hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移動体通信における高速データ伝送のための差動並列組合せCDMA方式の誤り制御技術

マルチコードCDMA本方式の一つである並列組合せCDMA(以下PC/CDMAと略す)通信方式に,受信側で遅延検波を用いることで,受信側における搬送波の位相再生を不要にした差動PC/CDMA方式について,誤り訂正符号を適用した場合の効果について研究を行った.本年度は昨年度の成果を踏まえ,無線LAN等への適用を考慮に入れつつ,以下に示すような研究を行った.(1)差動PC/CDMA方式に対して誤り訂正符号を適用した場合の誤り率特性の評価を行った.室内における無線LANを想定し,ライスフェージング通信路を通信路モデルとして採用した.誤り訂正符号としてリード・ソロモン(RS)符号を用い,従来のDPSK-直接拡散CDMA方式よりも良好な誤り率特性を示すことがわかった.またダイバーシチ受信を用いることでより大きな性能改善が得られることがわかった.(2) RS符号を用いた並列組合せCDMA方式においては,受信側で消失誤り訂正復号を適用することで性能の向上が図れることを昨年度の研究で見出した.本年度はそれに引き続き,CDMA環境における効果を理論解析を用いて記号誤り率およびビット誤り率により評価し,CDMA環境における効果を確認した.この検討を踏まえ,フェージングの影響により瞬時的な受信SN比が低くなる部分を消失とするために,受信側の相関出力を用いる方法,およびそれに加えて受信側における組合せの検定を用いる方法というPC/CDMA独自の消失位置判定法を考案した.計算機シミュレーションによる性能評価を行ない,従来の復号法に比べて大幅な性能の改善が可能なことを見出した.(3)差動PC/CDMA方式への新たな誤り制御技術として,近年強力な誤り訂正符号として注目されているターボ符号の適用について検討を行なった.今年は,通常のPC/CDMAに直接ターボ符号化を行なった場合について,AWGN通信路ならびにフェージング通信路における性能評価を行い,その効果を確認した.マルチコードCDMA方式の一つである並列組合せCDMA(以下PC/CDMAと略す)通信方式に,受信側で遅延検波を用いることで,受信側における搬送波の位相再生を不要にした差動PC/CDMA方式について,誤り訂正符号を適用した場合の効果について研究を行った.本年度は無線LAN等への適用を考慮に入れつつ,誤り率特性の解析を中心に行い,以下のような成果が得られた.(1)差動並列組合せCDMA方式に対して誤り訂正符号を適用した場合の誤り率特性の評価を行った.室内における無線LANを想定し,ライスフェージング通信路を通信路モデルとして採用した.また誤り訂正符号としてリ-ド・ソロモン符号を用いた.その結果,誤り訂正符号を用いることにより,従来の差動位相変調を用いた直接拡散CDMA方式よりも良好な誤り率特性を示すことがわかった.また性能改善の度合いは,ダイバーシチ受信を用いることで更に大きくなることがわかった.(2)リ-ド・ソロモン符号を用いた並列組合せCDMA方式における性能の向上を図るため,受信側で消失誤り訂正復号を適用する方法を提案し,性能評価を行った.フェージング通信路においては,瞬時的な受信SN比が低い部分で受信データの信頼性が低くなる.そのためこの部分を消失とし,消失誤り訂正復号を用いることで,受信性能の改善を図った.ここでは理論解析を用いて記号誤り率およびビット誤り率を求め,誤りのみを訂正する従来の復号法との比較を行った.その結果,レイリーフェージング伝送路において,従来の復号法に比べて大幅な性能の改善が可能なことがわかった.マルチコードCDMA本方式の一つである並列組合せCDMA(以下PC/CDMAと略す)通信方式に,受信側で遅延検波を用いることで,受信側における搬送波の位相再生を不要にした差動PC/CDMA方式について,誤り訂正符号を適用した場合の効果について研究を行った.本年度は昨年度の成果を踏まえ,無線LAN等への適用を考慮に入れつつ,以下に示すような研究を行った.(1)差動PC/CDMA方式に対して誤り訂正符号を適用した場合の誤り率特性の評価を行った.室内における無線LANを想定し,ライスフェージング通信路を通信路モデルとして採用した.誤り訂正符号としてリード・ソロモン(RS)符号を用い,従来のDPSK-直接拡散CDMA方式よりも良好な誤り率特性を示すことがわかった.またダイバーシチ受信を用いることでより大きな性能改善が得られることがわかった.(2) RS符号を用いた並列組合せCDMA方式においては,受信側で消失誤り訂正復号を適用することで性能の向上が図れることを昨年度の研究で見出した.本年度はそれに引き続き,CDMA環境における効果を理論解析を用いて記号誤り率およびビット誤り率により評価し,CDMA環境における効果を確認した.この検討を踏まえ,フェージングの影響により瞬時的な受信SN比が低くなる部分を消失とするために,受信側の相関出力を用いる方法,およびそれに加えて受信側における組合せの検定を用いる方法というPC/CDMA独自の消失位置判定法を考案した.計算機シミュレーションによる性能評価を行ない,従来の復号法に比べて大幅な性能の改善が可能なことを見出した.(3)差動PC/CDMA方式への新たな誤り制御技術として,近年強力な誤り訂正符号として注目されているターボ符号の適用について検討を行なった.今年は,通常のPC/CDMAに直接ターボ符号化を行なった場合について,AWGN通信路ならびにフェージング通信路における性能評価を行い,その効果を確認した.
阿久悠の時代観察と創作活動の実態分析―「阿久悠日記」と関係者の証言を中心に

