hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
北極海航路航行支援システムの開発

今年度の予定では冬季、オホーツク海域ににおいて海上保安庁の砕氷船で本システムの検証および補正を行う予定であったが、今年度から搭乗できる研究機関が制限されたため、これを実現できなかった。しかし、本年度8月に海洋地球研究船「みらい」の北極航海において本研究の推進のため氷海域における船舶レーダの取得装置を装備することになり、より精密な海氷域の船舶データを取得することが可能になった。本研究は船舶レーダ画像を用いて、現在地点から目的地点まで氷海を安全に航行できるよう最適な海氷上の航路の探索するアルゴリズムの開発を目的としている。先行して行ってきたグローバル・パス・プラニングの一つであるダイクストラ法では、開放水面上にマイルストーンとしてノードを生成し最短航路を探索した。さらに、ダイナミック・ウインドウ・アプローチを用いた航路探索手法を実現した。ダイナミック・ウインドウ・アプローチもダイストラ法と同様にスタート地点からゴール地点までの最短航路を探索する手法であるが、ダイクストラ法では船舶の速度や運動モデルを考慮することが出来ない。一方、ダイナミック・ウインドウ・アプローチは船舶のダイナミックスを考慮し、船舶速度、舵角を制御し航路を探索することが可能である。そこで、本研究では船舶レーダに本手法を適用し、その有用性を示した。さらに、グローバル・パス・プラニングとローカル・パス・プラニングを融合したグローバル・ダイナミック・ウィンドウ・アプローチによる航路探索手法を開発した。ダイナミック・ウインドウ・アプローチは目的地までの距離は評価関数として用いず、船舶と位置と船首の向きを評価関数に用いている。そのため、目的地までの最短経路は保証されない。また、各地点で航路を計算しているため、複雑に氷海が分布している場合、回避が不能になり航路探索が出来ない。そこで、予め航行が可能な開放水面に対してダイクストラ法を用いて、開放水面上に最短でゴールに向かうための船舶の向きと、wave frontアルゴリズムを用いてゴールまでの距離を計算することによって、複雑に分布する氷海での航路探索を実現した。昨年度は、海氷の分布状態に加えて、砕氷船の能力に応じて氷厚を考慮した航路探索手法を開発する予定であった。そのため、昨年度8月に国立研究開発法人海洋研究海洋研究開発機構の海洋地球研究船「みらい」の北極海の航行において、本研究の推進のため氷海域における船舶レーダの取得装置を装備したが、北極海の航路上には海氷が少なく、船舶のレーダと海氷の厚さの関係を示す有用なデータを採取することが出来なかった。そのため、船舶レーダ画像と氷厚の関係を得られず、砕氷船の砕氷能力に応じた航路探索に至らなかった。そこで、今年度は船舶レーダ画像から画像処理を用いて海氷の密接度を抽出し、密接度における船速を算出し、海氷の密接度に対する船速を考慮した探索手法を開発している。
ナヴィエ・ストークス方程式のための有限要素スキームの開発

本研究課題では,非圧縮粘性流体の運動を記述するナヴィエ・ストークス方程式のための数値計算法の開発と解析を扱っており,特にラグランジュ・ガレルキンスキームを研究している.前年度までに,局所線形化流速を用いるスキームを開発し,その収束性を示したことにより,これまでに存在していた理論と計算の乖離を解決した.本年度はそのベースの上に以下の結果を得た.オセーン問題に対して,流速と圧力に同じ三角形k次要素を用いる圧力安定化ラグランジュ・ガレルキンスキームを上述の局所線形化流速を用いる手法と結合した.流速の数値解に対して,粘性係数に依存しない誤差評価を得た.本スキームは上述のスキームと同じく厳密に計算することが出来る.スキームを実現するプログラムを作成し,創成解から設定されるテスト問題において粘性係数が小さいとき,広く用いられているテイラー・フッド要素と比較して,良好な計算結果が得られることが確認できた.この結果を応用数理学会,RIMS研究集会,国際研究集会で発表した.報告者が作成していたプログラムのすべての箇所の計算時間を計測し,計算速度を向上させた.特に,厳密な積分を行うプログラムの見直しを行い,線形計算の核となる部分と三角形同士の交わりを記述するデータ構造を一新することにより,その部分の計算速度を向上させた.前年度まで得られていた正三角形領域におけるキャビティ流れの他に,いくつかの二等辺三角形領域におけるキャビティ流れを計算し,定常解の分岐を調べた.形状の違いが,レイノルズ数に関する分岐の現れやすさに影響を及ぼすことが観察された.本課題で得られた結果は博士学位論文にまとめられており,早稲田大学リポジトリで一般公開される予定である.また,前年度に投稿していた論文がアメリカ数学会の論文誌Math. Comp.に受理された.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では,非圧縮粘性流体を記述するナヴィエ・ストークス方程式の数値計算を扱っている.特に,特性曲線有限要素スキームに重点を置いている.本スキームでは,物質微分項を流れに沿って離散化する.また,解くべき連立一次方程式の係数行列が対称になることが特長であるので,本手法は計算効率の面で優れている.しかし,スキームがプログラムで実現可能かという点については問題がある.従来の特性曲線有限要素スキームは厳密解への収束性が証明されているが,その忠実な実装は困難である.厳密に実装できる特性曲線有限要素スキームの作成が報告者の研究課題の一つである.本年度は,ナヴィエ・ストークス方程式のための数値積分を伴わない,真安定特性曲線スキームの作成を行った.特性曲線の近似に局所線形化流速場を用いることにより,厳密に実装することが可能である.さらに,P2/P1有限要素,すなわち,流速,圧力をそれぞれ連続な区分的2次多項式と1次多項式で近似する要素を用いたとき,従来のスキームと同じ精度の収束性の証明ができた.数学的な考察を行うと同時に,C言語による数値計算プログラムを作成し,数値実験を行った.特に,従来の数値積分を用いるスキームでは不安定であった,高レイノルズ数における安定な計算を実現することができた.数値結果については,解の成分の立体図や流線を描画し,可視化を行っている.本スキームは計算効率の面で優れていて,現実的な計算に対して有効なものである.通常テスト問題として用いられる,正方形キャビティ問題での数値結果に加えて,三角形領域での数値結果を紹介した.従来から知られていた定常解とは異なる定常解を得ることができた.これらの結果を日本応用数理学会,日本数学会,RIMS研究集会にて発表した.本研究課題では,非圧縮粘性流体の運動を記述するナヴィエ・ストークス方程式の数値計算,特にラグランジュ・ガレルキンスキームを扱っている.ここで,ラグランジュ・ガレルキンスキームは前年度まで特性曲線有限要素スキームと呼んでいたものである.両者は同一であるが,前者の名が広く使われているので呼び方を変えた.本年度は以下(i)-(v)の結果を得た.(i)前年度に引き続き,我々が開発した,厳密に実装でき,かつ,数値解の厳密解への収束性が数学的に証明できる局所近似流速を用いたラグランジュ・ガレルキンスキームの解析を行った.我々がすでに得ていた誤差評価式を見直し,精密化した. (ii)合成関数項を含む要素外力ベクトルを計算する高速なアルゴリズムをまとめる作業を行った.(i)のスキームでは,従来の数値積分を用いたスキームより計算量が多くなるので,効率がよいアルゴリズムを設計することが重要である. (iii)数値積分を伴わないラグランジュ・ガレルキンスキームに関して結果を得る一方,従来の数値積分を用いるスキームについて数学的な安定性解析を行った.前年度までに得ていた結果の仮定を緩和し,一般の滑らかな流速場に対して条件安定性を得た. (iv) (i)で述べたラグランジュ・ガレルキンスキームを用い,正則化された境界条件を用いた正三角形キャビティ問題の数値計算を行った.前年度よりも高精度な計算を行い,分岐が起きるレイノルズ数をより正確に求めた. (v)非定常ストークス方程式のための圧力安定化有限要素スキームの誤差の粘性係数依存性に注目した誤差評価を行った.ナヴィエ・ストークス方程式のための局所近似流速を用いたラグランジュ・ガレルキン法の誤差評価を予定通り完成させた.

