hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
審美的距離を利用して創造的談話産出を刺激する即興やりとり活動：即興劇を手掛かりに

進行中のものとしては、2019年度中に演劇実践者2名の協力のもと「審美的距離」と「創造」のためのワークショップを英語で開催し、その映像観察に基づくインタビューを実施して収集したデータがあり、現在はその分析を継続している。また、2015年度、2017年度に開催していた有志によるワークショップ型勉強会「英語アクティビティ工房」をした。これまで開発してきた教材を教育現場等で活用してもらえるよう、印刷・配布を行う段取りも進めることができた。本課題の鍵である「審美的距離」や「創造性」は、複雑で状況依存的性質のもので、一義的に理解されたり定義を固定されたりすると却って捉えにくくなる性質のものである。それらは主観、間主観に立ち現れるもので、介入による結果を数値化して比較するような英語教育研究において今日主流の方法は不適であろう。2018年度は、教育学が生産すべきエビデンスとは何かということを教育実践者の視点に立って考査する過程で、主観ー客観の扱い方について手掛かりをつかむことができた。この理解は、今後もっと直接的に「審美的距離」や「創造性」に接近するにあたり、研究方法を選択する根拠となるであろう。また、収集済みのデータの分析に現在取り組んでいる最中の研究もあり、2019年度も途切れることなく研究活動は継続する見通しである。2015年度、2017年度に開催していた有志によるワークショップ型勉強会「英語アクティビティ工房」を、2019年度も定期的に開催してゆく。また、これまで開発してきた教材を教育現場等で活用してもらえるよう、印刷・配布を行う予定である。将来的には、自作アクティビティを取りまとめたいと考えている。このような情報は、ウェブページ(https://kekekepa.wixsite.com/activity-studio)で発信してゆく予定である。本研究の最終段階には、引き続き演劇の技法を応用した英語教育の可能性を探究する過程で、本研究を発展継承するような次の研究課題を発見する。
関数空間における基底展開の意味付けと有効性の比較,及びそれに関連する作用素の評価

1.TEMセルの遮断周波数およびその内部電磁界だけでなく,より一般的に矩形の連結によって得られる領域における線形偏微分作用素の固有値および固有関数を,その領域に適合するように変換したウェーブレットを基底として用いることにより精度の高いシミュレーションができるという汎用型のプログラムを完成し,これを電子情報通信学会和文論文誌Bに発表した.特別研究員採用後この問題取り組んできたが,これについては一応の完成を見たということで終わりにし新たな問題に取りかかることとした.2.波動方程式とボッホナー-リース作用素の有界性との関係など,私は微分方程式の研究において不等式が本質的な役割をすることに面白味を感じる.ナビエ-ストークス方程式などの解の存在を示すのに用いられるGagliardo-Nirenbergの不等式およびこれと同値なTrudinger-Moserの不等式と,Brezis-Gallouet-Waingerの不等式はソボレフの不等式の臨界ケースの異なる表現と考えられ,Gagliardo-Nirenberg不等式またはTrudinger-Moser不等式からBrezis-Gallouet-Wainger不等式は導けるが,私は反対も成り立つと予想し証明を始めた.またこれらの不等式に現れる定数の最良値が何かは応用上重要だが,有界領域の場合しか知られていないので無限領域の場合に取り組んでいる.1.TEMセルの遮断周波数およびその内部電磁界だけでなく,より一般的に矩形の連結によって得られる領域における線形偏微分作用素の固有値および固有関数を,その領域に適合するように変換したウェーブレットを基底として用いることにより精度の高いシミュレーションができるという汎用型のプログラムを完成し,これを電子情報通信学会和文論文誌Bに発表した.特別研究員採用後この問題取り組んできたが,これについては一応の完成を見たということで終わりにし新たな問題に取りかかることとした.2.波動方程式とボッホナー-リース作用素の有界性との関係など,私は微分方程式の研究において不等式が本質的な役割をすることに面白味を感じる.ナビエ-ストークス方程式などの解の存在を示すのに用いられるGagliardo-Nirenbergの不等式およびこれと同値なTrudinger-Moserの不等式と,Brezis-Gallouet-Waingerの不等式はソボレフの不等式の臨界ケースの異なる表現と考えられ,Gagliardo-Nirenberg不等式またはTrudinger-Moser不等式からBrezis-Gallouet-Wainger不等式は導けるが,私は反対も成り立つと予想し証明を始めた.またこれらの不等式に現れる定数の最良値が何かは応用上重要だが,有界領域の場合しか知られていないので無限領域の場合に取り組んでいる.
"再生”を用いた新生児/小児肺高血圧症に対する新規治療法の開発

新生児/小児の肺高血圧症(PAH)は、予後不良で難治の疾患である。PAHに伴う心拍出量低下や右心不全は患者のQOLを著しく低下させ、死亡率は依然として高い。現状では複数の薬剤を併用投与するが、その効果には限界があり、PAHの患者に見られる広範な微小血管床の喪失には無効である。PAHの新たな治療方策のひとつとして、再生/細胞療法が挙げられる。本研究では、A細胞がPAHにおいて有効であることを示し、新規治療につなげるための基礎研究を行う。
LAK細胞の癌組織集積性を増強するサイトカインの精製とその遺伝子の同定

癌化学療法後のマウス癌組織に一過性に産生され、養子移入されたリンホカイン活性化キラー(LAK)細胞を集積させるLAK-attractantの産生条件、産生機構を検討し、その精製と産生遺伝子の同定することを目的とした。まず、LAK-attractantの産生条件の検討から、これが非治療の癌組織には検出限界以下であるが、サイクロフォスファマイド、アドレアマイシンなど多種の抗癌剤による化学療法後5日目をピークとして一過性に産生されることを確認した。このLAK-attractantの産生条件は移入LAK細胞の癌組織集積性の増強条件と一致した。LAK-attractant活性は56°C30分熱処理には安定であるが、95°C5分処理、pH2の酸処理で消失した。これら諸性状により、LAK-attractantが一種のサイトカインであると推察された。一方、既知サイトカインIL-1α、IL-6、IL-8、IFN-γ、TNF-αなどの産生遺伝子が癌組織で発現されていることがRT-PCR法で明らかになったが、化学療法によってその発現が上昇するものはなかった。さらに、既知サイトカインのリコンビナント標品にはLAK-attractant活性が認められなかった。従って、化学療法後とくに腫瘍組織に産生されるようになるLAK-attractantが未知の新しいサイトカインである可能性があり、現在その活性の濃縮を指標に精製分離の過程にある。LAK-attractantの本態が明らかになって癌組織に高く発現させることができれば、LAK細胞を用いた養子免疫療法の効果の著しい増強の可能性が期待できる。
網膜の恒常性維持における胎盤増殖因子(PIGF)の役割の解析

