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ファジィｃ平均識別器の高精度・高機能化

クラスタリングとパラメータ最適化による簡便な識別器であるファジィc-平均識別器(FCMC)の識別時間(テスト時間)と訓練時間(事前計算時間)の大幅な改善手法を開発した.そして,FCMCの訓練時間を高性能なサポートベクターマシンとして知られているLibSVMと比較した.四つのパラメータのうちの二つを自動最適化する.LibSVMのパラメータ数は2である.改良されたFCMCではLibSVMと同等の識別精度が得られ,100万件以上の大量データでの訓練時間は,LibSVMに比べて100倍から1000倍の高速化を実現した.本研究では、昨年度に続き、さらにファジィc平均識別器のパラメータ数の削減と性能の向上を図った。改善の主要な点は2分木方式によるクラスタリングの初期化とパラメータ最適化方策の改善である。これらのことでLibSVMに比べて数100倍以上、データによっては10000倍の訓練時間の改善を実現し国際会議での発表を行った。数年前に始めたファジィc平均識別器の駐車場の車両検知システムへの実応用も導入事例が増え、新歌舞伎座の地下駐車場を始め、多くの著名な施設で導入されるようになった。また、日本知能情報ファジィ学会から平成23年度に引き続き平成24年度の論文賞を受賞した。本年度は、ファジィc平均識別器のさらなる性能向上を検討すると共に3年間の研究成果を広く公開するための準備を行った。研究発表はIEEE Computational Intelligenceなどの国際会議や知能情報ファジィ学会の研究発表会が中心であるが、受賞論文やその実応用事例をホームページで公開するための種々のツールや計算機環境の整備を行った。2分木方式によるクラスタリングの初期化法とパラメータ最適化方策を動画での公開準備を行った。識別精度を低下させることなく、代表的な識別器であるLibSVMに比べて数100倍以上、データによっては10000倍の訓練時間の改善を実現している点を訴える。また、実応用である駐車場の車両検知システムやごみ焼却場でのごみホッパーの自動監視システム、さらに焼却炉の燃焼状態の自動監視システムなども動画を作成して公表するための準備を行った。関連研究として行った協調フィルタリングや強化学習の成果を学術論文誌や国際学会にて発表した。クラスタリングとパラメータ最適化による簡便な識別器であるファジィc-平均識別器(FCMC)の識別時間(テスト時間)と訓練時間(事前計算時間)の大幅な改善手法を開発した.そして,FCMCの訓練時間を高性能なサポートベクターマシンとして知られているLibSVMと比較した.四つのパラメータのうちの二つを自動最適化する.LibSVMのパラメータ数は2である.改良されたFCMCではLibSVMと同等の識別精度が得られ,100万件以上の大量データでの訓練時間は,LibSVMに比べて100倍から1000倍の高速化を実現した.大量データでの世界的に著名なSVM識別器との性能比較や識別器のパラメータ数の削減と性能の向上を図った。駐車場の車両検知システムの性能も大幅に改善し、昨年度の日本知能情報ファジィ学会の論文賞に選ばれた。現在識別性能が最も優れていると考えられる識別器のパッケージ化されたプログラムであるLibSVMとの比較検証実験を通して,実用化に適したモデル改善を行った。大量データにも対応できるように分割処理方式としたことで、基本的にはいくら大量なデータでも対応可能とした。また、距離計算とパラメータ最適化のステップを分離することで計算の重複を無くしたこととクラスタリングの反復回数を減らした。さらにパラメータ最適化には最初は少量のテストデータを用いて近似的な最適解の候補を複数求めておき、最終的な段階で全てのテストデータを用いるように改善した。これらのことでLibSVMに比べて数100倍から1000倍の訓練時間の改善を実現できた。この成果は国際会議での発表と日本知能情報ファジィ学会誌の論文として掲載された。またテスト時間(識別時間)の比較も行い、MEXによるCコンパーラーを併用し、マトリックスのサイズの最適化とCでのfor loopの高速化を図った。このことでテスト時間(識別時間)についてもLibSVMに比べて大幅な改善を実現できた。MATLAでの行列演算におけるそのサイズの最適化、部分的なC言語化(MEX化)を行い、研究期間中に受賞した論文での改善内容に対して、平成24年度中にさらに識別器の訓練時間と識別時間の大幅な改善が出来た。また、k-NN識別器などに比べてメモリー使用量が小さい識別器が実現できた。大量データベースに対する識別器の訓練時間と識別時間の大幅な改善が出来た。また、k-NN識別器などに比べてメモリー使用料が小さい識別器が実現できた。マルチコアやマルチスレッドの計算機に対応した並列計算プログラミングを検討する計画であったが、すでに多くの実用研究もされており、ファジィc平均識別器でも高速化されるのは当然の帰結と考えられるので、少し方向転換し、PCA-Treeによるデータ構造は共通であるが、最近傍探索による識別器での新たな応用分野について検討する。そして識別器が提供できる機能の改善と計算時間の高速化を目指す。計算時間のさらなる改善のために、MATLAでの行列演算におけるそのサイズの最適化、部分的なC言語化(MEX化)を行う。

また、マルチコアやマルチスレッドの計算機に対応した並列計算プログラミングを採用して、さらなる計算時間の高速化を検討する。ビッグデータへの対応として欠測値の処理方法を改善する。研究代表者の所属が変わったので、計算機シミュレーションを強化するためのパーソナルコンピュータと関連ソフトウェアを購入する。研究分担者の研究室の大学院生(M2:3名,M1:4名)の協力のもと,MATLABとC言語のプログラミングをベースとした検証実験を進める.また、テストデータを大規模に収集するために学部学生も含めたアルバイトを採用する。以上のために,物品費および人件費・謝金の支出を計画する.また,得られた成果の発表の場として,シンポジウム(FSS2013)および国際シンポジウム(ISIS2013)を見込んでいる。以上のために,旅費およびその他費の支出を計画する。計算機のマルチコアーやマルチスレッドに対応した識別器の高速化のために並列プログラミングの開発を行う。そのための計算機環境の整備として汎用コンピュータの購入、及びマルチプロセッシングツールボックスなどの購入が必要である。また研究成果を海外の学会で発表するための旅費として使用する。発表予定の学会は、オーストラリアのブリスベンで開催される計算知能に関するIEEE国際会議(IEEE-WCCI2012),8月に沖縄で開催される第22回インテリジェントシステムシンポジウム(FAN2012),9月に名古屋で開催される第28回ファジィシステムシンポジウム(FSS2012)および11月に神戸で開催されるソフトコンピューティングに関する国際会議(SCIS-ISIS2012)である。
シンプレクティック群上の新谷関数とその保型L関数への応用

村瀬--菅野型のゼータ積分を用いた、次数2のジーゲルモジュラー形式に付随するスピンL-関数の研究を行う。まず必要な局所新谷関数の明示公式を導出し、それを用いてゼータ積分を計算することで、スピンL-関数の新しい積分表示(村瀬--菅野型)を証明したい。さらに、スピンL-関数の村瀬--菅野型積分表示を用いて臨界値の数論性を調べられないか検討する。
コンラッドとマグリットにおける「狂気」と「赦し」：コンラッド初期小説群の再評価