数値積分を用いるスキームの条件安定性の仮定を緩和できたことと,圧力安定化法の粘性係数依存性に注目した誤差評価を行えたことは予想外の進捗であった.一方で3次元問題の計算は遅れている.これらを総合して,(2)と判断した.本研究課題では,非圧縮粘性流体の運動を記述するナヴィエ・ストークス方程式のための数値計算法の開発と解析を扱っており,特にラグランジュ・ガレルキンスキームを研究している.前年度までに,局所線形化流速を用いるスキームを開発し,その収束性を示したことにより,これまでに存在していた理論と計算の乖離を解決した.本年度はそのベースの上に以下の結果を得た.オセーン問題に対して,流速と圧力に同じ三角形k次要素を用いる圧力安定化ラグランジュ・ガレルキンスキームを上述の局所線形化流速を用いる手法と結合した.流速の数値解に対して,粘性係数に依存しない誤差評価を得た.本スキームは上述のスキームと同じく厳密に計算することが出来る.スキームを実現するプログラムを作成し,創成解から設定されるテスト問題において粘性係数が小さいとき,広く用いられているテイラー・フッド要素と比較して,良好な計算結果が得られることが確認できた.この結果を応用数理学会,RIMS研究集会,国際研究集会で発表した.報告者が作成していたプログラムのすべての箇所の計算時間を計測し,計算速度を向上させた.特に,厳密な積分を行うプログラムの見直しを行い,線形計算の核となる部分と三角形同士の交わりを記述するデータ構造を一新することにより,その部分の計算速度を向上させた.前年度まで得られていた正三角形領域におけるキャビティ流れの他に,いくつかの二等辺三角形領域におけるキャビティ流れを計算し,定常解の分岐を調べた.形状の違いが,レイノルズ数に関する分岐の現れやすさに影響を及ぼすことが観察された.本課題で得られた結果は博士学位論文にまとめられており,早稲田大学リポジトリで一般公開される予定である.また,前年度に投稿していた論文がアメリカ数学会の論文誌Math. Comp.に受理された.研究目的であった,移流拡散方程式のための数値積分誤差を受けない特性曲線有限要素スキームの解析を完成させ,ナヴィエ・ストークス方程式のためのスキームの作成を達成したため.前年度に作成した高次要素を用いた圧力安定化ラグランジュ・ガレルキン法を用いて,物理的に意味のある問題(例えばキャビティ問題)で数値実験を行い,高レイノルズ数において高精度な数値結果を得られることを示す.前年度までに,厳密解が分かっている人工的な問題においては良好な数値結果を得ていた.本年度は境界層が現れる問題に対して数値解の精度が良いことを確認する.様々な領域において物理的に意味のある問題の数値実験を行い,レイノルズ数が流れパターンに与える影響を精査する.例えば,これまで考えていた領域の形状を微小に変化させたときの分岐への影響を調べる.プログラムのすべての箇所の計算時間を計測し,これを速めるためのチューニングを行う.特に,連立一次方程式の求解は最も計算時間を要する箇所である.前年度までに使ってきた反復法と前処理以外の方法を取り入れて計算時間の削減を行う.その次に計算時間を要する移流項の計算についてもプログラムを精査する.平成28年度は最終年度であるので,これまでの研究のまとめる作業に重点を置く.28年度が最終年度であるため、記入しない。現実的な問題に応用するためにはナヴィエ・ストークス方程式の3次元計算の実現が必要である.
海底コアの環境DNAに基づく新しい漁業資源変遷史の復元法

数十年間以上に亘って同一手法で海洋生物を継続調査し科学的採集データが現存する東京湾と油壺湾をモデル海域として、その海底堆積物コアの表層底泥と海水試料を用いて効率的な魚類DNAの抽出法の開発を目的として、調査・実験を行った。前年度に引き続き、東京湾においては夏季と秋季に貧酸素水塊である湾奥部から湾口部に亘る20地点で小型底曳網漁船による調査、油壺湾においては夏季に定置網、船曳網、延縄などによる魚類採集を実施し、採集された魚類を外部形態に基づき種同定した。加えて、過去の魚類相と比較するために1977年から2017年までの漁獲資源データを用いた。環境DNAによる魚類相推定では、同時期に行った漁獲調査に比べて多くの種数が検出された。環境DNAを用いた検出法では、漁獲調査では得られなかったカタクチイワシやサッパなどの遊泳性の高い種が多く検出される傾向があった一方、漁獲調査では多数採集されたツバクロエイ、アカエイ、ホシザメなどの軟骨魚類は、現在の環境DNA法では検出されにくいことがわかった。また、季節による環境DNAの検出種数の違いをみると、いずれの海域においても秋季は夏季に比べて検出種数は高く、このことは各海域に生息する魚類の種組成・豊度の変化や生理生態、海洋環境、水温や水質による環境DNAの保存性などの違いなどが影響しているものと考えられた。さらに、海底コアの採泥調査についても前年度と同様に東京湾および油壺湾においてそれぞれ実施し、得られた試料について環境DNAの抽出・分析手法の検討を行った。東京湾と油壺湾において季節ごとに魚類の採集調査を実施し、各海域に出現する魚類の種組成と出現数を把握することができた。同時に海水および海底コア表層部の底泥を採取し、環境DNA分析に用いる試料を得てそれらの分析も開始していることから、おおむね順調に進展している。前年度に引き続き東京湾と油壺湾での魚類の採集、海水および海底コア表層部の底泥の採取を行い、そこから得られた環境DNAについて次世代シーケンサーを用いて種同定を行うとともに分析手法の検討を行う。環境DNAから得られた結果は実際の魚類資源データと対照して検証する。また、環境DNAを用いた緯度による生物群集を構成する種の個体数の統計分布解析を行うための広域における環境DNA調査も追加して実施する。数十年間に亘って同一手法で海洋生物を継続調査し、科学的な採集データが現存する東京湾と相模湾の湾口部に位置する油壺湾をモデル海域とし、その海底堆積物コアの表層底泥と海水試料を用いて最も効率的な魚類DNAの抽出法を開発することを目的として、2海域でサンプリング調査を行った。東京湾において、2017年8月と11月に湾奥部から湾口部にかけて20地点で小型底曳網漁船による調査を行い、採集された魚類、甲殻類、貝類について形態学的特徴に基づき種同定した結果、夏季の8月には57種、秋季の11月には67種がそれぞれ出現した。出現した魚種の個体数と重量を計測し、資源豊度の推定を行ったところ、貧酸素海域である東京湾奥部では魚類の出現数は少なく、湾口部ほど出現する魚類の種数と個体数が増加する傾向がみられた。油壺湾において、2017年7月に小型定置網、船曳網、棒受網、延縄など様々な漁法により魚類採集を行ったところ、計56種が出現した。また、東京湾においては、小型底曳網による調査と同時に環境DNA分析に用いる海水と海底堆積物コアの採取調査も行った。海水は10地点で採取し、濾過してDNAの抽出を行った。採泥調査は海底が柔らかい泥質である神奈川側の3カ所(湾奥部、湾央部、湾口部)に地点を絞り込んで、海底コア表層部の底泥試料を採取し、堆積された層ごとに切り出しを行った。現在は効率的な海水処理法および海水と海底堆積物コアの環境DNA分析手法の検討と、同海域における過去の漁獲データの整理を行っている。

