発と実践的研究

訪問看護事業所の発展のためにビジネスで注目されているナレッジマネジメントの応用を検討した。訪問看護事業所がスタッフ個々のケア実践知を組織の知とし新たな知を創造しうる組織となるために、その促進者としてのナレッジ・リーダーを育成するプログラムとその展開を探究した。調査からプログラム展開には小規模事業所による展開は限界があり新たに複数の訪問看護事業所による共同によるプログラム展開の必要が明らかになった。本年度は、訪問看護ステーションのナレッジ・リーダー育成プログラムの開発の初年度としてヘルスケアにおけるナレッジ・マネジメントの概念分析及び訪問看護事業管理者を対象としたナレッジ・マネジメントの認識や実態に関するアンケート調査票を作成した。ナレッジ・マネジメントの概念分析では、Rodgers(2000)のアプローチを参考に保健・医療、看護の領域におけるナレッジ・マネジメントの概念の使われ方をみるため、英文献はPubMedとCINAL、和文献は医学中央雑誌の検索システムを用い、タイトルにナレッジ・マネジメントを含む制限をつけ文献検索を行った。その結果、英文献236文献、和文献41文献が抽出され、収集した文献の20%(47文献)をサンプリングとして無作為抽出した。データ収集はRodgersが提唱している様式に従い、概念を構成する特性である属性、先行因子、帰結に関する記述を収集した。先行因子としては「情報科学の進歩」に伴いヘルスサービスの質の向上や改善のための「医療政策」や「組織のビジョン」が背景にあり、個別的な「臨床知の蓄積」へのマネジメントの必要性が高まった。属性としては、「知の転換のプロセス」、知の共有を促進する「学習の場」や「コミュニケーション」が抽出された。帰結は、電子カルテや医療情報ネットワークの構築に関するものが多く、そのため「組織としての形式知の構築」、「サービスの質向上」、「意志決定の支持」が抽出された。野中による知識創造プロセスモデルに照らし合わせるとヘルスケアにおいては知の表出化の段階に留まり組織としての知の共有化や創造までには至っておらず文献による概念化は困難であった。今後は訪問看護管理者を対象とした組織としての知の構築に関するアンケートの分析や聞き取り調査を含めヘルスケアにおけるナレッジ・マネジメントのプロセスや要件を明らかにする必要がある。訪問看護ステーションにおけるナレッジマネジメントの実践的研究の準備のために、訪問看護ステーションにおけるナレッジマネジメントの実態として臨床看護実践における知識の組織内継承に関する認識とその実態について、訪問看護ステーション管理者を対象に質問紙調査を実施した。調査方法は、郵送法による質問紙調査で研究者作成の自記式・無記名の質問紙を用いた。調査対象は、全国訪問看護事業協会加盟事業所(3,400ヶ所)を都道府県別に層化別無作為抽出した1,000ヵ所の訪問看護ステーション管理者とした。その結果、有効回答400(回収率40%)のうち、開設10年以上の事業所(43.6%)、設置主体は医療法人(43.4%)が最も多く、看護職員5人以上10人未満が42.2%、5人未満が41.9%で小規模な事業所の実態であった。管理者の事業課題として「スタッフ確保(47.1%)」と「事業所の収益(45.6%)」が高く、事業開発や質改善については低かった。また「ナレッジマネジメント」については「知らない」という回答がほとんどであった。実態としては事業所内のコミュニケーションは良好であるが、それは個別的な看護実践の検討のためであり、事業所の看護実践を積み上げ、分析し(データベース化、ベストプラクティスやベンチマーキング等)事業所の組織としての知識・技術の共有化や認識には至っていなかった。事業所は運営管理の維持に追われている状況であったが、一方では提供するサービスの質への問題意識(23・3%)もあった。今回の調査結果から、改善・発展の起動力となるであろうナレッジマネジメントの訪問看護事業所への適用のために、実践的研究のプロセスとして重要な臨床側の問題意識や主体的な参加の動機付けへの働きかけや仕組みづくりが研究の初期段階として重要であることが明らかになった。最終年度にあたる本年は、前年度の全国訪問看護ステーション(以後ステーションとする)の管理者を対象としたナレッジマネジメント実態調査の結果を踏まえ、ステーションにおけるナレッジ・リーダー育成プログラムの見直しと再立案化を目標として取り組んだ。実態調査では7割の管理者がスタッフ教育を担ってはいるものの、特にリーダー層のスタッフ育成のための特別な教育計画やプログラムに基づいた教育を実施しているステーションは1割にも満たなかった。自由記述回答においては、日々のサービス提供に追われ教育やケア改善には手が回らないことの不満や疲弊が多く記述され厳しい現状が伺えた。そのような中、現在、小規模ステーションの大規模化、ネットワーク化によって訪問看護サービスの一元化、効率化を図り、ステーションの強化やケアの質向上を目指すモデル事業が行われている。これらの現状から、本育成プログラムにおいても、一ステーション内の教育プログラムの展開は困難と判断し、地域のステーション間の連携や協働による教育システムを構築し、スタッフの現任教育もステーション間の共同によって展開することが現実的であり効果的と考えた。

