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ロシア東洋学院における日本学の研究

第23回露日学術シンポジウムなどの国際シンポジウムで研究結果を発表し、2007年の11月13日、極東国立大学の東洋学院にて日露研究会「東洋学院と日露交流」を開催し、本研究課題の成果についての報告を行った。ウラジオストク、サンクトペテルブルグ、モスクワ、東京、京都、大阪の図書館、日本内外の文書史料館、外務省外交史料館等において、東洋学院の教授であり、ロシアの著名な日本学者であるE.G.スパルヴィン、D.M.ポズドネエフ、V.M.メンドリン、その他の日本研究家の人生や著作活動及びその人的交流や日露関係への寄与などを究明し、東洋学院(1899-1920)、国立極東大学(ソビエト時代から極東国立大学1920-1939)、極東国立大学(1956年から復興)の教員、学生や聴講生、卒業生による日本学の研究著作リスト(1900-2008)を補充・訂正し、ロシアの日本学における東洋学院の意義と役割を評価した。本研究プロジェクト論文集『ロシアの最初の専門的な日本学者』(A.ディボフスキー編、2007年極東国立大学出版)の刊行に伴い、ロシアの科学アカデミー極東支部の新聞“Dalnevostochniy Uchyoniy"(極東の科学者)の紙上で起こった議論(2007年11月9日、2008年2月27日、2008年7月23日)に参加し、2008年5月13日、極東国立大学の母校設立110周年に向けての、極東国立大学東洋学院の行事として行われた上記論文集のプレゼンテーションを実施し、A.ディボフスキーが「E.G.スパルヴィンによるロシアの日本学への貢献について」の報告をした。2009年の2月10日、大阪大学大学院言語文化研究科にて日露研究会「極東ロシアにおける日本学の行方」を開催し、プロジェクト参加者により本研究課題の成果についての報告を行った。上記研究会の報告書、その他の研究資料及び上述の日本学文献目録(1900-2008)を含む『ロシアの極東における日本学の行方』(大阪、ドラゴン印刷、317ページ)を2009年、3月の上旬に出版した。
親子で学ぶ『小学生用飲酒防止教育プログラム』の検討

親子で学ぶ『小学生用飲酒防止教育プログラム』の開発を目的に、1)コンテンツ内容検討のための質問紙調査、2)教育プログラムの試行。1)では12歳以下の子どもの親2,000人に対し、飲酒関連の知識や意識を尋ねた。結果、プログラムには【長期かつ多量飲酒の害】、【子どもの身体への影響】が求められ、特に父親の参加が効果的なプログラムの実施につながることが分かった。2)試行には、父親4名、母親7名が参加。事後アンケートでは、参加者の8割が、プログラムに対し肯定的評価。更に、小学生を対象に、親の参加を期待するプログラムの意図に対しても、賛同する意見が多数。今後は多くの参加者に対し、プログラムを実施したい。小学生入学前の子どもを持つ親の飲酒に関する意識を把握し,小学校教育に導入するための飲酒予防教育プログラムを開発に向けた基礎資料とすることを目的とし,未成年者がお酒を飲み続けた場合におきる身体への影響についての知識,生まれつきのお酒の体質の存在,小学生にお酒を勧めた経験の有無,小学校の教育の中で飲酒防止に関する学習内容の4項目を,幼稚園1校,保育園2校の計3校とこどもセンター1か所の小学生入学前の子どもを持つ親保護者に348人に,2013年10月にアンケート調査を行った.その結果,保護者にアルコールに関する知識の9項目中,最も正解率の高かった知識は,「一度に大量の飲酒をすると急性アルコール中毒になる」,次に8割と多かった正解率では,「一気飲みをすると死亡することがある」,「アルコールには依存性がある」,「身体の成長を妨げて,性ホルモンのバランスを崩すことがある」であった.最も低い正解率は,「すい臓障害になる」の知識であった.お酒に強い,弱いは生まれつきの体質について「知っている」親が(91.0%),「知らない」(9.0%)であった.小学生にお酒を勧めたことがある親は1.1%であった.小学生に必要な教育として多かった内容は,「子どもの飲酒がどのように身体に影響するか」,次に,「飲酒と法律との関係について」,「アルコール依存症の経過について」,「アルコール依存症者の体験談について」など,最も低い回答は「アルコールについての相談できる機関について」であった.本年度以降に実施予定である小学生向け飲酒予防プログラムの方針を策定するのに十分な結果が得られた.なお本結果については本年8月に開催されるthe 28th Conference of the European Health Psychology Society(Innsbruck, Austria)で発表することが決定している.小学生用のプログラムを設計し、さらに早い時期に飲酒に関する教育を、親子を対象に実施することで、飲酒行動が始まる前に子どもと親の啓発に役に立つことが可能かを検討することを本研究の目的とした。25年度の研究実施計画は、ほぼ計画通りに進んでいる。小学校における児童およびその保護者の飲酒乱用に関する実態調査は、神奈川県2校、滋賀県3校に実施した。アンケートの分析がやや遅れているが、飲酒防止プログラムの基本構想には至っている。滋賀県の1小学校の6年生の児童及びその保護者のアンケート調査の結果の一部では、児童(n=34)で、「飲酒をしたことがある」15名、「飲んだことがない」19名。どのようにしてお酒を飲んだか?「家でご飯を食べた時に飲んだ」9名、「家の中にあるお酒を飲んだ」7名であった。保護者(n=44)で、未成年者(子供)にお酒を勧めたことがありますか。「ある」4名、「ない」39名であった。親子で学ぶ『小学生用飲酒防止教育プログラム』の開発を目的に、1)コンテンツ内容検討のための質問紙調査、2)作成した教育プログラムの試行をした。1)質問紙調査では、小学校および幼稚園、保育園、こどもセンターの子どもを持つ両親2,000人の子どもの親2,000人に対し、飲酒関連の知識や意識を尋ねた。結果、以下の4点が示唆された。1.「一度に大量の飲酒をすると急性アルコール中毒になる」が最も多く、最も回答が少なかった項目は、「すい臓障害(すい炎・糖尿病)であった。2.小学生に必要な教育内容として最も多かった内容は、「子どもの飲酒がどのように身体に影響するか」であった。3.小学生にお酒を勧めたことが、「ない」97.7%、「ある」2.3%であった。親が子どもにお酒を勧めている現状があった。4.親の飲酒状況の比較では,要注意群とアルコール依存症の疑い群では父親が2倍以上も高かった.飲酒防止プログラムには【アルコールの長期かつ多量飲酒の害】、【飲酒の子どもの身体への影響】といったコンテンツが求められ、また、特に父親の参加が効果的なプログラムの実施につながることが分かった。2)この結果を受け作成した飲酒防止プログラムの試行には、小学生の子どもを持つ父親4名、母親7名が参加をした。事後アンケートでは、参加者の8割が、本プログラムに対し肯定的評価を下した。更に、小学生を対象に、親の参加を期待する本プログラムの意図に対しても、賛同する意見が多数得られた。今後はより多くの参加者に対し、プログラムを実施したい。