<研究の具体的内容>本研究は、ジョウゼフ・コンラッドのデヴュー作『オールメイヤーの阿房宮』(Almayer's Folly)と、シュールレアリストの画家ルネ・マグリットの同名の絵画(La Folie Almayer)に共通して見られる狂気(folie/madness)への関心を、従来批評家たちが論じてきた主人公オールメイヤー個人の愚かな行動(英語folly[愚行]や狂気(仏語folie[狂気])という観点からではなく、フランスの思想家ジャック・デリダの言う「狂気」としての「主権なき赦し」という観点から他者(つまり共同体)の問題として考察することにより、『オールメイヤーの阿房宮』をアラブとヨーロッパの対立と和解の可能性を探求する物語として再読した。<研究の意義、重要性>個人の愚行という意味でははっきりと描き切れていないと非難されてきたために長く習作として過小に評価されてきたコンラッドのデビュー作『オールメイヤーの阿房宮』を、植民地の西欧人個人が活躍する東洋的異国情緒に満ちた19世紀の冒険物語の一種としてではなく、ヨーロッパ大陸の思想、特にジャック・デリダの「赦し」と(不)可能な和解の概念に依拠しながら、現代の国際社会の緊急の課題である(特に西欧とアラブ世界の間の)「赦し」の問題、つまり共同体の問題を先取りする革新的な物語として再評価した。ヨーロッパ大陸における他者の思想、つまり共同体論を頼りに西欧の近代的自我という観点からばかり論じられることで長く失敗作とされてきた『オールメイヤーの阿房宮』の新しい読みの可能性を開くとともに、それが西欧的(キリスト教圏)世界とアラブ、イスラム教圏の和解の問題という時事問題を先取りしていることを明らかにした。ジョウゼフ・コンラッドの第一作、『オールメイヤーの阿房宮』(Almayer's Folly)における主人公オールメイヤーの狂気(folie)の問題を、東洋植民地における白人としての個人の病理として考えるのではなく、ジャック・デリダのいう「主権なき赦し」としての「狂気」、つまり、和解の問題ととらえることによって、現代社会の緊急の課題である異文化・異宗教間の和解に通じる新しい共同性の問題として考察した。研究計画に挙げた通り、その成果の一部は、2016年にポーランドで開催されたコンラッド学会第5回国際大会において、'Almayer's Folie: Madness in ConradandMagritte'と題して発表した。19世紀英国小説であるコンラッドの『オールメイヤーの阿房宮』における西洋と東洋、キリスト教とイスラム教の間の赦しと和解という複雑で難しい問題を、20世紀のシュールレアリストの思索的画家マグリットの絵画、La Folie Almayerとの比較し、英語のfolly(愚行)という意味だけでなく、フランス語のfolie(狂気)という観点から論じたことによって、まず、19世紀末の一英国小説を論じるコンテクストや枠組みから出て、ヨーロッパ大陸的な視野の下に和解を置いて考え、個人の問題ではなく、複数の人間ー共同体ーの問題として再検討した。また、意味の特定や解釈を拒むマグリットの1951年の絵画であるLa Folie Almayerを引き合いに出すことによって、議論を時間的にも19世紀英国の植民地の問題に限定することなく、現代の時事問題へと開くことができた。マグリットの絵画とコンラッド文学の関係性を探る過程で、マグリット以外の芸術家、絵画以外の芸術に対してコンラッドが関心を寄せていることがあきらかになり、また、コンラッドの初期作品で試されているさまざまな技巧がさらに洗練された形で凝縮されたテクストである『陰影線』に、コンラッドの芸術観や文学と他芸術の関係性についての考えが複雑な形で投影されていることがわかった。この研究の成果は、2017年にフランスのリモージュ大学で開催される仏伊合同コンラッド学会において発表する予定である。具体的内容:フランスのリモージュ大学で開催されたジョウゼフ・コンラッド学会(テーマ:「テクストと理論の間:トランスナショナル・コンラッド」"Between Texts and Theory: Transnational Conrad')にて、「バーンズの狂気と笑い:諸芸術間の『陰影線』」('Burns' Burst of Laughter: The Shadow-Line between the Arts')と題して研究発表を行い、フロアからさまざまな示唆に富むコメントをいただき、好評を得た。学会参加者からコミックという新たな媒体を加えることで、ヨーロッパの哲学における美学理論を頼りに、今後も絵やイメージと言葉の関係をさらに追究していくきっかけをいただき、シンポジウムを企画することとなった。意義、重要性:作者コンラッドの分身である「私」という語り手の「告白」として長らく読まれてきた『陰影線』における「狂人」バーンズ航海士の常軌を逸した「笑い」声を、これまで言われてきたような「狂人」の単なるたわごととしてではなく、視覚と聴覚という感覚の交差する場としてとらえ直巣という、これまでにない全く新しい読みを提供した。このように、ジャン・リュック=ナンシーやジャック・デリダ等のヨーロッパの美学理論を用いることにより、コンラッドが物語文学だけに閉じこもるのではなく、物語文学と声や音、「音楽」という諸芸術の交渉の契機を『陰影線』の笑いに託したことを明らかにしたわけであるが、コンラッド学会でこれは初めての試みであり、文学と他の芸術を接続する大胆な試みとして評価された。こうして、平成28年度のコンラッドとマグリットにおける「狂気」のテーマを芸術間の交渉という観点から引き続き追うことでさらに深めることが可能となった。

