hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膜融合を利用した膜蛋白質の結晶化及び高分解能X線結晶構造解析

本研究で用いている膜融合を利用した結晶化法では膜蛋白質と脂質からなる均一な大きさの膜小胞を形成させることが重要である。そこで、膜小胞形成原理を調べることを目的として光捕集クロロフィルa/b蛋白質(LHC-II)が形成する球殻構造体のX線結晶構造解析を行った。X線回折データの自己回転関数から、LHC-IIの球殻構造体は正20面体対称性を持つことを証明した。これまでに報告されているLHC-II三量体の構造をもとに、結晶学的なR値が39.2%となる正20面体構造モデルを作成することに成功した。このモデル構造からLHC-IIの球殻構造体では、親水性表面のストロマ側が正20面体の外側を向いていることを見出した。また、二重球殻モデルによる低分解能領域でのX線回折強度のシミュレーション実験から、LHC-II正20面体構造には、厚さ20Åの、電子密度が低い膜状領域が存在し、正20面体構造の蛋白質間には脂質及び界面活性剤が膜構造を形成していることを明らかにした。本研究により、これまでに報告されていた光駆動プロトンポンプであるバクテリオロドプシン以外の膜蛋白質においても、均一な膜小胞構造を形成しうることを見出し、膜蛋白質・脂質複合体が自己集合し、正20面体構造をとることを初めて証明した。また、LHC-IIとバクテリオロドプシンの膜小胞は共に膜小胞の外側に負に帯電したアミノ酸が高密度で存在することから、膜蛋白質の膜小胞形成には、膜蛋白質の膜面に関する非対称的な電荷分布が重要であることが示唆された。
クラスターイオンの生物試料に対する照射効果

本研究は、産業微生物として重要な枯草菌を生物材料のモデルとして、クラスターイオンビームの照射効果の特徴を評価することを目的とする。平成29年度は枯草菌の胞子をほぼ単層に配置して均一に照射する方法を確立した。原子あたりエネルギーの等しい炭素イオンとして、2MeV C1、4MeV C2及び6MeV C3(いずれも2MeV/atom)の致死効果を比較したが、大きな差異は確認されなかった。平成30年度では、まず、誤差を生じる可能性が示唆された照射粒子数測定の確度について検討した。回転式スリットと飛跡検出器を用いた試験により、照射粒子数は極めて正確であることを確認した。従って、昨年度見られた誤差は、実験日毎のビーム軌道及びアテネーター減衰率の誤差によるものと考えられた。その後、独立した3回の照射試験により、2MeV C1、4MeV C2及び6MeV C3の粒子あたりの致死効果には有意な差がないことを確認した。2MeV C1の線エネルギー付与(Linear Energy Transfer, LET)は1141 keV/μmと計算される。ガンマ線及び242214 keV/μmのLETを持つ5種のイオンビームを用いて致死効果を比較した結果、線量あたりの致死効果は156 keV/μm前後でピークとなった。また、不活化断面積は468 keV/μm以上で最大値(0.20.3 μm2)に達し、この値は報告されている胞子のコア(DNAが含まれている組織)の断面積と合致した。これらのことから、2MeV C1では胞子を致死させるのに必要な量以上のエネルギーが付与されるオーバーキルとなっており、また、1原子のヒットで胞子が致死するため、4MeV C2及び6MeV C3と粒子あたりの致死効果に差がないと考えられた。平成29年度に懸念された照射粒子数測定誤差の問題を解決するとともに、これまでの実験結果を取りまとめた論文を国際誌に投稿し受理された。遺伝子変異株の選抜試験等の予備試験でもおおむね順調な結果を得ており、当初計画に沿った進捗状況と考えている。平成30年度の試験結果から、2MeV/atomの炭素イオンではLETが高すぎるため、単原子イオンとクラスターイオンの致死効果の差を評価できないと考えられた。また、幅広いLETでの致死効果の調査から、156 keV/μm以下のLET領域で比較することが本研究に相応しいと考えられた。そこで、これまで用いていたタンデム加速器ではなく、シングルエンド加速器からのプロトンイオンを用いた単原子イオンとクラスターイオンの比較試験を実施する。既に2回の予備照射試験を行い、ビーム調整及び照射チャンバーの動作確認、ならびに必要な装置の改良について検討した。致死効果を調査するとともに5-フルオロウラシルを用いた遺伝子変異株のポジティブ選抜ならびにアミラーゼ等の酵素活性改変株のゲノム解析を行い、変異の特徴を解析する。クラスターイオンビームは、複数の原子が数Å内に近接した状態で物質に入射することから、従来の単原子のイオンビームに比べて特異なエネルギー付与を示す。生物試料における研究は皆無であるが、複数の粒子が近接した領域を同時に通過することによる遺伝子変異効率の向上等、クラスターイオン特有の照射効果が期待される。本研究では、産業微生物として重要な枯草菌を生物材料のモデルとして、クラスターイオン照射効果の特徴を評価することを目的とする。胞子を均一に照射するためにはできる限り単層に並べた状態で照射する必要がある。常法により調整した胞子の水溶液をシリコンウェハーに滴下し、凍結乾燥した後、ウェハーを氷上において結露させ、その後、自然乾燥させることにより胞子をほぼ単層に配置することに成功した。タンデム加速器で加速した炭素イオンを真空チャンバー内で照射した後、ウェハーから回収した胞子を培養し、コロニー形成能に基づいてフルエンスと生存率の関係を調査した。胞子の厚みが約0.48umであるのに対して、計算値1.86umの飛程を持つ1MeV C1においても、照射粒子数の増加に対して生存率が低下し、1x10e10(particle/cm2)で完全に致死したことから、胞子が大きな塊りになっていることはなく、一層に近い状態で配置されていることが確認された。原子あたりエネルギーの等しい炭素イオンの組み合わせとして、2MeV C1、4MeV C2及び6MeV C3(いずれも2MeV/atom)の致死効果を比較した結果、単原子イオンに比べてクラスターイオンの方が僅かに粒子あたりの致死効果が高いことが示唆された。しかしながら、クラスターイオンではファラデーカップを用いた粒子数測定において過大評価する傾向が示唆されたことから、飛跡検出器等を用いて正確な照射粒子数を測定する方法を早急に確立する必要がある。平成29年度に予定していた研究計画である枯草菌胞子へのクラスターイオン照射方法の確立、ならびにコロニー形成能に基づく致死効果の評価を実施したことから、おおむね順調であると判断した。

