hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チーム協調支援のためのチームレジリエンス指標・推定モデルの開発

昨年度に引き続きチームレジリエンス指標構築の基盤となる1)チームコンテキストモデルの構築・改良と2)画像認識による行動データ収集・分析法の開発を行った。コンテキストモデルの構築・改良では、コンテキストを構成する要素間の関係(構造)と要素の状態や構造の時間変化(挙動)を分離して整理を行った。また、懸案であったタスク内容に関するモデル構築では、タスクを対象システムへの人為的介入による対象システムの状態変化と再定義することで、認識論的構成物を扱いを極力排除するよう工夫した。構築・改良したコンテキストモデルを用いて具体的な実験課題を設定したコンテキストの記述を試みたところ、予見的タスクと記述的タスクの違いを考慮していなかったためコンテキスト類似性指標の設定に困難が生じ、次年度の課題となった。行動データ収集・分析法の開発においては、Kinectによる複数人の骨格フレームの抽出と色認識による個体識別を組合わせることで、個体の行動データの追跡を可能とする手法を開発した。また、模擬チームコンテキスト構築の一環として消火活動に関する模擬タスクを用いた実験環境の構築に別途取り組み、予備的実験を行った。チームコンテキストモデルの改良を行ったがさらなる課題が生じたため、モデルの修正が必要となった。複数人の行動追跡手法のプロトタイプが完成した。基盤モデルの追加改良が必要となったため、具体的な実験の設計・実施には至らなかったため、当初計画よりやや遅れることとなった。コンテキストモデルのタスク要素の特徴に関して予見的観点と記述的観点を分けて整理することとした。修正したモデルを基に具体的な実験を複数設計・形式化し、実験の実施・データ収集、チームレジリエンス分析・評価を行う。初年度においては、チームレジリエンス指標を構築するための基盤技術となる、1)チームコンテキストモデルの構築と、2)チーム実験において行動データ収集する方法の探索を行った。まず、本研究のキーワードとなる、チームレジリエンス、チームコンテキスト(あるいはチームの類型化)を扱う関連研究のシステマティクなレビューを行い、本研究と類似する研究がほとんどなされていないことを確認した。チームコンテキストモデルの構築においては、組織構造モデルであるPCANSモデルのモデル要素に場所を表す概念を導入し、「人」、「タスク」、「リソース」、「道具・装置」、「知識・スキル」、「権威」、「場所」の7つの要素とそれらの関係性からチームコンテキストを捉えるフレームワークを提案した。また、具体的なチームコンテキストを形式化・記述するためには、これらの要素の関係性を捉えるモデルが必要となるため、各要素の組合せから定義されるチームコンテキストのサブモデルを順次構築した。本年度においては、チームコンテキストの各モデル要素の「空間的配置・分散」を表すサブモデル、各モデル要素の「人への配置・分散」を表すモデル、各モデル要素の「タスクとの関連」を表すモデル、の3つのサブモデルを定義した。一方、タスク間の関連を捉えるモデルの構築が難しく、かつタスク間の関連のモデル化がチームコンテキストのモデル化の要であることが明確になった。行動データ収集法の探索では、Kinectを用いた画像認識によるチームメンバーの移動データと姿勢データの収集を検討した。検討の結果、1台の装置だけでは十分な観測範囲が得られないこと、撮影範囲の周辺近辺での計測の精度をあげる必要があること、などが判明し、複数台による計測の必要性等の検討が必要なことが分かった。チームコンテキストモデルの構築は、モデルの大枠が確定し、細部のモデル構築も順次進んでおり、おおむね順調に進んでいるが、タスク内容の詳細モデル化の必要性が明確になり、次年度以降の課題となった。また、研究実績の概要にも述べたように、チーム実験におけるチームメンバーの行動計測・データ収集法に関して再検討が必要となったため、当初計画よりやや遅れることとなった。チームコンテキストモデルの構築においては、先に述べたようにタスク内容の詳細の形式化に焦点を当てて取り組む。また、行動計測法においては、複数の計測器によるデータ収集とその統合・解析方法を検討、開発する。
白色脂肪組織形成におけるFgfシグナリングの役割とその分子メカニズムの解明

これまでに申請者は多様な生理活性を有した分泌性シグナル因子Fgfsの白色脂肪組織形成における役割の解明を行ってきた。今回、申請者はFgfsの一つであるFgf21がケトン体産生に関与するか検討した。さらに、肥満症発症時におけるFgf21の役割を検討した。申請者はまず、ケトン体産生におけるFgf21の役割を検討した。野生型マウスとFgf21 KOマウスに24時間絶食負荷を行い、血漿中ケトン体濃度を測定したが、差は認められなかった。さらに詳細にケトン体産生におけるFgf21の役割を検討するため、ケトン体産生を亢進させる低炭水化物高脂肪食でFgf21 KOマウスを飼育し解析を行った。その結果、ケトン体濃度に差は認められなかったが、血漿トリグリセリド濃度がFgf21 KOマウスで有意に低下していた。よって、Fgf21はケトン体産生には関与しないが、ケトン体産生亢進時に脂質代謝調節に関与する可能性が示唆された。次に、申請者は肥満症発症時におけるFgf21の役割を検討した。Fgf21 KOマウスを高脂肪食飼育し、体重、組織重量、血糖値を測定したが、野生型マウスと差は認められなかった。以上の結果から、Fgf21はケトン体産生に関与しないことが明らかとなった。その一方で、ケトン体産生亢進時にFgf21は脂質代謝調節に関与する可能性が示唆された。また、肥満症発症時にFgf21は脂質代謝、血糖調節に関与しないことが明らかとなった。今後さらに肝臓や肥満症発症時におけるFgf21の役割の解析が期待される。これらの研究成果は、脂質代謝や糖代謝のメカニズムを明らかにするだけでなく、肥満症やメタボリックシンドロームの発症メカニズムの解明、治療薬開発にも有用な知見を与えることが期待される。これまでに申請者は、多様な生理活性を有した分泌性シグナル因子Fgfsの白色脂肪組織形成における役割の解明を行ってきた。今回、申請者はFgfsの一つであるFgf21が、白色脂肪組織の肥大化に関与するFgfr2のリガンドであることを期待し、解析を試みた。申請者はまずFgf21の発現場所の特定を行った。野生型マウスを解剖、各組織を採取しFgf21の発現を検討した。その結果、Fgf21は白色脂肪組織および肝臓で発現していた。よってFgf21は白色脂肪組織、肝臓で何らかの役割を有している可能性が示唆された。次に申請者はFgf21 KOマウスの解析を行った。Fgf21 KOマウスを通常食で飼育し、野生型マウスと体重、白色脂肪組織重量の比較を行った。その結果、野生型マウスに比較してFgr21 KOマウスは体重、白色脂肪組織重量が増加していた。白色脂肪組織重量の増加の原因を調べるため、組織切片を作製、形態を観察した。その結果、Fgf21 KOマウスは野生型マウスに比較して、脂肪細胞サイズが増加していた。以上のことから、Fgf21は白色脂肪組織の肥大に関与する可能性が示唆された。そこで、Fgf21 KOマウスの白色脂肪組織における脂質代謝関連因子の発現を検討した。その結果、白色脂肪組織の脂肪分解において主要な酵素であるHsl、Atglの発現量が減少していた。以上の研究結果より、白色脂肪組織においてFgf21はHslやAtglを介して、脂肪分解を促進することが明らかとなった。今後さらにFgf21 KOマウスの解析を続け、白色脂肪組織におけるFgf21シグナリングの役割の解明を行っていく予定である。これらの研究成果は白色脂肪組織の形成メカニズムを明らかにするというだけでなく、肥満症やメタボリックシンドロームの発症メカニズムの解明、治療薬開発にも有用な知見を与えることが期待される。これまでに申請者は、多様な生理活性を有した分泌性シグナル因子Fgfsの白色脂肪組織における役割の解明を行ってきた。今回、申請者はFgfsの一つであるFgf21が糖代謝に関与することを期待し解析を行った。また、絶食時におけるFgf21の白色脂肪組織への作用を検討した。申請者はまずFgf21が糖代謝に関与するか検討した。通常食で飼育した野生型マウスとFgf21 KOマウスの血糖値と血漿インスリン濃度を測定した結果、差は認められなかった。よって、Fgf21は糖代謝には関与しないことが明らかとなった。次に、申請者は絶食時におけるFgf21 KOマウスの解析を行った。絶食時の白色脂肪組織および肝臓ではFgf21の発現が誘導されることが知られている。そこで、野生型マウスとFgf21 KOマウスに24時間絶食負荷を行い、白色脂肪組織重量の比較を行った。野生型マウスでは通常時と絶食時の白色脂肪組織重量に変化は認められなかったが、Fgf21 KOマウスでは絶食時に白色脂肪組織重量の減少傾向が認められた。その原因を調べるため、組織切片を作製、形態を観察した結果、Fgf21 KOマウスでは絶食後に脂肪細胞サイズが減少していた。そこで、脂肪分解活性を検討した結果、Fgf21 KOマウスでは野生型マウスに比較して、分解活性が亢進していることが明らかとなった。以上の結果より、Fgf21は絶食時において白色脂肪組織における脂肪分解を抑制することが明らかとなった。

