hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変位増幅型マイクロアクチュエータの開発研究

皮膚を機械的に変形、皮膚内部に分布する触覚受容器群を時空間的に刺激し、触覚情報を人に提示する触覚ディスプレイや、大容量のマイクロバルブの実現には、大変位マイクロアクチュエータの開発が不可欠である。本研究では特に、MEMS技術を用い、上下面で断面積の異なるマイクロチャンバ内に非圧縮性流体を封入した変位増幅機構を有する、変位増幅型マイクロアクチュエータを実現し、特性評価を行った。人が機械を操作する時の双方向制御、仮想空間内で再構築された物体情報の人への直感的な提示、音声、画像に続く新たな情報通信メディアとして期待される触覚情報の利用には、微小なアクチュエータが高密度にアレイ化され、皮膚を機械的に変形、皮膚内部に分布する触覚受容器群を時空間的に刺激し、触覚情報を人に提示する触覚ディスプレイの開発が不可欠である。本研究の目的は、触覚ディスプレイに適用可能な、上下面で断面積の異なるマイクロチャンバ内に非圧縮性流体を封入した変位増幅機構を有する、変位増幅型マイクロアクチュエータを実現することである。製作にはMEMS技術を用い、微細化、アレイ化を目指す。本年度は、変位増幅機構製作に必要な液体封入技術の研究を行い、製作プロセスの確立および液体封入における接合強度、アライメント精度を評価した。水、グリセリン、電解質を封入した際は、空気を封入したときと同等の接合強度が達成できること、また液中での接合においても6ミクロンの精度でアライメントできることが明らかになった。その成果を国際学会1件、国内学会1件で発表し、国際論文誌に投稿した。また、開発した液体封入技術を用い製作した変位増幅機構について、静的動的な特性を評価した。固有振動数は封入液体の質量で決定できること、粘性は液体封入薄膜の粘弾性に由来することがわかった。その結果を国際論文誌において発表した。さらに、変位増幅機構を用いた触覚ディスプレイについて、特に動的な触覚刺激について研究を行い、振動により敏感なヒト触覚受容器の特性を生かした効率良い触覚提示に成功した。国際論文誌に採択されるとともに、国際学会1件(口頭発表採択率5.6%)、国内学会2件(内1件でBest Presentation Award受賞)で発表した。本年度は、変位増幅機構を有する大変位MEMSアクチュエータの動的特性を明らかにし、かつ変位増幅機構による変位増幅率20倍以上を実現した。その結果を国際学会、国内学会において発表した。また製作に新たに開発した液体封入技術、Bonding-in-Liquid-Technique(BiLT)に関して国際論文誌において発表した。また触覚ディスプレイにおいて提示する触覚情報を取得するためには触覚センサによる触覚評価が不可欠である。特にヒトの皮膚指紋形状を模倣することで触覚センサの高感度化を行う手法を提案し、その結果を国際学会誌、国内学会誌で発表するとともに、国際、国内学会において発表を行った。この発表に関し、2つの国際学会から発表学生がベストポスター賞を受賞した。また本研究で開発したBiLTを応用した分布型フレキシブル高感度触覚センサの開発にも成功し、その結果を国際学会において発表した。
有明海・八代海沿岸地域における古墳時代首長墓の展開と在地墓制の相関関係の研究

熊本県地域に築造された首長墓の1つである阿蘇市長目塚古墳(前方後円墳)の1949・1950年調査出土遺物を再整理した。その結果、それが5世紀前葉の築造であることを明らかにした。また、阿蘇市平原古墳群6号墳を発掘調査し、4世紀後葉から5世紀前葉の築造であること、直径30mほどの円墳であることなどを明らかにした。さらに、在地墓制である天草砂岩製の埋葬施設を集成し、また箱式石棺から石障系横穴式石室への発展過程に関する仮説を提示した。1.熊本県地域の首長墓に関する基礎データの整理および研究史上の問題点の抽出。熊本県地域に築かれた首長墓系譜の変遷について現段階での見解をまとめた。そして本研究の今後の展開に備えるため,編年や地域性を考察するうえで鍵となるが,出土資料が未報告のままとなっている古墳を抽出し,研究史上の問題点を整理した。2.阿蘇地域の古墳に関する基礎データの収集・整理および現地調査の開始。首長墓と在地墓制が混在するがその様相がほとんど不明の阿蘇地域に着目し,当該地域の古墳に関する基礎データを集め,古墳および出土資料の現状を実地に調査した。本来ならさらに1つの古墳群をケーススタディとして測量・発掘調査の実施に研究を進める予定であったが,種々の事情により本年度は断念した。次年度に期したい。3.阿蘇市長目塚古墳1949・50年調査出土遺物の再整理作業の開始。阿蘇地域最大の前方後円墳,長目塚古墳からかつて出土した遺物を阿蘇神社から借用し,鉄器についてはX線撮影および実測作業,土器・埴輪については接合・実測作業を進めた。ほかに熊本県教委保管の当該古墳出土埴輪の実測作業も進めた。4.熊本県地域出土の鉄製武器・武具に関する調査の継続。古墳時代中期に焦点を当てて研究を進めるという目的から,従来から行っていマロ塚古墳に関する共同研究と関連させ,熊本県地域出土の中期甲冑について調査した。とくに,未報告の高森町高塚横穴群出土横矧板鋲留短甲を見出した点は特筆される。1.阿蘇市長目塚古墳1949・1950年調査出土遺物の再整理作業をほぼ終了。阿蘇神社所蔵および熊本県教委保管の標記資料の再整理作業は昨年度に開始したが、本年度で図化・写真撮影などをほぼ終了した。その結果、前方部石室副葬品は古墳時代中期中葉(Tk216型式期)に位置付けられることがほぼ確定した。今後、データ整理・報告文執筆へと作業を継続する。2.阿蘇市平原古墳群の測量調査を開始。阿蘇谷北側の山地部に所在する平原古墳群の測量調査を開始した。今年度は6号墳を中心に測量したが、それは直径30m程の円墳と推定された。また葺石の存在がうかがわれた。なお、8号墳表採の須恵器片から中期後半を中心とする古墳群である可能性が高まったが、それは上述の長目塚古墳の時期にも近い。長目塚古墳が所在する中通古墳群との比較研究への展望が開けたといえる。3.上天草市カミノハナ古墳群の測量調査を実施。山間部の阿蘇谷とは対照的な立地をなす天草島嶼部所在のカミノハナ古墳群の測量調査を実施した。以前の科研費によって当古墳群出土遺物の研究を行ったが、今回の測量はそれを補完することとどもに、立地環境がまったく異なる阿蘇谷との比較研究を目指したものでもある。4.氷川町大野窟古墳の横穴式石室構造を分析。後期の前方後円墳である大野窟古墳の横穴式石室構造を分析し、九州地域では特異な隅角を明瞭に作り出すものであることを明確に示した。5.熊本県地域出土鉄製武器・武具に関する情報収集を継続。所在不明であった玉名市伝左山古墳出土鉄製品の存在が明らかになった点が特筆される。1.熊本県阿蘇市平原古墳群6号墳の墳丘発掘調査を実施し、その成果に関する発掘調査報告書を刊行した。平原古墳群の考古学的調査は平成23年度に測量調査、平成24年度には6号墳の墳丘発掘調査を実施した。今年度の調査はそれらを受けたもので、6号墳墳丘の3箇所にトレンチを設け墳丘構造の確認を行った。その結果、墳形は円墳で直径3031mのほぼ正円をなすことが明らかとなり、2段築成の墳丘に施された葺石が良好に遺存することもあらためて確認された。また築造時期は古墳時代前期後葉から中期前葉であると考えられたが、それ以上時期を絞り込むまでには至らなかった。この点に今後の課題を残すが、近接する中通古墳群や迎平古墳群などと合わせて阿蘇地域を考察するための良好な基礎資料が得られた意義はきわめて大きいといえる。2.熊本県阿蘇市