今回フランス、リモージュのコンラッド学会で、コンラッドの『陰影線』における「狂った笑い」をヨーロッパの哲学における美学理論を用いて論じたことで、さらに文学と音楽、絵画、彫刻という他の芸術間の交渉の問題を深めることができた。また、この発表を通して、今度は文学とコミックという文学と他メディアとの間の関係で考えるという視座を他の学会参加者からいただき、研究の射程を広げる可能性に思い至った。<研究の具体的内容>本研究は、ジョウゼフ・コンラッドのデヴュー作『オールメイヤーの阿房宮』(Almayer's Folly)と、シュールレアリストの画家ルネ・マグリットの同名の絵画(La Folie Almayer)に共通して見られる狂気(folie/madness)への関心を、従来批評家たちが論じてきた主人公オールメイヤー個人の愚かな行動(英語folly[愚行]や狂気(仏語folie[狂気])という観点からではなく、フランスの思想家ジャック・デリダの言う「狂気」としての「主権なき赦し」という観点から他者(つまり共同体)の問題として考察することにより、『オールメイヤーの阿房宮』をアラブとヨーロッパの対立と和解の可能性を探求する物語として再読した。<研究の意義、重要性>個人の愚行という意味でははっきりと描き切れていないと非難されてきたために長く習作として過小に評価されてきたコンラッドのデビュー作『オールメイヤーの阿房宮』を、植民地の西欧人個人が活躍する東洋的異国情緒に満ちた19世紀の冒険物語の一種としてではなく、ヨーロッパ大陸の思想、特にジャック・デリダの「赦し」と(不)可能な和解の概念に依拠しながら、現代の国際社会の緊急の課題である(特に西欧とアラブ世界の間の)「赦し」の問題、つまり共同体の問題を先取りする革新的な物語として再評価した。ヨーロッパ大陸における他者の思想、つまり共同体論を頼りに西欧の近代的自我という観点からばかり論じられることで長く失敗作とされてきた『オールメイヤーの阿房宮』の新しい読みの可能性を開くとともに、それが西欧的(キリスト教圏)世界とアラブ、イスラム教圏の和解の問題という時事問題を先取りしていることを明らかにした。他の芸術家との比較でコンラッドの芸術観を考える際に、コンラッド個人の芸術観、またコンラッドと比較される個々の作家や芸術家の作品や芸術観を、「芸術」論や「美学」論という大きなくくりの中で理解する必要性を改めて感じた。よって、現在、へーゲルの美学論、ジャック・デリダの絵画論、ジャン=リュック・ナンシーの芸術論をたよりにコンラッドの芸術観を、詩人シャルル・ボードレールやリヒャルト・ワーグナーとの影響関係を探りつつ、あらためて考察している。その成果の一端は、2017年にフランスのリモージュ大学で開催される仏伊合同コンラッド学会において発表する予定である。今回の発表は、文学と音楽、絵画という他の諸芸術の間の関係性についての発表であったが、学会参加者との議論から、上述のように、文学とコミックという他メディアとの間の関係で考えるという視座を得、研究の射程を広げる可能性に思い至った。よって、コミックという新たな媒体を加えることで、ヨーロッパの哲学における美学理論を頼りに、今後も絵やイメージと言葉の関係をさらに追究していく契機となった。
ニホンザルの東西分化に関する分子考古学的研究

種子島で絶滅したニホンザルのミトコンドリア遺伝子タイプを判定するために分析方法を検討した。従来のミニドリルによる骨標本の粉砕法は骨粉の飛散によるコンタミネーションの危険が大きいため、チューブに入れた閉鎖状態で骨を粉砕してDNAを抽出する方法を試みた。ジルコニア・ビーズによるチューブ内破砕法を採用して分析を継続しているが、結果を得るに至っていない。今年度は東北地方の古分布を調査するため、新たに北上山地南部地域(前沢周辺地域)で集中的に厩猿の標本を採集し、分析を続けている。さらに、ミトコンドリア遺伝子におけるニホンザルの東西分化のパターンを比較するために、新たに宮崎県と山口県で原生個体群から試料を集め、変異の分布特性について集中的に分析を進めた。得られた結果をもとに西日本地域におけるミトコンドリア遺伝子の変異分布パターンの性格について再検討を加えた。この結果、西日本地域では九州地方南部から中国地方西部地域に散在する変異型をはじめて発見した。この変異出現パターンはこれまで東日本を中心に観察されていた遺伝子の系統地理パターンとは異なっており、東西地域でニホンザルの成立過程にちがいがあることを支持する新知見となった。.また、東日本地域内では高山環境に適応した中部山岳地帯のニホンザルのミトコンドリア遺伝子変異の分布特性について調査を進めた。この結果、積雪の多い高山地帯では、群分裂を介して稜線を超える分布拡大は難しいものの、オスの移住を介した地域間交流があることを初めて証明できた。骨標本からミトコンドリア遺伝子タイプの判定を行うために、遺伝子の抽出条件や増幅条件等の分析方法を検討している。現生種ならびにニホンザル絶滅地域である種子島由来の骨標本を使って試験的に遺伝子分析を進めているが塩基配列を解読するまでには至っていない。現生のニホンザル地域個体群にみられる東西分化を調査するため、未調査地域からの試料収集と分析を進めた。東日本地域では新たに中部山岳地域と北関東地域の試料を得て、ミトコンドリア遺伝子のDループ領域の412塩基対の配列を解読した。これまでに得ている結果と比較した結果、東北地域への集団拡大に関与した可能性のある新しい遺伝子タイプをもつ個体群の生息地点が確認できた。一方、西日本地域では九州の個体群がもつ遺伝子変異を評価するため、熊本県と宮崎県で血液と皮膚の試料を採取し、ミトコンドリア遺伝子の塩基配列を解読しつつある。また、絶滅地域に生息したサルの遺伝子タイプを調査するため1民間信仰で祀られた厩猿(まやざる)とよばれるサルの頭骨ないしは腕を探索した。この結果、東北地方では新たに岩手県南部と宮城県で所有者を発見した。また、これまで存在が確認できていなかった地域のうち紀伊半島でも所有者を発見した。三重県南部と和歌山県南部地域では数例の腕を祀る例が認められた。これら新たに発見した地域においは、入手経路等の関連情報を集めるとともに、所有者の許可を得てその一部から分析用に標本を採取した。
性ステロイドホルモンによる社会行動神経ネットワーク機能の制御メカニズム

エストロゲン受容体、アルファ(ERα)とベータ(ERβ)は、雌雄各々において、性ステロイドホルモンによる性に特徴的な社会行動の発現制御に重要な役割を果たしている。本研究では、性ホルモンが持つ活性作用と、形成作用に着目し、その作用様式・機序を神経ネットワークという枠組みで理解することにより、社会性の形成と維持を司る脳内機構の解明に迫ることを目的とした。本研究期間中には、社会行動テストの一貫としてsocial interactionにマウスが発する超音波を記録・解析する方法の確立、光遺伝学を用いた神経ネットワーク解析に必要な遺伝子改変マウスの飼育・維持、ERβを標識したトランスジェニックマウスを用いた神経組織学的解析など、基盤S採択課題の推進に寄与する成果をあげることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。
妊娠中毒症における絨毛傷害の証明とその機序の遺伝子学的解明