今後さらに、絶食時におけるFgf21 KOマウスの解析を続け、脂質代謝におけるFgf21シグナリングの役割を解析していく予定である。これらの研究成果は、白色脂肪組織における脂質代謝のメカニズムを明らかにするだけでなく、肥満症やメタボリックシンドロームの発症メカニズムの解明、治療薬開発にも有用な知見を与えることが期待される。これまでに申請者は多様な生理活性を有した分泌性シグナル因子Fgfsの白色脂肪組織形成における役割の解明を行ってきた。今回、申請者はFgfsの一つであるFgf21がケトン体産生に関与するか検討した。さらに、肥満症発症時におけるFgf21の役割を検討した。申請者はまず、ケトン体産生におけるFgf21の役割を検討した。野生型マウスとFgf21 KOマウスに24時間絶食負荷を行い、血漿中ケトン体濃度を測定したが、差は認められなかった。さらに詳細にケトン体産生におけるFgf21の役割を検討するため、ケトン体産生を亢進させる低炭水化物高脂肪食でFgf21 KOマウスを飼育し解析を行った。その結果、ケトン体濃度に差は認められなかったが、血漿トリグリセリド濃度がFgf21 KOマウスで有意に低下していた。よって、Fgf21はケトン体産生には関与しないが、ケトン体産生亢進時に脂質代謝調節に関与する可能性が示唆された。次に、申請者は肥満症発症時におけるFgf21の役割を検討した。Fgf21 KOマウスを高脂肪食飼育し、体重、組織重量、血糖値を測定したが、野生型マウスと差は認められなかった。以上の結果から、Fgf21はケトン体産生に関与しないことが明らかとなった。その一方で、ケトン体産生亢進時にFgf21は脂質代謝調節に関与する可能性が示唆された。また、肥満症発症時にFgf21は脂質代謝、血糖調節に関与しないことが明らかとなった。今後さらに肝臓や肥満症発症時におけるFgf21の役割の解析が期待される。これらの研究成果は、脂質代謝や糖代謝のメカニズムを明らかにするだけでなく、肥満症やメタボリックシンドロームの発症メカニズムの解明、治療薬開発にも有用な知見を与えることが期待される。
森林移動農耕民のライフコースと環境知識・環境利用技術の獲得プロセス