長目塚古墳1949・1950年調査出土遺物の調査・分析を終了した。長目塚古墳の築造時期はこれまでにも様々に議論されてきたが、今回、墳丘出土の埴輪、須恵器、土師器、および前方部石室の副葬品を総合して考察した結果、古墳時代中期中葉のうちでも早い段階であると結論づけられた。3.研究協力者により、遺構では「八代海沿岸を中心に分布する天草砂岩を用いた埋葬施設」、「有明海・八代海沿岸の箱式石棺・石障系石室」、「須恵器を副葬する古墳」についての、また遺物では「熊本県地域の長頸鏃」、「長目塚古墳出土のガラス玉」、「天草式製塩土器」、「阿蘇市域出土の赤色顔料」についての調査・分析結果がまとめられた。なかでも、天草砂岩を用いた埋葬施設が網羅的に集成された点は重要で、有明海・八代海沿岸地域の古墳動向分析にとって貴重な基礎データが提示されたといえる。4.上記の2・3をまとめ、さらに今後の研究を展望した総括報告書を出版した。1.阿蘇市長目塚古墳1949・1950年調査出土遺物に関するデータ整理および報告用写真図版の編集・版下作成。阿蘇神社および熊本県教委から借用して再整理作業を行っていた標記資料について、すべての実測・写真撮影等が終了。熊本県教委と協議のうえ、すべての資料を阿蘇神社に返却した。その後、作成した諸資料・データの整理作業に移行、報告書に掲載するための写真図版を編集し、版下を完成させた。2.阿蘇市平原古墳群6号墳の墳丘発掘調査を実施し、発掘調査報告書を発行。昨年度測量調査に着手した平原古墳群であるが、今年度は6号墳墳丘の発掘調査を実施した。その結果、2段の築成を有する31×28mの円墳であること、葺石・壺形埴輪を有することが明らかとなった。また出土埴輪や土師器から古墳時代前期後葉から中期前葉に位置付けられると推定された。まったく情報がなかった平原古墳群の様相の一端が示された点は、近接する中通古墳群や迎平古墳群との関係を念頭におきつつ阿蘇地域の古墳時代を考察するうえできわめて重要な成果である。3.研究集会を実施。本研究参加者が一同に会しての研究集会を開催し、それぞれが担当するテーマ研究についての進捗状況を報告、問題点を抽出したうえで各人の考察を深めた。また、次年度作成予定の報告書編集案についても討論し、目次のおおよそを決定した。本研究のもっとも大きな課題である長目塚古墳出土遺物の再整理作業が、当初の予定である研究2年目でほぼメドがついた。また、研究2年目において将来も継続調査できる新たなフィールドを構築することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主課題には、1長目塚古墳出土遺物の再整理、2熊本県地域の中期古墳動向の解明、3新たなフィールドの獲得があるが、1については最終段階に達し、2については中期古墳出土の鉄製武器武具の調査について別の共同研究(「マロ塚古墳出土品を中心にした古墳時代中期武器武具の研究」や「古墳出土遺物の資料化と報告に関する実践的研究」)との連携が的確に行われている。3については平原古墳群という将来にも調査継続可能な良好なフィールドを得ることができた。長目塚古墳出土遺物の報告文作成に着手しつつ、新たなフィールドである平原古墳群の発掘調査を実施する。また、未報告資料の再整理作業実施の可能性をさぐる。熊本県地域には未報告のままとなっている古墳出土資料が大変多く存在するため、そういった資料の掘り起こし作業および再整理作業が考古学研究進展のために今もっとも求められることの1つである。本研究においては、将来そのような活動の中心となる若手研究者との協力関係の強化も模索したい。
大学生の共創的越境力を促進する教育方法・評価法の効果に関する実証的研究