また、季節による環境DNAの検出種数の違いをみると、いずれの海域においても秋季は夏季に比べて検出種数は高く、このことは各海域に生息する魚類の種組成・豊度の変化や生理生態、海洋環境、水温や水質による環境DNAの保存性などの違いなどが影響しているものと考えられた。さらに、海底コアの採泥調査についても前年度と同様に東京湾および油壺湾においてそれぞれ実施し、得られた試料について環境DNAの抽出・分析手法の検討を行った。東京湾と油壺湾において季節ごとに魚類の採集調査を実施し、各海域に出現する魚類の種組成と出現数を把握することができた。同時に海水および海底コア表層部の底泥を採取し、環境DNA分析に用いる試料を得てそれらの分析も開始していることから、おおむね順調に進展している。初年度に引き続いて東京湾と油壺湾で魚類の採集、海水および海底コア表層部の底泥の採取を行い、そこから得られた環境DNAについて、次世代シーケンサーを用いて種同定を行う。環境DNAから得られた結果は、実際の魚類資源データと対照して検証する。前年度に引き続き東京湾と油壺湾での魚類の採集、海水および海底コア表層部の底泥の採取を行い、そこから得られた環境DNAについて次世代シーケンサーを用いて種同定を行うとともに分析手法の検討を行う。環境DNAから得られた結果は実際の魚類資源データと対照して検証する。また、環境DNAを用いた緯度による生物群集を構成する種の個体数の統計分布解析を行うための広域における環境DNA調査も追加して実施する。初年度は東京湾および油壺湾における海水・海底堆積物コアの採取および処理方法の確立するため、様々な手法を試行錯誤して検討しつつ調査を行ったため、次世代シーケンスを用いた環境DNA分析にかかる費用は少なく、それに伴う旅費・謝金等も少額となったが、次年度は今年度に採取して保存してある試料も合わせて環境DNA分析を進めていく予定である。
ソフトウェアの機能表現を用いた理解支援システムの構成に関する研究

本研究では,ソフトウェアのソースコードレベルにおける変更による再利用技術の確立を目指し,機能に関する情報に基づくソフトウェアの理解支援の実現を考察した.まず,ある機能を実現しているブロック(モジュール)の前後での状態の変化を分析・整理し,状態変化の因果的依存性による機能の表現を検討した.その結果に基づき,因果的依存性により機能が表現できるように,機能を表現する枠組み(機能表現言語)を設計し,その言語を用いて機能表現を試みた.つぎに,提案した機能表現を用いて,ある機能の実現されている箇所をソースコードから検索し,その箇所をユーザに示すことによりソフトウェアの理解を支援するシステムを開発した.以下,本研究により得られた成果をまとめる.1.それぞれ機能毎にモジュール前後での因果的依存性による実行状態の変化を整理・分析した結果に基づき,その機能が意味をもつ環境および条件,状態間の因果的依存性による動作記述等が記述できる機能表現言語を設計したため,記述された機能表現は概念レベルが高く,人間にとって理解が容易である.2.本機能表現言語は,機能の段階的詳細化に対応できるように言語構成要素を用意している.本機能記述言語は機能を状態の変化の因果的依存性で表現するため,特定のソフトウェア開発言語に依存しない.3.ソフトウェアの実行により生成される状態列と機能表現との間での照合により,ソフトウェア内での指定された機能の実現箇所を検索するための照合アルゴリズムを設計した.さらに,C言語で記述されたソフトウェアを対象として実験システムを構成した.その結果,機能検索に本機能表現が利用できることを確認した.今後の課題として,より検索を容易にするために,プログラムスライシング技術を応用した,機能表現の自動生成手法の開発等が挙げられる.本研究では,ソフトウェアのソースコードレベルにおける変更による再利用技術の確立を目指し,機能に関する情報に基づくソフトウェアの理解支援の実現を考察した.まず,ある機能を実現しているブロック(モジュール)の前後での状態の変化を分析・整理し,状態変化の因果的依存性による機能の表現を検討した.その結果に基づき,因果的依存性により機能が表現できるように,機能を表現する枠組み(機能表現言語)を設計し,その言語を用いて機能表現を試みた.つぎに,提案した機能表現を用いて,ある機能の実現されている箇所をソースコードから検索し,その箇所をユーザに示すことによりソフトウェアの理解を支援するシステムを開発した.以下,本研究により得られた成果をまとめる.1.それぞれ機能毎にモジュール前後での因果的依存性による実行状態の変化を整理・分析した結果に基づき,その機能が意味をもつ環境および条件,状態間の因果的依存性による動作記述等が記述できる機能表現言語を設計したため,記述された機能表現は概念レベルが高く,人間にとって理解が容易である.2.本機能表現言語は,機能の段階的詳細化に対応できるように言語構成要素を用意している.本機能記述言語は機能を状態の変化の因果的依存性で表現するため,特定のソフトウェア開発言語に依存しない.3.ソフトウェアの実行により生成される状態列と機能表現との間での照合により,ソフトウェア内での指定された機能の実現箇所を検索するための照合アルゴリズムを設計した.さらに,C言語で記述されたソフトウェアを対象として実験システムを構成した.その結果,機能検索に本機能表現が利用できることを確認した.今後の課題として,より検索を容易にするために,プログラムスライシング技術を応用した,機能表現の自動生成手法の開発等が挙げられる.
19世紀南フランスにおける相続戦略