本研究は、ライフコース分析という方法を用いることによって、エチオピアの森林域に住む焼畑移動農耕民の各年齢・成長段階(子供期・思春期・大人期)における環境利用技術・生業技術獲得プロセスを定量的・定性的に明らかにし、「森林資源に依存して生きる人々は環境利用技術を具体的にどのようなプロセスで習得するのか?」という問題に実証的に答えようとするものである。結果として、焼畑や森林における狩猟採集技術の習得には長期間の経験が必要であることがわかり、このことが当該社会の出生力が低いことの一因であると推測された。本研究の目的は、ライフコース分析という方法を用いることによって、エチオピアの森林域に住む焼畑移動農耕民の各年齢・成長段階(子供期・思春期・大人期)における環境知識・環境利用技術・生業技術獲得プロセスを定量的・定性的に明らかにし、「森林資源に依存して生きる人々は環境知識や環境利用技術を具体的にどのようなプロセスで習得するのか?」という問題に実証的に答えようとするものである。研究初年度である本年度は、既存文献のレビュー、および既存データの整備をおこない、現地におけるデータ収集を効率よくおこなうための準備を整えた。研究経過の一部は国内外の学会において発表した。以下に概略を記す。(1)既存文献の整理:文化地理学、生態人類学、歴史人口学、進化生物学、社会学、心理学などの分野において、ライフコースと環境知識・技術獲得に関連する国内外の文献を収集し、内容を吟味して本研究における課題を整理した。(2)既存データの整備:これまでに研究代表者が現地で収集したライフヒストリーデータのうち、本研究テーマにかかわる未成年に関するデータを抽出し、各年齢における技術獲得の状況を整理した。これは現地調査のための基本情報として使用する。(3)現地調査におけるデータ収集法の検討:現地調査でサンプリング調査をおこなうための小型GPSの使用テストをおこない、検討の上使用機種を決定した。(4)研究経過の発表:以上の研究経過の一部は、日本地理学会秋季学術大会で発表し、さらに年度末に中国宜昌市でおこなわれた国際学会において、既存データの整備・分析の状況に焦点を絞って発表し、情報交換をおこなった。以上、次年度の現地調査にむけて順調に研究を遂行することができた。二年目の本年度は、あらたにデータを加えて各年齢段階における行動データの分析をおこなった。以下に概略を記す。(1)既存データの分析:昨年度までに整理できたエチオピア焼畑民のデータを用いて、性別に各生業・生活技術をリストアップし、各生業技術の獲得年齢を定量的に把握するとともに、結婚・出産年齢との関連を統計学的に分析した。(2)あらたなデータの追加と分析:本年度8・9月にエチオピア現地を訪れた際に、子供期・思春期の人々を中心に、生業技術の習得に関する聞き取り調査および行動観察をおこない、データを収集した。これらのデータを(1)に加え、分析をすすめた。(3)文献収集:国立民族学博物館のHRAFデータその他を利用し、焼畑民・狩猟採集民のライフコースと子供の成長に関する通文化比較のための資料を収集・整理した。(4)研究経過の発表:以上の研究経過の一部は、日本地理学会春季学術大会で発表し、また論文・著書において、既に分析の終わったデータを用いて、焼畑民のライフコースおよび生業の変容に関する成果を公表した。以上、順調に研究をすすめることができ、最終年度(来年度)の成果とりまとめにむけて見通しを得ることができた。本研究の目的は、ライフコース分析という方法を用いることによって、エチオピアの森林域に住む焼畑農耕民の各年齢・成長段階(子供期・思春期・大人期)における環境知識・環境利用技術・生業獲得プロセスを定量的・定性的に明らかにし、「森林資源に依存して生きる人々は環境知識や環境利用技術を具体的にどのようなプロセスで習得するのか?」という問題に実証的に答えようとするものである。最終年度である本年度は、補足的なデータの収集および分析を行いつつ、研究のとりまとめを軸にすすめた。以下に概略を記す。(1)現地調査によるデータの補完:エチオピア(ガンベラ州)クミ村において、複数世代に補完的なインタビューを行うとともに、子供の日中の技術習得行動に関する観察データを得た。このデータ補完によって、本研究の主要な目的であった各世代・性別における生業技術獲得行動に関するデータを収集することが達成できた。(2)データの分析とまとめ:(1)で収集したデータについて、技術獲得プロセスの性差・世代差を軸に、データをまとめ、統計的な分析を行った。

(3)研究成果の公表:2010年10月に名古屋大学で行われた日本地理学会大会において、シンポジウム「変容する生業社会の人口とライフコース」を組織・開催し、本研究の成果として発表するとともに、他地域の研究との比較・情報交換を行った。さらに、学術論文や共著書において本研究の成果を公表するとともに、科研報告書を刊行した。
εサブユニットによる葉緑体型ATP合成酵素の活性調節機構

本研究では葉緑体型ATP合成酵素の活性制御に重要なεサブユニットのC末端側α-ヘリックス部分およびγサブユニット上の調節領域部分に注目し、これらの重要性を生化学的、生理学的に調べた。その結果、これらの調節機構によるATP合成酵素のATP加水分解活性の抑制が、ATPが合成されない暗所下での細胞内ATP量の維持に必要であることを明らかにした。ATP合成酵素のεサブユニットによる活性調節が正常に働かないシアノバクテリアの増殖能εサブユニットのC末端側α-ヘリックスを削除したATP合成酵素を含む形質転換シアノバクテリアを用い、それの増殖能を野生株と比較した。その結果、形質転換株では明らかに増殖能が野生型にくらべ低下することがわかった。このことから、ATP合成酵素の調節機構が光合成機能調節全体に影響していることがわかった。現在、様々な光条件下における増殖能も調べている。さらに、この変異εサブユニットを含むATP合成酵素のATP合成およびATP加水分解活性を形質転換株より調製したチラコイド膜を用い測定した。その結果、この変異εは、本来の機能であるATP加水分解活性阻害能が低下していることがわかった。現在、ATP合成活性にたいする影響も測定している。キメラεによるATP合成酵素の活性制御好熱菌F_1のεサブユニットはATPが結合するとC末端ヘリックス部分の構造が大きく変化することが知られている。そこで、シアノバクテリアF_1のεのC末端ヘリヅクス部分を好熱性細菌PS3由来に改変したキメラεサブユニットを作成し、本来の活性制御を失った場合、F_1およびF_0F_1の活性がどのように変わるかを調べることで、葉緑体型εサブユニットの活性調節の理解につなげる。19年度は、εのC末端ヘリックス部分を好熱性細菌PS3および大腸菌由来に改変したεサブユニットの発現系および精製法を確立した。現在、上記のキメラεサブユニットを用い、F_1のATP加水分解活性に対する影響を調べている。キメラεによるATP合成酵素の活性制御シアノバクテリアF_1のεのC末端部分を好熱性細菌PS3由来に改変したキメラεを作成し、本来の活性制御を失った場合、F_1およびF_0F_1の活性がどのように変わるか調べた。その結果、キメラεはF_1に結合しにくいが、いったん結合すると阻害の程度はシアノバクテリアεと変わらないことがわかった。好熱性細菌PS3のεにATPが結合すると非阻害型の構造をとるにもかかわらず、キメラεはシアノバクテリアF_1のATP加水分解活性を阻害したことから、シアノバクテリアF_1にみられる強いε阻害にはε以外の要因も重要であることがわかった。シアノバクテリアおよび葉緑体(chloroplast-type)のγサブユニットには他種のγが持っていない数十アミノ酸長からなる挿入配列が存在し、この挿入配列を削除するとε阻害が低下する。すなわち、chloroplast-type F_1にみられる強いε阻害はεへのATP結合とは関係なしにγ上の挿入配列によってεが非阻害型の構造をとりにくいことによると示唆できる。εのC末端ヘリックスの重要性の生理学的検証εサブユニットのC末端ヘリックスを削除したATP合成酵素を含む形質転換株からチラコイド膜を調製し、そのATP加水分解活性を野生株と比較した。その結果、εのC末端ヘリックスが欠失したATP合成酵素は野生型よりも高いATP加水分解活性を示すことがわかった。現在、形質転換株の増殖能や暗所下における細胞内ATP量を野生株と比較している。植物やシアノバクテリアは光の当たらない夜間にATP合成の逆反応であるATP加水分解を効率よく阻害しなければならない。平成20年度の結果は、その阻害機構の解明に重要な知見を与えた。またシアノバクテリア形質転換体を用いF_0F_1におけるεのC末端部分の生理学的重要性も明らかにしつつある。平成21年度はATP合成酵素の活性調節に重要なγサブユニット上の調節領域もしくはεサブユニットの一部を削除したシアノバクテリアF_0F_1をもつ形質転換株を作成し、その増殖能、ATP合成活性およびATP加水分解活性などを様々な条件下で調べ、この酵素の活性調節が光合成機能調節全体に果たしている役割を生理学的に検証することを目的とした。はじめに、Synechocystis sp. PCC6803株のATP合成酵素γサブユニットの調節領域配列を欠失した変異株を作成し、細胞内のATP量の変動を調べた。その結果、光照射下でも変異株の細胞内ATP量は野生株の8割ほどであったが、暗所に移したときの減少量ははるかに大きく、ほぼ20%のレベルまで低下した。調節領域を欠失したATP合成酵素の性質から予想すると、この大幅な減少の原因は、暗所下でATP加水分解活性が阻害されないためと考えられる。この研究によって、ATP合成酵素の加水分解活性の抑制が、細胞の生理においても重要であることを明らかにした。