本研究では,異なる生活・実践文脈を背景とする話者同士の生産的な対話を示す「共創的越境」を可能とする人材育成を志向した大学教育の方法・評価法について検証を進めてきた。理論研究としては,学習者間のコミュニケーションを志向する教育研究者が多く引用する,ロシアの心理学者ヴィゴツキーと文芸学者バフチンの理論研究を進めてきた。実践研究としては,大学生100名前後の大型講義を含む複数の授業を対象に,共創的越境への参加能力を高める為の教育法を開発・実施してきた。さらに,受講学生を対象とした質問紙調査や面接調査を実施し,これらの成果を踏まえた,共創的越境力の評価方法の開発も行ってきた。本研究は、異なる生活・実践文脈を背景とする専門家同士の生産的対話(以下「共創的越境」と呼ぶ)を可能とする人材養成のための教育方法および教育評価法について検証を行うものである。本年度は本研究の初年度に当たるため、理論面・実践面における基礎的な検討作業を行った。理論研究としては、ロシアの教育心理学者・ヴィゴツキーおよび、言語学者・バフチンの議論を中心に検討し、本研究で目指すべき教育実践の位置づけについて検討を行った。その結果、大学教育において共創的越境を行い得る人材を育成するため、学外の体験学習を通して学ぶ知識(「実践知」と呼ぶ)と学内の授業を通して学ぶ知識(「学問知」と呼ぶ)を相互参照し、学生自身の新たな「理論」を構築できる機会を提供することと設定した。一方、先行する実践報告を検討した結果、このような学生達自身の相互参照を従来の講義型授業の中で促進することは困難であり、ディスカッション・学生発表などのアクティブラーニング形式の教育方法を開発する必要があることも確認した。実践研究としては、研究代表者が実施する受講生100名程度の大型授業(生徒指導に関する授業)および20名程度の中型授業(教育心理学の発展的理論を学ぶ授業)において、学生自身による実践知と学問知の往還を促進することを目指した教育方法の開発を行った。その結果、いずれの規模の授業においても、グループワークおよびロールプレイなどのアクティブラーニング型の活動を導入することで、学生による学問知と実践知の相互参照活動の促進が可能であることが確認できた。特に大型授業では、従来型の講義形式の学習内容と組み合わせることで、上記の学習活動の内容をより深化できるという手応えを得た。以上のように、本年度の研究は理論面・実践面において、本研究プロジェクトのキックスタートにふさわしい基礎的成果を得たという点で、意義があるといえる。本研究は、異なる実践文脈を背景とする専門家同士の生産的対話(「共創的越境」と呼ぶ)を可能とする人材養成のための教育方法および教育評価法について検証を行うものである。理論研究としては、本研究の主要コンセプトである「共創的越境」の定義を行い、京都大学・溝上慎一教授、大分大学・森下覚講師も含めた研究グループにより、学校インターンシップを対象に本概念の実証的検討を行った学術書の出版を行った。研究代表者は筆頭編著者として全体の企画統括を行い、また著者として、3章分の執筆(「共創的越境」を定義した章を含む)を行った。さらに早稲田大学・桑野隆先生との共同研究を行い、共創的越境の概念定義に関連の深いロシアの言語学者・ヤクビンスキーの論文「ダイアローグのことばについて」の翻訳を行った。また本論文に影響を受けたと考えられるバフチンのダイアローグ論についても、教育実践的な視点から検討を行い、大学教育において共創的越境を実現するための教育方法・評価方法に関連する理論的な視座について分析した。実践研究としては、2014年度に開発・実施した学生自身による実践知と学問知の往還を促進し得る教育方法を引き続き実施し、教育評価法に関するパイロットスタディを実施した。具体的には、実践現場で出会い得る具体的な問題の解決について、授業で学ぶ学問知を効果的に使用した省察を行うレポート課題を設定し、グループワークでの話し合いの成果を評価できるようにした。また研究代表者が属する東京外国語大学・林佳世子副学長の協力を得、学生が留学体験において得た実践知を大学で学ぶ学問知と共創的に関連づけることを促進することを目的とした実験的教育プログラムの開発および、本プログラムに関連するパイロット的な教育実践の実施に対する支援も行った。本研究の実施については、当初の計画に沿い、おおむね順調に進展していると考えている。理論研究では、本研究のテーマである大学教育に関連するヴィゴツキー・バフチン理論の検証をさらに進めることができている。ヴィゴツキー理論については、ヴィゴツキーの教育論と関連の深いロシアの演劇家・スタニスラフスキーの演劇論を補助線として、教室内において越境的なダイアローグを導入する方法に関する理論研究をまとめ、2015年度は国内学会等での発表3本を行った。この成果を元に、2016年度には1本の論文・1本の著作を出版する予定である。またバフチン理論については、バフチンのダイアローグ概念に影響を与えたことが知られるヤクビンスキー論文の翻訳・読解を元に、主要著作である『小説の言葉』『ドストエフスキーの詩学』および関連文献の研究を進め、共創的越境となり得るコミュニケーション状況を示す「ポリフォニック・ダイアローグ」と呼ぶ概念の提案を行っている。本研究の成果についても、2016年度に出版予定である。また実証研究でも、2014年度に開発した大規模授業における受講生のアクティブラーニングにおける、学生の学習成果を評価できるレポート課題の開発・実施ができた。

先行研究における検証実績が少ない大規模授業において、学問知と実践知との往還活動を促進し得る評価法を開発できた点は、重要な成果であると考えている。また海外留学などの学外で得た経験に対する、学問知の視点を活かした省察機会の提供を目指す教育プログラムを本研究プロジェクトの成果を活かして提案できたことは、意義があると考えている。さらに学校インターンシップを対象とした、共創的越境に関する学術書の出版を完了することができたことも大きな成果である。以上のように、理論面・実践面から生産的な成果を得ることができたため、研究はおおむね順に進展していると自己評価した。本年度は、異なる実践文脈を背景とする学習者同士の生産的対話(「共創的越境」)を可能とする学問知教育のあり方を発展的に検証した。実践研究としては、前年までの検証結果を活かし、受講者100名程度の授業において共創的越境の促進を目指した教育法及び評価法の本格実施を行った。履修学生に対し,互いに対立する意見及び実践文脈を背景とする人物役を担わせ、さらに両者を仲裁する役割を担う学生も加え,1グループ7名前後でロールプレイ型ディスカッションを行わせた。そして学生らに学問知の知見を役立たせ、双方の立場を活かした仲裁案を提案するよう指導した。またこの擬似越境体験を活かしたレポート課題を実施し、実際の授業評価に使用した。また大学生100名程度を対象とした質問紙調査も実施し、学問知と実践経験との相互参照を阻む要因について検証を行った。さらにこれまでの研究成果を活かし、留学先で得られた実体験と大学において学んだ学問知を接続させ、独自の研究を促進する発展的な研究授業も別途開発し、正規の学部授業として提案・実施した。研究発表会では言語文化学部執行部教員も交えた討論を行い、学問知を交えた実践経験に対する共創的な省察の深まりを促進・評価できた。民間企業における人材育成の視点についても研究を進め、ヘッドハンティングを専門とする武元康明氏(株式会社サーチファームジャパン代表)との研究協議を進めた。また武元氏を本学に招き、将来,実社会において活躍できるため,学生が現在,大学で学ぶべき知識・技能について論じた講演会を実施した。理論研究として、本研究の理論的視座であるヴィゴツキーおよびバフチンの概念的枠組みに関する検証をさらに進め、共創的越境を可能とするための社会的条件や制約などについて一定の知見を得ることができた。本研究の実施については、当初の計画以上に進展していると考えている。実践研究では計画通り、多人数授業において、共創的越境の促進を目指した教育評価法の本格実施ができた。評価グレードの配分も、おおむね、本学のGPA成績分布基準に適合したものとなり、実用性も確認できた。また本研究プロジェクトの成果を活かし、海外で得られた実体験と学内で学んだ学問知を接続させる発展的授業を新規に開発し、実行できたことは、当初の想定以上の成果と考えている。さらに以上の研究成果について、民間企業等の実社会における人材育成の視点からの検証を行えたことも重要な成果である。ヘッドハンターである武元康明氏との研究協議を通し、共創的越境を可能とする能力を大学において育成することが、学生が将来、実社会で活躍する上で重要であることが確認できた。
有限群のブロックの森田同値および導来同値について

