hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウイルスアセンブリー機構の動的イメージング解析

インフルエンザウイルスのMAタンパク質は、脂質エンベロープ直下にマトリックスレイヤーを形成することで、ウイルス粒子の構造を形成し安定化する。これまでに、M1タンパク質は中性pH領域でマルチマー化する性質を有することが明らかになっている。中性pH領域におけるM1タンパク質のマルチマー化は、ウイルス増殖環の後期にエンベロープ膜直下でマトリックスレイヤーを形成するための性質であり、ウイルス粒子形成に必須のプロセスである。また、酸性pH領域においては、マルチマー化しているM1タンパク質は解離し、ダイマー化することも報告されている。酸性pH領域におけるM1タンパク質の解離は、ウイルス増殖環の初期のプロセス、すなわちエンドサイトーシス後の酸性エンドソーム内における脱殻に相当する。従って、M1タンパク質のマルチマー化および脱マルチマー化は、ウイルス増殖において重要な役割を担うと考えられる。しかし、M1タンパク質は膜結合タンパク質であり、脂質膜上における2次元的なM1タンパク質のマルチマー化・脱マルチマー化の分子動態について全く明らかにされていない。本研究では、高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を用いて、脂質膜上におけるM1タンパク質のマルチマー化および脱マルチマー化のプロセスをリアルタイムで視覚的に解析し、その分子動態を明らかにすることで、ウイルスアセンブリー機構の解明を目指した。これまでに、大腸菌発現系を用いてA/WSN/33由来のM1タンパク質を発現・精製した。リポソームから調整したモデル化脂質二重膜を高速AFMの基板であるマイカ上に形成させた。脂質膜上におけるM1タンパク質のライブイメージングを試みた。種々の条件検討を繰り返し、M1タンパク質のライブイメージングを試みてきたが、現在も最適な観察条件を探索中であり、今のところクリアに観察するまでには至っていない。28年度が最終年度であるため、記入しない。インフルエンザウイルスのM1タンパク質は、エンベロープ直下にmatrix layerを形成することでウイルス粒子構造を安定化する。これまでに、M1タンパク質は中性pH域(液中)でマルチマー化する性質を持つことが明らかにされている。中性pH域におけるM1タンパク質のマルチマー化は、エンベロープ膜直下でmatrix layerを形成するための性質であり、ウイルス粒子形成に必須のプロセスである。また、酸性pH域(液中)においては、M1タンパク質は解離し、dimer化することも報告されている。酸性pH域におけるM1タンパク質の解離は、ウイルス増殖環の初期のプロセス(酸性エンドソームにおける脱殻)に相当する。すなわち、M1タンパク質のマルチマー化・脱マルチマー化は、ウイルス増殖において重要な役割を担うと考えられる。しかし、M1タンパク質は膜結合タンパク質であり、脂質膜上におけるM1タンパク質のマルチマー化・脱マルチマー化の分子動態の詳細はほとんど明らかにされていない。本研究では、主として高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を用いて、脂質膜上におけるM1タンパク質のマルチマー化および脱マルチマー化のプロセスをリアルタイムで視覚的に解析する。M1タンパク質のマルチマー化・脱マルチマー化の分子動態を明らかにすることで、ウイルスアセンブリー機構の解明を目指す。本年度はこれまでに、大腸菌発現系を用いた精製M1タンパク質(A/WSN/33 (H1N1)由来)の調製系と、リポソームから調製した脂質二重膜(モデル細胞膜)を2次元的にマイカ上(高速AFMの観察基盤:雲母板)に形成させる実験系を確立した。本年度は精製M1蛋白質の調整ならびに原子間力顕微鏡基板上における脂質二重膜の作製など、実験系を確立できた。今後は、脂質膜へのM1タンパク質の吸着および脂質膜上でのM1タンパク質の動態(マルチマー化)をリアルタイムでイメージング解析する。
古墳時代銅鉄鏃矢の復元研究～製作と射出実験による製作技法・機能検証～

1.研究目的:鏃・矢の復元製作・射出実験から鏃・矢の機能を想定する。2.研究方法:(1)鏃の作成鉄鏃は、機能的に異なると想定される鏃を実測図から復元し、柳葉鏃・長頸鏃・平根鏃や鹿角装具との組み合わせで、鳴鏑鏃及び鏑鏃の計11個製作した。製作は、鋸鍛冶中屋滝次郎氏に依頼して、鉄素材から鍛造して作り上げた。銅鏃は、当初の鋳造製作から、型の製作の困難さ、製作代金の関係から、鍛造製作とした。銅の素材を購入し、柳葉銅鏃大・小の鏃を計6個制作した。製作は、美術工芸家の平出豊氏に依頼した。鹿角装具の製作は、鳴鏑は、浅間神社西側横穴出土資料、鏑は金井東裏遺跡出土の資料の実測図から計3個製作した。製作は、美術工芸家赤塚昌俊氏に依頼した。鹿角素材は猟師から入手した。(2)矢の製作箆竹の矢は高価であるため、購入及び製作依頼を断念し、矢射出実験を依頼した小笠原流群馬支部岐弓館道場所有の昔の箆竹矢を譲り受け、計13本の矢を、銅・鉄鏃に合わせて、削るなどして装着した。(3)射出実験和弓は、15kgほどの弱い弓で、口元近く一定の所まで引き込み、同じ力で射た。発砲スチロール板を26cmほどの厚さに張り合わせたものを射出地点から16mの距離に置いて、突き刺さった矢の深さを比較した。3.研究成果:大型で重い鏃は深く突き刺さり、小型細身の鏃の刺さりも良い。大型幅広の鏃については、少し貫徹力が劣る。鳴鏑は小さいながら確かに鳴り、同じ鹿角製でも穿孔の無い鏑は鳴らないことも確認できた。鏃の形・重さにより貫徹力の違いがあり、機能差を意識しての鏃の製作を行っていると想定できるが、予想よりも形態差などによる貫徹力の差はなかった。祭儀用と想定していた鏃も機能的には同じように貫徹力を持つので、形態から見た実戦・祭儀用の判断を機能実験の結果から補強するのは難しいことが分かった。また、鏃・矢の製作に関わり、矢・鏃製作工程の理解が進んだ。
慢性肝疾患の栄養療法に関する研究