回転式スリットと飛跡検出器を用いた試験により、照射粒子数は極めて正確であることを確認した。従って、昨年度見られた誤差は、実験日毎のビーム軌道及びアテネーター減衰率の誤差によるものと考えられた。その後、独立した3回の照射試験により、2MeV C1、4MeV C2及び6MeV C3の粒子あたりの致死効果には有意な差がないことを確認した。2MeV C1の線エネルギー付与(Linear Energy Transfer, LET)は1141 keV/μmと計算される。ガンマ線及び242214 keV/μmのLETを持つ5種のイオンビームを用いて致死効果を比較した結果、線量あたりの致死効果は156 keV/μm前後でピークとなった。また、不活化断面積は468 keV/μm以上で最大値(0.20.3 μm2)に達し、この値は報告されている胞子のコア(DNAが含まれている組織)の断面積と合致した。これらのことから、2MeV C1では胞子を致死させるのに必要な量以上のエネルギーが付与されるオーバーキルとなっており、また、1原子のヒットで胞子が致死するため、4MeV C2及び6MeV C3と粒子あたりの致死効果に差がないと考えられた。平成29年度に懸念された照射粒子数測定誤差の問題を解決するとともに、これまでの実験結果を取りまとめた論文を国際誌に投稿し受理された。遺伝子変異株の選抜試験等の予備試験でもおおむね順調な結果を得ており、当初計画に沿った進捗状況と考えている。平成29年度の試験結果から、クラスターイオンではファラデーカップを用いたフルエンスの測定において若干の誤差を生じている可能性が示唆された。クラスターイオンでは二次電子の発生量が多いことなどが理由として考えられるが、照射粒子数の正確な測定は、全ての評価の基準であることから、飛跡検出器等を用いて正確な照射粒子数の測定方法を確立することを第一に行う。その後、当初計画で予定している5-フルオロウラシルを含む培地を用いてupp(uracil phosphoribosyltransferase)遺伝子変異株をポジティブ選抜する実験系などを活用し、遺伝子変異率に関するクラスターイオンの照射効果を評価する。また、酵素活性及びゲノム構造改変の評価方法を確立し、変異体選抜に着手する。平成30年度の試験結果から、2MeV/atomの炭素イオンではLETが高すぎるため、単原子イオンとクラスターイオンの致死効果の差を評価できないと考えられた。また、幅広いLETでの致死効果の調査から、156 keV/μm以下のLET領域で比較することが本研究に相応しいと考えられた。そこで、これまで用いていたタンデム加速器ではなく、シングルエンド加速器からのプロトンイオンを用いた単原子イオンとクラスターイオンの比較試験を実施する。既に2回の予備照射試験を行い、ビーム調整及び照射チャンバーの動作確認、ならびに必要な装置の改良について検討した。致死効果を調査するとともに5-フルオロウラシルを用いた遺伝子変異株のポジティブ選抜ならびにアミラーゼ等の酵素活性改変株のゲノム解析を行い、変異の特徴を解析する。年度末近くに行われた旅費の精算時に、残額がゼロを下回ることが無いように、消耗品の購入の一部を次年度に持ち越したため。
横光利一『上海』をめぐる「上海表象」と新カント派哲学の理論的影響の研究

横光利一の小説『上海』は、新カント派の哲学理論の影響のもと書かれたことが判明した。新カント派は、多様性の中に普遍性を、普遍性の中で多様性を維持する理論を構築した。横光はその哲学理論を応用することで、「上海」が多様で異なる国民や民族を内包しながらも、同時に彼らが共存できる秩序を「上海」に見出し、小説として構成したのであった。「上海」は横光にとって文学理論そのものを表現する場所だったのである。横光利一の小説『上海』で描かれた「上海表象」は、当時横光の文学理論の理論的支柱であった、新カント派の哲学によって表象可能だったことが、研究によって明らかになった。横光は、当時からあった「魔都」などの先入観を留保して、「上海」という都市構造そのものに注目していたのである。この構造こそ、「上海」が多国籍の国民・民族を受け入れる、横光の言葉でいえば「共同の論理」だったといえる。この「共同の論理」こそ、「上海」が多国籍の国民・民族を争わせながらも、ともに共存させるような「上海」のネットワークを構築していた。このネットワークはもちろん、人間だけの問題ではなく、経済の問題でもあった。複数の異なる人間たちのネットワーク同士を結び付ける、経済のネットワークもまた、横光にとっては「共同の論理」を構成していたのだ。この「上海」を構成する「共同の論理」という考えは、新カント派の哲学なしには、考えられなかったのである。なぜならば、横光が依拠した、カッシーラーやリッケルトといった新カント派の哲学者たちは、まさしく多様性の中に「個性」や「価値」を実現するような理論を構築していたからである。つまり、多様性の中で消滅したり全体に還元されないような、「個性」や「価値」を、新カント派は重視したのである。調査によって、新カント派が、横光の『上海』に登場する「共同の論理」と相即することがわかった。以上のように本研究は、横光の文学理論の支柱である、新カント派の哲学と「上海表象」の関係を明らかにすることができた。小説『上海』を執筆していた当時の横光の文芸批評と、当時の新カント派の哲学が掲載されている、雑誌『哲学研究』、『理想』、『思想』などの分析を踏まえ、小説『上海』を分析することで、小説『上海』の新しい解釈が可能になったといえるだろう。そしてこの新たな解釈は、現代の「上海」の理解に資すると考える。平成23年度は、横光利一の『上海』に関する文献と、都市「上海」に関する同時代の資料の収集をおこなった。また、それと並行する形で、同時代の新カント派の文献の収集もおこなっている。研究計画当初の目的通り、小説『上海』に関する文献と新カント派の哲学に関する同時代の文献を精読することで、この両者に理論的な連関が存在することが明らかになった。新カント派の哲学は、社会現象を象徴体系や価値関係的な体系として捉える理論を構築しており、この理論を横光が摂取できたからこそ、当時の「上海」を多国籍的で、金融ネットワークの構造を有した都市として把握可能だったのである。横光が新カント派の理論的な影響を通した形で、都市「上海」を理解していたという点は、これまで小説『上海』の先行研究では明らかにされてはおらず、今回の調査の成果といえる。この「上海」表象にかかわる論文は、提出予定の博士学位論文に組み込まれており、公表する予定となっている。また、この成果は、横光の同時代の「上海」表象を解明するだけではなく、1920年代から30年代にかけての横光のテクストを読解する上でも非常に有益だと考えられる。というのもこの時期の横光はアヴァンギャルドを標榜していたのだが、そのアヴァンギャルドの理論的支柱こそ、この新カント派の哲学理論だったからである。横光の「上海」表象の理論的な根拠を調査する過程で、小説『上海』だけにとどまらず、アヴァンギャルド期の横光の複数のテクスト読解にも資する研究成果を上げることができたのである。この成果は三つの論文、および一つの学会発表で公表した。また、この調査の過程で、当時のマルクス経済学と新カント派、そして横光の文学理論が結節する理論的な問題点を発見することができた。この発見により、横光の文学理論における「経済」の側面にも、目が向けることができるようになった。横光利一の小説『上海』の文献調査も問題がなく遂行されており、同時代の新カント派の文献調査も同様に順調に進んでいる。また、平成23年度の研究で、小説『上海』の読解による、横光の「上海」表象と新カント派の理論的連関が、実証的にも理論的にも分析された。この研究成果は学会発表や論文といった媒体で公表されているので、具体性をもって進展している。また、横光の「上海」表象と新カント派哲学の関係の中に、マルクス主義との理論的連関を発見することができた。

