hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞の増殖・分化・接着を司る情報伝達系

最終年度の主要な研究は、成熟ラット肝細胞の初代培養系と食細胞系を用いて行われた。前者において、肝細胞を高細胞密度で培養すると細胞は分化状態にとどまり、アドレナリン作動性受容体はα_1タイプである。受容体刺激に対する細胞の最終応答であるホスホリラーゼ活性化はホスファチジルイノシトール(PI)-3-キナーゼ阻害薬によって、アゴニストが低濃度の時に限って、抑えられ、高濃度では全く抑えられなかった。一方、増殖期に機能しているβ_2タイプ受容体刺激に対する応答はどのような条件でもワ-トマニンによって全く抑えられない。すなわち、α_1応答においてはPI-3-キナーゼを介する情報伝達路と介さない伝達路が作動し得ることが明らかになった。増殖期に入るとα_1応答は急速に減弱するが、この理由はGqを介して活性化されるホスホリパーゼCの産物イノシトール-P_3(IP_3)の細胞内Ca^<2+>動員作用の減弱によるものであった。PI-3-キナーゼ介在、非介在どちらの伝達路が減弱するかが今後の課題である。一方、食細胞としてはモルモット好中球、ヒト単球系培養細胞株U937、THP-1を用いた。多くの増殖因子やサイトカインの受容体、さらにIgE受容体などの刺激がPI-3-キナーゼを活性化することは知られていたが、今回、IgG(Fcγ)受容体刺激がPI-3-キナーゼを活性化することを発見し、ワ-トマニンがこの活性化とこの受容体刺激に対する細胞の最終応答である異物貧食を、ともに完全に抑制することから、本情報物質の関与に確固たる証明を与えた。補体の受容体(CR3)を介する貧食もPI-3-キナーゼによって仲介される。細胞骨格蛋白質の重合・脱重合に至る情報伝達路において蛋白質チロシン残基リン酸化の上流または下流に位置するPI-3-キナーゼの役割をさらに検討中である。成熟ラット肝細胞の初代培養において、低細胞密度培養時に見られる細胞増殖(G_0/G_1期よりS期への移行)は別途精製した肝細胞原形質膜の添加により抑えられ、細胞は分化した。この活性因子は細胞膜表層の糖蛋白質であり、糖鎖先端のガラクトースが同じ糖蛋白質に結合した結果増殖が抑えられ分化型となる。幼若ラットの細胞表層の糖鎖先端のガラクトースにはシアル酸が結合しており、この効果を示さない。シアル酸を酵素的に脱離させると活性が現れ、逆に活性のある成熟ラット肝細胞膜の糖鎖にシアル酸を結合させると活性が消失した。この糖蛋白質の精製は現在進行中である。3T3細胞において、Ca^2 ^+動員系も、cAMP生成系も、コンピーテンス因子としてインシュリン、EGFなどブログレッション因子共存時に、細胞周期をG_0からS期へ進行させる。これらコンピーテンス因子受容体刺激はいずれも細胞外からのCaの流入を促進するが、この流入が3つのタイプに分類されることを見出した。ブラジキニン、トロンビン、アンジオテンシンは、百日咳毒素感受性のG蛋白質を介してCaチャネル(ROC)を開口する。この時同時にホスホリパーゼA_2が活性化される。ボンベシンはホスホリパーゼCを活性化し、生成したIP_3が細胞内貯蔵部位からCaを放出させ、その結果Caチャネル(refillチャネル)が開口する。

PGE_1はGsを介して別のCaチャネルを開き、このチャネルを通って細胞内に入ったCa^2^+が二次的にホスホリパーゼCを活性化する。これら性質の異るCaチャネルの開閉動態に関しては、パッチクランプ法による解析を計画中である。HL-60細胞の単球または顆粒球への分化については、それだけでは分化しない低濃度のレチノイン酸や活性型ビタミンD_3とともに2時間培養すると許容状態になり、同じく単独では分化作用をもたない多くの細胞膜受容体アゴニストに応答するゆうになった。ラット肝臓初代培養系を用いて、細胞の増殖・分化・接着を司る情報伝達系を解析した。肝細胞を低細胞密度で初代培養すると、細胞はG_0/G_1期を脱出してS期に入り増殖する。このS期への移行に先立ってbetaアドレナリン受容体とG_Sとの共役状態が脱共役より共役へと転換し、Gsを介するアデニレートシクラーゼ活性化の結果生成するcAMPが細胞増殖に関与する。一方、細胞を高細胞密度で培養すれば、細胞は増殖せず分化した肝細胞特有の機能を示すが、この分化期にはalpha_1受容体はGqを介してCa^<2+>を動員する。細胞が傷害を受け脱分化の方向へ移行すると、Ca^<2+>の動員が脱分化に先立って減弱する。このメカニズムは、Gqを介して活性化されたホスホリパーゼCgammaの産生物IP_3(イノシトール-1,4,5-P_3)が結合するCa^<2+>動員チャネルのスペアレセプターが減少し、IP_3親和性が減弱するというものである。細胞分化に至る情報におけるこの顕著な事象の役割は現在検討中である。一方、成熟ラットの肝細胞の表層の糖蛋白質を介する細胞接着が細胞の増殖→分化をひきおこすことが証明された。糖鎖の末端はガラクトースで、ホモフィリックな結合に関与する。ガラクトースにシアル酸が結合すると細胞の機能的接着が消失し、細胞は分化期を脱して増殖へと向う。すなわち、肝細胞においてはシアリル化酵素の働きで細胞の増殖←→分化が規制されていることが見出された。この糖蛋白質を介する細胞接着が、どのようにして上述のalpha_1(またはbeta)アドレナリン受容体からの情報生起を支配して細胞分化(増殖抑制)に至るかは今後の課題である。最終年度の主要な研究は、成熟ラット肝細胞の初代培養系と食細胞系を用いて行われた。前者において、肝細胞を高細胞密度で培養すると細胞は分化状態にとどまり、アドレナリン作動性受容体はα1タイプである。受容体刺激に対する細胞の最終応答であるホスホリラーゼ活性化はホスファチジルイノシトール(PI)-3-キナーゼ阻害薬によって、アゴニストが低濃度の時に限って、抑えられ、高濃度では全く抑えられなかった。一方、増殖期に機能しているβ_2タイプ受容体刺激に対する応答はどのような条件でもワ-トマニンによって全く抑えられない。すなわち、α1応答においてはPI-3-キナーゼを介する情報伝達路と介さない伝達路が作動し得ることが明らかになった。増殖期に入るとα1応答は急速に減弱するが、この理由はGqを介して活性化されるホスホリパーゼCの産物イノシトール-P_3(IP_3)の細胞内Ca^<2+>動員作用の減弱によるものであった。PI-3-キナーゼ介在、非介在どちらの伝達路が減弱するかが今後の課題である。一方、食細胞としてはモルモット好中球、ヒト単球系培養細胞株U937、THP-1を用いた。
言語音声産出における構音運動の相互調整に関する通言語的研究