2018年度は、作詞家・作家阿久悠に関連する作詞家や詩人の調査を実施するとともに、阿久が遺し、明治大学で保存する作品原稿のデジタル化をほぼ完了させた。また阿久悠日記の一部を活用した研究成果を発表した。具体的には次の通りである。第1に、阿久悠に関連する作詞家・詩人等の調査を行った。まず、古賀政男作曲で現在も愛唱される「紫紺の歌」の制作過程に立ち会った方に聞き取り調査を行った。続いて、歌謡曲の作詞に影響を与えた石川啄木や宮沢賢治の作品について、記念館を訪問するとともに、検討を行った。また阿久に先行して作詞家として活躍したサトウハチロー記念館を訪問し、作詞作品の調査を行った。これらの作業を通して、いわゆる昭和歌謡における作詞技法の諸相について確認を行い、阿久の作詞との比較を図った。第2に、明治大学阿久悠記念館で保管する阿久悠の直筆作品原稿のデジタル化を行った。阿久悠は一貫して手書きで作品を執筆した。同館に保存される阿久悠の原稿は1作詞作品、2小説、3エッセイ、4構成メモ等に分類される。これらの作品は原稿用紙で32500枚あまりにわたる。単行本未収録の原稿も多く、作品の成立過程を知る上でこれらの直筆原稿はきわめて貴重であることから、デジタル化を図ったものである。デジタル化は昨年度における日記の一部公開等と併せ、これまで公刊された資料のみを中心として行われてきた阿久悠や、そのかかわった昭和歌謡の研究の実証性を高めるきわめて重要な資料といえる。今後一層の研究の深化を図るとともに、資料の公開等も積極的に図っていくものとする。第3に、冨澤が阿久悠日記を一部活用し、研究成果を報告した。とくに冨澤は志賀直哉に関する記述を中心に阿久と志賀作品を検討した。日記の一部公開とその研究は2017年度に実施したが、その多面的な活用を図ることができた。2016年度は、日本のポップカルチャー史上に大きな影響を与えた作詞家・作家阿久悠の未発表日記をはじめとする貴重資料の検討と、関係者へのオーラル・ヒストリー等の整理を通して、阿久の「時代観察」の実態と、その人物像の形成につとめた。具体的な内容は次の通りである。第1に、日記等に見る阿久悠の創作活動と時代観察の検証を行った。とくに今年度は、従前から進めている日記の解読作業を推進し、晩年にあたる2000年代の日記の精読を行った。この作業を通して、晩年の阿久が病と闘いながら日々のニュースを綿密に日記に書きとどめ、創作の糧としたことを確認するに至った。阿久個人のことにとどまらず、昭和歌謡の研究上でも重要な日記の分析については2017年度も継続する予定である。なお、これらの日記は現段階では一般に公開されていない。そのため、日記の存在とこれまでの成果の一部を内外に周知するための展示を2017年度に実施することを計画している。第2に、関係者の証言を通して阿久悠の人物像構築に資する作業を行った。今年度は阿久悠の学生時代の思い出を中心として、これまで実施したインタビューの整理作業を実施した。いわゆる「阿久悠以前」の人物像を構築する作業を通して、作詞家として活躍を見せる以前から、阿久が音楽や言葉に対する深い興味を持っていた一端を明らかにすることができた。第1、第2の作業の成果の一部を活用して『大学史紀要』(明治大学史資料センター)第22号(2017年2月刊行)において特集「阿久悠研究III」を刊行した。2017年度は、阿久の日記の公開に向けたデータベース化作業等を推進する予定である。阿久悠日記の読解については、一通り読了した。しかしまだ精読が完了していない年度もあるため、より詳細な検討を進めていく必要がある。2017年度は、前年度の研究成果を踏まえながら、作詞家・作家阿久悠の未発表日記をはじめとする貴重資料の検討の成果について一部公表するとともに、関係者のオーラル・ヒストリーを公開形式で実施し、阿久の「時代観察」の実態と、その人物像の把握深化につとめた。第1に、日記等に見る阿久悠の創作活動と時代観察の検証成果を一部明らかにした。とくに今年度は阿久の未発表日記について、プライバシーに関わる部分は除き、創作と時代観察の側面が明らかになる箇所を中心としてその一部を展示及び刊行物により公表した。阿久の作品や人物を研究する上で重要な日記の一部を公表する作業を通して、代表者の研究を深化させることはもとより、阿久や昭和歌謡研究全体の研究深化への波及効果を期待するものである。第2に、関係者の証言を通して阿久悠の作品や人物像の構築を深める作業を行った。今年度は阿久悠の日記に関するオーラル・ヒストリーを公開の形で御遺族から行うとともに、阿久が仕事の基礎を培った広告代理店・宣弘社時代の同僚であり、盟友として、阿久とコンビで多くの作品を発表した漫画家・上村一夫氏の御遺族にも、公開によるオーラル・ヒストリーを行った。前者については、日記について、第三者からは知りえない身内ならではの観点から、阿久悠が日記を書き始めたきっかけや、日記を通してみる仕事や人物について貴重な証言を得た。後者については、いわゆる「阿久悠以前」の、広告マン深田公之(ふかだ・ひろゆき)の仕事の様子や人物像に、後年の阿久悠となった仕事や人物の片鱗があったことを明らかにし得た。

第1、第2の成果の一部を『文藝別冊阿久悠』(2018年8月刊行)『東京人』(2017年9月号)『大学史紀要第24号』(2018年3月刊)において発表した。2018年度は、明治大学保存の阿久悠関係資料のデータベース化作業を推進する。画像データベース化作業については、今年度中に促進する。また同時代の音楽家たちの調査も今年度実施する。2018年度は、作詞家・作家阿久悠に関連する作詞家や詩人の調査を実施するとともに、阿久が遺し、明治大学で保存する作品原稿のデジタル化をほぼ完了させた。また阿久悠日記の一部を活用した研究成果を発表した。具体的には次の通りである。第1に、阿久悠に関連する作詞家・詩人等の調査を行った。まず、古賀政男作曲で現在も愛唱される「紫紺の歌」の制作過程に立ち会った方に聞き取り調査を行った。続いて、歌謡曲の作詞に影響を与えた石川啄木や宮沢賢治の作品について、記念館を訪問するとともに、検討を行った。また阿久に先行して作詞家として活躍したサトウハチロー記念館を訪問し、作詞作品の調査を行った。これらの作業を通して、いわゆる昭和歌謡における作詞技法の諸相について確認を行い、阿久の作詞との比較を図った。第2に、明治大学阿久悠記念館で保管する阿久悠の直筆作品原稿のデジタル化を行った。阿久悠は一貫して手書きで作品を執筆した。同館に保存される阿久悠の原稿は1作詞作品、2小説、3エッセイ、4構成メモ等に分類される。これらの作品は原稿用紙で32500枚あまりにわたる。単行本未収録の原稿も多く、作品の成立過程を知る上でこれらの直筆原稿はきわめて貴重であることから、デジタル化を図ったものである。デジタル化は昨年度における日記の一部公開等と併せ、これまで公刊された資料のみを中心として行われてきた阿久悠や、そのかかわった昭和歌謡の研究の実証性を高めるきわめて重要な資料といえる。今後一層の研究の深化を図るとともに、資料の公開等も積極的に図っていくものとする。第3に、冨澤が阿久悠日記を一部活用し、研究成果を報告した。とくに冨澤は志賀直哉に関する記述を中心に阿久と志賀作品を検討した。日記の一部公開とその研究は2017年度に実施したが、その多面的な活用を図ることができた。第1に、日記の詳細な分析を継続する。日記の記述内容から1阿久が時期ごとにどのようなアイディアを用いて、作品づくりに活かしていたか、2阿久が目に止めた日々のニュースの傾向、3歌謡曲全般に関わる事項を検証する作業を行う。第2に、日記のデータベース構築に向けた作業を実施する。日記のテキストデータ化及びデジタル化を可能な範囲で行う予定である。第3に、関係者へのオーラル・ヒストリーを検証する。とくに阿久が作詞家として活躍していた時期に仕事をともにした関係者たちの証言を整理することを通して、阿久の人物像の形成につとめる。第4に、「昭和歌謡」の検証を行う。「昭和歌謡」には定まった概念が存在しない。国立国会図書館歴史的音源や各種関連資料の活用を通して、「昭和歌謡」の始期や退潮に関する検討を進める。第5に、現段階での最新の研究成果の一部公表を行う。「大学史紀要」の他、2017年秋を目処に、明治大学内において成果展示等を行う予定である。
ナメクジウオの鰓裂関連遺伝子群を用いた鰓裂の進化学的研究

