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近代中国における西洋音楽:思想・文化史的考察

今年度は、これまで一貫して追求してきた中国の西洋音楽受容史および近代音楽文化史というテーマを、単著「楽人の都・上海近代中国における西洋音楽の受容」(研文出版、1998年9月)として発表した。そして北京の中央音楽学院を訪問し、音楽史・音楽学の専門家らと、本書の成果について意見交換を行った。解放前上海の音楽文化が、東京やハルビンといった同時代のアジアの諸都市の状況と緊密な結びつきを持ち、しかも政治・経済などの社会的背景を濃密に反映しているという点に関して、中国側の認識と一致した。また中国の研究者が、192040年代の東京の音楽文化や、当時日本の植民地だった台湾の音楽家について強い関心を持ち、日本の研究者との協力を切望していることが確認された。これは今後の東アジア音楽史研究の中心となる重要な課題であると同時に、従来の中国学・音楽学の枠組みを超える新たな研究の方向として、継続して検討する必要がある。また今年度より着手したテーマとして、メディアとしての音楽の役割に注目し、20年代以降のいわゆる革命歌曲について研究を進めた。文盲率の低かった当時の中国で歌曲が主要な宣伝の手段であったことなどを実証し、論文「歴史は歌う-中国革命における歌曲の役割」にまとめた。この論文は、言語の様々な形態や機能を新たな視点で追求した「シリーズ言語態4記憶と記録」(高村忠明ほかと共著、東京大学出版会、1999年刊行予定)に収録される。北京にかつて長期滞在していた93年から94年にかけては、経済も好調で、文化活動にも民族的な自負が表れていたように見受けられた。音楽界で近代以降の「華人」(大陸、香港、台湾の別を問わず、全ての中華民族の意)による創作作品の歴史的総括が行われたことは、その象徴であるとも言える。しかし97年8月の北京は、建設ラッシュが続く街の様相に比例して、「混沌」のイメージが強烈であった。劇音楽や舞台芸術の実態について中国側専門家のレビューを受けたが、その方面で例をあげると、伝統的な劇場が市の再開発事業にともなって完全に破壊され、巨大なビルの一テナントとなったり、一方では解放後禁じられてきた京劇の女形が復活の兆しを見せていることなどが注目される。市民の文化生活の多様化は、音楽ソフト、ハードの充実にも表れていた。以前は高級品だったCDの種類も増え、VCDの普及によって革命現代京劇、革命模範劇などが再び見られるようになった。このように中国の文化界は、技術や設備の目ざましい革新に促されつつ、過去の遺産を客観的・相対的に振り返る段階に移行しつつあると言える。情報量の飛躍的な増大はおのずと価値観の多様化を導き、その中で外来文化の意味づけが改めて問われてくることは疑えない。今年度発表された創作作品の中にも、香港返還を題材にした交響曲などがあり、民族的な情感と西洋の作曲技法の融合が、現在なお大きな課題であることが明らかである。以上のことを視野に入れつつ、今年は博士論文を公刊すべく原稿執筆に取り組んだ(1998年9月に出版予定)。
チンパンジーの社会的スキルに関する背景因子の解明と検証

社会性をもつ動物において社会的スキルの発達はその生存や繁殖にかかわるきわめて重要な要因である。そこで、複雑な社会生活をいとなむチンパンジーを対象に、社会的スキルの発達と発現に影響を及ぼす因子について、認知、経験、遺伝、社会的環境、生理学的な観点から検討した。食物競合実験をおこない、他個体との関わりを調べたが、社会的スキルの値と、5要因について、明確な関係性はみとめられなかった。社会性の動物において、他者と交わり共に生活していくために必要な社会的スキルの発達はその生存や繁殖に関わるきわめて重要な要因である。しかし、飼育されている野生動物では、社会関係の希薄な個体がしばしば観察されており、社会的スキルの低さが原因と考えられる。そこで、複雑な社会生活を営むチンパンジーを対象に、社会的スキルの発達と発現に影響を及ぼす因子について、認知機能、経験、家系(遺伝)、社会的環境、生理学的な観点から検討する。また、社会的環境や生理学的な要因は条件によって変動することから、集団編成を操作する移籍実験を実施して、社会的スキルを評価するためのモデルを構築する。京都大学野生動物研究センター熊本サンクチュアリおよび公益財団法人日本モンキーセンターで飼育されているチンパンジー計65個体を対象に、生育歴(母親保育/人工保育、群れ飼育/単独飼育)および家系について情報を収集し、経験的要因と遺伝的要因についてデータベースを作成した。また日本モンキーセンターにおいて、チンパンジーの実験者への馴致を進め、認知機能をはかるための社会的協同実験と、チンパンジーの社会的スキルを定量化するための食物競合実験をおこなうための環境を整備した。また、平成28年度におこなう予定の移籍実験の準備として、チンパンジーどうしの馴致トレーニングを進めた。平成28年度は、社会的行動実験をおこない、データ収集と分析をおこなう。情報収集とデータベース化については、当初の計画通り実施することができた。また、対象個体を当初の予定より増やすことができた。チンパンジーの新たな環境への馴致を進め、行動実験を実施するために必要な空間的および社会的環境を操作する準備を整えた。社会性をもつ動物において、他者と交わり共に生活していくために必要な社会的スキルの発達はその生存や繁殖にかかわるきわめて重要な要因である。特に、複雑な社会生活をいとなむチンパンジーにおいて、そうした問題から単独で飼育される個体がいることも事実である。社会的スキルの発達と発現に影響を及ぼす因子については、認知機能、経験、家系(遺伝)、社会的環境、生理学的な観点から検討する必要がある。そこで、チンパンジーを対象に、社会的スキルに関する背景因子の解明と検証をおこなった。公益財団法人日本モンキーセンターで飼育する8個体のチンパンジーを対象に、食物競合実験をおこない、他個体への接近、回避、挨拶行動や誇示行動および採食行動を記録した。得られたデータから、各個体の社会的スキルを定量化した。さらに、成育歴(母親保育/人工保育、群れ飼育/単独飼育)および家系についての情報を収集し経験的要因と遺伝的要因として、社会集団内での優劣順位を社会的要因として、メスについては発情状態を記録し生理学的要因としてまとめ、社会的スキルとの相関関係を分析した。それらの要因と社会的スキルの値に明確な相関関係はみとめられなかった。予定していた移籍実験は実施できなかったが、今後集団編成をおこない実施できるようにすすめている。社会的協同実験をおこなって認知機能を測定する。その後、食物競合実験をおこなって社会的スキルを定量化し、データベース化した説明変数(認知、経験、遺伝、社会、生理学的要因)との関係について社会的スキルモデルを構築する。さらに、移籍実験を実施して、社会的スキルモデルの精度を検証する。動物行動行動実験を次年度に実施することにしたため。当初の計画通り、実験装置等の制作整備に充てる。
エジプト・メンフィス地域における新王国時代の神殿型平地墓の建築学的研究

