hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算論モデルの予言に基づく筋シナジー操作とスキル獲得法への応用

一昨年度は、計算論モデルの構築とシナジー操作実験環境の構築を同時並行的に行った。また昨年度は実験を継続し、本提案の基となったBergerらの仮想手術課題を追試した。その結果、compatible/imcompatibleという違いだけでなく、もともとの力場からどれくらい変換を受けたかの変換量のほうが学習率を定めるという結果を得た。さらに昨年度は理論面において、運動学習時には運動を生成するモーメントアームも同時に学習する運動学習モデルを構築するとともに計算機シミュレーションを行い、Bergerらの仮装手術課題の実験結果を再現するためには、筋シナジーの基底や活動だけでなくモーメントアームも学習する必要があることを示唆する結果を得た。本年度は、過去の計測実験で観測された運動学習前後の筋活動の特徴が、昨年度までに構築した運動学習モデルによって再現できるかを検証した。特に、Barradasら(2018)が行った仮装手術課題に着目し、筋肉のモーメントアームが突然大きく変わる実験条件と少しずつ段階的に変わる実験条件における筋活動の変化の特徴を再現することを試みた。その結果、前者の条件では筋活動パターンの分布が非等方性に、また後者の条件では等方性に近い分布を保つという実験結果の特徴を再現できることを確かめた。また、この結果は、Golubら(2018)がサルの電気生理実験で観測した運動野の神経活動パターンの分布の変化の特徴とも一致している。以上の研究によって、本研究で構築した筋シナジー運動制御仮説に基づいた運動学習モデルで表される情報処理が、運動学習中の脳内で行われている可能性を示唆することができたと考えられる。従来研究では実験データからのシナジー抽出に留まっていたのに対し、本研究ではシナジー運動制御仮説に基づきシナジーを操作することで「脳がシナジーを用いて身体運動を表現し制御する」ことを検証する。初年度は計算論モデルの構築とシナジー操作実験環境の構築を同時並行的に行う。実験面では、実験環境の構築を行い、本提案の基となったBergerらの仮想手術課題を追試した。そこでは仮想現実下で筋の様々な付け替えを行い、被験者がその付け替えをどのように学習するかで、シナジー仮説を検証する。シナジー基底で学習可能な力場を課すcompatible条件と学習不可能な力場を課すincompatible条件での実験を行い、先行研究と同様の結果を得ることができた。一方、理論面では先行研究では明確にされていない問題点が明らかになった。仮想的に筋を付け替えることで、それらの筋の作用を記述するモーメントアームも変更を受ける。数値シミュレーションでは仮想手術前と後のモーメントアームのどちらを用いるかで、被験者が新しい筋の配置を学習できるかどうかが決まることが分かった。仮想手術前のモーメントアームの値を用いるとどちらの条件でも学習できないこと、手術後のモーメントアームを用いるとどちらの条件でも学習できることが示された。これは脳が特定の筋活動の組み合わせを用いるとするシナジー仮説だけでは説明できず、そのモーメントアームも学習しないといけないことを示している。これはいままでのシナジー研究で見過ごされてきた問題点であり、本研究で初めて明確にされた点である。上記にまとめたように、実験環境の構築・動作確認・先行研究の追試と順調に進んでいる。また、理論面でも数値シミュレーションを通して今までのシナジー仮説で明確に議論されていなかった問題点を抽出し、脳の身体制御メカニズムに関する洞察を得ることができた。実験面では、シナジー操作実験を行うために、筋電計測装置や力計測センサを用いた実験システムを東京工業大学の川瀬利弘・特任助教の協力のもとに構築した。実験システムの動作確認と先行研究の追試のために、Berger et al. (2013)と同様の条件の仮想手術課題実験を行い、Berger et al. (2013)と同様、compatible条件では適切な筋活動が獲得でき、incompatible条件では適切な筋活動が獲得できないことが確かめられた。一方、理論面では、筋シナジー獲得の脳内メカニズムに関する計算論的モデルを検証するため、運動誤差を基にしたいくつかの筋活動調節アルゴリズムを用いて仮想手術課題を計算機上でシミュレーションした。その結果、各筋肉が発揮する力の方向(筋肉のモーメントアーム)として、手術前の情報を用いて学習を行った場合ではcompatible条件においても適切な筋活動が獲得できないこと、手術後の情報を用いて学習を行った場合ではcompatibleとincompatible条件ともに適切な筋活動が獲得できてしまうことが確かめられた。これらの結果は、Berger et al. (2013)のシナジー仮説と相容れないものであり、運動誤差を基にした筋活動調節アルゴリズムが脳内で行われていると仮定した場合には、運動誤差を筋肉の活動誤差に変換するために用いられる筋肉のモーメントアームの情報として、手術前後の実際のものが用いられているわけではないことが示唆される。一方、筋活動だけでなく、筋肉のモーメントアームもタスクを実行中に獲得する学習アルゴリズムを用いたシミュレーションを行った結果、incompatible条件において、適切なモーメントアームを獲得することが難しいこと、それに関連して適切な筋活動の獲得が難しいことが確かめられた。初年度は計算論モデルの構築とシナジー操作実験環境の構築を同時並行的に行った。

本年度は実験を継続し、本提案の基となったBergerらの仮想手術課題を追試した。先行研究ではシナジー基底で学習可能な力場を課すcompatible条件と学習不可能な力場を課すincompatible条件での実験を行い、前者に比べて後者の学習率が小さいことを報告している。一方、我々の追試ではcompatible/incompatibleという違いよりも、もともとの力場からどれくらい変換を受けたかの変換量のほうが学習率を定めるという予備的結果を得た。これはシナジー仮説だけでは説明できない要素があることを示している。理論面では、昨年明らかになった先行研究の問題点である、モーメントアームの学習に関して深く掘り下げた。シナジーの先行研究では運動の基底であるシナジーに着目してきたが、運動学習時には運動を生成するモーメントアームも学習しなくてはならない。これは身体の状態に関する脳のモデルであり、内部順モデルと考えてよい。脳が内部順モデルとシナジー基底をどのように同時に学習できるかに関して、数理的および数値的に解析し、学習可能または不可能な条件に分類することができた。これは上記に述べた我々の実験で見出されたシナジー仮説だけでは説明できない要素と考えられる。この結果はシナジーの先行研究では議論されていなかった点であり、本研究により初めて明確にされた点である。次年度はこの理論的予言を実験的に検証することを予定している。上記にまとめたように、実験での問題提起および理論による実験結果の再現と、実験・理論の両面で順調に進んでいる。実験面では、昨年度構築した筋電計測装置や力計測センサを用いた実験システムを用いて、シナジー操作実験を引き続き行った。昨年度はBerger et al. (2013)の仮想手術課題の追試実験に成功することができた。一方、今年度行った実験では、先行研究で調べられていない筋活動から力生成の変換を検証したところ、シナジー仮説だけでは説明できない結果を得た。シナジー仮説が正しければ、compatible条件では学習できるが、incompatible条件では学習できないはずである。しかし本年度得られた結果は、シナジーの部分空間であるかどうかだけではなく、変換の大きさ自体も学習可能かどうかを決める要因であることを示唆している。この実験結果を説明するため、理論面からどのような条件であれば学習可能かどうかを検証した。昨年度調べた筋肉のモーメントアームの影響を数値シミュレーションで詳しく調べ、モーメントアームの学習なしでは仮想手術課題の学習ができないことを見出した。モーメントアームの学習は、筋活動から力生成の順モデルの学習といえる。したがって、仮想手術課題の学習にはシナジー仮説だけでは不十分で、力がどのように生成されるかの順モデルの獲得も同時に行われなくてはならない。また、incompatible条件に関しては、もともとの力場からの変換量によって、順モデルの学習の可否が分かれることが、数値シミュレーションによって確かめられた。
腹腔内樹状細胞のサブセットに注目した、子宮内膜症の病因解明と治療戦略への応用

