hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量的手法と質的手法を統合した授業分析の方法論に関する研究

本研究では、以下の3点を目的とした。(1)子どもの思考や問題解決の特徴を質的に分析するための支援となる量的分析手法の開発。(2)量的手法を中心とする定式的な分析手法による知見の共有・蓄積の可能性の検討。(3)授業逐語記録と、授業の他の記録、および量的分析結果等を統合的かつ質的に検討できる授業分析支援システムの構築。(1)に関しては、1単元など、比較的長期にわたる個の学習過程の特徴を量的に分析するための手法の開発をめざし、まずその前提となるデータの特性、分析手法に求められる要件について明らかにした。また、既存の統計学の手法を試験的に適用し、個の学習過程を分析するための量的手法の可能性や課題を明らかにした。(2)に関しては、主として質的手法をもちいて行われる授業分折の過程を、量の側面からとらえなおし、量的手法と結びつく契機があることを確認した。そして、量的手法を結びつけることによって、知見の共有・蓄積の可能性を広げることを構想した。(3)に関しては、コンピュータのサーバ上に、授業の言語的な記録や映像記録や量的手法による分析結果を蓄積しこれらを表示しながら統合的に分析を行うことができるような環境を設計した。本研究では,量的手法と質的手法を統合した授業分析の方法に関して,以下の3点を目的としている.(1)子どもの思考や問題解決の特徴を質的に分析するための支援となる量的分析手法の開発.(2)量的手法を中心とする定式的な分析手法による知見の共有・蓄積の可能性の検討.(3)授業逐語記録と,授業の他の記録(観察記録・映像記録・子どもの作文や作品),および量的分析結果等を統合的かつ質的に検討できる授業分析支援システムの構築.本年度は2年計画の第1年次にあたり,以下のとおり研究を進めた.(1)授業の観察と記録・・・上越地域の小学校6校において,話し合い活動や,調べ学習・発表学習を含む授業を,観察し,記録した.(2)授業分析手法の開発・・・・これまでに開発した手法を見直し,子どもの思考や問題解決の特徴を質的に分析するための支援となる量的分析手法の開発に着手した.今後,手法の開発を進めるとともに,授業分析知見の共有・蓄積の可能性の検討し,授業分析支援システムの構築にむけて,研究を推進する計画である,本研究では、以下の3点を目的とした。
ハッブル宇宙望遠銀による遠方銀河団内での銀河衝突について

前年度は近傍の銀河団内の衝突銀河のサーベイをラスカンパナス天文台デュポン望遠鏡での南天銀河団の写真乾板で行った。今年度は遠方の銀河団のサーベイを行うため、ハップル・スペース望遠鏡で撮られたデータを調べ以下のpreliminaryな結果を得た。1.ハードディスクを増設し、STScI研究所のアーカイバル・データを取得するするための体勢を整備した。2.所定の手続きを経て、STScI研究所のアーカイバル・データを取得することができた。3.得られたデータを解析するためマニュアルを取得し、HSTデータの解析手順の修得につとめた。4.データ解析の手始めとして、近傍銀河NGC7742について、U,V,R,Iバンドでのデータ計15枚を得て、コスミックレイの除去、南北方向の修正、skyの差引き、magnitude原点の決定、など諸手続きを行った。5.遠方銀河の例として、Hubble Deep Fieldの画像を得て同様な作業を行い、遠方の銀河の形態について習熟に努めた。6.遠方銀河団2個の画像を得て同様な作業を行い、現在衝突銀河のサーベイを始めたところである。まづ、近距離銀河団内での銀河衝突の調査にあっては、ラス・カンパナス天文台2.5mデュポン望遠鏡で撮られた写真乾板を用いて6個のAbell銀河団を調べ、銀河間ブリッジや特異な形態の銀河をサーベイし、銀河団当たり平均約50個を探しだした。また、イメージのスケールは1/6と小さいがよりdeepに観測されているUKシュミット望遠鏡でのSky Survey(J)フィルム上でこれら銀河のfaintな衝突痕跡を調査し、確認チェックすると同時に、新たに銀河団当たり10個の衝突銀河を見つけだした。これら銀河の銀河団内での位置を測定すると同時に、その周囲の銀河の個数密度を求めるべく、一定マグミツ-ドより明るい銀河を全て拾い出す作業にとりかかる予定である。zが0.10.5程度の遠距離銀河団にあっては、ハッブル宇宙望遠鏡のア-カイバルデータを調べ解析する準備として、ワークステーションを購入し、データ解析用のソフトをインストールした。引き続き、ア-カイバルデータの取得および解析の習熟に努めている。4.データ解析の手始めとしそ、近傍銀河NGC7742について、U,V,R,Iバンドでのデータ計15枚を得て、コスミックレイの除去、南北方向の修正、skyの差引き、magnitude原点の決定、など諸手続きを行った。
三叉神経神経障害性疼痛の中枢性感作-infra-slowオシレーションの変調-

本研究は、口腔顔面領域の神経が障害を受けることによって生じる神経障害疼痛が、慢性化して、脳で痛みを増幅する中枢性感作の機構解明をテーマにしている。その方法としてMRIを用いて、1)口腔顔面の三叉神経の神経MRI、2)安静時の脳の各部位の同期した活動性の検索により、視床と脳部位の機能的連動の計測、3)痛みに関連する脳部位、視床と前帯状回の脳代謝産物をMRスペクトロスコピーで計測して、興奮性ニューロンの活動性を評価しようと試みている。この背景には、慢性疼痛は脳での痛みに関連した部位が正常とは異なる活動を示すことが考えられる。脳の特定の回路が増強すること、すなわち可塑性の異常な変化が痛みを増幅する中枢性感作が重要な役割を果たしている。三叉神経が伝える体性感覚情報の中継点である視床からは、大脳皮質への神経投射をしている。さらに関連した情報誌処理を行う神経群は同期した神経活動を示すことが知られている。この神経活動の同期は様々な周波数帯で観測することができ、特に0.1Hz以下のInfra-slow oscillationは視床が起源となる同期波とされている。Infra-slow oscillationは機能的MRIで計測することができる。また、同期の背景にグルタミン酸作動性ニューロンの過剰興奮が推測されることから生体での脳のグルタミン酸などの代謝産物をMRスペクトロスコピーで計測する。初年度はこれらのデータ取得方法を確立し、口腔顔面領域の慢性の神経障害性疼痛患者のデータ取得を開始した。三叉神経に障害を持つ患者群で、神経の微細な形態や水分子の拡散性をMRIで可視化及び計測する方法を臨床応用した。これらは臨床で診断や治療方針の策定にほぼルーチンに使用が可能となった。安静時機能的MRIとMRスペクトロスコピーのデータ取得方法の予備実験を行い、MRIの撮像パラメータを決定した。同時に、研究に参加していただく患者群と正常ボランティア群への説明と同意方法や倫理員会の申請と受理が完了した。なお、MRI装置は東京歯科大病院とAIC八重洲クリニックの3.0T装置を用いることとした。東京歯科大のペイン科に通院する慢性の神経障害性疼痛を有する患者さんでのデータ取得を開始した。上記の患者群での症例を15例程度取得する予定で。さらに、患者群と性別と年齢を合わせた正常被験者群の募集とデータ取得を開始する。データ解析に関しては、機能的MRIデータはまずは、安静時機能的MRIの先行研究でも広く用いらている方法で行い、必要に応じて解析方法の追加を行う。すでにそのための電算機とツールは準備できている。一方、MRスペクトロピーデータの解析は放射線医学総合研究所の研究員との共同で解析を行い始めている。正常被験者

