hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
iPS創薬とゲノム創薬の融合による歯根膜幹細胞賦活化物質の創出と再生医療への応用

歯根膜組織(PDL)に存在する幹細胞(歯根膜幹細胞:PDLSC)は、歯周組織全体の再生に重要な役割を果たすことが知られている。そこで我々は、PDLSCの持つ再生能の賦活化により、効率的および効果的に歯周組織全体を再生させる遺伝子を標的とした、新しい歯周組織再生薬の開発を計画した。一塩基の変異であるSingle nucleotide polymorphism(SNP)は、アミノ酸置換を誘導し、タンパク質の量、構造、発現時期、および機能等に変化を引き起こすことから、様々な表現型や疾患を司る重要な因子であると考えられている。そこで我々は、SNPによる遺伝子変異の結果、歯根膜幹細胞が機能を果たせなくなることで、歯周組織の再生が阻害されると考え、これまでSNPと歯周病の関連性が報告されている遺伝子群に着目した。本年度はiPSC-NCLCおよびiPSC-NCLC-PDLを用いてマイクロアレイ解析を行ったのち、変動の大きい遺伝子を同定したのち、それらの中でSNPと歯周病の関連性が報告されているものの選出を行った。iPSC-NCLCおよびiPSC-NCLC-PDLを用いてマイクロアレイ解析を行った結果、iPSC-NCLC-PDLにおいて2倍以上の発現上昇を認める1030遺伝子の同定に至った。これらの中には、SNPが生じることで歯周病が増悪することが報告されているIL-6、IL-18、PPARG、TLR-4などが含まれていた。これらの遺伝子群における変異は、歯根膜幹細胞の機能異常を誘導することで、歯周組織の再生を阻害し、歯周病を増悪させている可能性が推察される。そこで我々は現在、これらの遺伝子群に対するsiRNAをiPSC-NCLCへと導入したのち、iPSC-NCLC-PDLへの分化誘導実験を行っている。siRNAの導入により、iPSC-NCLCからiPSC-NCLC-PDLへの分化誘導が阻害された場合には、その遺伝子が歯根膜幹細胞の特徴づけに重要であることが強く示唆され、これらの遺伝子の活性化は、歯根膜幹細胞を賦活化に繋がると推察される。siRNAの導入により、iPSC-NCLCからiPSC-NCLC-PDLへの分化誘導を阻害する遺伝子を選出したのち、次にそれらの遺伝子に対して詳細なキャラクタライズを行う。まずiPSC-NCLCへと遺伝子導入し、iPSC-NCLC-PDLへと分化誘導を行い、分化誘導の加速化が図られるかについて検討を行う。加速化が確認できた遺伝子は、歯根膜幹細胞を賦活化できる可能性があると考えられる。次にハイスループットスクリーニングを行い、この遺伝子を標的とするリード化合物の同定を行う。この化合物に対して、バイオビックデータ解析や構造最適化等を用いて化学的修飾を行い、有効性、安全性、および安定性に優れたアカデミア発歯周組織再生薬の開発へと繋げる予定である。

この化合物に対して、バイオビックデータ解析や構造最適化等を用いて化学的修飾を行い、有効性、安全性、および安定性に優れたアカデミア発歯周組織再生薬の開発へと繋げる予定である。本年度では免疫不全ラットを用いた細胞移植実験を計画していたが、実行できなかった。免疫不全ラットは1匹当たり5万円程度と高額であり、またその飼育にも費用が掛かることから、これらの予算が必要無かったため、本年度の予算が当初の予定より少なくなったと考えられる。そのため、動物実験系の予算分を次年度に繰越す必要があると考えられる。
形式記法を用いた表現外化のための教育プログラムの開発