本研究においては、腹腔内の樹状細胞のサブセットに注目して、子宮内膜症の病因を解明する研究を行った。以前の研究で、子宮卵管造影に用いる油性造影剤が、子宮内膜症モデルマウスの子宮内膜症病変の形成を抑制することが分かっていた。また、油性造影剤がヒト腹腔内の樹状細胞の成熟化を誘導することも分かっていた。そのため、本研究では、油性造影剤が樹状細胞に与える影響について研究を行った。以前、子宮内膜症患者の腹腔内の樹状細胞の貪食能が高いことを報告しているため、まず油性造影剤が樹状細胞の貪食能に与える影響について研究を行った。その結果、油性造影剤と培養したヒト単球由来の樹状細胞は、死細胞の貪食能が低下することが分かった。次に、油性造影剤と培養した樹状細胞の、RNA発現をRNAアレイにて網羅的に解析を行った。その結果、IL10やIL1bRなどの抗炎症作用を持つサイトカインRNAが、コントロールに比べて発現増加しているという結果が得られた。またFunctional analysisにおいても、油性造影剤と培養した樹状細胞には抗炎症作用があると考えられた。これらの結果から、油性造影剤は腹腔内の樹状細胞に抗炎症的な作用を誘導することが考えられた。また、子宮内膜症の発症に重要と考える逆流子宮内膜と樹状細胞の相互作用もブロックしていると考えられた。そのため、油性造影剤などの物質で腹腔内の樹状細胞の機能を変化させることで、子宮内膜症の治療につながるのではないかと考えらえた。
高分子安定化技術のハイブリッド配向液晶素子への適用とスマートガラスの創製

液晶・高分子複合系において,バルク中の液晶配向を制御する“高分子安定化技術"をハイブリッド配向液晶素子に適用することで,透明状態と,光散乱状態を電圧によって切り替えられ,さらには光散乱強度の入射角依存性が発現する“スマートガラス"の機能を発現させることができた。すなわち,電圧無印加時には透明なガラス窓状態を示し,電圧印加時にはある角度からの斜め入射光は強く散乱し,それとは反対側の方向からの入射光は高い透過率を示す。p型液晶とn型液晶では,光透過及び散乱を示す入射方向が反対となることを明らかにした。さらには2周波駆動液晶によって周波数でブラインドの角度調整と同様な機能を発現できた。高分子安定化液晶素子の作製:種々のp型液晶と反応性メソゲンを混合し,ホモジニアス配向の高分子安定化液晶素子を作製し,その電気光学特性を明らかにした。その結果,通常は誘電異方性が大きな液晶材料を用いることで低電圧駆動が実現できるのだが,その構想は本素子には適用できないことが明らかとなった。さらに,誘電異方性が小さくても液晶メソゲン基内にトランブリッジを有する液晶を用いることで,5V前後の低電圧駆動が可能となることを明らかにした。n型液晶においても同様の傾向があることがわかった。高分子分散構造(モフォロジー)観察: SEMによる高分子モフォロジーの観察を行った。その結果,トランブリッジを有する液晶を用いることで,米粒状の高分子粒が連なった特徴的なネットワーク(フィブリル)構造ができることを明らかにした。ハイブリッド配向素子の作製と特性測定:トラン系は300nm台に吸収を有する液晶であり,ハイブリッド配向液晶素子においては,ホモジニアス配向とホメオトロピック配向では反応性メソゲン重合に要するUV光(365nm)において,吸収の差が生じる。吸収係数をA// =3000,A⊥=400 cm-1 (365 nm)と見積もり,素子へのUV光の進入長を計算すると,10μmの素子において,ホモジニアス配向側からでは3.7μm,ホメオトロピック配向側からでは7.6μmとなった。このようなUV光の進入長の違いにより,ホモジニアス配向とホメオトロピック配向側からUVを照射して作製した素子において,誘電率・電圧特性,光散乱・電圧特性に差が生じることを確認した。入射角依存性測定:入射角に対する透過率特性が非対称となることを確認し,スマートガラスへの応用の可能性を明らかにできた。高分子安定化液晶素子の作製:低電圧駆動が可能となる液晶材料の選定ができ,ホモジニアス配向の素子において5V前後の低電圧駆動化を実現できた。高分子分散構造(モフォロジー)観察:低電圧駆動とモフォロジーの関係を明らかにすることができた。粒状のフィブリル構造を示す素子では低電圧駆動,表面が滑らかなネットワーク構造を示す素子は高電圧駆動となる傾向を示すことを明らかにした。ハイブリッド配向素子の作製と特性測定:反応性メソゲン重合に要するUV光(365nm)において吸収を持つ液晶において,UV光の進入長の違いを算出した。そこから予想されるとおり,電圧印加による液晶分子の再配向の違いが生じることを,誘電率変化と透過光変化の特性において確認することができた。H28年度は,p型液晶に加えn型液晶を用いた高分子安定化液晶素子を作製した。365nmに吸収のない液晶を用いた場合,p型およびn型液晶いずれにおいても,ホモジニアス配向側基板またはホメオトロピック配向側基板からUV光照射を行っても,その電気光学特性に差が生じないことを確認した。しかし,365nmに吸収のある液晶を用いた場合,p型液晶を用いた素子では,ホモジニアス配向側基板からUV光を照射して作製した素子のほうが,ホメオトロピック配向側からUV光照射した素子よりも,駆動電圧が高くなること,また光散乱が強くなること,を明らかにした。これは,H27年度のUV光侵入長の計算から推測されるように,相分離した高分子の偏析が原因であると考えられる。SEM写真からもUV光照射基板側での高分子の偏析が確認できた。n型液晶を用いた場合でも,UV光照射基板側の配向状態の違いによる電気光学特性への影響が確認できた。しかし,p型液晶の結果から推測すると,ホメオトロピック配向側基板からUV光を照射して作製した素子のほうが,ホモジニアス配向側からUV光照射した素子よりも,駆動電圧が高くなると予想されたが,結果はp型液晶素子と同様の傾向を示した。液晶の吸収係数が増加する313nmの光源を用いて行っても,同じ傾向が得られた。このことは,ハイブリッド配向の高分子安定化液晶素子作製の条件として,液晶のUV吸収に加え,液晶および反応性メソゲンの配向膜に対する濡れ性の大小関係を考慮する必要性があることを示唆するものである。n型液晶を用いたハイブリッド配向の高分子安定化液晶素子においても,入射角に対する透過率特性が非対称となることを確認した。さらにp型液晶を用いたときと透過率が最大となる入射角は,その符号が反対となることを明らかにした。