古代エジプト・新王国時代における神殿型平地墓の地上構造に関する研究については、昨年までに収集した類例遺構の平面図を比較資料として用いながら、メンフィスの墓地範囲にあるダハシュール北地区で発見された日乾煉瓦造のイパイの墓の平面寸法分析をおこなった。考察の結果、建物の主要部分が、古代エジプトの長さの単位である1キュービット(約52.5cm)の整数倍で計画された可能性が指摘され、基礎の日乾煉瓦を配置する際に2つある中庭部分では中庭の内法幅を、アプローチ部分では斜路幅の外法幅を基準として用いたことが推定された。また、平面の決定に当たっては砂の上に煉瓦を置き並べつつ試行錯誤がなされたことを明らかにし、遺構の建造過程を復原した。岩窟工法による地下構造の掘削工程に関しては、今年度も引き続き古代の労働文書の解読をおこなうとともに、神殿型平地墓と同時代の多数の未完成岩窟墓が残存する中部エジプトのアマルナや、労働者による作業工程を示す文字や赤線が現場に直接残っている石切り場での調査をおこなった。アマルナの岩窟墓内で発見された掘削作業の進捗を表す赤線や、石切り場に残された文字は、これまで発表されたことがなく、資料的価値が極めて高い。これらの資料を基にして、石灰岩盤を当時の工人が1日当たり0.5から1デニィ(0.070.14m^3)の掘削が可能であったことを論証した。この値を基にすることにより、イパイの墓の地下構造の造営に牟いて、具体的に何日間を要したかの推定を当時の史料による現実味のある値として算出することができるようになった点は重要である。これに関しては現在論考を準備中である。以上の成果について、本年度は日本建築学会大会、日本オリエント学会、ギリシアで開催された第7会ASMOSIA古代石材国際会議などにおいて、適宜公表をおこなった。古代エジプト・新王国時代における神殿型平地墓の地上構造に関する研究を進めるに当たり、エジプト各地に建造された類例遺構に関する報告などを収集して整理をおこなった。遺構の平面図は可能な限り、コピー機やカメラによって複写したものをコンピューターに取り込んでデジタル処理し、刊行資料によってまちまちである縮尺を統一し、建物の規模に応じた平面構成の比較考察を可能とした。類例遺構の選出はメンフィス地域だけに限定せず、上エジプトのアビュドスや、ルクソール、ヌビア地区の例も視野に入れ、特に中庭に立てられた柱の種類や配置の仕方、本数について分類を試みた。新王国時代の日乾煉瓦造建築技術については、昨年度夏に引き続き、多数の遺構が残存する中部エジプトのアマルナ地区に調査に赴き、とりわけ煉瓦の組積方法や基礎工法に関わる箇所についてメモ写真の撮影をおこなった。例えば、アマルナ地区における大規模な塔門では、煉瓦壁体を補強するために木材を入念に格子状に組んだものを挟み込んでいるが、ダハシュール北地区における貴族のための神殿型平地墓では、煉瓦積みの幾層かごとにアシ茎を挟むだけであり、建物の規模や格式によって異なる工法が臨機応変に採用された可能性が指摘された。アマルナ地区での調査研究の成果として、日本建築学会の学術講演(金沢)をおこない、その一部を大幅に加筆修正して計画系論文報告集に論文を発表した。岩窟工法による地下構造の掘削工程に関する研究としては、昨年から引き続き当時の労働記録の解読をおこなっている。トリノのエジプト博物館に収蔵されている王墓の建造工程見積が記されたパピルス文書なども比較資料として用いながら、新王国時代における岩窟墓の建造について、遺構に残された日付や寸法などの文字記録から推定される1日当たりの掘削量が、同時代の文書史料から求められる値とも大きく変わらず、妥当であることを明らかにした。この成果は、マドリードで開催された第1回国際建設史会議において発表をおこなった。

これに関しては現在論考を準備中である。以上の成果について、本年度は日本建築学会大会、日本オリエント学会、ギリシアで開催された第7会ASMOSIA古代石材国際会議などにおいて、適宜公表をおこなった。
ピルビン酸低減清酒酵母のピルビン酸低減メカニズムの解明

清酒醸造時にアルコール濃度は18ー20%に達する。瓶詰時には15ー16%になるものの醸造酒としては世界で最もアルコール濃度が高い。従って清酒を健康な酒にするためには低アルコール濃度で高品質の酒を造るための技術が必要である。しかし低アルコール濃度で清酒を造るとジアセチルなどの好まれない香りが発生する。そこで本研究ではジアセチルの前駆体であるピルビン酸生成が少ない清酒酵母を育種し、その原因がミトコンドリアの活性化であることを明らかにした。育種した酵母は日本醸造協会を通じてスパークリング清酒の製造などに広く活用されている。ミトコンドリアに着目することは醸造酵母育種の新たなスキームとなると考えられる。ピルビン酸低減清酒酵母のピルビン酸低減メカニズムを探るために、3つのアプローチで研究を行った。1まずピルビン酸低減清酒酵母のミトコンドリア呼吸能の測定及び炭素代謝フラックス解析を行った。その結果、ピルビン酸低減清酒酵母ではミトコンドリア呼吸活性が増加し、ミトコンドリア代謝活性が増加していることを明らかにした。この結果は、ピルビン酸低減清酒酵母のピルビン酸低生産性は、この株のミトコンドリア呼吸活性及びミトコンドリア代謝活性の増加によりもたらされていることを示唆している。2ピルビン酸低減清酒酵母のゲノム解析により明らかになった候補遺伝子13個について、それらの変異を導入するプラスミドをin fusion cloning法により作成した。今後これらのプラスミドを清酒酵母の一倍体に導入して清酒を仕込み、ピルビン酸の生産性を調べればどの遺伝子変異がピルビン酸の低生産性をもたらすかが明らかになると期待される。3ピルビン酸低減清酒酵母の2倍体を胞子形成させ、一倍体を9株取得した。それらの一倍体で清酒を仕込んだ結果、6株が低ピルビン酸性で3株が高ピルビン酸性であることが明らかになった。これらの一倍体のゲノム配列を明らかにすれば、ピルビン酸低減をもたらす遺伝子変異が明らかになると期待される。しかしまだ9株では数が足りないので、一倍体を増やすために再びピルビン酸低減清酒酵母を胞子形成させ、一倍体取得を試みている。低アルコール清酒を製造するときには、清酒醸造の途中で固液分離するが、その際にピルビン酸やαアセト乳酸が残存して貯蔵中に非酵素的にジアセチルに酸化的に脱炭酸されてしまう。生成したジアセチルはジアセチル臭を呈するため、低アルコール清酒の品質を低下させてしまっていた。そこでこの技術課題を解決するために、清酒酵母を突然変異処理後、ピルビン酸のミトコンドリアへの輸送阻害剤ethyl alpha-transcyanocinnamate耐性株を分離し、低ピルビン酸清酒酵母を育種してきた。しかしこの株においてピルビン酸の低減をもたらす遺伝子変異は明らかになっておらず、この研究成果のさらなる応用の障害となってきた。そこで本年度の研究においては、次世代ゲノムシークエンサーを用いて低ピルビン酸清酒酵母のゲノム解析を行った。その結果、3000個を超えるSNPが抽出されたが、低ピルビン酸でない清酒酵母のゲノムと比較することで低ピルビン酸をもたらす遺伝子変異として13個のSNPに絞り込むことができた。これらの遺伝子変異を含む遺伝子断片を親株に形質転換してethyl alpha-transcyanocinnamate耐性を調べることで、遺伝子変異を特定する予定である。これらの次世代ゲノム解析技術を使ったゲノム解析プロセスを日本生物工学会等で発表することで発酵業界で発酵微生物のゲノム解析のノウハウを共有することに務めた。これまでの日本酒の品質を向上させる研究の多くは最終的にエタノール濃度18ー20%を生成させる条件に集中していた。従って低アルコールの日本酒、すなわち低アルコール清酒を製造するための技術が業界で蓄積しているとはいいがたい。しかし生活習慣病が多くなっている現在、アルコール濃度が低くかつ品質もよい日本酒の製造技術の基盤的な技術知見を普及させていくことが国民の健康の観点から必要である。清酒醸造中にピルビン酸濃度は前半で極大値を取りその後酵母に資化されて漸減していくが、前半でもろみを上槽するとピルビン酸が資化されきらずに残存しオフフレーバーにつながる。このことから品質のよい低アルコール清酒を製造するためにはピルビン酸を低減させる製造技術が必要である。そこでピルビン酸のミトコンドリア輸送阻害剤に耐性を示す清酒酵母を分離しピルビン酸低減清酒酵母を育種した。しかしこの酵母のピルビン酸低減メカニズムは明らかになっていなかった。そこで本研究ではこの酵母のピルビン酸低減メカニズムを解明することを目的とした。ピルビン酸低減清酒酵母のミトコンドリアや代謝を解析した結果、ミトコンドリアの呼吸活性やミトコンドリアにおける炭素代謝が増加していることを明らかにした。