2)試行には、父親4名、母親7名が参加。事後アンケートでは、参加者の8割が、プログラムに対し肯定的評価。更に、小学生を対象に、親の参加を期待するプログラムの意図に対しても、賛同する意見が多数。今後は多くの参加者に対し、プログラムを実施したい。滋賀県の小学校の飲酒防止プログラムの実施については5月の説明会の予定が、7月に変更となり、承諾を得てからのプログラムの実施となる為。精神看護学本研究3年目の最終年度には、この小学校の児童及びその保護者のアンケート調査を分析し、その結果をもとに、飲酒防止教育に必要な要件の抽出を行い、飲酒防止プログラム用のコンテンツ作成を開始する。本プログラムの作成および検証実験をおこなうものとする。本プログラムを実施した児童に関して、中学生以降も追跡調査を行い、中学時代での初飲への影響を調べる。協力校を選定する上で、本プログラムの実施の意思を表示した学校に、研究の主旨および方法を文書・口頭で説明し、研究協力の同意を得るとともに、子どもと保護者からも本研究の目的について十分説明したうえで、同意を得てから実施を行う。親子で学ぶ小学校用『飲酒乱用防止教育のための指導プログラム』の有効性と課題を明らかにする。本研究における目的は以下の2点である.1.小学生以下の飲酒乱用に関する実態調査を行い,飲酒行動に関連する要因を明らかにする.2.親子で学ぶ『小学生用飲酒防止教育プログラム』の設計・実践を行い,課題を明らかにする.昨年度に実施したアンケート調査は,上記目的を達成するための基礎的なデータとなるものであったため,現状の到達度は全体の目標に対して25%程度であると考える.到達度に影響している要因の一つとして保護者・教育機関の協力の問題がある.1の実態調査では,過去の中学生に対する研究手法に基づき,幼稚園児・保育園児,小学生,またそれぞれの保護者に対し各校1クラス20人程度の生徒に対し,飲酒経験や飲酒に関わる具体的な状況,飲酒が健康に及ぼす知識について答えさせるアンケートを実施する.その際のアンケートの方式は調査対象の言語面での発達程度を考慮し,幼稚園児・保育園児には対面でのインタビュー形式,小学生や保護者に対しては質問紙による調査を予定した.しかし,幼稚園児・保育園児に対するインタビューに関しては,いくつかの施設や保護者へ依頼をしたが同意を得られず実施することができなかった.また,複数の幼稚園・保育園,また管轄行政へ協力依頼を行ったが,こちらについても協力の回答を得るのが非常に困難であったことが到達度に影響している.なお,小学生と保護者に対しての飲酒に関する質問紙による実態調査については協力校の目途がついており,平成26年度の実施の運びとなっている.当年度内でアンケート集計が少なかった。
アクティブな中心窩視覚システムによる文書情報の獲得

紙などに印刷された文書情報を機械可読とするには,いくつか段階を経るが大きく分けて文書情報を画像データとして得る段階とそれを認識する段階とがあり,両者の連携がなく,人手のパラメータ調整が行なわれており,さらに紙面の読み取り装置への設置も煩雑である.本研究ではこれらの文字認識処理を統合する.工学的に用いる画像は一般に画像全体で均一解像度であるが,本研究では中心窩視覚と呼ばれる視線の中心部において高解像度となり,周辺になるにつれてその解像度が低下するような不均一な構造を持つ視覚を,文書情報の獲得処理へ適用し効率的なシステムの構築を行なうことを目指した.中心窩視覚の実現にはLog Polar Mapping(LPM)を採用し,文字認識処理の実現とカメラの回転により画像情報をアクティブに獲得できる装置を製作した.文字認識では,日本語約1万4千字を対象にテンプレートマッチング実験を行なった.画像の多重解像度性を考慮して文字毎に数種の解像度画像を生成し,それぞれのマッチングを行なった.これによりある程度,段階的な文字種のカテゴリ分類と,中心窩画像の特徴である中心重視のマッチングが行なわれることが確認された.市販の文字認識ソフトにおいて高認識率となる文字の解像度値も検証により得ており,これらも参考にしたマッチング実験とした.実機製作では単眼視でパンとティルト方向に回転できるシステムとした.高解像度でのビデオ画像が得られるカメラを選定し,パーソナルコンピュータ上へ取り込み処理した.カメラの回転角に対しどの程度の歪みが画像に生じるのかを実際と計算値とで比較し,得られたカメラ画像から紙面を再構成する処理を実現した.なお,初年度の視点移動シミュレーションでは対象を黒丸としており,文字の場合(線画)との違いが明らかになったため実装しなかった.実機システムへの視点移動と文字認識処理の組み込みは今後の課題である.中心窩視覚を利用した単眼視によるアクティブステレオビジョンシステムに関するシミュレータを作成した.本シミュレータは文書情報として事前に用意した画像を与え,その画像に対して情報獲得処理を行なうものである.本研究では視点移動によって文書情報の存在する箇所についてのみの情報獲得を行なうものとしている.中心窩視覚の実装は複素対数極座標変換によっている.文書形式は横書きで左から右への流れを有するものと設定した.また,文字として想定するものは単純な形状として黒丸を設定し,垂直方向と水平方向に軸の比を変化させた楕円形状のものも含んでいる.今年度は文字の認識には重点を置かず,視点移動を行なう際に使用する情報として中心窩視覚の特徴である不変性によってこれを得るものとした.視点移動による情報獲得の特長である文書情報が存在している箇所のみの処理を実現するために,まず文書の全体像を大局視によって大まかに獲得し処理対象とする範囲を決定した.次に,その範囲対象の左上端へ視線を移動し,局所視によって詳細な情報獲得を行なう.さらに,行単位の視点移動では中心窩視覚の実装に適応した複素対数極座標変換の変換不変性によった.これは直交座標における回転方向と半径方向の成分とに分解されることを利用して,現在の処理で注視している文字の位置を検出しさらに隣接する文字との字間を検出して視点移動と注視を行なうものである.行の右端では空白となることからこれを検出させ,次行への視点移動を行なうものとした.以上の処理に関してシミュレータ上での動作を確認した.今後は,さらに文字形状が複雑な場合への対応と実機への実装を念頭においた処理の検討が必要である.また,市販の文字認識アプリケーションソフトを購入しこれを用いて,文字認識に必要な解像度などに対する検討も行なっている.この結果を中心窩視覚へ反映させる予定である.紙などに印刷された文書情報を機械可読とするには,いくつか段階を経るが大きく分けて文書情報を画像データとして得る段階とそれを認識する段階とがあり,両者の連携がなく,人手のパラメータ調整が行なわれており,さらに紙面の読み取り装置への設置も煩雑である.本研究ではこれらの文字認識処理を統合する.工学的に用いる画像は一般に画像全体で均一解像度であるが,本研究では中心窩視覚と呼ばれる視線の中心部において高解像度となり,周辺になるにつれてその解像度が低下するような不均一な構造を持つ視覚を,文書情報の獲得処理へ適用し効率的なシステムの構築を行なうことを目指した.中心窩視覚の実現にはLog Polar Mapping(LPM)を採用し,文字認識処理の実現とカメラの回転により画像情報をアクティブに獲得できる装置を製作した.文字認識では,日本語約1万4千字を対象にテンプレートマッチング実験を行なった.画像の多重解像度性を考慮して文字毎に数種の解像度画像を生成し,それぞれのマッチングを行なった.これによりある程度,段階的な文字種のカテゴリ分類と,中心窩画像の特徴である中心重視のマッチングが行なわれることが確認された.市販の文字認識ソフトにおいて高認識率となる文字の解像度値も検証により得ており,これらも参考にしたマッチング実験とした.実機製作では単眼視でパンとティルト方向に回転できるシステムとした.高解像度でのビデオ画像が得られるカメラを選定し,パーソナルコンピュータ上へ取り込み処理した.カメラの回転角に対しどの程度の歪みが画像に生じるのかを実際と計算値とで比較し,得られたカメラ画像から紙面を再構成する処理を実現した.なお,初年度の視点移動シミュレーションでは対象を黒丸としており,文字の場合(線画)との違いが明らかになったため実装しなかった.実機システムへの視点移動と文字認識処理の組み込みは今後の課題である.
21世紀を展望した科学・技術教育の総合的な教育課程編成の試案の策定に関する研究