また、上述したように光照射下でも変異株の細胞内ATP量の若干の低下がみられたが、これはATP合成能の違いなのか、合成と加水分解の平衡のずれによるものかを明らかにする必要がある。そこで、現在、変異株および野生株のチラコイド膜を調製し、そのATP合成活性を測定している。
並列型一般座標系格子ボルツマン法を用いた船舶性能予測基礎ツールの開発

格子ボルツマン法を用いて下記計算プログラムを開発した。1.一般座標系格子ボルツマン法を用いた,円柱周りの並列計算2.格子ボルツマン法を用いた,単一気泡上昇の計算本研究を礎としての最終の目的は,船舶推進性能(特に舶用プロペラ性能)予測のための新たな手法を開発することであるが,本研究ではその基礎的ツールとしての計算モデルを構築することにある。特に,平成21年度に於いては舶用プロペラで問題視されているキャビテーション問題に主眼を置き,GILBMによる気泡計算の並列化を主目的としている。上述の1及び2は「並列化」・「気泡」という2つのテーマの基礎ツールが構築出来たことになる。
植物が放出するエンカレッジファクターの同定

多くが現象論の域をまだ出ない「共栄植物」における正の植物間相互作用の一端を解明し分子機構論に引き上げ,自然により近い混植栽培法の普及による農環境保全や持続的農業,新規生育促進剤開発に貢献できた。すなわち,本研究では特定植物の根が含有または放出する物質(エンカレッジファクター)が広範囲の植物に作用して生育を促進すること,シロイヌナズナにおいて特定の転写因子やストレス応答遺伝子の発現を誘導することで生育を促進していることを示唆できたと共に,このエンカレッジファクターの同定と特許出願を化学企業と一緒に進めているところである。異種の有用作物を混植した場合にみられる正の効果は,園芸学で「コンパニオンプランツ」現象として知られるが,分子機構はほとんど不明である。実施者は特定の植物が様々な植物に対して生育促進効果を発揮すること,水耕栽培や無菌培地でも観察されることなどを見出していた。作物に正の効果をもたらす「植物ー植物」相互作用の分子実体や分子機構が明らかになれば産業的利用価値は大きく,植物科学にも新たな概念と研究アイデアを提供できる。そこで本研究では,この特定植物の直接的効果の最終確認と遺伝子発現レベルの解析,原因物質の化学的諸性質の解析を進め,新規な正の「植物-植物」相互作用の実証と概念提示を目指している。本年度は(1)破砕抽出物がもたらす正の効果の3植物における再現性の確認,(2)原因物質の化学的性質の解析(3)シロイヌナズナが最大効果を示す条件での定量PCR解析(4)原因物質の効果を多条件で簡便,省スペース,省コスト,高再現性で行えるハイスループット生育試験系の構築,を進めた。その結果,(1)の再現性が確認され,(2)について有機溶媒を組み合わせた化学的分離精製の糸口を見出し,(3)抽出液が発現誘導する生育促進に寄与すると考えられる複数の遺伝子を同定した。さらに(4)については,シロイヌナズナだけでなく複数の作物でも実施例を増やして,その有効性を示すことができたので特許申請を年度内に終了した。抽出液による現象の再現性が確認され,有機溶媒を組み合わせた化学的分離精製に順調に進んでいる。また生育効果がより顕著に見られる既知遺伝子の変異株も取得できたことから,その株と野生株との違いを検証することで一層の研究促進が期待できる。抽出液が発現誘導する遺伝子にはすでに機能が示唆されているものがあったが,それらの発現制御については不明な重要遺伝子もあり,本研究を足がかりにスピンアウトして新たな研究テーマとすることが期待できる状況になりつつある。生育試験系もうまく平行して開発が進み,特許申請が完了したことで,今後の本格活用が見込める状況となった。28年度は当初,ブラキポディウムとスピルリナからの核酸・タンパク質抽出・解析系の確立,原因物質の部分精製,シロイヌナズナで得られた遺伝子のブラキポディウム,スピルリナにおける定量PCR解析,を進める計画でいたが,シロイヌナズナでより効果が顕著な変異株が得られたことから,研究材料をシロイヌナズナに絞って,科学的にも産業的にももっとも重要性が高い原因物質の同定と遺伝子誘導機構の解明を自身で開発した生育試験系も活用しながら集中的に取り組む。植物分子細胞生物学研究成果の発表,情報収集に昨年分を合わせて旅費を活用する。また今年度はすでに6月からの学生補佐員を確保できた。定量PCRを本年度は当初見込みより数多くすることになったのでその消耗品に充当する。
チベット蔵外文献学説綱要書の視座より見たインド古典諸論書の思想の文献学的研究