この結果から、この酵母はミトコンドリア代謝が上がったためにピルビン酸が低減したと考えられた。さらにその責任遺伝子を探るためピルビン酸低減清酒酵母のゲノムを解析しピルビン酸低減清酒酵母から一倍体を多数取得した。その結果、ピルビン酸低減性が優性形質であることやピルビン酸低減に関わる遺伝子に関わる情報を示唆する成果が得られた。これらの成果はリアルタイムPCRなどで再現性を確認し、論文として投稿する準備中である。今後はピルビン酸低減性を示す一倍体のゲノムを解析しピルビン酸を低減させる遺伝子を特定したいと考えている。発酵微生物学ピルビン酸低減清酒酵母のミトコンドリア呼吸活性及びミトコンドリア代謝活性が増加していることを明らかにしたから。ピルビン酸低減清酒酵母の次世代ゲノムシークエンサーを使ったゲノム解析を行い、さらにその結果のin silico解析によりピルビン酸の低減をもたらす遺伝子変異の候補を13個にまで絞り込むことができたから。ピルビン酸低減清酒酵母から多数一倍体を取得し、ピルビン酸生産性を調べそのゲノム配列との関連を調べることでピルビン酸低減をもたらす遺伝子変異が明らかになる。次世代ゲノムシークエンサーを使って得られたピルビン酸の低減をもたらす13個の遺伝子変異を含む遺伝子断片をPCRで増幅し、親株の清酒酵母に形質転換してピルビン酸のミトコンドリアへの輸送阻害剤ethyl alpha-transcynnamateへの耐性で選抜する。このことによりethyl alpha-transcynnamate耐性及びピルビン酸の低減をもたらす遺伝子変異が特定できると考えられる。酵母培養試薬、形質転換試薬、PCR酵素、分子生物学試薬、ピルビン酸及び有機酸解析消耗品等に用いる。
細胞の相互作用に基づいた形態発生モデルによって創出する人工生命に関する研究

発生メカニズムの解明に向けて,発生を制御するアルゴリズムの探求と同時に実際の生物の発生過程を調べることが重要である.そこで本研究の目的は,生物の形成・発生メカニズムを調べるための仮想実験プラットフォームをコンピュータ上に構築することである.本研究では,発生過程を再現するために細胞レベルの力学モデルを用いたシミュレータの開発を行い,モデル生物の線虫C.elegansの初期胚発生(112細胞期)の細胞配置シミュレーションを行った.線虫の発生過程では細胞間相互作用が重要であり,それを制限する空間的な細胞配置を決定する因子を調べることが重要である.方法として,昨年度までは細胞の形状として複数の質点同士をばね・ダンパーで接続・卵殻を楕円球で近似した力学モデルで表現し,細胞分裂を細胞形状の伸長・収縮環の収縮の二つの現象によってモデル化した.今年度は,まず実測値との比較等によって野生型の細胞配置の再現性を検証した.次に1)細胞間接着と2)細胞周期にあわせて細胞の丸さ・かたさが変化する現象をモデルに加え,再現性の向上を図った.また提案するモデルが4細胞期以降に適応可能かどうかを検討するために12細胞期までの細胞配置シミュレーションも行った.結果として,4細胞期までのシミュレーション結果において細胞の位置関係が実測値と十分等しく,また新たなモデルによって細胞形状も実測値と等しくなったことから,提案するモデルは再現性が高いことがわかった.さらに12細胞期までの細胞配置も再現できたが,二つの鏡像体である特定の細胞配置の出現確率が実際と異なりランダムに決定されていることが問題点となった.今後は提案するモデルを改良し4細胞期以降に見られる重要な細胞配置を再現できるようにすることで,現在では未知な機構の解明に本シミュレータを応用していくことが考えられる.発生メカニズムの解明に向けて,発生を制御するアルゴリズムの探求と同時に実際の生物の発生過程を調べることが重要である.そこで本研究の目的は,生物の形成・発生メカニズムを調べるための仮想実験プラットフォームをコンピュータ上に構築することである.本研究では,発生過程を再現するために細胞レベルの力学モデルを用いたシミュレータの開発を行い,モデル生物の線虫C.elegansの初期胚発生(112細胞期)の細胞配置シミュレーションを行った.線虫の発生過程では細胞間相互作用が重要であり,それを制限する空間的な細胞配置を決定する因子を調べることが重要である.方法として,昨年度までは細胞の形状として複数の質点同士をばね・ダンパーで接続・卵殻を楕円球で近似した力学モデルで表現し,細胞分裂を細胞形状の伸長・収縮環の収縮の二つの現象によってモデル化した.今年度は,まず実測値との比較等によって野生型の細胞配置の再現性を検証した.次に1)細胞間接着と2)細胞周期にあわせて細胞の丸さ・かたさが変化する現象をモデルに加え,再現性の向上を図った.また提案するモデルが4細胞期以降に適応可能かどうかを検討するために12細胞期までの細胞配置シミュレーションも行った.結果として,4細胞期までのシミュレーション結果において細胞の位置関係が実測値と十分等しく,また新たなモデルによって細胞形状も実測値と等しくなったことから,提案するモデルは再現性が高いことがわかった.さらに12細胞期までの細胞配置も再現できたが,二つの鏡像体である特定の細胞配置の出現確率が実際と異なりランダムに決定されていることが問題点となった.今後は提案するモデルを改良し4細胞期以降に見られる重要な細胞配置を再現できるようにすることで,現在では未知な機構の解明に本シミュレータを応用していくことが考えられる.
超低摩擦・超高強度ゲルの創製とメカニズムの解明