有限群のモジュラー表現論において,有限群のブロックの導来同値や森田同値での分類は重要な問題である。とくに,可換不足群をもつブロックとその局所部分群のブロック(ブラウアー対応子)の導来同値性を述べたブルエ予想や,指定した不足群をもつブロックの森田同値類の有限性を述べたドノバン予想が重要である。これらに関連して,異なる有限体上で定義された次数が等しく同じ局所構造をもつ一般線型群および関連して現れる無限系列の有限群における主ブロック間の森田同意や,主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成を目指すことが研究の目的で,とくに関連して前年度にやり残した以下の研究を行った。1.有限群のブロック間の導来同値を構成するために重要な役割を果たすスコット加群のブラウアー直既約性に関する研究成果をさらに改良するために,考察を続けた。とくに,2次一般線型群の主2ブロックにおける森田同値を構成に適用できるような議論を目指し,考察を行った。2.有限群のブロックがブラウアー樹木多元環となるのは,巡回不足群をもつ場合である。巡回シロー群をもつ有限群の自己同型による拡大が非可換メタ巡回シロー部分群を持つ場合に,その主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成に上記1および前年度に発表したBrauer樹木多元環における両側傾複体の構成に関する研究成果を役立たせることができるのではないかと考え,とくにこの設定となる無限系列の群の主ブロックについて考察を行った。有限群のモジュラー表現における重要な問題であるブルエ予想やドノバン予想に関連し,異なる有限体上で定義された次数が等しく同じ局所構造をもつ一般線型群やそれに関連して現れる無限系列の有限群の中での主ブロック間の森田同値,主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成を目指すことが研究の目的で,とくに関連した以下の研究を行った。1.巡回シロー部分群をもつ有限群の自己同型による拡大が非可換メタ巡回シロー部分群をもつ場合に,その主ブロックとブラウアー対応子の間の導来同値構成を目指すため,準備としてこの設定となる具体的な無限系列の群の局所構造や単純加群の相対射影被覆の構造を考察した。また,ブラウアー対応子として現れるブロックの構造についても道多元環の計算を利用していくつかの加群の構造について考察し,部分的な結果を得た。2.非可換なバーテックスをもつスコット加群のブラウアー直既約性について群論的な条件を研究協力者とともに考察し,さらに上記1の設定に応用できないかを考察した。3.ブラウアー樹木多元環と星型ブラウアー樹木多元環の間の導来同値を与える両側傾斜複体について研究協力者とともに研究し,特別な場合に新しい構成法を得た。ブラウアー樹木多元環は,有限群のブロックでは巡回不足群をもつ場合に現れ,そのブラウアー対応子は星形ブラウアー樹木多元環となる。この新しい両側傾斜複体の構成は,上記1の設定での導来同値構成にも役立たせることができるのではないかと期待できるものである。有限群のモジュラー表現において,有限群のブロックの導来同値や森田同値での分類が重要な問題としてある。とくに可換不足群をもつブロックとその局所部分群のブロック(ブラウアー対応子)の導来同値を述べたブルエ予想や,指定した不足群をブロックの森田同値類の有限性をのべたドノバン予想が重要である。これらに関連して,異なる有限体上で定義された次数が等しく同じ局所構造をもつ一般線形群やそれに関連して現れる無限系列の有限群の中での主ブロック間の森田同値や,主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成を目指すことが研究の目的で,とくに関連して以下の研究を行った。1.研究協力者とともに,任意に与えられたブラウアー樹木多元環に対し,それと同じ辺の本数と例外重複度をもつ星形ブラウアー樹木多元間との間の導来同値を誘導するRickardによる片側傾斜複体を両側化することに成功した。すなわち,両側傾斜複体で片側加群の複体とみなしたときにRickardにより与えられた片側複体と同型になるものを構成できた。巡回シロー部分群をもつ有限群の自己同型による拡大が非可換メタ巡回シロー部分群をもつ場合に,その主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成に上記1の研究を役立たせることができるのではないかと期待し,とくにこの設定となる一般線形群の自己同型による拡大の群の主ブロックについて考察を行った。無限系列の群に対する一つの問題をいくつかのステップに分け,派生・発展した問題に取り組み,そのうちの一つであるブラウアー樹木多元環における両側複体の構成について最終結論を得ることができた。他の問題に関しては最終結論には至っていないが,今後の研究につながるよい考察ができているため,やや遅れているものの順調に進んでいる状況に限りなく近いと判断している。有限群のモジュラー表現において,有限群のブロックの導来同値や森田同値での分類が重要な問題である。とくに可換不足群をもつブロックとその局所部分群のブロック(ブラウアー対応子)の導来同値性を述べたブルエ予想や,指定した不足群をもつブロックの森田同値類の有限性をのべたドノバン予想が重要である。

これらに関連して,異なる有限体上で定義された次数が等しく同じ局所構造をもつ一般線形群やそれに関連して現れる無限系列の有限群の中での主ブロック間の森田同値や,主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成を目指すことが研究の目的で,とくに関連して以下の研究を行った。1.研究協力者とともに,任意に与えられたブラウアー樹木多元環に対し,それと同じ辺の本数と例外重複度をもつ星形ブラウアー樹木多元環との間の導来同値を誘導するRickardによる片側傾斜複体を両側化すること,すなわち,両側傾斜複体で片側加群の複体とみなしたときにRickardにより与えられた片側複体と同型になるものを構成することに前年度に成功したが,さらにRickardの片側複体の誘導する導来同値と同じ導来同値を引き起こす両側傾斜複体の構成法を明らかにした。2.有限群のブロック間の導来同値を構成するために重要な役割を果たすScott加群のBrauer直既約性に関し研究協力者と得られた研究成果をさらに改良するために考察を続けた。3.有限群のブロックがブラウアー樹木多元環となるのは,巡回不足群をもつ場合である。巡回シロー部分群をもつ有限群の自己同型による拡大が非可換メタ巡回シロー部分群をもつ場合に,その主ブロックがブラウアー対応子との間の導来同値の構成に上記1,2の研究を役立たせることができるのではないかと期待し,とくにこの設定となる無限系列の群の主ブロックについて考察を行った。ブラウアー樹木多元環における両側複体の構成に関する研究成果を論文にまとめる際に,関連する最新研究成果の内容把握に思ったよりも時間がかかってしまい,その先の研究への着手が遅れてしまった。有限群のモジュラー表現において,有限群のブロックの導来同値や森田同値での分類が重要な問題である。とくに可換不足群をもつブロックとその局所部分群のブロック(ブラウアー対応子)の導来同値性を述べたブルエ予想や,指定した不足群をもつブロックの森田同値類の有限性をのべたドノバン予想が重要である。これらに関連して,異なる有限体上で定義された次数が等しく同じ局所構造をもつ一般線形群およびそれに関連して現れる無限系列の有限群における主ブロック間の森田同値や,主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成を目指すことが研究の目的で,とくに関連して以下の研究を行った。1.前年度の研究成果であるRickardによるBrauer樹木多元環上の片側傾複体に対応す両側傾複体の構成に関する結果に微修正を加え最終形として論文にまとめ受理された。2.有限群のブロック間の導来同値を構成するために重要な役割を果たすScott加群のBrauer直既約性に関する研究成果をさらに改良するために考察を続けた。巡回シロー部分群をもつ有限群の自己同型による拡大が非可換メタ巡回シロー部分群をもつ場合に,その主ブロックとブラウアー対応子との間の導来同値の構成に上記1.2の研究を役立たせることができるのではないかと期待し,とくにこの設定となる無限系列の群の主ブロックについて考察を行った。4.Eaton-Livesey(2017)によるブロックのLoewy構造に関する予想に対し,これまでに研究してきた無限系列の群に関する導来同値の構成が役に立つのではないかと期待し,その観点からの考察を行った。前年度の研究において,ブラウアー樹木多元環における両側複体の構成に関する研究成果を論文にまとめる際に,関連する最新研究成果の内容把握に思ったよりも時間がかかってしまったために,その先の研究への着手が遅れ,今年度もその遅れを取り戻すことはできなかった。
スピンフォトニックデバイスの創成