群のMRIデータ取得は、AIC八重洲クリニックで本研究費負担が負担してデータ取得を行い、また交通費程度の謝礼を支給するため今後経費が必要となる。
蘭学基礎資料の調査・研究

江戸時代舶載蘭書目録の作成と関連資料の書誌的研究を第一の目的とする本研究は、前年度に引き続き内外各地で書誌調査を行い、とりわけ佐賀藩および小城藩関係資料の研究を重点的に進めた。また、鳥井裕美子は松田清と共に、総括班による武雄鍋島家「長崎方控」の校訂注釈作業に中心メンバーとして参加した。その成果として、松田は佐賀大学小城文庫所蔵の蘭文写本「人工体普録」がオズー製1857年型人体解剖模型「キュンストレーキ」の仏文解説書の蘭訳筆写本であることを突き止め、筆者を小藩の相良柳逸、訳者をマンスフェルトと推定した。また、幕末佐賀蘭学の根本資料である佐賀鍋島家「洋書目録」(文久2年まで洋書の出納簿を兼ねた)について、目録本文の翻刻、記載洋書の原書同定、長崎奉行所に提出された輸入蘭書「銘書帳」との照合結果、さらにオランダ王立兵学校用教科書目録との関連を盛り込んだ復元目録を編集刊行した。クレインスは江戸時代舶載蘭書の内、解剖・生理学書の書誌的、翻訳論的研究をまとめ、1718世紀のヨーロッパで主流となった機械論的身体観の受容が東洋の伝統的身体観の枠内で行われたことを指摘した。松田、クレインスは幕末萩藩旧蔵蘭書や蘭学の背景となった西洋本草医科学書を多数収蔵する杏雨書屋の洋書について数年来の詳細な書誌調査をまとめ、その成果を目録として刊行した。前年度までに刊行した『宮城県図書館伊達文庫蘭書目録』『佐賀藩旧蔵洋書目録』と合わせて、江戸時代舶載蘭書目録の基礎作業はほぼ達成できた。初年度(平成14年度)に着手したハルマ辞書訳語集成についてはハルマ蘭仏辞書の電子版作成にとどまった。研究代表者(松田)は下記の所蔵先において、江戸時代舶載蘭書の詳細な書誌データを採取した.武田科学振興財団杏雨書屋,高知県立牧野植物園牧野文庫,福井県立大野高等学校,武雄市図書館・歴史資料館,佐賀県立図書館鍋島文庫,市立函館図書館,弘前市立図書館,秋田県立図書館,盛岡中央公民館,宮城県立図書館伊達文庫,豊橋中央図書館,愛知県田原町博物館,東奥義塾高等学校図書館,宮城県本吉町立図書館池田文庫,東北大学附属図書館狩野文庫.前年度末に海外予備調査を行ったファン・デン・ブルックの蘭文遺稿集(ハルマ辞書写本および日蘭辞書草稿)について,鳥井裕美子(分担者)と協力して内容分析を開始した.F.クレインス(分担者)は舶載オランダ語解剖書の書誌的調査を,勝盛典子(研究協力者)は舶載蘭書を典拠とする洋風画の分析を行った.F.ハルマ『蘭仏辞典』第2版(1729)本文の電子テキスト校訂版を完成すべく,業者入力の全文データをもとに、研究分担者全員と協力して校正をすすめている。『江戸ハルマ』初版(東大本)の訳語を電子テキスト化した.『阿蘭陀辞書和解』(中之島本)の訳語訳文に一連番号を付し,翻字作業の準備を完了した.研究代表者はBritishLibrary, Wellcome Library,アムステルダム大学図書館,マーストリヒト大学,ユトレヒト大学,デルフト工科大学,ロッテルダム大学の各図書館およびギメ美術館において,書誌調査を実施し,貴重な新資料(未発表)を得た.また,鳥井裕美子および総括班から派遣された本馬貞夫(長崎図書館郷土課長),原田博二(長崎市立博物館長)の調査グループは日蘭交渉史研究家ヘルマン・ムスハルト氏の協力を得て,医師A.F.ボードイン収集の写真コレクション・オリジナル版を調査し重要な新発見(未発表)を行った.河崎靖(分担者)はライデン大学およびネイメーヘン大学におけるオランダ語コーパス作成プロジェクトを視察し有益な知見を得た.

舶載蘭書の書誌的研究:宮城県立図書館伊達文庫、東北大学附属図書館狩野文庫、静岡県立中央図書館葵文庫、佐賀県立博物館、佐賀県立好生館病院、佐賀市野中家、岩手県釜石市鉄の歴史館、所蔵の蘭書、佐賀大学附属図書館、静岡浅間神社、掛川市天然寺、大分県安岐町三浦梅園資料館、三重県津市教育委員会・市立図書館、所蔵の日蘭交流史資料について書誌調査を行い、『宮城県図書館伊達文庫蘭書目録』(126タイトルを記述)を刊行した(500部)。『佐賀藩旧蔵蘭書目録』『静岡県立図書館葵文庫蘭書目録』、『東北大学附属図書館狩野文庫蘭書目録』を編集中である。鳥井裕美子は佐賀県立博物館寄託金武良哲資料、勝盛典子(研究協力者)は新村出記念財団所蔵木村蒹葭堂『蘭音類聚』研究ノートを調査した。松田、鳥井、勝盛は「葵文庫特別展示会」を担当し、洋学史学会、実学資料研究会、葵文庫の会などから計60余名の研究者の参観をえた。松田はオランダのテイラー博物館、デルフト軍事博物館、デルフト工科大学図書館、ロッテルダム市立文書館、所蔵の空気銃・長崎製鉄所・中島三郎助旧蔵蘭書(写本)に関係する資料を調査した。F.クレインスは舶載オランダ語解剖書、レーウェンフック顕微鏡観察の受容に関する書誌調査をアントワープ市立図書館、ルーヴァン大学、アムステルダム大学の図書館で行った。以上の成果の一部は「江戸のモノづくり」第三回長浜国際シンポジウムで発表した。ハルマ辞書訳語の基礎的研究:ハルマ『蘭仏辞典』(第2版、1729)の本文(四折り版、1005ページ)の信頼できる電子テキスト校訂版を作成中である.この電子テキストに「江戸ハルマ」初版(東大本)訳語の電子データ(昨年度作成)および「長崎ハルマ」の最重要写本である大阪府立中之島図書館所蔵「和蘭辞書和解」(中之島本、約3000丁)の訳語訳文を組み込むための基礎作業として、資料整理を行った1.下記の蘭学資料の書誌調査を行った。武雄市図書館・歴史資料館所蔵武雄蘭学資料(4月、9月、10月)。佐賀県立図書館寄託佐賀鍋島家旧蔵蘭書(9月)、野中家所蔵蘭書(6月)、佐賀大学小城文庫蘭学資料(9月)。静岡県立中央図書館葵文庫資料とりわけ『世界四大洲新地図帳』(4月)。鶴岡市立図書館所蔵資料(高橋種之・小関三英・山口行斎関係、7月)。札幌農学校旧蔵蘭書(幕末箱館の幕府洋学機関旧蔵、7月)。平戸嵐山家墓地および嵐山家資料(平戸観光資料館、7月、11月)、松浦史料博物館所蔵「平戸藩楽歳堂蔵書目録」「新増書目」(7月)。東京大学附属図書館鶚軒文庫(土肥慶蔵旧蔵本草医学書コレクション)の「加藤見立遺書」(9月)。川内市歴史資料館所蔵長崎海軍伝習関係造船資料(7月)。室賀信夫個人資料(通年)。2.「江戸のモノづくり」第5回国際シンポジウム「文明交流史からみた科学と宗教」(7月11日、於京都大学人間・環境学研究科)を開催し、ファン・ベッカム(グローニンゲン大学、海外共同研究者)「オランダ共和国における科学と宗教とユダヤ人」の講演のほか、鳥井裕美子、フレデリック・クレインス、松田清が報告を行った。3.下記の各種展示のための資料調査を行い目録を作成した。1)特別資料展「大黒屋光太夫・伊勢地域の天文測量海外知識」、2)「三重大学附属図書館所蔵本草医学・郷土資料展」(以上、於三重大学)、3)「野呂元丈展」、6月11日-13日、三重県勢和村ふるさと交流館、4)「江戸のモノづくり」第5回国際シンポジウム
生活環境の景観形成に関する理論的研究