ペグインターフェロンとリバビリンの併用療法中のC型慢性肝炎患者を対象にビタミンE、Cと併用した亜鉛やエイコサペンタエン酸の補給を行い、治療中における副作用の軽減を認め、栄養療法が補助療法として有用であることを明らかにした。また、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)患者に対して魚類摂取の栄養指導を行うとともにビタミンE、Cの投与を行った結果肝病態の改善を認め、栄養療法の重要性を示唆した。1.慢性肝疾患の栄養療法に関する研究(1)慢性肝炎における亜鉛補給の有効性C型慢性肝炎患者のIFNα-2bとリバビリン併用療法時に亜鉛を投与した結果、非投与例に比しALT値が有意に改善され、肝機能の改善に亜鉛の補給が有用であることを認めた。(2)エイコサペンタエン酸(EPA)補給の慢性肝炎患者の免疫能改善効果C型慢性肝炎患者のIFNα-2bとリバビリン併用療法時にn-3系多価不飽和脂肪酸であるEPAを48週投与した。その結果、併用療法時にみられるリンパ球の減少の抑制やTh1/Th2比の上昇を認めた。赤血球膜リン脂質のアラキドン酸/EPAモル比と白血球数、好中球数やリンパ球数の間に有意の負相関が認められたことからEPA補給による免疫能の改善効果が期待された。2.人間ドック受診者における脂肪肝有病者の栄養指標と臨床検査値、血清サイトカイン、サイトケラチン(CK)-18について(1)岡山市内において健診受診者の食事調査、身体計測、臨床検査成績から脂肪肝の有無と栄養指標や諸検査値の関連について検討した。調査に同意の得られた96名のうち脂肪肝有病者は男性42例(54.5%)女性3例(13.6%)であった。男性脂肪肝例では非脂肪肝例に比べBMI、体脂肪率、腹囲、皮下脂肪厚が有意の高値であるとともに、血糖値、HbA1c、ALT、AST、AST/ALT比、TG値の高値、HDL-choの低値とともにアポトーシス指標であるCK-18断片の高値を認めた。脂肪肝の中には非アルコール性脂肪性肝炎も存在すると考えられ、早期からの栄養指導、運動指導による脂肪肝の改善が必要であることが示された。(2)奈良県内における健診受診者の食事調査、身体計測、臨床検査、サイトカイン測定結果から、メタボリックシンドローム有病者と脂肪肝有病者について栄養指導の効果を比較検討し評価した。慢性肝疾患の栄養療法に関する研究1.C型慢性肝炎患者のインターフェロン治療におけるEPA補給の効果C型慢性肝炎患者のIFNα-2bとリバビリン併用療法時にEPAを48週投与した。その結果、併用療法時に見られるリンパ球減少が抑制され、Th1/Th2比が上昇したことからEPA投与による免疫能の改善が示唆された。2.非アルコール性脂肪性肝疾患の栄養療法(1)非アルコール性脂肪肝炎(NASH)患者における抗酸化ビタミンおよびEPA補給効果NASHでは病因として酸化ストレスの関与が指摘されている。また、EPAは抗炎症作用を有するとされる。そこで、食事指導とともにビタミンE(300mg/日)とC(600mg/日)の補給(ビタミン群;n=6)及びEPA補給(1,800mg/日;EPA群n=5)を12週間行い、肝機能検査値やTNF-α値に及ぼす効果を食事指導のみの対照群(n=4)と比較し検討した。その結果、ビタミン投与群ではALT値の改善とともにTNF-α値の低下を認めた。EPA群における改善は明らかでなかった。(2)非アルコール性脂肪肝炎(NASH)患者の栄養指導効果NASH患者5例にエネルギーコントロールと魚類摂取を中心とした栄養指導を6ヵ月間継続し、肝機能検査値と肝細胞アポトーシスの指標とされる血清サイトケラチン(CK)-18断片(M30-antigen)の測定および赤血球膜リン脂質の脂肪酸分析を行った。その結果、魚介類の摂取とn-3PUFAの摂取量の増加に伴い、CK-18M30-antigenの有意の低下を認めた。1.非アルコール性脂肪肝炎(NASH)患者の栄養指導効果NASH患者の栄養指導を6ヵ月間行い、肝機能検査値、血清CK18M30、赤血球膜リン脂質の脂肪酸分析からその効果を検討した。食事内容の改善とくに魚類の摂取とn-3系多価不飽和脂肪酸摂取の増加に伴いCK19M30ならびに肝機能検査値の改善を認め、NASHにおける食事指導の重要性を示した。2. NASH患者における抗酸化ビタミンおよびEPA補給効果NASHにおける酸化ストレスの軽減と炎症の抑制を目的に、食事指導とともにビタミンE(300mg/日)とC(600mg/日)およびEPA(1,800mg/日)の補給を12週間試みた。ビタミン投与群では食事指導のみの群に比し、ALTとTNF-α値の低下を認めた。EPA投与の効果は明らかでなく症例数を増加しての検討が必要と考えられた。

3.肥満の予測因子の解析健診受診者の食事調査、身体計測、臨床検査、血漿脂肪酸組成分析、サイトカイン測定などを行い、日本人男性においてEPAの摂取が腹部肥満とそれに続くメタボリックシンドローム発症の予防に重要な役割を果たすことを示唆した。4.非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の諸検査値と栄養指標の関連性NAFLDでは血清CK18M30の上昇と血漿リン脂質ジホモ-γ-リノレン酸の増加を認め、これらの指標はNAFLDの病態把握に有用と推測された。
アモルファスシリコンにおける深い不純物準位の水素不純物による不活性化機構の解明

アモルファスシリコンをつくる場合に、多量の水素原子を添加する。その役割を解明するために、モデルではなく現実に近い系で、第一原理に立脚した分子動力力学法によって、アモルフアスシリコンを計算機の中につくり、その中で水素原子を拡散させながら水素不純物と複数のダングリングボンドを含む系での安定な構造配置と電子状態を決定した。その結果、アモルファス化によってできたシリコンのダングリングボンドと添加された水素原子が強く結合しSi-H結合をつくりダングリングボンドによる深い不純物準位を不活性化する。また、アモルファスシリコン中を水素原子が拡散しながら、水素原子が媒介となってシリコンのダングリングボンドとダングリングボンドを連結し、Si-H-Siからなる3中心結合をつくる。Si-H-Siからなる3中心結合はHを中心にして10度くらいはまげることができるので、これによって構造が柔らかくなることが分かった。また、3配位を持つシリコンと5配位を持つ浮遊ボンドを持つシリコンが存在する。これらの計算結果に基づいて、アモルファス中の水素原子の拡散機構と深い不純物準位の水素による不活性化機構が解明された。公布額が当初の申請額よりも削減されたため購入設備について縮小し、計算費については別の資金(科学技術庁振興調整費)を導入することで切り抜けた。このため基本的には大きな変更もなく研究は進んでいる。現時点では計算費が充分でないためにあまり大きくないス-パ-セルを用いている(64個原子)。設備機器としてマッキントッシュIIcxを8月末に導入し、これを用いて計算プログラムの開発を行なっている。結晶構造や対称性を仮定することなく電子状態や結晶構造を非経験的にきめるDynamical Simulated Annealing(DSA)法と呼ばれる計算方法の開発をほぼ完了したが、将来の効率的な計算プログラム開発には高性能のワ-クステ-ションの導入が不可欠である。Dynamical Simulated Annealing法の方法論的定式化はすでに完了しており、すでにp型固体シリコン中の水素不純物には適用し、水素不純物によるボロンなどの浅い不純物準位の不活性化の機構を解明している。これまで、固体シリコン中の水素原子不純物を含む深い不純物準位の電子状態の計算を、第一原理に立脚した固体電子論的手法で明かにした。とくに、ボロンをド-プしたp型固体シリコンにおける、水素不純物によるボロンの浅い不純物準位の不動態化の機構を解明している。アモルファスシリコンと水素不純物の系への適用についても、現時点ですでに定式化は完了しており、現在アルゴリズムの開発中である。その役割を解明するために、モデルではなく現実に近い系で、第一原理に立脚した分子動力学法によって、アモルファスシリコンを計算機の中につくり、その中で水素原子を拡散させながら水素不純物と複数のダングリングボンドを含む系での安定な構造配置と電子状態を決定した。また、3配位を持つシリコンと5配位を持つ浮遊ボンドをもつシリコンが存在する。
メラニン合成蛋白質とRab7における細胞内輸送機構の解析