研究目的研究方法培養ヒトRPE細胞にPIGF shRNAを導入して遺伝子発現を抑制し、non target shRNAを導入したコントロールと比較をおこなった。研究結果PIGF発現を抑制したヒトRPE株では、VEGF受容体(VEGFR)2のタンパク発現が低下していること、VEGFR2下流シグナルである細胞外シグナル調節キナーゼ(extracellular signal-regulated kinase, ERK)1/2やv-akt murine thymomaviral oncogene homolog(AKT)のリン酸化が抑制されることが明らかになった。VEGFR2のmRNA発現に変化は見られなかったことから、PIGFはVEGFR2タンパクの安定性に関与している可能性が示された。
D-SMART軌道によるハードディスクのショートシーク制御

本研究では,我々が提案しているデジタル制御を前提とした制振軌道であるD-SMART軌道をハードディスクのショートシーク系に適用し,シーク時間を短縮する事を目的としている。D-SMART軌道では,零次ホールドを通して生成される実際の制御入力の周波数成分が直接整形できるため,機械共振が存在する周波数帯域で制御入力の周波数成分を抑えることができ,シーク終了直後の残留振動の低減が可能となる。本年度はまとめの年であり,最終的に以下の結論を得た。1.D-SMART軌道設計のための設計支援ツールを制御系CADのMATLAB上に構築し,100トラック以下のシーク軌道を求めた。そして,得られた制御入力のパワースペクトルを従来法と比較したところ,機械共振が存在する3.5kHz7.5kHzの帯域で,10dB以上低減できることが明らかとなった。また,評価関数を工夫する事で,残留振動を抑えたい共振モードを選択できる事も示した。特に,本手法では,従来難しいとされているナイキスト周波数周辺の周波数整形が可能な点が特徴として上げられる。そして,得られたシーク軌道をシミュレーションのための詳細モデルに加えて性能を評価したところ,従来法に比べ残留振動の低減効果が50%以上あることが確認できた。また,同様に実験でも有効性を確認した。2.D-SMART軌道を通常の2自由度制御に適用すると,位置決め精度が悪化するという問題点があることを示した。そして,この問題は,制御対象の剰余剛性を考慮する事で解決できることを示し,D-SMART軌道のための新しい2自由度制御系を提案した。そして,その有効性をシミュレーション及び実験で示した。上記の結果を,IFAC(国際自動制御連盟)のWorld Congress(世界大会)で発表した。本研究では,我々が提案しているデジタル制御を前提とした制振軌道であるD-SMART軌道をハードディスクのショートシーク系に適用し,シーク時間の短縮化を目的としている。D-SMART軌道では,零次ホールドを通して生成される実際の制御入力の周波数成分が直接整形できるため,機械共振が存在する周波数帯域で制御入力の周波数成分を抑えることで,シーク終了直後の残留振動を低減することが可能となる。本年度は,主に以下の事項について研究を行った。(1)モデルの作成普及型の中でもサンプル周期が特に長く,シーク時間の高速化が難しい2.5inch型ハードディスクドライブを制御対象に選び,周波数応答関数を実測し,周波数フィッティング手法を用いることで12次の高次シミュレーションモデルを導出した。また,制御系設計用に剛体モードのみから成るモデルを作成した。そして,制御系設計支援ツールであるMATLAB上にシミュレーションモデルを構築した。D-SMART軌道設計のための設計支援ツールをMATLAB上に構築し,100トラック以下のシーク軌道を求めた。そして,得られたシーク軌道をシミュレーションのための詳細モデルに加えて得られる性能を評価したところ,従来法に比べ残留振動の低減効果が50%以上あることが確認できた。今後は,実験によりその有効性を検証する予定である。1.昨年度求めたD-SMART軌道はフィードフォワード制御のため,実システムへ実装するためには,外乱や制御対象の摂動に対してロバストとなる様,フィードバック制御器が必要となる。そこで,離散時間H∞制御により,フィードバック制御器を設計し,2自由度制御系を構成した。そして,シミュレーションによりシーク性能を確認したところ,高周波域の共振モードに対する制振効果を確認した。一方,2自由度制御系を構成すると,終端で位置決め誤差が増大する事が分かった。この誤差は,従来から存在していたと考えられるが,最近の位置決め精度向上のためには無視できないものであった。理論的な考察をした結果,無視した共振モードの剰余剛性に起因するものである事が明らかとなり,それらを考慮した2自由度制御系を構成する事で,この問題が解決できることが分かった。そして,シミュレーションによりその有効性を検証した。2.ハードディスクドライブと,DSP制御装置を接続するインタフェースを作成し,ハードディスクドライブの周波数応答を取得してモデリングを行った。また,1.で明らかとなった,2自由度制御系を構成した際の終端での位置決め誤差の増大のメカニズムを実験的に探るため,HDDを模擬したボイスコイルモータによる精密位置決め実験装置を製作し,その基本特性を取得した。

1.D-SMART軌道設計のための設計支援ツールを制御系CADのMATLAB上に構築し,100トラック以下のシーク軌道を求めた。そして,得られた制御入力のパワースペクトルを従来法と比較したところ,機械共振が存在する3.5kHz7.5kHzの帯域で,10dB以上低減できることが明らかとなった。また,評価関数を工夫する事で,残留振動を抑えたい共振モードを選択できる事も示した。特に,本手法では,従来難しいとされているナイキスト周波数周辺の周波数整形が可能な点が特徴として上げられる。そして,得られたシーク軌道をシミュレーションのための詳細モデルに加えて性能を評価したところ,従来法に比べ残留振動の低減効果が50%以上あることが確認できた。また,同様に実験でも有効性を確認した。2.D-SMART軌道を通常の2自由度制御に適用すると,位置決め精度が悪化するという問題点があることを示した。そして,この問題は,制御対象の剰余剛性を考慮する事で解決できることを示し,D-SMART軌道のための新しい2自由度制御系を提案した。そして,その有効性をシミュレーション及び実験で示した。上記の結果を,IFAC(国際自動制御連盟)のWorld Congress(世界大会)で発表した。
医療専門職の「組織化された自律」の構造と変容の社会学的研究