これは今後、横光と新カント派の理論的な連関を相対化するうえで、重要な発見だと考えられる。このマルクス主義との関係も、研究計画で考えられていた通りに分析できる体制が整った。横光の小説『上海』の読解および「上海」表象の、新カント派の哲学との理論的な影響関係の分析は、順調に進んでいるので、さらに広く1920年代から1930年代にかけての新カント派と「日本文学」の関係も考察してみたいと考えている。横光の「上海」表象と新カント派哲学の理論的な問題を考えている過程で、新カント派は、横光利一という一人の文学者ではなく、複数の文学者あるいは「日本文学」という領域に、強い影響を与えていたことが推測できるようになった。そこで、横光の「上海」表象と新カント派の理論的な分析を続けつつも、その研究をある程度相対化するために、横光以外の「日本文学」の領域へと広げる準備をしたいと考えている。横光利一に関する文献、および都市「上海」に関する資料書籍の購入費を、研究計画の通り執行する予定である。また、平成23年度に予定されていた、上海への現地調査がおこなえなかったため、平成24年度に繰り越す形でおこなう予定である。また、資料収集をおこなう際は、研究補助者を雇用することで、より効率的な資料の収集に努める。また、平成24年度に、本研究を盛り込んだ博士学位論文の提出を予定しているので、製本代を予算に組み込みたいと考えている。
自動走行システムの社会的厚生分析

本研究は、自動走行システムに関して、1)自動走行システムの普及による交通事故死傷者数の減少、温室効果ガス排出削減効果の推計、2)自動走行実現のための各種システム方式の社会的厚生の比較、3)車車協調やクラウド協調を利用する場合の、費用対効果の高いクリティカル・マス形成方法、という3点を明らかにすることを目的に実施しているものである。研究代表者は、平成29年2月より、内閣府のSIP-adus国際連携WGの準構成員に任命されており、本年度は、本事業の研究成果を利用して、SIP-adusを中心に、自動走行システムの社会・経済インパクトに関する議論に貢献する活動を行った。国際的な活動としては、SIP-adus Workshop 2018とITS World Congress 2018という2つの国際専門家会議に登壇した。国内では、日本経済政策学会第75回(2018年度)全国大会の共通論題セッションで講演を行った他、第13回日本ITS推進フォーラム、日本自動車技術会等の会議で発表を行った。さらに、分担執筆者として日本経済政策学会の叢書に執筆するほか、学術誌、業界誌に2つの論文を掲載した。一方、研究面では、当初計画で予定していた消費者の車種選択を組み込んだ動学的シミュレーション・モデルによる分析が、事業期間中に成し遂げられなかった点が残念である。研究代表者は、2018年度より、第2期SIP-adusにおいて、自動走行システムの社会・経済インパクトに関する委託研究に従事している、本研究の成果は、この委託研究の中で活用し、さらに発展させていく所存である。本研究は、自動走行システムに関して、1)自動走行システムの普及による交通事故死傷者数の減少、温室効果ガス排出削減効果の推計2)自動走行実現のための各種システム方式の社会的厚生上の比較3)車車協調やクラウド協調を利用する場合の費用対効果の高いクリティカル・マス形成方法という3つの点を明らかにすることを目的に実施するものである。当初計画では、シミュレーション・モデルの構築を平成28年度中に終了することとしていたが、構築途中段階のモデルを用いて論文を執筆することを優先したために、この作業が予定通り終了していない。本研究は、自動走行システムを対象に、1)自動走行システムの普及による交通事故死傷者数の減少、温室効果ガス排出削減効果の推計、2)自動走行実現のための各種システム方式の社会的厚生上の比較、3)車車協調やクラウド協調を利用する場合の費用対効果の高いクリティカル・マス形成方法、という3点を明らかにすることを目的に実施するものである。当初計画では研究に必要なシミュレーションモデル構築を平成28年度内に終える予定であったが、内閣府のSIP-adusに貢献すること等を目的に、中途段階のモデルを用いた研究を優先させ、モデルの構築は平成29年度前半に終えることとしていた。しかし、車種選択ブロックの構築に予想以上の時間を要したことからモデルの構築が遅れた。これについては、現段階、概ね完成しており、平成30年度は、このモデルを用いて各種の分析を行う予定である。一方、研究代表者は、平成28年度より、内閣府のSIP-adus国際連携WGの準構成員に任命され、自動走行システムの社会・経済インパクトに関する議論に参加することとなった。これを含め、自動走行システムに関する国内外の議論に貢献することを目的に、本事業で構築したシミュレーション・モデルを用いて、上記1)2)3)に関する分析を実施し、国内外で合計10件の発表を行った。国際的な活動としては、European Conference on Connected and Automated Driving、SIP-adus Workshop 2017, ITS World Congress 2017の3つの国際専門家会議に登壇し合計5つの発表を行った。国内では、同志社大学、名古屋大学、東京大学、自動車技術会のセミナーや研究会、日本ITS推進フォーラム等で成果を発表した。以上のように、本事業は、研究成果の社会還元という点で、当初想定した以上の有意義な活動ができているが、シミュレーション・モデルの構築と、それを用いた分析が、当初スケジュール通り進んでいない。

平成29年度は、以下の3つを推進する。1)シミュレーション・モデルの構築を年度前半に終了させ、上述した3つの点を明らかにするための各種シミュレーション分析を実施する。2)研究成果は、ITS World Congress等の国際学会で発表する。国内においては、同志社大学技術・企業・国際競争力研究センターのセミナー等を通じて社会に還元し、自動車メーカ、政府関係者と意見交換を行う。3)研究代表者は、平成29年2月より、SIP-adus国際連携WGの準構成員に任命されている。自動走行システムについては、その社会・経済インパクトが1つの論点として注目されていることを踏まえ、本研究の成果を、SIP-adusでの議論、SIP-adus Workshop 2017、European Conference on Connected and Automated Driving等の国際専門家会議の議論に還元していく。平成30年度は、以下の2つを推進する。1)完成版のシミュレーション・モデルを用いて上述した3点を明らかにするための各種シミュレーション分析を実施する。論文の英文校閲料等に充当するために、30万円の前倒し支払い請求を行い許可を得たが、請求時に平成28年度内に作成することを予定していた論文の執筆が平成29年度にずれこんだため、次年度使用額が生じた。理由:シミュレーションモデルの構築に予想以上の時間を要し、完成版モデルを用いた研究や発表活動ができなかったため。使用計画:交通事故総合分析センターのデータベース利用料、学会発表旅費、国際ジャーナル投稿のための翻訳・校正料等に利用する。次年度使用額は、論文の英文校閲料・翻訳料等に充当する
メダカを用いた内分泌かく乱化学物質の新たな検出法の開発と作用機構の解析