当初の計画であるp型液晶を用いたハイブリッド配向高分子安定化液晶素子において,研究が順調に推移したのにくわえ,n型液晶を用いた素子においても研究がすすみ,p型液晶を用いた場合との相違点を明らかにすることができた。特に,p型液晶の結果から推測されるものとは異なる結果が得られたことは,素子作製に新たに「配向膜界面における液晶と反応性メソゲンの濡れ性」という検討項目が増えたことを示す重要なものであると考える。液晶のUV光吸収と高分子相分離の偏析,およびそれが電気光学特性に及び素影響等が明らかになったことから,ホモジニアス配向の高分子安定化液晶の低電圧駆動化技術を示すことができた。すなわち,液晶の313nmにおけるUV吸収係数が異なる2つの液晶混合することによって,液晶素子の厚み方向におけるUV光強度プロファイルを制御した。これにより, UV光照射基板で高分子リッチに,UV光出射側で高分子プアな領域とすることで,異なる大きさの液晶ドメインを出現させた。大小液晶ドメイン間の液晶再配向駆動電圧の違いにより,液晶ドメイン間で光散乱が効率的に生じることで,液晶・高分子間で生じる光散乱よりも低電圧で光散乱を生じさせることに成功した。入射角に対する透過率特性が非対称となることを確認し,スマートガラスへの応用の可能性を明らかにできた。n型液晶を用いたハイブリッド配向の高分子安定化液晶素子において,p型液晶を用いたときと透過率が最大となる入射角は,その符号が反対となることを明らかにした。このことは,2周波駆動液晶を用いることにより,ブラインド効果を周波数を変えることによって,その角度依存性を反転できるスマートガラスへの応用に発展できること示す結果である。n型液晶に関する進展と興味深い結果が得られたことで,積分球を用いた後方散乱に関する性能評価は行うことができなかった。液晶・高分子複合系において,バルク中の液晶配向を制御する“高分子安定化技術"がある。この技術を異なる配向基板を組み合わせたハイブリッド配向液晶素子に適用することで,透明状態と,光散乱状態を電圧によって切り替えられ,さらには光散乱強度の入射角依存性が発現する“スマートガラス"の機能を発現させることができた。すなわち,電圧無印加時には,どの方向から見ても透明はガラス窓状態を示す。電圧印加時には,ある角度からの斜め入射光は強く散乱し,それとは反対側の方向からの入射光は高い透過率を示す,というものである。種々の液晶・高分子材料の組み合わせ,高分子の分散構造制御により,この非対称な光散乱特性とそのメカニズムを明らかにした。高分子材料には,重合前の低分子状態では液晶と同じ棒状分子で光学異方性を有するもの(反応性メソゲン)を用いた。P型液晶を用いた素子に電圧を印加した時,素子中央での光学軸の傾きと同じ方向からの斜め入射に対して透明,それと反対方向からは散乱状態となる。N型液晶を用いた場合は,角度依存性がp型液晶とは反転していることを明らかにし,さらには2周波駆動液晶によって周波数でブラインドの角度調整と同様な機能を発現できた。本素子の作成過程では,液晶中に溶解している反応性メソゲンを紫外線によって光重合させている。ここで,液晶のUV吸収係数は,光学軸に対して垂直と水平では異なるため,UV照射側の基板における液晶の配向状態が垂直か平行かで,素子内における紫外線強度分布が異なる。
宿主細胞の違いによるオリエンチア・ツツガムシの遺伝子発現パターンの変化

これまでに、(1)IV型分泌装置構成蛋白質とそのエフェクター候補蛋白質をコードする遺伝子群から37遺伝子、(2)各代謝経路・生体内プロセスに関わる必須遺伝子群から76遺伝子、(3)宿主との相互作用に関与する可能性が高い遺伝子群から10遺伝子等、計153遺伝子を選択し、TaqManプローブとプライマーセットの設計と合成を完了した。さらに、マウスL929細胞と蚊AeAl2細胞を宿主細胞に用いたオリエンチアの培養系を確立し、この系を用いて培養した感染細胞を経時的に回収、RNA抽出と逆転写反応によるcDNAの合成、これを鋳型としたリアルタイムRT-PCRによる遺伝子発現解析系をdnaA・gyrA・gyrB・glyA・rpoD等のハウスキーピング遺伝子を用いて最適化した。遺伝子発現量を標準化するための内部コントロール遺伝子としては16SrRNAを用いている。現在、マウスL細胞を用いて各オリエンチア遺伝子発現量を順次解析しているが、発現量の極めて少ない遺伝子を除き安定した発現パターン解析結果を取得しており、信頼できる発現解析系が確立できたと考えている。問題として残っているのはRNAの回収方法によって生じる遺伝子発現パターンの差異である。簡易精製したオリエンチアから抽出したRNAを用いても、簡易精製を行わずオリエンチアの感染を受けている宿主細胞ごと抽出を行ったRNAを用いても、理論的には内部コントロール遺伝子を用いて標準化した遺伝子発現パターンには差が生じないはずだが、両者を比較してみると無視できない違いが認められる。宿主細胞ごと抽出を行ったRNAを用いた解析結果の方が自然な発現パターンを示していると考えられるが、他菌種においては簡易精製を行った後に発現パターン解析を行うのが一般的になっており、どちらを選択するべきか難しい状況になっている。リアルタイム定量RT-PCR法を用いて昆虫由来細胞と哺乳動物由来細胞内におけるオリエンチア遺伝子の発現パターンを解析し、ダニ細胞中における共生や、哺乳動物に対する病原性の発揮に関わっている遺伝子の検索を行うのが本研究の目的である。本年度はマウスL細胞(繊維芽細胞由来)を用いて、培養条件の検討とリアルタイムRT-PCR法による定量系の確立を目指した実験を行った。オリエンチアの増殖速度は用いる培養細胞の増殖の程度に大きく依存することが明らかとなったため、より継代数の少ないL細胞を取得後、培養条件の再検討を行った。現在、培養至適条件を確立し、MOIを10.1の間で振りながらmRNAの取得を行っている。なおオリエンチア菌体を培養液中に90分以上静置すると感染性が著しく低下する事実が明らかとなり、菌体数を計測する間の感染効率の低下にどう対処するか、検討中である。オリエンチア属細菌と近縁菌種であるリケッチア属細菌との詳細なゲノム比較から、発現解析を行う86遺伝子を選択し、TaqMan probeを作製した。その中から、確実に発現していると考えられるDnaA遺伝子等を取り上げ、核酸の調整・検出・定量化の各条件を最適化している。定量化の為のコントロールにはオリエンチアの16S rRNA遺伝子を用いているが、オリエンチア接種時のMOIの制御を、もう少し高い精度で行う必要があることが明らかとなっている。定量RT-PCR法が本菌においても良好に機能することが確認できたため、IV型分泌装置のエフェクター蛋白質をコードする遺伝子や、Pickettsiaceae科細菌の中でオリエンチアが特異的に有する遺伝子を中心に新たに50遺伝子についてprobeを追加作製した。今後、昆虫由来細胞におけるオリエンチア培養至適条件を確立した後、これらのprobeを用いた発現比較解析を行っていく予定である。
げっ歯における腎症候性出血熱ウィルスの伝播機序に関する研究