頭索類ナメクジウオは、下等脊索動物のなかでも脊索動物の基本的体制を終生保持し続ける動物群であり、ゲノム構造がシンプルであることから脊索動物に共通するボディープランを研究する上で有用な動物群だと考えられている。前年度においては、ナメクジウオ成体の咽頭領域のcDNAライブラリーをベースに、多検体切片ISH法を用いて多数の鰓裂関連遺伝子を見いだした。本年度は、これらの遺伝子のシークエンス解析を行った結果、cytochrome oxidase subunit I(cosI)およびdermatopontinがナメクジウオの鰓葉で顕著に発現していることを見いだした。このナメクジウオの鰓におけるcosIの顕著な発現が下等脊索動物ホヤでも共通して見られるかどうかを解析したところ、カタユウレイボヤ幼若体の鰓孔周縁細胞群でも顕著な発現が見られ、鰓におけるcosIの顕著な発現は下等脊索動物間で保存されていることがわかった。一方、細胞外マトリックス分子をコードしコラーゲン繊維の形成機構に関与すると考えられているdermatopontinは、進化的には海綿・カタツムリから脊椎動物まで多くの生物種での存在が明らかになっているにもかかわらず、ホヤ関連のESTおよびゲノムデータベースから相同遺伝子を見いだすことは出来なかった。ナメクジウオの他の鰓裂関連遺伝子に関しては、シークエンス解析の結果クローン内のcDNA長が短かいことがわかり、cDNAライブラリーのスクリーニングを行ったが、鰓裂関連遺伝子のクローンの多くが不完全長であることがわかった。そこで今後は、ナメクジウオゲノムの解読後のアノテーション作業に参加することで、鰓裂関連遺伝子の全体像を効率的に明らかにすることを目指すことを予定している。頭索類ナメクジウオは脊索動物の祖先に類似した体制を保持していると考えられていることから、脊索動物のボディープランの進化を理解する上で鍵となる動物群である。しかし、試料が希少であることから遺伝子情報基盤が充実しているとは言えない。そこでまず、本研究テーマである鰓裂と同様に咽頭器官であるナメクジウオの内柱関連遺伝子群の発現解析結果を国内外の研究者の共同研究論文として報告することで、ナメクジウオの咽頭器官研究体制を整えた。次に、ナメクジウオ成体で発現する遺伝子情報基盤の充実、特に鰓裂の機能および形成メカニズムを理解する上で有用な遺伝子群の単離を試みた。これまでの研究では、網羅的なin situハイブリダイゼーション(ISH)法を用いた遺伝子発現解析によるスクリーニングが器官特異的遺伝子を得る手法として有用であったことから、ナメクジウオ成体の咽頭領域のcDNAライブラリーから無作為に372クローンを選択し、DIG-RNAプローブを作成後、発現解析を行った。ISHに際しては、これまでにホールマウント用InSituチップを開発・製品化してきたが、試料が希少であるナメクジウオではより経済的な切片ISHを行うこととし、また、ポストゲノム時代のハイスループットISHのニーズに対応するため、スライドガラスに依存しない独自の切片多検体ISH法を開発した。この新規ISHシステムを用いることにより、鰓裂特異的遺伝子を9個、鰓裂顕著遺伝子を13個単離した。これらの遺伝子発現を詳細に解析した結果、鰓裂を構成する一次鰓葉・二次鰓葉における発現パターンは少なくとも5タイプに分けられることがわかった。さらに、これらの解析で得られた発現データを他のナメクジウオ研究者が利用できるようにするため、ナメクジウオ成体遺伝子発現データベースを構築しており、本研究論文の投稿後に公開を予定している。
出芽酵母ミオシン分子の機能制御機構の解析

出芽酵母タイプIミオシン分子の機能制御機構を解明するために、本研究ではまず、タイプIミオシンのtail部分に変異を持つコンディショナルな機能欠損変異株を作製した。出芽酵母はタイプIミオシン分子をコードする2つの遺伝子MYO3,MYO5を有し、両者を共に破壊した株は著しい増殖遅延を示す。変異誘発PCR法によりtail部分にランダムに変異を導入したMYO5^*を組み込んだプラスミドを用いて、myo3myo5二重変異株を形質転換し、30°Cでの増殖は回復するが、37°Cでは増殖不能あるいは著しい遅延を起こす株を探索した。その結果6種類の温度感受性変異株を得ることに成功した。これら6種の変異株は全てアクチンの局在が異常になっていた。また、これらの変異株において、変異タンパク質の高温での安定性を検討した。その結果、低温では野生型と差異が認められないが高温では非常に不安定となるもの(Myo5-218p)、逆に温度に関わらず野生型よりもむしろ安定に存在するもの(Myo5-360p)が存在した。変異タンパク質がより安定に存在するMyo5-360pについてはGFPとの融合タンパク質を作製し、細胞内局在を調べたところ、正しく局在できなくなっていた。次に、高温で変異タンパク質が不安定になるmyo5-218を用いて、新たな変異により高温での増殖を回復する復帰変異株を分離した。分離した変異は優性の変異であり、原因遺伝子を同定したところ、膜貫通領域と、C2領域と呼ばれる種々のタンパク質に広く存在が知られている領域を持ったYML072cであることがわかった。Yml072cpに特定の1アミノ酸変化が生ずることによって、タイプIミオシンの機能欠損により起こる増殖障害を克服する事ができると考えられる。今後、さらにこの遺伝子産物の細胞内での役割を解明することにより、タイプIミオシンの生理機能を明らかにできる。
社会系教科の構造と一貫性に関する総合的研究