河川水のエストロゲン活性による汚濁状況を簡便に検出する手法として、エストロゲンの標的タンパクである卵膜タンパクのコリオゲニンのプロモーター領域に続いて緑色蛍光を発するタンパクの遺伝子をメダカ受精卵に導入し、エストロゲン存在下で肝臓が蛍光を発する系統を作製した。さらに、この系統のメダカを用いて、河川水中のエストロゲン活性を簡便に検索する手法を開発した。生殖腺が未分化な孵化直後の幼魚を異なる濃度のエストラジオールを含む飼育水中に曝露し、蛍光発現強度を検定した。エストロゲンへの曝露開始日令と曝露期間とを変化させ、検出の効率化を探ったところ、孵化後4日令から開始し5日間曝露するのが至適な条件であることを見いだした。この条件下で、GFP標識コリオゲニン遺伝子をヘテロに持つ個体では25ng/litterの検出感度、ホモに持つ個体では20ng/litterの検出感度が得られた。一方、抗ビテロゲニン抗体を用いたウェスタンブロットでは、50ng/litterでは有意なシグナル上昇を得られなかったが、100ng/litterでは検出可能であったが、ELISA法では12.5ng/litterで検出できた。したがって、今回開発した手法の感度は、ビテロゲニンの発現を指標としたこの二つの手法の中間に位置した。さらに、横浜市内で採取した比較的汚濁度の高い河川水試料を用いて、今回開発した手法とLS/MSによる検定とを比較したところ、これらの試料中のエストラジオール濃度は2.4-2.6ng/litterであり、今回の手法の検出最低濃度の1/10の値であった。今回開発した検査法は、河川試料濃縮などの過程を経る必要がないことから、下水処理施設の事故や機能不良などによって、高濃度のエストロゲン活性が河川水中に存在した場合は簡便に検出する手法として有効である。内分泌かく乱化学物質の多くはエストロゲン活性を持っている。河川水の化学汚染・汚濁状況を簡便に検出する手法として、エストロゲンの標的タンパクである、卵膜タンパクのコリオゲンに注目した。われわれはすでに、コリオゲニンのプロモーター領域に続いて緑色蛍光を発するタンパク(Green fluorescence protein, GFP)の遺伝子を、メダカ受精卵に導入し、エストロゲン投与によって、肝臓が蛍光を発する系統を作製した(Ueno et al., Mechanism of Development 121:803-815,2004)。この系統のメダカを用いて、河川水中のエストロゲン活性を簡便に検索する手法を開発した。材料としては生殖腺が未分化な孵化直後の幼魚を用いた。飼育水中にエストロゲンの標準物質であるエストラジオールを溶かしたものを用い、エストロゲンへの曝露開始時期と曝露期間を変えることによって、検出感度の上昇を試みた。当初の検出感度である、100ng/litterから25ng/litterにすることができた。一般に下水処理後の放流水中のエストロゲン濃度は、最高でも10ng/litterのレベルであることが知られていることから、この検出系によってGFP陽性の結果が得られた場合は、汚濁の程度が極めて高いと云うことができる。内分泌かく乱化学物質の多くはエストロゲン活性を持つ。河川水の化学汚染・汚濁状況を簡便に検出する手法として、エストロゲンの標的タンパクである卵膜タンパクのコリオゲニンのプロモーター領域に続いて緑色蛍光を発するタンパクの遺伝子をメダカ受精卵に導入し、エストロゲン投与によって肝臓が蛍光を発する系統を作製した。エストロゲンへの曝露開始時期と曝露期間を変えて、検出感度の上昇を試みた。最終的に、孵化後4日令の幼若メダカに対して5日間の試料水曝露により、検出感度を25ng/litterにすることができた。一方、ビテロゲニンに対する特異的抗体を用いて、Western blottingによるタンパクの発現計測を行ったところ、50ng/litterでは有意なシグナル上昇を得られなかったが、100ng/litterでは検出可能であった。ELISA法では12.5ng/litterで検出できた。さらに、横浜市内において8月に採取した比較的汚濁度の高い河川水試料を用いて、今回開発した手法とLS/MSによる検定とを比較したところ、これらの試料中のエストラジオール濃度は2.4-2.6ng/litterであり、今回の手法の検出最低濃度のさらに1/10の値であった。これらの結果、横浜市内河川水試料のエストロゲン活性は比較的低いことが確認された。今回開発した検査法は、河川試料濃縮などの過程を経る必要がないことから、下水処理施設の事故や機能不良などによって、高濃度のエストロゲン活性が河川水中に存在した場合は簡便に検出する手法として有効であることが明らかになった。

生殖腺が未分化な孵化直後の幼魚を異なる濃度のエストラジオールを含む飼育水中に曝露し、蛍光発現強度を検定した。エストロゲンへの曝露開始日令と曝露期間とを変化させ、検出の効率化を探ったところ、孵化後4日令から開始し5日間曝露するのが至適な条件であることを見いだした。この条件下で、GFP標識コリオゲニン遺伝子をヘテロに持つ個体では25ng/litterの検出感度、ホモに持つ個体では20ng/litterの検出感度が得られた。一方、抗ビテロゲニン抗体を用いたウェスタンブロットでは、50ng/litterでは有意なシグナル上昇を得られなかったが、100ng/litterでは検出可能であったが、ELISA法では12.5ng/litterで検出できた。したがって、今回開発した手法の感度は、ビテロゲニンの発現を指標としたこの二つの手法の中間に位置した。さらに、横浜市内で採取した比較的汚濁度の高い河川水試料を用いて、今回開発した手法とLS/MSによる検定とを比較したところ、これらの試料中のエストラジオール濃度は2.4-2.6ng/litterであり、今回の手法の検出最低濃度の1/10の値であった。今回開発した検査法は、河川試料濃縮などの過程を経る必要がないことから、下水処理施設の事故や機能不良などによって、高濃度のエストロゲン活性が河川水中に存在した場合は簡便に検出する手法として有効である。
ユーザ多様性と構成多様性に対応したコンテクストアウェアサービスフレームワーク