腎症候性出血熱(HFRS)ウィルスの流行巣で捕獲されたげっ歯類についてウィルス学的検索と疫学的調査を実施するとともにラットを用いて本ウィルスの伝播機序の解明を試みた。1.流行巣のドブネズミにおいて抗体陽性例と抗原保有例はともに成熟個体に多く、またウィルスは抗体価の高い個体からのみ分離された。2.流行巣周辺で捕獲されたエゾヤチネズミ、エゾアカネズミとヒメネズミから抗体保有例が発見され、野生げっ歯類へ伝播が証明された。3.1983年以降同一流行巣のドブネズミから分離されたウィルス株間で弱い抗原変異(Antigenic drift)が認められた。4.哺乳ラットにラット由来SR-11株を接種したところ、運動失調、後肢麻痺、痙攣を起こして死亡したが、上磯町流行巣のドブネズミ由来株は弱毒性発症は認められなかった。5.妊娠20日目の免疫ラットの胎児で抗体が検出された。また免疫ラットから哺乳された新生児ラットでは生後23週目まで抗体価が上昇した後次第に減少し、約8週目で陰転した。さらにウィルスの攻撃接種では抗体価8倍未満でも感染を防御し、母子免疫の成立が認められた。6.HFRSウィルスの外被蛋白(G1,G2)の抗原領域は単クロ-ン性抗体で9つに区別され、両蛋白がウィルス中和に関与することが判明した。7.マクロファ-ジを用いてHFRSウィルスの感染価を測定したところ、抗体の添加で顕著な感染価の増強が認められた。この感染増強現象は抗外被蛋白抗体で発現し、抗核蛋白抗体では認められなかった。8.メズミトゲダニ(Laelaps eclsidninus)にHFRSウィルスを経口的に摂取させ、1週間飼育した後にこのトゲダニのプ-ル乳剤をラットに接種したところ、抗体陽性例が高率に検出され、トゲダニでの本ウィルスの増殖が示唆された。腎症候性出血熱ウイルスの流行巣で捕獲されたげつ歯類について血清疫学的調査と臓器内抗原検索を実施し,自然界における本ウイルスの伝播機序を検討するとともに,各種国内分離株の病原性を比較した.1.北海道上磯町のゴミ処理場のHFRS流行巣のドブネズミのおける血清疫学的調査では,抗体陽性例は主に5ヶ月齢以上の成熟個体に限られ,また肺組織での抗原検出はIFA抗体価512倍以上のものが最も多かった.さらに抗体と抗原の共有例も加齢とともに増加し,持続感染の成立が示唆された.2.流行巣周辺で捕獲された野ネズミのうちエゾヤチネズミとエゾアカネズミから抗体陽性例が1匹ずつ検出され,本道の野生げつ歯類への本ウイルスの自然伝播と汚染の拡大が示唆された.3.ラット由来SRー11株と上磯町ドブネズミ由来K1ー262株について新生仔ラットの腹腔内接種法により両株の病原性を比較した. SRー11株感染ラットは運動失調,後肢麻痺,痙攣などを示して約20日目で死亡した.しかし, 10週齢以上のラットは無症状で耐過した.また,K1ー262株では新生仔でも不顕性感染を示すのみで発症例は認められなかった.4.娠娠20日目の免疫ラットの胎仔から抗体が検出された.

また,免疫ラットから授乳された新生仔ではIFA抗体価は生後23週目までに約2048倍に達した後次第に低下し,約8週目に〓転した.さらにウイルスの攻撃接種に対してラットは抗体価8倍でも感染施抑を示し,母子免疫の成立が認められた.5.SRー11株とK1ー262株について限外稀注釈法とフォーカス形成法を組合せてウイルス純化法を確立し,VeroーE6細胞における各純化株の増殖性を比較した. SRー11株由来化株の感染価はいずれも原株より著しく高く,CPEも示した.しかしK1ー262株由来純化株の感染価は原株と同様に低く,CPEを示さなかった.北海道上磯町で発見されたドブネズミにおける腎症候性出血熱(HFRS)の流行巣で定期的にドブネズミを捕獲し、ウィルス学的ならびに血清疫学的調査を実施するとともにラットを用いて実験的にHFRSウィルスの伝播機序を検討した。1.1983年から1988年までに上磯町のごみ処理場で合計236匹のドブネズミを捕獲した。これらにおいて抗体陽性例は5ケ月齢以上の成獣に多く、また肺組織での抗原検索で抗原は抗体陽性例からのみ検出された。さらに抗体価の高い成獣の肺から7株のHFRS関連ウィルスが分離された。2.この流行巣のドブネズミ由来KI-262株は札幌医大ラット由来SR-11株と同じくラット属型の抗原性を示した。しかしSR-11株は哺乳ラットに致死的なのに対してKI-262株は起病性がなく弱毒型であった。3.ラットに坑血清を投与して受身交差感染防禦試験を行ったところ、KI-262株ではラット属型株と同様の防禦効果が得られたが、ラット型株とアポデムス型株の間にも弱い交差防禦結果が認められた。4.本流行巣のドブネズミ由来株の抗原性を単クローン性抗体を用いて中和試験法により検討したところ1984年と1988年の分離株の間で抗原変異(Antigenicdrift)が認められた。5.Hantaan 76-118株の表面蛋白(G1とG2)に対する24種類の単クローン性抗体を用いて表面蛋白の抗原性を調べ、9つの抗原領域を区別した。さらにウィルス中和と赤血球凝集にG1とG2両蛋白の関与が認められた。6.流行巣のドブネズミの外部寄生虫を分類し、さらにトゲダニ類の乳剤を哺乳ラットに接種したところネズミトゲダニ(Laelaps echidninus)接種ラットで抗体陽性例が検出された。そこでHFRSウィルスのベクターとしてのトゲダニの役割を調べるためにネズミトゲダニの人工吸血法を開発し、HFRSウィルスの安全な人工吸血感染実験法を確立した。腎症侯性出血熱(HFRS)ウィルスの流行巣で捕獲されたげっ歯類についてウィルス学的ならびに疫学的調査を実施するとともにラットを用いて実験的にHFRSウィルスの伝播機序を検討した。1.流行巣のドブネズミにおいて抗体陽性例は成熟個体に多く、また抗体価の高い個体からのみウィルスが分離され、抗体存在下での持続感染の成立が推測された。2.1983年から1989年までに同一流行巣のドブネズミから分離されたHFRSウィルスでは抗血清と単クロ-ン性抗体による抗原解析によって、分離年次とともに僅かずつ抗原性の変化(Antigenic drift)が認められた。3.HFRSウィルスの外被糖蛋白(G1とG2)の抗原性を解析したところ、抗原領域が9つに区分され、またG1とG2の両蛋白ウィルス中和とHIに反応に関与することが明らかとなった。4.糖蛋白に対する単クロ-ン性抗体で受身免疫された哺乳マウスにホモ株の攻撃接種を行ったところ、中和能のない抗体を投与されたマウスで感染から発症あるいは死亡までの日数の短縮が認められ、抗体存在下での早期死亡現象が発見された。5.マクロファ-ジ株化細胞を用いてHFRSウイルスの感染価を測定したところ、免疫血清の添加によって顕著な感染増強作用が認められた。
未踏温度レベルにおける空気予熱燃焼の機構解明とそれを利用したNOx排出量の低減法