1.本研究は、現代の居住環境を人間的な住まう環境として形成するとき、風景の観点から如何に記述しうるかが主題であり、建築的環境構成の根拠を理論的に明らかにすることである。本研究はしたがって実践的に地域計画の策定と並行するのであり、その結果、考察と計画が一となる実践的な事象性が、取りあえずの最終的結論であることが示された。2.事象性は現実の生活環境の具体性において露わになる。山の辺集落の場合にしたがって、そこでの生活、なかんずく日常生活と祭祀の非日常生活の関連を具体的に調査しその意味を解釈することが今後の課題となろう。3.本研究によって、山の辺集落が伏蔵する諸意味の大筋の関連を、理論的に把捉し得たことは、重要な成果である。そのために京都における洛中と洛外、洛外や山に活動する社会外的民衆たちの歴史過程を参照し、能芸の空間構造、浄土教、神道における原初的、宗教的超越的世界を垣間見る必要もあった。4.生駒山系の西斜面の山の辺集落の生活環境が、それらを相互に繋ぐ東高野街道と高野聖などの、これまた社会外の民人の活動と共に、日本における生活環境の一範型として見ることができた。5.これらの知見から、都市の周辺部に起こり、いまなお起こりつつあるアーバン・スプロール現象を秩序付け、生き生きとした居住環境の形成を促す手法が可能性であると思われるに至った。具体的な河内地方の都市的ガヴァナンスの手法を示唆しうるものであろう。この意味で、本研究は実践的である。6.日本古来のものの感じ方、なかんずく禅的思惟と建築的実践の今日的価値が、本研究の過程で再認識されるようになった。宗教性を欠き、現在という生きる時を持続させる、あの存在忘却をする現代的危機が指摘される。本研究は、本来的な意味でも、実際的な意味でも途上的である。研究の過程で明らかになった道筋を忘れず、今後の展開をはかりたいと思う。その成果は、国の内外においてすでに部分的に公表しているが、学術論文として国の内外の学会や研究者の批判を受け、共同討議をする予定をしている。生駒山麓・旧高野街道沿いの旧集落構造と景観形成の解明に関する本年度の作業と成果は以下の通りである。1.資料の収集と検討:従来から継続している江戸時代の名所図会と明治初年の測量図に加えて河内市史1巻、四条畷市史1巻、大東市史1巻、新規購入の八尾市史7巻による調査対象地区の旧集落の確認と、その立地状況を整理し、データベース化を行った。2.対象地区を含む都市計画図(1/2,500)と市販の住宅地図によって、現地踏査を行い、寺院、神社の位置、神社の祭神、寺院宗派などの確認を行いデータベース化した。旧集落は大阪市地下鉄中央線・高速道路及び石切神社が位置する一帯は大規模の都市化よって、旧集落の形態・構造がほとんど確認できないことが判明し、調査地区から除外し、四条畷市から大東市中垣内付近までの北部地区と八尾市の南部分に対象地区を限定することにした。

3.対象地区をカバーする範囲の航空写真(昭和20年代及び、平成年間撮影分の2セット)を収集し、旧集落の形態要素と近年の都市化の様相を整理した。4.来年度の作業予定である、各神社の祭神特定と相互の系譜近縁関係、里山と集落の関係、自然的・人工的景観の現状を現地調査するための予備的調査と作業を行い、それらに関わる収集データをできる限りデータベース化した。5.現在の都市計画地図と明治初年の測量図とを重ね合わせ、その間の変化を読みとった。以上を基に、さらに詳細な現地調査及び集落景観形成過程の分析、この地域の計画像策定の根拠となる理論的作業とまとめを来年度に予定している。1.研究対象集落の整理:生駒山系の麓を山系に平行して南下する東高野街道沿いの集落のうち、山麓の扇状地に張り付く「山の辺」の集落群を原初的に有意味なものとして注目し調査したところ、四条畷市、大東市、東大阪市、八尾市の範囲に29集落を限定することが出来た。但し、近鉄奈良線が生駒山系に直交する石切地区では、近代の都市化によって江戸末、明治期以来の伝統的集落形態がほとんど失われていることが判明した。2.集落景観の変化過程の検討:以上の集落について、江戸期(安政年間、18世紀)明治期、終戦直後の昭和期、現代の集落形態を、各時期の地図及び航空写真を、縮尺を、ベースマップとする都市計画図(1/2,500)に合わせて重ね合わせ、変化過程を推定し、江戸期、明治時代の集落が現時点でもほぼその形態を抽出することができた。さらに戦後の都市化による都市形態の変化を地図上に示した。3.集落の実地調査:各集落を実地踏査し、特徴的な景観をデジタルカメラにより収集し、各集落について神社、寺院の位置を特定し、神社については祭神を記録した。江戸期(安永年間)、明治-昭和前期(終戦以前)、現在の神社の分布変化と集落群との関係が整理された。4.集落景観の記述と変容の歴史過程の記述:昨年に引き続き、各神社の系譜と近隣関係をできうる限り整理した結果、里山と集落の関係を「山の辺」の集落景観として捉え得ることがわかり、これは、日本人の他界観と伝統的居住環境の空間的構造と意味を示すものであり、その空間構造が本地域の景観ゲシュタルトとなっていること、また同時にそれが、近年の都市化と近代化によってほとんど見分けられないほど、伝統的景観が喪失していることを示した。5.都市人類学的理論化:以上のような得られた知見を整理して、フランスのCNRS研究員フィリップ・ボナン教授(都市人類学専門)他と意見交換を行い、より一般的な都市景観成立の理論を構築し、都市人類学的理論化と比較する作業が残された課題となっている。以上の成果は、日本建築学会の論文集、および、この方面でとくに顕著な発展を見せるフランスの研究機関への公表を予定している。
TACC3を標的とした消化管腫瘍に対する分子標的治療法の開発