ユビキタスコンピューティング分野において,コンテクストアウェアサービスを提供するアプリケーションの開発が進みつつある.この種のサービスを提供する既存のアプリケーションの多くはセンサや制御機器と密に結合しており,ユーザごとの多様な要求への対応や,構成の異なる複数のHNSへの適用が困難であるという問題が存在する.そこで本研究では,ユーザ多様性と構成多様性を考慮することでコンテクストアウェアサービスを提供するアプリケーションにおける開発容易性の向上と導入コストの低減を実現するフレームワークSMuPを提案した.ユビキタスコンピューティング分野において,コンテクストアウェアサービスを提供するアプリケーションの開発が進みつつある.この種のサービスを提供する既存のアプリケーションの多くはセンサや制御機器と密に結合しており,ユーザごとの多様な要求への対応や,構成の異なる複数のHNSへの適用が困難であるという問題が存在する.そこで本研究では,ユーザ多様性と構成多様性を考慮することでコンテクストアウェアサービスを提供するアプリケーションにおける開発容易性の向上と導入コストの低減を実現するフレームワークSMuPを提案した.本年度は,コンテクストアウェアサービス実現のためのセンサの役割を分析し,センサによって取得される環境属性に関する条件(室温>27等の環境属性で表現される条件式)とサービスが提供する機器操作等の振る舞い,振る舞いと条件との問の関係の3つ組として,コンテクストアウェアサービスのモデル化を行った.また,多くのサービス,センサ開発時の課題として,ネットワーク負荷の集中やセンサの相互接続性の低さを挙げ,改善のためにPublish/Subscribe型のメッセージ交換パターンを用いたセンサおよびコンテクストアウェアサービスのアーキテクチャ設計を行った.このアーキテクチャ設計に伴い,任意の数のセンサとセンサに登録される条件式,条件式が満たされたときに発動する振る舞い(機器操作やその他アプリケーションロジック)としてコンテクストアウェアサービス全体のフレームワークとしての設計を行うことができた.以上の内容を10編の学会発表としてまとめた.本年度は,コンテクストアウェアサービス実現のための前年度までの成果を利用し,下記の実現を図った.(1)センサ管理部と条件判定部の拡張と実装前年度に確立した条件判定部のアーキテクチャとセンサ管理部の標準インターフェースをもとに,センサの入れ替えや追加・削除が行われた際に登録された条件とセンサの関連づけを半自動的に修正する仕組みを開発する.具体的な手法としては,センサごとに定義されている型情報を取得するインターフェースをセンサに追加し,条件判定部が型情報にもとづいて代替のセンサの探索や入れ替えを行うことで,センサデバイスの変動に対応する.センサ管理部と条件判定部をその拡張仕様にもとづいて実装・検証する.(2)競合検出・解消モデルの開発とサービス提供部の実装サービス提供部によって実行される機器操作等のサービス振る舞いは,複数実行されることで競合問題を引き起こすことが考えられる.研究代表者らはこれまでに取り組んできたホームネットワークシステムにおける競合問題に関する知見にもとづき,提案システムへの既存モデルの適用可能性と実システムを利用した評価・検証を行う.(1),(2)の内容にもとづいて,ホームネットワークシステム内に配置された各種のセンサが検知する値をライフログとして収集し,集約・変換するライフログマッシュアップ環境を構築した.さらに,家電機器連携サービス間のサービス競合検出・解消システムを実際に構築し,競合検出が可能であることを確認した.以上の内容を18編の学会発表としてまとめた.本年度は,コンテクストアウェアサービス実現のための前年度までの成果を利用し,下記の実現を図った.(1)サービス提供内容の定義と他機器及びセンサに与える影響の分析昨年度に継続して,センサフレームワークの影響波及解析を行う.コンテクストアウェアサービスにおいて実行される振る舞いは,サービスによって大きく異なる.本研究課題では,振る舞いの対象をAPI呼び出しによる家電等の機器操作やソフトウェア機能の実行とし,そのモデル化を行う.また,機器操作を実行した場合,その実行結果がセンサに影響を与え,他のサービスのトリガとなることが考えられる.この段階ではその影響の度合いの分類と分類ごとの対策手法の検討と提案を行う.本年度では,前年度で分析した影響分類を実際に実装し,評価・検討を行う.(2)全構成要素の統合と評価これまでに実装した全構成要素を統合し,コンテクストアウェアサービスのためのアプリケーション開発のコストをどの程度下げることが可能となったのかを各多様性をもとに評価する.具体的なアプリケーションとして,ホームネットワークシステム内に配置された照度センサ,温度センサや入退出管理ログおよび家電機器の操作ログ,家電機器の消費電力をライフログとして集約し,ユーザのエネルギー消費行動に含まれる無駄を検出し,提示するアプリケーションの開発・評価実験を行った.以上の内容を6編の学会発表としてまとめた.
男性性機能障害発症感受性遺伝因子の同定とその機能解析

1.イタリア人男児外陰部異常症患者におけるESR1イントロン内微小欠失解析日本人において男児外陰部異常症発症との関連が見出されたESR1イントロン内微小欠失がイタリア人においても男児外陰部異常症発症と関連するか否か検討するために、イタリア人男児外陰部異常症患者(停留精巣患者80例、尿道下裂患者13例)93例とイタリア人正常男性150例を対象にESR1イントロン内微小欠失解析を行った。その結果、ESR1イントロン内微小欠失がイタリア人においても男児外陰部異常症発症と関連することが明らかとなった。すなわち、ESR1イントロン内微小欠失を有するアリル頻度は停留精巣患者-対照者間でP=0.038(オッズ比1.8)、停留精巣および尿道下裂患者-対照者間で、P=0.011(オッズ比1.9)と有意に異なること、疾患発症との関連は、量的効果を検定するTrendtestにおいて、停留精巣患者-対照者間でP=0.0039(オッズ比1.96)、停留精巣および尿道下裂患者-対照者間でP=0.011(オッズ比2.1)であることが判明した。2.ESR1イントロン内微小欠失の機能解析集積ずみの陰茎皮膚検体(尿道下裂手術検体)のうち、ESR1イントロン内微小欠失をホモ接合性に有する患者の検体およびESR1イントロン内微小欠失を全く持たない患者の検体を用いて、定量RT-PCR法により、微小欠失の有無によるESR1発現量の差異を検討した。その結果、陰茎皮膚におけるESR1発現量が非常に少なく、ESR1イントロン内微小欠失の有無によるESR1発現量の差は見いだされなかった。今後は、陰茎皮膚検体から培養線維芽細胞を作成し、エストロゲン作用を有する物質の負荷を行い、ESR1イントロン内微小欠失の有無による遺伝子発現量の差異を検討する。
アーレントの「世界愛」で照射する21世紀の東北アジアの「和解」の条件