1.新教育課程編成の基本骨格とカリキュラム編成理論の構築:21世紀の「変革の時代」の社会でその社会を担う子ども達が文化・学術を創造し,豊かな生活をおくり,個人として健全な成長をなし遂げていくことができる資質能力を培うために,“文化を基盤にした科学"を基幹とする新しい総合化の教育課程『新科学知』カリキュラム編成モデルを提案した。特に,カリキュラム理論の3大要素((1)近未来社会の変容予測からの社会的要請,(2)学問体系からの要請,(3)子どもの成長発達からの要請)の中で,前2者を強調したカリキュラム編成理論を提案した。科学は本来的に「未知の世界,未踏の世界を解きあかす」こと,つまり「探る」ことにある(科学的課題探究能力)。解きあかされた世界の知識を「知る」こと(科学的知識)のみではないとの認識に立ち,未踏の世界を解き明かす「科学的な問いの体系」としての「総合化の科学技術教育」を示した。これには,日常生活との関連を深め,社会・文化・環境・生態系への関連を深める科学的素養を基盤に,「実験-発見-創造-理解の連鎖」としての探究的問題解決能力を高める教育課程編成の理論モデルを提案した。2.小学校・中学校段階の科学教育カリキュラムの編成:学問体系としての教育課程,For Allに代わる現実世界を出発点に,“生活や文化"に密着した“生活と文化の科学教育"カリキュラムを実践的に実証しながら具体的な理科カリキュラム,算数・数学カリキュラムを提案した。3.中学校・高等学校段階の科学教育カリキュラムの編成:『新科学知』カリキュラムを実現する「自然科」,自然と人間(科学)・文化(人文科学)とを融合した新しい総合理科の立場からの一貫の理科カリキュラムを授業研究の成果を基に実証的に具体的に提案した。1.新教育課程編成の基本骨格とカリキュラム理論の構築:(1)科学技術が学術的にも応用の面でも世界的に問い直されている今日,そして,現在の幼児児童生徒が変動を続ける近未来社会で,豊かで健全で個性的な人格に成長し,創造的な文化,独創的な科学技術を創みだし,国際的な視野で地球上の諸問題を解決し,人類の存在・共存,環境の保全に大きく貢献していくためには,旧来の均一化された教育の在り方,そして知識技能および方法の知識の習得を目指したこれまでの理科教育,物化生地の分科主義に基づく科学教育を抜本的に改革していく必要がある.特に科学技術,数学,情報,環境科学の発展なしでは考えられない将来の日本社会にあって,発達段階の低い学年から科学教育を重点的に,厳選の中で切れ目なく一貫性に富む調和のとれた教育課程を編成する必要がある.(2)科学技術(科学,技術,数学,情報)は益々その重要性を増し,科学教育は現代的未来的知性を培う人間形成の重要な基盤となっている.このための教育は,こうした社会を生き豊かに発展させていく市民としての科学的素養(数学的,情報的,技術的リテラシー)の育成を基盤に,他方では将来のリーダーを育成するための専門的素養を高めることを配慮し,独創性創造性,そして論理的思考力,応用力を高め,倫理観のある理性的な判断力を高めるカリキュラム編成が必要となる。これには,日常生活との関連を深め,社会・文化・環境・生態系への理解を深める科学的素養を基盤に,「発見・創造の連鎖」としての探究的な問題解決能力を高めるための教育を重視し,個性化・多様化を図る必要がある。2.小中学校および中高等学校の新教育課程試案の策定:総合化の立場から,市民としての科学的素養と将来のリーダーのための専門的素養を育成する教育課程,教育内容の編成原理と具体的試案を進めている.

1.新教育課程編成の基本骨格とカリキュラム編成理論の構築:科学技術の急速な発展と学問体系のパラダイムシフト,社会構造・産業構造の変革,世界における国際的地位・役割の変革,幼稚園から高等学校・大学教育における教育構造の変革の進む中で,21世紀の「変革の時代」の社会でその社会を担う子ども達が文化・学術を創造し,豊かな生活をおくり,個人として健全な成長をなし遂げていくことができる資質能力を学校教育の中で培うことができる科学技術リテラシーを基盤にした新しい教育課程,特に,カリキュラム設計開発理論の3大要素(近未来社会の変容予測からの社会的要請,学問体系からの要請,子どもの成長発達からの要請)の中で,前2者を強調した『新科学知』カリキュラムを構想した設計理論の構築を行ってきた。特に,科学は本来的に「未知の世界,未踏の世界を解きあかす」こと,つまり「探る」ことにある(科学的思考力)。解きあかされた世界の知識を「知る」こと(科学的知識)のみではないとの認識に立ち,カリキュラムの基本構想の枠組みとして,物理・化学・生物・地学の分科主義を排し,未踏の世界を解き明かす「科学的な問いの体系」としての『新科学知』を基盤にした「総合化の科学技術教育」を構想して構築してきた。これには,日常生活との関連を深め,社会・文化・環境・生態系への理解を深める科学的素養を基盤に,「発見・創造の連鎖」としての探求的な問題解決能力を高めるための教育を重視し,個性化・多様化を図る枠組みを構築してきた。この基本構想の下に,週5日制を前提にした30%の内容の削減の具体的なカリキュラムの体系化を行った。2.小学校・中学校段階の化学教育のカリキュラム(教育内容)の編成(詳細は省略)3.中学校・高等学校段階の科学教育のカリキュラム(教育内容)の編成(詳細は省略)1.新教育課程編成の基本骨格とカリキュラム編成理論の構築:21世紀の「変革の時代」の社会でその社会を担う子ども達が文化・学術を創造し,豊かな生活をおくり,個人として健全な成長をなし遂げていくことができる資質能力を学校教育の中で培うことができる,新しい教育課程,『新科学知』カリキュラム開発モデルを提案した。特に,カリキュラム開発理論の3大要素((1)近未来社会の変容予測からの社会的要請,(2)学問体系からの要請,(3)子どもの成長発達からの要請)の中で,前2者を強調した『新科学知』カリキュラムを構想した。特に,科学は本来的に「未知の世界,未踏の世界を解きあかす」こと,つまり「探る」ことにある(科学的課題探究能力)。解きあかされた世界の知識を「知る」こと(科学的知識)のみではないとの認識に立ち,未踏の世界を解き明かす「科学的な問いの体系」としての『新科学知』を基盤にした「総合化の科学技術教育」を構想した。これには,日常生活との関連を深め,社会・文化・環境・生態系への理解を深める科学的素養を基盤に,「発見・創造の連鎖」としての探究的問題解決能力を高める科学の教育課程編成モデルを提案した。2.小学校・中学校段階の科学教育のカリキュラムの編成:学問体系としての教育課程に代わる,地域カリキュラム,学校カリキュラム(環境教育・福祉教育等を含む)を含むカリキュラム編成理論を固め,For Allに代わる現実世界を出発点に,“生活や文化"に密着した“生活と文化の科学教育"カリキュラムを提案した。3.中学校・高等学校段階の科学教育のカリキュラムの編成:これまでの分科主義の科学教育課程を排し,『新科学知』を実現する「自然科」,自然と人間(科学)・文化(人文科学)とを融合した新しい総合理科の立場からの中高一貫の理科カリキュラムのを提案した。
転倒および介護度悪化の予測にむけた新たな客観的指標開発に関する研究