チロシナーゼとチロシナーゼ関連蛋白質(Tyrosinase-related protein, TYRP)は,メラニン生合成に必要な糖蛋白質である.TYRPsには,二種のアイソフォーム(TYRP-1,TYRP-2)が存在する。チロシナーゼは,チロシンからドーパキノンへの酸化還元反応(メラニン生合成初期の律速段階)で機能する重要な酵素である.一方,TYRP-2に比べて存在量が多いTYRP-1は,ジヒドロキシインド-ルカルボン酸(DHICA)オキシダーゼ活性を有し,チロシナーゼと安定した複合体を形成し,メラノソームにおけるユーメラニン産生を亢進すると考えられている.また,カルネキシンとの相互作用を介して,トランスゴルジネットワーク(TGN)から,endosomal compartment(早期および後期エンドソーム)を通過しメラノソームへ輸送される可能性も示唆されている,色素性悪性黒色腫細胞株においてAP-1とTYRP-1の共局在が電子顕微鏡によって明らかにされ,小胞輸送への関与が指摘されている,我々はこれまで,TGNからendosomal compartmentへの輸送時に,TYRP-1のC末端側dileucine motifが重要であること,TYRP-1とカチオン非依存性マンノース6リン酸受容体(Cl-M6PR)が共局在することを示した.しかし,TYRP-1の小胞輸送の分子的機構は不明である.アダプター蛋白質(AP複合体)とGGA(Golgi-associated gamma-adaptin-related ADP-ribosylation factor -binding proteins)蛋白質がクラスリン被覆小胞の制御を行い,各種蛋白質の小胞輸送に重要な働きをしていることが最近示唆されている.そこで,我々は,小胞輸送の初期の段階において,TYRP-1が機能を持つ可能性を考え、AP-1,GGAおよびCl-M6PRと共同して働くかどうかを検討するために,AP-1とTYRP-1の相互作用,および,TYRP-1,AP-1,GGA, Cl-M6PRの細胞内局在を検討した.MM418細胞でAP-1はTYRP-1抗体で共沈し、TYRP-1はAP-1と直接結合することが示唆された,また,内在性TYRP-1を発現しないSKmel-24細胞で発現したTYRP-1が核周囲で,AP-1,クラスリン,Cl-M6PRおよびGGA3と共局在することが示された.しかし,dileucine motifに変異を持つmutant TYRP-1(Leu514Ala)との共局在は認められなかった.更に,SKmel-24細胞で発現したFlag融合野生株TYRP-1も,AP-1と相互作用を示したが,mutant TYRP-1は,AP-1と相互作用を認めなかった.SKmel-24においてGGA1-3のアイソフォームはいずれも,API, M6PRおよびTYRP-1と共局在を示した.GGAのC-端側機能ドメイン(GAEドメイン)は,Accessory proteinと相互作用を持ちAP-1との結合に関与すると報告されている.GAEドメインを欠いたMutant GGA3は,TYRP-1との共局在を認めずTYRP-1の局在を核周囲に限局させた.メラノソーム蛋白であるチロシナーゼ(TYR)、チロシナーゼ関連蛋白(TYRP1)、基質蛋白(gp100)はいずれもゴルジから初期段階のメラノソームに直接輸送されるが、TYR、TYRP1はいずれもトランスゴルジネットワーク(TGN)からエンドソームを経由してgp100陽性の早期メラノソームへ小胞輸送される。TYR、TYRP1は後期エンドソームで複合体を形成してメラノソームに運ばれるという報告があるが、この2つの蛋白質のTGNからメラノソームまでの輸送経路が同一であるか否かはまだわかっていない。今回の研究において、Rab7N125Iをメラノサイトに発現させたところ、TYRP1のメラノソームへの局在が選択的に阻害された。この結果はTYRP1がRab7の関与する早期エンドソーム・後期エンドソーム経路を通ってメラノソームに輸送されること、一方で、TYRはこの経路を経由せずにメラノソームへ輸送されることを示唆する。Rab7はRab7結合蛋白質のひとつRILPと結合することにより、後期エンドソームやリソソームの膜状にダイニン-ダイナクチン複合体を誘導し、微小管上でのオルガネラの(-)方向への細胞内輸送を調節している。メラノソーム膜上にもRab7が局在することが報告されており、Rab7がメラノソームの細胞内輸送にかかわっている可能性がある。実際、Rab7N125Iの発現によってgp100陽性のメラノソームは核周囲への集合性を失い、細胞質辺縁に散在した。この結果はRab7が早期メラノソームの(-)方向への細胞内輸送を調節していることを示唆する。今回の実験において、Rab7N125Iのベクターの遺伝子導入効率はRab7wtのものより低かった。2つのプラスミドはRab7のN125Iに相当する点突然変異以外同一の塩基配列を有しており、遺伝子導入効率の違いはRab7N125Iの機能に内在する作用によると考えられる。Rab蛋白の一つであるRab27aの優性阻害変異体は野生型よりも細胞内で早く分解されると報告されており、Rab7N125Iも細胞内で不安定である可能性が考えられる。

近年、Rab7のL129F、V162Mの変異がCharcot-Marie-Tooth type 2B(CMT2B)の患者で報告されたが、今までにCMT2Bが色素異常症を合併したとの報告はない。本研究の結果はRab7の機能抑制がTYRP1のみに影響し、メラニン合成に重要なTYRの輸送には影響しないことを示唆している。そのためRab7の変異をもった個体はわずかな色素変調しか示さず、色素異常症として検出されていない可能性がある。低分子GTP結合蛋白質であるRab蛋白質はエキソサイトーシス,エンドサイトーシスを含む細胞内小胞輸送に重要な役割を担っているとされ,哺乳類細胞では60種類以上のRab蛋白質が同定されている.Rab蛋白質はGDP結合不活性型,GTP結合活性型の2つのコンフォメーションの相互転換により活性が調節され,不活性型は細胞質に,活性型は膜に存在する.Rab蛋白質はエフェクター蛋白質を含む相互作用蛋白質を介してtethering/docking/fusion複合体を形成し,アクチンや微小管上のモーター蛋白質を制御することにより,それぞれ特異的な単数または複数の細胞内小胞輸送を制御している.Rab7は後期エンドソーム,リソソームに存在し,これらの輸送や他の小胞との融合に関与することが知られている.これまでにRab7のエフェクター蛋白質としてRab-interacting lysosomal protein, Rab7-interacting ring finger protein, hVPS34/p150,プロテアソームa-サブユニットXAPC7が同定されている.我々は最近,精製したメラノソーム分画中にRab7が存在し,メラニン生合成に重要な役割を担う蛋白質であるチロシナーゼ関連蛋白質1(tyrosinase related protein-1 ; TYRP-1)のメラノソームへの輸送にRab7が関与する事を報告した.チロシナーゼ(TYR), TYRP-1,チロシナーゼ関連蛋白質2(TYRP-2)はメラノサイトに特異的に発現し,メラノソームに局在する酵素蛋白質である.メラノソーム形成に伴うTGNからメラノソームへの輸送過程において,最も未解決の点を有している蛋白質の一つがgp100/Pme117/Silvである.本研究は,複雑なメラノソーム形成過程を一つ一つ明らかにする目的で,yeast two-hybrid法を用い,色素産生ヒトメラノーマ細胞株であるMMAcにおけるRab7と相互作用する蛋白質の検索と同定を行った.その結果,野生型Rab7とRab7-Q67L(活性型)がgp100と特異的に相互作用することを見出した.チロシナーゼとチロシナーゼ関連蛋白質(Tyrosinase-related protein, TYRP)は,メラニン生合成に必要な糖蛋白質である.TYRPsには,二種のアイソフォーム(TYRP-1,TYRP-2)が存在する。チロシナーゼは,チロシンからドーパキノンへの酸化還元反応(メラニン生合成初期の律速段階)で機能する重要な酵素である.一方,TYRP-2に比べて存在量が多いTYRP-1は,ジヒドロキシインド-ルカルボン酸(DHICA)オキシダーゼ活性を有し,チロシナーゼと安定した複合体を形成し,メラノソームにおけるユーメラニン産生を亢進すると考えられている.
西欧文化移入による東アジアの近代化プロセスにおける文化的差異形成の特性