半導体中の電子のスピン状態を制御し、光機能デバイスを創成する試みは、光・量子情報処理への新しい展開を拓くと期待される。電子スピンが揃った状態が長く続く結晶方位を用いた面発光半導体レーザを作製し、広い波長領域にわたり円偏光発振を得た。又、ナノサイズの構造を作製し、左右円偏光間の高速スイッチングを実現した。さらに光通信波長域で動作する材料で量子井戸構造を作製し、電子スピンの緩和時間を明らかにした。平成24年度は以下の2点で大きな研究成果を得た。1.ポンプ・プローブ法によるマイクロポストの電子スピン緩和時間の評価電子スピン緩和時間の長い(110)GaAs/AlGaAs-MQWを活性層としたスピンVCSELの1 GHzでの発振円偏光スイッチングを実証した。高速化には、活性層に注入した電子のスピン緩和時間を維持したまま、キャリヤ寿命のみ短縮することが重要である。マイクロポスト構造によってキャリヤ寿命を短縮した時のスピン緩和時間への影響を、ポンプ・プローブカー回転法を用いて評価した。ポストサイズが小さくなるにつれ、ポスト側面における非発光表面再結合によってキャリヤ寿命が劇的に短縮される一方、スピン緩和時間はほぼ一定であることがわかった。0.5 μm角のポストでは、キャリヤ寿命は約30 psと短縮されるが、約0.74 nsの長いスピン緩和時間が維持されることがわかった。GaAs(110)基板上GaAs/AlGaAs量子井戸では、D'yakonov-Perel'スピン緩和機構が抑制されるため、一般的な(100)基板上量子井戸と比較して、数十倍長い電子スピン緩和時間が得られる。1.55μm帯の光通信波長におけるスピン光デバイスを目指して、InP(110)基板上InGaAs/InAlAs量子井戸に着目した。MBE法により成長し、その電子スピン緩和時間をポンプ・プローブ法により測定した。InP基板の結晶方位による大きな違いは見られず、室温において1 ns程度、100 Kにおいて1.7 ns程度の値を得た。研究期間全体を通じて実施した研究の成果は、上記の他、(110)スピン面発光半導体レーザの広帯域円偏光発振、および、電子スピン緩和時間測定法に関する検討である。本研究の初年度である平成23年度は、以下の2点で大きな研究成果を得た。(1) (110)スピン面発光半導体レーザの広帯域円偏光発振円偏光で発振するスピン面発光半導体レーザ(VCSEL)では、偏光特性を応用する上で、高い円偏光度Pcで発振することが求められる。光学遷移選択則において、スピンの揃った電子が正孔と再結合する際、重い正孔(hh)と軽い正孔(lh)では、反対の円偏光を発する。そのため、円偏光発振特性の発振波長依存性を調べることは、高Pcを有するスピンVCSELの構造設計上重要である。室温で長い電子スピン緩和時間を示す(110)GaAs/AlGaAs量子井戸(QW)を活性層としたVCSELを用いて、e-lhからe-hh波長に渡り、円偏光発振特性の発振波長依存性を調べた。その結果、e-lh波長を含めて、いずれの発振波長においてもσ+成分で円偏光レーザ発振しており、Pc > 0.8の高い円偏光度を示した。これより、e-lh波長近傍においてもσ+モードの光学利得が支配的であることが分かった。(2) GaAs/AlGaAs MQWの電子スピン緩和時間測定法に関する検討半導体中に光励起した電子のスピン緩和時間測定法として、偏光時間分解フォトルミネッセンス(PTRPL)測定法、カー回転や反射率変化を利用した反射型ポンプ・プローブ測定法などが知られている。GaAs/AlGaAs(110)多重量子井戸(MQW)を用い、初めてこれら3種類の測定法について比較した。PTRPL測定は、電子のスピン偏極率が求まる点で有利である。カー回転角の測定からはスピン偏極率の値は求まらないが、スピン緩和時間の測定に有利であることがわかった。室温において各測定方法を用いて電子スピン緩和時間を測定した結果、いずれの方法においても1.52.1 nsの値が得られた。平成23年度の本研究の目標の1つは、強磁性電極からVCSELへスピン偏極電子を注入することにより、円偏光レーザ発振を実現することであった。Fe電極とAlGaAsとにより、ショットキー障壁を形成し、トンネル電流によりスピン偏極電子をGaAs/AlGaAsLED構造に注入した。この実験により、数Tの磁界中で約10%の円偏光度をもつ発光を観察した。しかし、まだ実験の再現性に乏しく、スピン注入VCSELによる円偏光発振には至っていない。一方、9.研究実績の概要に詳細に記載したように、(110)スピン面発光半導体レーザの広域帯円偏光発振およびGaAs/AlGaAs MQWの電子スピン緩和時間測定法に関する検討で大きな研究成果を得た。

平成24年度は以下の研究項目に重点を置いて研究する。(1)電流注入(110)スピンVCSEL:強磁性電極からVCSELへスピン偏極電子を注入することにより円偏光レーザ発振を実現する。強磁性電極は当面、FeおよびCo2MnSi/MgOを用いる。次に短電流パルス励起による円偏光度の向上、Fe/Ptなどの磁化容易軸が膜面に垂直な強磁性薄膜を検討する。又、垂直磁気記録に用いられているように、部分的に磁化することにより、磁化方向が反平行な複数の電極をVCSEL上に形成し、上向きスピンをもつ電子と下向きスピンをもつ電子を別々にVCSELに注入できるようにし、レーザ発振偏光の自由な制御・スイッチを可能にする。DBRなどヘテロ障壁でのスピン緩和にも注目し、スピンVCSEL構造の最適化をはかる。(2) (110)スピンVCSELの高速動作:平成23年度にひきつづき、光励起/電流注入(110)スピンVCSELを高速動作を中心に検討する。簡単なレート方程式の小信号解析から、スピン偏極度が高いほど変調速度が高くなることが知られている。本研究ではこのような、スピンVCSELの高速変調特性を実験的に明らかにするとともに、スピン注入による偏光変調、および左右の円偏光間の双安定スイッチングを実現する。(3)電磁誘導透過とスローライト:(110)GaAs量子井戸構造をもつ光導波路を作製し、電磁誘導透過(EIT)現象を観測すると共に、この現象を用いてスローライトの実現を目指す。室温においても長いスピン緩和時間をもつことから、室温でEIT現象が観測できる可能性がある。スローライトは物理的興味から、また、光バッファメモリなど実用面からも注目されている。電界を印加することによりスピン緩和時間を制御することができることから、遅延時間が制御可能な光バッファの実現が期待できる。平成23年度に未使用額が生じた要因は、研究の進捗状況に合わせ、予算執行計画を変更したことに伴うものである。平成24年度は、スピンVCSELの作製とそのレーザ発振特性の評価が中心となる。VCSELに用いるへテロ構造ウエハの成長には申請者らの研究グループに既存のMBE装置を用いるが、その運転のための寒材および半導体単結晶基板やMBE材料およびMBE装置の消耗品が必要になる。又、デバイス作製用のフォトマスクおよび高純度化学薬品、光学測定用の光学部品、および成果発表・研究打合せのための旅費が必要である。さらに、データ整理のため謝金も必要である。
ゴーリン症候群特異的iPSCの樹立とゲノム手術による嚢胞性歯原性腫瘍発生機構解明