本年度も昨年度に引き続き、日本を含む「先進国」社会における医療専門職(medical profession)の「組織化された自律(organized autonomy)」の構造とその変容を比較・検討するための理論枠組みの構築と資料の収集・分析を進めた。理論枠組みの構築に際しては、医療が一国の社会内部で完結した営みではなく、トランスナショナルにネットワーク化された営みであることを視野に入れた枠組みを構築することに注力した。資料の収集・分析に際しては、特にEBM(evidence based medicine)の制度化に注目し、前述の理論枠組みを用いた分析を試みた。成果の刊行には至っていないものの、資料収集、分析に関しては順調に進んでいるため「おおむね順調」と評価した。本年度は、研究成果の刊行を予定している。分担執筆の書籍を1冊(1章分)、刊行のスケジュール次第では加えて1冊(1章分)、論文を2編刊行予定である。本年度は、日本を含む「先進国」社会における医師=医療専門職(medical profession)の「組織化された自律(organized autonomy)」の構造とその変容を比較検討するための理論枠組みの構築に重点を置いて作業を進めた。作業内容は以下の通りである。(1)医療の文化的・制度的枠組みを分析・記述するための理論枠組みを、理解社会学、および意味に照準した社会システム論に学びつつ、比較社会学的研究への展開可能性に留意しつつ検討した。(2)次年度以後の経験的分析に向けて、日米の医療保障制度、EBM(evidence based-medicine)、患者の自己決定(権)に関する文献資料を収集した。(3)次年度以後の研究の準備作業として、日米の医療制度とその変容の異同、特に医師の「組織化された自律」と医療保険およびEBMの関係について大まかな見取り図を描いた。作業の性格上、本年度は論文公刊等の実績はあまりないが、次年度以後、順次成果を公刊していく予定である。成果の公刊には至っていないものの、資料収集、理論構築に関しては順調に進んでいる。よって「おおむね順調」と評価した。本年度の研究で得られた知見を、公刊可能な成果に結びつけることが次年度の課題である。学会発表を行い、そこで得られたコメントをフィードバックしつつ、論文・著書を公刊していきたい。理論的な問題を扱った研究ノートとEBMに焦点をあわせた論文の刊行を予定している。ただし後者に関しては分担執筆の書籍に掲載予定のため、刊行は平成31年度以後になる可能性がある。出席と報告を予定していた学会を欠席したため、旅費の使用額が予定を下回った。平成30年度は、平成29年度に欠席した分も含めて、学会に出席・報告を予定している。理論枠組みの構築と資料収集と分析に注力したため、学会、研究会等の出席のために支出を予定していた旅費の使用額が予定を下回った。次年度は、学会、研究会等での報告・研究を本年度予定していたものも含めて行う予定である。
多機能ライブイメージング法の開発とその細胞生物学研究への応用

生体分子の機能を可視化するために波長の異なる2つの蛍光分子間で起こるFRET(ヘテロFRET)を利用した様々なプローブが近年開発されている。これらのFRETプローブは観察するための波長が広域であるため、他の蛍光プローブと同時に可視化することが難しい。そこで同一蛍光色分子間で生じるホモFRETを原理とするカルシウムセンサーW-cameleonを作成し、Ca^<2+>の有無での蛍光異方性を測定することが本研究の柱の1つである。今年度は昨年度作成したW-cameleonに様々な変異を導入することでダイナミックレンジの拡大化を行った。その結果、Ca^<2+>センサードメインであるCalmodulin内に蛍光タンパク質を挿入することで、より大きなダイナミックレンジを有するプローブを得ることに成功した。次に、作成したホモFRETプローブの蛍光異方性変化を顕微鏡下で高感度に観察するために、昨年度までに構築した蛍光偏光顕微鏡に改良を加えた。具体的には一片が5μm程度のフォトニック結晶製波長板と偏光板を組み合わせて、マルチアレー化した偏光解消補償板を開発し、対物レンズの後側焦点面に導入することで、高い消光比を得ることに成功した。これにより、対物レンズによる入射光の偏光解消が緩和され、僅かな蛍光異方性変化をも顕微鏡下で捉えることが可能になった。そこで同一蛍光色分子巻で生じるホモFRETを原理とするカルシウムセンサーW-cameleonを作成し、Ca^<2+>の有無での蛍光異方性を測定した。その結果、Ca^<2+>の存在により、蛍光異方性の値が有意に変化した。しかしながらその変化量は極めて小さいため、FRETにおける角度因子の最適化によるシグナル変化の拡大化を行ったところ、プロトタイプよりも変化量の大きなプローブを得ることに成功した。次に、作成したホモFRETプローブの蛍光異方性変化を顕微鏡下で観察するために、倒立顕微鏡のサイドポートに偏光分光光学系をセットアップした。ところが、このシステムでは全く蛍光異方性変化を捉えることができなかった。これはサイドポートにシグナルを取り出すために、顕微鏡鏡筒内に備わっている全反射プリズムで、シグナル蛍光を反射させることによって、P波とS波の強度比が崩れてしまう結果であると考えられた。そこで、対物レンズの直下にP波、S波用の検光子を設置し、電動で高速切り替えするシステムに変更したところ、効率良く蛍光異方性の変化を捉えることができるようになった。本システムを用いて、Cameleonを発現した生細胞を本顕微鏡システムにより観察した結果、リガンド刺激による蛍光異方性の変化つまりの変化Ca^<2+>を妥当なS/N比で捉えることができた。
癌患者予後データへの加速モデルを適用した革新的なイベントヒストリー解析手法の開発

本研究の目的は、複数のイベントが繰り返し生起するまでの時問データに対する数学的モデル化および統計解析法の開発、解析アルゴリズムの作成、及び癌の再発・死亡データなどへの応用を行うことである。本年度は、介護の必要度に応じて6段階に評価された介護度、介護度の変化までの時間が個体ごとに異なるという介護認定度のデータ解析のためにこれまで開発した手法と従来の方法との関連性や相異点を明らかにすること、開発した手法を他の複雑なデータに適用できるようにするための手法の一般化についての検討を行うという視点から研究を進め、コンピュータプログラムの作成を行った。手法は再度介護認定度データに適用し、適用結果、手法の有用性と他のデータへの応用可能性に関して考察を行い、その結果を2008年9月の連合大会、2009年1月の国際シンポジウムで発表を行った。このような学会の場では国内外の研究者から貴重な意見を伺う機会が得られた。成果をまとめ、現在学術専門誌に投稿中である。また、癌患者予後データへの応用可能性を探索しながらデータの収集・整理を行っている。まず、この分野のデータの理解とこれまでの解析手法で明らかにできなかった問題点の把握を行うことが重要と考えた。この点は、癌関連、特に化学療法関連の学会・研究会等にも参加する機会が得られたことで臨床医や研究者の発表やディスカッションが聞け、臨床的な問題点の理解にとても役に立った。今後、当施設での癌患者予後データのデータベースを完成させ、開発した方法を適用する予定である。
自閉症モデルラットを用いた自閉症における音源定位能の基盤的研究