本研究の目的は,小学校・中学校・高等学校の社会科及び地理歴史科・公民科(社会系教科)の一貫性をどのように改善すべきかを検討することである。まず検討の基礎的資料を得るために,小学校・中学校・高等学校の教員の学習指導要領に対する意識調査,並びに児童生徒の保護者の社会系教科に対する意識調査をあわせて実施した。さらに調査結果に基づき社会系教科改善のための実験授業を行った。両者の分析に基づき、以下の諸点を明らかにした。1.履修形態について現在、小学校は総合的な内容、中学校は地理的分野・歴史的分野・公民的分野の内容、高等学校は地理歴史科の世界史必修、日本史・地理選択必修、公民科は現代社会・倫理・政治・経済選択必修となっている。これに対して、小・中学校教員には肯定的意見が多く、高等学校教員は圧倒的に反対が多い。2.学習方法について問題解決的学習あるいは作業的・体験的学習への期待は、小学校・中学校・高等学校といずれも高い。しかし、現実には定着していない業態がある。障害となっているものとして、授業時間・費用・教員の確保、さらに地域の人々・施設の確保の難しさがあげられる。3.今後の学習指導要領作成に向けて留意すべき事項について社会系教科の基礎・基本に関すること、学習評価に関すること、授業時数に関すること、教科書の利用に関すること、作業的・体験的学習に関すること、総合的な学習と社会系教科との関連に関することなどについて、小学校・中学校・高等学校の教員に意識の差異が大きく、各学校段階の制度的諸条件ともあわせて今後さらに検討する必要がある。平成10年度に新しい学習指導要領が告示され,平成14年度から新教育課程が実施されることになったが,本研究は,新教育課程の中の社会系教科(社会科,地理歴史科,公民科)について,小・中学校及び高校の教員,研究者,一般人等の意識・意見を調査・分析し,今後の社会認識に関わる教科の在り方を模索しようとするものである。本研究では,平成11年度に概括的な第1次調査を行い,その報告を日本社会科教育学会の学会誌である「社会科教育研究」第83号に掲載した。その成果をうけて,対象を広げた本格的な調査を目指し本年度その予備調査としての第2次調査を実施し,分析・考察を試みた。1.予備調査のねらい...社会系教科の再編の方向を視野におきつつ,小・中学校及び高校を通しての社会認識教育の一貫性を検討し,社会系教科の在り方を探る。そのための諸般の意識・意見の調査であるが,本年度はその予備調査を行う。2.予備調査の内容...新学習指導要領に見る社会系教科の理念,内容及び内容構成,教育的価値,適時性,学び方,その他。3.予備調査の対象...社会系教科担当の教員(小・中・高),小・中学校及び高校の保護者。4.予備調査用紙の種類...(1)小・中学校及び高校各段階の教員向け調査(2)社会系教科全体に関する教員向け調査(3)保護者向け調査以上の3種の調査用紙を作成し調査を実施した。社会系教科の枠組みは從前と大きな違いがないので,そのことに関する際立った新しい意見は余り見られないが,内容削減に伴う学力低下への危惧や一貫性への配慮の不足等への意見は多い。学び方強調への賛成意見は多い。調査結果の詳細は第1次報告書に収録した。次年度は,この結果の考察をもとに,調査内容を修正し対象を広げて本調査を行う予定である。本研究は,平成14年度から実施される新教育課程の社会系教科(小・中学校の社会科及び高校の地理歴史科,公民科)に関する実践上の課題をとらえ,その改善に資するための提言を試みようとするもので,特に小・中・高の一貫性の教育の在り方に焦点を置いている。平成12年度に,小・中学校,高校の教員及び保護者,大学その他の機関の研究者を対象に,社会系教科の新教育課程についての受けとめ方や課題意識について予備調査を行い,その結果を第一次報告書にまとめた。

今年度は予備調査で得られた知見を踏まえ,さらに研究を発展させた。1.新教育課程においては,大幅な授業時間の減少とそれに伴う学習内容の削減が行われたが,その点に関する懸念が調査結果には明瞭に表れている。特に今後の課題とされる点に焦点をしぼり本調査の項目を決定した。本調査は,対象を小・中学校,高校の教員及び保護者に限定し,実践面の課題をとらえることを主眼にして実施した。調査の集計,分析,考察は現在進行中であるが,それは平成14年度の4月に完結する予定である。2.新教育課程に関する実験授業は,小学校の授業記録を2事例実施した。本格的には平成14年度に小・中学校,高校の各段階で実施し,調査研究と併わせて考察を加え,社会認識の教育の一貫性を追求し,そのカリキュラム研究としてまとめ報告書を刊行する予定である。本研究の自的は,小学校・中学校・高等学校の社会科及び地理歴史科・公民科(社会系教科)の一貫性をどのように改善すべきかを検討することである。まず検討の基礎的資料を得るために,小学校・中学校・高等学校の教員の学習指導要領に対する意識調査、並びに児童生徒の保護者の社会系教科に対する意識調査をあわせて実施した。さらに調査結果に基づき社会系教科改善のための実験授業を行った。両者の分析に基づき、以下の諸点を明らかにした。1.履修形態について現在、小学校は総合的な内容、中学校は地理的分野・歴史的分野・公民的分野の内容、高等学校は地理歴史科の世界史必修、日本史・地理選択必修、,公民科は現代社会・倫理・政治・経済選択必修となっている。これに対して、小・中学校教員には肯定的意見が多く、高等学校教員は圧倒的に反対が多い。2.学習方法について問題解決的学習あるいは作業的、体験的学習への期待は、小学校・中学校・高等学校といずれも高い。しかし現実には定着していない実態がある。障害となっているものとして、授業時間・費用・教員の確保、さらに地域の人々・施設の確保の難しさがあげられる。3.今後の学習指導要領作成に向けて留意すべき事項について社会系教科の基礎・基本に関すること、学習評価に関すること、授業時数に関すること、教科書の利用に関すること、作業的・体験的学習に関すること、総合的な学習と社会系教科との関連に関することなどについて、小学校・中学校・高等学校の教員に意識の差異が大きく、各学校段階の制度的諸条件ともあわせて今後さらに検討する必要がある。
フェムト秒レーザーを組み込んだ能動的誘起蛍光分光システムの開発