そのため、研究計画を見直し、地域のステーション問の教育連携の可能性について管理者らへのヒヤリング、各ステーションのスタッフ現任教育の教育計画と現任教育の実態把握、ステーションへのリーダーシップの役割と内容について管理者、スタッフへのインタビュー調査を実施し、現在分析中である。ステーションのケア推進者として期待するナレッジ・リーダー育成プログラムの開発が当初の計画であったが、実態を踏まえ見直し、まずは教育の基地として地域のステーション間の教育連携化への実践的研究となった。今後、引き続き地域連携教育システムの構築の過程を記述しリーダー層の教育プログラムの実施に発展させたいと考える。
遺伝子座特異的ChIP法によるゲノム領域間相互作用の同定とその意義の解明

遺伝子座特異的ChIP法を用いて、βグロビン遺伝子座5'HS5領域と恒常的あるいはNaBによる分化誘導に伴って相互作用する多数のゲノム領域を同定した。分化誘導に伴って5'HS5領域と相互作用するあるゲノム領域近傍遺伝子群は、分化誘導に伴って発現が誘導されていた。このことから、分化誘導に伴う5'HS5領域との相互作用が、協調的な遺伝子発現誘導に関与していることが示唆された。また、インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析の一環として、異なる種由来のdCas9及びタグを使用したenChIP系を開発し、これら系を用いたenChIPの効率が、実用上十分に高いことを示した。当該年度には以下の研究を行った。1. βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の同定とその意義の解析3xFLAG-dCas9蛋白質とβグロビン遺伝子5'HS5領域近傍の配列を認識する2種類のsgRNAを発現するレトロウイルスベクターを構築し、これらを発現するヒト白血病細胞株K562細胞由来細胞を樹立した。この細胞を用いて、enChIP-Seq法により、5'HS5領域と相互作用しているゲノム領域を網羅的に同定した。K562は、ナトリウム酪酸塩(NaB)処理により分化が誘導され、グロビン遺伝子を発現する。分化に伴うゲノム領域相互作用の変化も解析した。その結果、5'HS5領域と恒常的あるいはNaBによる分化誘導に伴って相互作用する多数のゲノム領域を同定することに成功した。これらの相互作用ゲノム領域は、5'HS5領域と同一染色体上にあるもの(intra-chromosomal interactions)と異なる染色体上にあるもの(inter-chromosomal interactions)を含んでいた。Real-time RT-PCR法を用いて、5'HS5領域と相互作用しているゲノム領域近傍の遺伝子発現を解析したところ、NaBによる分化誘導に伴って発現が誘導されていることが分かった。このことから、NaBによる分化誘導に伴う5'HS5領域との相互作用が、遺伝子発現誘導に関与していることが示唆された。2.インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析1. βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の同定とその意義の解析enChIP-Seqデータの取得及びそのバイオインフォーマティクス解析が終了し、独立した方法での確認も行った。更に、5'HS5領域と相互作用しているゲノム領域近傍の遺伝子発現が細胞分化に伴って誘導されることも示した。2.インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析Sequential enChIP解析の系を構築し、実際にデータを取得した。1. βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の同定とその意義の解析2.インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析これまでに作製した異なる種由来のタグ付きdCas9に加えて、3xFLAGタグを付与したS. aureus由来のdCas9 (Sa-dCas9-3xFLAG)の発現プラスミドも作製した。