今プロジェクトは、文化的差異は実体的でもまた静的でもなく、想像の次元でのみ感知されるものであるという前提から出発し、文化的差異意識の発生を以下の3つの次元で明確にすることができた。1)自発的動機に基づく異文化接触(啓蒙期の世界航海、および19世紀末における脱ヨーロッパ願望に基づくアジア旅行に見られる異文化経験)2)移民・占領などによる強制的な異文化接触(ナチス期における亡命者、日本植民地下の東アジア)3)一文化内における異文化体験(階層、出身地、ジェンダー差異による文化的差異意識)。しかも、それぞれ3つの次元において、ジェンダー・イメージの共通性が次の点で見られることが分析から明らかになった(1)自発的動機に基づく異文化体験の場合、他者性は女性性のジェンダー・イメージに置き換えらえることが多い。(2)強制的な異文化体験の場合、支配者側は被支配者文化に女性性のジェンダー付与を行う。しかし被支配者側には支配者文化に同化されない別様の対抗的文化的差異意識が形成される。(3)特定の文化内における異文化体験においては、その都度の政治的ヘゲモニーによって、ジェンダー・イメージは可変的である。異文化接触は、旧来の性的役割分担を流動化する場合と、逆に伝統の再活性化による固定化という二つの逆方向の反応を引き起こす。以上の分析結果から、文化的差異意識は多層的・多元的な文化的ヘゲモニーと関連しかつジェンダーイメージによって定着をみること、またそれゆえに文化的差異というものが地域や国家領域といった恒常的係数によって規定しえないことが明らかにされた。1.派遣に関する研究実績:フンボルト(ベルリン)大学における共同討論では、最近のジェンダー研究の現状と問題点の総括がなされ、特にジェンダー理論における構成主義と実体主義の対立が、文化比較の次元においても重要な帰結を持つことが確認された。文化単位が特性の国家領域・民族の実体と同一化する過程と、ジェンダー的差異が生物学的差と結びつけられて実体化されて把握される過程とがともに、近代国家制度の整備過程において殊に顕著に見られる点に着目しつつ分析する方針を定めた。各担当テーマに関しては、ブコヴィナ地方における「多文化主義」と「母語」「故郷」観の問題点(藤田)、ロマン主義におけるジェンダー・イメージの特性(中井)、ナチス抵抗運動における「母-娘」関係の分析(村上)、ナショナリズムとジェンダーイメージの特性(大貫)に関して資料収集と調査を行った。その結果は、2月の合同会議で発表された。招聘による合同会議における成果:韓国側研究者からは、1920年代における日本経由のモダニズム移入の現象の分析、神話のモティーフの近代における組み替えに見られるジェンダー・イメージ、および文学を媒体とする女性の性的役割の固定化に関する報告がなされた。また、中国、台湾からの研究協力者の参加を得たことによって、東アジアの近代化の時期的ずれ、政治体制の相違が、ジェンダー・イメージの相違に強く影響していることが確認された。今後の研究の方針として、(1)近代における神話モティーフの再興、(2)旅行記に見られるオリエンタリズム、(3)多文化意識と母語意識、(4)1920年代のモダニズムの移入とそれに対する反応、の4点に関してワーキング・グループ単位で分析を進めることになった。また異文化接触によってもたらされるイントラ・カルチュラルな側面の分析のために、“transculturation"の概念を共通の分析基軸とすることにした。1,派遣に関する研究実績:ベルリンを中心とした資料調査(大貫、村上、鷲巣、三島)では、特に1900-1920年代における都市化とメディアの発達にともなって、ジェンダー・イメージが変化する様態について、当時の雑誌資料および大衆小説などの文学メディアを中心として調査が行われた。特に「新しい女性」のスローガンのもとに登場するジェンダー・イメージが、伝統的ジェンダー・ロールからの乖離であるとともに、新たな社会的拘束力をもたらたことが認識された。

個別テーマに関しては、文学と造形芸術における「新しい人間」のモティーフ(大貫)、1920年代における女性の政治参加とその意識(村上)、都市化と近代における伝統の改変(鷲巣、三島)に関して調査分析をおこなった。2,招聘に関する研究実績:ドイツ、韓国の研究者とともに行われた研究会議では、文化研究の方法論について集中的に論議された。ジェンダーの視点を取り入れた方法論が、ナショナルな次元で形成されてきた文化概念に対する批判を可能とし、またイントラ・カルチュラルな差異形成の分析に有効であることが認められた。またジェンダー・スタディーズを研究次元にとどまらずに、教育次元にも取り入れるモデルが紹介され、実践上の問題点が討議された。また日本側と韓国側の両グループの今年度の共通研究課題については、韓国併合による日本の文化政策が、韓国の近代化とジェンダー意識の形成に及ぼした影響が詳しく報告された。来年度の課題として、1910年以降の日本の文化政策によるジェンダー・イメージの強制と定着の過程を研究重点とすることとした。今年度は、これまでのプロジェクトの成果に基づき、文化的異質感が感知される状況をおもに以下の3つの次元に分類して、それぞれをジェンダ-・バイアスとの関連で分析する試みがなされた。1)自発的動機に基づく異文化接触(啓蒙期の世界航海、および19世紀末における脱ヨ-ロッパ願望に基づくアジア旅行に見られる異文化経験)2)移民・占領などによる強制的な異文化接触(ナチス期における亡命者、日本植民地下の東アジア)3)一文化内における異文化体験(階層、出身地、ジェンダ-差異による文化的差異意識)。しかも、それぞれ3つの次元において、ジェンダ-・イメ-ジの共通性が次の点で見られることが分析から明らかになった。(1)自発的動機に基づく異文化体験の場合、他者性は女性性のジェンダ-・イメ-ジに置き換えられることが多い、(2)強制的な異文化体験の場合、支配者側は被支配者文化に女性性のジェンダ-付与を行う。しかし被支配者側には支配者文化に同化されない別様の対抗的文化的差異意識が形成される、(3)一文化内における異文化体験においては、その都度の政治的ヘゲモニ-によって、ジェンダ-・イメ-ジは可変的である。異文化接触は、旧来の性的役割分担を流動化する場合と、逆に伝統の再活性化による固定化という二つの逆方向の反応を引き起こす。以上の分析結果から、文化的差異意識の発生は多層的・多元的な文化的ヘゲモニ-と関連していること、またそれゆえに文化的差異というものが地域や国家領域といった恒常的係数によって規定しえないことが明らかにされた。
青少年期の骨粗鬆症予防教育プログラムの開発-骨量測定と生活習慣調査を導入として-