本研究では、顎顔面口腔領域に病変を生じる遺伝性疾患の発症機構の解明や診断・治療法の確立を目指して、基底細胞母斑症候群(NBCCS)をモデルに、NBCCS由来iPSCを無血清・無フィーダー培養条件で誘導・樹立し、それらNBCCS-iPSCが未分化性を示すとともに、in vitroおよびin vivoにおいて三胚葉への分化能を有することを明らかとした。さらに、無血清条件での病態モデルを作成するため、健常人iPSCおよびNBCCS-iPSCを用いて上皮系幹細胞・間葉系幹細胞の分化誘導実験を行った。上皮系幹細胞への分化誘導では上皮系マーカーであるKRT5とTP63の遺伝子・蛋白レベルでの有意な上昇を認め、間葉系幹細胞への分化誘導ではFACS解析においてCD73/90/105陽性細胞が70%以上を占めることが示された。さらに、誘導した上皮系幹細胞及び間葉系細胞をTypeIコラーゲン内で無血清培養条件下に三次元培養を行った。その結果、間葉系幹細胞の単独培養は困難であったが、上皮系幹細胞を含む培養であれば間葉系幹細胞の含不含にかかわらず、三次元培養可能であった。一方、上皮単独あるいは共培養開始2週間後の組織切片のHE染色像において、健常人とNBCCS由来の組織はいずれもシート状に単層の基底層様の構造を形成し、健常人とNBCCSの間で明らかな差は認めなかった。なお、CRISPR /Cas9ゲノム編集システムを用いてNBCCS-iPSCの病原変異遺伝子の“ゲノム手術"を行ったが、ゲノム手術を端遂げた細胞群の分取は達成しえなかった。本研究は、PTCH1を責任遺伝子とする遺伝性疾患である基底細胞母斑症候群(NBCCS)患者より採取した末梢血単核球を用いて、宿主細胞に遺伝子挿入のないセンダイウイルスベクター(SeVdp)で山中四因子を導入し、インテグレーションフリー・フィーダーフリー・完全無血清培養系にて初代培養、NBCCS疾患特異的iPSC (NBCCS-iPSC)の樹立、病態モデルの作成といった一連の流れ全てを、不定要素を排除した条件で行い、NBCCSの部分症である顎骨多発嚢胞の分子・細胞レベルでの発症機構を明らかとすることを目的とした。NBCCS-iPSCの樹立・維持およびその特性解析のため培地(無血清培地hESF)、増殖因子(インスリン, FGF2,ヘパリン等)、抗体(未分化マーカー,分化マーカー)、その他多数の試薬、ピペットやディッシュ等のプラスチック製品を購入した。病態モデル作成のため、さらに、増殖因子、阻害物質、プラスチック製品を追加購入し、NBCCS-iPSCを上皮細胞あるいは間葉系幹細胞に分化誘導するプロトコールを無血清条件下に作成すべく播種細胞数、播種形態、添加因子の作用時間の調整等を行った。また、2017年6月に愛媛県で行われた第71回日本口腔科学会学術集会にて先行実験の鎖骨頭蓋異形成症及びヌーナン症候群疾患特異手的iPSCの病態モデルについて発表し、同内容の研究者と情報交換を行い、知見を深めた。NBCCS患者由来の末梢血単核球を採取し無血清培養下に培養後、センダイウイルスベクターと著者の所属する研究室で開発された無血清培地hESF9Fを用いてインテグレーションフリー・フィーダーフリー・完全無血清培養系にてNBCCS-iPSCの樹立に成功し、その特性解析(未分化性、多分化能の評価)をin vitroおよびin vivoで行った。また、健常人末梢血単核球由来iPSCを用いて上皮細胞および間葉系細胞の誘導を無血清条件下に検討し、上皮細胞では上皮幹細胞マーカーの一つであるTP63の発現を、間葉系細胞ではCD73、CD90、CD105の発現をそれぞれ上昇させる条件を見出した。現在、これら分化させた細胞の共培養やNBCCS-iPSCの変異部位を修復するゲノム手術の条件検討を行っている。

なお、CRISPR /Cas9ゲノム編集システムを用いてNBCCS-iPSCの病原変異遺伝子の“ゲノム手術"を行ったが、ゲノム手術を端遂げた細胞群の分取は達成しえなかった。インテグレーションフリー・フィーダーフリー・無血清培養培地(hESF9)を用いて誘導したNBCCS -iPSCに対し、CRISPR /Cas9ゲノム編集システムにて変異遺伝子(cds2734ins.TG)の“ゲノム手術"を行う。それらゲノム手術前後(変異(+),(ー))のNBCCS-iPSCそれぞれを、昨年度無血清条件で検討した分化方法にて上皮系細胞および間葉系細胞に分化させ、さらにそれらを4つの組み合わせ{(変異(+)上皮細胞,変異(+)間葉細胞), (変異(+)上皮細胞,変異(ー)間葉細胞), (変異(ー)上皮細胞,変異(+)間葉細胞), (変異(ー)上皮細胞,変異(ー)間葉細胞)}でin vitroおよびin vivoで共培養し、組織学的検討、蛋白・遺伝子発現の検討を行い病態モデルとしての有用性を検討する。
非定型肺炎病原体の簡易迅速診断法の特許開発