Sa-dCas9-3xFLAGを利用したenChIPの効率が、Sp-dCas9と同等であることを示した。現在、AMタグを付与したSp-dCas9との組み合わせで、sequential enChIP解析を行っている。1. βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の同定とその意義の解析5'HS5領域と相互作用しているゲノム領域を決定し、5'HS5領域と相互作用しているゲノム領域近傍の遺伝子発現が細胞分化に伴って誘導されることも示した。これらの結果をGenes to Cells誌に発表する(2017年3月31日現在で印刷中)。2.インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析1. βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の同定とその意義の解析βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の網羅的同定に成功し、その成果をGenes to Cells誌に発表した。特に、相互作用しているゲノム領域近傍の遺伝子発現が、NaB処理により亢進することを見出した。加えて、こうした現象の分子機構の解析を行った。2.インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析3xFLAGタグを付与したS. aureus由来のdCas9 (Sa-dCas9-3xFLAG)の発現プラスミドを作製し、Sa-dCas9-3xFLAGを利用したenChIPの効率が、Sp-dCas9と同等であることを示した。また、AMタグを付与したSp-dCas9を発現するレンチウイルスプラスミドを作製し、これらの系を用いて高い収率でenChIP解析が可能であることを示した。この成果をBMC Research Notes誌に発表した。3.関連研究上記の研究成果を一部利用して(i)ニワトリのB細胞株におけるPax5遺伝子発現調節機構の解析を行い、Pax5遺伝子が存在している染色体とは別の染色体にあるエンハンサーを同定した。その成果をDNA Research誌に発表した。(ii)3xFLAG-dCas9を発現するトランスジェニックマウス系統を作製し、マウス初代細胞におけるenChIP法実施を可能にした。その成果をGenes to Cells誌に発表した。(iii)スウェーデンのグループと共同で、酸素濃度によるEPAS1遺伝子の発現制御機構の解析を行い、その成果をBiochemical and Biophysical Research Communications誌に発表した。

遺伝子座特異的ChIP法を用いて、βグロビン遺伝子座5'HS5領域と恒常的あるいはNaBによる分化誘導に伴って相互作用する多数のゲノム領域を同定した。分化誘導に伴って5'HS5領域と相互作用するあるゲノム領域近傍遺伝子群は、分化誘導に伴って発現が誘導されていた。このことから、分化誘導に伴う5'HS5領域との相互作用が、協調的な遺伝子発現誘導に関与していることが示唆された。また、インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析の一環として、異なる種由来のdCas9及びタグを使用したenChIP系を開発し、これら系を用いたenChIPの効率が、実用上十分に高いことを示した。1. βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の同定とその意義の解析ゲノム間相互作用の分子基盤を解明するため、enChIP法と質量分析解析やRNA sequencing解析を組み合わせたenChIP-MS法及びenChIP-RNA-Seq法を用いて、NaB処理していない細胞とした細胞で、5'HS5インスレーターに結合している蛋白質及びRNAを網羅的に同定する。さらに、shRNAを用いたノックダウン法やCRISPR系によるノックアウト法を用いたloss-of-function実験によって、同定した分子をノックダウンし、それによるゲノム間相互作用の影響を解析することで、ゲノム間相互作用を担う分子機構の解明を目指す。2.インターフェロン誘導性遺伝子群の核内における動的制御機構の解析PAタグを付与したS. thermophilus由来のdCas9 (PA-dCas9 (ST))と、3xFLAGタグを付与したS. pyogenes由来のdCas9 (3xFLAG-dCas9 (SP))を用いたsequential enChIP法によって、恒常的あるいはIFNγ刺激に伴って、IRF-1遺伝子座と相互作用するゲノム領域を解析した。