本研究は近年急速に進歩するセンシング技術を用いた、身体機能の定量的評価指標開発を目的に、マイクロソフト社のゲーム機器であるKINECTを用いて立ち上がり動作の客観的指標開発を実施している。今年度は若年者を対象としたデータ収集プロトコルの設定、予備的データ収集を行い、指標算出のための波形解析プログラムを構築した。合わせて地域在住高齢者を対象にデータ測定を実施し、再現性の検討とその他の身体機能評価指標との関連性を検討した。本データ測定への協力に賛同が得られた42名のデータから波形解析プログラムを用いて指標を算出した。具体的には規則性の指標とされているAutocorrelation Coefficient (AC)と動揺性の指標とされているRoot Mean Square (RMS)を算出した。垂直方向と前後方向について、それぞれの指標を算出して級内相関係数を用いて再現性を検討したところ、RMSでは高い再現性が得られた一方で、前後方向では得ることができなかった。再現性の高かったRMSについて5回立ち上がりテスト遂行時間との相関関係ならびに他身体機能評価指標としてTimed Up and Goテスト(TUG)と歩行速度との相関関係を検討したところ、垂直方向は5回立ち上がりテスト遂行時間とのみ統計的に有意な相関関係であることが示された。一方で前後方向は5回立ち上がりテスト、TUG、歩行速度全てと統計的に有意な相関関係であった。先行研究の結果から対象者をフレイル・プレフレイル群(28名)と健常群(12名)に分類し対応のないt検定を用いて群間比較を実施すると、前後方向のRMSについてはフレイル・プレフレイル群が健常群と比較して有意に高い値を示しており、フレイル・プレフレイル群は前後方向に動揺性の大きな立ち上がり動作となっている可能性が示唆された。KINECTを用いた動作解析プログラムの作成に取り掛かったが、物品の搬入等に若干の遅延が生じたことで、その後のプログラム作成についても若干の遅れが生じている。KINECTから得られたデータを波形解析に用いることができるようにアウトプットする部分でプログラム作成が難航しているが、プログラム作成者と話し合いを密に行うことで、問題解決に至っている。翌年度の計画については予定通り若年者および高齢者に対してデータ測定を実施していく予定である。具体的には5回立ち上がりテスト及び足踏み運動をデータ測定する運動として今年度に決定してプログラム作成をしたため、これら二つのデータ測定について信頼性や再現性の検討を実施し、高齢者を対象に認知機能や体組成等との横断的な関係性を検証する予定である。高齢者を対象としたデータ測定は所属機関で実施している地域高齢者の体力測定会にブースを設けて実施していく予定であり、実施に向けて所属機関の研究協力者と密に連絡を取りながら進めていく予定である。物品搬入の遅れによりプログラム作成に取り掛かる時期が後ろにずれたため。動作分析プログラムの作成において、データ収集のテスト段階で修正すべき問題が発生してプログラム作成者と再度の調整が必要となり、プログラム作成が大幅に遅れている。具体的には動作分析を行う上で、同時にカメラを用いた画像あるいは映像を収集することの必要性、並びにKINECT本来の使用用途ではない側方方向からの撮影によるデータ収集に関する追加のプログラム修正を行った。本研究では立ち上がり動作における側方方向からのデータ収集が必要不可欠である。KINECTの特性上、カメラから遠い側の関節位置情報はデータ収集が難しく、そのため修正したプログラムでは必要な関節位置情報のみ取り出すようにしており、テストを実施してデータ収集に問題は見られていない。上記のようにプログラムは完成である。すでにデータ収集を実施する研究フィールドの調整は終了しているため、翌年度は研究協力者の研究フィールドで地域在住高齢者のデータ収集を行っていく。その後、同時に収集しているデータ(従来の身体機能指標、認知機能指標、体組成など)との関連性を検討するデータ解析を進める予定である。その際、関係する研究協力者と密に連絡を取りながら研究を進めていく。プログラムが完成しテストを実施した際に、データ収集において修正が必要な要件が生じたため。

先行研究の結果から対象者をフレイル・プレフレイル群(28名)と健常群(12名)に分類し対応のないt検定を用いて群間比較を実施すると、前後方向のRMSについてはフレイル・プレフレイル群が健常群と比較して有意に高い値を示しており、フレイル・プレフレイル群は前後方向に動揺性の大きな立ち上がり動作となっている可能性が示唆された。データ収集のためのプログラムを早急に完成させる。そのためにプログラム作成者と密に連絡を取りながら進めていく。上記と並行して翌年度に収集する予定である高齢者のデータ測定のために研究フィールドの調整も実施していく。翌年度の計画は基本的に変更せずに実施していく予定である。プログラムを用いたデータ収集を実施する。すでにフィールド調整は終了しているため、データ収集と並行してデータ解析も実施可能である。これらを進めるにあたり、研究協力者と密に連絡を取りながら進めていく。研究協力施設である神戸大学での打ち合わせが、先方との予定調整ができず、数回実施することができなかったため。その場合は話し合いをする予定であった内容について資料を作成し、先方と共有して次回以降の打ち合わせに支障がないように努めた。データ収集を実施しなかったことにより、物品費及び人件費の支出がなくなったため。基本的には翌年度も計画通りに予算を使用する。今年度の計画で遅れた部分を埋め合わすために、翌年度の前半期にプログラム内容及びデータ測定計画の確認のために打ち合わせ回数を増やす可能性があるので、その際は今年度使用できなかった予算を適宜使用する予定である。
超分子合成化学へ向けた非共有結合錯体の新デザインと機能