自閉症は、コミュニケーション障害・社会性の障害・常同行動といった中核症状のほかに、感覚過敏など感覚処理の問題がしばしば合併する。本研究では、自閉症モデルラットを用いて聴覚の中枢神経系の中継核異常の機能的意義、特に音源定位の神経回路の解析を行い、ヒト自閉症診断への応用を目指すことを目的とする。本年度は、自閉症モデルラットの聴覚中枢神経系を明らかにするため、自閉症モデルラットを作製し、成体(生後50日、青年期)と生後21日の幼若期(離乳直前で聴力が獲得できた時期)についての形態学的解析および音刺激に対する聴覚神経系の応答について解析を行った。(1)形態学的解析:グリシン受容体に対する抗体を用いて外側上オリーブの免疫組織化学を行い、成体の自閉症モデルラットで免疫陽性反応の低下および細胞数の減少について昨年報告した。生後21日で同様の解析を行ったところ、コントロールに比べて自閉症モデルラットでは免疫反応および陽性細胞が減少しており、幼若期でもすでに聴覚神経系の異常を引き起こしていることが明らかとなった。(2)音刺激に対する聴覚神経系の応答:ラットを無麻酔で防音箱に入れ、シンセサイザーで16 kHzの純音を1時間ばく露させた。直後に灌流固定を行って脳スライスを作製し、c-Fos抗体を用いて免疫組織化学を行った。コントロールでは蝸牛神経核、台形体核、下丘において16 kHzの音に反応する領域にc-Fos陽性細胞が観察された。自閉症モデルラットではc-Fos陽性細胞の反応領域が広がっており、さらに陽性細胞数も増加していた。生後21日と生後50日の形態学的解析を比較することで、幼若期からすでに聴覚神経系の異常が自閉症モデルラットで起こっていることが今回明らかにできた。また、音刺激による神経細胞の反応についての新しい知見を得ることができた。今回は無麻酔下で音刺激を行ったため音源の方向は定まっていないため、次年度には麻酔下で音刺激を試す予定である。本年度は、自閉症モデルラットの聴覚中枢神経系の基礎的データを収集するため、自閉症モデルラットを作製して形態学的解析を行った。(1)外側上オリーブの解析:本モデルラットには台形体核の異常が明らかになっている。台形体核から抑制性投射を受ける外側上オリーブは両耳間音圧差を検知して音源定位に関与する神経核である。台形体核からの投射はグリシン作動性であることから、グリシン受容体に対する抗体を用いて外側上オリーブの免疫組織化学を行った。その結果、自閉症モデルラットでは外側上オリーブの免疫陽性反応の低下および細胞数の減少が見られた。(2)抑制性シナプスの解析:台形体核の機能を明らかにするため、シナプスの解析を行った。抑制性シナプスはGABA作動性シナプス、グリシン作動性シナプスがある。GABA作動性シナプスマーカーとしてGAD65/67抗体、抑制性ニューロンマーカーとしてパルブアルブミン抗体、パルブアルブミン発現ニューロンの神経活動や可塑性に関わるペリニューロナルネットのマーカーとしてWFAレクチンを用いて免疫組織化学を行っている。現在、データの解析中である。(3)音刺激による聴覚神経系の解析準備:ラットに音刺激を加えて神経細胞の活動を解析するため、音刺激装置のセットアップおよび予備実験を行った。外側上オリーブについて新しい知見を得ることができたが、両耳間音圧差を検出する内側上オリーブの解析は進んでいない。次年度予定していた音刺激装置のセットアップに着手し予備実験を行いつつ改良を重ね、ようやく本実験が始められる準備を整えることができた。

生後21日と生後50日の形態学的解析を比較することで、幼若期からすでに聴覚神経系の異常が自閉症モデルラットで起こっていることが今回明らかにできた。また、音刺激による神経細胞の反応についての新しい知見を得ることができた。音刺激装置のセットアップが整ったので、神経細胞の反応について解析を進める予定である。台形体核の詳細な解析、内側上オリーブや下丘の解析も合わせて行っていく。今回は無麻酔下で音刺激を行ったため音源の方向は定まっていないため、次年度には麻酔下で音刺激を試す予定である。
植物マイコプラズマの形質転換系確立の試み-新型プラスミドベクターの利用

植物マイコプラズマは世界に先駆けて我が国で発見された植物病原性微生物である。しかしその後、培養が困難であることから研究は進展せず、発生する植物の病気ごとに病原名が命名され、永年にわたりその分類は混沌としていた。数年前、我々は分子系統学的解析からMLOが動物マイコプラズマやスピロプラズマとは異なる微生物群であり、アコレプラズマに近縁で系統学的に大きな変異幅を有しながらも、一つの大きな微生物群であることを世界に先駆けて明らかにした。これを端緒に、その後1年足らずの間にこの種の研究が世界各国で急速に進展した。本研究では、植物マイコプラズマに、これまでのバクテリアでは見いだされたことのない新しいタイプのプラスミドを発見した。このプラスミドは、ローリングサークル型(Rolling-circle type)の複製様式の複製酵素(Rep)を持ったプラスミドであるが、同時に1本鎖DNA結合蛋白質(SSB)も持った、これまでの報告のないタイプの新型細菌プラスミドである。本研究では、このプラスミドを用いて、植物マイコプラズマの形質転換系の確立を目指種々の検討を行った。すなわち、植物マイコプラズマの各種変異株特異的なプラスミドの精製法を確立し、プラスミドの遺伝子構造を決定した。そして、データベースより複製起点、複製酵素など、各遺伝子の機能を解析した。そのデータをもとに、シャトルベクターを構築した。また植物マイコプラズマ精製分画にシャトルベクターを導入する条件を探索し、形質転換条件を検討した。
ペルシア語書簡術・文章術とイラン・イスラーム文化