本年度は、このデータを用いて、恒常的あるいはIFNγ刺激に伴って、IRF-1遺伝子座と相互作用するゲノム領域を網羅的に同定する。バイオインフォーマティクス解析により、相互作用ゲノム領域の類別や結合領域の特徴を解析し、どのような機能領域との結合が存在するのかを明らかにする。1. βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の同定とその意義の解析前年度までに、βグロビン遺伝子座5'HS5領域と相互作用するゲノム領域の網羅的同定に成功し、その成果をGenes to Cells誌に発表する。特に、相互作用しているゲノム領域近傍の遺伝子発現が、NaB処理により亢進することを見出した。本年度は、こうした現象の分子機構を解明するため、5'HS5インスレーターに結合している蛋白質及びRNAを網羅的に同定する。
植生遷移と伝統的土地利用に配慮した二次草原景観の保全手法について

我が国の新・生物多様性国家戦略では,二次草原をその重要な要素に挙げている。また、二次草原は特有の景観を持ち自然公園の重要な景観構成要素となっている。他にも、二次草原には文化的価値など多面的な価値があると言われている。対象地である八ヶ岳中信高原国定公園霧ケ峰地区においても,2,300haものまとまった二次草原が残っており、生物多様性保全上重要な地域であると共に、ニッコウキスゲをはじめ地域の景観としても高い価値を有している。一方で、二次草原は採草や火入れなどを行うことで維持されて来たが,第二次世界大戦後の採草利用の減少に伴う森林化の傾向は各地で報告されている。この様な中、二次草原の多面的価値は衰微する傾向にあり、周辺住民や来訪者を含む多様な主体が関わることができる二次草原保全システムの構築が必要である。そこで本研究では,霧ヶ峰地区を対象に,採草利用期における二次草原の維持管理システムの成立と変容を明らかにし、二次草原減少の空間的パターンから将来の樹林化の予測を行うと共に、現代的価値観とその相互関係を明らかにし、特に来訪者の価値観に注目して二次草原の評価を行い、今後の二次草原保全システム構築方法を考察するものであり、本研究の独創性はここにある。まず、二次草原の植生とその景観は現在までに衰退しており、これを維持するためには火入れや大規模な雑木の処理が必要であることが明らかになった。また、来訪者の理解と協力を得るには、生態的価値を中心とした幅広い価値観に見合う保全手法を用いることが評価を高める前提条件となり、そのような管理の結果として草花が多く広々とした空間を維持することが重要であることが明らかになった。採草時代の管理システムは景観と植生保全の機能を果たしてきており、現代のシステムを構築する上でもこのシステムを次善の策として多考にすべきであることが明らかになった。社会経済の大さな変化に伴って、これまで人為の働きかけによって維持されてきた二次草原の自然環境の質が変化し、こうした環境に特有の多様な生物が消失している。本研究では八ヶ岳中信高原国定公園霧ヶ峰地区を対象に、1960年代から現在までの植生遷移の状況を空中写真や現地調査・文献調査より把握し、過去の植生遷移の状況から将来の植生を管理方法別にシミュレーションし、生態や景観に配慮した二次草原の保全手法を明らかにする。さらに、二次草原を保全する新たな社会システムを構築するために、霧ヶ峰の住民、利用者、土地権利者、行政の意見を集約し、霧ヶ峰の植生遷移と管理活動に配慮した二次草原景観の保全手法について考察する。まず、植生遷移調査では、白黒空中写真及び旧版地形図を解析することにより、自然公園の利用の中心である車山以北の504haについては植生の遷移を明らかにすることができた。この範囲の二次草原はここ30年間で、17.4%が樹林化している。現在、車山以南の約500haの植生の遷移を調査しているところである。次に、二次草原の将来像についてアンケート調査を行い、利用者の評価している二次草原景観の要素と景観評価項目間の重み付けを行うことができた。さらに、「第6回全国草原シンポジウム・サミットin霧ヶ峰」の運営委員長に、栗原雅博(博士後期2年、指導教員:古谷勝則)が就任し、平成15年10月11日から13日に、諏訪市民文化センターで開催した「第6回全国草原シンポジウム・サミットih霧ケ峰」の実現に向けて努力をした。