フェムト秒レーザーを用いて、電子の励起状態を制御する能動的レーザー誘起蛍光分光法の開発を行った。レーザー誘起蛍光法は非常に精度の高い実験手法であるが、その適用の可否は、対象となる励起原子の存在に左右されるため、実験条件に大きく影響されるのが現状である。この弱点を克服するため、フェムト秒レーザーの高強度電場によって励起原子を自ら生成する能動的レーザー誘起蛍光分光法の開発を目指した。フェムト秒レーザーとプラズマの相互作用は非共鳴非線形相互作用であるが、実験によってその存在を確認し、波長可変半導体レーザーを同時入射することにより、生成された励起原子を誘起蛍光分光出来ることを示した。レーザー誘起蛍光法は目標粒子を光励起し、脱励起する際の発光を測定するもので、粒子の数密度を測定する方法として広く利用されてきた。近年、狭帯域の半導体レーザーが実用化されるに伴い、特定の速度を有する粒子に対する操作が可能となり、そのドップラーシフトがきわめて正確に測定できるようになった。波長掃引を行えば、速度分布関数を精密に測定することができる。プラズマ中の流れ構造の研究にとって、速度場を可視化できるレーザー誘起蛍光法は非常に強力な方法であると言うことができる。しかしながら、半導体レーザーの発振波長は可視赤外領域に留まるため、ターゲットとなる粒子は励起原子間のレベル遷移を対象とせざるを得ず、また、励起状態にある電子は近接レベルへの衝突移行など、実験条件によって大きく変わるため、レーザー誘起蛍光法の適用可否は実験条件に左右されている。そこで、本研究では測定対象となる励起原子を自ら生成する能動的なレーザー誘起蛍光分光法の開発を目指した。これにより、実験条件に依存せず、誘起蛍光分光法を最大限に応用できるようになる。本研究の特色は励起原子の生成・制御にフェムト秒レーザーによる非共鳴励起を応用する点にある。そのためにフェムト秒レーザーとプラズマイオンの非共鳴励起を利用して従来よりはるかに簡便なシステム構成を目指した。平成23年度は(1)ポンプ系としてのフェムト秒レーザーシステムの導入(2)プローブ系としての半導体レーザー誘起蛍光システムの構築を行った。(1)に関しては、簡単な放電管を作りアルゴンプラズマにフェムト秒レーザーを照射することで励起原子の変化を分光学的に調べた。実験の結果アルゴンの励起準位の原子数に有意な変化が認められた。このことは、フェムト秒レーザーの非共鳴相互作用によってアルゴンの励起状態が生成されていることを示すものである。また(2)に関しては、アルゴン中性原子の速度分布関数が精度よく測れることを確認した。フェムト秒レーザーを用いた能動的誘起蛍光法を開発するため、TOPTICA社FFproNIR:波長780 nm,出力100 mW,パルス幅70fsecをプラズマ中に入射し、スペクトル変化を調べた。スペクトル強度の増減は存在する励起原子の密度を表わしており、その増減変化を測定することで、フェムト秒レーザー入射に伴う励起原子の生成を確認することができる。さらに、特定のスペクトルにレーザー波長を合わせ、波長掃引することによってレーザー生成された励起原子に対すしてレーザー誘起蛍光(LIF)計測を行った。これにより、フェムト秒レーザーによって生成された励起原子が検出可能であるか否かを調べた。プラズマはRF電場(13.56MHz)を印加することによって、石英放電管内に生成した。フェムト秒レーザーは石英製放電管の側方から径方向に入射し、プラズマの自発光成分を正確に差し引くため、フェムト秒レーザーを遮光した時の自発光データを複数回測定し、その強度を正確に求めた。フェムト秒レーザーと波長可変レーザーの同時入射によるLIF計測を行うときはレーザービームを変調してLock-in検出を行った。フェムト秒レーザー入射によって増加する励起準位ではLIF信号が増加することを確認した。以上により、25年度の実験では、フェムト秒レーザーの非線形相互作用による励起原子生成の確認、また波長可変レーザーの同時入射による新しいスキームのLIF法の実証を行うことが出来た。本年度は能動的LIF分光法をさらに発展させるため、励起原子の選択性の問題についてより詳細な実験を行う予定である。平成24年度はフェムト秒レーザーをアルゴンプラズマに入射し、レーザー光とプラズマの相互作用を調べる実験を開始した。より安定したテストプラズマを得るため、RF発振器を導入してプラズマ生成装置を作成した。これにより広い圧力範囲10^-410^-1Torrでプラズマが安定して得られるようになった。このテストプラスマにフェムト秒レーザーを入射し、レーザーを入射した時と入射しない時の発光スペクトルの変化を観測した。

アルゴンプラズマは自発光しているので、その成分を差し引く必要があるが、そのためCCD分光器を用いて繰り返し計測し平均取ることで自発光成分を精度よく測定することができた。CCD分光器の測定波長は400nmから1000nmまでで、アルゴン原子およびイオンの重要な発光線をすべて含んでいる。また、CCD分光器はこれらの波長帯を一括して同時計測できるのでプラズマ変化の影響を受けにくく、自発光スペクトルを正確に計測できた。実験を行ったところ波長696nm,763nm,810nm,811nm, 826nmで有意な発光増加が観測された。これらの発光線はすべてアルゴンの中性原子の励起状態からの遷移で、そのエネルギーレベルは11eV13eVの範囲にある。フェムト秒レーザー光(780nm、1.54eV)の12光子によって励起されていることが分かった。現在のフェムト秒レーザーのエネルギー強度は10^8 W/cm^2のレベルであり、トンネル電離が起こるレベルに比べて3桁程度低い値である。にもかかわらず今回の実験で有意なスペクトル増加が見られたということは、従来よりはるかに低いエネルギーで電子のレベル間遷移が可能であることを意味しており原子状態の制御の観点から重要な結果である。フェムト秒レーザーが実用化され、光科学は大きく進展した。極超短パルスであるフェムト秒レーザーはその電界強度がきわめて強く、原子核が作る電場に束縛されている電子の状態を変化させることができる。この性質を利用すれば原子状態を制御した誘起蛍光法を開発でき、実験条件に左右される従来の誘起蛍光法の弱点を克服できる。本研究ではあたらにフェムト秒レーザーを導入し、原子状態を制御する能動的誘起蛍光分光法の開発を目指した。プラズマとフェムト秒レーザーの相互作用は、従来の共鳴相互作用ではなく、非線形共鳴相互作用を通じて行われる。まず、その点を確認するため、RF生成されたアルゴンプラズマにフェムト秒レーザーを入射し、プラズマとフェムト秒レーザーの相互作用を発光スペクトルの変化によって調べた。その結果11eV近傍にあるアルゴンの励起原子からの発光強度が増加することが明らかになった。この結果は、対象となるアルゴン原子の励起状態が非線形相互作用により制御できることを示している。次に、フェムト秒レーザーにおよって励起されたターゲット原子を波長可変半導体レーザー用いて誘起蛍光分光することを試みた。フェムト秒レーザーと半導体レーザーを同時入射し、その際に観測される誘起蛍光スペクトルを測定した。フェムト秒レーザーを入射しない通常のレーザー誘起蛍光法で得られるスペクトルと比較した。その結果、フェムト秒レーザーを同時入射した時に、誘起蛍光スペクトルが増加することを確認した。現在はまだ20%程度の増加にすぎないが、フェムト秒レーザーのビーム径を絞るなどして電界強度を大きくすればさらに強い誘起蛍光スペクトルが得られると結論できる。以上により、フェムト秒レーザーの強電界による励起原子の生成とそれをターッゲットとする能動的レーザー誘起蛍光分光法の原理実証を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。プラズマ科学26年度が最終年度であるため、記入しない。フェムト秒レーザーを導入し、プラズマイオンとレーザービームの相互作用を分光学的に調べた。
心室筋細胞におけるT管の構造・機能を司る分子群の解析