1.前年度に引き続き、1866年農業アンケートを素材に、民法典の相続分の具体的形成に関する規定をめぐる軋轢・鬩ぎ合いを分析し、法制度改正における農民の役割を明らかにした。2.同じく、1866年農業アンケートを利用して、19世紀中葉フランスにおける相続制度の分布と農業生産の特質との関連について明らかにした。3.南フランスのアジャン(ロット・エ・ガロンヌ県)およびニーム(ガール県)に赴き、現地の手稿史料を収集・分析した。そこでは、一括承継相続が確かに存在するが、一方で、現物均分相続も行われており、当地の相続慣行が動揺にさらされていることが明らかとなった。従来、南フランスの相続制度については、放牧による畜産が優勢な山岳地が中心に分析の対象とされ、そこに見られる一括承継相続の強固な残存が強調され、民法典相続法の影響はないものとされてきた。しかしながら、実際には、地中海沿岸やガロンヌ河流域といった、穀作・ブドウ・工芸作物などが栽培されている地域では、現物均分相続が一定程度浸透しており、そうしたところでは民法典の影響は疑いえないものであることが明らかとなった。こうした影響を緩和するために、農民は相続戦略を駆使しながら、1.で分析したように、法制度そのものの改正をも志向したのであった。4.また、相続制度の影響を見る上で重要となる、当時の農民の労働・生活・ライフサイクルについて分析を行い、通説のように彼らが窮乏化しているとは、必ずしもいえないことを明らかにした。1.南フランスにおける相続戦略を分析するに先立って、それとの対比の上で重要となる北フランスにおける相続戦略について分析を行い、その結果を学会誌『村落社会研究』で発表した。2.次いで、1866年農業アンケートを利用して、19世紀中葉フランスにおける相続分の具体的形成の自由確立の意義を、特に農民が行なっていた相続戦略との関係で分析を行い、学会誌『社会経済史学』に投稿し、審査の結果掲載されることとなった。そこではフランス全土を対象として、相続慣行・相続戦略と、民法典相続法に対する農民の意見とを明らかにし、その関連を問う中で、この時期に実現する相続分の具体的形成の自由確立の意義を明らかにした。特に、旧体制期より、一括承継相続が優勢であった南フランスにおいて、民法典相続法および破毀院判決において強調された現物均分相続の影響を緩和するような相続戦略がとられていた。そして、こうした農民レベルでの行動に支えられる形で、一括承継相続が十全に行なわれるよう、1866年農業アンケートにおいて法改正が要求されている。こうした農民レベルの議論を受け、中央に設けられた法改正に関する委員会において、相続分の具体的形成の自由確立への道が開ける。こうした法改正は、単にフランス資本主義の発展の中で、ブルジョワ層のイニシアティヴによってのみ行なわれたのではなく、実際には、農民レベルでの相続の行動を基礎とし、彼らの要求を汲む形で実現していくものなのであった。
イネの遺伝子タギングと遺伝子ターゲティング

主要穀物であるイネのゲノム配列が明らかとなり、イネ遺伝子の約半分はシロイヌナズナで相同な配列が見出されず、イネ固有の遺伝子の機能に関心が集まっている。イネの未知遺伝子に変異を導入し、その形質や遺伝子機能を解析する逆遺伝学手法の開発が急務となってきた。本研究の目的は、黄緑色地のイネの葉に濃い緑色のセクターを入れる易変性ヴィレッセント変異(pyl-v)が、新規DNAトランスポゾンnDartの転移脱離によることが見いだされたので、このnDartを利用した新たな遺伝子タギング系の構築を目指して、nDartの転移を制御する諸条件を検討するとともに、イネカルスでの体細胞相同組換えを制御する諸条件を検討して効率良い遺伝子ターゲティング系の開発をめざすことである。2003年10月中旬より約5ヶ月間の実績は以下の通りである。遺伝子タギング:易変性変異pyl-vに係る非自律性の新規DNAトランスポゾンnDartは日本晴のゲノム配列からイネゲノムの14部位に散在することが判明したので、これらのnDartについてPCR法を用いて易変性を示すpyl-v変異体で転移脱離をしているか否かを検討した。その結果、pyl-v変異体では14部位中9つの部位でnDartが転移脱離し、さらに、幾つかの部位では脱離に伴うプットプリントも確認された。このことは、活性な自律性因子が存在するpyl-v変異中にも転移し易いnDartと転移し難いnDartがあることを示唆している。遺伝子ターゲティング:アントシアニン色素生合成系の転写調節遺伝子が重複し、DFR遺伝子に欠損があるイネ変異体を用いて、内在性DFR遺伝子の変異部位をターゲットとした相同組換えのアッセイ系の構築を試みたが、色素発現を促進させる培地ではカルスの増殖が抑えられるため、相同組換え検出系を改善する必要である。
高度好塩菌の光エネルギー変換分子;バクテリオロドプシンの機能と構造

高度好塩菌のバクテリオロドプシン(BR)は細胞膜に存在し、光駆動プロトンポンプの機能を持つ、即ち、光エネルギーを電気化学的エネルギーに変換する一種のエネルギー変換素子である。BRが光を吸収すると、数種の吸収スペクトルの異なる中間体を経て元に戻る。この光反応に伴ってプロトンが膜の一方から他方へ運ばれる。本研究ではこのプロトンポンプの分子機構を明らかにすることを目的とした。本年度は酵素(キモトリプシン)処理したBR(以下ch-BR)及び未処理BR(native BR)を用いて中間体の生成・崩壊、プロトンの取り込み等について比較検討した。M中間体の崩壊は速度定数の異なる2成分から成る。遅い成分の速度はch-BRでは遅くなっているのに対し、速い成分の速度は両者で大きな差がない。M中間体の両成分の量の温度依存性を比較すると、速い成分については、ch-BRでは温度が高くなるほど増加する傾向にあるが、nativeではほとんど変化しない。また、遅い成分については、native BR.ch-BR共に温度が高くなるほど減少する。M中間体の崩壊の速い成分の速度とO中間体の生成速度はすべての温度でほぼ一致する。しかし、O中間体の量は温度が高くなるにつれて増加していくのに対し、M中間体の速い成分の量はほとんど増加しない。これは吸光係数の温度変化だけでは説明できず、M中間体の崩壊の速い成分に2つあり、O中間体を経る成分と直接BRに戻る成分のあることを示唆する。ch-BRもプロトン活性を持つ。プロトンの膜への再吸着速度はnative BRとch-BRでほとんど差が見られない。プロトンの吸着量の温度依存性を見ると、共に温度が高くなるにつれ、その量が減少している。しかし、ch-BRではプロトン輸送の効率が低下している。M中間体の遅い成分の量とプロトンの量は共に温度が高くなるほど減少していることから、プロトンはM中間体の遅い成分に伴って取り込まれていると考えられる。
分子擬態に基く単球走化機構:S19 リボソーム蛋白2量体と補体C5aの構造類似性