おもに以下の4点について成果が得られた。1)研究対象となる鼻的破裂音を中心とした音声現象の構音運動の調整をどう記述・定量化するか、という問題について、一定のみとおしがえられた。具体的には、MRIムービー画像にどのような処理を施し、測定・数量化するのが当該計画の目的にかなった適切な方法かということにつき、分担者との議論にもとづき決定し、データ処理作業に入ることができた。この際、MRI画像分析の経験の豊富な研究者によるアドバイス・研修を受けることができたのも、研究費を利用した具体的な成果・利益である。この画像分析処理は、高性能ながら無償の分析プログラム(米国NIH開発のimageJ)を利用しておこなうものであり、当初の予想よりずっと安価になることもわかった(MRI画像を取得してしまえばそれ以上の出費がほとんど必要にならない)。研究の遂行の費用対効果の面で好ましい知見であるとかんがえている。2)福井方言の鼻的破裂音の音響面(とくにそれぞれの音声現象の持続時間パターン)について、一定の知見が得られ、日本音声学会全国大会で口頭発表おこない、予稿集論文も執筆した。3)上記(1)の方針にもとづき、能楽師の鼻的破裂音のMRI画像処理・定量分析を実施した。この成果を、名古屋音声研究会(名古屋大学)で発表し、分担者と討議をおこなった。4)当初の計画どおり、大半のMRI画像データの取得を終了した。具体的には、能楽師2名、英語話者4名、福井方言話者2名からのMRIデータをあらたに取得し、順次分析を開始している。3年計画の2年目にあたる本年は、初年度のおくれをいくらか取り戻すことができたとかんがえている。とくに、当初の計画どおりほとんどのMRIリアルタイムムービーを取得できたことは、重要で具体的な進捗だといえる。また、ここまでの分析により、いくつかある選択肢のうち、リアルタイムムービーが本課題の目的に合致していることが、研究分担者や他の研究者との相談をふまえて確認でき、この方針にもとづく分析を開始、進行できていることも重要である。一方、MRI画像分析には予想したよりもおおくの手間と時間がかかることも判明した。方針は決まったものの、分析の実施は十分に進んでいるとは言えず、取得したデータのかなりの部分がまだ手付かずになっている。この点で遅れが生じていることが本年度の最大の問題点であり、全体を評価すると「やや遅れている」と判断される。採択された当初の計画に予算・時間の余裕があれば実施するとしたとおり、鼻音と破裂音が連続する他の言語の音声現象の記述をおこなう。具体的には韓国語話者、中国ビン南語話者の鼻音の弱化のデータを取得し、これまで取得した言語の音声現象との対照を実施する。また、MRI画像とは独立に取得した音声データの分析が遅れており、こちらの分析を急ぐとともに、MRI画像データからの知見と統合して対象とする音声現象に関する知見の全体像をまとめる作業が必要となる。最後に、得られた知見を公表する機会を得てできるだけ多くの発表を行いたい。これにより、今回の研究計画の成功の程度を客観的に評価し、今後の研究の発展のための改善点・反省点をできるだけおおく得る必要がある。おもに以下の3点について成果がえられた。1)英語・能楽師の鼻的破裂音の予備的研究:英語話者2名に、鼻的破裂音の出現が予測される単語をふくむ短文を話速をかえて発話してもらう実験を実施した。おなじ環境で出現するはじき音の持続時間が話速が上昇するにつれて短縮されるのにたいして、鼻的破裂音は話速が上昇してもあまり持続時間が変わらないことから、構音運動全体の「圧縮」によってもたらされる現象とはいえないことがうかがえた。いっぽう能楽師の鼻的破裂音はひじょうに持続時間が長く、英語の観察とあわせ、鼻的破裂音は一般的に、その実現に一定以上の時間を要する構音によってもたらされる可能性が示唆される。また、英語・能楽いずれも、鼻的破裂音の直後に局所的なピッチの上昇がみられた。両者の構音上の共通性を反映する現象であることが推察される。2)福井方言の鼻的破裂音の予備的研究:福井方言話者の鼻的破裂音について、出現条件を精査し、音響的特徴とくに持続時間パタンの検討を実施した。鼻的共鳴区間は先行する閉鎖区間にたいして平均で1.5倍の持続時間があり、英語・能楽とおなじく、構音に一定の時間を要することがうかがわれた。また鼻腔共鳴区間の持続時間は、後続する子音とのあいだに有意な負の相関があり、鼻的破裂音の実現が、後続する語音と音節境界を越える時間的補償作用を示すこともみいだされた。3)福井方言の鼻的破裂音の構音運動の撮像実験:ATR脳活動イメージングセンタのMRI装置を用いた撮像を実施した。特徴量の測定は実施中だが、鼻的破裂音の直前に完全かつ広範囲の口蓋帆の閉鎖がみられることが見出された。上記(2)に報告した持続時間パタンの特徴や、上記(1)に報告した英語や能楽師の発音の特徴につうずる観察だといえる。研究代表者が、本研究課題の中核をなす、医学系装置をもちいた構音運動の映像による観察研究に不慣れであり、この実験実施のために必須となる、被験者の安全性および倫理面での審査に手間取ったため、予定していたMRI実験の実験装置の稼働日や被験者の確保がややおそくなり、実施が年度末の3月となった。

しかし、MRI実験になれた分担者の林をのぞく全員がセッションに参加し、「MRI実験の安全性や実施の具体的な面にたいする理解をたかめる」という目的は達成した。また、音声データの取得はあるていど進んでいるが、音響特徴の測定が遅れている。このため、成果の報告にこぎつけられておらず、この面の一層の努力も必要である。おもに以下の4点について成果が得られた。1)研究対象となる鼻的破裂音を中心とした音声現象の構音運動の調整をどう記述・定量化するか、という問題について、一定のみとおしがえられた。具体的には、MRIムービー画像にどのような処理を施し、測定・数量化するのが当該計画の目的にかなった適切な方法かということにつき、分担者との議論にもとづき決定し、データ処理作業に入ることができた。この際、MRI画像分析の経験の豊富な研究者によるアドバイス・研修を受けることができたのも、研究費を利用した具体的な成果・利益である。この画像分析処理は、高性能ながら無償の分析プログラム(米国NIH開発のimageJ)を利用しておこなうものであり、当初の予想よりずっと安価になることもわかった(MRI画像を取得してしまえばそれ以上の出費がほとんど必要にならない)。研究の遂行の費用対効果の面で好ましい知見であるとかんがえている。2)福井方言の鼻的破裂音の音響面(とくにそれぞれの音声現象の持続時間パターン)について、一定の知見が得られ、日本音声学会全国大会で口頭発表おこない、予稿集論文も執筆した。3)上記(1)の方針にもとづき、能楽師の鼻的破裂音のMRI画像処理・定量分析を実施した。この成果を、名古屋音声研究会(名古屋大学)で発表し、分担者と討議をおこなった。4)当初の計画どおり、大半のMRI画像データの取得を終了した。具体的には、能楽師2名、英語話者4名、福井方言話者2名からのMRIデータをあらたに取得し、順次分析を開始している。3年計画の2年目にあたる本年は、初年度のおくれをいくらか取り戻すことができたとかんがえている。とくに、当初の計画どおりほとんどのMRIリアルタイムムービーを取得できたことは、重要で具体的な進捗だといえる。また、ここまでの分析により、いくつかある選択肢のうち、リアルタイムムービーが本課題の目的に合致していることが、研究分担者や他の研究者との相談をふまえて確認でき、この方針にもとづく分析を開始、進行できていることも重要である。一方、MRI画像分析には予想したよりもおおくの手間と時間がかかることも判明した。方針は決まったものの、分析の実施は十分に進んでいるとは言えず、取得したデータのかなりの部分がまだ手付かずになっている。この点で遅れが生じていることが本年度の最大の問題点であり、全体を評価すると「やや遅れている」と判断される。応募時の計画どおりの内容を遂行しており、このまま所期の計画にそって研究をすすめる。今年度は、以下の課題を遂行する予定である。(1)英語話者への追加実験:前年度の観察を再検討するため鼻的破裂音が実現しない(しにくい)とかんがえられる、英国英語話者を中心に、音響的特徴を検討する。(2)英語話者のMRI実験を実施する。(3)福井方言話者の音声データ、MRI画像データの補充をおこない、結果をまとめ、学会での報告をこころみる。
プロトン伝導性高分子用モノマーとしての芳香族ヒドロキシフタル酸の酵素的合成