心室筋および骨格筋は,Transverse tubule(T管)と呼ばれる細胞膜が陥入した特徴的な構造を持つ。心筋細胞のT管形成・維持に関与する分子を探索し,候補分子としてPacsin3に注目した。Pacsin3の機能を明らかにするために変異体を作製し解析を行った結果,Pacsin3のC末端を欠損した変異体は,チューブリンと共局在し,微小管の形態を変化させることが明らかになった。心筋細胞のT管形成・維持の分子基盤を明らかにするために,特にBARドメインを持つタンパク質に注目し解析を行った。T管は心室筋細胞に豊富に存在するが,心房筋細胞には見られない。このことからT管形成に関与するタンパク質は,心室筋,心房筋の間で発現量が異なることが予想された。そこで心房筋・心室筋のRNAを用いたNorthern解析を行い,各BARドメインタンパク質の発現量を比較した。ゲノム上に存在する既知のBARドメインタンパク質62種類の部分cDNA配列をRT-PCR法により単離し,プローブとした。その結果,心室筋特異的に発現する遺伝子は存在しなかったが,心房・心室の両方で強く発現している数種類の遺伝子が存在したため,これらに関しては更に詳細な検討を行った。また多くのBARドメインタンパク質と相互作用することが知られるN-WASPについても解析を行った。骨格筋のT管形成に関与するAmphiphysin 2を培養細胞に強制発現させると,細胞内に管状の構造が形成されることが知られている。そこで心室筋で強い発現が見られた遺伝子群について,同様の活性の有無について検討を行った。候補遺伝子群の全長cDNAをRT-PCR法により単離した後, GFP融合タンパク質としてCOS-7細胞に強制発現を行った。その結果,いくつかの遺伝子について管状構造物を形成する活性が見られたものの, Amphiphysin 2と比較するとその作用は弱いものであった。また候補遺伝子の一つであるPacsin3およびN-WASPの免疫染色を行った結果,両タンパク質が心室筋細胞においてT管状の格子構造に局在することを見いだした。またN-WASPは成長に伴うT管構造の発達に連動して,その局在を変化させることが明らかになった。T管形成・維持にこれらの遺伝子がどのように関与しているかについて現在検討中である。心筋細胞のT管形成・維持に関わる分子として,F-BARドメインを持っ候補分子であるPacsin3について更なる解析を行った。骨格筋のT管形成に関与すると考えられるAmphiphysin2は細胞膜を細胞質側に陥入させ,管状構造を作る活性を持つが,野生型Pacsin3には同様の活性がほとんど見られなかった。BARドメインを持つタンパク質の多くは,C末端のSH3ドメインなどを介して,他のタンパク質との相互作用することにより活性が調節されている。特にAmphiphysin2はBARドメインよりC末端側を欠失させると,膜移行が促進されることが知られている。そこで,Pacsin3の種々の変異体を作成し,培養細胞に強制発現することで,細胞内局在および細胞の形態変化を観察した。Pacsin 3のF-BARドメインよりC末端を欠失させた変異体(Pacsin3N220)をCOS7細胞に発現すると,細胞内に管状構造物が観察された。この構造物はAmphiphysin2によって形成される管状構造物よりも太く,細胞膜染色色素であるFM4-64では染色されなかった。その形状から細胞骨格系のタンパク質との関連が予想されたため,ファロイジン,抗ビメンチン抗体,抗チューブリン抗体,抗ケラチン抗体との二重染色を行った。その結果,Pacsin3N220導入によって観察される構造物は,微小管であることが明らかになった。また単離心筋細胞の免疫染色においても,Pacsin3が微小管と一部で共局在していることが確認された。微小管とT管の関連についていくつかの報告がなされていることから,Pacsin3がT管の形成・維持に関与している可能性も考えられる。現在,より詳細な検討を進めている。
高流動性社会における「シティ・リージョン」の計画理論構築に関する研究