本研究課題では、反応基質としての超分子錯体をデザイン・合成し、全く新しい概念に基づいた超分子合成化学の開拓を行った。非共有結合による超分子錯体の形成による反応基質の一時的な構造および電子状態変化を利用して、反応の精密化および効率化を謀り、超分子が関わる数々のユニークな化学反応を見出した。本反応コンセプトは熱反応だけでなく、それよりも制御が困難な光反応にも応用でき、次世代の反応デザインにおいて極めて重要な方法論となることが期待される。タンパク質などの生体関連物質は金属イオンの認識によってその構造や機能を変化させたり、特異な反応を引き起こす。最近、我々は金属イオンの取り込みにより形成する超分子錯体が金属の電子吸引効果により自身の反応性を高め、Diels-Alder反応などの化学反応を大きく加速させることを見出した。我々はこのような分子を自己活性化超分子と呼び、様々な新奇自己活性化超分子のデザインと反応の探索を開始した。本研究では自己活性化超分子反応のさらなる発展として、オリゴエチレングリコール鎖をエステル結合でカルボニル基と直接連結した新規な反応ホスト分子と、金属アルコキシドによる新たな自己活性化超分子反応の開発を企てた。高速液体クロマトグラフィーやNMRなどを用い、ホストとゲストの相互作用、およびそのエステル交換反応に及ぼす影響を反応速度論的なアプローチによって調査した。アセトニトリル中、オリゴエチレングリコール鎖を持つホスト基質分子は、様々な金属アルコキシドと錯体を形成してエステル交換反応を加速させ、さらに側鎖と金属イオンのサイズがフィットする組合せにおいて大きな加速効果を与えた。中でも、最も長いオリゴエチレングリコール鎖を持つホスト基質はBa(OEt)_2と強い超分子錯体を形成し、金属カチオンの電子吸引効果によるホスト分子の活性化とEtO^-圧の求核性の増大によるゲスト分子の活性化、すなわち二重活性化を生じ、そのエステル交換反応を大きく加速させた(4600倍)。我々はこのような分子を自己活性化超分子と呼び、様々な新奇自己活性化超分子のデザインと反応を探索してきた。本研究では自己活性化超分子反応のさらなる発展として、オリゴエチレン鎖をキノンに連結したホスト基質分子【QE_n(n=O-3)】とオレフィンによる、新たな超分子光反応の開発を企てた。オリゴエチレン鎖は金属イオンを強く包接することで知られている。このQEnと金属イオンが強く錯形成すると、基底状態や反応中間体の構造や電子状態に影習を与え、光反応をコントロールできるのではないかと考えた。側鎖が最も長いQE_3は、2,3-dimethyl-2-buteneとの光反応によって主として4種類の生成物を与えたが、金属イオンの存在下では生成物の高い選択性が現れた。一方、側鎖の短いQE_Oではそのような生成物の変化は見られなかった。ここで見られた現象は、側鎖の長さ、および金属イオンの価数と大きさに依存し、金属イオンを強く取り込むことができる組合せにおいてそのような現象が現れることを見出した。また、本研究過程において我々はクロロホルムなどの光分解によって生じる分解生成物を利用して、新奇なハロメタンの光リサイクル反応の開発に成功した。我々はそれを用いた様々な新奇有機反応を見出し、尿素誘導体や炭酸エステル誘導体の合成に成功し、さらには工業的に極めて利用価値の高いポリカーボネートを高効率で安価に合成することに成功した(特願2012-048180)。タンパク質などの生体関連物質は金属イオンの認識によってその構造や機能を変化させ、また、特異な反応を引き起こす。本研究では自己活性化超分子反応のさらなる発展として、オリゴエチレン鎖をキノンに連結したホスト基質分子とオレフィンによる、新たな超分子光反応の開発を企てた。光反応は、通常の熱反応と比較して、その反応制御が難しいことが知られている。しかし、本研究課題において我々は、このキノンが金属イオンを包接して錯体を形成すると、基底状態や反応中間体の構造や電子状態が変化して、その光反応生成物を大きく変化させることを見出した。長い側鎖を有するキノンは、オレフィンとの光反応において、ヒドロキノンを主生成物とする4種類の生成物を与えた。しかし興味深いことに、キノンがアルカリ土類金属イオンあるいは遷移金属錯体と超分子錯体を形成すると、その主生成物が大きく変化することがわかった。

キノンがカルシウムイオンと錯体を形成するとキノン酸素へのオレフィン付加生成物が主として得られ、一方、パラジウム(II)と錯体を形成すると[2+2]付加環状付加反応によってオキセタンが主生成物として得られた。それぞれの光反応メカニズムを、NMRスペクトル、サイクリックボルタンメトリー、DFT計算、などを用いて明らかにした。これまでに、金属イオン包接錯体を超分子光反応に用いた例はほとんどなく、本研究において得られた成果は、次世代の光反応の開発において極めて重要な知見となるであろう。当初予定していた新奇な超分子合成化学を見出し、計画に沿った進展が見られている。一方、上記提案とは違った方向にも研究を広げたことで、これまでに全く例がないハロメタンの光リサイクル反応の開発に成功した。クロロホルムを原料としてポリカーボネートなどのポリマーを合成できた例はこれまでに全く知られておらず、極めて実用性の高い化学反応として発展を遂げることは間違いない。24年度が最終年度であるため、記入しない。ここで発見したハロメタンの光リサイクル反応を、合成化学を中心に様々な方面へ展開する。1.ハロメタンの光リサイクル反応の実用性をアピールするため、クロロホルムを原料として様々な有用な有機化合物およびポリマー合成を試みる。2.ハロメタンはF,Cl,Br,lの組合せで様々なものが存在する。それらのハロメタンの光リサイクル反応は、それぞれに特徴があるため、それらを個々に調査する。3.ハロメタンの光リサイクル反応と超分子反応のコンセプトを組合せて、本発見のさらなる発展を目指す。
中性子を用いた複合アニオン化合物の構造同定と物性解明

本研究の研究計画は以下の二つの柱からなる。【新奇複合アニオン化合物の構造同定】では(1)(i)SrV(O,N)3の結晶・磁気構造同定(A02計画・山本氏との共同研究)、(ii)LaMnPO1-xHxの構造同定(A03計画・松石氏)、(2)MnA2Te4(A = Bi, Sb)の複合アニオン化による磁性変化の解明(A01計画・陰山氏)を行う。【複合アニオン化合物の物性解明】では(3)Pb3Fe2O5F2の磁気励起解明とスピンフロップ現象を利用した新しいスピントロニクスデバイスの実現(A01公募・岡氏)と、(4)BaFe2(S,O)3の磁性と超伝導の関係解明(A03公募・青山氏)を目指す。
携帯電話を用いた簡易個人認証方式