妊娠高血圧症候群は一次的な病因として免疫学的因子、遺伝的因子、環境因子などが関与し、その結果、絨毛細胞の脱落膜への侵入障害やラセン動脈の血管内皮のremodeling障害が起こる。胎盤の血液循環は障害され、胎盤にいろいろな病態変化が起こり、その変化が妊娠高血圧症候群の発症に関与する。今回、妊娠高血圧症候群の病態形成に胎盤の循環障害が深く関与すると考え、妊娠高血圧症候群胎盤における変化を分子生物学的に解析した。最初に、妊娠高血圧症候群胎盤における遺伝子発現変化をプロファイリングした。hypoxia関連遺伝子が高発現であったことからhypoxiaが妊娠高血圧症候群胎盤を特徴づける重要な要因であると考えられた。また、pro-apoptoticな遺伝子が優位に発現していたことから、妊娠高血圧症候群胎盤にアポトーシスがより強く起こっていると考えられた。また、細胞周期を停止する方向に発現変化していた。次に、妊娠高血圧症候群に特徴的な変化と考えられる低酸素の絨毛細胞への影響を検討する目的で絨毛細胞をin vitroに低酸素培養した。低酸素培養によりPAI-1やTNF alphaの発現は増強した。PCNA発現は著しく抑制され、低酸素培養では細胞周期は停止していると考えられた。さらに、p53やBaxの発現も誘導された。TUNEL法でも低酸素培養でその陽性細胞数は多く、低酸素環境が絨毛細胞にアポトーシスを誘導すると考えられた。胎盤のアポトーシスをin vivoに母体血中で証明するため、母体血中胎児DNAの測定を行った。胎児DNA濃度は、正常妊娠に比較し、GHでは2.9倍に増加し、PEにおいては4.3倍に増加すること、及び、それぞれの臨床症状の重症化に伴っても上昇することが分かった。このことは、臨床症状の重症化に伴って絨毛傷害が進行していることをin vivoに証明する結果である。母体血中胎児DNA濃度が妊娠高血圧症候群の胎盤における病態変化を無侵襲的にreal-timeに評価する分子マーカーになると考えられた。妊娠中毒症(中毒症)は全妊娠の5%程度に起こる妊娠合併症であり、胎児発育不全を高率に合併し、母体のみならず胎児・新生児にとっても重大なリスクを持つ疾患であるが、その病因・病態はいまだ十分に解明されていない。妊娠中毒症の病因については母児間の免疫応答異常が病態形成のfirst stepであると示唆されている(Kovats et al.,Science 1996)。それが絨毛細胞の脱落膜への十分な侵入を阻害し、また、ラセン動脈の血管壁への絨毛細胞の不十分な置換の結果、胎盤の血管抵抗が低下せず、絨毛間腔を満たす母体血流が十分に循環しない結果、絨毛細胞が慢性的に低酸素環境におかれると推察されている。その結果、絨毛細胞は各種炎症性サイトカインや血管増殖因子などを分泌すると同時に、その細胞の一部は傷害されると考えられる。このことから、妊娠中毒症の病態形成の主座は胎盤にあると考え、絨毛細胞のSyncytiotrophoblasts(S細胞),Cytotrophoblasts(C細胞),Extravillous trophoblasts(EVT)について個別に中毒症でどのような変化が起こっているかをmicroarray法を用いて評価した。細胞の回収は、Laser Microdissectionを用いて行った。細胞数が200前後あればmicroarrayが可能なことは確認できた。しかし、arrayの結果、中毒症群の中にも遺伝子発現に大きな違いがあることがわかり、臨床症状を統一して一定の条件を満たす重症型妊娠高血圧腎症を対象にした検討が必要な事がわかり、研究を継続中である。
ナノ磁性粒子鎖生成機構の解明と生物融合ナノ磁性素子創製への展開

我々のこれまでの研究から、マグネトソームには強磁性を示すFe_3O_4の他に、常磁性成分が混在することが明らかになった。また、ラマンスペクトル測定により帰属不明のピークが740cm^<-1>に見い出された。そこで、以下の二つの問題について検討した。1.これらの成分の局在:Fe_3O_4結晶に局在するか、脂質二重層内に局在するか2.740cm^<-1>のラマンピークと常磁性の磁化曲線は同じひとつの物質に由来するのか?これらを検討するために、マグネトソーム分画をSDS溶液で洗浄し、Fe_3O_4粒子を磁石で回収して、ラマンスペクトルを計測した。その結果、SDS洗浄の有無に関わらず、Fe_3O_4に由来する約640cm^<-1>のピークが観察された。一方、740cm^<-1>のピークは、SDS洗浄濃度0.5%の試料では観察されたが、洗浄SDSの濃度を1%にすると消失した。また1%SDS洗浄試料の磁化曲線には常磁性を示す勾配は観察されなかった。1%SDS洗浄でも約25%タンパク質が残存していることがわかったので、常磁性成分はマグネトソーム膜の脂質2重層内に埋没していて、非常に微細なため(超)常磁性を示すのではないかと考えている。現在提案されているマグネトソームの生合成経路は大きく3つにわけることが出来る。1.鉄イオンから直接生成される。2.γ-FeOOH→緑さび→Fe_3O_4しかし、これまで我々の得た結果はこれらのモデルを支持しない。すると、3.低密度Fe3+酸化物→フェリハイドライト→Fe_3O_4という経路が考えられ、常磁性成分は低密度Fe^<3+>酸化物ないしフェリハイドライトであることになる。フェリハイドライトとFe^<2+>からFe_3O_4が生成する反応はpH910のアルカリ溶液中で進行する。そこで、現在我々は以下の様なマグネトソーム生合成経路を考えている。1.膜小胞が形成される。小胞内部は、何らかの機構によりpH910に維持されている。2.細胞内に取り込まれたFe^<2+>のうち、一部が亜硝酸還元と共役してFe^<3+>に酸化される。3.Fe^<3+>からフェリハイドライトが生成され、小胞内でFe^<2+>と反応してFe_3O_4が合成される。今後このモデルが妥当かどうかを検討して行く必要がある。磁性細菌におけるナノ磁性微粒子鎖の生成機構を明らかにするために、磁性細菌より種々の試料を作成し、二次元電気泳動によるタンパク質の解析、ラマン分光測定、磁化測定によるマグネタイト生成過程の解析を行った.磁性細菌は化学合成培地にて25°C・微好気性の条件で培養した。試料としては培地に鉄を加えない「無鉄培地菌」とキナ酸鉄を加えた『有鉄培地菌』とから、凍結乾燥した菌体、細胞質分画、マグネトソーム分画、更にマグネトソームを5%SDSで洗浄した洗液部分と固体部分(マグネタイト分画)とを調製した。タンパク質解析、ラマン測定にはこれらの全ての試料を用いて行った。磁化測定にはマグネトソーム分画、マグネタイト分画を用いた。作成した試料中に含まれるタンパク質を二次元電気泳動(本補助金によって購入)によって解析した。無鉄菌と有鉄菌試料とで泳動パターンの差が見出されているが、詳細な解析は今後の課題である。ラマン測定では、有鉄培地菌で680cm^<-1>付近にマグネタイトに帰属したピークが観察されたが、無鉄培地菌ではマグネタイトに帰属したピークは観察されなかった。マグネタイト生成の中間体として考えられているレピドクロサイト(γ-FeOOH),緑さびのピークは測定したすべての試料で観察することができなかった。測定したすべての試料において740cm^<-1>付近にピークが観察された。このピークはマグネタイト、レピドクロサイト、緑さびに帰属するものではないが、現在のところその詳細については分からない。これらの結果は現在考えられている菌体内におけるマグネタイト生成モデルを支持しないものである。磁化測定の結果、マグネトソーム分画の磁気特性から、磁気微粒子の主成分が単磁区のマグネタイト結晶で、磁気微粒子の粒径が均一であることが確認された。これらは今まで報告されたキャラクタリゼーションと一致している。今回新たな知見として、マグネトソーム分画に常磁性物質があることを見出した。これはマグネタイトより生じたさびに起因しない可能性が高いと考えられる。この常磁性物質が何であるかを解明することがナノ磁性微粒子の生成機構を明らかにする上で重要であると思われる。我々にこれまで磁性細菌から種々の試料を作成し、二次元電気泳動によるタンパク質の解析、ラマン分光測定、磁化測定によるマグネタイト生成過程の解析を行ってきた。ラマン測定では、マグネタイトに由来するピークが観察されたが、マグネタイト生成の中間体と考えられている候補物質のピークは観察することができなかった。また、測定したすべての試料において帰属の不明な740cm^<-1>付近のピークを見出した。