本研究では、プロトン伝導性高分子のモノマー種として、2-ヒドロキシイソフタル酸(2HP)および3-ヒドロキシ-4-メチルフタル酸の新規な酵素的合成法を開発することを目的としている。(1)新規炭酸固定反応を有する微生物のスクリーニング2HP脱炭酸活性を有する微生物のスクリーニングを行い、3株の微生物を取得した。(2)既取得菌を生体触媒として利用した3-ヒドロキシ安息香酸(HBA)のカルボキシル化の検討2HP資化性微生物として取得している3株の2HPからHBAへの脱炭酸活性について検討した結果、WU-0404株は脱炭酸したHBAを完全分解するが、WU-0402株やWU-0403株は2HPの減少に伴い化学量論的にほぼ等しいHBAの増加が確認された。さらに、この3株について、HBAから2HPへのカルボキシル化反応をについて検討したが、当該反応を確認することはできなかった。(3)2-ヒドロキシフタル酸(2HP)脱炭酸酵素遺伝子クローニング芳香族ヒドロキシカルボン酸脱炭酸酵素の共通配列の情報を基に、WU-0404株から2HP脱炭酸酵素のPCRクローニングを実施した。その結果、既知の芳香族ヒドロキシカルボン酸脱炭酸酵素と40%程度の相同性を示す酵素を取得した。本遺伝子を高発現した大腸菌内は、2HPに対する脱炭酸活性およびHBAに対する炭酸固定活性を示さなかった。(4)2HP脱炭酸酵素の精製および遺伝子クローニングWU-0404株から2HP脱炭酸活性を有する酵素を、4段階の種類のクロマトグラフィーにより精製した。本精製酵素のN末端はブロックされており、N末端アミノ酸配列の決定ができなかった。SDS-PAGEから推定される分子量は、炭酸固定反応を示さない脱炭酸酵素の分子量と類似することから、精製した2HP脱炭酸活性を有する酵素は炭酸固定活性を示さないものと推定した。平成18年度は、以下の項目について実施した。(1)新規炭酸固定反応を有する微生物のスクリーニング新たに2HP脱炭酸活性を有する微生物のスクリーニングを行った。しかし、当該活性を有する新規な微生物の取得はできなかった。(2)WU-0404を生体触媒として利用した3-ヒドロキシ安息香酸(HBA)のカルボキシル化の検討最もHBA脱炭酸活性の強いWU-0404株を用いて、HBAから3HPへのカルボキシル化反応をについて検討したが、当該反応を確認することはできなかった。取得している3株の3HPからHBAへの脱炭酸活性について検討した結果、WU-0404株は脱炭酸したHBAを完全分解するが、脱炭酸活性の弱いWU-0402株やWU-0403株では、3HPの減少に伴い化学量論的にほぼ等しいHBAの増加が確認された。以上より、次年度にWU-0402株あるいはWU-0403株についてカルボキシル化反応の検討を実施する予定である。(3)3-ヒドロキシフタル酸(3HP)脱炭酸酵素遺伝子クローニング芳香族ヒドロキシカルボン酸脱炭酸酵素の共通配列の情報を基に、WU-0404株から3HP脱炭酸酵素のPCRクローニングを実施した。その結果、321個のアミノ酸をコードする962bpのORFを取得し、既知の芳香族ヒドロキシカルボン酸脱炭酸酵素と40%程度の相同性を示した。(4)3HP

脱炭酸酵素の精製および遺伝子クローニングWU-0404株から3HP脱炭酸活性を有する酵素を、4段階の種類のクロマトグラフィーにより精製した。精製した酵素のN末端アミノ酸分析を行ったが、N末端がブロッキングされていた。次年度は、内部アミノ酸配列分析を行う予定である。本研究では、プロトン伝導性高分子のモノマー種として、2-ヒドロキシイソフタル酸(2HP)および3-ヒドロキシ-4-メチルフタル酸の新規な酵素的合成法を開発することを目的としている。(1)新規炭酸固定反応を有する微生物のスクリーニング新たに2HP脱炭酸活性を有する徴生物のスグリーニングを行ったが、当該活性を有する新規な微生物の取得はできなかった。(2)既取得菌を生体触媒として利用した3-ヒドロキシ安息香酸(HBA)のカルボキシル化の検討3HP資化性微生物として取得している3株の3HPからHBAへの脱炭酸活性について検討した結果、WU-0404株は脱炭酸したHBAを完全分解するが、WU-0402株やWU-0403株は3HPの減少に伴い化学量論的にほぼ等しいHBAの増加が確認された。さらに、この3株について、HBAから3HPへのカルボキシル化反応をについて検討したが、当該反応を確認することはできなかった。(3)3-ヒドロキシフタル酸(3HP)脱炭酸酵素遺伝子クローニング芳香族ヒドロキシカルボン酸脱炭酸酵素の共通配列の情報を基に、WU-0404株から3HP脱炭酸酵素のPCRクローニングを実施した。その結果、既知の芳香族ヒドロキシカルボン酸脱炭酸酵素と40%程度の相同性を示す酵素を取得した。本遺伝子を高発現した大腸菌内は、3HPに対する脱炭酸活性およびHBAに対する炭酸固定活性を示さなかった。(4)3HP脱炭酸酵素の精製および遺伝子クローニングWU-0404株から3HP脱炭酸活性を有する酵素を、4段階の種類のクロマトグラフィーにより精製した。本精製酵素のN末端はブロックされており、N末端アミノ酸配列の決定ができなかった。SDS-PAGEから推定される分子量は、炭酸固定反応を示さない脱炭酸酵素の分子量と類似することから、精製した3HP脱炭酸活性を有する酵素は炭酸固定活性を示さないものと推定した。
細菌のゲノム再編成とそれによる持続感染機構の解明