NOx生成量に対する空気温度の影響はしばしば研究されてきたが,その温度上昇範囲はせいぜい500°C程度で,それ以上の温度上昇の影響については未知であった.最近開発されたハイサイクル切換バ-ナを備えた加熱炉では8001000°Cの空気予熱が行われており,その場合に従来の知見よりはるかに低いNOxレベルが観測されている.このような高温空気予熱燃焼では,火炎構造や燃焼機構が既存の知見からは説明がつかないことが予想され,本研究ではこれらの点を明らかにすることを目的とした.1)交互切り換え式バ-ナと蓄熱器を2組組み合わせることにより,空気流の温度を1000°C上昇できる実験装置を製作した.この装置を用いて発生した高温空気流に窒素ガスを混合することにより,空気流の温度と酸素濃度を独立に変化させ,NOx排出量に対する温度と酸素濃度の影響を明らかにした.2)燃焼室内へ供給する燃料の噴射位置を変え,燃料噴流の混合と燃焼過程を高速度ビデオカメラを用いて観察したところ,拡散火炎が形成される場合には,高温のため通常の拡散火炎よりはるかに高輝度となり,この場合のNOx排出量は高濃度となる.しかし混合される燃料が広い範囲に分散する場合には,輝度の低いぼやけた反応領域が形成され,この場合NOx排出量は著しく減少する.3)反応動力学計算を用いてNOx排出量の予測を行い,予熱温度,既熱ガスによる希釈効果などの影響を調べた結果,単純に空気温度が上昇した燃焼では,NOx排出量は指数関数的に増加してしまう.しかし,既熱ガスの混入や窒素の混入による酸素濃度の低下は,同時に燃焼温度の低下も伴うので,NOx排出量の低減に著しく効果を示す.さらに,混入する既熱ガス中に高濃度のNOxが含まれる場合には,その分解反応が生じることが明らかになった.NOx生成量に対する空気温度の影響はしばしば研究されてきたが,その温度上昇範囲はせいぜい500°C程度で,それ以上の温度上昇の影響については未知であった.最近開発されたハイサイクル切換バ-ナを備えた加熱炉では8001000°Cの空気予熱が行われており,その場合に従来の知見よりはるかに低いNOxレベルが観測されている.このような高温空気予熱燃焼では,火炎構造や燃焼機構が既存の知見からは説明がつかないことが予想され,本研究ではこれらの点を明らかにすることを目的とした.1)交互切り換え式バ-ナと蓄熱器を2組組み合わせることにより,空気流の温度を1000°C上昇できる実験装置を製作した.この装置を用いて発生した高温空気流に窒素ガスを混合することにより,空気流の温度と酸素濃度を独立に変化させ,NOx排出量に対する温度と酸素濃度の影響を明らかにした.2)燃焼室内へ供給する燃料の噴射位置を変え,燃料噴流の混合と燃焼過程を高速度ビデオカメラを用いて観察したところ,拡散火炎が形成される場合には,高温のため通常の拡散火炎よりはるかに高輝度となり,この場合のNOx排出量は高濃度となる.しかし混合される燃料が広い範囲に分散する場合には,輝度の低いぼやけた反応領域が形成され,この場合NOx排出量は著しく減少する.3)反応動力学計算を用いてNOx排出量の予測を行い,予熱温度,既熱ガスによる希釈効果などの影響を調べた結果,単純に空気温度が上昇した燃焼では,NOx排出量は指数関数的に増加してしまう.しかし,既熱ガスの混入や窒素の混入による酸素濃度の低下は,同時に燃焼温度の低下も伴うので,NOx排出量の低減に著しく効果を示す.さらに,混入する既熱ガス中に高濃度のNOxが含まれる場合には,その分解反応が生じることが明らかになった.
工業高校の特許創造教育に利用可能な特許明細書作成支援ソフトウェアの開発