チベット仏教カダン派チャパチョキセンゲ(1109-1169)の『東方自立中観三論書の千の薬用』(d Bu ma shargsum gyi stong thun)の解読を通じインド、チベット大乗仏教思想形成の核心をなす二諦説、すなわち世俗的真理と究極的真理との相互関係を明らかにした。それは、プラマーナという整合性のある知識を世俗的レヴェルのものと究極的レヴェルのものに二分化し、それぞれにより把握される真理に対応している。二諦の相互関係は、同一な本質のものであるが、ldog paにより区別されると規定される。このことの意味は、同一の対象(壺)に対する認識者の認識レヴェルの相違により、すなわち世俗的レヴェルと究極的レヴェルにより把握される知識の区別により、作られたものと無常と把握することの相違がある。しかも、それは同一の壺に関する異なった二つの知識である。これが、チャパによって規定される二諦の相互関係である。このldog paの意味する同一なものにおける他方の排除による区別の設定は、インド仏教論理学派のダルマキールティのアポーハ論(他者の排除)によっている。この理論を導入して中観の理論を再構築するのはインド中観仏教のカマラシーラ(c.740-797)である。それは彼の『中観光明論』における一、多を欠いていることを論証因とする無自性論証の中で論じられ、またカマラシーラは、同書の中で、『解深密経』を典拠として二諦が同一である場合、別である場合の矛盾を挙げ、二諦は同一でもなく、別でもないと導くのである。チャパは、直接には以上のカマラシーラの見解をそのまま導入して、中観学説の解説として二諦説の関係を確定している。それは、ダルマキールティからカマラシーラヘという経緯を経てチャパに至り、さらにチベット仏教ゲルク派のツォンカパ(1357-1419)、ケードップジェ・ゲレクペルサンポ(1385-1438)、ジャンヤンシェパ(1648-1721)、ガワンパルデン(1797-?)らにも継承され二諦説の吟味の雛形となった。インド・チベット中観仏教思想のテキストに於ては、瑜伽行派との間での哲学上の決定的な相違として「空」の解釈に連動する無知覚(anupalabdhi)による否定(pratisedha)が「無」を確定し得るか否かが三性説の問題と相俟って論議されている。これは中観瑜伽行派の思想史上重要な問題である。チベット仏教ゲルク派の祖ツォンカパは『菩提道次第小論』でインド中観派のジュニャーナガルバの『二諦分別論』(SDK)9cd句「否定対象が実在するものではないから、明らかに真実からして否定は存在しない」に言及している。この問題点はジュニャーナガルバの自注等から知られる通り、元来存在しない増益された遍計所執性(所取能取)の無(否定)を瑜伽行派(SDP24b6)は真実そのもの(yang dog pa khona, SDV6a2)とするに対し中観派は真実そのものではなく真実に準ずるもの(yang dag pa dang mthung, SDK96)とする点にある。この点の解明がチベット仏教カダン派のチャパチョキセンゲの『東方自立中観三論書の干の薬』等から可能となった。それは、否定が真実であるということは否定により肯定(他方の)が導かれ、一方の否定が確定し得る相対否定を意味し、それに対し否定が真実そのものではないとは、否定が確定し得ない単なる否定、絶対否定を支持している。これはダルマキールティの無を確定し得る、し得ないという二種の無知覚(an-upalabdhi)から知られ得る(cf PVIII100,SDP20b^2,25a^5)。さらにジュニャーナガルバはその自注(SDV ba3)でダルマキールティの「対象でないものを否定することはあり得ない」を根拠にその論議を決着させている。この点でシャーキャブッディの「遍計所執性(所取能取)の否定から依他起性である無二知なる自己認識の肯定を導き出す」いわゆる相対否定による論法は遍計されたものを否定する場合には適用し得ないという欠陥を有することになる。この点がジュニャーナガルバをはじめとする中観自立派により論難されている。

このldog paの意味する同一なものにおける他方の排除による区別の設定は、インド仏教論理学派のダルマキールティのアポーハ論(他者の排除)によっている。この理論を導入して中観の理論を再構築するのはインド中観仏教のカマラシーラ(c.740-797)である。それは彼の『中観光明論』における一、多を欠いていることを論証因とする無自性論証の中で論じられ、またカマラシーラは、同書の中で、『解深密経』を典拠として二諦が同一である場合、別である場合の矛盾を挙げ、二諦は同一でもなく、別でもないと導くのである。チャパは、直接には以上のカマラシーラの見解をそのまま導入して、中観学説の解説として二諦説の関係を確定している。それは、ダルマキールティからカマラシーラヘという経緯を経てチャパに至り、さらにチベット仏教ゲルク派のツォンカパ(1357-1419)、ケードップジェ・ゲレクペルサンポ(1385-1438)、ジャンヤンシェパ(1648-1721)、ガワンパルデン(1797-?)らにも継承され二諦説の吟味の雛形となった。
高温高圧二酸化炭素-イオン性液体による新規複合反応場の構築およびCO2固定化

まず初めに、昨年度製作した高温高圧(最高圧力70MPa、最高温度300°C)に耐えられる超臨界二酸化炭素-イオン性液体反応容器(流通式に対応可能)の試運転をいった。試運転時に,排圧弁での減圧過程で超臨界流体→ガスへの気化熱を考慮しておらず,凍結し機能しない点を改良した。一方、反応検討は計画に則り、超臨界二酸化炭素-イオン液体ハイブリッド反応場におけるアルコールと二酸化炭素からジアルキルカーボネートの合成方法を検討した。しかしアルコールのみでは,イオン液体の分解がすることが確認され,現条件ではアルコールの脱水酸基は難しく,脱水縮合反応によるエーテル生成が選択的に起こることが分かった。一方,ハロゲン化アルキル存在下,このハイブリッド反応場にアルカリを加えたところ,容易に脱ハロゲン化が起こることを見出した。そこで,ハロゲン化アルキルとアルコールを,アルカリ存在下,ハイブリッド反応場で検討を行った結果,プロピルアルコールとクロロプロパンを用い,圧力20NPa,温度180°C,時間5時間で,収率99%,選択率99%でジプロピルカーボネートを合成することに成功した。また20MPaにおける温度依存性を検討したところ,臨界密度(0.4676g/mL)近傍となる140°C以上(0.34758g/mL)で収率が90%以上となり,180°C(0.28113g/mL)でほぼ100%の収率を得た。反応温度180°Cにおける圧力依存性は,20MPaで収率が最高値となった。また,ハロゲン種による反応性の検討を行ったところ,I>Br>Clの順であることも分かった。本研究での目標の一つである,アルコールと二酸化炭素を用いたジアルキルカーボネート合成方法の開発では,当初収率10%以上を目標としていたが,アルコールとハロゲン化アルキルを用いることで収率ほぼ100%,選択率ほぼ100%でのカーボネート合成に成功した。(1)まず初めに、高温高圧(最高圧力70MPa、最高温度300°C)に耐えられる超臨界二酸化炭素-イオン性液体反応容器(流通式に対応可能)の作成を行なった。反応容器は、1段目(50mL)に超臨界二酸化炭素と反応基質を混合させ、2段目(50mL)のイオン性液体を入れた反応管中に混合基質を導入する2段構成の容器を製作した。材質は、再度強度計算により、SUS316でも十分高温高圧(最高圧力70MPa、最高温度300°C)に耐えられると判明し、加工のし易さから材質をインコネル624からSUS316に変更した。現在、法的許可の申請を行なっている。(2)次に、反応検討の計画に則り、まずプロピレンイミンと二酸化炭素を用いた環状ウレタン合成を検討した。結果、超臨界二酸化炭素-イオン性液体多相系反応場において、アルキル基置換イミダゾール塩系イオン性液体を用いたところ、反応温度40°Cであるのにも拘らず、わずか5分で最高収率56%、選択率96%に達した。また、イミダゾール塩系イオン性液体の溶媒極性の二酸化炭素圧力依存性をE_T(30)値により検討した。結果、アニオンがBF_4塩の場合、圧力上昇に伴いE_T(30)値が50.4から減少し、臨界圧力近傍で49.9と最も極性が低くなることが分かった。またこれより高圧の場合は、極性が逆に大きくなることが分かった。更に極性の圧力変化と反応収率の変化との相関関係を考慮した場合、極性が最も低い臨界圧力近傍において最も収率の増大が見られた。そこで、反応収率・選択率の更なる向上を目的に、E_T(30)値が小さいアルキルアンモニウム塩系イオン性液体の利用を試みた。結果、テトラオクチルアンモニウム塩イオン性液体を用いた結果、収率98%選択率100%となり、TOF値にして、従来の有機溶媒を用いる方法に比べ254倍、超臨界二酸化炭素中のみを用いる方法に比べ116倍であることが分かった。また20MPaにおける温度依存性を検討したところ,臨界密度(0.4676g/mL)