EU各国におけるスペーシャル・プランニング(SP)を研究の対象とし、社会空間構築のための新たな計画理論構築のために必要な以下の4点を明らかにした。(1)SPのもつ、調整と統合の枠組み(2)中心と周縁を結びつける新しい計画範囲(3)分権国家における計画策定プロセスの実態(4)基礎自治体を越えた都市・地域圏における課題に対応するための圏域計画の実態EU各国におけるスペーシャル・プランニング(SP)を研究の対象とし、社会空間構築のための新たな計画理論構築のために必要な以下の4点を明らかにした。(1)SPのもつ、調整と統合の枠組み(2)中心と周縁を結びつける新しい計画範囲(3)分権国家における計画策定プロセスの実態(4)基礎自治体を越えた都市・地域圏における課題に対応するための圏域計画の実態前半には、わが国の「計画」制度の現代的な矛盾と課題について有識者から、ヒアリングを行った。その結果、計画対象としての「都市」の再定義がはじまっていること、すなわち、「物理的固定的な空間と機能」から「社会的流動的な場所あるいは関係性のひろがり」へと「都市」が変化していることが明らかになった。これはすでに、20世紀後半の近代都市計画批判の基底にあったものだが、その後のモビリティとインフォメーション技術の加速によって、一気に「あたらしい都市」の理解が現実的なものとなった。その一方で、ヒューマンスケールで実感できる近隣コミュニティの価値が再評価されはじめている。場所に即した近隣コミュニティと、流動するモビリティとインフォメーションのダイナミズムの中に現代人の生活領域を位置づけることが求められている。後半には、欧州のスペーシャルプランニングの計画理論に詳しい3人の研究者を招きディスカッションを行った。欧州ではEU再編へのうねりのもと、スペーシャルプランニングと呼ぶ新しい計画概念が台頭してきている。地方分権と人口減少社会を背景に、戦略的でシームレスな環境像・空間像の枠組みと見通しを示すことへと計画自体が変化している。それは、従来の土地利用等の制限的な計画(機能で都市を分割する「微分」型)ではなく、ソーシャルキャピタルの増加をめざす構想的なもの(社会関係性にもとづき統合していく「積分」型)である。そして、あらたな計画単位としてシティー・リージョンと呼ばれる都市と周辺地域(農村)の相互依存関係のもとで成立する社会的ネットワークの存在が注目されている。次年度は、欧州における具体的な計画事例をひも解きながら、わが国における、第3次全国総合開発計画の「定住圏」や国土形成計画の「広域地方計画」、総務省の「定住自立圏構想」をふまえて、日本型スペーシャルプランニングの展望を拓きたい。EU各国のスペーシャル・プランニングおよびシティ・リージョンの計画理論の概念整理、動向の把握をもとに、比較分析を行うための研究の枠組みを設定した。そして、イギリス、フランス、ベルギー、オランダを詳細調査の対象地として選定し、関係機関へのヒアリング調査、および現地視察を行った。いずれの国も、地方分権や産業構造の変化、移民の増加、都市間競争の拡大といった現代的課題を背景として、スペーシャル・プランニングは従来の土地利用計画とは異なる戦略的な計画概念であり、多分野を跨ぐ計画として位置づけられていることを理解した。一方で、空間計画に係わる歴史的経緯、政治体制、直面している課題などによってスペーシャル・プランニングやシティ・リージョンの概念の運用実態については差異があることが明らかとなった。各国の特徴は下記のように整理できる。イギリス:4つの国への分権、および議会の独立にともない、アイデンティティの確立を始めとした社会的政策や都市間ネットワークの強化によるシティ・リージョンの概念を踏まえた新たな圏域計画が先進的に行われている。フランス:5階層に分かれた中央集権的な政治システムが維持されており、新たな都市圏計画においても母都市が周辺市町村を牽引してゆくトップダウン型の計画となっている。ベルギー:連邦政府への移行によって州政府を中心とした3層構造による新しい空間計画の枠組みがつくられ、補完性の原理にもとづく機能的なスペーシャル・プランニングが進められている。オランダ:国土の1/4が海面下に位置し、気候変動に伴う海面上昇へ対応するため集水域を中心とした圏域計画が進められている。新たな圏域を基盤としたインフラ整備や住宅政策などに重点が置かれ、物理的な空間計画の色合いが強い。さらに、今後EUに加盟の予定のあるトルコについても資料収集を行った。縮減社会を迎えたわが国においては、人間や情報の流動性の高まりを背景としたドライビングフォースが新たな社会空間構築の手がかりとなるという仮説をもとに研究を進めた。本研究では、EUの「スペーシャル・プランニング」を対象に、「シティー・リージョン」と呼ばれる新たなスケールをもつ計画の枠組みについて比較検討するため、EU各国における現地調査を実施し、自治体の都市計画担当者・コミュニティ・民間まちづくり組織へのヒアリングの成果をもとに、1)「シティー・リージョン」の概念、2)社会とガバナンス、3)計画の機能、4)計画行為が有する力、の4点から詳細に分析することを目的とした。昨年度は欧州各国のスペーシャル・プランニングやシティー・リージョンの概念について整理したが、本年度はスイス国内事例を対象として詳細な現地調査を行なった。スイスは九州より一回り大きな国土が26の州に分けられているが、伝統的に州単位での自治意識が強く、政治レベルでは自治体を超えるようなスペーシャルプランニングの取り組みにスピード感が見られなかったが、近年になって「国家都市政策」が発表され、連邦レベルでのスペーシャル・プランニングの必要性が認識されつつあり、2012年には連邦スペーシャルプランニング法の見直しも予定されている。

一方で、民間レベルでは、国際競争力の高い金融業や製薬産業などを中心とした特異な産業構造を背景に、社会経済的側面から要請されるストラテジーを空間計画へと展開するダイナミックなスペーシャル・プランニングの取り組みが見られた。調査の成果は前年度成果と共通のプラットフォーム上に整理し、社会、政治、経済、環境といった様々な与条件との関連について詳細に分析し、わが国の諸事例との比較を行った。
神経細胞接着因子と依存との関連に基づく依存症治療薬確立への応用

本研究は神経細胞接着因子NrCAM低発現が依存易形成性にnegativeに働くというヒト死後脳や遺伝子改変マウスの先行研究成果を発展させたものであり、依存形成の阻害に働く分子ネットの一部を明らかにすることにより病態解明と治療法の確立等に寄与することを目的とした。まずはNrCAM以外の神経i接着因子についても遣伝子多型と依存症との関連が示され、これら神経ネットワーキングに関わる分子が依存形成に重要な役割を果たすことがわかった。さらに、ニューロン由来およびグリア由来の培養細胞におけるNrCAM遺伝子に対してsiRNAを用いて発現抑制を行うこと、ならびにNrcamノックアウトマウスの脳の遺伝子発現解析を行うことにより、NrCAMが影響を与える分子群の遺伝子発現を網羅的に検討した。ヒト死後脳を用いたNrCAM遺伝子多型が及ぼす遺伝子発現変化の割合は約50%であると定量できたので、50%程度の遺伝子発現抑制効果を得たsiRNA実験系組織ならびにheterozygoteノックアウトマウス脳を解析した。それぞれの組織に対するイルミナビーズァレイ解析装置による網羅的遺伝子発現解析では、主にグルタミン酸系やGABA系、その他の神経系の分子をコードする遺伝子の発現変化が認められた。その内、培養細胞系およびノックアウトマウス脳において共に遺伝子発現変化が確認されたグルタミン酸系酵素分子は、その阻害剤がモルヒネをはじめとする依存性薬物への形成阻害を起こすことから、治療薬としての可能性を示唆するもめと考えられた。平成18年度においては、ヒト神経系培養細胞にNrCAM遺伝子発現を抑制する目的でsiRNAを培地内投与(48時間)することで、Nr-CAM遺伝子の発現を5080%抑制することに成功した。この培養細胞からtotalRNAを抽出して、oligo dTプライマーによるreverse transcript (RT)を行いcDNAを作成した。このRNAおよびcDNA試料を用いて以下の実験を行った。まず、500ngのRNAについては、イルミナシステムのbeads arrayを用いた遺伝子発現プロファイリングを行ったところ、高次中枢神経系に属する分子を含む複数の分子の遺伝子発現が変化していた。この中で最も注目したグルタミン酸系遺伝子について、同サンプルのcDNAを用いてTaqMan realtime PCR法による遺伝子発現変化の定量実験を行ったところ、40%程度の遺伝子発現抑制が認められた。この分子に作用するペプチドは、実験用マウスに投与することでモルヒネによる耐性を変化させることが1980年代に報告されており、NrCAMの発現変化がこの分子の発現変化をもたらし、依存形成の易罹患性に影響を与えている少なくとも1つの経路である可能性が示唆された。現在は、Nrcamノックアウトマウスからの摘出脳について同様の網羅的解析を行う予定であるが、上記の分子については摘出脳から作成したcDNAを用いてTaqMan realtime PCR法による遺伝子発現解析を行ったところ、培養細胞で認められた結果と相同する知見が得られている。今後は、上記のペプチドをマウスに投与してconditionedplace preferencetestによりモルヒネ他、メタンフェタミンやコカイン,アルコールなどの依存形成を変化させるかどうかを確認して治療薬としての可能性を検討すると共に、NrCAMが関与する全てのパスウェイを明らかにする予定である。
非線形光学材料としての異種分子間化合物