教員養成段階における技術・家庭科技術分野の授業でものづくり教育に取り入れて行う特許学習を支援するシステム(特許学習支援システム)の開発を試みた。システムは,特許学習支援プログラム,発明説明書作成支援プログラム,IPDL学習支援プログラム,明細書読解支援プログラム,特許診断プログラム,特許出願学習支援プログラム,明細書作成支援プログラム,専門用語辞書プログラムからなる。また,開発した特許学習支援システムの評価を大阪教育大学附属池田中学校の技術・家庭科の技術分野に基礎をおく選択授業を利用して行った。その結果,各支援プログラムとも「学習しやすい」以上の評価を得ることができ,概ね生徒の学習を支援できていることが確認できた。ところで,中高校生に適した創造支援法を提案するために,中学生が創造する際に難しいと感じる点を明確にした。具体的には,(1)付加価値が与える効果を考え出すことができない,(2)創造体験の少ない生徒にとって創造のプロセスは複雑である,という2点であった。そこで研究では,(1)に対しては効果ワードを導入・作成すること,(2)創造のプロセスを可視化すること,(3)更に創造のプロセスのそれぞれの段階でどのようなことを行うべきなのか解説すること,の3つの支援を含んだ創造支援プログラムをVisual BASICを利用して作成した。以上の研究により,特許創造教育に利用可能な支援ソフトウェアはほぼ利用可能な状態で提案できたと考える。本研究の目的は,(1)工業高等学校の生徒が使用できること,(2)ソフトウェアを使用することによって特許制度について学ぶことができること,という2つの特長を有する,工業高等学校の課題研究で行われる特許創造教育に利用可能な特許明細書作成支援ソフトウェアを開発することである。本年度は,(1)課題研究に参加して得られた知見を整理してソフトウェアに必要な内容・機能を確定すること,(2)既存のソフトウェアの問題点や特長を調査すること,(3)特許明細書作成支援ソフトウェアを作成すること,の3つを計画し実施した。研究の結果,特許明細書作成支援ソフトウェアを「特許教育を支援するシステム(以下,特許教育支援システムと称す)」の一部として位置付けた方がより効果的であることが分かり,特許教育支援システムに含めるべき支援の機能・内容を(1)特許権や特許制度を理解するのに必要な基礎的な知識の学習を支援する「特許基礎学習支援」,(2)自分の創造したアイデアをまとめて文章化することを支援する「発明説明書作成支援」,(3)先行技術調査に必要な特許電子図書館の検索技術の学習を支援する「IPDL学習支援」,(4)明細書から必要な情報を読み取ることを支援する「明細書読解支援」,(5)自らの発明と先行技術を新規性・進歩性について比較し,特許権取得の可能性の判断を支援する「特許診断支援」,(6)出願書類とその書き方についての学習を支援する「明細書学習支援」,(7)明細書の作成を支援する「明細書作成支援」,(8)難解の用語を理解することを支援する「専門用語辞典」の8つとした。そして,それら8つの支援機能をVisual Basicで作成して「特許教育支援システム」と名付け,大阪教育大学の附属池田中学校の教科間選択授業「特許取得のための知識と実践の習得」の中で使用してその評価を行った。平成18年度は,平成17年度の評価の結果を整理して,それぞれの支援機能を見直すとともに,工業高等学校の課題研究に参加して,「明細書作成支援」機能の高度化を検討する。平成18年度は,平成17年度に作成した特許教育支援システムを,知的財産教育に興味を持っている二人の工科高校の教員(三浦靖弘藤井寺工科高校教諭,森栗晃史布施工科高校教諭)に教育的見地から評価してもらった。代表的なの評価・意見を以下に示す。・三浦教諭:テキストは細々と書かれてありかつ索引が少ないので,以前に学習したことで不明なことがあれば,前に戻って発見することが困難となる。ところが本システムでは,メニュー画面に戻ることで容易に以前の項目にたどりつくことができ,理解を深める上で大変効果的である。・森栗教諭:表現に関しては,生徒にとって難しい表現を簡略化した文章で説明する前に,図や表を用いて目でイメージさせることの方がよいのではないかと思う。そのため,数多く図や表を取り入れ図と文章を一体化させた学習をさせた方が好ましいようにと考える。

全体を通して,生徒に学習させる場合,難しい語句が多いため,漢字だけで躓いてしまうように思う。そのため,説明は仮名を打つようにして欲しい。二人の工科高校の教員に加えて,日本弁理士会近畿支部弁理士制度普及委員会委員でもある小林正樹弁理士にお願いして,専門的な視点から特許教育支援システムを評価してもらった。小林正樹弁理士からは,特許教育支援システムの中で使用されている専門用語について,いくつか適当でない使い方や表現を指摘された。平成19年度は,特許教育システムの中で未完成であった「創造支援」に着手し,特許創造学習支援システムの完成を目指す。平成19年度は,改称した「特許創造学習支援システム」の「創造支援」の部分の完成を目指して研究を行った。研究では先ず,「生徒が『創造』という作業を行う上でどのようなことを難しいと感じるか」を調べる目的で生徒の創造体験の様子を観察した。観察したのは大阪府内の私立中学校の技術科の授業である。その授業は感性価値を含んだ優れたものづくりを創造することを目的とした授業で,第1次:身の回りにある工夫されたものづくりを知る,第2次:優れたものづくり選集による鑑賞教育,第3次:付加価値を付与する対象物の決定と具体化,第4次:付加価値ワードを使い,付加価値を考える,第5次:複数の付加価値を組み合わせる。第6次:作り手と使い手による"共創",第7次:考えた付加価値を明確にする,の全9コマからなる。観察の結果,生徒が難しく感じていた点は,(1)付加価値が与える効果を考え出すことができない,(2)創造体験の少ない生徒にとって創造のプロセスは複雑である,という2点であった。そこで,(1)に対しては効果ワードを導入・作成すること,(2)創造のプロセスを可視化すること,(3)更に創造のプロセスのそれぞれの段階でどのようなことを行うべきなのか解説すること,の3つの支援を含んだ創造支援プログラムをVisualBASICを利用して作成した。今後は本研究で作成した創造支援プログラムを利用してその評価を行いたい。
ミトコンドリア生体分子の化学修飾に着目した水素の抗炎症作用メカニズムの解明