これまで、さまざまな化学種・荷重・速度域で系統的な一連の研究から、ゲルの摩擦を吸着モデルと反発モデルの2種類で統一的に議論できることを提唱してきた.しかし、それはあくまでもこれまでに得られていた結果から導かれたもので、測定した領域外の荷重や速度での結果を保証するものではない.そこで、以前より広い速度・荷重域にわたって観察することにより、従来の摩擦モデルの妥当性を議論したい.そのためにはサンプルの力学的強度および装置の性能に更なる発展が必要とされた.高い力学的強度を有するダブルネットワークゲル(以下DNゲル)を発明し、最大2.5MPaの大荷重をかけつつ微小な摩擦力を検知することのできる装置を開発することによりMPaオーダーの大荷重下でのゲルの摩擦挙動を観察することが可能となった.本研究は高強度DNゲルをさまざまな粘性溶媒中で膨潤させ、その大荷重下における摩擦挙動を調べることにより、高分子網目の運動性と摩擦との相関を幅広い速度範囲で調べた.溶媒を変えてゲルの摩擦挙動を観察すると、摩擦係数やその速度依存挙動がまったく異なる結果が得られた.ところが、それぞれの溶媒で膨潤したゲルの摩擦係数の速度依存性のプロットを適当な量をずらして重ね合わせるとあるマスターカーブが得られた.このときの速度軸の移動量は溶媒の粘度と相関があることがわかった.また、このように得られたマスターカーブはゲル摩擦の吸着モデルで説明ができる.すなわち粘度の高い溶媒中で摩擦挙動が低速度側にシフトするということはゲルの摩擦のメカニズムにおいてゲルの網目を構成している高分子の運動性が大きく寄与していることを示している.超高強度でありながら、超低摩擦特性を発現するゲルを創製し、軟骨などの生体材料の低摩擦性を理解するための単純なモデルとして摩擦機構の基礎的知見を得ることが本研究の目的であり、本年度の研究活動をとおして次のような知見を得た。ゲルの高強度化を可能にしたDouble-Network (DN)法の重合条件を最適化することにより関節軟骨た匹敵する10MPa以上の圧縮にも耐えるゲルを合成することに成功した。大荷重下での摩擦挙動を観察するため、新たに高荷重型摩擦試験機を開発し、MPaオーダーの荷重をかけつつ、摩擦係数がわずか10^<-4>程度しかない材料を精度よく測定することが可能になった。双方の開発によりはじめて大荷重下での低摩擦性を研究するはこびとなった。その結果、0.01MPa-2.5MPaの範囲で荷重が増加するにつれDNゲルの摩擦係数は減少することがわかった。さらに、ゲルを形作る高分子鎖の運動性に着目し、溶媒の粘度を変えて同様の実験を行なった結果、次のようなことが明らかとなった。溶媒の粘度すなわち高分子鎖の運動性と、摩擦係数・相対摩擦速度の間にはあるシフトファクターが存在し、同荷重で測定した摩擦係数の速度依存性のグラフどうしで重ね合わせることにより、マスターカーブを描くことが可能である。そのマスターカーブの挙動は以前より我々が提案していた吸着摩擦モデルで統一的に理解ができることがわかった。それによると、ゲルの高分子鎖が摩擦相手基板と吸着相互作用し、移動により引き伸ばされると摩擦力として現れるのだが、その吸着点の熱運動による吸着寿命と相対摩擦速度の兼ね合いで、吸着摩擦から境界潤滑を経て流体潤滑へと移り変わっていくと解釈できる。この知見を元に、高分子の粘弾性的性質、相手基板との吸着力、溶媒の粘度等を調整することにより、目的の速度域で最も低摩擦性を発揮する材料開発が期待できる。これまで、さまざまな化学種・荷重・速度域で系統的な一連の研究から、ゲルの摩擦を吸着モデルと反発モデルの2種類で統一的に議論できることを提唱してきた.しかし、それはあくまでもこれまでに得られていた結果から導かれたもので、測定した領域外の荷重や速度での結果を保証するものではない.そこで、以前より広い速度・荷重域にわたって観察することにより、従来の摩擦モデルの妥当性を議論したい.そのためにはサンプルの力学的強度および装置の性能に更なる発展が必要とされた.高い力学的強度を有するダブルネットワークゲル(以下DNゲル)を発明し、最大2.5MPaの大荷重をかけつつ微小な摩擦力を検知することのできる装置を開発することによりMPaオーダーの大荷重下でのゲルの摩擦挙動を観察することが可能となった.本研究は高強度DNゲルをさまざまな粘性溶媒中で膨潤させ、その大荷重下における摩擦挙動を調べることにより、高分子網目の運動性と摩擦との相関を幅広い速度範囲で調べた.溶媒を変えてゲルの摩擦挙動を観察すると、摩擦係数やその速度依存挙動がまったく異なる結果が得られた.ところが、それぞれの溶媒で膨潤したゲルの摩擦係数の速度依存性のプロットを適当な量をずらして重ね合わせるとあるマスターカーブが得られた.このときの速度軸の移動量は溶媒の粘度と相関があることがわかった.また、このように得られたマスターカーブはゲル摩擦の吸着モデルで説明ができる.すなわち粘度の高い溶媒中で摩擦挙動が低速度側にシフトするということはゲルの摩擦のメカニズムにおいてゲルの網目を構成している高分子の運動性が大きく寄与していることを示している.
CD9ファミリーを介した膜結合型細胞増殖因子-細胞接着因子複合体の機能解析

本研究はCD9/DRAP27を介した膜結合型細胞増殖因子・インテグリン複合体の生理的並びに癌細胞の増殖や転移における関りを明らかにしようとするものである。これまでの研究で、(i)膜結合型細胞増殖因子HB-EGFがジャクスタクライン活性を持つこと、(ii)HB-EGFにアソシエ-トする膜タンパク質DRAP27/CD9がHB-EGF分子のジャクスタクライン活性を著しく高めること、(iii)ヘパラン硫酸プロテオグリカンもHB-EGFにアソシエ-トしていること、を明らかにしている。今年度は以下の結果を得た。HB-EGFのEGFドメインのN末側に存在するヘパリン結合部位(HBD)の役割を詳しく解析した。その結果、HBDはHB-EGFのマイトジェニック活性やジフテリア毒素結合活性そのものに直接必要ではなく、むしろそれらの活性を抑制していることが示唆された。また、ヘパリンあるいはヘパラン硫酸プロテオグリカンはHBDに結合することによって、HBDの抑制効果を解除する働きがあることがわかった。(2)HB-EGF-DRAP27/CD9-インテグリン複合体にアソシエ-トする他の分子の同定Vero-H細胞の可溶化膜分画を抗インテグリンα3抗体や抗HB-EGFで免疫沈降して、共沈してくるタンパク質の同定を行なった。その結果、CD9と同じTM4ファミリーに属するCD63とCD81もこの複合体に含まれていることが明らかとなった。これらの分子がCD9同様にHB-EGFのジャクスタクライン活性を上昇させるかどうかを調べるたところ、CD81はCD9と同程度の上昇活性を示したが、CD63はCD9ほどHB-EGFのジャクスタクライン活性を上昇させず、TM4ファミリーの間で機能分担があることが示唆された。
看護学実習環境を標準化するための基準作成と検証