本研究の対象菌は自ら染色体の再編成を行い、NCVとSCVの2つの表現型を切り換える。昨年度までに、このゲノム再編成に重要なDNA領域か欠失した複数のノックアウト株を作成し、表現型解析を行なった。本年度でも引き続き、この解析を行なった。これまでの研究で、NCV固定変異株およびSCV固定変異株はコロニーサイズ(増殖速度)が変化する一方、薬剤感受性などの表現型は固定化していた。しかし、本年度の解析でこれとは異なる現象が認められた。つまり、あるSCV固定株集団中のごく一部の細胞(mSCV)が、NCVよりも大きいコロニーサイズで固定化され、薬剤耐性を示すことが確認された。複数の条件で培養試験を行なったが、mSCVがSCVに戻る現象は認められなかった。さらにNCV野生株を液体培地中で培養すると定常期到達後、SCVに変化し再び増殖する現象(再増殖期)が認められるが、mSCVはこの現象を示さなかった。このイレギュラーな現象は、作成したSCV固定株のうち1つのゲノム再編成必須領域変異株のみで認められており、何らかの理由で突発的に発生するものと考えられた。このことから、コロニーサイズの切り替えに関して、当初予想していたよりも複雑なゲノム再編成メカニズムが存在することが示唆された。今年度では菌の生体内でのダイナミズムをつぶさに観察するために化学発光細菌を用いた実験系の確立を行なった。具体的には細菌ルシフェラーゼをブドウ球菌に導入し、基質を外部から投与しなくとも自家発光を示すことを確認した。さらにこの光強度は菌の生菌数や代謝の状態(ATPの生合成量と推定される)と相関をあることを試験管内およびマウス体内で確認した。今後はこの実験系を用いて、これまでに行なってきた菌数、コロニーサイズやphenotype以外にも菌の生理活性の面での評価を進める。今年度はin vitroでのphenotype評価に集中した。特にゲノム再編成を起こせないはずの変異株に着目し、菌が増殖のどのタイミングで表現型を切換えているかの精査を行なった。そして当初の予測に反して、ある種の変異株が不可逆的と思われる表現型の変化を起こすことが判明したため、この現象の真偽の検証に時間を要した。このため本年は本格的なin vivoの実験を一切行わなかったために、遅れが生じた。この現象はin vitroだけでなくin vivoでの試験でも起こる可能性は高く、今回の検証を行わなかった場合に、実験の間違った解釈や遠回りをし、返って時間を要した可能性がある。そのリスクを回避できたと考えられるため、今後の挽回は可能だと考えられる。今年度も昨年度までと引き続き、ゲノム再編成と持続感染メカニズムの解析をin vitroおよびin vivoで進める。本年度は表現型切換えに関与する詳細な分子メカニズム、特にその責任因子の同定を進める。手法としてはゲノミクス解析に、プロテオミクスおよびトランスクリプトーム解析を組み合わせたオミックス解析で進める。動物を用いたin vivo解析では引き続き感染実験を進める。マウスに野生株および変異株を感染させ、感染期間中での病理学的なダイナミズムの変化を解析する。以上の研究を進めることで、当初目的としていた「細菌のゲノム再編成」と「持続感染」の解明を行う。本研究の実績として、ゲノム再編成を起こすことができない遺伝子組換え細菌を作出し、in vitroとin vivoでの評価を実施した。本研究の対象菌は自ら染色体の再編成を行い、2つの表現型を行き来する。このゲノム再編成に重要なDNA領域が欠失した複数の遺伝子ノックアウト株を作成した。これらのノックアウト株の遺伝学的解析により、実際にゲノム再編成が起きていないことを確認した。さらにin vitroの表現型の解析においても、例えば抗菌薬に対する感受性では、2つある表現型のうち片方(感性もしくは耐性)のみを示すことを確認できた。一方で、上記の表現型と同様にゲノム再編成により2つの表現型を行き来すると考えられていたコロニーサイズ(増殖速度)に関しては、ゲノム再編成を遮断しても表現型の行き来が認められた。動物を用いたin vivoでの病原性解析を行ったところ、ゲノム再編成を遮断することで高病原性/低病原性に固定化されることが確認された。つまり低病原性の表現型を示す遺伝子組換え菌では感染巣の炎症が小さく、一方高病原性菌では大きかった。ただし、どちらの菌も動物から再分離できており、菌の生体内での生存には影響を与えない可能性が考えられた。今回の研究で使用している細菌は他のブドウ球菌と比べ遺伝子組換えの難易度が高かった。そのため研究の円滑な実施のために効率的な遺伝子導入方法を確立した。この方法はエレクトロポレーションを用いた遺伝子導入方法で、既存のプロトコルと比較し、飛躍的に高い遺伝子導入効率を示す方法であった。研究概要にあるように遺伝子組換えの難易度が高かったこと及び遺伝子組換え株の解析により当初予想していた結果とは異なる結果となった。このため、本年度に予定していた遺伝子組換え株のRNAseqは次年度以降に実施することになった。一方でネックとなった遺伝子組換えの問題は解決しており、今後支障となるリスクは極めて低いと考えられる。全体としてやや遅れているが、リスクマネジメントもできており今後十分挽回できると考える。