昨今の計算機へのログイン等個人認証方式は必要とされるセキュリティレベルに応じて、(a)記憶によるもの(パスワード、パスフレーズ、暗証番号等)、(b)携帯装置(IC力ード、磁気カード等)を使用する方式、(c)バイオメトリクス(指紋、虹彩、DNA等)を使用する方式等が使い分けられているが、実現コストまで考えあわせるとそれぞれ長短がある。本研究では,なるべくコストをおさえつつセキュリティを高めた、様々な制約・機能を有する携帯電話の特性を充分に活用した簡易な個人認証方式を開発することを目的とし、具体的には以下の(1),(2)を行った。(1)既存の様々な個人認証方式と比較して、コストとセキュリティに関して、よいトレードオフを与える、様々な制約・機能を有する各種携帯電話を用いた対話型個人認証方式の考案と、各種システム(計算機ログイン・入退室管理・各種証明書発行、少額決済等)への実現を検討した(2)ダウンロードされたプログラムを実行する機能やウェブプラウザ等の計算機との高度な通信機能を有する高機能な携帯端末を用い、一方向性ハッシュ関数ないし共通鍵暗号方式を用いて質問応答方式を実現した個人認証方式をいくつか提案、実装した。各提案方式について、ユーザビリティ、コスト、安全性の面からシステムの有効性の検証を行った。その結果、提案方式がコストと安全性のよいトレードオフを与える個人認証方式であることがわかった。本研究では、携帯電話を用いた簡易な個人認証方式を開発することを目的とし以下の(1),(2)を行った。(1)携帯電話を用いた計算機へのログイン方式を考案し、その安全性の評価を行った。本研究では既存の様々な個人認証方式と比較して、コストとセキュリティに関して、よいトレードオフを与える、様々な制約・機能を有する各種携帯電話を用いた個人認証方式の考案と、各種システム(計算機ログイン、入退室管理、各種証明書発行等)への実現を検討した。(2)ダウンロードされたプログラムを実行する機能や計算機との高度な通信機能を有する高機能な携帯端末を用い、一方向性ハッシュ関数ないし共通鍵暗号方式を用いて質問応答方式を実現した計算機へのログインシステムを検討、実装した。利便性、コスト、安全性の面からシステムの有効性の検証を行った。昨今の計算機へのログイン等個人認証方式は必要とされるセキュリティレベルに応じて、(a)記憶によるもの(パスワード、パスフレーズ、暗証番号等)、(b)携帯装置(ICカード、磁気カード等)を使用する方式、(c)バイオメトリクス(指紋、虹彩、顔、DNA等)を使用する方式等が使い分けられているが、実現・運用コストまで考えあわせるとそれぞれ一長一短がある。本研究では,なるべくコストをおさえつつセキュリティを高めた、(入力機能や表示装置等)様々な制約・機能を有る携帯電話の特性を充分に活用した簡易な個人認証方式を開発することを目的として、具体的には以下の(1),(2)を行った。(1)既存の様々な個人認証方式と比較して、コストとセキュリティに関して、よいトレードオフを与える、様々な制約・機能を有する各種携帯電話を用いた対話型個人認証方式の考案と、各種システム(計算機ログイン、入退室管理、各種証明書発行、少額決済等)への実現を検討した。(2)ダウンロードされたプログラムを実行する機能やウェブブラウザ等の計算機との高度な通信機能を有する高機能な携帯端末を用い、一方向性ハッシュ関数ないし共通鍵暗号方式を用いて質問応答方式を実現した個人認証方式をいくつか提案、実装した。
細胞核の機能構造:分子構築と分子間コミュニケーション

本研究は平成7-10年度に行われた特定領域研究(A)「細胞核の機能構造:分子構築と分子間コミュニケーション」(研究領域番号:359)の成果取りまとめを主たる目的としたものであるが、本特定領域のその後の研究推進の方策の検討、ならびに本特定領域の研究のうち緊急に支援を要する研究に対しての一部の研究費補助を行なった。4年間に本領域の研究を振り返って、細胞核の総合的な研究というこれまでにない目標設定のもとで、主として分裂酵母、出芽酵母、動物細胞を対象として、分子生物学、分子遺伝学、生化学、そして核内の分子複合体を可視化して観察する最新の細胞生物学の手法を駆使して、大変活発に研究が展開し、現在急速に進展している世界のこの領域の研究の中でも重要な研究成果が多数得られた。研究成果報告書(332ページ)をまとめるにあたり、計画研究班の班員と平成10年度公募研究班員を中心に38名に本研究で得られた主要な成果と関連する世界の研究の現状についてそれぞれ総説的にまとめてもらった。本報告書は細胞核の機能構造研究の現状を理解するために極めて有用であり、本研究班員のみならず、この領域に関係する研究者に広く活用してもらいたいものである。本領域のうち、染色体機能関係の研究は「染色体機能装置のダイナミクスとアルゴリズム」(研究代表者:吉川寛)、核-細胞質間の分子輸送関係の研究は「細胞内情報ネットワークの基盤となる核-細胞質間分子輸送」(研究代表者:米田悦啓)としてそれぞれ平成11年度発足特定領域研究(B)として新たなる組織の下に研究がスタートした。残るクロマチン関係の研究は「クロマチンと転写制御」(研究代表者:広瀬進)として平成12年度特定領域研究(B)に申請中である。本研究班は平成7-10年度に行なわれた特定領域研究(A)「細胞核の機能構造:分子構築と分子間コミュニケーション」(研究領域番号:359)の総括班として研究全体の計画、班員間の連絡、合同班会議、公開シンポジウム、染色体ワークショップの開催、研究評価と今後の研究の推進方策の策定などを行なった。本研究は3つの計画研究班;1)染色体の核内配置とその要因(6名)、2)核機能発現の場の構築(7名)、3)核・細胞質間の分子コミュニケーション(6名)を中心に進められたが、毎年関連する公募研究(合計49名)を取り上げた。4年間にわたる本領域の研究を振り返って、細胞核の総合的研究というこれまでにない目標設定のもとで、主として分裂酵母、出芽酵母、動物細胞を対象にして、核機能と核構造についてタンパク質分子複合体の構築、機能と制御を共通のキーワードとして先端的な研究が活発に行なわれ、多くの論文が発表された。主たる研究対象はヘテロクロマチン、テロメア、セントロメア、減数分裂における相同染色体の対合と組換え、紡錘極体、クロマチンリモデリングと転写制御、locus controlregion、ゲノミックインプリンティング、核ラミナとクロマチン相互作用、タンパク質の核・細胞質間の輸送機構と制御、RNAの核外輸送、膜孔複合体、アポトーシスにおけるクロマチン断片化、有糸分裂における核膜の解離と融合などである。平成11年度は4年間の研究成果のとりまとめとして、38名の計画班員と公募研究班員に自身の研究成果と関連する最新の世界の研究動向について総説的に書いてもらい、冊子(332ページ)を作成し、文部省に提出するとともに全班員に配布した。本研究は平成7年度から発足した重点領域研究「細胞核の機能構造:分子構築と分子間コミュニケーション」(略称:細胞核の機能構造,領域番号:359)の総括班として機能することを目的とするものである。15名の班員中10名が計画班以外のメンバーで、研究評価(井川.志村、高浪、村松、柳田)と企画調整(池田、岡崎、榊、辻本、西本)の役割を分担した。平成7年度の研究組織は総括班のほか計画研究第1班(6名、代表者:水野重樹)、同第2班(7名、代表者:広瀬進)、同第3班(6名、代表者:米田悦啓)と公募研究24名から構成された。総括班の主な活動状況は次の通りである。平成7年7月に班員名簿を含むニュースレターNo.1を発行、8月末に研究開始状況報告書を文部省に提出、8月31日から9月2日まで第1回合同班会議を開催(大阪、アイ・アイ・ランド、世話人:米田悦啓、約70名が参加)、11月6、7日公開シンポジウム「分子細胞生物学の新しい流れ」を開催(東京、細胞周期、生殖細胞の特質の両重点領域と合同)、12月8日総括班会議開催(名古屋)、12月ニューステタ-No.2発行、平成8年2月1日から3日まで染色体ワークショップ開催(グリーンピア岩沼、世話人:水野重樹、約135名が参加)、3月初旬に研究成果報告書を作成した。このほか、本領域のメンバーが世話人となって第68回日本生化学会大会シンポジウム「核構造・クロマチンの分子細胞生物学」(9月18日、仙台)、第18回日本分子生物学会年会シンポジウム「核・染色体の構造からとらえた細胞核機能」(12月9日、名古屋)を開催した。これらの活動により本重点領域の初年度の研究が班員間の緊密な連絡と研究内容の相互理解に基づいて順調に行われた。さらに、本領域の研究に対する一般研究者の関心を高めることができた。