ヒト消化管腫瘍は、Apc遺伝子不活性化に伴うWntシグナルの活性化により生じる事が知られている。本研究課題では、Apc遺伝子改変モデルマウスとそこから樹立された3次元培養オルガノイドを用いて、Apc遺伝子不活化による腫瘍発生の初期過程に、消化管幹細胞の増殖が亢進する事を示した。さらに、がん関連遺伝子Tacc3が、その増殖亢進に必須の役割を果たしており、その阻害により腫瘍が有意に抑制される事を明らかにした。Tacc3は、新しいヒト消化管腫瘍の治療標的として期待される。ゲノムワイドなshRNAを発現するレンチウイルスライブラリーを用いたスクリーニング系を確立するために、ヒト大腸がん細胞を用いて条件設定を行った。これまでに解析を行った各種ヒトがん細胞に加えて、新たにヒト大腸がん細胞株を用いて、TACC3を標的とするsiRNAをトランスフェクションにより導入し、イムノブロットにより遺伝子枯渇を評価した。次に細胞増殖を検討し、TACC3たんぱく質の枯渇により、細胞増殖が著しく低下するヒト大腸がん細胞を見いだした。平成25年度は、それぞれ8000クローンを含む10種類のサブプールからなるshRNAライブラリーを感染させ、10個の感染細胞プールを作製した。コンディショナルノックアウトマウスからオルガノイドの樹立を行った。誘導的遺伝子破壊には、R26CreERT2アリルを用いた。Tacc3遺伝子変異にはTacc3コンディショナルアリル(Tacc3S/S)、Apc遺伝子変異導入にはApcコンディショナルアリル(ApcS/S)を用いた。遺伝子型の差によらないオルガノイドの形質の違いを考慮し、すでに樹立したオルガノイドに加えて、複数のTacc3W/W, ApcS/S, R26CreERT2およびTacc3S/S, ApcS/S, R26CreERT2という遺伝子型を持つマウスから、消化管オルガノイドを作製し、その特性を明らかにした。その結果、これらのオルガノイドは、クリプトー絨毛構造をもち、吸収上皮細胞に加え、パネート細胞、ゴブレット細胞などの細胞種を有していた。in vitroで4OHTを添加したところ、前者では増殖が促進したのに対し、後者では、増殖が低下した。また、Apc遺伝子欠損オルガノイドでは、Tacc3欠損により細胞分裂停止もしくは遅延が生じることが明らかになった。平成25年度は、これらのオルガノイドを用いて、Apc遺伝子単独欠損およびApc・Tacc3同時欠損後のmRNAを調整し、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析に着手した。ゲノムワイドなshRNAを発現するレンチウイルスライブラリーを用いたスクリーニング系の確立を行った。平成25年度までに作製した8000クローンからなるレンチウイルスを感染した10種類のヒト大腸がん細胞感染プールを用いて、siRNAのトランスフェクションによりTACC3を枯渇させた。その結果、一つのプールから増殖する細胞集団が確認された。これらの細胞集団は、再度のTACC3 siRNAのトランスフェクションにおいても増殖が確認されている。樹立されたオルガノイドに対するレンチウイルスの感染法を確立した。EGFPを発現するレンチレンチウイルスベクターを作製、オルガノイドを個々の細胞に消化した後、サイトスピンを用いる事により、効率良く感染した。さらに、薬剤処理を行い非感染細胞を排除することにより、継続してマーカー遺伝子を発現するオルガノイドの取得が可能となった。Tacc3S/S, ApcS/S, R26CreERTおよびTacc3W/W, ApcS/S, CreERT2の遺伝子型をもつマウス消化管から樹立したオルガノイドを用いて、マイクロアレイによる網羅的発現遺伝子解析を行った。その結果、Apc遺伝子の単独欠損では、Lgr5などの腸管幹細胞マーカーの亢進が観察された。さらにTacc3を欠損させると、発現亢進が抑制される事が明らかになった。大腸がん細胞に感染させたゲノムワイドなshRNAレンチウイルスプールの中から得られた、Tacc3枯渇に対して抵抗性を示した1プールについては、Tacc3枯渇に対する反応性についての再現性が確認された。しかし、コントロールsiRNAに対しても有意な抵抗性を示たことから、目的以外の細胞の混在が示唆された。消化管オルガノイドを用いた解析では、EGFPを指標とした単一のレンチウイルスを用いた条件検討により作製した高効率の感染プロトコルを作製したが、8000クローンから構成されるレンチウイルスプールの感染にはさらなる至適化が必要であると考えられた。Apc cKOから樹立したオルガノイドのApc遺伝子不活化により生じる消化管幹細胞マーカーの発現亢進は、幹細胞集団の増殖により生じた現象であることが、蛍光免疫組織染色で明らかになった。Apc不活化と同時にTacc3遺伝子を欠損させると、明らかな増殖抑制が生じたが、Tacc3遺伝子の単独欠損では観察されないことから、Tacc3はApc欠損細胞特異的に必須の機能を持つ事が示唆された。さらに、Apc/Tacc3二重欠損オルガノイドのマイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析では、Tacc3欠損が、Apc遺伝子不活化により生じる幹細胞マーカーの発現亢進を顕著に低下させること、この低下は、Apc変異幹細胞の異常増殖を抑制することにより生じる事が明らかになった。qPCRを用いて各種幹細胞マーカーの変動を個別に検討したところ、それぞれのマーカーにより抑制の程度が異なり、Lgr5の発現は特に強く抑制されていた。Lgr5陽性幹細胞の選択的抑制は、遺伝子改変マウスを用いた解析でも確認されている。