本年度でも引き続き、この解析を行なった。これまでの研究で、NCV固定変異株およびSCV固定変異株はコロニーサイズ(増殖速度)が変化する一方、薬剤感受性などの表現型は固定化していた。しかし、本年度の解析でこれとは異なる現象が認められた。つまり、あるSCV固定株集団中のごく一部の細胞(mSCV)が、NCVよりも大きいコロニーサイズで固定化され、薬剤耐性を示すことが確認された。複数の条件で培養試験を行なったが、mSCVがSCVに戻る現象は認められなかった。さらにNCV野生株を液体培地中で培養すると定常期到達後、SCVに変化し再び増殖する現象(再増殖期)が認められるが、mSCVはこの現象を示さなかった。このイレギュラーな現象は、作成したSCV固定株のうち1つのゲノム再編成必須領域変異株のみで認められており、何らかの理由で突発的に発生するものと考えられた。このことから、コロニーサイズの切り替えに関して、当初予想していたよりも複雑なゲノム再編成メカニズムが存在することが示唆された。今年度では菌の生体内でのダイナミズムをつぶさに観察するために化学発光細菌を用いた実験系の確立を行なった。具体的には細菌ルシフェラーゼをブドウ球菌に導入し、基質を外部から投与しなくとも自家発光を示すことを確認した。さらにこの光強度は菌の生菌数や代謝の状態(ATPの生合成量と推定される)と相関をあることを試験管内およびマウス体内で確認した。今後はこの実験系を用いて、これまでに行なってきた菌数、コロニーサイズやphenotype以外にも菌の生理活性の面での評価を進める。今年度はin vitroでのphenotype評価に集中した。特にゲノム再編成を起こせないはずの変異株に着目し、菌が増殖のどのタイミングで表現型を切換えているかの精査を行なった。そして当初の予測に反して、ある種の変異株が不可逆的と思われる表現型の変化を起こすことが判明したため、この現象の真偽の検証に時間を要した。このため本年は本格的なin vivoの実験を一切行わなかったために、遅れが生じた。この現象はin vitroだけでなくin vivoでの試験でも起こる可能性は高く、今回の検証を行わなかった場合に、実験の間違った解釈や遠回りをし、返って時間を要した可能性がある。そのリスクを回避できたと考えられるため、今後の挽回は可能だと考えられる。引き続き野生株およびノックアウト株の表現型評価を進めるとともにRNAseqによるトランスクリプトーム解析を進める。ゲノム再編成を遮断しても行き来する一部の表現型について、その原因の解明を行う。今年度も昨年度までと引き続き、ゲノム再編成と持続感染メカニズムの解析をin vitroおよびin vivoで進める。本年度は表現型切換えに関与する詳細な分子メカニズム、特にその責任因子の同定を進める。手法としてはゲノミクス解析に、プロテオミクスおよびトランスクリプトーム解析を組み合わせたオミックス解析で進める。動物を用いたin vivo解析では引き続き感染実験を進める。
生物的多様性を意識した落葉広葉樹二次林の施業

多くの広葉樹二次林は、伐採後の再生年数が数十年しか経過していないために,天然林に比べて階層構造は未発達で林冠層はほぼ完全に閉鎖している.そのために、天然林のモザイク構造に依存して出現するような生物相の回復が遅れていると考えられる。本研究は、生物的多様性を意識した落葉広葉樹二次林の施業を行うための基礎的な知見の蓄積とともに、実用的な技術を開発することを目的とした。人工ギャップの創出によって林床の植物相がどのように変化するか,また,林冠構造の複雑な天然林では林床の稚樹や小動物がどのように反応しているのかを明らかにした。具体的には,(1)落葉広葉樹二次林の人工ギャップに出現した維管束植物に対する光と土壌攪乱の影響,(2)森林の更新過程で生ずる森林構造の異質性がそこに生息する野ネズミの生息場所選択に与える影響,(3)ブナ-スギ天然林の林冠ギャップ内外における高木種稚樹個体群の更新特性を明らかにした。また,落葉広葉樹二次林に人工ギャップを創出することによる林床の生物相への影響を予測するために,(4)人工ギャップ創出前に全天空写真を用いて林床の光環境の変化を予測する新たな手法の提案と,(5)その手法を用いたナラ林での適用例を示した。さらに,ブナ林域の森林景観が森林施業によって改変される過程で,(6)景観構造の多様性の変化に影響を与える自然的・社会的要因を明らかにし,(7)ブナ林から変化したそれぞれの森林景観に特異的に出現する林床植物種群とそれらが示す植物種多様性,(8)ブナ天然林における皆伐母樹保残施業が林床植物種多様性に及ぼす影響を明らかにした。短かい研究期間でかつ限られた予算にもかかわらず多くの研究成果が得られた。今後も生物的多様性の高い森林を維持するための管理手法に関する研究をさらに発展的に実施する予定である。紙谷:落葉広葉樹二次林に創出した大きさの異なる人工ギャップ内外において、様々な光レベル下で実験的に落葉層の攪乱処理を行い、落葉層の攪乱と光レベルの違いが植物の発生種数、実生の種多様度、また、実生発生パターンと種子重量との間の関係を明らかにした。その結果、落葉層が攪乱された場合でもされない場合でも光レベルと発生種数との関係は有意であったが、落葉層が攪乱された場合に光レベルはより強く影響した。落葉層が攪乱され光レベルが平均以上の場合、発生種数は多くなったが、特定の種が優占したため種多様性は低くなった。発生した植物はその発生数により、(1)落葉層の攪乱と光レベルの両方に影響された種、(2)落葉層の攪乱だけに影響された種、(3)一定の傾向がない種の3タイプに分かれた。落葉層が攪乱され光レベルが平均以上の場合、発生した種の種子重量と全体に対するそこでの発生割合には有意な負の相関があり、軽い種子をもつ種の発生はまず落葉層の攪乱に影響され、その中でもより軽い種子をもつ種は落葉層の攪乱に加えて光レベルの違いにも影響されることが明らかになった。箕口:ブナ天然林のギャップ内外に森林性野ネズミの生け捕り罠を設置し、森林構造とそこを利用する主要な野ネズミの行動圏の関係を明らかにした。

その結果、出現した4種の野ネズミ(ネズミ亜科:アカネズミ・ヒメネズミ、ハタネズミ亜科:ヤチネズミ・ハタネズミ)の分散様式は集中分布であったが、ネズミ亜科のアカネズミ、ヒメネズミは不均質な構造を内包する広い行動圏をもち、選好性はあるものの比較的どの構造も利用していた。一方、ハタネズミ亜科のヤチネズミ、ハタネズミは行動圏が狭く、森林の不均質な構造の一部分に対する選好性が強いため、集中的にある特定の構造だけを利用する傾向があった。そして林冠ギャップがその特定の構造minor habitatとして機能していることがわかった。紙谷:落葉広葉樹二次林内に創出されたサイズの異なる11個の人工ギャップにおいて,創出後3年目に1)出現した植物の種名、2)発生した高木種の実生の数を記録した。また、各調査枠内のリター被覆率を推定するとともに、全天空写真からrPPFDを算出した。林冠条件の違い(ギャップ内・辺縁部・閉鎖林冠下)は、林床植物の種類数と3年目の発生種数に有意に影響した。ギャップサイズは、ギャップ創出翌年にギャップ内で記録された種密度および3年目にギャップから消失した種数と有意な関係があった。高木種について、林冠条件の違いはイタヤカエデ、ミズメ、スギの発生数に有意であったが、ブナの発生数には関係がなかった。ギャップサイズは、これら4樹種の発生数に有意に効果があったが、3年目の生残率はイタヤカエデで有意な効果はなく、その他の3樹種では、有意にマイナスの効果があった。以上の結果から、ギャップの創出は発生する植物の種類数や高木種の実生数を増やし、ギャップサイズが大きいほどその効果があったものの、自然状態で23年推移すると、ギャップサイズが大きいほど消失率も大きくなることが明らかになった。箕口:ブナ天然林のギャップ内外に森林性野ネズミの生け捕り罠を設置し、森林構造とそこを利用する主要な野ネズミの行動圏の関係を明らかにした。出現した森林性のアカネズミとヒメネズミは広い行動圏をもち、選好性はあるものの比較的どの構造も利用していた。一方、草原性のヤチネズミ、ハタネズミは行動圏が狭く、林冠ギャップに対する選好性が強い傾向があった。
近代中国ムスリムの起源説話とアイデンティティ形成：民族政策への影響を中心に