本研究は重点領域研究「細胞核の機能構造:分子構築と分子間コミュニケーション」(略称:細胞核の機能構造、領域番号:359、研究期間:平成710年度)の総括班としての諸活動を目的としたものである。14名の班員中9名が計画班以外のメンバーで、研究評価(井川、志村、西本、村松、柳田)と企画調整(池田、岡崎、榊、辻本)を分担した。計画班からの5名は水野(領域代表者、計画研究第I班代表者)、広瀬(計画研究第II班代表者)、米田(計画研究第III班代表者)、木南(幹事、事務局担当)、丹羽(幹事)である。本領域の平成8年度の研究組織は総括班のほか計画研究第I班6名、第II班7名、第III班7名、公募研究26名で構成した。総括班の主な活動は次の通りである。ニュースレターの発行2回(平成8年7月、班員名簿を含む;平成9年2月)、第2回合同班会議の開催(平成8年9月30日10月2日、静岡県裾野市富士教育研修所)、研究成果中間報告書の取りまとめ(平成8年8月)、文部省でのヒアリング(平成8年10月22日)、公開シンポジウム「分子細胞生物学の新しい流れ・第2回」開催(平成8年12月19、20日、重点領域「生殖細胞の特質」、「細胞複製装置」と共催、東京ガ-デンパレス)、染色体ワークショップの開催(平成9年2月35日、神戸市しあわせの村研修館)、平成8年度研究成果報告書の取りまとめ(平成9年3月)、総括班会議は2回(平成8年10月1日裾野市富士教育研修所、12月20日東京ガ-デンパレス)開催した。これらの諸活動により研究組織が一体となって運営され、班員間の緊密な研究上の交流が実現した。本年度は多くの研究において核の機能構造が分子複合体として捉えられ、酵母のtwo hybridシステム、生化学的手法、免疫学的手法などにより複合体を形成するタンパク質分子と同定と分子間の相互作用の実態の解析が進んだ。また、核内の局在部位やその細胞周期における変動、遺伝的変異による変化がin situハイブリダイゼーションや抗体反応ののち蛍光顕微鏡下で視覚的に捉えられ、本領域の目指すin situ分子生物学による核の機能構造解明へむけて確実に研究が進展した。本研究は重点領域研究「細胞核の機能構造:分子構築と分子間コミュニケーション」(領域番号:359、研究期間:平成710年度)の総括班として研究の企画、調整、評価を行うことにより本領域の研究の推進を図ることを目的としたものである。計画班からは水野(領域代表者、計画研究第I班代表者)、広瀬(計画研究第II班代表者)、米田(計画研究第III班代表者)、木南(幹事、事務局担当)、丹羽(幹事、公開シンポジウム担当)の5名が加わった。平成9年度の本領域の研究組織は総括班のほか計画研究第I班6名、第II班7名、第III班6名、公募研究20名で構成した。総括班の主な活動は総括班会議の開催(平成9年8月26日、かずさアカデミアセンター、12月17日、京都宝ケ池プリンスホテル)、ニュースレターの発行2回(平成9年6月、10年1月)、第3回合同班会議の開催(平成9年8月2527日、かずさアカデミアセンター)、公開シンポジウム「分子細胞生物学の新しい流れ・第3回」(平成9年11月17、18日、重点領域「生殖細胞の特質」、「細胞複製装置」と共催、オオサカサンパレス)および染色体ワークショップ(平成10年2月57日、奈良県文化会館)の開催、平成9年度研究成果報告書(平成10年3月)の取りまとめであった。
海水ウラン採取に関する研究

総量約42億トンと計算される海水中の溶存ウランを工業的に採取する技術の確立は、エネルギー政策上極めて重要である。海水からのウランの採取法として、ウランを選択的に吸着する固体吸着剤を用いる吸着法が実用性が高い。本研究では、経済的な海水ウラン採取プロセスの確立をめざして、1.吸着速度が大きく、また繰り返し使用に対して耐久性のある吸着剤の製造方法の確立、2.大量の海水との接触に適した中空繊維および粒状繊維吸着剤を用いる接触装置の評価、および3.海流、波などの自然力を利用した吸着剤と海水との接触装置の開発を行った。本研究によって得られた新しい知見、成果は次の点である。1.アミドキシム型球状樹脂について、湿潤時に直径140-170Aの細孔を多く含む樹脂が高いウラン吸着速度を有することが明らかになった。合成した樹脂のウラン吸着量は20日間で約0.2g/L-樹脂という値を示した。2.アミドキシム化反応の特徴を検討し、アミドキシム、イミノジオキシム基とカルボン酸基とがブロック構造を形成している状態が高いウラン吸着性能を示すことで明らかにした。3.中空繊維吸着剤を充填した層高90cmのカラムにポンプで海水を流通させる吸着試験を太平洋沿岸で行い、25日間でカラムの平均吸着量として、1g/kgという吸着速度を得た。4.アミドキシム繊維からマット状吸着体を作成し、流動層で流動化した。旋回スリット分散器を用いることにより、マット状吸着体内部への海水通過量を十分確保できることを示した。5.循環流動層方式の接触装置を用いたウラン吸着実験を行い、6日間の連続運転の結果、天然海水を用いた場合でも、長期間安定した装置の運転が可能であることを検証した。6.海流を直接利用して、吸着剤流動層を流動化し、ウランを吸着する方法について、流動層形状および海流取り込み効率の検討を行った。また、オープンスペースでの実験により、この装置の流動化が良好であることを確認した。
統括して機能的制御を受けるゲノム領域の探索とその遺伝子群の同定