これらの結果は、Tacc3欠損が、複数の幹細胞の中でもLgr5陽性細胞を選択的に抑制する事を示しており、がん幹細胞を標的としたがん治療法開発への応用が期待される。ヒト消化管腫瘍は、Apc遺伝子不活性化に伴うWntシグナルの活性化により生じる事が知られている。本研究課題では、Apc遺伝子改変モデルマウスとそこから樹立された3次元培養オルガノイドを用いて、Apc遺伝子不活化による腫瘍発生の初期過程に、消化管幹細胞の増殖が亢進する事を示した。さらに、がん関連遺伝子Tacc3が、その増殖亢進に必須の役割を果たしており、その阻害により腫瘍が有意に抑制される事を明らかにした。Tacc3は、新しいヒト消化管腫瘍の治療標的として期待される。大腸がん細胞を用いたshRNAスクリーニングでは、候補クローンが取得されており、予定通り進行している。オルガノイドに対するレンチウイルス感染法の最適化を行ったが、8000クローンからなるウイルスプールを均等かつ効率よく幹細胞に感染するために、更なる最適化が必要である。遺伝子改変マウスから樹立されたオルガノイドは、in vitroでタモキシフェンを作用させることにより、効率的かつ迅速に遺伝子改変を行う事ができること、さらにApc遺伝子を破壊する事により、消化管幹細胞マーカーが亢進する事が明らかになり、消化管を構成する多様な細胞集団の増殖と分化に関して詳細な解析が可能となり、順調に推移している。細胞生物学大腸がん細胞を用いたshRNAスクリーニングでは、Tacc3枯渇に対する反応性の特異性の検討、shRNAクローンの同定等を行い、Tacc3抑制により生じる増殖抑制回避機構を明らかにする。オルガノイドを用いたスクリーニングでは、ウイルスプールの感染法をさらに最適化し、スクリーニングを行う。遺伝子改変マウスから樹立されたオルガノイドを用いた解析では、qPCR等によるvalidationとTacc3欠損による消化管幹細胞の多様性および分化過程への変化を明らかにする。さらに、消化管幹細胞特異的な遺伝子改変を行い、オルガノイドで明らかにされたTacc3の機能を動物個体レベルで検証、新たな分子治療標的の開発を行う。TACC3枯渇により増殖停止を誘導するヒト大腸がん細胞の同定、および、ヒト大腸がん細胞を用いたゲノムワイドなshRNAを発現するレンチウイルスライブラリーを用いたスクリーニング系の設定は、平成25年度の研究実施計画に従い、順調に達成された。複数のTacc3W/W, ApcS/S,CreERT2およびTacc3S/S, ApcS/S, CreERT2オルガノイドの樹立に成功し、継続的な培養を行うことにより、これらのオルガノイドが、長期にわたり安定して生体を反映した組織構築が維持され、かつ増殖・分化が継続することが確認された。さらに、4OHTを培地に添加することにより、効率的にTacc3を欠損させることができ、その結果、オルガノイドの増殖は著しく抑制されることが再現性よく示された。これらの結果から、作製されたオルガノイドはshRNAスクリーニングに有用であり、実施計画に従って研究を推進することが可能であると考えられる。
サバ雑種は生殖細胞欠損不妊となる：サバ雑種のクロマグロ配偶子生産への応用

これまでに我々はクロマグロ生殖細胞を移植した120日齢のサバ雑種宿主の生殖腺内でクロマグロ生殖細胞が生残し、一部の移植個体においては生着時の15倍に増加させていたことを明らかにしている。このことから、サバ雑種移植魚を120日齢で成熟させることが可能となれば、クロマグロ配偶子の生産が可能になるのではないかと考えた。そこで本年度は、通常1年で成熟するサバを120日齢で成熟させる早期催熟技術の開発に着手した。その結果、マサバを成熟期の水温(18-20°C)を維持して孵化直後から飼育し続けることで、120日齢で精子を生産する個体が出現することを見出した。具体的には、自然水温区(18°Cから26°Cまで徐々に増加)における精子形成個体率が14.2%(1/7)であったのに対して、早期催熟区(18°C20°Cに維持)の精子形成個体率は72.8%(8/11)であった。今後はマサバで実証された本技法を、クロマグロ生殖細胞を移植したサバ雑種へ応用し、120日齢で成熟させることでクロマグロ精子の生産が可能であるかを検証する。さらに、本研究課題ではスマをメス親魚としたスマ不妊雑種の開発にも着手している。これまでに我々は、タイセイヨウヤイトの凍結精子を用いた人工授精によって、スマ×タイセイヨウヤイト雑種(スマ雑種)の孵化仔魚を得ることに成功している。そこで本年度は、このスマ雑種の仔稚魚期における成長・生残特性について解析した。その結果、スマ雑種が雑種強勢により仔稚魚期において、野生型スマよりも高生残・高成長を示すことが明らかになった。これまで、仔稚魚期の初期減耗が著しく移植魚の大量生産が困難であったスマにおいて、本雑種の持つ優れた成長・生残特性はクロマグロ用宿主として大きな利点となる。今後は、このスマ雑種宿主へクロマグロ生殖細胞を移植することで、クロマグロ配偶子を生産する代理親魚の作出を目指す。概ね当初の研究計画通りの進展が得られている。これまでに、120日齢のサバ雑種生殖腺内でクロマグロ生殖細胞の増殖および生残が確認されている。このことから、120日齢でサバ雑種を成熟させることでクロマグロ配偶子の生産が可能になるのではないかと考え、通常1年で成熟するサバを成熟期の水温を維持して飼育することによって、120日齢で成熟させる手法を開発した。今後は、クロマグロ生殖細胞を移植したゴマサバ×マサバ雑種へ本技法を応用し、ゴマサバ×マサバ雑種を120日齢で催熟することでクロマグロ配偶子の生産が可能になることが期待される。また本成果は魚類育種における世代促進技術としての展開も見込まれる。さらに、スマ雑種宿主の開発を目指した研究では、スマ×タイセイヨウヤイト雑種が雑種強勢により仔稚魚期において通常のスマと比べて高成長・高生残を示すことを明らかにした。これは、仔稚魚期の初期減耗が著しいスマにとって、クロマグロ用宿主として非常に優れた特性である。現在、クロマグロ生殖細胞を移植したスマ雑種を飼育中であり、1歳齢になった時点でサンプリングを実施しクロマグロ配偶子を生産しているかを解析する予定である。クロマグロ生殖細胞を移植したゴマサバ×マサバ雑種へ早期催熟法を応用し、120日齢でクロマグロの精子を生産可能であるか検証する。具体的には、早期催熟を施した120日齢のサバ雑種移植魚へ生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンアナログ(GnRHa)を投与し、ドナー由来のクロマグロ精子を生産しているかを調べる。移植魚から精子が得られた際には、種判別PCRおよび交配試験によりクロマグロ精子か否かを確認する。また、最近我々はクロマグロ特異抗体を用いて移植魚の精液中からクロマグロ精子を特異的に検出する精子免疫染色法を開発している。そこで、サバ雑種移植魚から得られた精子を本免疫染色へ供し、クロマグロ精子の生産効率を明らかにする。一方、スマ雑種によるクロマグロ配偶子の生産を目指した計画では、現在飼育中であるクロマグロ生殖細胞を移植したスマ×タイセイヨウヤイト雑種の経時的なサンプリングを実施し、生殖腺の組織観察やクロマグロ特異的に検出可能なRT-PCR解析および免疫組織学的な解析によって、スマ雑種生殖腺内でのクロマグロ生殖細胞の増殖および分化を観察する。その後、移植魚を1歳齢まで飼育し、スマ雑種がクロマグロ配偶子を生産することが可能であるかを明らかにする。また昨年度、新たなスマ雑種宿主候補としてスマ×ヒラソウダ雑種が生残性雑種である可能性を見出している。そこで、今後は上記の移植実験と並行して、ヒラソウダ天然魚から凍結精子を作製し、メスのスマ親魚との人工授精を実施することでスマ×ヒラソウダ雑種を作出する。スマ×ヒラソウダ雑種が作出できた場合は妊性およびクロマグロの宿主として利用可能であるかを調べる予定である。本課題の最終目的は、生殖細胞の移植技術を用いて、クロマグロの配偶子をサバなどの小型近縁魚種に生産させることである。この目的達成に向けて、本研究ではサバとスマを宿主候補として、不妊宿主の開発を目指した種間雑種の作出および不妊雑種へのマグロ生殖細胞移植に取り組んでいる。これまでの研究で、すでにサバ雑種が生殖細胞欠損不妊になることを見出している。