アーレントの「世界愛」をヒントに、東北アジア地域に平和をもたらす「和解」の具体的な条件を探ろうとしてきたが、最終的に、「慰安婦」問題の真の解決に向けて、「国民基金」設立によって分断され、対立してきた支援運動関係者が、対等に議論する場を構築することが出来て、新たな一歩を踏み出した。志水と山下はテーマに則った調査や研究、インタビューのために、2009年5月・9月、2010年3月(この回山下は欠席)と、都合3回ソウルに出かけた。5月は聖公会大学亜細亜研究所主催の国際シンポジウムに出席、山下が発表した。このとき、研究協力者である世宗大学教授の朴裕河氏と第1回目の研究会をもち、7月には茨木で第2回目の研究会をもった。9月の訪韓時には、挺身隊問題研究所や民独問題研究所で意見交換を行い、次年度の共同シンポ開催の可能性について協議した。また世宗大学で第3回目の研究会をもった。新たに大阪大学大学院生の鄭ユジン氏が研究仲間に加わった。2010年1月11日には、「日韓文化交流の現在」のテーマで公開シンポジウムを高槻で開催、この年度のまとめとすることができた。3月には、朴氏・鄭ユジン氏と世宗大学で第4回目の研究会をもった。またこのとき鄭ユジン氏とともに、「ナヌムの家」を訪問、資料館の研究員である村山一兵氏にインタビューを行った。さらに山下は、9月の訪韓の折、金賢淑(平和運動家)、朴仁恵(元韓国女性ホットライン連合代表)、シン・ヘス(性売買追放汎国民運動常任代表)の三人にインタビューした。韓明淑(元国務総理)氏は多忙のため直前にキャンセルとなり、また、尹貞玉氏は会うことができたものの、詳しいインタビューには至らなかった。次いで5月の韓国での発表を皮切りに、韓国ドラマに関する研究を本格的にスタートさせた。さらに、韓国ドラマを日韓の文化交流や相互信頼意識を育てることに役立てることを目的にしたドラマ講座の活動を2009年の秋から行っている。3つ目に日本軍「慰安婦」問題の今後の課題と関連して、解放後韓国における米軍「慰安婦」、朝鮮戦争時の韓国軍「慰安婦」などとの連続性に着目し、軍隊と性暴力という視点でとらえることの必要性について発表した。今年度は、2年目にあたり、とりわけ2010年は、1910年の「日韓(強制)併合」から100年、そして2000年12月の「女性国際戦犯法廷」から10年の節目の年で、この二つをあわせたさまざまな催しが日本や韓国で開催され、これまでに関わってきた立場から、シンポジウムのパネリストとして、また講師として、さらに証言集会の実行委員長やまた講演会の主宰者としてこの問題に向き合うことになった。現実の政治的な動向や、市民運動の動きを身近に受け止めつつ、こうした事柄一つ一つを掘り下げ、これまでの運動のあり方を検証するなかで、テーマに即してこれからの運動の方向性を見つけようとしてきた。詳細は別記のとおりであるが、主に「草の根の市民による『和解』の可能性」について考えてきた。「証言集会in高槻」実行委員長、「8・29韓国強制併合100年の歴史を問い「慰安婦」問題の真の解決を求める市民宣言のつどい」講師、日本軍「慰安婦」問題の立法解決に向けて連続企画第3回「韓国強制併合」100年・「女性国際戦犯法廷」から10年講師ほかをおこなった。(志水)「韓国ドラマを楽しむ一女性の生き方」、「韓国ドラマで学ぶ女性学」連続講座10回ほか、別記のとおり、多くの講演を行った。(山下)また本科研主催の講演会として、2010年11月7日<2010年東北アジアの平和にむけて>「国際法の市民化の流れとジェンダーについて」のテーマで、講師として国際法学者の戸塚悦朗氏を招いた講演会を開催。2011年2月21日から2月28日まで韓国ソウルに出張、聞き取りと研究会を持った。なお、阪大の冨山一郎氏とのコラボは、予定していた3月に、大震災があり、取りやめになった。その代わりに、3月25日に来年度に向けた「草の根の市民による『和解』の可能性」のシンポ開催についての準備会を当事者で行った。今年度は最終年に当たり、昨年震災の影響で行うことが出来なかった「草の根の市民による『和解』の可能性」のシンポジウムを、研究の総仕上げとして開催することを目標に、そのための準備が年間を通じてのメインになった。志水は、7月26日から8月11日までの3週間、アメリカ合衆国で40年以上生活している韓国人夫妻と日本人夫妻から、それぞれ「アメリカ合衆国で普通に暮らす中から見えた日本と韓国のあるべき関係」についてインタビューを行った。バッファローで暮らす韓国人夫妻は80歳代の学者夫妻であり、ニューヨークで暮らす日本人夫妻は、夫は元商社マンで80歳代、現在は自営業であり、妻は元服飾関係の自営業をやっていた70歳代である。

アメリカという多民族国家で暮らすなかで、異郷の中での同胞社会の絆が、一方は教会関係で、かたや禅・茶道で繋がっていた。韓国人夫妻は日本の植民地時代に日本語教育を受けていて、日本の特に文化人・学者の歴史認識に対して非常に厳しい視点を持っていた。他方日本人夫妻の方では、特に夫は日本の政治家に対して厳しく、維新の会の代表を非常に高く評価していて、インタビューする側が戸惑うと同時に、考えさせられた。さて、10月29日には関西倫理学会大会で「アーレントの「世界愛」から照射する東北アジアの和解の条件について」という題名で依頼発表を行った。2012年1月には、慰安婦問題解決のための「国民基金」設立に関わり、その専務理事となった和田春樹氏と基金を擁護する立場の朴裕河氏にインタビューを行った。そのとき本科研の趣旨を説明して、シンポジウムのパネリストを依頼、了承を得た。その後、山下氏と手分けして、鄭ユジン氏、花房恵美子氏、戸塚悦朗氏、岡野八代氏に交渉して了解を得、2012年3月10日に同志社大学今出川キャンパス明徳館M1教室で、本課題「アーレントの「世界愛」から照射する東北アジアの和解の条件」<「慰安婦」問題の解決に向けて>のシンポジウムを開催、成功裏に終えることが出来た。現在このシンポジウムの記録集作成にとりくんでいるところである。
センシングデバイスによる画期的な肺野微小病変同定法の新規開発