呼吸器感染症の重要な病原体であるマイコプラズマと肺炎クラミジアの簡易迅速診断法を開発した。本法は精製抽出菌体を使用したイムノクロマトグラフィー法で、IgM抗体を定性的に検出する方法である。10分以内に判定可能な迅速性を有し、かつ実地医療で使用可能な簡便性を兼ね備えている。基礎検討では、高い特異性と再現性を確認し、臨床研究でも世界標準法と良好な相関性が示された。さらに肺炎患者の臨床像を詳細に解析し、非定型肺炎と細菌性肺炎を鑑別する方法も考案し、その臨床的有用性を確認した。マイコプラズマおよび肺炎クラミジアの精製抽出菌体を使用したイムノクロマトグラフィー法を開発した。本法はIgM抗体を定性的に検出する方法で、5分以内に判定可能な迅速性を主目的とし、かつ実地医療で使用可能な簡便性を兼ね備えている。特異性の検討では、クラミジアの他菌種(Chlamydia psittaci, Chamydia trachomatisなど全9種)や百日咳菌、呼吸器病原体ウイルス(サイトメガロウイルスなど)のIgM抗体陽性血清に交差反応を示さず、高い特異性が確認された。再現性の検討では、既存のマイコプラズマ、肺炎クラミジアIgM陽性検体、陰性血清検体を使用し、各々10回の測定で高い再現結果が得られた。また、経時的に採取されたマイコプラズマ肺炎と肺炎クラミジア肺炎症例の血清を使用しELISA法と比較したが、いずれの症例でも同様の抗体推移を示し、本検査法の有用性が示唆された。一方、サーマルサイクラーなど特別な機器を必要としない遺伝子アッセイ系-LAMP(loop-mediated isothermal amplification)法も確立した。精製菌体を対象とした基礎検討では、real-time PCR法と同等の感度で、菌量が多い場合15分以内で検出可能であった。特異性の検討では、マイコプラズマやクラミジア、主要な呼吸器感染症病原体に交差反応を示さず、高い特異性が確認された。さらに再現性の検討でも、高い再現結果を確認した。今後は急性呼吸器感染症患者を対象に本検査法の臨床検討を行い、さらに臨床像から迅速かつ簡便に非定型肺炎を診断する方法を模索していく予定である。これまでの基礎検討で、高い特異性と再現性を確認し、さらにレトロスペクティブな検討で、経時的に採取されたマイコプラズマ肺炎と肺炎クラミジア肺炎症例の血清を使用しELISA法と比較したが、いずれの症例でも同様の抗体推移を示し、本検査法の有用性が示唆された。現在、急性呼吸器感染症患者を対象に本検査法の多施設共同研究を行っており、中間解析では世界標準法と良好な相関関係(感度96%,特異度88%)を認めている。ただし、簡便な検査法であるため世界標準法と比較して偽陽性例が出現しており、今後は偽陽性例の検討も必要である。一方、サーマルサイクラーなど特別な機器を必要としない遺伝子アッセイ系-LAMP(loop-mediated isothermal amplification)法の有用性に関する多施設共同研究も同時に行っており、従来から用いてきたreal-time polymerase chain reaction法との比較検討で良好な相関関係を認めている(感度97%,特異度98%)。さらに共同研究を続け、検査法の有用性を検討する予定である。さらに臨床像から迅速かつ簡便に非定型肺炎を拾い上げる方法を考案した。大項目が4つと小項目が4つからなる鑑別表で、2011年4月から全肺炎症例を対象に本法の有用性の検討を開始した。結果を解析して、より良い鑑別表に改定していく予定である。基礎検討では、高い特異性と再現性を確認し、経時的に採取されたマイコプラズマ肺炎と肺炎クラミジア肺炎症例の血清を使用したELISA法との比較検討でも同様の抗体推移を示していた。急性呼吸器感染症患者を対象とした多施設共同研究でも、世界標準法と良好な相関性(感度97%,特異度81%)が示され、本検査法の有用性が示唆された。大項目が4つと小項目が4つからなる鑑別表を作成し、多施設共同研究で肺炎症例を対象に本法の有用性を検討した。

年齢別に感度と特異度が異なることが判明し、とくに10歳、20歳台では感度、特異度ともが90%以上と、若年成人群では本鑑別法がきわめて有用であることが示された。しかし、年齢が上昇するとともに感度、特異度とも低下し、50歳以上では感度が70%以下であった。したがって、本鑑別法は50歳未満の症例で使用すべきであり、実地医療で経験する50歳以上の肺炎症例では非定型病原体と細菌の両者をカバーする抗菌薬の選択をすべきと考えられた。
ポリグルタミン病の病態解明とそれに基づく治療法の開発

変異アンドロゲン受容体(AR)によるTGF-βシグナルの阻害が球脊髄性筋萎縮症(SBMA)における運動ニューロン変性の病態に寄与していることが明らかとなった。また、Hsp90阻害剤をSBMAマウスに投与すると変異ARのUPSでの分解が促進することが示された。以上から、UPSの機能調節やTGF-βなどの細胞内シグナルの是正が、SBMAや他のポリグルタミン病の治療戦略として有望であると考えられた。球脊髄性筋萎縮症(SBMA)はアンドロゲン受容体(AR)遺伝子のCAG繰り返し配列の異常延長を原因とするポリグルタミン病である。ポリグルタミン病をはじめとする神経変性疾患の病態に対して、分子シャペロンである熱ショック蛋白質(HSP)は異常蛋白質の集積を抑制し、また分解を促進する作用を有し、細胞保護的に働くことが示されている。今回、ポリグルタミン病の治療薬を探索する目的で、Hsp70誘導剤であるgeranylgeranylacetone(GGA)およびHsp90阻害薬である17-AAG(17-allylamino geldanamycin)の治療効果をSBMAの培養細胞およびマウスモデルにおいて検討した。GGAは培養細胞およびマウスモデルにおいてheat shock factor-1(HSF-1)の核内への集積を増加させることによってHsp70やHsp90などの分子シャペロンの発現を誘導し、神経変性を抑制した。Hsp70およびHsp105の蛋白量は野生型に比べモデルマウスの脊髄において低下しており、ポリグルタミン病の病態においてHSPの発現低下が重要な役割を果たしていることが示唆された。一方、17-AAGも培養細胞およびマウスモデルにおいて、濃度依存性にARの蛋白量を減少させ、神経変性を抑止した。17-AGGによるARの分解促進作用はAR-97Qに対してより強く認められ、Pulse chase法でもAR-97QのほうがAR-24Qより速く分解される傾向が認められた。また、17-AAGによりHsp70の発現誘導もみられた。以上の結果から、17-AAGはAR-Hsp90複合体の構造を変化させることによりユビキチン-プロテアソーム系による変異ARの分解を促進し、神経変性を抑制することが示された。以上の結果より、GGAおよび17-AAGは変異AR蛋白質の凝集抑制および分解促進により神経変性を抑止する効果を有し、培養細胞とマウスモデルの両方で治療効果と安全性が確認された。いずれの薬剤も、SBMAに対する治療法として有望であると考えられる。球脊髄性筋萎縮症(SBMA)の初期病態における神経細胞機能障害の分子メカニズムおよびその可逆性について検討した。SBMAモデルマウスの骨格筋の免疫組織化学を解析したところ、ニューロフィラメントが終板近傍の運動ニューロン遠位軸索に蓄積していた。同様の集積は患者肋間筋でも観察された。また、シナプス小胞関連蛋白質のうちシナプトフィジンはニューロフィラメントと同様の蓄積を示したが、Rab-3Aの蓄積は認められなかった。ニューロフィラメントやシナプトフィジンは軸索内を順行性および逆行性に輸送されるが、Rab-3Aは順行性にのみ輸送されることに着目し、坐骨神経結紮法によりシナプス小胞関連蛋白質の軸索輸送を調べたところ、野生型マウスに比べてSBMAマウスでは逆行性に輸送されるシナプトフィジンの量が有意に減少していることが明らかとなった。この減少はマウスの神経症状発症前から認められ、進行とともに顕著となった。さらに、フルオロゴールドの腓腹筋内ないし坐骨神経断端投与により脊髄前角の運動ニューロンをラベルしたところ、野生型マウスに比べてSBMAマウスでは発症前からラベルされるニューロン数が減少していることが明らかとなった。次に、軸索輸送を担うモーター蛋白質の発現量を定量したところ、SBMAマウスの脊髄運動ニューロンおよび前根ではdynactin 1蛋白質の発現量が発症前から有意に減少しており、そのmRNAレベルも発症前から減少していた。以上から、ポリグルタミン鎖の延長した変異アンドロゲン受容体の核内集積によるdynactin 1の転写障害が逆行性軸索輸送障害の原因であると考えられた。一方、神経症状発症後早期のSBMAマウスに去勢術を行ったところ、dynactin 1の発現量およびフルオロゴールドによりラベルされるニューロンの数が増加し、症状は可逆的に改善した。これまで我々は、分子シャペロンの機能調節によるポリグルタミン病の病態抑止を検討してきた。今年度は、分子シャペロンとユビキチン・プロテアソーム系をつなぐ役割を果たすと考えられているC terminus of Hsc70-interacting protein(CHIP)の球脊髄性筋萎縮症(SBMA)モデルマウスにおける神経変性の抑止効果を解析した。培養細胞においてCHIPはポリグルタミン鎖の延長したアンドロゲン受容体(AR)のユビキチン化および分解を促進した。