そこで平成29年度は、このサバ雑種へマグロ生殖細胞を移植し、サバ雑種生殖腺内におけるマグロ生殖細胞の挙動を追跡することで、サバ雑種がマグロ生殖細胞を取り込み、維持、増殖させることが可能であるかを解析した。その結果、サバ雑種がマグロ生殖細胞を高効率で取り込むことが可能であるうえ、一部の個体においてはマグロ生殖細胞を生着時の15倍以上に増殖させていたことを明らかにした。さらに上記の移植実験に加え、スマ不妊雑種の開発にも着手した。同属内での交雑により生残性かつ不妊の雑種が得られたサバ雑種の成功例から、スマと同じスマ属に着目し、大西洋に生息するタイセイヨウヤイトおよび東太平洋に生息するBlack skipjackをそれぞれブラジルおよびパナマで採集し、凍結精子の作製および日本への運搬を試みた。ブラジルでは現地漁師の協力のもと、定置網漁によって漁獲されたタイセイヨウヤイトから精液を採取し凍結精子を作製することに成功した。また、パナマではトローリングによってBlack skipjackを釣獲し、採取した精液を用いて凍結精子を作製することに成功した。さらに、これら2種の凍結精子を用いて当研究室で飼育しているスマとの人工授精を実施した。その結果、スマ×タイセイヨウヤイト雑種およびスマ×black skipjack雑種はスマと同様に発生が進行し、孵化仔魚を得ることに成功した。現在、このスマ雑種を飼育中で来年度にも妊性が明らかになる予定である。ゴマサバ×マサバ雑種からのクロマグロ配偶子生産を目的とした移植実験では、本研究により初めて、移植されたマグロ生殖細胞がサバ雑種生殖腺内で増殖していることを明らかにした。ただし、マグロ生殖細胞を増殖させていたのは一部の個体のみであり、増殖効率の改善に取り組む必要がある。これまでの結果から、ドナーに用いるクロマグロ精巣は成熟精巣よりも未成熟精巣のほうが、移植後のクロマグロ生殖細胞の生残および増殖が良好であることが示唆されている。そこで今後は、ドナーに用いるクロマグロの年齢や精巣の成熟度を検討することで、効率よくクロマグロ配偶子を宿主生殖腺内で増殖させることが可能になると期待される。また、スマ雑種の作出計画においては、最も困難を極めると予想されていた海外でのタイセイヨウヤイトとBlack skipjackのサンプリングおよび凍結精子の作製を達成した。さらに、この凍結精子と当研究室で飼育しているスマを用いた人工授精によって、スマ×タイセイヨウヤイト雑種およびスマ×Black skipjack雑種を作出し、2種のスマ雑種が生残性であることを明らかにした。現在、このスマ雑種を飼育中であり、経時的なサンプリングと生殖腺の組織観察による妊性解析を実施する予定である。これまでに我々はクロマグロ生殖細胞を移植した120日齢のサバ雑種宿主の生殖腺内でクロマグロ生殖細胞が生残し、一部の移植個体においては生着時の15倍に増加させていたことを明らかにしている。このことから、サバ雑種移植魚を120日齢で成熟させることが可能となれば、クロマグロ配偶子の生産が可能になるのではないかと考えた。そこで本年度は、通常1年で成熟するサバを120日齢で成熟させる早期催熟技術の開発に着手した。その結果、マサバを成熟期の水温(18-20°C)を維持して孵化直後から飼育し続けることで、120日齢で精子を生産する個体が出現することを見出した。具体的には、自然水温区(18°Cから26°Cまで徐々に増加)における精子形成個体率が14.2%(1/7)であったのに対して、早期催熟区(18°C20°Cに維持)の精子形成個体率は72.8%(8/11)であった。
メタスチンニューロンの生殖内分泌および生殖行動修飾の同時制御機構

脊椎動物を通じて,kiss1に加え,kiss2遺伝子が存在し,いずれもメタスチン受容体に結合することが他の研究室の発表論文から明らかになった。そこで,申請者は,それぞれのメタスチンニューロン群への性ステロイドの入力を検討することにより,左kiss1,kiss2の機能の差異の研究に着手した。kiss2とkiss1の発現ダイナミックスを比較することにしたが,神経核レベルでの遺伝子発現量の比較が必須となった。そこで,申請者はDIG標識in situ hybridization法のアルカリホスファターゼによる発色が酵素反応によることを利用し,半定量的に発現を比較する方法を新たに開発した。その差を共著者と共同し明白に示し,結果を論文発表した。また,in situ hybridizationとの二重染色などで極めて慎重に特異性を検討した抗体を用いた免疫組織化学による線維投射と,受容体の分布を併せ,論文投稿中である。先行研究からメタスチンが制御すると研究当初考えられていた(その可能性は申請者により否定された)GnRH2ニューロンからの脊椎動物を通じて初めての電気記録を解析した論文を,共著者と論文発表した。当初予定していた,メタスチンニューロンが介在ニューロンを介してGnRHニューロンに作用している可能性の検証に関しては,kiss2遺伝子の登場により,優先順位が前後し,はっきりとした結果は得られていないが,kiss1,kiss2ニューロンの解析により,脊椎動物メタスチンの進化的意義をより深く洞察することができ,結果としてより予定より多くの収穫があったと考えている。メタスチン(キスペプチン)ニューロンは,GnRHニューロンを介して生殖機能を制御する可能性が示唆され,生殖内分泌学においてはGnRHの発見以来の大きな研究テーマになると期待されている。私は昨年までに,メダカを用い,メタスチンニューロンを哺乳類以外において初めて同定し,in situ hybridization(ISH)法などを用いて,mRNAレベルでの研究を既に行ってきていた。この研究成果は大学からのプレスリリースも行い,報道でも大きく取り上げられた。本年度は,メクスチンニューロンとGnRHニューロンの関係を形態学的な側面から観察した。(1)キスペプチンニューロンを免疫組織化学によって可視化することに成功した。実験系として極めて有用なメダカにおいて高い精度でキスペプチン神経系の全体像が得られ,キスペプチンニューロン系を研究するための強力な基盤を築いた。(2)DIG標識ISH法のプロトコルを改良し,受容体のわずかな発現でも検出可能にした。その結果,キスペプチン受容体1,2の脳における発現を確認できた。受容体の局在は,キスペプチン免疫陽性線維の投射とほぼ一致した。(3)キスペプチン受容体1,2は脳の限られた部位に局在し,特に下垂体機能を制御する視索前野-GnRHニューロンの局在する視索前野に多く存在することを確認した。(4)ところが,視索前野GnRH mRNAと二重ISHを行ったところ,GnRHニューロンはキスペプチン受容体を発現していないことが明らかになった。しかし視索前野GnRHニューロンから約50μm内側に位置する細胞群がキスペプチン受容体1を発現していることが明らかになった。以上より,メダカにおいてキスペプチンはキスペプチン受容体を発現する,視索前野GnRHニューロンのすぐ内側に位置する介在ニューロンを介して視索前野GnRHニューロンの機能を制御していることが強く示唆された。
カントにおける理性の統一の問題-『オプス・ポストゥムム』を視野に入れ