また、磁化率測定の結果、マグネトソーム分画が強磁性物質と常磁性物質の混合物であることを示す結果が得られた。マグネタイトは強磁性物質であり、観察された強磁性物質はマグネタイトと考えて矛盾は無かった。常磁性を示すシグナルが、マグネタイトからできたさび(酸化物)に起因しているとは考えにくい。この常磁性物質が何であるかを解明することがナノ磁性微粒子の生成機構を明らかにする上で重要であると考えた。本年は、そのため試料調製の方法を見直した。マグネトソーム分画の調製の際に菌を破壊するが、昨年度は金属製の器具(超音波破砕機等)を使用していた。本年度は試料への混入を防ぐため、乳鉢で海砂とグラインドする方法をとることにした。その後遠心、マグネットによる分離を行うが、各試料をSDS-PAGEにかけ、そこにみられるタンパク質バンドを比較し、試料の分離の度合いを図る目安とした。このようにして得られたマグネトソーム分画は他の細胞質分画や細胞膜分画とは異なったタンパク質泳動パターンを示し、他の分画は混在していないと考えられる。つまり、他の分画の混在しない、各々独自のタンパク質泳動パターンを示す試料を得ることのできる分離手法を確立できた。今後はこのようにして得られた試料を用いて、ラマン測定、磁化率測定、メスバウアー測定、タンパク質分析を行いたい。我々のこれまでの研究から、マグネトソームには強磁性を示すFe_3O_4の他に、常磁性成分が混在することが明らかになった。また、ラマンスペクトル測定により帰属不明のピークが740cm^<-1>に見い出された。そこで、以下の二つの問題について検討した。1.これらの成分の局在:Fe_3O_4結晶に局在するか、脂質二重層内に局在するか2.740cm^<-1>のラマンピークと常磁性の磁化曲線は同じひとつの物質に由来するのか?これらを検討するために、マグネトソーム分画をSDS溶液で洗浄し、Fe_3O_4粒子を磁石で回収して、ラマンスペクトルを計測した。その結果、SDS洗浄の有無に関わらず、Fe_3O_4に由来する約640cm^<-1>のピークが観察された。一方、740cm^<-1>のピークは、SDS洗浄濃度0.5%の試料では観察されたが、洗浄SDSの濃度を1%にすると消失した。また1%SDS洗浄試料の磁化曲線には常磁性を示す勾配は観察されなかった。1%SDS洗浄でも約25%タンパク質が残存していることがわかったので、常磁性成分はマグネトソーム膜の脂質2重層内に埋没していて、非常に微細なため(超)常磁性を示すのではないかと考えている。現在提案されているマグネトソームの生合成経路は大きく3つにわけることが出来る。1.鉄イオンから直接生成される。2.γ-FeOOH→緑さび→Fe_3O_4しかし、これまで我々の得た結果はこれらのモデルを支持しない。すると、3.低密度Fe3+酸化物→フェリハイドライト→Fe_3O_4という経路が考えられ、常磁性成分は低密度Fe^<3+>酸化物ないしフェリハイドライトであることになる。フェリハイドライトとFe^<2+>からFe_3O_4が生成する反応はpH910のアルカリ溶液中で進行する。そこで、現在我々は以下の様なマグネトソーム生合成経路を考えている。1.膜小胞が形成される。小胞内部は、何らかの機構によりpH910に維持されている。2.細胞内に取り込まれたFe^<2+>のうち、一部が亜硝酸還元と共役してFe^<3+>に酸化される。
解放期「朝鮮演劇」のアイデンティティ再構築に関する基礎的研究

本研究は、解放期(1940年代後半)の朝鮮演劇が、朝鮮独立以前に形成された朝鮮演劇のアイデンティティをどのように再構築してゆくのかを明らかにし、その課程で解放期の朝鮮演劇が植民地期のそれとの間にどのような連続と断絶を見せているかを考察するものである。今年度は、2017年度に引き続き、パンソリから発生した朝鮮固有の唱劇というジャンルを中心に、朝鮮演劇の再出発に光を当てることを試みた。2017年度には、朝鮮の演劇的伝統をめぐる当時の学問的な言説との関連で、唱劇に注目したが、今年度は今日に至るまでの唱劇の歴史から解放期の唱劇公演が持つ意義を考える作業に集中した。韓国で1960年代から始まった「国劇再定立」の企画では、1940年代における唱劇の「変質」を批判しながら、それ以前の唱劇の「原型」を保存しようとする議論が主流だったが、その後時代の変化とともに、唱劇は伝統劇でありながら、変化と革新を恐れず、当代の現実を反映し、かつそれに介入する「生きたジャンル」として定着してきた。本研究は、こうした今日の唱劇の在り方と関連して、1940年代に唱劇が経験した諸変化に注目し、その意義を考察した。これによって本研究は、1940年代前半の国民演劇期において、「時局劇」としての役割を果たすべく唱劇に強要された諸変化が、1940年代後半の解放期に朝鮮の演劇人たちによって積極的に継承されたことで、その後の唱劇の衰退および復興の両場面に深い影響を及ぼしたことを明らかにした。本研究は、1940年代後半の朝鮮半島における演劇をめぐる言説が、独立以前に形成された朝鮮演劇のアイデンティティをどのように再構築してゆくのかを明らかにしようとする試みである。その第一段階として、2015年度には以下の三つの課題を中心に研究を進めてきた。1)韓国および北朝鮮地域における各新聞・雑誌の演劇関連記事および書籍を発掘・調査・分析した。1韓国地域の文献については、韓国国立中央図書館や芸術資料院、近年の口述アーカイブの資料などを利用し、当時の文芸の状況を総合的に把握すると同時に、当時の新聞・雑誌などを綿密に調査することで、以前の資料集などに収められていない新たな資料の把握に努めた。2北朝鮮地域の資料については、主に韓国の北韓資料センター所蔵文献、アメリカの国立公文書館に所蔵されている朝鮮戦争期の鹵獲文書を調査し、関連資料の発掘と整理を試みた。2)韓国および北朝鮮の国立劇場創設関連の資料および国立劇場創設後の演目を調査し、整理することで、今後本研究の視座から中心的に分析する意義のあると判断される事例を把握できるようにした。3)戦後日本の演劇関連文献や学術研究の中で、朝鮮演劇関連のものを網羅的に収集し、「朝鮮演劇」が戦前の「大東亜演劇」とは別個の認識対象としてどのように現れてきたかを通じ的に把握する作業に努めた。とりわけ、朝鮮の演劇的な伝統や遺産に関する認識が、戦前の「大東亜演劇」構想下でのそれと比べてどのように変化しているかに注目しながら、作業を遂行した。韓国における数回のリサーチにより、1次資料の収集に努めてきたが、韓国の国立中央図書館や国会図書館における解放期の新聞・雑誌の所蔵状況が予想より悪く、入手できない資料が多いため。研究は、目下、朝鮮半島の解放期における「朝鮮演劇」のアイデンティティの再構築に関して、理論的な整備を行ることを中心に進められている。平成27年度からの資料収集・分析の結果を、植民地期に形成・流布した朝鮮演劇関連の言説と比較することで、解放期における変化を明らかにすることに努めた。とりわけ、1940年以降に帝国日本の文化政策の一環として推進された国民演劇運動と、解放期朝鮮の左派によって行われた政治的な演劇運動が、どのような連続/断絶の側面を見せているかに注目して研究を進めた。それによって、最終的には解放期における「朝鮮演劇」のアイデンティティをめぐる議論や言説が植民地期の演劇的遺産をどのように相対化しているかを分析した。本年度は第2子の妊娠・出産に伴い、資料収集のための出張などが極めて困難な状況にあり、その他研究活動に充てられる物理的な時間も極端に少なくなった。したがって、今年度に予定していた研究内容の中、資料収集の部分は一旦休止し、テキストの読解や分析などを中心に研究を行わざるを得なかった。本研究は、朝鮮半島の解放期(1940年代後半)において、「朝鮮演劇」のアイデンティティがどのように再構築されるのかを、植民地期における朝鮮演劇の諸経験を参照しながら、つまり植民地期との連続と断絶に注目しながら考察することをその目的とする。今年度の研究は、その中でも朝鮮半島の解放期における「朝鮮演劇」の演劇伝統に関する言説を分析することに集中した。20世紀の初頭に西欧の演劇概念が輸入されてから、近代以前の演芸ジャンルであるパンソリなどが、朝鮮半島の演劇遺産として認識されるが、このような演劇的伝統に関する言説が、解放期において、どのような様相を見せているかを分析した。具体的には、1908年に発生し、1930年代に典型化される唱劇というジャンルを扱っている。植民地期の朝鮮では、西欧や日本に倣って新劇運動も活発に行われたが、大衆の支持を得て、その命脈を維持できたのは、むしろ唱劇のように伝統的な様式に基盤した大衆的なジャンルであった。本研究は、唱劇が1940年代の国民演劇の時代を経て、解放期においても活発に公演されていたことに注目した。