骨粗鬆症の予防には、若年期に、意識的に最大骨量を高め、維持していくことが重要であることから、骨の急成長期にあたる思春期前後に、栄養、運動、生活習慣を総合的にとらえ、生活の中で実践できる能力を育成することが必要である。そこで、青少年期における骨量の実態および骨量と生活習慣、食習慣との関わりを明らかにするとともに、骨粗鬆症予防の効果的な教育プログラムを開発することを目的として以下の研究を行った。1.男女大学生を対象として、超音波法による骨量測定(踵骨)およびゴールデンスタンダードとしてDXA法による全身各部位の骨密度測定を行い、超音波法による骨量測定値の再現性、DXA法による測定値との相関を確認した。2.大学生および成人を対象として、超音波法による骨量測定、体脂肪量測定、青少年期の生活習慣・食習慣調査を行った。骨量の実態および骨量と体組成、生活習慣・食習慣との関わりを解析した。3.小学校(5・6年生)、中学校(1・2年生)、公立高等学校の児童・生徒を対象として、超音波法による骨量測定、体脂肪量測定、生活習慣・食習慣調査を行った。4.中学生、高校生を対象として、総合的な学習または家庭科の授業の一環として骨量測定および骨の健康づくりに関する学習を実施し、自分自身の骨量を知るという体験的な学習の有効性を検証した。2.本学「健康スポーツ科目」受講大学生を対象として、超音波法による骨量測定、体脂肪量測定、青少年期の生活習慣・食習慣調査を行った。骨量の実態および骨量と体組成、生活習慣・食習慣との関わりを解析するとともに、骨量の変化と食事、運動、生活習慣の関連について検討した。3.本学附属小学校(5・6年生)、附属中学校(1・2年生)、公立高等学校の児童・生徒を対象として、超音波法による骨量測定、体脂肪量測定、生活習慣・食習慣調査を行った。3.小学校(5・6年生)、中学校(1・2年生)、公立高等学校の児童・生徒を対象として、超音波法による骨量測定・体脂肪量測定、生活習慣・食習慣調査を行った。

骨量の実態および骨量と体組成、生活習慣・食習慣との関わりを解析した。4.中学生・高校生を対象として、総合的な学習または家庭科の授業の一環として骨量測定および骨の健康づくりに関する学習を実施し、自分自身の骨量を知るという体験的な学習の有効性を検証した。
不安定プラークに関わる内膜平滑筋細胞の未熟性の解明

(2)ヒト剖検例において、急性心筋梗塞が強く疑われた症例では冠動脈のh-caldesmon/α-SMA比率が低かったため、冠動脈プラーク破裂による急性心筋梗塞が生じたと考えられた。一方、心臓外の原因がむしろ疑われた症例では、h-caldesmon/α-SMA比率が高かったため、急性心筋梗塞を除外出来、その後の検索にて肺脂肪塞栓症を死因として見出すことが出来た。これらより、「動脈硬化性プラークの破綻部位では内膜平滑筋のh-caldesmon発現が低下」していることの逆すなわち「内膜平滑筋のh-caldesmon発現が低下していると動脈硬化性プラークが破綻した」も真である可能性が示唆された。(3)高安大動脈炎の検体9例に関して、急性期の3例は、慢性期および瘢痕期の6例に比してh-caldesmon/α-SMA比率は有意に低かった。これにより、内膜平滑筋の成熟度は先天性に決まっているというより、時間経過によって変動することが示唆された。(4) SPCH症例7例全てにおいて、病変部血管はα-SMA陽性であり、これらは血管内皮とほぼ区別困難な領域に陽性であったため、血管周皮細胞に陽性と判定された。背景の肺毛細血管はα-SMA陰性であったため、SPCHの範囲確定にα-SMA免疫染色が有用であったと同時に、SPCHは反応性の毛細血管増生ではなく真の腫瘍と考える根拠となった。本研究は、動脈硬化性の血管閉塞の主因となるプラーク不安定化が、プラーク内の平滑筋の未熟性と関連するかを探索する目的で行われてきている。平成28年度までにおいては、1ヒト頚動脈プラークを外科的に切除した検体において、また2ヒト未熟奇形腫内の血管において、それぞれ免疫組織化学的に平滑筋分化を検討してきた。まず1では、頚動脈プラーク内で、α-SMA陽性となる内膜平滑筋が、h-Caldesmonの発現低下によって示される未熟性を有する症例は、h-Caldesmonの発現が保たれている成熟した内膜平滑筋を有する症例と比べて、切除後5年以内に心筋梗塞等の全身の動脈硬化性疾患の発症率が高くなることを、後ろ向きコホート研究により示した。これにより、頚動脈内膜剥離術検体のh-Caldesmon/α-SMA比が、プラーク安定性の指標を示し、この指標は全身のプラーク安定性の指標ともなることが示唆された。また、この研究において、プラーク近傍とプラークから離れた内膜平滑筋の成熟度がほぼ不変であったことから、内膜平滑筋の成熟度は、プラーク内からの白血球等による働きかけに規定されるものではなく、むしろ内膜平滑筋の成熟度がプラーク安定性を規定すると示唆された。次に2では、そもそもh-Caldesmon/α-SMA比が平滑筋の成熟度の指標となると言ってよいかについて、ヒト卵巣奇形腫組織を用いて検討した。奇形腫の成熟度は神経管を主体とする未熟組織の量で診断され、成熟(Grade 0)と未熟のGrade 13の4段階に分類される。Gradeが進行するに従って未熟な腫瘍と判定されるが、これら腫瘍内の血管におけるh-Caldesmon/α-SMA比は、Gradeが進行するに従って低下することを明らかにした。上記の研究成果の一部は、第105回日本病理学会総会(平成28年5月仙台)などで発表した。当初より、動脈硬化におけるプラーク不安定化に、プラーク内平滑筋(内膜平滑筋)の未熟性が関わることは、冠動脈で提唱してきた。すなわち、剖検例で心筋梗塞症例とそうでない症例の冠動脈を比較して、心筋梗塞症例の冠動脈では、そうでない症例に比して内膜平滑筋が未熟であった。この平滑筋の未熟性は、α-SMA陽性で示される全ての平滑筋を分母として、h-Caldesmon陽性で示される成熟した平滑筋を分子とした比率の低下で判定してきた。が、この判定手法の妥当性、そして剖検例の冠動脈のみでの計測という研究対象の限定性が、本研究(プラーク不安定性を平滑筋で評価する手法)の弱点と考えた。今回、頚動脈での研究にて、h-Caldesmon/α-SMA比の低下で示される平滑筋の成熟度の低下が、手術時点の脳梗塞の有無とは相関しなかったものの、その後の全身動脈硬化性疾患の有無と相関したこと、また、この成熟度はプラークの遠近とは相関しなかったために、因果関係として平滑筋がプラーク安定性を規定すると考えられたことは、注目に値する。おそらくは、血管平滑筋の成熟度を低下させる因子(遺伝的体質ないしは食生活やストレスなどの後天的因子)がまずあり、それによりプラークが不安定化し、プラーク増大に伴う動脈閉塞が発症すると示唆される。そして、奇形腫の未熟度と、奇形腫内血管壁のh-Caldesmon/α-SMA比の低下で示される平滑筋の未熟度とが相関したことからは、血管平滑筋の成熟度をh-Caldesmon/α-SMA比で測定する手法が妥当であったと示唆される。本研究は、先進国の主要な死因である動脈硬化による動脈閉塞疾患について、機序の解明に役立つことを目的としている。動脈閉塞の原因にプラークの不安定化が関わることが支持されているが、なぜプラークが不安定化するかについて現在、分かっていない。