報告者は、昨年度に引き続き、科学研究費補助金の大部分を書籍購入費として活用し、当年度も研究課題に即して研究を遂行してきた。その成果は、既に監訳者の手に渡り近刊される翻訳「ドイツ観念論におけるシェリング」(W.G.ヤーコプス著)である。当年度の研究計画書において、報告者は、ドイツ観念論(とりわけシェリング)の哲学との関連を視野に入れたうえで、カントの思想究明を行うという趣旨の計画を立てた。上記の翻訳は、タイトルからも分かるように、確かにシェリングの研究論文であるが、その内実は、まさにカントとの関係を中心に据えつつ、シェリング哲学の解釈を目論むものとなっており、報告者の本年度の研究計画に即したものである。また、研究課題「カントにおける理性の統一の問題-『オプス・ポストゥムム』を視野に入れ」と今年度の研究計画との関連で言えば、報告者は『オプス・ポストゥムム』を精読し、カント哲学における難問の一つとされる「物自体」が『オプス・ポストゥムム』の多くの箇所で「批判期」には必ずしも多くない「思考物(Gedankendingあるいはens rationis)」という言い回しで以って表現されていることを発見した。これを報告者は「物自体」に対して否定的な態度を採りつつ「理論哲学と実践哲学の統一」を図ろうとしたフィヒテやシェリングといったドイツ観念の哲学者がカントに与えた影響と考え研究を進めた。本研究費を活用し、調べたところ、国内ではカントの「遺稿」とドイツ観念論の関係について詳細に論じた研究はなく、欧米でも近年の研究では上述の観点から「遺稿」における「物自体」を主題的に扱っているものはなかった。層の厚いカント研究において上のような解釈が行われていないかどうか、更に慎重を期し調べ上げるとの意図から、上述の解釈を公表しなかったが、当年度は以上のような形で課題に忠実に研究を行った。報告者は当年の特別奨励費研究の成果を、まず「日本倫理学会」第53回大会において「カント最晩年の超越論的哲学」という題目で発表し、その原稿を同学会の機関誌『倫理学年報』52集に投稿するというかたちで公表した。年次計画との関連で言えば、当該発表論文では「批判期」の著作と『オプス・ポストゥムム』(以下『遺稿』と記す)の「超越論的哲学」の規定に関する比較考察を行った。この論文において報告者は、カントが主著『純粋理性批判』では「超越論的哲学」を理論哲学・思弁哲学に限定していたが、『遺稿』では実践哲学・道徳哲学をも含めた「超越論的哲学」を構想した点を明らかにした。我が国ではカントの『遺稿』研究に携わる研究者自体、少ないが、とりわけ後期の束に関しては殆と研究されていない。このような状況の中、「超越論的哲学」というカントの根本概念を「理論理性と実践理性の統一」という観点から論じた点が当該発表論文の成果であり、特色である。またカントの多くの著作を繙けば分かるように、彼の哲学的関心は何よりも「形而上学」に向けられていた。そこで報告者は、当年の第二の研究成果として「カントにおける形而上学の問題-ヴォルフの形而上学とカントの実践的・定説的形而上学に定位して」という仕方で公表した。当該論文は、そのタイトル通り、カント哲学における形而上学の問題を、日本では著しく研究が遅れているヴォルフとの連関から論じるものである。報告者の研究課題との関係から言えば、カント哲学における理論理性と実践理性の関係性に着目しつつ、カントがヴォルフの形而上学を「理論的・独断的形而上学」として批判する所以を明らかにすると共に、カントが「実践的・定説的形而上学」という彼独自の形而上学の在り方を提示したさまを、当該論文において彫琢した。報告者は、昨年に引き続き、科学研究費補助金の大部分を書籍購入費として活用し、本年度も研究を遂行してきた。その最大の成果は、「存在論としてのカントの超越論的哲学-ヴォルフ以来の存在論との比較考察を通じて」の『立命館哲学』第15集における論文掲載である。当該稿の目的は、カントが主著『純粋理性批判』や『形而上学講義』で「超越論的哲学」を「存在論」と言っていることに着目し、ヴォルフやバウムガルテン、ランベルト、テーテンスらの影響にありながら、彼が独自の超越論的哲学を築き上げようとした点を証示することにある。特に「理論理性」と「実践理性」の「統一」という報告者の研究課題から言えば、カントが「批判期」において「理論(思弁)哲学」に「超越論的哲学」を限定したのは、「存在論」を「理論哲学」とするランベルトやテーテンスらの影響によるものであること、しかし『オプス・ポストゥムム』でカントはこの考えから脱却し、「実践(道徳)哲学」を含む「超越論的哲学」を構想したことを開陳した。また報告者は、当年度中に「『オプス・ポストゥムム』の自己定立論-『第一批判』の自我論との比較考察を通じて」というテーマで「カント研究会」第180回例会(2004年1月25日於明治学院大学白金校舎)において口頭発表を行った。

当発表では、「私は存在するich bin(sum)」と「私は現実存在するich existiere(existo)」が『オプス・ポストゥムム』、で初めて明確に区別されたという独自の視点に基づき、カントの「自己定立論」を自我の「論理的活動」と「形而上学的活動」の二側面から解明した。カント研究者だけからなり、高度な専門的知識が要求される「カント研究会」で課題に即した研究発表を行えたのは、本補助金で多くの文献を購入できたからに他ならない。報告者は、昨年度に引き続き、科学研究費補助金の大部分を書籍購入費として活用し、当年度も研究課題に即して研究を遂行してきた。その成果は、既に監訳者の手に渡り近刊される翻訳「ドイツ観念論におけるシェリング」(W.G.ヤーコプス著)である。当年度の研究計画書において、報告者は、ドイツ観念論(とりわけシェリング)の哲学との関連を視野に入れたうえで、カントの思想究明を行うという趣旨の計画を立てた。上記の翻訳は、タイトルからも分かるように、確かにシェリングの研究論文であるが、その内実は、まさにカントとの関係を中心に据えつつ、シェリング哲学の解釈を目論むものとなっており、報告者の本年度の研究計画に即したものである。また、研究課題「カントにおける理性の統一の問題-『オプス・ポストゥムム』を視野に入れ」と今年度の研究計画との関連で言えば、報告者は『オプス・ポストゥムム』を精読し、カント哲学における難問の一つとされる「物自体」が『オプス・ポストゥムム』の多くの箇所で「批判期」には必ずしも多くない「思考物(Gedankendingあるいはens rationis)」という言い回しで以って表現されていることを発見した。これを報告者は「物自体」に対して否定的な態度を採りつつ「理論哲学と実践哲学の統一」を図ろうとしたフィヒテやシェリングといったドイツ観念の哲学者がカントに与えた影響と考え研究を進めた。本研究費を活用し、調べたところ、国内ではカントの「遺稿」とドイツ観念論の関係について詳細に論じた研究はなく、欧米でも近年の研究では上述の観点から「遺稿」における「物自体」を主題的に扱っているものはなかった。層の厚いカント研究において上のような解釈が行われていないかどうか、更に慎重を期し調べ上げるとの意図から、上述の解釈を公表しなかったが、当年度は以上のような形で課題に忠実に研究を行った。
動画像によるレーダ雨量情報の解析とこれを用いた降雨予測手法の確立