前近代のイラン、トルコ、中央・南アジアなどペルシア語を書記言語として共有した地域においては、書記官僚の技術としてペルシア語書簡術が発展し、伝統文学・文化の形成に影響を与えた。本研究では、最初期?14世紀のペルシア語書簡術の指南書・書簡集写本を収集・整理し、文人書記達が培ったペルシア語イスラーム文化に基づく教養・思想を研究する基礎を築いた。(1)本研究は、9世紀に成立して以降、イラン・トルコ・中央アジア・インドなど、ユーラシアの広大な領域の文章語として共有され、これらの地域の伝統文化の形成に影響を与えた近世ペルシア語文章語の発展と歴史的変容に、ペルシア語の広域拡大の大きな要因であったと考えられる文書行政の書記官僚技術の手引書・文書用例集の分析を通し、光を当てることを目指す。(2)従来本格的に研究されることがなかったペルシア語書記術手引書を、イランを中心とする諸国の写本所蔵機関で可能な限り網羅的に発掘・蒐集し、ペルシア語書記術関連史料の総合的な詳細書誌情報を研究者に利用可能な形で整理する。(3)これらの文献から、ペルシア語の文書・書簡の儀礼・規範がどのように発達し、それが国家・社会の秩序とどのような関連性を持っていたのかを明らかにするデータを抽出する。これにより、近代国家成立前のユーラシア・ペルシア語文化圏の歴史における国家・社会と言語の関わりを明らかにする手がかりをつかむ。本研究は、イラン・中央アジア・インド・トルコ等、ユーラシアの広大な領域の文化形成に影響を及ぼしたペルシア語=イラン・イスラーム文化の特徴と、その近代に至る歴史的変容を、ペルシア語散文技術・書簡術が担った社会的・文化的役割を手がかりとして明らかにするものである。当該年度は、ペルシア語書記術手引書ほか、ペルシア語文化圏の書記官僚エリート文化に関する史料文献のデータ蓄積・整理を集中的に進め、そのデータをもとに、イランおよびイギリスのペルシア語古写本所蔵機関での現物調査を行った。イランでは、テヘラン大学図書館・イラン国立図書館・議会図書館において、重要なペルシア語書記術文献を調査したほか、19世紀-20世紀の近代変革期に刊行されたペルシア語書簡術の教科書の調査・収集を行い、ペルシア語書記術の近代における変化を跡付ける史料の系統的な収集に端緒をつけることができた。イギリスでは、大英図書館において中世期の書記術文献を調査し、最初期から15世紀までの主要書記術文献の現物調査をほぼ終えることができた。さらに、文人としての書記官僚の文化活動を明らかにする関連研究として、14世紀の書記官僚の韻文学作品を分析する論文を執筆し、『上智アジア学』2007年号に掲載した。本年度は、予定していたイランへの現地調査が不可能になり、「研究実施計画」で予定していた近代の学校教科書を中心とするペルシア語書簡術の手引書・教科書の調査を実施することが出来なかった。その代わり、ヨーロッパのペルシア語写本所蔵図書館に分散する前近代の主要なベルシア語書記術手引書の写本の収集を進め、現存するペルシア語書簡術・書記術文献資料の網羅的なデータを、ほぼ整理しえた。また、昨年19年度に着手した、ペルシア語書記術・書簡術の担い手である書記官僚の、文化的エリートとしての活動を明らかにする関連研究をさらに発展させ、代表研究者が中心的に分析を進めている13-14世紀モンゴル支配時代の文人官僚の文学活動と、ペルシア語書簡儀礼における王権の表象の関連に関する分析を行った。その成果の一部について、3月に行われた国際ワークショップで、英語による口頭発表を行った。本年度は、これまでに情報を蓄積してきた書記官僚のためのペルシア語書記術手引書から、その構成・言説パターンを抽出し、ペルシア語社会で継承されてきた書簡儀礼と文体・その理念の変遷を追うためのデータの蓄積に取り組んだ。特に着目したのは、ペルシア語書記術発展以前にペルシア語=イスラーム圏に影響を与えていたアラビア語書記術との比較、また、ペルシア語圏文化に様々な変化をもたらした13-14世紀モンゴル帝国文書行政の諸規範が、ペルシア語文書の形式・文体にいかなる影響を与えたかである。また、アルメニア・グルジアへの海外調査を行い、現地研究者と会見してコーカサスにおけるペルシア語文化の影響に関し学んだ他、アルメニアのマテナラダン文書館でモンゴル支配期のモンゴル文書行政の様式を反映したペルシア語文書を調査した。これらの研究成果の一部は、口頭発表で発表した。この他、書記術手引書を含む文献にしばしば関連作品として収録される、書記官僚による宮廷文学作品の小品を新たに2点発見し、その校訂を試みた。これらの作品は、書簡術・文章術が密接に結びついた王権や支配の正統性の表象のありかたを如実に示すものであり、ペルシア語文化圏における文学・言語と権力の関係を明らかにする上で貴重な史料である。

書簡儀礼に関するデータ蓄積および書記官僚文学の研究は、最終年度にあたる次年度に継続し、最終的な成果としてまとめる予定である。本年度は、研究計画の最終年度として、これまでに収集した書記官僚のためのペルシア語書記術手引書の詳細な書誌データの総合的な整理に取り組んだ。その結果、ペルシア語官僚技術の発展・成熟が見られた14世紀末までの、現存するペルシア語書記術指南書文献史料に関して、その写本情報・歴史的背景を踏まえた書誌情報・内容構成の詳細を含む、ペルシア語書記術史料文献目録の基礎がほぼできあがった。加えて、昨年度から推進してきた、書記術手引書に見える伝統的ペルシア語書記術・書簡儀礼の規範と理念に関するデータの抽出・蓄積の作業も継続して行い、ペルシア語書記術の発展を示す具体的なデータとして、書記術史料文献目録に添付する作業を進めた。当初の本年度の研究計画では、トルコでの史料調査を行う予定であったが、諸事情により本研究での調査旅行計画が実行できなくなり、本研究の枠内での史料調査は行わなかった。だが、トルコへ赴く機会を得、意図していた史料収集は実現できた。文書行政の技術指南書と並び、書記官僚の技術伝達の教科書・メディアとして重要な役割を果たしたのは、財務技術の指南書である。官僚技術伝達メディアの様式を検討するため、本年度は未調査写本を含む13-14世紀のペルシア語財務技術指南書の分析にも取り組んだ。その成果として、これまで研究されたことが無かった13世紀末の最古の本格的なペルシア語財務術指南書作品写本の内容を詳細に明らかにし、その成果を史料研究論文として発表した。
3次元的回転運動検出をめざしたモノリシック型超音波振動ジャイロスコープの開発

超音波振動ジャイロのための数値シミュレータ「GYRO3D」の整備,および振動ジャイロの試作を行った。薄い圧電板による2次元面内振動の場合について2,3の数値シミュレーションを行い,すでに開発されている2次元数値シミュレータ「GYRO2D」の結果と比較した。その結果・これまでの研究により特性が分かっている正方形のセラミック圧電板を想定し,電気入力特性や伝達特性,感度などを計算したところ,これまでの2次元解析による計算結果と同様な動作を確認した。・2次元解析でz方向の変位, x,y方向の電界,3次元的な異方性は考慮できなかったが,3次元解析では考慮できるようになり,より現実的な解析が可能になった。3次元解析ではより定量的な解析が可能であることがわかった。・簡単な数値計算例としてセラミック圧電板による面外曲げ振動を想定し,3次元的な振動とジャイロ効果の関係を検討したところ,3次元的な振動に対してもジャイロ効果の確認ができた。また,面外曲げ振動を利用するとz軸中心の回転運動とxまたはy軸中心の回転運動を分離検出できる可能性が示された。・正方形を基本とした簡単な形状のモノリシック型超音波振動ジャイロを試作し,2,3の実験を行った。電気入力特性や伝達特性,感度などの諸特性を測定し,実験結果と数値結果を比較したところ,数値シミュレータの有効性が示されたと考える。より実用的なシミュレータを構築するには,圧電体の温度係数を考慮する必要があろう。平板の面内振動を利用する圧電弾性振動ジャイロスコープのための2次元有限要素シミュレータ「GYRO2D」をすでに開発している。本研究の中心である3次元問題への展開に先立って、異方特性(弾性異方性、圧電異方性)を有する圧電結晶に対応すべく、上の「GYRO2D」を整備した。二、三のカット・形状の水晶板についてシミュレーションを行い、面内振動型ジャイロスコープの実用的な構成について有用な知見を得た。3次元回転運動を検出するための振動ジャイロスコープ開発のためには、まず3次元圧電振動応答問題が解析されなければならない。これについては、圧電セラミックを対象とした有限要素プログラム「PIEZO3D」がすでに開発されている。これは、圧電弾性場を弾性場と準静電場の結合問題としてとらえ、有限要素モデルは実用設計にも十分耐えられるように、空間領域は6面体アイソパラメトリック要素により離散化して、任意形状の対象が取り扱えるようになっている。本研究では、弾性、圧電性に異方性を組み入れ、水晶などの結晶に対応できる様に改良した。その上で圧電振動場に3次元回転運動によるコリオリ力の効果も組み入れて有限要素法による定式化を行い、離散化方程式を求めた。これに基づき現在プログラムを作成中であり、単純な形状の振動ジャイロモデルについて3次元回転運動に対する超音波ジャイロの応答特性の2,3の数値シミュレーションを行う予定である。開発された数値シミュレータの検証実験のために3次元回転運動が可能なアクチュエータを導入し、コンピュータ制御のためのプログラムを開発するとともに、実験装置についても整備中である。超音波振動ジャイロのための数値シミュレータ「GYRO3D」の整備、および振動ジャイロの試作を行った。「GYRO3D」はこれまでに開発された3次元圧電体のための振動応答解析プログラム「PIEZO3D」をベースとして、これに3次元回転運動に対するコリオリカの効果を組み入れた。「GYRO2D」をすでに開発しているが、これは「GYRO3D」に含まれるので、2次元面内振動の場合について2,3の数値シミュレーションを行い、すでに開発されている「GYRO2D」の結果と比較した。これまでの研究により性質が分かっている正方形のセラミック圧電板を想定し、電気入力特性や伝達特性、感度などを計算した。その結果、これまでの研究による計算結果と同様な動作を確認している。つぎに3次元的な振動を伴う場合について2,3の数値実験を行った。簡単な例としてセラミック圧電板による面外曲げ振動を想定し、3次元的な振動とジャイロ効果の関係を検討した。