我々はプラーク内の内膜平滑筋に着目し、2015年に、心筋梗塞の原因となる冠動脈の剖検例を用いて、不安定プラークは安定プラークに比して内膜平滑筋が未熟化していると見出した。本研究においては、1冠動脈での知見が頚動脈など他の動脈でも同様か?、2我々が提唱したh-Caldesmonの陽性率を血管平滑筋の成熟化の指標としている手段は妥当か?、について探索してきた。1では、頚動脈剥離術で外科的に切除されたプラークでも、h-Caldesmonの陽性率の低下で示される未熟な内膜平滑筋が多い症例では、そうでない症例と比べて、切除後5年以内に心筋梗塞等の全身の動脈硬化性疾患の発症率が高くなることを、後ろ向きコホート研究により示した。2では、ヒト卵巣奇形腫組織を用いて、奇形腫のGradeが進行し未熟になるに従って、腫瘍内の血管におけるh-Caldesmon陽性率が低下することを明らかにした。したがって、血管におけるh-Caldesmon陽性率は奇形腫の成熟度と平行しており、血管平滑筋の成熟化の指標となることが支持された。さらに、突然死の剖検例において、死因が心筋梗塞なのかの判定に、冠動脈内膜平滑筋のh-Caldesmon陽性率を検索することが一助となる、高安大動脈炎の時相を推定する際にもh-Caldesmon陽性率が役立つこと、孤立性肺毛細血管腫の診断に、平滑筋の免疫組織化学的検索が有用であることを明らかにした。上記の研究成果の一部は、第106回日本病理学会総会(平成29年4月東京)などで発表した。当初より、動脈硬化におけるプラーク不安定化に、プラーク内平滑筋(内膜平滑筋)の未熟性が関わると、心臓で提唱してきた。すなわち、剖検例の冠動脈において、心筋梗塞症例は、そうでない症例に比して内膜平滑筋が未熟であった。この平滑筋の未熟性は、α-SMA陽性で示される全ての平滑筋を分母として、h-Caldesmon陽性で示される成熟した平滑筋を分子とした比率の低下で判定してきた。が、この判定手法の妥当性、そして剖検例の冠動脈のみでの計測という研究対象の限定性が、本研究(プラーク不安定性を平滑筋で評価する手法)の弱点と考えた。今回、頚動脈での研究にて、h-Caldesmon/α-SMA比の低下で示される内膜平滑筋の成熟度の低下が、手術時点の脳梗塞の有無とは相関しなかったものの、その後5年以内の全身動脈硬化性疾患の有無と相関したこと、また、この成熟度は同一症例においては、プラーク自体を覆う内膜平滑筋とプラークから離れた内膜平滑筋とで相違が無かったために、因果関係として内膜平滑筋の成熟度がプラーク安定性を規定すると考えられたことは、注目に値する。おそらくは、血管平滑筋の成熟度を低下させる因子(遺伝的体質ないしは食生活やストレスなどの後天的因子)がまずあり、それによりプラークが不安定化し、引き続いてプラーク増大に伴う動脈閉塞が発症すると示唆される。そして、奇形腫の未熟度と、奇形腫内血管壁のh-Caldesmon/α-SMA比の低下で示される平滑筋の未熟度とが相関したことからは、血管平滑筋の成熟度をh-Caldesmon/α-SMA比で測定する手法が妥当であったと示唆される。我々の知見はさらに、突然死の剖検例における心筋梗塞の有無の判定、高安大動脈の時相の判定、孤立性肺毛細血管腫の診断根拠など、血管平滑筋への着目が有用であることを見出してきている。(2)ヒト剖検例において、急性心筋梗塞が強く疑われた症例では冠動脈のh-caldesmon/α-SMA比率が低かったため、冠動脈プラーク破裂による急性心筋梗塞が生じたと考えられた。一方、心臓外の原因がむしろ疑われた症例では、h-caldesmon/α-SMA比率が高かったため、急性心筋梗塞を除外出来、その後の検索にて肺脂肪塞栓症を死因として見出すことが出来た。
脳波から読み取る脳の予測能力：脳は物体の動きをどのように予測しているのか？

物体と相互作用がある運動を行うとき、我々の脳は物体の動きや物体が身体に及ぼす影響を予測しながら自らの身体を制御している。本研究では、運動中の脳波信号から物体の動きの予測に関与する脳部位、情報表現、脳部位間の情報の流れを可視化することで、外部環境の変化を予測する脳内メカニズムの計算論的なモデル化を目指す。また、脳の構造的な変化をもたらすことが知られている運動トレーニングを行うことによって、物体の動きの予測に関与する脳機能も変化するかを検証し、運動学習や適応も含めた運動制御に関する脳内情報処理機構の理解を目指す。
光化学系工タンパク質群の遺伝子構造及び生合成機構に関する研究