近傍となる140°C以上(0.34758g/mL)で収率が90%以上となり,180°C(0.28113g/mL)でほぼ100%の収率を得た。反応温度180°Cにおける圧力依存性は,20MPaで収率が最高値となった。また,ハロゲン種による反応性の検討を行ったところ,I>Br>Clの順であることも分かった。本研究での目標の一つである,アルコールと二酸化炭素を用いたジアルキルカーボネート合成方法の開発では,当初収率10%以上を目標としていたが,アルコールとハロゲン化アルキルを用いることで収率ほぼ100%,選択率ほぼ100%でのカーボネート合成に成功した。
フロベニウス多元環のガロワ被覆と変形理論の研究

研究代表者はA.Skowronski(N-Copernics大,Poland)との共同研究によって、変形イデアルを発見し、表現論において重要な概念であることを指摘した(Proc.London Math.Soc.Vol72,1996),さらに本科学研究費補助金に基づく研究として、この変形イデアルとガロワ被覆に関する研究を主として行い、変形イデアルをもつフロベニウス多元環Aから自然に得られるフロベニウス多元環A'がガロワ被覆をもつことを証明した。さらにこれ等の多元環A,A'はSocle equivalentあることを証明した。ここでのガロワ被覆とは、ある無限次元行列環の部分環とし対応する無限巡回群をガロワ被覆としてもつもので、このガロワ群が中山自己同型写像とある自己同型写像の合成として得られることをも示すことができた。これ等の結果の応用として、non-periodic generalized standardで、右あるいは左stableなAuslander-Reiten成分をもつ多元環の構造を決定し、とくにAが対称多元環の場合は、遺伝多元環から得られるある環Bの(双対加群)DBによる、分解する拡大環B×DBとsocle-equivalentであることを証明した。
リン酸化プロテオームによるインスリン/Akt経路の標的因子の網羅的解析法の開発

本研究では、特定のシグナル伝達経路に関与するリン酸化タンパク質を効率的・網羅的に同定するための、汎用性の高いプロテオーム解析法の開発を目標としている。本年度はそのモデル系として、インスリンやPDGFなどの細胞外因子によって活性化するPI3キナーゼ/Akt経路のリン酸化プロテオーム解析を開始した。まずガリウムイオンを用いた固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー(IMAC : immobilized metal ion affinity chromatography)による全細胞タンパク質からのリン酸化タンパク質の濃縮・精製法を開発した。さらに比較する試料を異なる蛍光色素で標識して同一ゲル中で二次元電気泳動する方法(2D-DIGE法:two-dimensional difference gel electrophoresis)とIMACを組み合わせることにより、従来プロテオーム解析による検出が困難とされてきた、微量なシグナル伝達因子のリン酸化による変動を高感度かつ定量的に検出することに成功した。そこでヒトインスリン受容体を過剰発現しているCHO-IR細胞を用いて、インスリン刺激によって増大し、かつwortmanninやLY294002などのPI3キナーゼ阻害剤で前処理するとインスリンによる増大が抑制されるスポットを検索した。またNIH3T3細胞を用いて、PDGF刺激によって同様の検索を行った。血清飢餓培養の条件、阻害剤の種類・濃度・処理時間、刺激の濃度・時間、さらに抽出液の調製法など、種々の条件検討を詳細に行った結果、2D-DIGE解析ゲルイメージにおいて目的とする変動スポットを数十個得ることができた。これらの変動スポットの一部はAktのリン酸化コンセンサスを認識する抗体と反応したため、Akt基質であると考えられた。現在質量分析計によるタンパク質同定を進めている。
里親支援についての日伊比較研究：〈脱施設化〉の社会的背景の解明に向けて

本研究では、イタリアと日本における社会的養護関係機関や里親へのヒアリング調査と(質的分析)、既存の公的統計や社会調査データの二次分析(量的分析)を行った上で、結果を社会理論と接合して解釈することで、1脱施設化を達成した国では、どのような里親支援が行われているのか、2そうした国での取り組みを日本に応用することは可能か、3可能でないならば、脱施設化を妨げる日本独自の社会的背景は何か、という3つの問いの解明に取り組む。
神経細胞死の制御要因としての可溶性カルシウムの結合蛋白質

本研究は重点領域研究の公募研究などで単年度申請となっているが、実質は2年計画の初年度である。ある種の神経細胞に高濃度に発現している可溶性カルシウム結合蛋白質の生理的意義を解明することを目的とし、全体として(1)COS-7細胞へのhippocalcin(HIP)-cDNAの導入・発現、(2)導入細胞と非導入細胞との細胞内カルシウムイオン(Ca)動態の差の検討、(3)部分的に改変した変異HIP遺伝子の導入・発現とCa動態の比較、(4)培養神経細胞へのHIPの導入・過剰発現、(5)導入細胞のグルタミン酸毒性抵抗性の変化検討、という計画を立て、平成7年度においては(1)(2)(3)を行う予定であった。さて、(1)についてはSV40系のコスミドベクターにHIP-cDNAを組み込み、DEAE-dextran法によって一過的発現を図って成功した。これを用いて(2)の検討に移り、ionomycinによって細胞内Ca濃度を強制的に上げた後の回復速度、すなわちCa排出能が、発現細胞で高まっていることを見出した。一般に神経細胞などの非増殖性の細胞への外来遺伝子の導入・発現は困難とされているが、(4)を行うためにはこれを克服する必要がある。その導入系としてアデノウイルスベクター系に着目して基礎検討を開始した。CAGプロモーターを用い、導入外来遺伝子としてクラゲ由来の緑色蛍光蛋白(GEP)遺伝子を組み込んだウィルス粒子を感染させたところ、24時間以内に細胞が蛍光を発し、導入遺伝子の発現が確認された。現在はGFPに代わってHIPおよびHIP-GFPキメラを組み込んだベクターを作成中である。これを作成次第、(5)の検討に移る予定である。本年度は(4)を優先させたため(3)は未着手であるが、現在HIPのどのドメインに変異を導入すべきか検討中である。
Ｒａｄ１８とチェックポイント因子の相互作用の解析