そして、一般的には植民地期との完全なる断絶とともに、演劇伝統の不在が叫ばれ、嘆かれる中で、こうした伝統的な演劇様式の現状を前提として、朝鮮の演劇伝統を肯定し、その継承を論じた韓曉の伝統論に注目した。韓曉は後に北朝鮮に移り、その地で『朝鮮演劇史概要』(1956)を執筆することになるが、こうした演劇伝統への関心の発端を彼の解放期の活動で見出し、その意味を考えることができた。2016年度の第2子出産に伴い、資料収集のための出張や、研究のための時間など、全般的な研究環境が、予定していたような水準で確保出来なかったため。本研究は、解放期(1940年代後半)の朝鮮演劇が、朝鮮独立以前に形成された朝鮮演劇のアイデンティティをどのように再構築してゆくのかを明らかにし、その課程で解放期の朝鮮演劇が植民地期のそれとの間にどのような連続と断絶を見せているかを考察するものである。今年度は、2017年度に引き続き、パンソリから発生した朝鮮固有の唱劇というジャンルを中心に、朝鮮演劇の再出発に光を当てることを試みた。2017年度には、朝鮮の演劇的伝統をめぐる当時の学問的な言説との関連で、唱劇に注目したが、今年度は今日に至るまでの唱劇の歴史から解放期の唱劇公演が持つ意義を考える作業に集中した。韓国で1960年代から始まった「国劇再定立」の企画では、1940年代における唱劇の「変質」を批判しながら、それ以前の唱劇の「原型」を保存しようとする議論が主流だったが、その後時代の変化とともに、唱劇は伝統劇でありながら、変化と革新を恐れず、当代の現実を反映し、かつそれに介入する「生きたジャンル」として定着してきた。本研究は、こうした今日の唱劇の在り方と関連して、1940年代に唱劇が経験した諸変化に注目し、その意義を考察した。これによって本研究は、1940年代前半の国民演劇期において、「時局劇」としての役割を果たすべく唱劇に強要された諸変化が、1940年代後半の解放期に朝鮮の演劇人たちによって積極的に継承されたことで、その後の唱劇の衰退および復興の両場面に深い影響を及ぼしたことを明らかにした。原則として本年度までの作業を継続する予定である、ただし、本研究が朝鮮演劇のアイデンティティの再構築の中でも、演劇伝統に関する言説の変遷に注目しようとしたものであったことを想起し、限られた時間の中でより効率的に研究の本来の目的に見合った成果を出せる方法を考えてゆきたい。原則として本年度までの作業を継続しながら、研究成果の発信に努めたい。また、状況が整えば、資料収集のための出張も再開し、収集した資料を体系的に整理する作業を行う予定である。これまでの研究が解放期全体における朝鮮演劇のアイデンティティの再構築を研究対象としながらも、その実においては主に1948年以前の、左派の演劇人たちが活発に活動していた時期に限られていた。これを補完するために、1948年以降右派の演劇人たちがアメリカのバックアップの中で台頭し、復活を遂げる時期のことを、今後中心的に考察していきたい。また、来年度は研究の最終年度に当たるので、これまで研究発表などの形でしか発信していなかった成果を、さらに発展させて、論文の形で世に出す作業を今後重点的にやっていく予定である。韓国の国立中央図書館が提供するアメリカの国立公文書館の北朝鮮鹵獲文書の原文サービスが充実していたため、アメリカへのリサーチ出張が必要なくなったから。出産・育児に伴い、予定していた出張が不可能になったため第2子出産にともない、予定していた回数の出張が出来なかったため。
金工品からみた古墳時代・三国時代の日韓交渉史研究