ミトコンドリアなどの細胞内小器官に存在する生体分子の化学修飾に着目し,水素の抗炎症作用メカニズムの解明を目的に研究を行った。その結果,水素による抗炎症メカニズムにおいて,細胞内小器官であるミトコンドリアの関与に加え,細胞膜成分である不飽和脂肪酸を含むリン脂質のフリーラジカル連鎖反応の関与も示唆された。特に,炎症性サイトカインの遺伝子発現や細胞死の誘導が,不飽和脂肪酸の酸化産物によって制御されることが示唆された。分子状水素(H2)は細胞内のヒドロキシルラジカルを消去し、酸化ストレスから細胞を保護する新しい概念の抗酸化物質である。H2は炎症が関与する様々な疾患モデル動物において病態を改善する効果があり、既に臨床試験でも有用性が示されている。しかしながら、H2の抗炎症作用の分子メカニズムについては未解明な部分が多く、その詳細解明が必要とされている。本研究では、ミトコンドリアや細胞膜などの生体分子に着目して、H2の抗炎症作用メカニズムを明らかにすることを目的とする。まず、フリーラジカルを誘導するtert-butyl hydroperoxide (TBHP)や2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride (AAPH)で培養細胞を処理して、細胞に酸化ストレスを誘導し、それに対するH2の影響を確かめた。その結果、TBHPやAAPHによって引き起こされる細胞死や脂質過酸化をH2が抑制することが明らかとなった。また、H2は、TBHPによって引き起こされるミトコンドリア膜電位の低下を抑制した。さらに、AAPH処理によって誘導される炎症に関与するシグナル伝達や遺伝子発現を、H2が抑制する結果が得られた。これらの結果より、H2はフリーラジカル依存的な脂質過酸化反応に影響を及ぼし、炎症に関与するシグナル経路と遺伝子発現を制御していることが示唆された。初年度は、フリーラジカルによって引き起こされる脂質過酸化に注目して研究を行った。その結果、H2が生体膜の脂質過酸化反応に介入し、炎症に関与するシグナル伝達や遺伝子発現を制御することが示唆された。このようにH2の作用メカニズムの一端が明らかになったことから、研究はおおむね順調に進展していると判断した。初年度の研究では、分子状水素が生体膜の脂質過酸化を制御することによって炎症を抑制することが明らかになった。特に、生体膜脂質の不飽和脂肪酸に分子状水素が作用し、細胞内におけるシグナル伝達を調節して炎症を抑制することが明らかになった。この初年度の結果をもとに28年度は、生体分子として不飽和脂肪酸に着目し、分子状水素との関係性について検討した。さらに、不飽和脂肪酸の自動酸化によって産生される酸化型脂肪酸の生理活性についても検討した。特に、酸化型脂肪酸の細胞死誘導活性やLipopolysaccharide(LPS)で誘導したマクロファージの炎症に対する影響について検討した。その結果、不飽和脂肪酸を自動酸化することによって、マウスマクロファージ様細胞であるRaw264.7細胞に対して、抗炎症作用や細胞死誘導活性を持つことが明らかとなった。一方、自動酸化させる前の脂肪酸には、それらの効果が確認できなかった。この結果は、脂肪酸の自動酸化(非酵素的な反応)によって、様々な生理活性を有する物質が産生されることを意味する。また、酸化型脂肪酸の性質として、低濃度で炎症性サイトカインや一酸化窒素(NO)産生などの炎症反応を抑えることが明らかになった。一方、高濃度の酸化型脂肪酸は、アポトーシス細胞死誘導活性を有することが確かめられた。酸化型脂肪酸の濃度によって、細胞に対する生理作用が異なった。これらの結果より、生体内においても細胞膜の酸化度合いにより、誘導されるシグナル伝達が異なることが示唆された。本研究により、細胞膜やミトコンドリアなどの生体膜に存在する不飽和脂肪酸が自動酸化することによって、細胞死を誘導する活性や抗炎症作用を有することが明らかになった。この結果は、生体膜の脂質過酸化によって産生される酸化型脂肪酸の中に、細胞死のシステムや免疫機能に対して作用する物質が含まれていることを意味し、大変興味深い。このように、今後発展が期待できる結果が得られたことより、おおむね順調に進展していると判断した。分子状水素の標的生体成分と示唆された細胞膜やミトコンドリア膜には多価不飽和脂肪酸が存在し、活性酸素種などによる非酵素的反応や酵素的反応によって、多様な生理活性を示すメディエーターに変化する。このように酸化され産生された脂肪酸(酸化脂肪酸)の生体における機能を明らかにすることを目的として本研究を行った。まず、非酵素的に酸化され多様な機能を有する酸化脂肪酸を用いて、様々な培養がん細胞(ヒト大腸癌培養株DLD-1、ヒト急性単球性白血病株THP-1)に対する影響を確かめた。その結果、高度不飽和脂肪酸であるdocosahexaenoic acid(DHA)やeicosapentaenoicacid(EPA)を自動酸化させて生じた酸化DHAや酸化EPAで処理した培養細胞において、細胞増殖活性の低下を確認した。一方で、酸化前のDHAやEPAやlinoleic acid(LA)を自動酸化させて生じた酸化LAでは、細胞増殖抑制活性が低いことが確認された。さらに、飽和脂肪酸palmitic acid(PA)も、細胞死を誘導しなかった。次に、本実験で使用した酸化脂肪酸の酸化度合いを確認した。脂質ヒドロペルオキシドと反応し、強い蛍光を示すLiperfluo(同仁化学)を利用し、酸化度合いを測定した。その結果、最も細胞死誘導活性を有する酸化DHA、酸化EPAにおいて、著しいLiperfluo蛍光量の増加を確認した。さらに、細胞死誘導活性と同様に、DHA、EPAでは蛍光の増加を確認できなかった。

これらの結果より、不飽和脂肪酸の酸化によって生じた酸化脂肪酸が細胞死誘導活性を有し、特に、脂質ヒドロペルオキシドが重要であることが示唆された。ミトコンドリアなどの細胞内小器官に存在する生体分子の化学修飾に着目し,水素の抗炎症作用メカニズムの解明を目的に研究を行った。その結果,水素による抗炎症メカニズムにおいて,細胞内小器官であるミトコンドリアの関与に加え,細胞膜成分である不飽和脂肪酸を含むリン脂質のフリーラジカル連鎖反応の関与も示唆された。特に,炎症性サイトカインの遺伝子発現や細胞死の誘導が,不飽和脂肪酸の酸化産物によって制御されることが示唆された。培養細胞を用いた実験により、H2が生体膜の脂質過酸化反応に介入して、炎症に関与するシグナル伝達や遺伝子発現を制御することが明らかになった。よって、脂質過酸化が起因する炎症性疾患モデルを用いて、H2の影響を確かめる予定である。また、ミトコンドリアの脂質過酸化に対するH2の影響について、より詳細に解析する予定である。細胞膜やミトコンドリアに含まれる生体膜が活性酸素などの酸化ストレスに暴露された場合に、どのような種類の酸化型脂肪酸が産生されるか網羅的に解析する。また、その中で細胞死を誘導する酸化型脂肪酸の種類や、免疫システムに作用する酸化型脂肪酸を同定する。さらに、酸化型脂肪酸によって誘導される細胞死メカニズムや、免疫システム制御メカニズムについての解析も行う。分子細胞生物学平成28年度に、炎症に関与すると予想していたタンパク質の化学的修飾の解析や、実験用小動物に関する実験が少なかったため、そこで使用予定であった助成金を翌年度に使用することになった。平成27年度、28年度の研究結果により、分子状水素が炎症を制御する際に関与する生体分子として生体膜が同定された。よって、脂質の解析に使用する予定である。
知覚神経系の回路形成に特異的に関与する骨形成因子阻害蛋白に関する研究

後根神経節に存在する一次知覚ニューロンから、脊髄の二次ニューロン、後索核の三次ニューロン、そして、視床の四次ニューロンに至る知覚性上行路の神経回路形成のメカニズムについては、未だその詳細は不明である。我々が最近cloningした新規骨形成因子アンタゴニストであるニューロジェネシン(NG1)は胎生期ラットの知覚神経上行路おいて、growth associated protein(GAP-43)と同期して発現していた。GAP-43は軸策伸張時、シナプス形成時に特異的に発現する蛋白であり、ニューロジェネシンも同様の現象に関与しているとことが示唆された。しかも、錐体路等の下降路に於いては、その発現は見られなかった。このことは、ニューロジェネシンが知覚性上行路に特化して神経回路形成に関与することを示している。従って本研究では、ニューロジェネシンを中心に据え、BMPシグナリング系の知覚性上行路の神経回路形成に於ける役割を明かにすることを目的とし、検討を行った。方法としては、免疫組織化学法を用いて発生の様々なステージに於けるNG1とその結合相手であるBMP4とBMP7との発現のパターンを検討した。結果としては、NG1は、知覚神経系に特異的に発現していることが確認された。更に、後根神経節の一次知覚ニューロンにおいて、その発現は均一ではなく、様々な程度に発現していることが明らかとなった。また、BMP4とBMP7との発現分布の比較では、BMP4とBMP7がdiffuseに存在するのに対し、NG1は、強弱がはっきりした分布様式を示しており、局所のBMPシグナルを調節している可能性が強く示唆された。現在、NG1ノックアウトマウスの解析を進めており、引き続きNG1の知覚神経系の回路形成における役割を解析していく。
噴流による渦放出周波数の制御