本研究の主たる目的は、視触診困難な肺野微小病変、特に、いわゆるすりガラス陰影(Ground-glass nodule; GGN)の客観的同定を目的に、東京工業大学未来産業技術研究所で初期開発された発光式センサを応用・発展させていき、実臨床への導入が可能か検証していくことである。初期開発デバイスでの検討では視触診で容易に判断可能な充実成分が主体の硬い結節についての検知は可能であったが、細胞密度の少ないpure GGN症例においては実際には検知困難であった。この結果をふまえ、東京工業大学未来産業技術研究所と協議し、改良型デバイスの開発に着手している。具体的には初期デバイスではセンサとなる金属部分が剥き出し状態であったが、改良デバイスでは3Dプリンタを使用してセンサ部分の中央に十字バネで支えた支柱を配置したプローブカバーを作成し、非腫瘍領域と比較して目的とする結節が硬い場合のみセンサが反応するよう改良している。現在このデバイスの対象となる症例の手術が行われる機会の待機中である。肺癌手術の実臨床では局所進行肺癌に対する手術や各種治験・臨床試験に該当する手術が優先される事情もあるため、手術までの時間がある程度待機可能なGGN症例は予定手術への組み込みが遅くなる傾向もあり、当初の想定よりも本研究はやや進展が遅れている。それとは別になるが、GGN症例への応用可能か否かは現時点では未確定であるが、圧センサとは別の光ファイバー式センサも別途検討されている。これまで同様の目的でいくつかの研究が行われてきたが目的の実現は困難であったように、本研究の実現には克服していかなければいけない点が残されている。研究実績の概要にも記載があるが、初期デバイスではセンサとなる金属部分が剥き出し状態であったが、改良デバイスでは3Dプリンタを使用してセンサ部分のカバーを作成し、非腫瘍領域と比較して目的とする結節が硬い場合のみセンサが反応するよう改良している。また、応用可能か否かは現時点では未確定であるが、圧センサとは別の光ファイバー式センサも別途検討中である。本研究には東京工業大学未来産業技術研究所との連携が不可欠であり、実際の症例での検証結果をふまえ、定期的にミーティングを行い、開発を発展させていく計画である。上記にも記載されているが、まずは改良型デバイスの実臨床での検証が必要である。GGN症例の手術は波がある上、実臨床では局所進行肺癌に対する手術や各種治験・臨床試験に該当する手術が優先される事情もあるため、想定よりもやや進展が遅れているが、今後デバイス検証を加速させていき、さらにデバイスを発展させていく計画である。30年度は共同研究者とのミーティングのための経費のみにとどまった。本研究には東京工業大学未来産業技術研究所との連携が不可欠であり、次年度も、実際の症例での検証結果をふまえ、より一層綿密な連携のため、定期的にミーティングを行い、開発を発展させていく予定である。
超音波メカノケミカルポリシングによるマイクロストラクチャの製造

1.超音波メカノケミカルポリシング機構の解明(1)研究概要半導体素材・シリコンの(100)面を加工面として,エッチング性研磨液中で20KHzの超音波縦振動により加工した。本加工機構を解明するためには超音波振幅を7,13μm,砥粒濃度を5,10wt%,pHを10,12,温度を2080°C,ポリシャ圧を540grf,加工時間を1060分と変更する実験の他,水のみ,水酸化ナトリウム水溶液のみ,水十砥粒による加工,さらに浸漬式エッチングを行った。(2)結果の概要加工速度,加工温度のアレニウスプロットにより,浸漬式エッチングの活性化エネルギ-=10.0Kcal/molが,超音波付加で最大4.23Kcal/molまで減少することが見い出された。また,加工速度には砥粒濃度,超音波振幅の影響が大であった。2.微細フィ-チャを有するポリシャによる加工被加工材のシリコンに比べはるかに柔らかい樹脂のポリシャが摩滅することなく本加工が進行することを利用し,樹脂先端に施した微細フィ-チャをシリコンに転写する形式でマイクロストラクチャの製造を図った。微細フィ-チャの形成は樹脂を加熱軟化し型に押し付けることによって行ったが,ナイロンは表面層が炭化するのみ,ポリプロピレンで目的を達っした。以上,研究成果は日本機械学会第68期全国大会講演会で「超音波メカノケミカルポリシング機構」として口頭発表し,日本機械学会平成三年度総会講演会で「微細フィ-チャを有するポリシャによる超音波メカノケミカル加工」として口頭発表予定である。
植物の花粉形成で重要な働きをする新規アラビノキナーゼの機能解析

イネの花粉形成突然変異体collapsed abnormal pollen1(cap1)の開花期の花粉は細胞質成分の殆どを失い、花粉外壁のみになっている。花粉変異の原因遺伝子CAP1は、996アミノ酸残基からなるL-アラビノキナーゼをコードする。この酵素は細胞壁代謝の際に遊離したL-アラビノースをリン酸化して細胞壁多糖へ再利用する経路で働くとされるがその実態は殆ど分かっていなかった。これまでに、大腸菌の組換えタンパク質合成系を利用して、CAP1のコード領域の中央からC末端領域がその活性に重要であることを明らかにすると共に、シロイヌナズナゲノム内の2つのL-アラビノキナーゼ様タンパク質遺伝子のうち、AtARA2遺伝子の変異体atara2の花粉は異常を示すことを見出した。本年度は、遺伝子解析によりシロイヌナズナatara2のT-DNAの挿入領域の同定を試みた。当該領域をPCR増幅して塩基配列を決定した。その結果、多数の塩基置換が検出されたが、T-DNA自体は検出されなかった。従って、今後、他のT-DNA挿入系統を入手して解析するか、ゲノム編集技術などを利用して遺伝子破壊を誘導した植物を解析する必要がある。また、データベースサーチによりイネとシロイヌナズナ以外の植物でのL-アラビノキナーゼ様遺伝子を検索した結果、ブラキポディウム、トウモロコシ、ソルガム、ブドウ、ダイズ、ポプラなどには2つの遺伝子が見出され、このうち1つが花粉形成に関わることが予想された。さらに、裸子植物であるスギの雄花でも類似遺伝子が発現していることが明らかになったため、多くの植物の花粉形成でL-アラビノキナーゼが重要な働きをすることが示唆された。イネの花粉形成で重要な働きをする新規のL-アラビノースリン酸化酵素(アラビノキナーゼ)CAP1の機能解析をおこなっている。花粉型アラビノキナーゼCAP1タンパク質に対する抗血清を作製した。この抗血清を用いて、花粉や葉に含まれるCAP1タンパク質を調べたところ、遺伝子配列から予想された分子量より低分子のシグナルが検出された。CAP1タンパク質は、C末端側に糖キナーゼドメインを含む以外に、N末端側には糖転移酵素ドメインが予想されていたことから、翻訳後に速やかに切断されて活性化する可能性が考えられた。一方、cap1変異体の花粉形成過程の細胞の詳細な観察から、小胞子分裂直後にすでに異常が始まることが明らかになった。小胞子分裂直後の花粉の細胞壁形成が不全になっていることに加えて、雄原細胞で細胞死がおこっていた。イネの花粉突然変異体の解析から見出されたCAP1遺伝子は、花粉形成に必須な996アミノ酸からなるタンパク質をコードしている。CAP1タンパク質はシロイヌナズナのL-アラビノキナーゼ(EC 2.7.1.46)と高い相同性を示すが、アラビノキナーゼ活性の有無は不明である。そこで、CAP1の組換えタンパク質を作製し、その活性を測定した。まず、CAP1全長をeXactタグとの融合タンパク質として発現させ、eXactタグを除いて組換えタンパク質rCAP1を精製した。rCAP1を基質(L-arabinose、ATP)と反応させた後、このキナーゼ反応で残存したATP量をルシフェラーゼの発光で測定したところ、rCAP1はL-アラビノースをリン酸化するアラビノキナーゼであることが実証された。また、rCAP1は植物の細胞壁を構成する他の単糖はリン酸化しなかった。CAP1のN末端から中央領域(1561aa)および中央からC末端領域(436996aa)の変異タンパク質rCAP1_NおよびrCAP1_Cの活性を測定したところ、rCAP1_Cは活性が検出されたが、rCAP1_Nは全く活性が検出されなかった。従って、CAP1のアラビノキナーゼ活性には中央からC末端領域が重要であることが明らかになった。予備実験の結果からCAP1タンパク質は大腸菌内で毒性があるらしく、組換えタンパク質の合成は困難が予想された。しかし、使用するベクターの変更などによって、酵素活性を測定できる程度のタンパク質を合成させることができた。これまでに精製したL-アラビノキナーゼを測定した論文報告は無く、同じ単糖キナーゼであるガラクトキナーゼの反応液を改変したところ、精製アラビノキナーゼの活性を初めて検出することができた。このアッセイ系の確立により、CAP1はL-アラビノース以外の単糖をリン酸化しないこと、キナーゼ活性には中央からC末端領域が重要であることを発見できた。アラビノキナーゼのアッセイ系を利用することで、化合物ライブラリーからCAP1の活性を阻害する新規化合物をスクリーニングすることも可能になった。CAP1阻害剤で花粉不稔を誘発することができれば、イネの交配育種の除雄作業が不要になり、育種の飛躍的進展に寄与できるだけでなく、花粉症対策にも貢献できる。イネの花粉突然変異体collapsed abnormal pollen1 (cap1)の開花期の変異花粉は細胞質成分の殆どを失い、花粉外壁(exine)のみになっている。花粉変異の原因遺伝子CAP1は、996アミノ酸からなるL-アラビノキナーゼ様タンパク質をコードしている。正常なイネでは、CAP1遺伝子は花粉と葯の内壁で発現し、花粉形成の二細胞期に最も発現量が高くなる。L-アラビノキナーゼは細胞壁代謝で遊離したL-アラビノースをリン酸化して細胞壁多糖へ再利用する経路で働くとされるが、その実体は殆どわかっていない。