基礎看護学実習における物理的環境の設定に向けて、平成30年度の取り組みは、平成29年度に実施した看護学教育学会交流セッションにおける専門職からの意見および関東地方の看護師教育機関の全数調査の結果に基づき、実施した。具体的には、看護学実習の物理的環境における「学生の居場所」と「実習物品」について、《学生のスペースが確保されている》《実習物品の必要数を配置・整備する》《学生用の電子カルテがある》の3つの視点について、看護学教育の専門家より意見を得て、それぞれの指標となる「ナーステーション内の学習スペースの設定」、「実習物品の持ち込みをなくし、実習専用バッグによる物品の定数化」、「学生用の電子カルテが2人に1台を設定」と仮設定し、モデル第1案として設定案を示した。その案について、基礎看護学実習の指導にかかわる看護系大学の教員、看護師養成所の教員、実習指導者のそれぞれ5-6名のグループにフォーカスグループインタビューを東京、札幌を拠点として実施した。インタビューにより、ナースステーションにおける学生専用の学習スペースについて次のモデル案を抽出した。また、実習専用バッグについては、1案から意見により3案までアレンジし、病棟の置き場を取らない中で感染管理上も問題の少ない素材や大きさ、機能を有する実習専用バッグの抽出に至った。電子カルテについては、施設ごとの実習生用の保有数が異なる現状があるがパスワードの管理や利用方法についても基準として設定したいと考えている。2018年12月から2019年2月に3つのグループインタビューを実施し、グループインタビューごとに意見を反映して改善案についてさらなる意見を得た。現在、詳細を分析中であり、今後、学会発表及び論文化を予定している。インタビュー結果を統合分析し、基礎看護学実習の物理的環境として可視化できる基準を設定し、検証する予定である。平成30年度の予定は【モデルタイプ第1案の評価と「改訂版モデルタイプ」の作成】であった。モデルタイプ第1案の評価に向けたグループインタビューにより、改訂版が固まりつつある。令和元年度(平成31年度)は、これらの知見を統合して「モデル病棟」として可視化することにあり、学生の視点も取り入れて効果を検証する予定である。研究代表者が所属施設を変わったが、元来、分担研究者や連携協力者とはメールなどの通信機器を用いた連携をとっていたため、困難は生じにくいと考えられる。今後は、「モデル病棟」としての可視化に向けて、研究代表者の大学に併設されている短期大学住居空間専攻の教員などにも専門的な意見を得ながら進める予定である。また、看護系大学の基礎看護学領域教員や看護師養成所教員、実習指導者、学生からの意見を分析しながら指標設定に向けて検証していく。平成29年度の取り組みは、事前調査結果などをもとに看護学的な環境の理解と空間デザイン学的なユーザビリティの視点により、標準化した「モデルタイプ第1案」を作成することであった。平成26年度28年度の調査結果や実習施設の環境視察により、研究者間で学生の居場所と実習物品の設置について会議をもって意見交換した。一部のメンバーとは、電話会議を行った。メンバーの意見に加えて、以下の取り組みにより、情報収集を行い、「モデルタイプ第1案」の骨子を作成した。平成29年8月に開催された看護学教育学会において『看護学実習における学生の学びを支援するー学生の居場所や実習物品に着眼してー』のテーマで交流集会を企画・運営した。今までの研究成果を紹介するとともに物理的環境の指標について参加した看護教員や実習指導者からの専門的な意見を得た。また、平成29年10月に開催された東京女子医科大学看護学会において関東地方の看護基礎教育の全教育施設(大学71校、3年課程看護師養成所128校計199校)に質問紙を郵送した研究成果を公表した。回収数は、大学25校(35.2%)、看護師養成所(以後、看護学校とする)59校(46.1%)の計84校であり、回収率は42.2%であった。関東地方の看護基礎教育施設の現状から、大学と看護学校の現状では、一部差異がみられたが、学生専用のスペース、実習の展開に適した物品の不足などの共通した課題と限界も明らかとなった。病棟に持ち込んでいる物品は多いと想定され、感染管理上の課題も懸念される。物理的環境の指標を可視化するともに、限界をふまえて教育的配慮により調整する必要性が示唆された物理的環境の指標について提案し、特に看護学実習の物品配置については感染管理の視点からも重要課題であると意見を得た。今後は、物理的環境の指標に基づくプロトタイプの提示をし、効果検証の調査を進める予定である。平成26年度から28年度までの調査結果に基づく看護学実習における学生の居場所と実習物品についての検討を進めてきた。平成29年度にデータをまとめた関東地方の悉皆調査結果をもとに平成29年度の取り組みとして計画していた看護学実習の物理的環境の指標に関する示唆を得ている。また、看護学教育学会における交流集会でのセッションから得た意見や、連携協力者からの実習情報を参考にできた。また、分担研究者、連携協力者が会した打ち合わせの会議を12月に開催し、指標設定からモデルタイプ第1案につながる検討を行うことができた。分担研究者連携協力者とは定期的な意見交換が行えている。デザイン学的な見地では連携協力者の意見を得て、ユーザビリティとしての要件を加味してプロトタイプ案を作成した。以上から、平成29年度の実習環境の「モデルタイプ第1案」の作成のプロセスを概ね、たどったものと考える。