その結果、3次元的な振動に対してもジャイロ効果の確認ができた。開発された数値シミュレータの有効性を検証するために、簡単な形状のモノリシック型超音波振動ジャイロを試作し、2,3の実験を行った。セラミック圧電板による面外曲げ振動を利用したモノリシック型超音波振動ジャイロを試作し、面外曲げ振動を伴う3次元的な振動とx,y,zそれぞれの軸を中心とした回転運動との関係を考察した。電気入力特性や伝達特性、感度などの諸特性を測定し、実験結果と数値結果を比較したところ、数値シミュレータの有効性が示されたと考える。より実用的なシミュレータを構築するには、圧電体の温度係数や異方性を考慮する必要があろう。
SOCS3が制御する高脂肪誘発性myeloid hematopoiesisの機序

細胞のメタボリズムや炎症をはじめとした様々なストレス応答が造血幹細胞自体の分化制御や機能変容に影響を与えることが大きなトピックスとなりつつある。SOCS3 KOマウスでは高脂肪食の負荷で脂肪肝や体重増加なしにmyeloidの増加を認めており、高脂肪食が造血幹細胞に与える影響を詳細に解析することが可能であるため、本マウスを用いることでメタボリックシンドロームの治療に影響を与え得る知見を得る。
炭化水素混合系の浸透気化及び蒸気透過法分離用のポリイミド系高分子膜の開発

芳香族炭化水素に対して親和性を有するホスホネート基を高濃度(200%まで)導入したホスホネート化ポリイミドを合成し、その熱及びアミン架橋した膜を作製した。この膜は、ホスホ-ネート基のベンゼンに対する親和性のため溶解選択性が高く、芳香族/非芳香族炭化水素系浸透気化(PV)分離性能及び耐久性に優れた。また、繰り返し単位当たり2ヶのスルホニル基を含むポリイミドが、前述の膜と同程度の高いPV分離性能を示したので、スルホニル基を2個有する酸無水物モノマーであるチアントレン-2,3,7,8-テトラカルボン酸二無水物-5,5′,10,10′-テトラオキシドならびにそのポリイミドを合成した。ジエチニルベンジジンを含むポリイミドでは、側鎖基の間の比較的ルーズな架橋は透過流束の減少が小さくPV性能の向上に有効であった。また、このポリイミド膜にテトラシアノエチレンを添加すると、電荷移動錯体形成による分子間架橋に伴う膜の緻密化とアクセプターの芳香族成分に対する親和性の相乗効果のため、PV分離性能が向上した。ポリイミド膜は、1,3-ブタジエン/n-ブタン系分離においては優れた分離性能を示したが、プロピレン/プロパン系分離では、性能が低すぎて実用化の可能性は低い。そこで、ポリイミド及びポリピロロン膜を前駆体とし、窒素中500-700°Cの処理を行い、非常に優れたオレフィン/パラフィン分離性を有する炭素分子ふるい膜を作製した。複合膜、中空糸膜の炭化条件の検討が今後必要である。耐溶剤性に優れた高密度ポリエチレンの多孔質支持体上にグリシジルメタクリレートをグラフト重合させた膜のPV分離性能は、膜の形態構造により大きく異なる。両面均一プラズマ照射した後、穏やかな重合条件により作製したグラフト膜は、分離係数が大きく、透過流速も比較的大きく優れたPV性能を示した。スルホニル基を2ケ有する酸二無水物、チアントレン2,3,7,8-テトラカルボン酸二無水物-5,5′,10,10′-テトラオキシドを合成し、各種ジアミンと縮重合し、ポリイミドを合成した。フレキシブルなジアミンとからは丈夫なポリイミド膜が得られたが、スルホン基を二個含むジアミンであるジメチル-3,7-ジアミノベンゾチオフェン-5,5′-ジオキサイドとの縮重合では、まだ丈夫な膜は得られておらず、重合条件を検討中である。2,4,6-トリメチル-1、3-フェニレンジアミン(TrMPD)からのポリイミドを化学修飾して、ホスホネート化ポリイミドを合成し製膜後、残存する-CH_2Br基を利用して熱・アミン架橋した。この膜は、ベンゼンでコンディショニング後、ベンゼン/シクロヘキサン系のような芳香族/非芳香族炭化水素の浸透気化(PV)分離で、非常に優れた分離性能を長期間安定に示した。ヘッドスペースガスクロにより、これらの膜におけるC_6-C_8炭化水素二成分系での収着量、組成を測定する方法を確立した。スルフォニル基含有ポリイミド膜について、ベンゼン/シクロヘキサン系では、溶解選択性と拡散選択性が透過選択性に同程度寄与しているが、ベンゼン/n-ヘキサン系では、低ベンゼン組成域で負の拡散選択性(n-ヘキサンの拡散係数の方が大きい)を示すが、ベンゼン組成の増加と共に膜膨潤のため、拡散選択性はなくなり溶解選択性が透過選択性と同じになることが明らかになった。