Chk2-/-Rad18-/-マウスを作製し表現型をみた結果、自然発ガン率が野生型マウスに比べて高いことがわかった。我々はマウス由来のES細胞を用いることにより、放射線照射だけでなくUV照射によるDNA損傷でも、傷害された細胞がChk2依存的に排除されることを示唆する実験結果を得た。Rad18が機能しないと複製フォークが不安定しDNAが切断され、Chk2が活性化される。活性化Chk2は、傷害をもつ細胞を排除することによりゲノムの安定性を保ち、発がんを抑制すると考えられるRad18は、PCNAをモノユビキチン化することにより損傷乗越え複製を制御する。Rad18欠損マウスの発がんについて調べた。野生型マウス、Rad18欠損マウスはともに12ヵ月齢までは発がんがみられなかったが、18ヵ月齢で野生型マウス、Rad18欠損マウスは、それぞれ15%および31%の自然発がんがみられた。このため、Rad18欠損マウスは野生型マウスに比べて2倍の自然発がん率であった(P<0.05)。がんの種類のスペクトラムも大きく異なっていた。細胞周期制御機構が、がん抑制において果たしている役割をさぐるため、Chk2・Rad18 2重欠損マウスを作成した。Chk2は細胞周期を制御するリン酸化酵素である。12ヵ月齢のChk2欠損マウスで発がんはみられなかったのに対して、Chk2・Rad18 2重欠損マウスでは20%にリンパ腫がみられた(P<0.05)。次に、マウスの背にUVを照射することにより、皮膚がんの形成を調べた。皮膚がんの形成頻度は、野生型マウスとRad18欠損マウスで有意な差がみられなかったが、Rad18欠損マウスは野生型マウスよりも早く皮膚がんが形成される傾向がみられた。Chk2欠損マウスは、野生型マウスに比べて早く皮膚がんが形成された(P<0.01)。Chk2欠損マウスとChk2・Rad182重欠損マウスでは、皮膚がんの形成頻度に有意な差はみられなかったが、Chk2・Rad18 2重欠損マウスで悪性度の高い扁平上皮がんが多くみられ(P<0.05)、早く皮膚がんが形成される傾向がみられた。このため、Chk2遺伝子の欠損によりRad18欠損マウスの発がんが悪化することが示された。Rad18とChk2は、発がんの抑制に関与していると結論した。Chk2はがん抑制遺伝子であり、ヒトCHEK2のSNPであるCHEK2*1100delCをもつヒトは、乳がんなどの発がんリスクが約3倍高くなる。Chk2がどのような機構により、発がんを防御しているか解明することが重要であるが、全体像が明らかにされていない。Rad18は、DNA損傷に応答してPCNAをユビキチン化するユビキチンライゲースであり、損傷乗越え複製を制御して複製フォークを安定に保つ。Rad18-/-マウス細胞のDNAが傷害されると、Chk2がリン酸化され活性化する。このため、活性化したChk2の機能が、欠損したRad18の機能を相補していると考えられる。Rad18とChk2の関係を調べるため、Chk2-/-Rad18-/-マウスを作成したところ、自然発がん頻度およびUV照射による皮膚がん形成率が高いことを、我々の研究室はこれまでの研究において明らかにしてきた。Chk2とRad18が連携した発がん防御の分子メカニズムを解析するために、WT、Rad18-/-、Chk2-/-またはChk2-/-Rad18-/-マウスから調整したES細胞を用いて、放射線またはUV照射後の生存率、アポトーシス、染色体異常頻度、組換え頻度などを測定した。その結果、活性化したChk2がDNA切断などの損傷を含む細胞を生体から排除する可能性が高いことがわかった。また、Chk2は、損傷をもつ細胞のSCE頻度を調節する作用はないと考えられる。以上の結果を踏まえて、DNAが損傷した際にRad18が機能しないと、複製フォークが不安定化しDNAの切断が起こることで、Chk2が活性化される。活性化したChk2は、異常なDNAを含む細胞が生体から排除することにより、発がんを抑制する作業仮説を立てた。活性化Chk2は、傷害をもつ細胞を排除することによりゲノムの安定性を保ち、発がんを抑制すると考えられるRad18 Chk2二重欠損マウスを作製した。このマウスは、ほぼ正常に誕生し発育した。この二重欠損マウスから胚性繊維芽細胞を樹立した。この細胞の増殖速度がきわめて遅く、細胞老化をおこすことがわかった。複製ストレスとは、DNA複製が突然停止する現象であり、細胞老化を引き起こす原因であると提唱されている。DNAの1分子解析(DNA coming, DNA fiber analysis)により、複製フォークの進行速度を測定した。この結果、Rad18欠損マウス初代細胞では野生型細胞に比べて複製フォークの進行速度が約24%遅くなっていた。

これに対してRad18 Chk2二重欠損細胞では、複製フォークの進行速度が野生型細胞と同程度まで回復していたが、1本鎖DNA領域に結合することが知られているRPAタンパクが核内で強く集積していた。また、この細胞では、p53およびp21および老化マーカーであるp16タンパクが強く発現していた。Chk2-/-Rad18-/-細胞では、複製ストレスが増加し、RPAタンパクで覆われた1本鎖DNA領域が露出したため、細胞老化に必要なシグナル誘導がおこったと結論した。複数の遺伝子を欠損することにより細胞老化が誘導される現象を発見したので、これを「合成老化」(synthetic senescence)と名付けた。このため、Rad18の機能を阻害することにより、Chk2などのがん抑制遺伝子の異常による細胞増殖の亢進および発癌を抑制できることが示唆された。Rad18ノックアウトマウスとChk2ノックアウトマウスをかけ合わせて、2重欠損マウスを作成し、このマウスが高発がん性を示すことを見いだした。それぞれのマウスからES細胞を調製したので、この細胞を用いて解析することにより、どのような機序により高発がん性になったのか示すことができる。また、この解析を介してRad18とチェックポイント因子の相互作用を解析してゆくことができると思われます。Rad18による損傷トレランスと、Chk2による「チェックポイント」が同時に失われると、複製ストレスが増加し、RPAタンパクで覆われた1本鎖DNA領域が露出されることを介して、DNA損傷シグナルが惹起されて、細胞老化が誘導されることを発見したことは、研究の目的にかなっており、十分に有意義な発見であると思われる。野生型、Rad18欠損、Chk2欠損、Chk2・Rad18欠損ES細胞を用いて、増殖速度、UV感受性、架橋化剤感受性、染色体異常、組換え頻度、チェックポイントなどを調べてゆく。Rad18により損傷乗越え複製が制御され、Chk2が細胞周期を制御することにより組換えを促進しており、この両方が損なわれると高発がん性になると仮説を立てている。p53欠損マウスとRad18欠損マウスをかけ合わせて作成した、2重欠損マウスにも着目して、細胞老化の誘導により、発癌抑制がみられるか研究を行う。消耗品およびマウスの飼育経費に主に使用する予定である。各種のマウスの飼育経費に、約40万円を支出する。また組織切片の作成のための技術支援に約30万円を支出する予定である。
乳幼児と養育者の応答的な相互交渉を高める音楽的心理教育プログラムの開発と効果検証