基礎看護学実習における物理的環境の設定に向けて、平成30年度の取り組みは、平成29年度に実施した看護学教育学会交流セッションにおける専門職からの意見および関東地方の看護師教育機関の全数調査の結果に基づき、実施した。具体的には、看護学実習の物理的環境における「学生の居場所」と「実習物品」について、《学生のスペースが確保されている》《実習物品の必要数を配置・整備する》《学生用の電子カルテがある》の3つの視点について、看護学教育の専門家より意見を得て、それぞれの指標となる「ナーステーション内の学習スペースの設定」、「実習物品の持ち込みをなくし、実習専用バッグによる物品の定数化」、「学生用の電子カルテが2人に1台を設定」と仮設定し、モデル第1案として設定案を示した。その案について、基礎看護学実習の指導にかかわる看護系大学の教員、看護師養成所の教員、実習指導者のそれぞれ5-6名のグループにフォーカスグループインタビューを東京、札幌を拠点として実施した。インタビューにより、ナースステーションにおける学生専用の学習スペースについて次のモデル案を抽出した。また、実習専用バッグについては、1案から意見により3案までアレンジし、病棟の置き場を取らない中で感染管理上も問題の少ない素材や大きさ、機能を有する実習専用バッグの抽出に至った。電子カルテについては、施設ごとの実習生用の保有数が異なる現状があるがパスワードの管理や利用方法についても基準として設定したいと考えている。2018年12月から2019年2月に3つのグループインタビューを実施し、グループインタビューごとに意見を反映して改善案についてさらなる意見を得た。現在、詳細を分析中であり、今後、学会発表及び論文化を予定している。インタビュー結果を統合分析し、基礎看護学実習の物理的環境として可視化できる基準を設定し、検証する予定である。平成30年度の予定は【モデルタイプ第1案の評価と「改訂版モデルタイプ」の作成】であった。モデルタイプ第1案の評価に向けたグループインタビューにより、改訂版が固まりつつある。令和元年度(平成31年度)は、これらの知見を統合して「モデル病棟」として可視化することにあり、学生の視点も取り入れて効果を検証する予定である。平成30年度以降は、作成した「モデルタイプ第1案」の現実可能性や効果検証に向けてのグループインタビューを企画・実施する。看護学実習を担当する教員グループ、実習指導者グループを作成し、札幌、東京などの都市にてインタビューを行う予定である。その結果を統合分析し、「モデルタイプ第1案」を評価する。さらに「改訂版モデルタイプ」案を作成する。「モデルタイプ第1案」については、デザイン学的な視点での意見をもとにインタビュー参加者に伝わりやすい提示をする必要があると考えている。研究代表者が所属施設を変わったが、元来、分担研究者や連携協力者とはメールなどの通信機器を用いた連携をとっていたため、困難は生じにくいと考えられる。今後は、「モデル病棟」としての可視化に向けて、研究代表者の大学に併設されている短期大学住居空間専攻の教員などにも専門的な意見を得ながら進める予定である。
植物学用語標準化の調査研究

最終年を迎えた本調査研究は、精力的に作業が進められ、ほぼ順調に進行し、5月末、文部省に最終リストを提出できる見通しが得られた。本年度は各分野ごとに検討し、入力し、出力したリストを再度基本方針に従い、取捨選択・英・和語・読みの検討を各分野で班会議を開き行なった。検討を行なった候補用語はすべて入力し、英・和語の総合リストを作成し、また班により訳語の異なる用語のリストも作成した。総合リストは総括班員全員で檢討を行い、問題点を持ち寄り、3回の総括班会議で候補用語の拾捨選択・英.和語の総合的な調整と檢討を終え入力し、読みをローマ字化して出力したリストについて、誤りを檢討した。一方植物・動物両委員会でそれぞれ檢討したリストの交換を行に動・植共通用語のリストと、さらに両者で訳語の異なる用語の抽出を行い、3回動物学用語委員会と合同委員会を持ち、これらの用語、調整を完了した、さらに関連分野との共通用語の檢討を行い、再度入力し、出力したものを現在最終的に檢討を進めており、作業を完了する予定である。一方、青戸氏にもリストを送り、専門的立場からの檢討をお願しこれに基ずく修正も行なった。4月10日に最終的な入力を行い植物学用語集の原案リストが打ち出されるのが5月上旬である。また用語集に収録する科名の標準和名の作業、旧用語集との訳語の異なるリスト常用漢字以外の漢字リストも完了した。動物学用語委員会とともに、資料を5月末提出する予定である。
許容性および頑健性のあるメカニズム・デザイン

政府などが、その目的を達成するために導入する社会制度等を一般に「メカニズム」と呼ぶ。本研究では、様々な経済的環境下でメカニズムを設計する問題を考える。その際、実現される帰結として複数の可能性を許容する「許容性」と、その帰結が環境の詳細に依存しない「頑健性」をみたすようなメカニズムの構成手法を開発する。応用として、オークション、公共財供給、二部マッチングなどの具体的な環境において、既存のメカニズムに比べてよりよく目的を達成するメカニズムの構成方法を確立することを目指す。
生理的環境下で形成された免疫シナプスの解析

体内を循環するT細胞は樹状細胞などの抗原提示を認識すると停止し接着する。T細胞抗原受容体(TCR)は接着面にミクロクラスターと呼ばれる集合体を形成して活性化を開始し、ミクロクラスターの移動により特殊な分子配置である免疫シナプスを形成する。本研究では生理的な刺激条件下で形成したミクロクラスターの定量測定を元に、ミクロクラスターは微小管分子モーターであるダイニンに依存して移動し細胞活性を抑える方向に調節する事を発見し、論文として発表した。獲得免疫に必要なヘルパーT細胞が活性化する時、抗原提示細胞(APC)との接触面中央にはT細胞抗原受容体が集積したcSMAC(central supramolecular activation cluster)、その周りには接着分子が円状に配置した免疫シナプスという構造が形成される。これまでにT細胞抗原受容体や他シグナル分子の動態などが調べられてきたが、使用された細胞がTCRを過剰発現していた点や、抗原ペプチドの親和性や濃度が高かった点が必ずしも生理的とは言えない条件であった。また、ほとんどの解析がin vitroで行われており、生体内での免疫シナプスが生体免疫反応におよぼす影響に関しては調べられていない。本研究では、(1)in vivoで生成されたcSMACやT細胞抗原受容体ミクロクラスターの観察を行い、生体内免疫反応との相関をみる。更に(2)人工脂質膜を用いたcSMACやT細胞抗原受容体ミクロクラスターの働態の定量的な解析から、TCR動態と細胞機能の相関を明らかにすることを目標にしている。(1)本年度はin vitroでT細胞が刺激強度、時間依存的にAPCとの接着やcSMACの形成頻度を変えることを、最新の技術である画像フローサイトメトリーを用いて解析した。最終的にはin vivoで形成された免疫シナプスを本システムで網羅的かつ定量的に解析したいので、実験方法の確立という意味が含まれている。(1)(2)親和性の低い抗原の他に、同じ抗原に対して異なる親和性を持つT細胞抗原受容体を比較するため、抗原受容体の遺伝子改変マウス3種類を入手し、内在性T細胞抗原受容体を可視化したzGFP Klマウスと掛け合わせている。来年度から本格的に実験ができるようになる。獲得免疫に必要なヘルパーT細胞は抗原提示細胞(APC)と免疫シナプスを形成し活性化する。免疫シナプスの形成過程として、接着面-面にT細胞抗原受容体ミクロクラスターが現れ、活性化シグナルを伝えながら中心に集まり、cSMACと呼ばれる受容体の集積を作ることが明らかにされてきた。しかし使用された細胞がTCRを過剰発現していた点や、抗原ペプチドの親和性や濃度が高かった点が必ずしも生理的とは言えない条件であった。また、多くの解析はin vitroで行われており生体内での免疫シナプスによる免疫反応調節に関しては未だあまり明らかにされていない。本研究では(1)in vivoで生成されたT細胞抗原受容体ミクロクラスターやcSMACの観察を行い、生体内免疫反応との相関をみる。更に(2)人工脂質膜を用いたcSMACやT細胞抗原受容体ミクロクラスター動態の定量的な解析から、TCR動態と細胞機能の相関を明らかにすることを目標にしている。本年度は生体内免疫シナプスの解析に繋がるミクロクラスター形成および動態の分子メカニズムを明らかにする論文を2報まとめた。ミクロクラスター形成に関しては、以前から取りざたされていたリピッドラフトに依存しているのではなくタンパク分子の相互作用が重要であることを論文発表した。ミクロクラスター動態についてはダイニンモーターによるミクロクラスター輸送が刺激強度調節を行っていることを明らかにし、現在論文は審査中である。これらの結果に基づいてダイニンミュータントマウスを入手したので、同じ強度の抗原でありながら免疫シナプス形状が違う条件での免疫応答を、マウス生体を用いて明らかにしていく予定である。本研究では、獲得免疫に必要なヘルパーT細胞が抗原提示細胞(APC)と免疫シナプスを形成し活性化する過程で、活性化レベル調節の鍵となるT細胞抗原受容体(TCR)ミクロクラスターを生理的な条件で解析し、TCR動態と生体反応や細胞機能との相関を明らかにすることを目標にしている。具体的には(1)in vivoで生成されたTCRミクロクラスターやcSMACの観察を行い、生体内免疫反応との相関をみる、(2)人工脂質膜を用いたcSMACやTCRミクロクラスター動態の定量的な解析からTCR動態と細胞機能の関係を明らかにする。本年度進捗状況(1)免疫シナプスの観察に関して、TCRの構成分子にGFPを付けてgene targetingしたT細胞は生理的発現量を維持している点は良いが、過剰発現に比べて10から100倍程度GFPの発現が低く検出しにくいことから、in vivoでそのまま見るのではなく、組織を崩してImage streamでの観察を行った。しかし、それでもcSMACは観察できたがTCRミクロクラスターは検出できなかった。またcSMACに関しては内容が酷似した論文が発表されてしまったので、プロジェクトの軌道修正が必要である。