緑色植物では,葉緑体のチラコイド膜上にある光化学系I及びIIの2つの色素タンパク質複合体が光合成の初期反応である光化学反応を担っている.本研究では,光化学素Iを構成するサブユニットタンパク質の遺伝子構造とDNA塩基配列とを明らかにし,そこから光化学素I複合体の構造・機能及び生合成機構に関する知見を得ることを目的としている.本年度の研究では,光化学素Iタンパク質の単離・精製とそれらタンパク質のN末端アミノ酸配列の決定を行った.これらのアミノ酸配列は,今後光化学素IのcDNAクローンを単離する際のプローグ作成に用いられる.光化学素I複合体は,タバコ(Nicotiana tabacum var,Bright Yellow 4)の成葉から,界面活性剤による葉緑体膜の可溶化, DEAEセルロースカラムクロマトグラフィー,ショ糖質度勾配遠心法等を用いて精製した.得られた光化学系I標品は,コアサブユニットとして少なくとも11種のタンパク質又系Iに結合しているアンテナ複合体LHCIの成分としては少なくとも6種のタンパク質成分を含んでいた.これらのタンパク質成分のうちコアサブユニットの4.5.9.10.11の5成分, LHCIの小サブユニット1種,計6成分のN末端アミノ酸配列を,気相プロテインシーケンサーABIモデル470Aによってそれぞれ10から30残基決定した.これらのアミノ酸配列を,マイクロコンピュータNECPC98XLとGENETYXprogram(ソフトウェア開発)を用いて,タバコ葉緑体DNAの全塩基配列のデータベースと比較したところ,コアサブユニットの10以外は全て核DNAにコードされているタンパク質であると結論された.又サブユニット10はpsacとして知られている遺伝子の産物であることが明らかとなった.今回得られた系Iサブユニットの部分アミノ酸配列は,今後遺伝子解析を進めていく上での重要な手掛りとなる.緑色植物では,葉緑体のチラコイド膜上にある光化学系I及びIIの2つの色素タンパク質複合体が光合成の初期反応である光化学反応を担っている.本研究では,光化学素Iを構成するサブユニットタンパク質の遺伝子構造とDNA塩基配列とを明らかにし,そこから光化学素I複合体の構造・機能及び生合成機構に関する知見を得ることを目的としている.本年度の研究では,光化学素Iタンパク質の単離・精製とそれらタンパク質のN末端アミノ酸配列の決定を行った.これらのアミノ酸配列は,今後光化学素IのcDNAクローンを単離する際のプローグ作成に用いられる.光化学素I複合体は,タバコ(Nicotiana tabacum var,Bright Yellow 4)の成葉から,界面活性剤による葉緑体膜の可溶化, DEAEセルロースカラムクロマトグラフィー,ショ糖質度勾配遠心法等を用いて精製した.得られた光化学系I標品は,コアサブユニットとして少なくとも11種のタンパク質又系Iに結合しているアンテナ複合体LHCIの成分としては少なくとも6種のタンパク質成分を含んでいた.これらのタンパク質成分のうちコアサブユニットの4.5.9.10.11の5成分, LHCIの小サブユニット1種,計6成分のN末端アミノ酸配列を,気相プロテインシーケンサーABIモデル470Aによってそれぞれ10から30残基決定した.これらのアミノ酸配列を,マイクロコンピュータNECPC98XLとGENETYXprogram(ソフトウェア開発)を用いて,タバコ葉緑体DNAの全塩基配列のデータベースと比較したところ,コアサブユニットの10以外は全て核DNAにコードされているタンパク質であると結論された.又サブユニット10はpsacとして知られている遺伝子の産物であることが明らかとなった.今回得られた系Iサブユニットの部分アミノ酸配列は,今後遺伝子解析を進めていく上での重要な手掛りとなる.
視嗅覚情報の同時記録再生システムの研究

視嗅覚情報の同時記録再生システムは、ビデオカメラによる映像と匂いセンサによる匂い記録を同時に行い、ディスプレイで映像を再生するのと同時に匂い調合装置により映像に同期させて匂いを再生させる装置である。視嗅覚情報に嗅覚情報を加えることにより臨場感が増し、五感情報通信への可能性が広がる。画像に匂いをつける試みは数例あるが映像とともに匂いセンサで匂いを記録し両者ともに同時に再生するのは初めての試みである。本研究では、匂い調合装置の検討、水晶振動子ガスセンサの成膜手法、感応膜材料の検討、ロバスト匂いセンシングの検討、オートサンプラを用いた匂いの記録再生等を研究した。本研究では水晶振動子ガスセンサを用いたが、素子間バラツキの問題を霧化器を用いた方法で低減し、リポポリマ及び自己組織化リポポリマにスペーサ分子を導入しその上に物理吸着層を設ける方法を用いて数十ppbの匂いを検出できるセンサを開発した。また、濃度変動、温度、湿度変化等環境変化にロバストな匂いセンシングシステムを実現するために、短時間フーリエ変換導入し特徴的な周波数を複数選択してそれをパターン認識する方法を開発しロバスト性の向上を確認した。さらに、匂いの記録再生システムの記録範囲を拡大するためにオートサンプラを用いて大規模な匂い調合を行うシステムを開発し、りんご、バナナ等の果実臭の記録再生に成功した。最後に動画と同時に匂いセンシングを行い、映像と共に匂いを再生するシステムを実現した。ジュース缶にセンシングプローブを近づける様子を視嗅覚の同時記録再生することに成功した。そしてインターネットを介して遠隔地で視嗅覚のリアルタイム同時再生実験を展示会で実演し、センシングした匂いが遠隔地で正しく認識できることがわかった。本年度は、匂い調合装置の検討をまず行った。匂い調合装置は、複数の要素臭を任意の比率で調合して匂いを発生させる装置である。当初はMEMSマイクロバルブの使用を考えていたが、マイクロバルブの供給が困難になったのと、ディスクリートの電磁弁でも小型で高性能のものが入手できたので後者を用いる方式に変更した。従来は8成分程度の匂い調合装置を用いていたが、広い範囲の匂いを発生させるためには、要素臭の数をさらに増加させる必要がある。従来、空瓶とペアで要素臭の瓶を置いていたが、多数の空瓶を用いなくても安定に匂いを発生させる方法を確立した。また、従来法では要素臭の数が増えると濃度のダイナミックレンジを狭める問題があったが、それを解消する方法を提案した。さらに小型の電磁弁の採用や非対称マニフォールドの採用による小型化を行い、従来より小型で4倍の数の要素臭を調合できる匂い調合装置を実現した。本件は現在特許出願準備中である。センサに関しては、水晶振動子ガスセンサを用いるが、振動子に均一に感応膜を塗布する方法を検討した。霧化器を用いる方法とエレクトロスプレイ法の導入について検討した。その結果、均一な膜を塗布することができ、損失が少なくて特性が揃っているセンサを製作することに成功した。エレクトロスプレイ法の方が細かい粒子を発生できる可能性があるが、感応膜の種類によっては塗布できないこともあり、膜材料によって使い分ける必要がある。大気中に漂う匂いの濃度は激しく変化する。周波数変化の時間分解能を向上させて短時間フーリエ変換を用いることにより安定して匂いを識別する方法を検討した。その結果、判別分析法を用いて使用する周波数を選択すれば、激しい濃度変化があるときにでも十分な識別能力が得られることがわかった。匂い源から近い時や遠い時、さらにセンサが動いているときにも安定に識別できるロバスト性をさらに強化する必要がある。