インプリント遺伝子などを含むゲノム領域を、アレル間におけるDNA複製の非対称性を示す領域、即ち統括的に機能制御を受けるゲノム領域として捉えて探索する一方、このようなゲノム領域が、細胞核内でどのような挙動を示すか、複製制御領域の範囲、インプリンティング現象との関連性についても検討した。染色体バンドレベルでの複製制御領域の探索としてダイレクトRバンド法を伸展染色体について試み、FISHによってマップしたところ、ヒト11pに数カ所,6q,3p,4p,4q,1p,11q等がアレル間で明らかにバンドが異なる領域として同定された。また、マウスにおける伸展染色体の作製にも成功した。一方でインプリント遺伝子領域は遺伝子発現や複製タイミングがアレル間で異なることから、ゲノムの核内構造もアレル間で異なる可能性があると考え、スライドガラス上に培養したマウス線維芽細胞をパラホルムアルデヒドで固定し、Igf2r領域に存在するコスミドクローン3個を用いてマルチカラーFISHでこの領域のゲノムの核内構造を描き出した。その結果、早く複製するアレルが複製後だけでなく、複製前にも広く散らばったFISHシグナルを与え、この領域のゲノムが伸展状態にある一方、遅く複製するアレルはS期初期にはコンパクトな状態にあった。また、これらのアレル特異的な複製タイミングとゲノムの伸縮はヒストンの脱アセチル化阻害剤を培養中に添加することで消失した。また、PW/AS領域も同様であった。これらの結果により、インプリント遺伝子が存在するゲノム領域の複製タイミングとゲノムの伸縮がよく一致し、ヒストンのアセチル化が関与すること、また、アレル特異的遺伝子発現とは必ずしも一致しないことが強く示唆された。その他、ヒトやマウスの各種遺伝子のFISHマッピングを、Replication Rバンド法と高感度冷却CCDカメラシステムによるイメージングを組み合わせて行った。
アメーバ共生細菌原始クラミジアのレジオネラ撃退に関わる分子マシナリーの探索

私達が札幌の土壌より独自に株化した原始的なクラミジア(難培養性細菌ネオクラミジア: Neochlamydia S13株)が共生するアメーバは、アメーバの天敵レジオネラ(Legionella pneumophila JR32やLp01株)を撃退する。この機構の解明研究からこのアメーバがクラミジアを共生させる必然性を明らかにすることが本研究の目標である。本年度は、以下の実験を行い幾つかの成果を得た。1.まずレジオネラと共培養したネオクラミジア共生アメーバの透過型電子顕微鏡観察から、撃退現象を起こすこのアメーバでも僅かではあるがレジオネラが感染し、レジオネラが正常に増殖できることを見つけた。2.次にレジオネラの取り込みを除菌アメーバやATCCから購入したC3アメーバと比較すると、その取り込み活性がネオクラミジア共生アメーバでは共生細菌依存的に減少していることを見いだした。3.更にネオクラミジア共生アメーバは大腸菌は正常に貪食し、パラクラミジアといった環境クラミジアや巨大ウイルスミミウイルスは他のアメーバと同様に感染が容易に成立した。4.またこのネオクラミジア共生アメーバの細菌運搬現象のメカニズムを解明するために大腸菌トランスポゾンライブラリー(243株)を用いた実験で運搬現象が見られない変異株を見いだし、トランスポゾンの挿入部位を決定したところnhaA遺伝子(Na+/H+アンチポーター)であることを発見した。このように、このアメーバの撃退現象はレジオネラに特異的に見られる現象であり、ネオクラミジアの共生は、宿主アメーバの防御のために起こった可能性がある。また運搬現象にnhaAトランスポーターが関与していたことより、アメーバ表面に付着した大腸菌がそのpHを至適に維持することで運搬が起こる可能性を示唆している。私達が札幌の土壌より独自に株化した原始的なクラミジア(難培養性細菌ネオクラミジア: Neochlamydia S13株)が共生するアメーバは、アメーバの天敵レジオネラ(Legionella pneumophila JR32やLp01株)を撃退しその感染を許さない。これ迄の検討からこの撃退現象には、共生細菌ゲノム上の一つのキメラ様遺伝子peg2639 (セリン・スレオニンキナーゼ: C末端約260アミノ酸残基のキナーゼ部分とNCBIデータベースに全くヒットしないN末端約400アミノ酸残基をコードする)の発現増加と、宿主アメーバのアクチン重合の安定化が必要であることを見つけた。その一方で、これらの知見は、レジオネラ撃退現象そのものにまだ直接結びついていない。一体、ネオクラミジアは、このキナーゼを組み込んだどのような分子マシナリーを駆使し、宿主アメーバからの天敵レジオネラを排除しているのだろうか。そこでネオクラミジアpeg2639遺伝子の機能解析を手掛かりとし、レジオネラ撃退機構に関わる分子マシナリーの全容解明を3年間の予定で行う。本年度は、さまざまな発現宿主(大腸菌)を試しpeg2639遺伝子組換えタンパク発現系を構築した。またネオクラミジア共生アメーバでは共生細菌依存的にアクチンの局在が変化する可能性を示唆するデータを共焦点レーザー観察を介して見いだした。さらにこの共生アメーバが大腸菌やサルモネラといったヒト病原細菌を背負い寒天上を運ぶことを生物学的な解析とSEMにて発見した。レジオネラ撃退機構に関わる分子マシンナリーの解析はまだ始まったばかりだが、そのマシンナリー解析の方向性を示唆すると考えられる、以下2つの現象を新たに発見したので、「おおむね順調に進展している」とした。1.ネオクラミジア共生アメーバでは共生細菌依存的にアクチンの局在が変化する。2.この共生アメーバが大腸菌やサルモネラといったヒト病原細菌を背負い寒天上を運ぶ。まずこれ迄のDNAマイクロアレイを用いた検討から、レジオネラを感染に伴い発現増加する共生細菌ゲノム上の一つのキメラ様遺伝子peg2639 (セリン・スレオニンキナーゼ: C末端約260アミノ酸残基のキナーゼ部分とNCBIデータベースに全くヒットしないN末端約400アミノ酸残基をコードする)の組換蛋白の発現と精製を会合蛋白を同定するために試みた。しかしながら現段階では可溶化に成功していない。また幾つかのIV型分泌装置変異体を感染させた共生アメーバ内ネオクラミジア遺伝子発現をDNAマイクロアレイで精査したところ、野生型レジオネラを感染させた共生アメーバと比較してほとんど変化は認められなかった。その一方、電顕にて感染頻度は極めて低いが一旦侵入したレジオネラは、この共生アメーバ内で正常に増殖できることを見つけた。さらにアクチン分解を指標としたプロテオーム解析も共生アメーバへのレジオネラの感染率が低いことを支持していた。また共生アメーバが寒天培地上で、共生細菌依存的に大腸菌、サルモネラ、緑膿菌を生きたまま運搬する現象も見つけ(黄色ブドウ球菌は運ばない)、大腸菌を運搬する共生アメーバが、寒天培地上形成させたレジオネラの増殖帯(壁)を突破できることも発見した。当初予定していたキメラ様遺伝子peg2639の発現実験は成功していないが、以下の2つの現象を新たに発見したので、「おおむね順調に進展している」とした。