(2)-1TCRミクロクラスターによる細胞活性強度調節機構として微小管を伝うダイニンモーターがTCRミクロクラスターをcSMCに運ぶ事により活性化を負に制御している事を明らかにし、論文発表した。更にこの結果に基づいてダイニンミュータントマウスを入手し、同じ強度の抗原でありながら免疫シナプス形状が違う条件での免疫応答を、マウス生体を用いて観察する計画をスタートした。(2)-2人工脂質膜を用いたcSMACやTCR microcluster動態の定量的な解析から、抗原親和性に依存してTCRミクロクラスターに集まる分子の数、密度が変化する事が分かった。また下流のシグナル分子に付いても、抗原親和性に応じて集まる分子の数、場所、TCRとの位置関係が変化する事を突き止めた。
浴室環境は非結核性抗酸菌症感染のホットスポットなのか ?

本研究の主目的である「浴室環境がNTM感染のホットスポットなのか?」という問いに答えるため、全国規模での浴室環境サンプリングを実施している。特に、肺NTM症の主要な起因菌であるMycobacterium avium subsp. hominissuis (MAH)に着目した。本研究では、サンプリング対象を健常人浴室環境とすることで、患者からの菌の持ち込みによる影響を最低限に抑えた。サンプリング家庭数は現在までに180家庭を超えており、各家庭から、シャワー水と浴槽取水口拭き取りサンプルを回収している。分離培養による結果から、MAHの検出率は16.1%であり、浴室環境は、MAHの主要な生息地であることが明らかとなった。また、その分離率には地域差が認められ、近畿地方、関東地方では25%を超えた。一方、北海道、東北、九州地方では10%以下であった。次に、健常人浴室から分離されたMAHとヒト臨床分離株との遺伝的関連性を反復配列数多型解析により調べた。その結果、健常人浴室由来株は、日本人患者由来株と遺伝的関連性が高く、浴室環境は臨床的に意味のあるMAH株が定着しやすい環境であることを明らかにした。さらに、河川表層水、土壌からのMAH分離を試み、3河川から17株、2土壌から5株のMAHを分離した。ブタ由来株、ロシア人患者由来株、韓国人患者由来株を加え、MAHの遺伝的多様性を調べたところ、我が国には、ヒト臨床分離株で多くみられるクローナルコンプレックスに属する株に加えて、自然環境中には、ロシア人臨床分離株やブタ由来株で形成されるクローナルコンプレックスに属する株も存在することが明らかとなった。遺伝的に多様なMAHのうち、特定の遺伝型に属するものが日本人患者と浴室環境には優占するという知見は、浴室環境がMAH感染のホットスポットの一つであることを強く支持するものである。当初の計画通り、全国規模でのサンプリングを順調に行っており、本研究の基盤となる環境サンプルからの抗酸菌分離菌株の収集が進んでいる。環境由来分離菌株の収集が順調に進んでいることから、その後の、遺伝的多様性解析、並びに、肺MAC症の起因菌であるM. avium subsp. hominissuisの生息環境をヒトの生活様式との関連性から解明するという本研究課題の命題に関する基礎データの蓄積がスムーズになされている。引き続き、全国規模での浴室環境サンプリングを継続し、我が国の浴室環境に定着しやすい抗酸菌種の特徴を明らかにする。収集した菌株の全ゲノム解析を行い、ヒト臨床分離株とのゲノム比較から、MAH菌がヒトに定着する(起病性)ための機構を担う責任遺伝子の特定を目指したい。さらに、本研究課題を通じて収集している環境サンプルについて細菌叢メタゲノム解析を実施し、MAH菌が定着する存在下で共存する微生物群集の解明を目指す。

さらに、本研究課題を通じて収集している環境サンプルについて細菌叢メタゲノム解析を実施し、MAH菌が定着する存在下で共存する微生物群集の解明を目指す。今年度実施予定であった次世代シーケンス解析を、サンプルの準備が不十分であったため次年度に実施することにした。本年度繰り越し金と次年度助成金は、引き続きサンプリング用経費と分子生物学的実験用の消耗品、並びに、次世代シーケンス解析に使用する。
階層縦断的な蛋白質ネットワーク解析技術の構築