本研究の目的は、物体振動と渦放出周波数との間に共振現象が生じた場合、物体等に多大な被害を被ることが起こり得るので、その共振現象を積極的に回避するために、物体表面剥離点近傍に於いて噴流(吹き出し(正の)噴流および吸い込み(負の)噴流)という擾乱を与え、後流中の圧力等を積極的に制御することにより、共振現象の原因となる渦放出周波数を積極的に制御することである。そのために、基本形状物体として正方形柱を用い、物体側面部剥離点近傍より、正負それぞれの噴流を与え、その速度及び噴流の位相差の渦放出周波数に対する効果を調べた。前年度に於ける正の噴流の渦放出周波数に対する効果の検討を慎重に行った結果、制御効果は多少あるものの期待されたほどではなかった。本年度は、境界層剥離の制御効果をも有する負の噴流による渦放出周波数に対する制御効果に焦点を絞り、実験及び計算を行った。擾乱として負の噴流を与えることにより、境界層の剥離を制御し、見かけ上の有効物体幅が変化することにより渦放出周波数は変化することが分かった。また、周期的擾乱を与えることにより、より積極的に自然渦放出周波数を制御しうることが示され、その効果は噴流に位相差のある場合の方が無い場合より大きいことが分かった。渦放出周波数は基本的に後流のうねりを如何に抑えるかに依存し、共振した場合その度合いを減少すめためには後流の幅を如何に抑制するかに依存することを明らかにした。但し、より重要な点は如何に度合いが小さくとも共振を避けることを第1としなければならない。本研究においては、物体振動と渦放出周波数との共振現象を積極的に回避するため、物体表面剥離点近傍において噴流を噴出させ、後流中の圧力を積極的に制御することにより、共振現象の原因となる渦放出周波数を積極的に制御することを目的としている。そのために、基本形状物体として正方形柱を用い、物体側面部剥離点近傍より噴流を噴出し、その強さの変化及び噴流の位相差の渦放出周波数に対する効果を調べた。噴流(特に、噴流の速度及び位相差)を変化させた時のストローハル数の変化を測定した結果、噴流の速度や相異差が変化しなくとも、噴流が流れに直角に噴出することにより、有効物体幅が変化するため、渦放出周波数は変化し、その値は10%程低下することが分かった。さらに噴流の速度変動周波数を物体の自然渦放出周波数近辺で吹き出すことにより、ロック・インの発生が見られた。この方法により、流れに擾乱を与え、物体の渦放出周波数を制御することにある程度成功した。この効果を得るためには、噴流の噴出速度をかなり大きく取る必要があり、微妙な制御が困難であった。これを解決する一つの方法として吸い込み(負の噴流)による制御効果の有効性が推測され、実験が行われた。その結果、負の噴流による渦放出の制御法は正の噴流に比較してかなり有効であることが示された。負の噴流(吸い込み流)を適切に制御することにより、物体に及ぼす流体力を効率よく制御でき、工学的価値の高さを示唆した。しかし、その機構の詳細な解明に関しては、現在、数値計算による検討が進行中である。

そのために、基本形状物体として正方形柱を用い、物体側面部剥離点近傍より、正負それぞれの噴流を与え、その速度及び噴流の位相差の渦放出周波数に対する効果を調べた。前年度に於ける正の噴流の渦放出周波数に対する効果の検討を慎重に行った結果、制御効果は多少あるものの期待されたほどではなかった。本年度は、境界層剥離の制御効果をも有する負の噴流による渦放出周波数に対する制御効果に焦点を絞り、実験及び計算を行った。擾乱として負の噴流を与えることにより、境界層の剥離を抑制し、見かけ上の有効物体幅が変化することにより渦放出周波数は変化することが分かった。また、周期的擾乱を与えることにより、より積極的に自然渦放出周波数を制御しうることが示され、その効果は噴流に位相差のある場合の方が無い場合より大きいことが分かった。渦放出周波数は基本的に後流のうねりを如何に抑えるかに依存し、共振した場合その度合いを減少するためには後流の幅を如何に抑制するかに依存することを明らかにした。但し、より重要な点は如何に度合いが小さくとも共振を避けることを第1としなければならない。
18世紀ドイツにおける官房学の形成と人口論―自然・道徳・統治の統合―

官房学とはどのような学知だったのか。ドイツ的官僚主導の重商主義という従来の理解は表面的である。そこで本研究は人口論に着目する。17-18世紀、人口動態の規則性が科学的な方法で明らかにされると、人口のコントロールを国力強化に利用する政策論が活発化した。人口は、自然と人間社会の摂理を結ぶ論点となった。本研究の目的は、科学的・客観的とされる知識や新しい道徳哲学が統治の技法へと媒介されるプロセスを明らかにし、国家と社会の諸現象を「科学的」に操作しようとした官房学の思考様式を描き出すことである。官房学を「計る統治」として捉えることは、近世ヨーロッパにおける知識と統治の関係を問い直すことにつながる。
高次体制の形成・再生の制御とその因子

以下の結果を得た。(1)ショウジョウバエのカドヘリンの同定をPCR法により試み、カドヘリン様アミノ酸配列をコ-ドするDNA断片を複数得ることに成功した。また、脊椎動物のαカテニンと同様の分子をショウジョウバエから同定した。さらに、脊椎動物のNカドヘリンに結合する新しいカテニンのcDNAの分離に成功した。(3)ニワトリ肢芽の形成におけるレチノイン酸の役割を検討し、これがZPAの形成に関与するのであって、ZPAのはたらきそのものではないことを明らかにした。これは従来の仮説を覆すものである。また、肢芽の局所で発現されるAVー1抗原の精製に成功し、その一部のアミノ酸配列を決めた。そのデ-タをもとにヌクレオチド断片を作り、cDNAライブラリ-をスクリ-ニングしたところ、AVー1抗原と同じ発現パタ-ンを示すクロ-ンが得られ、これは本分子のcDNAである可能性が高い。(3)ニワトリ肢芽におけるボックス1および4遺伝子群の発現をin situ hybridization法により調べ、形態形成との興味深い相関を見いだした。(4)マスト細胞の分化にとって必須の役割を果たすcーkitレセプタ-とそのリガンドあるS1因子が、細胞接着因子として働くことを示した。(5)運動ニュ-ロンで発現されるSC1、視神経で発現されるA5分子について、それぞれがホモフィリックに作用する分子であることが最終的に証明された。また、これらの分子が神経線維の遊走に働くことも合わせて示された。(6)ショウジョウバエの成虫原基の重複突然変異twinsにおいて欠失する遺伝子は蛋白質フォスファタ-ゼの調節サブユニットであることが明らかになった。以下の結果を得た。