本研究は、近代中国の漢語を話すムスリム(中華人民共和国のイスラーム系少数民族、回族にほぼ相当)の起源説話が、彼らのアイデンティティ形成過程、及び中国共産党の民族政策において果たした役割を明らかにする。漢語を日常的に話し容貌も漢人に相似しているため、漢語を話すムスリムは歴代政権によって宗教集団と見なされてきた。しかし、20世紀前半のムスリム知識人は、7世紀中葉に預言者ムハンマドが唐朝に派遣した3人のアラブ人ムスリムの末裔であるという民間伝承を根拠に、漢人とは異なる独自のアイデンティティを強調した。この起源説話に注目してムスリムを単一の「民族」と認定し自治権を与えた、1940年代の中国共産党の民族政策は、現代中国の民族政策の基礎を作ったとされる。そこで、本研究は、ムスリムの起源説話の宗教的・文化的・政治的役割を解明することによって、近現代中国の民族・宗教問題の実態や民族政策の展開について新たな知見をもたらすことを目標とする。研究一年目でなる平成30年度は、漢語を話すムスリムの起源説話の政治的役割を解明するための時代的背景、すなわち起源説話が歴史叙述に利用され始めた20世紀前半の中国のムスリム社会の様相や、彼らを取り巻く政治状況を整理した。その結果、以下2点がわかった。第一に、当時、中国のムスリム社会は、辛亥革命や二度の世界大戦といった政治変動、国家の近代化政策、中東のイスラーム改革運動の影響を受け、大きく揺れていた。第二に、「民族」を意味する単語(漢語で民族minzu)に関する活発な議論が行われていた中国のムスリムのなかには、国家の民族・宗教政策に積極的に関与することでムスリムの社会的地位を向上させようとする者もいた。研究に必要な史料を精読し、漢語を話すムスリムの起源説話の政治的役割を解明するための時代的背景、すなわち起源説話が歴史叙述に利用され始めた20世紀前半の中国のムスリム社会の様相や、彼らを取り巻く政治状況を整理することができた。また、中国の河南省で2018年12月に実施したフィールドワークでは、先行研究では扱われてこなかった済源市袁氏一族の族譜を新たに発見し、袁一族の人々から族譜編纂過程や祖先崇拝の現況などについて聞き取り調査を行うことができた。令和1年度は、平成30年度に明らかにした、20世紀前半の中国ムスリム社会の様相や彼らを取り巻く政治状況といった時代背景を踏まえつつ、起源説話が「史実」と認定されるに至った経緯を調べる。特に、漢語を話すムスリムと中国の政治権力との関係に注目し、起源説話の政治的役割を明らかにする。利用する主な史料は、117世紀から20世紀前半に各地のムスリム社会で流通した起源説話(『回回原来』『西来宗譜』や、族譜(父系血縁集団である宗族の家系図や家訓を記した文書);220世紀前半にムスリム知識人が出版した歴史書(金吉堂1935『回教民族史研究』)や定期刊行物(『正宗愛国報』『月華』);3中国の民族政策を知るための公文書;4漢語を話すムスリムを調査した、中国国内外の学者の書籍や欧米のキリスト教宣教師の報告書、などである。これらの多くは漢語史料文献だが、14の一部はアラビア語・ペルシア語・ロシア語・フランス語などの諸外国語で書かれている。また、新疆のテュルク系ムスリム(ウイグル人)がウイグル語やチャガタイ語で書いた、漢語を話すムスリムの歴史や起源説話に関する本も分析対象とする。また、令和3年度に現代中国の回族社会において実施予定の、起源説話がどのように受容されているのかに関するフィールドワークの準備に着手する。中国の研究者や医インフォーマントと連絡を取り合いながら、実施期間・場所・方法を考える。

研究に必要な史料を精読し、漢語を話すムスリムの起源説話の政治的役割を解明するための時代的背景、すなわち起源説話が歴史叙述に利用され始めた20世紀前半の中国のムスリム社会の様相や、彼らを取り巻く政治状況を整理することができた。また、中国の河南省で2018年12月に実施したフィールドワークでは、先行研究では扱われてこなかった済源市袁氏一族の族譜を新たに発見し、袁一族の人々から族譜編纂過程や祖先崇拝の現況などについて聞き取り調査を行うことができた。令和1年度は、平成30年度に明らかにした、20世紀前半の中国ムスリム社会の様相や彼らを取り巻く政治状況といった時代背景を踏まえつつ、起源説話が「史実」と認定されるに至った経緯を調べる。特に、漢語を話すムスリムと中国の政治権力との関係に注目し、起源説話の政治的役割を明らかにする。利用する主な史料は、117世紀から20世紀前半に各地のムスリム社会で流通した起源説話(『回回原来』『西来宗譜』や、族譜(父系血縁集団である宗族の家系図や家訓を記した文書);220世紀前半にムスリム知識人が出版した歴史書(金吉堂1935『回教民族史研究』)や定期刊行物(『正宗愛国報』『月華』);3中国の民族政策を知るための公文書;4漢語を話すムスリムを調査した、中国国内外の学者の書籍や欧米のキリスト教宣教師の報告書、などである。これらの多くは漢語史料文献だが、14の一部はアラビア語・ペルシア語・ロシア語・フランス語などの諸外国語で書かれている。また、新疆のテュルク系ムスリム(ウイグル人)がウイグル語やチャガタイ語で書いた、漢語を話すムスリムの歴史や起源説話に関する本も分析対象とする。また、令和3年度に現代中国の回族社会において実施予定の、起源説話がどのように受容されているのかに関するフィールドワークの準備に着手する。中国の研究者や医インフォーマントと連絡を取り合いながら、実施期間・場所・方法を考える。平成30年度は、調査・研究成果発表のための国外出張費や書籍費が当初の予定以上にかかったため、余裕を持って次年度分の一部を前倒し申請した。前倒し申請分が余った結果、次年度使用額が生じた。令和1年度は、史料の精読により多くの時間を割く予定なので、支出額は平成30年度よりも少なくなり、前年度分と合わせて調整可能であると考えられる。
水中に設置されたコンクリート構造物の非破壊検査に関する研究