S19リボソーム蛋白2量体による細胞走化機構Sl9リボソーム蛋白は、一次元構造上は補体C5aとの相同性は4%程度にも拘らず、トランスグルタミナーゼ作用により架橋2量体化することにより補体C5aと共通の抗原エピトープをもち、細胞遊走の際に補体C5aレセプターを使用する。このことは、好中球上の補体C5aレセプターへの[1125]Boiton hunter labeled-C5aの解離実験より証明した。S19リボソーム蛋白2量体による単球特異的走化機構補体C5aにより惹起された単球走化に対してS19リボソーム蛋白2量体はアゴニストとして作用し、好中球走化に対してはアンタゴニストとして作用していることを証明した。Invitroの系では、48ウエルケモタキシスチャンバーを用いて補体C5aにより惹起された細胞遊走能を濃度依存性にS19リボソーム蛋白2量体が、単球走化に対しては相加的に好中球走化に対しては抑制的に作用した。また、invivoの系では、モルモット皮下に補体C5aを投与し12時間後に局所に浸潤する単球と好中球の数を組織標本にて数えた時好中球優位のものであったが、同量のS19リボソーム蛋白2量体を混和することにより単球優位の像に変化した。S19リポソーム蛋白2量体の発現機構前骨髄性白血病HL-60細胞を43°C30分の熱処理にてアポトーシスを誘導した場合、24時間をピークに単球を特異的に走化させる因子が産生放出される。抗S19リボソーム蛋白ニワトリIgH抗体および抗インペプチドIgM抗体を用いたバッチ法によりに、この走化因子がS19リボソーム蛋白2量体であることを証明した。S19リボソーム蛋白2量体と補体C5a間の共通抗原性S19リボソーム蛋白2量体は、抗ヒト補体C5ウサギポリクローナル抗体ビーズに吸収されたので、S19リボソーム蛋白2量体は補体C5aと共通の抗原エピトープを持つものと考えた。そこで、阪大微研の竹田先生より供与を受けた抗ヒト補体C5aマウスモノクローナル抗体を用いて、補体C5aを指標としたS19リボソーム蛋白2量体の免疫沈降実験を行った。予想通り、S19リボソーム蛋白2量体の抗ヒト補体C5aマウスモノクローナル抗体に対する免疫学的挙動は、補体C5aと同様であった。次に、このことが、S19リボソーム蛋白の架橋化に依存するものであるかどうかを検討した。S19リボソーム蛋白単量体は、1次構造上補体C5aとは5%以下の相同性しかないように、抗ヒト補体C5aマウスモノクローナル抗体ビーズに吸着しないが、トランスグルタミナーゼを加え2量体となると、吸着した。このことは、S19リボソーム蛋白が、トランスグルタミナーゼ触媒作用により2量体化すると、補体C5aと共通抗原エピトープを獲得することを意味する。S19リボソーム蛋白2量体と補体C5aのレセプターS19リボソーム蛋白2量体と補体C5aは、共通の抗原エピトープをもつのであれば、細胞遊走の際のレセプターも共通であり、補体C5aレセプターである可能性が強い。そこで、免疫学的実験のために、福島県立医科大学渡辺先生より抗ヒト補体C5aリセプターマウスモノクローナル抗体を供与いただいた。遊走実験の際に、単球を抗ヒト補体C5aリセプターマウスモノクローナル抗体にて前処理しておくと、S19リボソーム蛋白2量体と補体C5aを作用させても細胞は遊走されなかった。このことより、S19リボソーム蛋白2量体は、補体C5aリセプターリガンドとして作用していると考えた。S19

リポソーム蛋白2量体の発現機構前骨髄性白血病HL-60細胞を43°C30分の熱処理にてアポトーシスを誘導した場合、24時間をピークに単球を特異的に走化させる因子が産生放出される。抗S19リボソーム蛋白ニワトリIgH抗体および抗インペプチドIgM抗体を用いたバッチ法によりに、この走化因子がS19リボソーム蛋白2量体であることを証明した。
大学における物理教育の研究-物理教育における個別化と多様化の研究

大学初年級の物理教育が抱える大きな課題の1つは,高校物理の未履修者への対応である。学生の物理履修歴は多様であり,物理の基礎学力と教科への興味・関心の持ち方のスペクトルも広い。昨今いわゆる「物理離れ」が顕著で,一般に物理への関心・興味はかつてほど高くない。本研究では,こうした学生への対応策として初年級の物理教育コースを工夫し,実践を行なった。まず物理教育コースの構成を基礎物理コースとアドバンストコースの2本立てとした。基礎物理コースは従来の体系に沿ったもので物理の基礎的な内容を対象とし,アドバンストコースは超伝導,素粒子,宇宙など現在話題となっている分野や,医用物理などの応用分野を主な対象とし,学生の興味・関心によって自主学習を行なえるコースとした。基礎物理コースにおいてはさまざまな学力を持つ学生に対応して物理学の講義を補助する目的で,コンピュータ支援の学習システムを一部開発した。このシステムは従来のテキストをハイパーテキストによる階層化し,学習分野の全体像を把握しやすくすると同時に学力に応じたきめ細かい対応を可能にしたものである。ここでは学習の理解を助ける補助情報や画像情報なども表示できるようにした。アドバンストコースでは,学生がデータベースを利用し,各自に必要なデータを検索し,目指す課題について調査・研究ができるようにした。データベースは学生が入手しやすい雑誌の文献情報を主な対象とした。さらにこのコースでは文献調査,抄録,キーワード付加などの情報処理作業や,研究,調査結果の発表会などいくつかの作業過程を体験できるようにプログラムを組んだ。受講者のアンケート調査では全体的に好意的な評価がみられた。一方,コンピュータ設備やマンパワーの問題,データベースの更新の問題など,解決すべき問題点も多い。近年,高校での物理履修者の減少などの影響を受け,大学の物理教育においても従来型の教育に加え,多様な学習履歴に対応した物理教育コースの開発が必要になってきた。このようなコースの実現には,学生の興味・関心,学習進度,将来の進路などを考慮した教材,コーステキスト(教育内容)の開発と,学生の主体的学習活動に重点をおいた教育方法の研究が必要である。本研究では,学生がデータベースを利用して,必要な情報を検索し,目指す問題を解決していくことのできる教育システムの構築を研究した。平成6年度は,物理教育コースの基本構成の検討を行なった。基本構成は,基本物理コースと多様化物理コースとし,それぞれの内容を検討。基本コースは基本的な物理内容を対象とし,多様化コースは超伝導,素粒子物理など現在話題となっている分野や,物理の応用分野を主な対象とするもので,平成6年度は基本物理コースを中心に学習項目とその内容を決め,学習を補助する文献を収集し,データベースの構築を試みた。文献は主に啓蒙的な雑誌および単行本などから収集した。データベースの各データはタイトル,著者,出典(雑誌名,書名),出版社,発行年,キーワード,分野,抄録または目次,画像データなどを含む。文字情報の入力については,キーボードによる他,イメージスキャナで読み込み,文字変換ソフトで文字に変換するなどの方法も用いた。物理現象の写真など画像情報はフォトCDや光磁気ディスクに蓄積した。また市販の各種CD-ROM情報も利用した。データベースには上記の文献情報の他,教育におけるマルチメディア化を考慮し,科学VTR,物理関連のコンピュータソフトの情報なども若干収集した。マルチメディアに関しては,文部省放送教育開発センターにおける教材のVTR化やデータベース化の手法とその問題点について参考にさせて頂いた。今後さらにデータベースの件数と信頼性を増し,操作性を向上させる必要がある。