シグナル伝達や小胞輸送においては、機能・構造の基本単位となるドメインが、複数連なった蛋白質(マルチドメイン蛋白質)が主要な役割を果たしている。本研究では、マルチドメイン蛋白質が介在する複数蛋白質で構成される蛋白質ネットワークに注目し、階層縦断的に、これらの事象の相互依存関係明らかにすることによって、蛋白質集団の振る舞いを分子論的に理解することを目指した。本研究を通じ、クラスリン被覆小胞輸送、光情報伝達に深く関与するマルチドメイン蛋白質のドメイン配置構造、並びに、各ドメインに対する刺激が誘導するドメイン再配置を明らかにした。さらに、これらの蛋白質について蛋白質集団の振る舞いとドメイン再配置の関連性を示した。本申請研究では、X線溶液散乱測定法を活用することで、「構成要素である蛋白質(ドメイン)の状態変化」、及び、「蛋白質集団の性質を決定する蛋白質の離合集散過程」を構造学的に解析し、これらの事象を互いに関連づけることで、階層縦断的に蛋白質ネットワークシステムの理解を目指している。これまで、ヒト由来のクラスリン被覆小胞輸送に関与するアダプター蛋白質(GGA)をモデル系として、研究を行ってきた。GGAは本来、3つのドメインからなるマルチドメイン蛋白質である。しかしながら、精製上の問題から、N末端に存在する2つのドメインからなるGGA断片使用せざるを得なかった。近年、DroshophilaからもGGA類似蛋白質が存在することが明らかとなり、全長での解析を進めるために、Drosophila由来の全長GGAの発現系を構築し、精製条件の検討を行った。その結果、GST融合蛋白質として発現し、GSTカラムを用いて精製後、PreScission Proteaseを用いた限定分解の結果、800mlあたり、数mgの全長GGAを精製することに成功した。動的光散乱測定を行った結果、単量体で存在していることが示唆され、今後は、全長GGA蛋白質を用いた検証実験を展開していく。本申請研究では、X線溶液散乱測定法を活用することで、「構成要素である蛋白質(ドメイン)の状態変化」、及び、「蛋白質集団の性質を決定する蛋白質の離合集散過程」を構造学的に解析し、階層縦断的に蛋白質ネットワークシステムの理解を目指して研究を行ってきた。申請者は、クラスリン被覆小胞輸送に関与するアダプター蛋白質GGAに注目し研究を行ってきた。GGAは3つのドメインからなるマルチドメイン蛋白質であり、ドメインごとに固有の機能を有しおり、ドメイン間の連動性を明らかにすることは、クラスリン被覆小胞輸送を理解する上で本質的である。先の研究では、ヒト由来GGAを用い研究を行ってきたが、全長蛋白質が不安定であるために、N末端に存在する2つのドメインのみを含む断片を使わざるを得なかった。しかし、切断部位には、N末端ドメインの機能制御に関与する配列が存在することが知られており、全長での研究を行う必要があった。昨年度は、Droshophila由来のGGA(DroGGA)の発現・精製を試み、その結果、全長DroGGAを安定に調製することに成功した。本年度は、全長DroGGAを用い、N未端ドメインへの結合因子添加に伴う溶液構造変化、並びに、リンカー領域がN末端ドメインに及ぼす影響について、X線溶液散乱測定、並びに、動的光散乱測定によって解析した。この結果、以下の知見が得られた。・DroGGAの3つのドメインは、相互作用蛋白質存在下で、互いに接触し、全体としてコンパクトな構造をとっている。・N未端ドメインに対する相互作用蛋白質存在下では、その結合により、3つのドメインが離散した構造をとる。DroGGA内部に存在する、N末端ドメイン結合領域は、他のDroGGAのN末端ドメインと分子間で相互作用を形成し、その結果、DroGGA多量体を形成する。・分子会合は、N末端ドメイン相互作用蛋白質存在下で可逆的に融解する。以上の結果から、GGAが関与する、あらたな蛋白質の離合集散制御機構が明らかとなり、GGAによるクラスリン被覆小胞形成機構の一端を解明することができた。
惑星リング‐衛星系形成進化過程の解明に関する理論的研究

最近のリング-衛星系形成モデルでは、土星リング及び近傍に存在する小衛星は周土星系粒子円盤から形成されたと考えられており、粒子の重力集積が重要であると考えられている。実際に、探査機カッシーニによる観測から、土星リング中及び近傍に存在する小衛星は、粒子が重力的に集積することによって形成されたと考えられている。また、それら小衛星は、重力圏形状に加えて赤道面付近に膨らみのある特徴的な形状をしていることも明らかとなっている。さらに、土星リング中では、プロペラ形状の構造が観測されており、その構造の中心には小衛星または、周囲のリング粒子よりも大きなサイズの粒子が存在していると考えられている。これら小衛星の起源及び進化過程を解明することは、土星リング-衛星系の起源と進化を理解する上で重要となる。そこで、本研究では、局所多体問題軌道計算を行い、土星リング中に存在する小衛星コアへの重力によるリング粒子の集積について詳しく調べた。今年度の研究は、前年度の研究を進展させ、楕円体による形状フィッティングの手法を用いることによって、形成される小衛星の形状を定量的に調べることが可能となった。その結果、例えリングの厚みがコア半径に比べて十分小さくても、コア表面の高緯度面への粒子集積が生じることを明らかにし、さらに土星Aリング中央部では、形成される小衛星形状にはリングの厚みにはほとんど依らないことを示した。一方で、土星からの距離が遠くなると、リングの厚みが小衛星の形状形成に与える影響が生じてくることも明らかにした。本研究の結果から、リング近傍に存在する小衛星の形状は集積時のリングの厚みを反映している可能性が指摘される。これらの結果は、2014年12月に国際学術雑誌(The Astrophysical Journal)に掲載された。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、土星リング中に存在する小衛星の起源及び形成・進化過程の研究を進めた。リング中の小衛星形成に関する従来の研究では、リング中の高密度コア周りのリング粒子集積シミュレーションによって、重力圏形状の天体が形成されることが確認されている。しかし、リング中で小衛星の粒子集積度合いが土星からの距離とともにどう変わるのか等について、定量的には調べられていない。また従来の研究では、集積によって形成される小衛星形状とリングの力学的な状態との関連が重要であると認識されているが、詳しく調べられていない。さらに主要リング中で存在が示唆されている小衛星および大きな粒子の起源について、いくつかの起源説が提案されているものの、わかっていないことが多い。そこで本研究では、局所多体問題軌道計算によりリング中で高密度コア周りのリング粒子の重力的集積度合い及び集積過程を詳しく調べ、以下の点を明らかにした。1.小衛星の密度が氷の密度より十分大きいか、重力以外の力が働かない限り、リングの内側領域外縁部よりも内側では集積が起こらないことがわかった。よって、リング内側領域で間接的に観測されている周囲のリング粒子よりも大きな粒子は、リング形成時の最大サイズの衝突破片である可能性がある。2.リングの厚みが例え小衛星サイズに比べて十分薄くても、小衛星表面上での粒子間衝突や衝突粒子の押し上げ効果によって、リングの厚みよりも十分高い位置に粒子が集積することを示した。これは従来の研究では考えられていなかった集積メカニズムであり、リングの厚みが薄くなった後では、これらのメカニズムが小衛星の形成及び形状進化に寄与した可能性が考えられる。この研究は、計画当初は二年目に行う予定であったが、今回開発した研究手法が集積及び小衛星によるリング中の構造形成に関する研究等、多方面に応用が利くことに気付き、研究実施を早めた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。