本研究ではレーダ雨量計の観測特性を把握し、レーダ雨量計の観測精度を向上させた。また、この降雨データ動画化し、降雨予測を行った。以下に本研究の成果を要約する。(1)レーダ雨量計の観測特性一降雨中、逐次レーダ定数を変化させなくても一定のレーダ定数を用いることによって実用的な精度を確保すること、レーダ定数は一雨毎用いる値を変える必要があるが、レーダ定数はランダムな値をとるのではなく、降雨のタイプによってその分布範囲は決まってくること、レーダ定数の値は平地と山地で異なる場合があることを明らかにした。(2)動画から得られた降雨の特性a)一雨中には数個の雨域が存在している。降雨量が多い場合には、先ず、数個の雨域(数10kmのスケール)群が移流していき、その後100kmスケールの雨域によって強い雨量がもたらされる場合が多い。b)地形の影響を受ける雨域の成長及び移動パターンは大きく3つのパターンに分類される。c)観測した全ての降雨において、降雨のタイプによらず降雨量の多い地域が集中する特性がある。d)レーダ観測範囲内では個々の雨域の移動方向は一定で、かつ移動経路はほぼ直線である。e)予測を行う数時間後までは雨域の移動速度及び面積の変化はほぼ一定であると考えることができる。(3)降雨の短時間予測a)動画像のみを用いた降雨の予測において以下の結果を得た。(1)1時間後予測については、予測者は降雨強度を的確に予測していることが分かった。2時間後、3時間後予測については降雨強度についての予測は1時間後予測より精度が下がるが、雨域の成長・減衰は的確に判断することができる。(2)降雨域の進行方向、速度によりレーダの情報範囲が狭い場合には予測が困難になる。b)レーダ情報を用いて降雨を予測する場合、降雨強度及び累積降雨量の動画像、降雨強度の静止画像を同時に用いることによって精度の高い降雨予測を行うことができる。c)レーダ雨量を累積し、動画にすることによって降雨が集中する地域を特定できることから、特定された地域の総降雨量を予測することが可能である。
血管を標的とした抗がん剤耐性解除法の開発

がんは栄養や酸素を供給するために周囲の組織から血管を引き込むため、このがん血管を阻害することでがんの増殖を阻止できると考えられている。申請者は予備検討において、血管の抗がん剤耐性に関与する可能性がある酵素を発見した。そこで、本研究では、この酵素の阻害が実際のがん血管の抗がん剤感受性を解除するか、および、抗がん剤の効果を増大させることでがんを退縮させるかどうかについて検討する。
脂肪酸生合成リボザイムとRNA生命体の創成

本研究は、有機化学的なアプローチを試験管内RNA分子進化法により積極的に取り入れることで複雑且つ洗練された人工リボザイムを創成することに挑んだ。具体的には、脂肪酸生合成に関わる酸化還元リボザイムとtRNAアシル化リボザイムの創製を試み、その応用としてそれらのリボザイムを用いて遺伝暗号リプログラミング技術を開発した。現存する生命体の基本は細胞であり、それは脂質膜により外界から自身の触媒群や遺伝子を区分することによってはじめて成り立っている。すなわち生命を構成するためには、生命構成成分の何らかのの入れ物が必要であり、それは生命の起源においても脂質膜であったであろうことが予想される。一方、生命の起源において初期生命体がRNAで構成されていたとする「RNAワールド仮説」は、多くの研究者に受け入れられつつある。それはRNAが遺伝情報のみならず様々な触媒能を持ちうることが実験的に証明されてきたためである。本研究課題では、脂質膜の生合成を触媒するリボザイム群を創成し、生命の起源における脂質膜の存在の可能性を検証することを主目的としている。脂質合成には、STEP1:チオラーゼリボザイム、STEP2:3-ケトアシルCoA還元酵素リボザイム、STEP3:3-ヒドロキシアシルCoAデヒドラターゼリボザイム、STEP4:エノイルCoA還元酵素リボザイムの4種類のリボザイムが必要である。特に、本年度はSTEP1,STEP2を触媒するリボザイムを創製するためのセレクション系を構築した。STEP1では、3-ケトアシルCoAが生成物である。安定性の問題からチオエステルをエステルに置き換えた生成物のアナログを合成し、これをRNAの5'末端に縮合させた。この3-ケトアシルCoAアナログを縮合したRNAは、ビオチンヒドラジドと反応させることによって、60-80%の効率でビオチンラベル化されストレプトアビジンで単離できることが分かった。またSTEP2では逆反応により、活性種を単離する計画であり上記のSTEP1と同じ系を用いて活性種を単離できる。これにより、STEP1,STEP2を触媒するRNA活性種の単離法が確立できた。現在は、STEP1の基質であるアセチルCoAアナログと、STEP2の生成物である3-ヒドロキシアシルCoAアナログを合成中である。また来年度からは、計画通り博士研究員を増員し、STEP3,4のセレクション系の確立を行い、リボザイムの創成を行う予定である。本研究計画は、試験管内RNA分子進化法を駆使し、RNA生命体に必要なリボザイムを人工創製することで、生命の起源に迫ることを目標に掲げている。具体的な目標の一つに、脂肪酸生合成に必要な4つの酵素機能をもつリボザイム、すなわち(1)チオラーゼリボザイム、(2)3-ケトアシルCoA還元酵素リボザイム、(3)3-ヒドロキシアシルCoAデヒドラターゼリボザイム、(4)エノイルCoA還元酵素リボザイム、を創製することを計画した。平成16年度には、(1)および(2)進化実験に必要な基質にあたる化合物の化学合成とRNAプールへの連結方法およびセレクションの方法論を確立した。同様に、本年度初旬に(3)および(4)についても、方法論の確立に成功した。これらの技術を駆使し、本年度は上記のリボザイムの創製を開始した。先行して開始した(1)および(2)については活性種の濃縮が確認され、現在コントロール実験を含めた活性確認検討を行っている。後発の(3)および(4)については、現在進化実験が進行中である。また、本研究の長期目標であるRNA生命体の創成とその技術的応用の一環として、上記の新規リボザイムの創製に加え、これまで研究代表者が数年に渡って研究を推進してきたアミノアシル化リボザイム(別名フレキシザイム)の基盤研究が、ひとつの区切りを迎えた。本計画では、フレキシザイムの技術的応用性を高めるために、アミノ酸の側鎖に依存せず、いかなる側鎖をもったアミノ酸にも対応できる新規フレキシザイムの人工進化に成功した。さらに様々な検討の結果、このフレキシザイムはα-アミノ酸のみならずβ-アミノ酸、α-ヒドロキシ酸など様々なカルボン酸を基質にできることが判明した。さらに、フレキシザイムと無細胞翻訳系を組み合わせることで、簡便な非天然型アミノ酸導入技術を開発した。また、フレキシザイムの汎用性を最大限に利用し、遺伝暗号リプログラミングによる非天然型ペプチドの合成にも成功している。これらの成果は、Nature Methods5月号への掲載が決まっている。現在、このリボザイムをさらに進化させ、tRNAと連結させた形で分子内アシル化を起こさせ、続いて天然リボザイムであるRNasePによる切断が起きることで、アミノアシルtRNAが合成される系の開発を試みている。これは、RNA生命体における原始アミノアシル化システムの可能性を探る上で重要な実証実験となるはずである。