本研究では,こうした学生への対応索として初年級の物理教育コースを工夫し,実践を行なった。平成7年度は2本立てとした物理教育コース(基礎物理コース:従来の体系に沿い,物理の基礎的な内容が対象;アドバンストコース:超伝導,素粒子,宇宙など現在話題となっている分野や,医用物理などの応用分野を主な対象とし,学生の興味・関心によって自主学習を行なえるコース)のそれぞれについて開発,改善および実践を行った。基礎物理コースにおいては,さまざまな学力を持つ学生に対応して物理学の講義を補助する目的で,コンピュータ支援の学習システムを一部開発した。このシステムは従来のテキストをハイパーテキストにより階層化し,学習分野の全体像を把握しやすくすると同時に学力に応じたきめ細かい対応を可能にしたものである。ここでは学習の理解を助ける補助情報や画像情報なども表示できるようにした。アドバンストコースにおいては,課題の調査・研究のための情報検索に使用する文献情報データベースに平成6年度に引続きデータを追加した。本コースの教育実践を行なった結果,受講者のアンケート調査から全般的に好意的な評価を得た。一方,コンピュータ設備やマンパワーの問題,データベースの更新の問題など,解決すべき問題点も多い。
神経系慢性疾患患者の在宅療養阻害因子に関する研究

〔研究目的〕神経疾患患者の慢性期ににおける療養方法の選択に際しての患者評価表を試作し、各種神経疾患患者における在宅療養阻害因子の特徴についてすでに報告した。引き続き(1)脳卒中後遺症患者における阻害因子の特徴(2)在宅療養破綻例における検討(3)高齢患者における阻害因子の特徴、を検討した。〔対象〕退院時に阻害因子の評価ができた神経疾患79例〔方法〕在宅療養の可否を判断するための評価基準(臨床症状,ADL、社会的因子、介護者因子からなる計35項目の阻害因子を各々在宅療養に有利な状況から不利な状況まで4段階に評価する方法)を用いて阻害因子を評価した。〔結果、考察〕(1):脳卒中後遺症患者では社会的因子、介護者因子において状況が劣悪(評価点数が低値)であった。特に疾患の受容度、目的意識、介護者の疾患理解度、意欲などで低値であった。在宅可能群と不可能群の間の比較では、ADLの因子(特に食事、排泄、整容、着衣動作)で在宅不可能群で低値であった。これらは脳卒中が急性発症であることによると推測された。脳卒中以外の神経疾患群では、膀胱直腸障害、合併症、整容動作、着衣動作の他、社会的因子、介護者因子で在宅不可群で低値で、排泄動作、食事動作では有意な差はなかった。排泄動作や食事動作は、拙劣であっても動作自体が可能であれば阻害因子となりにくいことを示唆しているとおもわれた。(2):在宅療養の継続が不可能であった例の多くは気道感染などによる経口摂取障害、脱水、意識障害などに起因していた。在宅療養の継続維持には、症状の変化に素早く対応できる地域家庭医の協力が不可欠である。(3):ADLではすべての因子で65歳以下の在宅不可群で低値であったが66歳以上では可能、不可能間で有意差はなかった。社会的因子、介護者因子ではほとんどすべての因子で、66歳以上で在宅不可群で低値であったが、65歳以下では有意な差はなかった。〈研究目的〉脳卒中後遺症患者のQOLを如何に良好に維持するかは長寿社会における新たな課題である。近年、これらの患者における在宅療養の意義が指摘され推進されているが、無理な在宅療養はかえって患者、介護者のQOLを低下させることになる。われわれは、無理な在宅療養や安易な施設介護など誤った選択をしないための客観的指標が必要と考え検討してきた。さらに脳卒中後遺症患者における在宅療養阻害因子の特徴について検討した。〈対象〉当科を退院した脳卒中後遺症46例と脳卒中以外の神経疾患33例で合計79例。退院後の在宅での療養状況についても情報収集し、3ケ月以上在宅療養が継続できた例を在宅可能例とした。〈方法〉既に報告した、臨床症状14項目、ADL7項目、社会的因子8項目、介護者因子6項目からなる在宅療養阻害因子の評価表を用いて各対象の阻害因子の評価をおこなった。評価結果を在宅療養可能群と不可能群に分け、脳卒中後遺症群と脳卒中以外の神経疾患群の間で比較し、統計学的検討を行った。〈結果〉臨床症状全体、ADL全体では脳卒中群とそれ以外の群の間で有意な差はみられなかったが、社会的因子においては在宅可能群、不可能群共に脳卒中群で、それ以外の神経疾患群とくらべ得点は有意に低値であった。そのうち、特に疾患の受容度、目的意識、介護者の疾患理解度、の項目で著しかった。

これらは脳卒中が痴呆やうつ状態を伴いやすいことの他に急性発症であることによる可能性が推測される。脳卒中患者に対しては、発症後早期からのDischarge-planningの検討、指導が重要であり、それによりスムーズな在宅療養への移行が可能になり、かつQOLを良好に保った在宅患者を増やすことが可能になると思われる。さらに脳卒中以外の疾患における検討と各阻害因子についての詳細な検討を継続中である。[研究目的]神経疾患患者の慢性期における療養方法の選択に際しての患者評価表を試作し、各種神経疾患患者における在宅療養阻害因子の特徴について既に報告した。引き続き(1)脳卒中後遺症患者における阻害因子の特徴(2)在宅療養破錠例における検討(3)高齢患者における阻害因子の特徴、を検討した。[対象]退院時に阻害因子の評価ができた神経疾患79例[方法]在宅療養の可否を判断するための評価基準(臨床症状、ADL、社会的因子、介護者因子からなる計35項目の阻害因子を各々在宅療養に有利な状況から不利な状況まで4段階に評価する方法)を用いて阻害因子を評価した。[結果、考察](1):脳卒中後遺症患者では社会的因子、介護者因子において状況が劣悪(評価点数が低値)であった。特に疾患の受容度、目的意識、介護者の疾患理解度、意欲などで低値であった。在宅可能群と不可能群の間の比較では、ADLの因子(特に食事、排泄、整容、着衣動作)で在宅不可群で低値であった。これらは脳卒中が急性発症であることによると推測された。脳卒中以外の神経疾患群では、膀胱直腸障害、合併症、整容動作、着衣動作の他、社会的因子、介護者因子で在宅不可群で低値で、排泄動作、食事動作では有意な差はなかった。排泄動作や食事動作は、拙劣であっても動作自体が可能であれば阻害因子とはなりにくいことを示唆しているとおもわれた。(2):在宅療養の継続が不可能であった例の多くは気道感染などによる経口摂取障害、脱水、意識障害などに起因していた。在宅療養の継続維持には、症状の変化にすばやく対応できる地域家庭医の協力が不可欠である。(3):ADLではすべての因子で65歳以下の在宅不可群で低値であったが66歳以上では可能、不可能間で有意差はなかった。社会的因子、介護者因子ではほとんどすべての因子で、66歳以上で在宅不可群で低値であったが、65歳以下では有意な差はなかった。
複合非線形性を考慮した膜構造解析に関する-考察