古墳時代・三国時代において高位の人々の身分を表すものとして、冠・飾履・耳飾などがある。このような器物は、各王権の中央勢力が地方に配布・下賜したものと理解され、威信材としての役割を担当していたと解釈される。本研究では、三国・古墳時代における日韓交渉史を研究するため、このような性格を持つ金工品の中で特に帯金具という器物にに注目する。今年は、去年行った中国の晋式帯金具や三燕・高句麗の帯金具に続き、朝鮮半島南部に存在していた百済・新羅・加耶と日本列島の倭から出土した帯金具に注目した。まず、徹底した資料の集成に基づき、型式学的分析からその製作年代や展開過程、特質を明らかにした。古墳時代中期という限定された時期に製作された倭の帯金具の特質を、当時百済、加耶、新羅の帯金具を分析することで明らかにすることができた。一方、帯金具のような金工品には、使用工具の痕跡が表面に残っている事例が多いことから、金工品の製作技術を理解する上で重要な器物と評価される。第2部では、帯金具の彫金技術に注目することで、製作痕跡、工具、工人、製作体制について検討を行った。特に、今まで10点出土している龍文透彫帯金具は、新羅、百済、倭に広く分布しており、製作技術のみならず、国際関係を考えるにおいても重要である。第2部では、日韓に渡って出土している龍文透彫帯金具の彫金技術、鋲の製作方法を比較することで、金工品の製作モデルを提示した。以上で内容をまとめ、博士論文の予備審査に提出することができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。1年目には、中国大陸で製作され、朝鮮半島や日本列島に伝わたと思われる晋式帯金具に注目した。朝鮮半島や日本列島の資料もあわせて分析し、東北アジアの観点から中日韓から出土する晋式帯金具の意味を考察した。2年目には、1年目に続いて朝鮮半島や日本列島の帯金具に注目し研究を進めた。晋式帯金具の移入と在地生産がうかがえる三燕地域をはじめ、高句麗・新羅・百済地域、そして倭の帯金具を集成し、型式学的分析を行った。その結果、今まで注目を浴びなかった新羅の逆心葉形帯金具に関して新たな知見を得ることができ、新羅における帯金具の展開過程をある程度明らかにすることができた。一方、金・銀・金銅などで作られた帯金具を含めた金工品には、当時の器物を作った工人に関する様々な情報も含まれている。博士論文の第2部では、そのような金工品を作った工人を考える1つの方法として鏨という鉄製の工具を技術史的に検討したい。今年は、金工品の製作における必須条件ともいえる鋼の作り方、製鋼法に関する研究を整理した。帯金具をはじめ、金工品の製作には、必ず鉄製の工具が必要である。しかし、一口で鉄と言っても、中に含まれている炭素量によって性質の異なる様々な鉄がある。その中で工具の材料たる鋼は、焼き入れと焼き戻しという熱処理によって硬くて粘り強くなれる唯一な鉄素材である。したがって、古代においてどのような方法で鋼を生産できたのかという問題は、金工品の生産とも密接に関わっている。言い換えれば、鋼が手に入れなければ、金工品の生産と普及も不可能になる。2年目にはこれまで言及された製鋼法に関する論文を整理し、最近増加する朝鮮半島の中部地域の調査事例を挙げ、朝鮮半島における製鋼法が原産国時代まで遡る可能性を確認した。古墳時代・三國時代に出現する金工品と金工技術の背後には、このような鉄の技術的な発展があったと考えられる。当初に予想した通り、研究が進んでいると思う。まず、博士過程1部である東アジアにおける金工品、その中でも帯金具の調査を1、2年目を通じて着実に進めたと思う(1章5章)。現在、晋式帯金具の調査や分析(1章)、三国時代の新羅帯金具の調査と分析(2章)をある程度完了した。今年は、百済と加耶の帯金具(3章)、倭の帯金具の資料集成と分析(4章)を行う予定である。博士2部では「鏨」という道具に注目したい。このため、まず鏨の材料たる鋼、つまり鉄の材料に注目し、古代東アジアにおける製鋼法(5章)を完了した。6章では、古代において東アジアの象嵌技術、7章では毛彫りという特殊な鏨を取り上げ、古代日韓の交渉様相を明らかにして行きたいと思う。しかし、実際に日本語を書く作業が思ったより多くの時間を要すると思われる。韓国語を日本語と翻訳するのに、そのくらいの時間を消費するかが博士論文を完成する上で重要な作業の中で1つになるだろうと思う。

まず、徹底した資料の集成に基づき、型式学的分析からその製作年代や展開過程、特質を明らかにした。古墳時代中期という限定された時期に製作された倭の帯金具の特質を、当時百済、加耶、新羅の帯金具を分析することで明らかにすることができた。一方、帯金具のような金工品には、使用工具の痕跡が表面に残っている事例が多いことから、金工品の製作技術を理解する上で重要な器物と評価される。第2部では、帯金具の彫金技術に注目することで、製作痕跡、工具、工人、製作体制について検討を行った。特に、今まで10点出土している龍文透彫帯金具は、新羅、百済、倭に広く分布しており、製作技術のみならず、国際関係を考えるにおいても重要である。第2部では、日韓に渡って出土している龍文透彫帯金具の彫金技術、鋲の製作方法を比較することで、金工品の製作モデルを提示した。以上で内容をまとめ、博士論文の予備審査に提出することができた。本研究では日韓交渉というテーマに近づくため、金工品、その中でも特に帯金具という特定の器物の分析を進めた。金工品には、当時において政治体の正体性が反映されていることから大きい意味があるが、当時の金工品には帯金具のみが存在したわけではない。例えば、被葬者が着装したと思われる冠、飾履、装飾大刀、耳飾なども、当時において朝鮮半島と日本列島に存在していた複数の政治勢力の交渉関係を示す重要な資料ですでに評価されている。本研究を通じて残された課題は、帯金具を含めた多様な金工品の総合的な解釈を通じて、日韓交渉史を再構築していくことにあると思う。ただ、本研究の2部で鏨という工具に注目したことは、従来の考古学研究においてあまり行われず、注目し得ると考える。鋼で製作された鏨に対する研究は、単に湶彫り技術の比較を超え、遺物から確認できる製作痕跡を観察することで、古代存在していた工人の技術を捉える新しい研究手段と考えられる。本研究では象嵌、毛彫りのような特別な製作技術に注目したが、鏨という工具の重要性は鉄の歴史を把握することにあると考えられる。本研究で捉えられなかった鉄の歴史と技術は、今後の研究課題としたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。
小胞体ストレス特異的な小胞体膜動態を介した細胞分化制御