1。o-, m-, p-ニトロアニン及びニトロフェノールからの分子化合物の単結晶化:p-ニトロアニリンとp-ニトロフェノール、m-ニトロアニリンとm-ニトロフェノールの分子化合物の単結晶化によって、前者からは2:1の分子結晶Aと1:3の分子結晶Bが、後者からは2:1の分子結晶Cが得られた。これらA,B,Cの結晶構造は、それぞれp-ニトロアニリン、p-ニトロフェノール(β形)、m-ニトロアニンの結晶構造と同形であった。またいずれの分子結晶においても、三中心水素結合で各分子が繁がった構造をとっていることが分かった。2。ニトロアニリン誘導体を用いる混晶の調製とそれらのSHG活性の測定:溶融-再固化法により8種類のメチル化ニトロアニリン、o-, m-, p-ニトロアニン、及びo-, m-, p-ニトロフェノール、計14化合物を用いて、混晶76種を調製し、粉末X線回析、示差熱分析、赤外分光分析による解析とSHG活性測定で分子化合物生成の有無と非線形性質を調べた。その結果、21種の混晶で分子化合物が生成していることが分かった。またSHG不活性な二物質(p-ニトロアニンと2-メチル-6-ニトロアニリン)からSHG活性な混晶が得られる場合も見られた。3。バニリン及び関連化合物を用いる混晶の調製とSHG活性の測定:バニリン、バニロニトリル、バニリン酸、イソバニリン、イソバニリン酸等を用いて混晶を調製し、分子化合物生成の有無を検討しつつある。現在、バニリン-バニロニトリル、バニリン酸-イソバニリン酸の間で分子化合物の生成が認められている。1。2。3。
Gsα蛋白遺伝子の転写調節に関する研究

Gsα蛋白遺伝子(GNAS1)の転写調節はジェネティック、エピジェネティックな機構により制御を受け、組織特異的ゲノム刷り込み現象がみられるとされている。基礎的、臨床的検討からその発現制御機構について解析した。PTHの標的組織である腎近位尿細管におけるGsα蛋白の発現は母性アリル優位であると考えられているため、GNAS1プロモーター領域にDNAメチル化異常がある偽性副甲状腺機能低下症Ib(PHP-Ib)において近位尿細管由来と考えられる尿中落下細胞でのmRNA発現をRT-PCRにより検討した。DNAメチル化の異常状態にも関わらずGsα蛋白のmRNA発現は両アリルの発現がみとめられ、Gsα蛋白の組織特異的なゲノム刷り込み現象にはGNAS1遺伝子のDNAメチル化だけでなく、高度な分化による他の因子の関与が必須であることが判明した。孤発性のPHP-Ib14例におけるDNAメチル化の詳細な検討では、GNAS1プロモーター領域(NESP55、AS、エクソン1A領域)に母性メチル化パターンの消失を認め、XLαs領域のメチル化パターンは、部位によってケースごとの違いがあった。うち8例で検討したすべての部位で母性メチル化パターンの消失を認め、このうち4例で発達遅滞などの特異的臨床症状があったため、エクソンXLの5'側および3'側の領域のCpG部位ごとのメチル化状態についてbisulfite PCRにより詳細な検討を行った。臨床症状に特異的なメチル化パターンはなく、PHP-Ibでのこの領域のCpG部位のメチル化異常はアリルとしての一貫性を喪失していることが明らかになり、XLαs領域のメチル化パターンは他の領域のDNAのエピジェネティックな異常によって二次的に生じたものであることが示唆された。表題の研究をおこなうため、Gsα蛋白遺伝子(GNAS1)の転写調節領域のDNAメチル化異常に起因すると考えられる偽性副甲状腺機能低下症Ib(PHP-Ib)において3つのプロモーター領域におけるDNAメチル化の状態、および尿細管由来細胞におけるGNAS1遺伝子の発現パターンを検討した。DNAメチル化の検討ではPHP-IbにおいてGNAS1プロモーター(NESP55およびエクソン1A領域)に異常を認め、偽性副甲状腺機能低下症Iaと臨床上類似点を示すものにおいてもDNAメチル化の異常を認めた。IaとIbの病因の区別においてこの方法が有用であることを示した。このうち、すべての領域においてDNAメチル化が父性アリルパターンであった3例のうち2例で、甲状腺刺激ホルモンの軽度上昇、診断時に精神発達遅滞および軽度の中手骨短縮を伴うことが判明し、メチル化パターンの違いが臨床像に差異をもたらしている可能性が示された。次に、変異Gsα遺伝子が母系遺伝した場合にのみ副甲状腺ホルモン(PTH)不応性をきたす事実から、PTHの標的組織である腎近位尿細管におけるGsα蛋白の発現は母系アリル優位であると考えられているため、PHP-Ib由来の尿中落下細胞(近位尿細管由来と考えられる)を用いて両アリルの発現に差があるかRT-PCRにより検討した。結果は両アリルの偏りのない発現がみとめられ、腎近位尿細管での単アリル性発現にはDNAメチル化のみならず高度な分化によるtrans-acting elementの発現を必要とすることが示唆された。表題の研究を行うため、Gsα蛋白遺伝子(GNAS1)の転写調節領域のDNAメチル化異常に起因すると考えられる偽性副甲状腺機能低下症Ib(PHP-Ib)において遺伝子の転写調節領域のエピジェネティックな異常について検討した。検討した14例すべての孤発性のPHP-Ibではメチル化感受性制限酵素によるサザン解析において、NESP55領域、AS領域、Exon1A領域に母性DNAメチル化パターンの消失を認めた。

XLαs領域のメチル化パターンは、ExonXL内の制限酵素NotI切断部位とExonXLの3'側の制限酵素AscI切断部位でケースにより異なっており、14例中の8例において両方の部位の母性メチル化パターンの消失を認めた。この8例のうち3例において発症時の精神運動発達遅滞を認めているため、ExonXLの5'側および3'側の領域をbisulfite PCR後、シークエンシングにより異常メチル化部位の詳細な検討を行ったが、精神運動発達遅滞に特異的なメチル化パターンはなかった。また、この検討でこの領域のCpG部位のメチル化は場所によってばらつきがあることが明らかになった。XLαs領域のメチル化パターンは他の領域のDNAのエピジェネティックな異常によって二次的に生じたものであることが示唆され、臨床症状に影響していないことが示された。また、優性遺伝するPHP-Ibの家系において、GNAS1遺伝子の220kb上流にあるSTX16遺伝子内の3kbの欠失を同定し、欠失のキャリアーである母にはメチル化の異常パターンは認めず、発症者でExon1A領域に限局した母性メチル化パターンの消失を認めた。Gsα蛋白の正常な発現にはExon1Aの母性メチル化パターンが必須であることが明らかになったが、このパターンの確立にはジェネティックな因子およびエピジェネティックな因子が関与していると思われる。