1.膜構造物の複合非線形性について本研究では要素剛性を節点変位と要素変形の適合条件の非線形性に起因する接線幾何剛性から完全に分離することにより、幾何学的非線形性の剛体変位成分を厳密に評価できる接線剛性法を用いることにより、膜構造物の複合非線形挙動について一定の成果を得ることができた。(1)接線剛性法における材料非線形性の評価要素剛性の設定を各反復段階ごとに更新し、三角形膜要素の辺方向に離散化した辺張力に転嫁する手法を用いることにより、確実な収束性のもとに各降伏条件に整合する複合非線形解を得ることができることがわかった。(2)リンクリング(しわ)について通常・有限要素膜構造解析を行った場合のしわの形状は、メッシュ分割の構造形状に対する適合性に依存するが、本手法においては幾何学的非線形挙動の剛体変位成分を厳密に表現できるため、特別な数値操作を行うことなく、メッシュ分割を密にすればするほど、実形状に近いしわの形状解が得られる。2.膜構造物の汎用形態解析への発展性について本研究ではさらに、接線剛性法を用いた等張力曲面解析より実剛性を有する膜要素を張り付けた膜構造の応力・挙動解析に移行する際に不可避的に存在する残差不平衡力と、実膜要素内に発生する張力偏差の関係について明らかにした。(「石鹸膜有限要素構造を先行状態とする膜構造初期形状決定に関する考察」)また、以上の膜構造の力学的・幾何学的性状を統合的に取り扱うことのできる、ユーザーインターフェイスに優れた汎用プログラムの開発を行った。(「An Interactive Program for the Analyses of Membrane Structure」)1.膜構造物の複合非線形性について本研究では要素剛性を節点変位と要素変形の適合条件の非線形性に起因する接線幾何剛性から完全に分離することにより、幾何学的非線形性の剛体変位成分を厳密に評価できる接線剛性法を用いることにより、膜構造物の複合非線形挙動について一定の成果を得ることができた。(「An Interactive Program for the Analyses of Membrane Structure」)
人間型ロボットのための人のような滑らかな動作計画法

本年度は、人間型ロボットHRP-2のモデルに柔軟な足裏モデルを組み込んだ動作生成法を研究した。これには、昨年度開発した柔軟足裏の解析モデルを用いた。これまでの人間型ロボットの動作生成法は、剛体モデルを対象としているものの、遊脚着地時の衝撃を機構的に低減する手法は十分考慮されておらず、そのため着地時には速度Oで床面と足裏が並行となる状態で着地する動作が主に生成されていた。これに対し、柔軟足裏要素を付加することで、着地時の速度がOでなくても、十分衝撃力が吸収できることが期待され動作パターンの幅が広がることが望める。そこで、人間型ロボットHRP-2の足裏に柔軟要素を付加した場合に対応した歩行パターン生成プログラムを作成した。これは、足裏軌道を入力とし、そこから全身動作を生成するものである。従来の、歩行パターン生成プログラムで得られていた足裏は床面と水平に着地する動作とは異なり、人間の足裏は踵から着地し、爪先から離陸する。そこで、足裏の柔軟要素の変形も考慮して、踵着地・爪先離脱の歩行パターンを生成できるように歩行パターン生成プログラムを改良した。次に、人間型ロボットHRP-2の足裏に柔軟要素を取り付けるため、足裏の改造を行った。しかし、昨年度に行った数値解析結果により、人間型ロボットHRP-2に最適な柔軟要素として求まった物性値をもつ適当なサイズの柔軟要素を入手することがかなわなかったため、実験的検証には至らなかった。これについては今後の課題とする。本研究では、オフィスや一般家庭などのような非整備な環境中で行動する能力をロボットに持たせることを目的とし、机、椅子、カップボード、床に置かれた箱等、様々な操作対象物や障害物の存在する環境で人間型ロボットに人のような滑らかな動作を実行させる手法を確立することを研究目標とする。これにより、人間型ロボットが環境に応じて、一連の作業を軽快かつ滑らかに実行することが可能となる。この目標の実現のために本研究では、1)滑らかな動作の実現に柔軟要素が果たす効果、2)人間に類似した自然な動作生成、3)人間型ロボットを用いた実験、の3項目について研究を行う。平成19年度は、まず「滑らかな動作の実現に柔軟要素が果たす効果」について集中的に検討した。我々は、日常生活において様々なものをつかんだり、さわったり、つまり操作物体も含む環境を接触しながら作業を遂行している。特に足裏と床の接触・離脱を繰り返す歩行は、まさにその典型的なものである。このような環境との接触を伴う作業を滑らかに遂行するために重要な項目が、接触安定性の確保である。接触安定性が低いと、安定な接触を得るためには、ゆっくり近づく、接触後長い時間おくことが必要となり、円滑な動作の妨げとなっている。この接触安定性を確保するために有効な手法として、柔軟要素をロボットの機構の中に組み入れることがあげられる。そこで、人間型ロボットの足首機構内部あるいは足裏表面にどのような柔軟要素加えることにより、どの程度接触安定性が変化するかについて、理論的なモデルを構築するとともに、我々が現有しているシミュレーションソフトウェアを購入する数値計算機に実装し、数値的な解析を行った。人間に類似した自然な動作の実現手法を確立するために、平成19年度に引き続き、接触安定性を確保するために有効な手法として、柔軟要素をロボットの機構の中に組み入れることによる「滑らかな動作の実現に柔軟要素が果たす効果」について、人間型ロボットの足裏に柔軟要素を加えた計算機モデルを用いて数値解析により有効性を検証した。まず、接触力モデルと衝撃力モデルを含む柔軟物を取り扱える動力学シミュレータを完成させた。これにより、柔軟な足裏を持つ人間型ロボットのシミュレーションが行えるようになった。次に、水平で平らな床面と単一材質で直方体形状の柔軟足裏に限定し、柔軟足裏と床面との干渉を計算するための有限要素法を用いた柔軟足裏の解析モデルを構築した。3番目として、人間型ロボットHRP-2が現在有している足内部の柔軟要素をモデル化したものと、足裏に柔軟要素を配置したものとを開発した動力学シミュレータで比較した。その結果、足裏に柔軟要素を付加したものの方が、衝撃吸収性と残留振動の抑制の両方の点から有効であるとの結論が得られた。本研究成果については、IEEE International Conference on Humanoid Robotsで発表した。本年度の研究成果により、適当な柔軟要素を加えることで、接触安定性の向上に十分な効果が期待できることが判明したので、人間型ロボットHRP-2にそのような柔軟要素を付加し実験的に有効性を検証する準備を行った。なお、本年度は、「人間に類似した自然な動作生成」について検討を開始する予定であったが、「滑らかな動作の実現に柔軟要素が果たす効果」に関する検討に想定以上の時間がかかったため、これについては実施にいたらなかった。