私たちはこれまでの研究から、筋肉の幹細胞である筋芽細胞が筋管細胞に分化する過程で小胞体ストレス応答が発生し、これが細胞分化にポジティブな働きをしていることを示してきた。しかし細胞分化という生理的状況下においてどのようにストレス応答が生じるのかは不明であった。本研究では、小胞体の膜動態と小胞体内で生じるイベントとの相関から、筋分化の際に生じる小胞体ストレスの原因が小胞体内カルシウム枯渇であることを明らかにした。筋前駆細胞である筋芽細胞が筋蛋白質を発現する筋管細胞に分化する過程で、一過的に小胞体ストレス応答が生じ、これが筋分化過程において重要な役割を果たしていることを私たちは以前報告した。しかしながら、この分化過程に組込まれた生理的小胞体ストレスの発生源は明らかではない。本研究課題において、この小胞体ストレスの原因が小胞体内カルシウムの涸渇であることが強く示唆された。筋管細胞は多数の筋芽細胞が融合する事により形成される。細胞融合に先立ち、筋芽細胞内に小胞体由来の特殊な膜構造が出現することを私たちは見出した。そしてこれと類似した構造が、薬剤処理により小胞体内のカルシウムを涸渇させた際に特異的に形成された(この際小胞体ストレスも誘導される)。これらの構造を透過電子顕微鏡を用いて解析した結果、この膜構造体はシート状の粗面小胞体由来であり、両者に共通する以下のような特徴が見出された。1.小胞体膜が同心円状に層状に積み重なる。2.小胞体内腔幅が狭くなる又は消失する。3.リボソームが脱離する。これらの特徴は、小胞体内カルシウム涸渇以外の原因による小胞体ストレスを誘導した際には見られなかった。小胞体ストレスは小胞体内にアンフォールドしたタンパク質が蓄積した状態と定義され、タンパク質のジスルフィド結合阻害剤であるジチオスレイトール処理などを用いて小胞体ストレスを誘導した際には小胞体内腔の増大が報告されていた。今回、ツニカマイシン(タンパク質の糖鎖修飾阻害剤)及びブレフェルディンA(小胞体-ゴルジ体間タンパク質輸送阻害剤)を用いて小胞体ストレスを誘導した結果、小胞体内腔の増大が確認され、小胞体内カルシウム涸渇による小胞体ストレス時にのみ特異的な小胞体膜構造変化が生じることが明らかになった。この分化過程に組込まれた生理的小胞体ストレスの発生源が小胞体内カルシウム枯渇であることを強く示唆する結果を得、この内容について昨年度の報告書に記載した。今年度は筋分化時における小胞体内カルシウム枯渇を可視化し、直接的に証明することを試みた。小胞体膜貫通蛋白質STIM1は小胞体内カルシウム濃度低下によって構造変化を起こし、小胞体膜の一部とともに細胞膜直下へと移動する。蛍光蛋白質を付加したSTIM1を筋芽細胞に導入し、小胞体内カルシウム涸渇による細胞膜への移動を察した。その結果、筋分化誘導後約1日(24時間前後)において、小胞体内カルシウム枯渇特異的に観察されるSTIM1のドットパターンが現れた。また、薬剤を用いて小胞体内カルシウム枯渇を人為的に誘導した際には、1時間以内に同様のドットパターンが観察され、この系が正しく機能していることも確認された。これにより、筋分化時に小胞体内カルシウム枯渇が確かに生じること、またそのタイミングが明らかになった。これにより研究計画I-2「小胞体内カルシウム涸渇によって変化する小胞体膜上蛋白質の観察」は達成された。更にここまでの研究結果を論文として誌上発表した。筋分化時の小胞体内カルシウム枯渇のタイミングが明らかになったことにより、研究計画II-1「筋分化過程における小胞体ストレス応答と筋分化制御系を繋ぐ分子の同定」において、マイクロアレイサンプルとして用いるべき筋分化誘導細胞の回収タイミングが特定できた。小胞体内カルシウム枯渇が生じる24時間から、小胞体ストレスが持続する48時間の間の筋分化誘導後36時間を解析ポイントとして選定し、マイクロアレイ解析を開始した。この分化過程に組込まれた生理的小胞体ストレスの発生源が小胞体内カルシウム枯渇であることを強く示唆する結果を得たため、これをイメージングにより可視化することにより直接的に証明し、この内容については昨年度の報告書に記載した。イメージングによる結果から、小胞体内カルシウム枯渇が生じるタイムポイントが筋分化誘導後24時間から48時間の間であることが明らかとなったため、研究計画II-1「筋分化過程における小胞体ストレス応答と筋分化制御系を繋ぐ分子の同定」のためのマイクロアレイ解析を筋分化誘導後36時間の細胞サンプルを用いて行った。同時にコントロールである未処理の細胞と、比較のための2種類の小胞体ストレス誘導剤(小胞体内カルシウム枯渇を誘導するタイプ、小胞体内タンパク質糖鎖修飾を阻害するタイプ)で処理した細胞の解析を行った。

その結果、筋分化誘導及び2種類の小胞体ストレス誘導剤とで共通に変化する遺伝子群として、上皮間葉転換関連因子が見出された。上皮間葉転換のマスター遺伝子の一つに関して、筋分化誘導及び小胞体ストレス誘導下においてタンパク質レベルで発現上昇が起こっている事を、細胞免疫染色及びウエスタンブロット法により確認した。また筋分化誘導に特異的な遺伝子変化としては、コレステロール合成経路の遺伝子群の著しい上昇が見られた。平成28年3月末で所属していた研究室が閉鎖になったため、4月より研究室を異動している。異動に伴う様々な準備や変化があり、円滑に研究を継続することが難しい状況であった。筋前駆細胞である筋芽細胞が筋蛋白質を発現する筋管細胞に分化する筋最終分化過程(以降筋分化と呼ぶ)において、一過的に小胞体ストレス応答が生じ、これが筋分化過程において重要な役割を果たしていることを私たちは以前報告した。この分化過程に組込まれた生理的小胞体ストレスの発生源が小胞体内カルシウム枯渇であることを強く示唆する結果を得たため、本研究課題では小胞体内カルシウム枯渇をイメージングによって可視化し直接的に証明した。イメージング解析から得られた小胞体内カルシウム枯渇タイムポイントにおけるマイクロアレイ発現解析より、筋分化誘導特異的にコレステロール合成経路の遺伝子群の著しい上昇が見られた。筋分化に伴うコレステロールの上昇が小胞体内カルシウム枯渇を引き起こす可能性を考え、コレステロール合成経路の阻害実験を行った。筋分化誘導時におけるコレステロール合成阻害は小胞体内カルシウム枯渇を抑制したが、コレステロール合成阻害は分化細胞だけでなく、増殖細胞においても小胞体ストレス応答を引き起こした。コレステロールの増加が小胞体ストレスを誘導することは以前から報告されていたが、コレステロールの減少も同じく小胞体ストレスを誘導し、コレステロール増減のバランス自体が小胞体ストレス誘導に関わることが明らかになった。また、筋分化に伴う脂肪酸不飽和化酵素の発現上昇もマイクロアレイ解析より明らかになった。脂肪酸不飽和化酵素の阻害は筋分化に伴う小胞体内カルシウム枯渇は抑制しなかったが、薬剤による小胞体内カルシウム枯渇によるアポトーシス誘導を抑制した。本研究から、小胞体膜脂質動態が小胞体内カルシウム枯渇や小胞体ストレス誘導に関わる可能性が大いに考えられる予備的結果を得た。私たちはこれまでの研究から、筋肉の幹細胞である筋芽細胞が筋管細胞に分化する過程で小胞体ストレス応答が発生し、これが細胞分化にポジティブな働きをしていることを示してきた。しかし細胞分化という生理的状況下においてどのようにストレス応答が生じるのかは不明であった。本研究では、小胞体の膜動態と小胞体内で生じるイベントとの相関から、筋分化の際に生じる小胞体ストレスの原因が小胞体内カルシウム枯渇であることを明らかにした。研究計画I-2「小胞体内カルシウム涸渇によって変化する小胞体膜上蛋白質の観察」が達成されたことにより、筋分化過程において小胞体内カルシウムが低下することを直接的に示すことに成功した。またこれにより筋分化過程における小胞体内カルシウム枯渇が生じるタイミングが明らかになり、研究計画II-1「筋分化過程における小胞体ストレス応答と筋分化制御系を繋ぐ分子の同定」に着手することができた。筋分化誘導と薬剤による小胞体ストレス誘導との間で共通して発現上昇する遺伝子群として上皮間葉転換関連因子が見出された。