新「保育所保育指針」では,乳児保育と1歳以上3歳未満児の保育内容がより重視されるようになった。この時期は養育者との相互交渉により発達が進む時期である。音楽にはこれら相互交渉を一層容易にするツールとしての働きが期待できる。音楽活動としてのリトミックは乳幼児と養育者との応答的な身体活動を伴うために,両者の相互交渉を促進し愛着への安定性に効果をもたらす可能性があるが,その効果検証はこれまで行われてこなかった。そこで,本研究では音楽教育と心理学を融合させ,リトミックを用いた乳幼児と養育者の相互交渉を高める音楽的な心理教育プログラムを開発し,その効果検証を行動評価と質問紙法で行う。
微生物のマイクロマシン利用のための作業用具及び装着技術の開発

微生物を行動制御して生きたマイクロマシンとして利用するには,微生物用の作業用具を作成し,それを使う必要がある.本研究は,行動制御が可能なゾウリムシとミジンコに対して,作業用具を開発した.ゾウリムシに対しては,ポリプロピレン薄膜を使ったワッシャ状作業用具を開発し,それを取り付けることで,物体の搬送効率を向上させられることを実験的に示したが,その装着作業はとても困難で,今後解決する必要がある.ミジンコについては,接着した針で風船をパンクさせたり,ミジンコ用の注射器を作成し,それによりゼリーに薬液を注射させることに成功した.本年度は,外骨格を持つミジンコの殻に化学接着する方法で作業用具を取り付け,利用する方法について検討した.先ず,ミジンコの背中に,短冊状の矩形に切った撥水性のプラスティック薄板(以下その機能から浮き羽根と称する)を長手方向が横方向になるように貼り付け,表面張力によりミジンコを水面直下に固定する作業用具を考案した.作業用具の取り付け方法として,V溝を切った溝に水を注入しておき,そのミジンコを溝に置き,水面上に出たミジンコの背中の水分を綿棒で拭き取ることで,物質を背中に接着する方法を開発した.この方法を用いて浮き羽根を取り付けたミジンコは,つけていないミジンコよりも高効率で物体を運搬できることを実験的に示した.そこで,作業用具により,微生物単体では実現不可能な作業を実現することを次に目指した.具体的には,ミジンコに針を装着して,その針により,プラスティック膜製の風船を破壊させることにした.当初は,ミジンコの背中に,鍼灸治療用のステンレス針を直接接着し,風船の破壊を試みたが,この状態では上部に重量物をつけた形になるため,ミジンコは自在に水中を遊泳できなかった.そこで,上述の浮き羽根と組み合わせることにし,浮き羽根をミジンコに接着した上で,ステンレス針をその上に接着した.この状態では,水面直下に高さ方向の自由度を固定された形ではあるが,ミジンコは針を装着した状態で,自由に遊泳することができた.しかしながら,この状態では,風船の近くまではミジンコを誘導することが簡単にできたが,風船に針の先端を当てることができなかった.原因は,風船近傍の水面が表面張力により上に曲がっているためである.そこで,針の先端を曲げて水中に入れることで,手動制御したミジンコにより風船を破壊することに成功した.これは,生きたマイクロマシンを考える上で,微生物にできない作業を実現させた,大きな成果である.本年度は,昨年度の,オオミジンコに針を装着して風船の破壊作業に成功した成果をもとに,オオミジンコによる注射作業を実現するために,オオミジンコに装着する注射器を開発すること,昨年度の作業用具につけた,オオミジンコの遊泳位置を水面直下に固定する浮き羽根を外して,水中での自在な高さにおける作業を実現する方法を模索すること,の2点について検討した.注射器については,サイズの問題から開発は難航した.当初は,注射器を水中に設置し,オオミジンコの衝突エネルギを利用して針を対象に挿入し,薬液を吐出することを目指したが,オオミジンコの接触時の小さな衝突エネルギでは,針を挿入することも,薬液を吐出することもできなかった.試行錯誤の結果,注射器を水面上に設置すれば,粘性抵抗の減少により物体に針を挿入できること,薬液の吐出は,発泡剤の化学反応を利用することで,オオミジンコに装着した注射器を用いて,ゼリーに薬液を注入することに成功した.しかしながら,この方式の注射器は,実際の役に立つ状況とは到底言えず,注射器の構成方式から,今後全面的に見直す必要があると考えられる.水中での作業用具による作業の実現の検討では,まず,オオミジンコの,垂直面プール内での行動制御特性を調べた.オオミジンコは,原生生物などに比べ,外骨格により比重が重く,上下方向の遊泳が若干下手であることが明らかになった.また,水中のオオミジンコに針を装着して,風船を破壊する方法を検討した結果,ポリプロピレン繊維を鋭く切断することで比重が水より軽い針を製作し,オオミジンコの背に張り付けて作業用具とした.これを付けたミジンコは,針が浮材の役割をし,上下方向の遊泳特性が改善された.しかしながら,衝突により水中で風船を破壊することは,針で膜を破れず,実現できなかった.今後改善したい.微生物を行動制御して生きたマイクロマシンとして利用するには,微生物用の作業用具を作成し,それを使う必要がある.本研究は,行動制御が可能なゾウリムシとミジンコに対して,作業用具を開発した.ゾウリムシに対しては,ポリプロピレン薄膜を使ったワッシャ状作業用具を開発し,それを取り付けることで,物体の搬送効率を向上させられることを実験的に示したが,その装着作業はとても困難で,今後解決する必要がある.ミジンコについては,接着した針で風船をパンクさせたり,ミジンコ用の注射器を作成し,それによりゼリーに薬液を注射させることに成功した.最初に,ワッシャ状作業用具について,なぜその装着が困難なのか,問題点を究明した.その結果,生理活性を保った状態でワッシャ内に挟んでおけるワッシャ寸法が,極めて狭い範囲にしかなく,ワッシャの縁を丸めても,適正寸法が小さくなるだけで,適正寸法範囲は狭いままであった.すなわち,狭い穴にゾウリムシを挿入することで物理的に作業用具を装着することが極めて困難であることがわかってきた.