ポリピロロン膜を窒素気流中で熱処理し、炭化させた膜のC_2-C_4のオレフィン/パラフィン系分離性能を調べた。500°C、1h処理膜がプロピレン/プロパン系でプロピレンの透過係数が200Barrer、理想分離係数が57と優れた分離性能を示すことがわかり、現在、ポリピロロン薄膜を多孔性アルミナ支持体上にコートした複合膜を炭化して、炭化ポリピロロン複合膜の作製を検討中である。ジエチニルベンジジン(DEB)を含むポリイミは、350°Cで0.5h熱処理することによりエチニル基間での架橋により、ベンゼン/シクロヘキサン(Bz/Cx)系分離において、比透過流束Q1をあまり低下させずに分離係数αを大きく増加させることができ、浸透気化(PV)分離性能を向上させることができた。側鎖基の間の比較的ルーズな架橋は透過流束の減少が小さくPV性能の向上に有効である。DEB含有ポリイミド膜にテトラシアノエチレン(TCNE)を添加すると、Bz/Cx系でQ1は大きく減少するαは大きく増加した。TCNEの流出によるPV分離性能の低下は小さかった。これは、エチニル基とTCNEの間で1:2の電荷移動錯体が形成され、分子間架橋と同様の効果で膜が緻密化したこととTCNEのアクセプターとしての芳香族成分に対する親和性の相乗効果によると考えられる。3,3',4,4'-ジフェニルヘキサフルオロイソプロピリデンテトラカルボン酸二無水物とm-フェニレンジアミンからのポリイミド(6FDA-PD)膜を500°C,1h窒素気流下で熱処理すると、ガスの透過係数は1000倍増加し、CO2/CH4等の優れたガス分離性能を示した。熱処理温度を700°Cに上げると、透過係数は減少し分離性は増加した。炭化膜は優れたプロピレン/プロパン(C3H6/C3H8)分離性能を示した。ポリイミドを多孔性アルミナ支持体管上に塗布した複合膜を熱分解して炭素膜を作製した。操作電子顕微鏡からの炭化膜の膜厚は3μm程度であったが、炭化膜でのガス透過係数は平膜の炭化膜と比べて一桁程度小さかった。炭化条件の検討が必要である。
遺伝子破壊法によるIV型コラーゲンの機能解析に関する共同研究

Co14a6遺伝子ノックアウトマウスのヘテロ接合体およびホモ接合体を得ることができた。これらのマウスにおいてCo14a6遺伝子のRNA転写、タンパク翻訳活性について詳細に検索した。その結果、転写は認められず、遺伝子発現停止実験が成功したことを意味した。ノックアウトマウスと正常マウスの間の形質変化があるかどうかの検索を進めたところ、現在に顕著な差異は認めていない。α鎖特異抗体を用いて、α1/α2、α3/α4/α5とα5/α6の三種の分子構成があることを特異抗体を用いた免疫二重染色法によって明らかにした。特に腎糸球体と肺胞基底膜はα3/α4/α5、皮膚および腎ボーマン嚢基底膜はα5/α6分子で構成され、これらの分子を含む超分子会合体でつくられる基底膜とその臓器における機能との関係がありそうである。さらに責任遺伝子がCOL4A5であるアルポート症候群の解析によって、ひとつのα鎖が変異を示すと他のα鎖が細胞内で分解されることから、上記のα3/α4/α5とα5/α6の構成分子が存在することが再確認された。アルポート症候群に食道下部平滑筋症が合併する大変稀な症例を日本国内で見つけだし、詳細な解析を実施した。その結果、欠失部分はCOL4A5とCOL4A6上流域17kbに及ぶことがわかった。欠失周辺にはトポイソメラーゼコンセンサス配列が存在し、これらは大きな欠失の修復に関与したことが推定された。私共は基底膜マトリックス構築の中のα6(IV)鎖の生物学的機能を解明することを目的として、単離したマウスCo14a6遺伝子を遺伝子破壊法で発現停止させることによって出現するマウスの形質変化を追跡することを試みた。Co14a6遺伝子中にNeo^R外来遺伝子挿入した異常Co14a6遺伝子コンストラクトをES細胞にエレクトロポレーションを行い、目的コンストラクトが相同組み換えによって入ったESクローンを得た。ES細胞をC57BL/6マウスの胚盤胞に注入し、ICR仮親にキメラ胚を移入し、キメラマウスを作成することができた。キメラマウスが生まれ、交配をくり返すことにより、ホモ接合体を得ることができた。この間、胸空内出血、消化管出血、血腫を呈して死亡するマウスが存在した。これらの変化がCo14a6遺伝子が欠失することによる形質変化であるのか、もしくは環境変化や自然の対応なのかを見極める必要がある。一方で、Co14a6遺伝子の発現部位を克明に観察すると、消化管や血管周囲の基底膜に発現するが比較的管空圧の高い部位に集中して発現が高揚している傾向があることが判明した。また、ヒトの例で食道下部平滑筋腫を伴うアルポート症候群が存在し、この例の詳細な遺伝子解析を行うとCOL4A5とCOL4A6遺伝子の上流部が大きく欠失していることが判明した。アルポート症候群の原因遺伝子がCOL4A5遺伝子であることが明らかであるため、COL4A6遺伝子の欠失が食道下部平滑筋腫をひきおこす可能性がある。現在、食道、気管支、血管、子宮等の平滑筋周囲の基底膜を中心に解析を進めている。1) α6(IV)ノックアウトマウスのへテロ接合体およびホモ接合体を得ることができた。これらのマウスにおいてα6(IV)鎖遺伝子のRNA転写とタンパク翻訳活性があるかどうかについて種々の臓器について詳細に検索した。その結果、α6(IV)遺伝子は転写産物は認められず、α6(IV)ポリペプチドについても特異的抗体も用いて免疫染色をおこなったところ陰性であった。このことは遺伝子発現停止実験が成功したことを意味する。ところが、面白いことに、α5/α5/α6分子を構成しているもう一つのα5(IV)遺伝子は、転写産物はあるが、α6(IV)ポリペプチドは、α3/α4/α5として存在っしている組織では陽性であるが、α5/α5/α6で構成されている組織では陰性であった。

このことは、α6(IV)が発限停止されるとα5(IV)ポリペプチドも細胞内で分解されることを示唆している。2)び慢性平滑筋腫の病因を明かにする目的で、ヒトび慢性食道平滑筋症+アルポート症候群合併例のYACコンストラクト(Col4a6とCol4a5上流部位が欠失)をマウスに遺伝子導入し、トランスジェニックマウスを得ることに成功した。3)び慢性平滑筋腫の病因を明かにする目的で、日本で初めてのアルポート症候群+び慢性平滑筋腫のCol4a6-Col4a5変異部位を詳細に配列決定した。今までの報告のなかで最も短い17kbの欠失がα6(IV)とα6(IV)遺伝子の上流域で認められた。欠失境界領域では、トポイソメラーゼIおよびIIのコンセンサス配列、6bp directrepeat、周囲領域にL1およびAlu反復配列が認められた。これらは大きな欠失の修復に関与したことが推定された。
試験管内再構築系をベースとした細胞内異常タンパク質認識機構の解明