チキンβアクチンプロモーター下でCHIPおよびmycタグを発現するトランスジェニックマウスを作成し、野生型のARを発現するマウス(AR-24Q)またはSBMAモデルマウス(AR-97Q)と交配したところ、CHIPを高発現したAR-97Qマウス脊髄および骨格筋では変異ARの凝集体およびモノマーの減少が認められたが、こうした効果はAR-24Qマウスでは認められなかった。また、CHIP高発現による分子シャペロンの発現量の変化についても脊髄および骨格筋において解析したが、Hsp70、Hsp90、Hsp40の発現量に変化は認められなかった。CHIPを高発現したAR-97Qマウスではロータロッド、ケージアクティビティー、歩幅、体重、生存期間の有意な改善が認められ、とくにその効果はCHIPをホモで高発現するマウスにおいて強く認められた。病理学的には、脊髄前角および骨格筋のいずれにおいても抗ポリグルタミン抗体で核がびまん性に染色される細胞数が減少し、骨格筋のHE染色では神経原性筋萎縮の所見にも改善が認められた。脊髄前角のGFAP染色では反応性グリオーシスの減弱が示唆された。以上より、CHIPは変異アンドロゲン受容体のプロテアソームによる分解を促進し、神経変性を抑止する作用を有していることが明らかとなった。(786字)球脊髄性筋萎縮症(SBMA)は成人男性に発症する下位運動ニューロン疾患で、その原因はアンドロゲン受容体(AR)第1エクソン内のCAGリピートの異常延長である。昨年度までに我々は、ユビキチン-プロテアソーム系の機能調節によるSBMAの病態抑止治療を検討してきた。これまでの検討により、Hsp90阻害剤である17-allplamino-17-demethoxygeldanamycin(17-AAG)がポリグルタミンの延長した変異AR蛋白質のプロテアソームにおけるdegradatiohを選択的に誘導し、SBMAモデルマウスの運動機能および寿命を改善することが明らかとなっている。本年度はSBMAマウスにおけるユビキチン-プロテアソーム系の機能を定量的に解析するとともに、経口Hsp90阻害剤である17-(dimethylaminoethylamino)-17-demethoxygeldanamycin(17-DMAG)をマウスに投与し、神経変性に対する治療効果を検討した。SBMAモデルマウスの脊髄のプロテアソーム活性は進行期においても保たれており、骨格筋では野生型マウスに比べプロテアソーム活性が亢進していた。生体におけるユビキチン-プロテアソーム系のレポーターである変異ユビキチン(Ub^<G67V>)の高発現マウスとSBMAマウスを交配した解析においても、ユビキチン-プロテアソーム系の機能が維持されていることが示された。17-DMAGをSBMAモデルマウスに経口投与したところ、変異AR蛋白質の凝集体およびモノマーの量が減少し、Hsp70などの熱ショック蛋白質の発現が誘導された。また、17-DMAGによるマウスの運動機能および寿命の改善が認められた。以上より、SBMAでは病変部である神経系においてプロテアソーム活性が保たれており、その賦活化により神経変性の病態が抑制される可能性が示唆された。(799字)
IG-DMR母方欠失マウスにおいて周産期致死を引き起こす責任配列の探索

Dlk1-Dio3領域は、インプリント遺伝子とよばれる哺乳類にとって重要な遺伝子が集中する領域のひとつで、IG-DMRとよばれる領域によって制御されている。IG-DMRを約4 kb欠失した母親マウスから欠失を遺伝した仔は、領域のインプリント遺伝子が発現異常を起こし致死となるため、母由来のIG-DMRは生存に必須であると考えられる。しかし、母由来IG-DMRの制御機構の全容は不明である。本研究では、IG-DMRによるインプリント遺伝子の制御機構の全容を解明するために、ゲノム編集を用いて、欠けると発現異常になる領域を4 kbから細かく絞り込む。次いで、絞り込んだ領域の機能を明らかにする。
全地球史解読

本総研では平成7年発足重点領域研究「全地球史解読」の研究目標に向けて進むために避けて通れない最も基本となる事項を洗い出し、技術的な検討を行うとともに、研究の組織作りをすすめた。具体的には9月に「全地球史解読シンポジウム」を東京大学地震研究所において開催し、研究の具体的課題と研究戦略を議論するとともに、いくつかの小集会を重ね、以下のような研究の重点課題を洗いだし、それらへの取り組みを開始した。1)「地球史記録テープ」というべき岩石試料の確保について、西オーストラリア、グリーンランド、南部アフリカなどの地質を評価し、これらが研究対象として極めてふさわしいものであることが明らかになった。その結果、これらの地域の地質調査を実施し、試料を確保する努力を開始した。2)膨大な量の岩石試料を効率よく記載し、データベースを作成する新しい手法を見出す必要が指摘され、そのための装置開発等が開始された。3)試料の絶対年代測定を世界最高の精度で行うための手法の開発が開始された。また、縞状堆積物の縞から地球表層システムのリズムとイベントをさぐり、同時に天体力学的とけいを確立する方策について、具体的な展望が示された。4)岩石試料に対してさまざまな高度な分析を行い、過去の地球の進化を読みだす方策について議論した。特に有機物や生命活動に特徴的にかかわる元素を手掛かりに、生命の起源と進化をさぐる課題と展望が示された。5)マントル対流の様式といった地球内部のダイナミクスが、生物圏を含めた地球表層システムの進化に大きくかかわる可能性が注目され、その過程をモデル化する方策が議論された。6)「地球と生命の共進化」という課題が、本重点領域研究の大きな研究課題の柱のひとつとして設定された。生物学者や有機化学者とともに地球科学者が連携をとって総合的な地球史・生命史を確立しようとする問題意識と組織が形成された。以上のように重点領域研究の発足に望んでいくつかの重点課題が設定され、研究の戦略と具体的方策について重要なコンセンサスが得られた。いくつかの課題についてはすでにその努力が開始されており、きわめて短時間のうちに目にみえる成果がでてくることが期待される。