また、イネゲノム内には、葉や根などの体細胞組織で発現するOsARA1が見出されている。CAP1は花粉形成で重要な役割をしているのに対し、OsARA1は体細胞組織で機能すると考えている。本年度は、CAP1タンパク質の酵素活性に重要な領域を明らかにするために、変異CAP1タンパク質を作製して解析をおこなった。その結果、C末端領域に予想された糖結合ドメインが重要であることが明らかになった。さらに、花粉形成過程における重要性を明らかにするため、CAP1タンパク質に対する抗血清をもちいて花粉内での局在を明らかにした。その結果、小胞子ではCAP1タンパク質は殆ど検出されなかったが、二細胞期に顕著なシグナルが検出された。従って、CAP1タンパク質は花粉形成過程の二細胞期に重要であり、特に、花粉内壁(intine)の形成と共に雄原細胞壁の形成に関わることが示唆された。イネのL-アラビノキナーゼの酵素活性の報告は無いため、酵素活性に重要な領域は、タンパク質ドメインファミリーデータベースであるPfamなどで予想するしか無かった。本研究で、CAP1のL-アラビノキナーゼ活性に重要な領域が明らかになった。また、L-アラビノキナーゼの細胞内での局在の情報は無いため、非常に重要な知見が得られたと考えている。イネの花粉突然変異体collapsed abnormal pollen1 (cap1)の開花期の花粉は細胞質成分の殆どを失い、花粉外壁(exine)のみになっている。花粉変異の原因遺伝子CAP1は、996アミノ酸残基からなるL-アラビノキナーゼ様タンパク質をコードする。L-アラビノキナーゼは細胞壁代謝で遊離したL-アラビノースをリン酸化して細胞壁多糖へ再利用する経路で働くとされる。これまでに、大腸菌の組換えタンパク質合成系を利用して、全長の組換えCAP1タンパク質がL-アラビノースをリン酸化するアラビノキナーゼ活性をもち、そのコード領域の中央からC末端領域が活性に重要であることを明らかにした。本年度は、活性があったCAP1の中央からC末端領域に含まれる糖結合ドメインおよびキナーゼドメインと予想される領域を欠如した変異タンパク質を作製してそれらの活性を解析した。その結果、いずれの変異タンパク質も活性を完全に失っていた。従って、これらが必須の機能ドメインであることが明らかになった。また、シロイヌナズナゲノム内には、2つのL-アラビノキナーゼ様遺伝子AtARA1とAtARA2が見出されている。それぞれの遺伝子破壊系統の花粉形成を観察したところ、atara1変異体は正常な花粉を形成していたが、atara2変異体では花粉外壁のみの花粉が観察された。このことからシロイヌナズナの花粉形成でAtARA2遺伝子が必須であることが示唆された。イネ、シロイヌナズナ以外のゲノムが解読された植物においても、2つのL-アラビノキナーゼ様遺伝子をもつことから、広範囲の植物の花粉形成でL-アラビノキナーゼが重要な働きをすると予想される。イネCAP1の中央領域からC末端に含まれる2つのドメインがアラビノキナーゼ活性に必須であることが証明できた。
科学的リテラシーを高める理科学習指導法の研究

○研究の目的PISAの科学的リテラシー育成において,科学的に解釈する力,表現する力に課題があった。独自の調査の結果,本校の生徒にも同様の課題が見られた。そこで,本研究では,科学的に解釈する力,表現するカを包括する科学的なリテラシーを育成することを研究の目的し,その効果的な育成のプロセスを究明するものとする。○研究の方法(1)PISAの公開問題,類似問題を基に調査をおこない,結果を4月段階と2月段階で比較する。(2)「科学的に解釈する力」や「表現する力」の育成を目指した単元を構成し,実施する。学習過程(単元)を,三次公正とし,第一次を課題を設定する段階。第二次を,きまりを獲得する段階。第三次きまりを活かす段階する。特に第三次では,学習内容と子どもの発達段階を考え,4つのきまりを活かすパターンを実施する。Aきまりを適用するBきまりが成り立つ条件(適用範囲)を調べるCきまりが成り立つ理由を調べるDきまりが成り立つなら起こりうる現象を予測する(3)自然事象を科学的に解明していくための概念形成の効果的な系統表を作成し実施する。4つの科学概念「粒子概念」「エネルギー概念」「地球概念」「生命概念」を形成するための学年配列を考えた系統表をつくる。○研究の成果・PISA調査の公開問題や類似問題において,8ポイントの伸びが見られた・粒子概念を中心とした学習過程づくり及び学年の系統表づくりができた。