これは、足裏軌道を入力とし、そこから全身動作を生成するものである。従来の、歩行パターン生成プログラムで得られていた足裏は床面と水平に着地する動作とは異なり、人間の足裏は踵から着地し、爪先から離陸する。そこで、足裏の柔軟要素の変形も考慮して、踵着地・爪先離脱の歩行パターンを生成できるように歩行パターン生成プログラムを改良した。次に、人間型ロボットHRP-2の足裏に柔軟要素を取り付けるため、足裏の改造を行った。しかし、昨年度に行った数値解析結果により、人間型ロボットHRP-2に最適な柔軟要素として求まった物性値をもつ適当なサイズの柔軟要素を入手することがかなわなかったため、実験的検証には至らなかった。これについては今後の課題とする。
セプチン系細胞骨格と脂質2重膜との相互作用の解析

研究計画1:セプチン・リポソーム間の相互作用の解析組み換えセプチン複合体(野生型および各種変異体)とリポソームを作成・ゲルろ過精製し、電子顕微鏡で形状観察した。現在、両者の親和性を表面プラスモン共鳴法(Biacore)で測定するための条件検討を行っており、次年度以降報告予定である。研究計画2:細胞膜直下におけるセプチン集合体と細胞膜のダイナミックな相互作用の可視化と定量的解析培養細胞や遺伝子改変マウスの精子を用いて、細胞膜の裏打ちないし膜蛋白の拡散障壁の構成成分としてのセプチン系細胞骨格の機能を検討した。まず、哺乳類培養細胞の分裂時における染色体の赤道部への配列と分配、さらにそれに引き続く細胞質分裂において、微小管上から細胞膜直下のアクチン性収縮輪へとダイナミックにYFP-セプチンの局在が移行することをリアルタイム3D蛍光顕微鏡を用いて詳細に解析した。さらに、その局在のいずれもが細胞分裂に必須であることをRNAi技法を駆使して実証した。この研究により、細胞分裂において、セプチン細胞骨格が主要細胞骨格系と同様に重要かつ独自の役割を果たすことが明確に示された。次いで、精子尾部細胞膜において膜蛋白の拡散障壁として知られている輪状小体(annulus)の主成分がセプチンフィラメントの高次集合体であることを個体レベルで証明した(文献2)。この発見は精子形成の分子機構に迫るものであり、生物学的な興味に加えて臨床的にもヒトの男性不妊症研究に資する有意義な成果である。Sept4欠損マウス精子が輪状小体を持たないことを利用し、蛍光ラベルした脂質2重膜や膜蛋白の動態が正常コントロールとどのように異なるかをFRAP法を用いて解析するという課題が残った。
EU加盟候補国における「国民国家」変容－旧ユーゴスラヴィア・マケドニア共和国

ユーゴスラヴィア解体後に独立したものの、国名における「マケドニア」名称をめぐり隣国ギリシャとの国名争議を抱えていた「旧ユーゴスラヴィア・マケドニア共和国(FYROM)」は、国名ゆえにEUやNATOなどのユーロ・アトランティック構造構造への加盟交渉自体が開始されないというジレンマにされされていた。しかし、2015年からの政治危機をEUや米国の仲介により乗り切り、2017年に成立した新政権の下、2018年6月には国名変更に関わるギリシャとの歴史的合意に達し、2019年1月に憲法改正を行って「北マケドニア共和国」として国際社会に認知されることとなった。これを踏まえて2018年度の研究は、(1)冷戦終結後のEUと「西バルカン」諸国との関係を包括的に総括しつつ、「北マケドニア共和国」の置かれた状況を整理、(2)「北マケドニア共和国」の国名変更にいたる経緯を現地情報に依拠しつつ整理、という2点に焦点をあてて実施した。(1)については、「西バルカン諸国」のうちEUの加盟候補国となっている旧ユーゴスラヴィア後継諸国やアルバニアの状況について、とくにこの5年間に刊行された英語文献の収集を行い、「北マケドニア共和国」の置かれた状況をEUとバルカン諸国との国際関係の中で把握することに努めた。(2)については、2017年夏よりニーミッツ国連事務総長特別代理の仲介により急速に進展した国名争議の交渉過程を後付け、2018年6月にプレスパで調印された二国間協定の内容を精査しつつ、現地情報の収集を行い、歴史的経緯を踏まえた論文執筆を行った(同論文は、2019年8月に刊行予定)。本研究課題の開始時には、初年度にあたる2018年度は文献収集を含め、「北マケドニア共和国」の置かれた国際関係状況を歴史的経緯を踏まえて整理することを主眼に置いていたが、当初予想されたよりも早い段階で、国名変更に関わる二国間協定の締結および憲法改正が実現したため、現在進行形の状況を含む形で、2018年度中に最初の論文を執筆することが可能となった。これを踏まえて、2019年度は国名変更後に「北マケドニア共和国」で生じている、国名変更に対する国内外の反応や、アルバニア人勢力の動向、二国間協定に規定された言語問題や歴史認識問題への対応など、「国民国家」としての変容部分にも目配りした分析に着手することが可能になると予想される。2019年度は、「北マケドニア共和国」における現地調査を予定しており、現地研究者との情報交換や意見交換を含む形で、資料収集を実施する。その際、国名改称に付随する歴史認識問題や、二国間協定に関わる国内の反応、また「国民国家」変容に関わる複数言語公用語化問題などについての情報収集に着手する。また、2018年6月の二国間協定締結時には、国名争議が解決されれば2019年6月頃からEUとの加盟交渉が開始されるのではないかと予測されていたが、英国の離脱交渉が長引く中で2019年5月上旬に開催された欧州理事会(EU加盟国首脳によるサミット)において、今後5年程度の新規加盟候補国には言及されなかった。北マケドニア共和国の国名改称は、EUおよびNATO加盟というユーロ・アトランティック構造への参画という目的とセットになって国内では議論された経緯があるため、これら国際組織との関係についても、情報収集を行う。