水中に設置されたコンクリート構造物は、表面から徐々に劣化することが考えられる。表面の劣化はコンクリート表面の硬さと、表面を伝播する超音波の速度を測定することによって求めることができる。しかしながら、水中でのこれらの測定は、測定器の完全な防水・水密性が要求される。本研究ではこれらの測定器の水密化に成功することができ、かつ、表面の硬さと超音波の時間を測定するとによって、コンクリートの表面強度を推定することができた。我が国にはダムや橋脚,防波堤,桟橋および岸壁など多くの鉄筋コンクリート製の水理構造物が存在する。水中でのコンクリート構造物は,各種要因によって表面から徐々に劣化することが知られている。淡水中ではコンクリート内部からの水酸カルシウムの溶出,海水中では各種塩類の浸透によって水酸化カルシウムの溶出による多孔質化,エトリンガイトの生成による膨張などが考えられる。これらの水中に設置されているコンクリート構造物の調査は,水中ということもあって従来ほとんど行われていないのが現状である。そこで本研究では水密を施したリバンドハンマーおよび超音波伝播速度測定器などを用いて,水中でのコンクリート構造物の非破壊試験検査手法を確立することを目的とする。平成19年に実施した研究1.水中リバウンドハンマー試験機を用いた水中に設置されたコンクリートの非破壊試験に関する研究耐食性、耐圧製および水密性のハウジングを作製し、これと市販のリバウンドハンマーを組み合わせることによって、水深20mまでのコンクリート表面の反発硬度を測定することが可能となった。これによって水中でのコンクリートの推定圧縮強度を測定することが可能となった。2.水中超音波伝播試験機を用いた水中に設置されたコンクリートの非破壊試験に関する研究完全に防水した超音波発振子・受振子を作製し、表面法によってコンクリートの縦波伝播速度を測定すること那可能となった。3.水中リバウンドハンマー試験と水中超音波試験を複合したヌンクリートの非破壊試験に関する研究反発硬度と水中超音波法によって求めた縦波速度から精度の良い圧縮強度の推定が可能となった4.長年月水中に晒されたコンクリートの非破壊試験に関する研究長年月水中に晒されたコンクリートの反発硬度とコンクリート表面の縦波速度を求め、複合法により推定圧縮強度を求めた結果、コア圧縮強度と相関が認められた。平成20年度の研究においては長年、水中に晒された既設コンクリート構造物の表面劣化を水中リバンドハンマーと超音波測定器を用いて測定し、水中コンクリート構造物の推定圧縮強度を求める。また、実験室内においてコンクリートの表面劣化を模擬した供試体を作製し、反発硬度と超音波速度からコンクリート表面の劣化度を測定することを目的とする。平成20年度に実施した研究1.既設海洋コンクリート構造物の表面劣化度の研究特定港湾である清水港に設置されている海洋コンクリート構造物の表面劣化度をリバンドハンマーを用いて測定した。調査した構造物は、防波堤、護岸、岸壁で設置からの経過年数は、35年から73年経過している。調査の結果、海上大気中、干満帯より海中の反発硬度が小さく、したがって海中部の表面劣化が大きいことが判明した。2.コンクリートの表面劣化程度が超音波伝播速度および反発硬度に及ぼす影響に関する研究コンクリートの表面劣化を電気促進養生によって強制的に生じさせた結果、普通ポルトランドセメントを用いた供試体の超音波伝播速度は、養生期間8週目から徐々に低下した。まだ、反発硬度は、養生期間初期から急激に低下した。3.新設コンクリートケーソンの経年変化に関する研究高炉セメントを使用したコンクリートケーソンの反発硬度を海中に設置直後から計測し、反発硬度の経年変化を求めた。その結果、設置3年後の表面硬度は設置直後より大きく、したがって表面劣化は生じていないことが判明した。
スポーツ版・動作模倣能力診断テストの開発

体育・スポーツの指導では,学習者に見本動作を観察させ「模倣させる学習」が有効な手段である.しかし,指導者の示範を一目見るだけで動作を習得できる者と,複数回見ないと習得できない者といった学習効率の個人差が見られる.これまで,学習効率に影響する要因を調査した研究では,主に意識的な観察・模倣プロセスを想定した研究が多く行われてきた.一方で,近年,無意識的な自動模倣に関する機能的役割や神経基盤に注目が集まっているが,無意識的な自動模倣と運動学習の関係を扱ったものは希少である.そこで,平成28,29年度は,自動的な動作模倣能力(自動模倣傾向)の定量化,および,自動模倣傾向が学習効率に与える影響を検討した.結果として,自動模倣傾向は指上げ反応時間課題を用いて定量化できること,これにより分類された自動模倣傾向の高低によって,短期的な運動学習の効率に差異が生じることが明らかになった.具体的には,自動模倣傾向の個人差は,短期運動学習の効率を説明できるが,自動模倣傾向が高い場合,モデルが最適モデルの場合学習は促進され,不適切モデルの場合は学習が阻害されることが示された.また,自動模倣傾向の高低と長期的な学習効果(競技成績)との関係を検討したが,強い関連は認められなかった.このことから,自動模倣は運動学習に影響する要因ではあるが,スポーツのような長期的学習では,意識的な模倣の影響も強いことが示唆された.本年度は,自動模倣傾向の高低と短期的な運動学習の効率に関して,更に検証を行ったところ,自動模倣傾向の低い者は,適切モデルよりも不適切モデルを観察することで運動学習が促進されることが明らかになった.この結果は,自動模倣傾向が低い者は他者のエラーを学習することで観察学習が進展することを示唆し,自動模倣傾向が高い者と低い者では観察学習による運動の習得メカニズムが異なる可能性を示す.体育・スポーツに見られる巧みな動作は,そのすべてを言語化して説明することができないという特徴がある.そのため,伝統的に体育・スポーツの指導者は,学習者に見本動作を観察させ「模倣させる学習」が有効な手段であると考えてきた.しかし,この学習では指導者の示範を一目見るだけで動作を習得できる者と,複数回見ないと習得できない者といった個人差が見られる.つまり,動作模倣能力には個人差があり,その高低が運動学習の速度を決定し,スポーツパフォーマンスに影響すると考えられる.しかし,これまで動作模倣能力の個人差を定量化した研究は見当たらず,定量化された模倣能力と競技力・運動学習速度との関係を直接検討したものはない.よって本事業では,「スポーツ版の動作模倣能力診断テストを開発」し,「動作模倣能力と競技レベル(横断研究)・運動学習速度(縦断研究)の関係」を明らかにする.本年度は,模倣の神経基盤として注目されているミラーニューロンの機能に着目し,「自動的模倣の定量化」を目的とした.模倣能力を評価する課題として,近年の模倣に関する研究で使用されている単純な指上げ反応課題を使用した.この課題は,画面に呈示される文字刺激に対応して,人差指または中指を素早くボタンから離す課題である.文字刺激の背景には,モデルが人差指あるいは中指を上げた写真が同時に呈示される.課題は常に文字刺激への反応を要求するため,モデルの写真は無視してよいにも関わらず,反応はモデルの指あげ動作の影響を受ける.この影響量を自動模倣のし易さと定義し,体育大学に所属する競技者200名に行った結果,影響量は正規分布を示した.さらに,分布の上位20%と下位20%の者に単純な短期間の観察学習を行わせたところ,前者は正しいモデルの観察時には後者よりも学習に優れていた.つまり,指上げ課題は自動模倣能力の定量化に有効であることが明らかになった.本年度は,研究初年度であったため,模倣能力の診断テストとして妥当な課題を見つけることが最優先であった.実験研究で使用されている課題(意図的に対象者を模倣する課題,自動的な模倣を扱う課題)を精査し,いずれの課題でも検討を行ったが,自動模倣がテストとして簡便であり,また申請者が目的としている標準化,運動学習との関連も強いことが明らかとなった.一方で,本年度扱った非常に単純な課題が,複雑なスポーツの学習に有効であるかは検討の余地が残されたため,おおむね順調に進展していると評価した.体育・スポーツの指導では,学習者に見本動作を観察させ「模倣させる学習」が有効な手段である.しかし,指導者の示範を一目見るだけで動作を習得できる者と,複数回見ないと習得できない者といった学習効率の個人差が見られる.これまで,学習効率に影響する要因を調査した研究では,主に意識的な観察・模倣プロセスを想定した研究が多く行われてきた.