その結果、住民や土地権利者、利用者、行政関係者が意見を述べ合うことができた。八ヶ岳中信高原国定公園霧ヶ峰地区を対象として二次草原の植生景観管理の変容を既往文献及び時系列空間データから明らかにすると共に、二次草原における景観的価値の相対的な位置づけ及び景観構成要素の心理的評価を行い、これらを総合的に考察し二次草原の景観保全について論じた。平成15年までの研究成果で、次の2点が明らかになっている(1)霧ケ峰北端まで採草利用が盛んであった時期は、18世紀末の飢饉を背景に採草量が多くなって以降昭和30年代に役牛馬の必要性が失われるまでであった。(2)放置後の森林化は林縁部が顕著で、1990年以降放置した場合の予測では2028年には霧ヶ峰北部地域の45%が森林に被われ、小規模な森林化を踏まえると森林が二次草原より卓越した景観となることが予想された。これら結果を、文献調査及びアンケート調査、植生調査から検証し、以下の3点が明らかになった。(1)生態的価値及び景観的価値が認められるようになったのは、明治末期から第二次世界大戦戦前までの採草利用が盛んな期間であり、この時期から昭和30年代までは生業が多様な生態系や豊かな景観を生み出すといった関係性が成立していたことが明らかになった。(2)来訪者にとって重要な広がりのある景観、花のある景観はそれぞれでは感動が少ないが、組み合わせることでより大きな感動を得られることが明らかになった。(3)また、総合的に考察すると二次草原の景観保全には現代の価値観に基づき広い合意形成が必要であるが、採草期の管理方法にならうことが次善の策として有効な手法であることを明らかにした。
抗腫瘍性抗生物質C-1027における分子認識の解明

強力な抗癌剤であるC-1027は、DNA切断活性を示す非常に不安定なクロモフォアと、これを特異的に結合して安定化するアポタンパクからなる。本研究では、このC-1027複合体におけるクロモフォア結合様式および安定化機構を原子レベルで解明することを目的とする。1.天然のクロモフォアの化学構造は既に報告されているが、C8、C9、C13およびC18位の絶対配置が決まっていない。そこで、安定な芳香環化クロモフォアに新モッシャー法を適用し、13R、18Sであることを明らかにした。次に、芳香環化クロモフォアのNOE測定とコンピューター・モデリングを行い、8R、9Rと決定した。2.アポタンパク単独の二次元NMR解析とX-PLOR構造計算を行った。アポタンパクは3つの逆平行型βシートから構成されており、このうち2枚のβシートと2つのループから疎水性の高いポケットが形成されていることを明らかにした。3.芳香環化クロモフォアとアポタンパクの1:1複合体を天然複合体のモデルとし、二次元NMR解析と構造計算を行った。NOESYスペクトルの解析から得られた距離情報に基づくX-PLOR構造計算の結果、芳香環化クロモフォアはアポタンパクの疎水性ポケットに結合していることがわかった。計算に用いた距離情報が少なく構造が十分に収束していないため、芳香環化クロモフォアとアポタンパク間の詳細な相互作用はまだ明らかでない。今後解析を進め、構造の精密化を行う。4.測定条件を種々検討し、不安定な天然のC-1027複合体の二次元NMRスペクトルを測定することに成功した。今後スペクトルの解析と構造計算を行い、クロモフォア結合様式および安定化機構を明らかにする予定である。
「コンピュータを使わない情報教育」手法の確立とそのデジタルコンテンツに関する研究

本研究は、「コンピュータを使わない情報教育」として知られるコンピュータ科学の教育手法である「CSアンプラグド」に対し、あえてそのデジタルコンテンツを開発し、活用することで、より効果の高い授業法を追求したものである。本研究で開発したコンテンツ及びそれを使った授業法は、研究指導者からのアドバイスを受けて改善しながら、高校の教育現場において実践し、多くの知見を得ることができた。また、本研究の発表等を通して、情報科学教育における一つの方向性を示すことができた。【研究発表等】・ICTE情報教育セミナーでは、ポスター発表で、CSアンプラグドの授業ノウハウを公開した。(5/16)・子供向けイベント「夢をかたちにするしくみ」(情報オリンピック日本委員会,富士通株式会社)では、「データエラーの検出と訂正」の講師を担当した。(8/1)・情報教育シンポジウムSSS2009(佐賀県)では、論文「CSアンプラグドの学習法とそのユニバーサル化」を発表し、奨励賞を受賞した。(8/20)・秦野総合高校の授業では、通常の授業以外にも、3次元仮想空間Aliceを使った学習環境の構築や文化祭におけるアンプラグド企画の実施など、試行的な取組みを行い、第103回コンピュータと教育研究発表会(筑波大)で報告した。(3/6)・情報教育シンポジウムジョーシン2010(大阪電通大)では、公開鍵暗号方式について、デジタルコンテンツを使った授業実践を提案した。(3/13)以上、CSアンプラグドとそのデジタルコンテンツの融合点を図りながら、その授業法確立へ向けて、今後も研究を継続して行きたい。