さらに多様な果実臭の記録再生実験をオートサンプラで匂い調合を行う装置と水晶振動子ガスセンサを組み合わせたシステムで検討し、その予備的な結果を得ることができた。視嗅覚情報の同時記録再生システムは、ビデオカメラによる映像と匂いセンサによる匂い記録を同時に行ない、ディスプレイで映像を再生するのと同時に匂い調合装置により映像に同期させて匂いを再生させる装置である。匂いセンサ用センサ素子としては水晶振動子ガスセンサを使用するが、均一に感応膜を塗布する方法が重要である。本年度は昨年度までの霧化器やDCエレクトロスプレイ法に加えてACエレクトロスプレイ法に関して、検討を行ない、成膜条件の最適化を行い損失を抑えて塗布することができた。また、大気中を漂う香りの濃度は激しく濃度変動するので、濃度変動にロバストなセンシング法を検討した。短時間フーリエ変換を利用した匂い識別方法を用いて、アップルやマスカットの匂いの識別率がセンサ応答をそのまま識別するときに比べて大きく向上することがわかった。また、大気中の匂い濃度変動を低減するもう一つの方法として濃縮素子を用いて匂いをいったん蓄積し、その後匂いを加熱脱着させる方式も検討した。前者に比べてより匂い源が遠方にあっても匂いを検出できるが、まだ時間がかかるので時間短縮が課題である。さらに多成分の匂い記録再生システムに関しても実験を行った。オートサンプラで匂い調合を行う装置と水晶振動子ガスセンサを組み合わせたシステムにより、13種類の要素臭を準備して、アップル、バナナ、ピーチ、オレンジ、レモンの匂い記録を行なった。オートサンプラは最大96種類までの要素臭の調合が可能で、水晶振動子ガスセンサは最大25個使用できるようにした。センサアレイの特徴抽出は従来用いていた主成分分析法に代わって正準判別分析法を用いて、匂いレシピの探索には2値量子化法を用いた。その結果、上記5種類の匂いを再現性よく記録することに成功した。また、記録した匂いを官能検査で多くの人に嗅いでもらった結果対象臭の特徴を持った匂いが再生できていることがわかった。この結果を論文投稿と学会発表を行ったところ、主に海外のメディアで多く報道された。本年度はまず水晶振動子ガスセンサの感度向上を行った。自己組織化lipopolymerと自己組織化脂質膜を電極表面に化学吸着させるとともにその上に物理吸着層を持つ新しい感応膜構造を提案し、センサの高感度化を試みた。その結果、数十ppbの匂い(ブタノール)濃度検出が可能であることがわかった。これは人の嗅覚閾値より約2桁低く大幅な感度向上を達成した。また、短時間フーリエ変換を用いた方法により濃度変動に対してロバストなリアルタイムセンシングが可能なことを前年度示したが、本年度は温度、湿度の変動があっても安定に識別できる方法を検討した。温度や湿度を変えたデータをニューラルネットワークの学習データに加えて、さらに温度センサと湿度センサをセンサ
リハビリテーション技術確立のための運動学習と脳内神経伝達修飾に関する基礎研究

リハビリテーションに重要な運動学習について,動物モデル(ラット)を用いて脳内の神経伝達についてドーパミン,セロトニン,ノルエピネフリンの影響を薬剤投与の方法で検討した.本年度は,昨年度の運動学習獲得について実験を行ったラット48匹を対象とした.6ヶ月間の実験休止期間の後,4レバー・オペラント課題を行わせ運動学習の保持について加速度計により測定した相関係数で検討した.再開後の運動学習の保持が確認できた.さらに,薬剤投与による影響を検討した.薬剤の違いによる結果の詳細は現在検討中であるが,ドーパミン,セロトニンのアンタゴニストとして薬理作用がそれぞれ異なるハロペリドール,クロザピンの2剤とノルエピネフリンの投与による明確な違いはないようである.今後は,新たな脳内メカニズムを検討し,組織学的な検討も加えて実施する.本研究は,リハビリテーションに重要な運動学習について,動物モデルを作り,脳神経科学の証拠に基づいて明らかにする.また,得られた成果に基づき,障害者の治療・訓練技術の確立のための基礎研究とする.そのために,近年の運動学習に関連のあるとされるドーパミン,セロトニン,ノルエピネフリンの脳内神経修飾を調べ,運動学習の仕組みを明らかにすることで,リハビリテーションの効果を示すこと,技術的な発展のための基礎研究とする脳神経科学の証拠を示すことである.本年度は,運動学習獲得へのドーパミン,セロトニン,及びノルエピネフリン系の相互作用と関連脳部位について検討した.運動学習を獲得には,これまでの実験結果からシェービング(行動形成)後,30回(1日に1時間の実験)程度で獲得(加速度波形の相互相関係数が0.6以上で収束)できることから,各薬剤の投与期間は実験開始から10日,20日の連続投与の2群を設定した.休薬後,20回の実験を行い,その後の運動学習の変化を検索した.実験動物(ラット)に投与するドーパミンやセロトニンのアンタゴニストとして薬理作用がそれぞれ異なるハロペリドール,クロザピンの2剤とノルエピネフリンを使用した.各投与期間に6匹の実験動物を準備し,コントロールと併せて8群の計48匹を用いた.その後,運動学習を獲得した実験動物(同一のラット)に投与するドーパミン系のアンタゴニストとしてハロペリドールをまたセロトニン系のアンタゴニストとしてクロザピンを用いて,その薬理作用から運動学習に対する影響を検索中である.リハビリテーションに重要な運動学習について,動物モデル(ラット)を用いて脳内の神経伝達についてドーパミン,セロトニン,ノルエピネフリンの影響を薬剤投与の方法で検討した.本年度は,昨年度の運動学習獲得について実験を行ったラット48匹を対象とした.6ヶ月間の実験休止期間の後,4レバー・オペラント課題を行わせ運動学習の保持について加速度計により測定した相関係数で検討した.再開後の運動学習の保持が確認できた.さらに,薬剤投与による影響を検討した.薬剤の違いによる結果の詳細は現在検討中であるが,ドーパミン,セロトニンのアンタゴニストとして薬理作用がそれぞれ異なるハロペリドール,クロザピンの2剤とノルエピネフリンの投与による明確な違いはないようである.今後は,新たな脳内メカニズムを検討し,組織学的な検討も加えて実施する.
高並列計算機による核酸情報解析

これまでの研究によりわれわれは、RNA2次構造予想を行なう高並列処理アルゴリズムを作成し高並列処理計算機システム上に構築してきた。従来の方法とは異なりすべての準安定解を求める本法においては、エネルギーレベルがほぼ同等で形の異なる構造がすべて求められることが特徴である。今回の研究により、我々は、この解を表示するアルゴリズムを高並列処理計算機システム上に開発に成功した(文献)。プロセッサーの数が多ければそれだけ計算時間は、短縮されるが、あるその数が、ある台数をこえると、かえって遅くなる場合もある。最適プロセッサー数をどう求めるかは今後の課題である。またすべての準安定解を求める本法では、非常に多くの解が求まるため、見やすい形で整理することが必要となった。そのため、与えられたRNA配列に対して得られる2次構造の解空間に様々な距離を導入し、その距離空間上でのクラスター解析を行なうことにより準安定解の分類を行った。その結果、適当な距離による有効な分類法を開発した(文献)。さらにこの距離を用い突然変異間の距離計算を行った結果、突然変異においては、最安定解の構造が変わるだけではなく、準安定解の分布(population)も変化することを見い出した。この現象に対する生物学的意義は、突然変異に対する新しい考えをもたらす。