一方で,近年,無意識的な自動模倣に関する機能的役割や神経基盤に注目が集まっており,無意識的な自動模倣と運動学習の関係を扱ったものは希少である.そこで,昨年度は,自動的な動作模倣能力(自動模倣傾向)の定量化,および,自動模倣傾向が学習効率に与える影響を検討したところ,自動模倣傾向は指上げ反応時間課題を用いて定量化できる可能性が示され,これにより分類された自動模倣傾向の高低によって,短期的な運動学習の効率に差異が生じることが明らかになった.本年度は,引き続き,観察学習における学習効率の個人差に自動模倣傾向の個人差が関与しているかどうかを明らかにするために,自動模倣傾向と短期運動学習の関係,および,自動模倣傾向と長期運動学習の関係について検討した.結果として,自動模倣傾向の個人差は,短期運動学習の効率を説明できるが,モデルが最適モデルの場合学習は促進され,不適切モデルの場合は学習が阻害されることが示された.すなわち,学習者のゴールとは無関係に他者の動作が自動的に模倣されたことを意味する.一方で,長期的な学習効果(競技成績)との関連は明確ではなかった.このことから,自動模倣は運動学習に影響する要因ではあるが,スポーツのような長期的学習では,意識的な模倣の影響も強いことが示唆された.さらに,自動模倣が自己動作に及ぼす影響について,予測誤差の考えに基づき検討した結果,予測誤差がある場合と無い場合で自己動作に異なる変調が生じることが明らかになった.昨年度検証した自動模倣傾向の個人差を評価する指上げ反応課題の結果に基づき,自動模倣傾向の個人差と運動学習能力との関係について,横断研究および縦断研究によって検討することが本年度の主目的であった.この目的に対し,自動模倣傾向が短期運動学習を強く説明できること,長期的な学習効果には自動模倣だけでなく意識的な模倣が関与する可能性が示され,有益な知見が得られた.そのため,概ね順調と判断した.体育・スポーツの指導では,学習者に見本動作を観察させ「模倣させる学習」が有効な手段である.しかし,指導者の示範を一目見るだけで動作を習得できる者と,複数回見ないと習得できない者といった学習効率の個人差が見られる.これまで,学習効率に影響する要因を調査した研究では,主に意識的な観察・模倣プロセスを想定した研究が多く行われてきた.一方で,近年,無意識的な自動模倣に関する機能的役割や神経基盤に注目が集まっているが,無意識的な自動模倣と運動学習の関係を扱ったものは希少である.そこで,平成28,29年度は,自動的な動作模倣能力(自動模倣傾向)の定量化,および,自動模倣傾向が学習効率に与える影響を検討した.結果として,自動模倣傾向は指上げ反応時間課題を用いて定量化できること,これにより分類された自動模倣傾向の高低によって,短期的な運動学習の効率に差異が生じることが明らかになった.具体的には,自動模倣傾向の個人差は,短期運動学習の効率を説明できるが,自動模倣傾向が高い場合,モデルが最適モデルの場合学習は促進され,不適切モデルの場合は学習が阻害されることが示された.また,自動模倣傾向の高低と長期的な学習効果(競技成績)との関係を検討したが,強い関連は認められなかった.このことから,自動模倣は運動学習に影響する要因ではあるが,スポーツのような長期的学習では,意識的な模倣の影響も強いことが示唆された.本年度は,自動模倣傾向の高低と短期的な運動学習の効率に関して,更に検証を行ったところ,自動模倣傾向の低い者は,適切モデルよりも不適切モデルを観察することで運動学習が促進されることが明らかになった.この結果は,自動模倣傾向が低い者は他者のエラーを学習することで観察学習が進展することを示唆し,自動模倣傾向が高い者と低い者では観察学習による運動の習得メカニズムが異なる可能性を示す.申請段階や研究初期では,複雑な動作を模倣するテストを想定してきたが,本年度の研究成果から非常に単純な反応時間課題で模倣能力を評価できる可能性を得た.この利点は,テストを簡便に短時間で行えること,反応時間が指標となるため個人差が想定していたよりも細かく評価できるといった点にある.また,意識的な模倣を対象とした場合,そこには複雑な心理メカニズムが関与するが,自動的な模倣は比較的単純な理論で説明できる可能性がある.
放射性同位元素による木材中のヘミセルロ-スの選択的標識

目的:細胞壁中におけるヘミセルロ-スの生成、分布および反応性を調べるため、放射性同位元素により、ヘミセルロ-スのみを選択的に標識することを目的とした。方法:多糖類のみを標識するため、その生合成前駆物質として、標識単糖類を植物に投与しても放射活性は組織中のリグニンなど他の成分にも移行する。そこでリグニン生合成の鍵酵素であるフェニルアラニン・アンモニア・リア-ゼ(PAL)の阻害剤であるアミノオキシフェニルプロピオン酸(AOPP)およびアミノオキシ酢酸(AOA)を用いて標識のリグニンへの移行を抑制することを試みた。まず、コブシの切枝をこれらの溶液で前処理した後、^<14>C-フェニルアラニン、^<14>C-グルコ-スおよび^3H-ミオイノシト-ルを含む同溶液を投与して吸収・代謝させた。新生木部をニトロベンゼン酸化分解および72%硫酸加水分解して得られるバニリン、シリングアルデヒド、キシロ-スおよびグルコ-スを高速液体クロマトグラフを用いて定量・分取した。それらの放射活性を調べることにより、リグニンおよび多糖類への放射活性の移行を調べた。結果:^<14>C-フェニルアラニンを投与した場合、PAL阻害剤を使用しない場合は、リグニンが強く標識された。しかしPAL阻害剤で処理すると、放射活性のリグニンへのとりこみは著しく抑制された。一方^<14>C-グルコ-スを投与した場合、PAL阻害剤末処理の場合は、多糖類と同時にリグニンも強く標識された。しかし、PAL阻害剤で処理すると、リグニンへの放射活性の移行のみが抑制され多糖への移行は影響されなかった。^3H-ミオイノシト-ルを投与した場合、PAL阻害剤で処理しない場合でも、リグニンやセルロ-スへの放射活性のとりこみは低く、キシランのみが、選択的に標識されていることがわかった。