細胞内において分泌タンパク質や膜タンパク質の合成を担う小胞体は、「小胞体ストレス応答」と呼ばれる、異常タンパク質に対する優れた防御機構を備えている。その機構において起点となるのが、センサー分子による異常タンパク質の感知である。これまでの研究から、IRE1と呼ばれる小胞体膜タンパク質が異常タンパク質センサーとして機能することが分かっているが、そのメカニズムの詳細については、未だ未知な部分が数多く残っている。哺乳動物においては、2つのIRE1パラログ、IRE1 αとIRE1 βが存在する。以前我々は、哺乳動物IRE1 αは異常タンパク質とは直接結合せず、その異常タンパク質感知はBipの解離に伴うホモ会合の段階に強く依存することを明らかにしていたが、同様のメカニズムがIRE1 βにも当てはまるかどうかは不明であった。昨年度我々は、IRB1のGFP融合体をFCS(fluorescence correlation spectroscopy)や共焦点顕微鏡を用いて解析し、さらには、組み換えタシパク質を用いた試験管内実験を行っていた。結果、IRE1 βはIRE1 αとは異なり、直接相互結合することで異常タンパク質を感知する可能性を見出していた。本年度は、このIRE1 βと異常タンパク質との直接結合とが、どのような分子機構によるかを明らかにすべく研究を進めてきた。結果、IRE1 β上の天然変性領域が、異常タンパク質を直接認識し相互作用する重要な機能を担う可能性を見出した。さらに、IRE1のGFP融合体を用いたliving cellを用いた拡散係数の解析(FRAP解析)から、IRE1は小胞体ストレス時に従来の想像とは異なる特殊な挙動を示すことが明らかになった。これらの結果は、異常タンパク質感知の研究領域に「天然変性」という新たな概念を提唱し、さらに拡散挙動の変化を伴った特殊な分子機構を示す、非常にインパクトの高い内容である。今後、本内容の学際的な発表に向けて詳細な解析が必要である。本研究では、特に哺乳動物における異常タンパク質センサーのIRE1αに着目し、そのメカニズムの解明を進めている。本年度、マウス胎盤におけるIRE1αの新規ターゲット分子としてCEA family遺伝子を新規に同定し、その発現制御が、下流の転写因子であるXBP1を介したものであることを明らかにした。これは、IRE1αが胎盤における母子免疫の制御スイッチとして機能する可能性を示唆しており、新規性の高い、非常に興味深い発見である。現在、これらの結果をまとめて論文を投稿中である。また、培養細胞を用いたIRE1α部分欠失変異体の解析、あるいはIRE1αセンサー部分の組み換えタンパク質を用いた試験管内解析を進めた。結果、酵母Ire1とは異なり、哺乳動物IRE1αは、異常タンパク質とは直接結合せず、分子シャペロンBipを介した間接的なメカニズムにより異常タンパク質を感知することを示し、論文等で発表した。同様の現象が、完全長IRE1精製標品を用いた試験管内実験系でも再現出来るか、現在、実験系の構築を進めている。哺乳動物においては、2つのIRE1パラログ、IRE1αとIRE1βが存在する。以前我々は、哺乳動物IRE1αは異常タンパク質とは直接結合せず、その異常タンパク質感知はBiPの解離に伴うホモ会合の段階に強く依存することを明らかにしていたが、同様のメカニズムがIRE1βにも当てはまるかどうかは不明であった。今年度、我々はIRE1の分子動態を明らかにするために、living cellにおけるFCS (fluorescence correlation spectroscopy)解析を進めた。結果、IRE1β-GFPは、IRE1α-GFPと比べて、ストレス依存的により安定で巨大な複合体を形成することが分かった。これと一致して、蛍光観察においても、IRE1β-GFPはよりはっきりとしたドットを形成した。加えて、IRE1βのluminal domainはin vitroでanti-aggregation活性を示すこと、また、細胞においてモデル異常タンパク質と共沈してくることが分かった。これらの結果は、IRE1βはIRE1αとは異なり、直接相互結合することで異常タンパク質を感知することを意味しており、現在これらの結果をまとめて論文を投稿中である。

昨年度我々は、IRB1のGFP融合体をFCS(fluorescence correlation spectroscopy)や共焦点顕微鏡を用いて解析し、さらには、組み換えタシパク質を用いた試験管内実験を行っていた。結果、IRE1 βはIRE1 αとは異なり、直接相互結合することで異常タンパク質を感知する可能性を見出していた。本年度は、このIRE1 βと異常タンパク質との直接結合とが、どのような分子機構によるかを明らかにすべく研究を進めてきた。結果、IRE1 β上の天然変性領域が、異常タンパク質を直接認識し相互作用する重要な機能を担う可能性を見出した。さらに、IRE1のGFP融合体を用いたliving cellを用いた拡散係数の解析(FRAP解析)から、IRE1は小胞体ストレス時に従来の想像とは異なる特殊な挙動を示すことが明らかになった。これらの結果は、異常タンパク質感知の研究領域に「天然変性」という新たな概念を提唱し、さらに拡散挙動の変化を伴った特殊な分子機構を示す、非常にインパクトの高い内容である。今後、本内容の学際的な発表に向けて詳細な解析が必要である。
ASICを用いたFIR-PLL速度制御

整定時間が短く、オーバシュートの小さいFIR(有限整定)PLLを、イナーシャを含む速度制御へ応用し、その実現をASIC(特定用途IC)で簡単化することを目的として、次の3段階で実施した:1.ASICによるFIR-PLLの実現(a)ASIC開発環境の整備--FPGA開発システムをパーソナルコンピュータにインストールし、LANを介して既存のWS上のソフトとの連携動作が行えるようにした.(b)FIR PLLの基本機能開発--WS上でシミュレーション/論理合成を行い,得られたネットリストを開発システムに転送して,第1段階のFPGAを開発した.2.ASIC実現における機能の最適配分並列処理のスケジュリング問題を応用して、PLLの各機能要素の最適配分を試みた。しかし,原理をそのまま実現した回路が本来持っている以上に、新たに並列化できる部分はなかった。このため、第2段階のFPGAは第1段階と変わらないものになった。3.モータ制御系の実現(a)基本制御系の実現--モータとサーボドライバ、トランス、リアクトル、FV変換器を用いて制御系を構成し、回転数500-3000rpmの範囲で安定に動作することを確認した。(b)イナーシャ制御系の開発--第3段階のFPGAを開発し、モータを含むPLLを構成した。これは、PLLとしては通常のもので、高ゲインフィードバックにより、モータのイナーシャ効果を殺す形である。(c)全体動作の確認--1.(b)で開発した、電子回路のみによるFIRシンセサイザをマスターPLLとし,その後に3.(b)で開発したPLLをスレーブと組み合わせ,統合的な系の動作を確認した.回転数2000-3000rpm(PLLの動作周波数16.6-25kHz)の範囲で、従来のほぼ1/2の応答時間が得られた。これらの結果、FIR PLLを応用したモータ制御が実現できることを確認したが、今後の課題として、機能の最適配分の検討をさらに続ける必要があることがわかった。