「プログラミング」を利用した論理的思考を養成するための教育プログラムを開発するために,ソースコードベースのプログラム学習では,文法エラーなどの論理力以外のエラーによる学習への影響を排除することが必要である,このことから,ビジュアルプログラミング環境ATを用いたプログラミングの授業を文系大学生を対象に実施してきた.しかし,ビジュアルプログラミング環境とはいえ,制御構造の理解が促進しなければ,論理的思考力の養成にはいたらない,そこで,制御構造理解促進のために,AT上のトレーシング機能をあわせて使用し,プログラミング特有の事柄を極力排除した形で,論理的に思考するための教育カリキュラムを実施した.さらに,ATから無線通信システムを利用し,LEDの点滅を操作するための機能を追加し,プログラムの制御構造の理解を促進するための方策を追加した.これにより,学習者のプログラムに対する理解力が向上した.論理力を養成する方法として,合わせて,小学生を対象に四則演算の概念を問う作門ツールとして開発された「モンサクン」を授業の導入時に実施することとした.「モンサクン」とプログラミングとは,「論理的に思考する」点での共通項があるが,プログラミングと直接的に関連しているようには見えない,しかし,その点には授業内で触れず実施した.しかし,実施後のアンケートでは,学習者の半数がプログラミングとの共通点「論理的に思考すること」に気が付き,実施にプログラミング能力も向上した.さらに,論理的思考力を養成するためのツールも一部で導入したところ,学期末でのレポート作成力とプログラミング力の向上が見られた.「プログラミング教育」においては,現在まで行われているアルゴリズム的思考法教育における,学習者の問題を解決するプロセスについて仮説をたて検証しているが,プロセスごとの学習者の躓きについて,昨年度に実施したテストによって,プログラムの作成に必要な変数などのデータ構造,操作,制御構造についての理解が不十分であること,特に,制御構造の理解が不十分な学習者が多いことが分かった.さらに,上記の問題が起因し,提示した問題に対して,その解法をプログラム言語に再構築できていなかった.そこで,これら問題を改善するため,ビジュアルプログラミング環境「AT」を昨年度までより多くの時間で利用した.ATでは,アルゴリズム作成時に大まかな見通しを記述するための「計画」というブロックも用意している.また,AT上で作成したアルゴリズムを実行する際,指定したブロックごとにステップ実行し,そのときの変数の値を随時参照することが可能である.この機能を有効に用い,変数の遷移・プログラムの動作をAT上のサンプルプログラムで確認させ,さらに「計画」ブロックに,プログラム作成時に大まかな見通しを記述したものを提示した.結果,制御構造の理解は,昨年度に比べ,有意に高い理解度を得ることができた.また,プログラム作成については,微量ながら作成力が身につく結果を得られた.「ライティング教育」においては,ライティング教育で使用されている書籍からライティングに必要な要素の一つである「論理力」に関する調査をテキストマイニングツールを用いて行った.その結果,「段落の構成」「説明文の記述順」「読み手に合わせた説明」「文章構造」「階層構造」といったワードが論理力と関連があるとして抽出できた.尚美学園大学において2014年度からアルゴリズム的思考を用いたプログラミング教育を授業期間の中の6回分で実施した.アルゴリズム的思考教育では,この教育用に開発されたビジュアルプログラミング環境「AT」を導入している.ATは「ブロック」を用いてプログラムを作成し,LMS機能を有している.その他,指定したブロックごとにステップ実行ができ,「計画」ブロックを使ってプログラムの大まかな見通しが記述できる.さらに予め教授者が作成したプログラムや作成途中のプログラムを提示することができる.しかし,2014年度の授業では,このアルゴリズム的教育の教育効果がみられなかった.そこで2015年度ではATをより効果的に利用するため,例題の提示方法を変更し,制御構造の中の反復を学習する際に,プログラムの動作と変数の値の変化を学習者自身が考え記述する(トレース)する問題を追加した.結果,2013,2014,2015年度の受講者間に,反復の動作に関する点において評価した結果5%有意水準で学習効果がみられた.プログラムを利用した日本語ライティング教育については,長野工専で授業を実施した.教育方法は,受講者をA,Bの2グループに分け,それぞれのグループごとに課題を与え,その課題の「設計書」を作成させる.さらに作成した設計書を別グループの受講者と交換し,設計書を基にプログラムを作成してもらう.最後に.設計書の作成者とプログラムの作成者でディスカッションする.この教育では,日本語での情報伝達が重要なことに「気付き」を与えることを目的とし,2013年度から実施してきた.しかし,2013,14年度では,提示した課題に問題(類似している,難易度が違う)があったこと,設計書作成時のテンプレートの利用方法によって学習効果が見られなかったことから,2015年度ではこれらの問題点を検討し改善した結果,期待した学習効果が見られた.アルゴリズム的思考を用いたプログラミング教育について,2014年度での授業において,その教育効果が見られなあったことから,当初予定していた国際会議での研究成果報告ができなかったことが,研究の遅れの1つ目の理由である.2つ目に,日本語ライティング教育について,プログラムを用いた日本語教育を実施し,「気づき」を与える教育については,教育効果が見られるようになった.しかし,アルゴリズム的思考を用いたプログラミング教育の中で日本語ライティング教育を行うことについて,形式記法の検討,教育方法の検討にとどまり,教育実施ができなかったことが,研究の遅れの2つ目の理由である.本研究は「プログラミング教育」と「ライティング教育」の2軸があるため、それぞれで報告する。

平成28年度の当初計画での「プログラミング教育」では、開発した教育プログラムの実践テストを行う.プログラミング教育を行っている授業内で実践する.実践の結果を詳細に分析し,教育プログラムについて再検討行うことであった。学習者の躓き、とくに反復での躓きの分析を行い、教育プログラムの実施を行い教育手法を再検討することできた。一方「ライティング教育」は、プログラミング教育を行っている授業内で実践・評価する.また,日本語の文章力の調査を実施するための実験を行い,アンケートを実施する.これらの結果から学習者の評価方法の再検討を行うとしていた。実際に、プログラミングを用いたライティング教育をプログラミング経験者への実践と、プログラミング初学者対象の論理的思考力(文章作成力を除く)の実践を行っている。プログラミング経験者に対する実践テストでは、学習者自身のライティング力についての気付きを与えることができたが、量的にも質的にも分析はできていない。一方、プログラミング初学者対象の論理的思考力(文章作成力を除く)の実践は、作問学習支援システムを導入し、プログラミング授業内に実施した。この結果、平成28年度に比べ、プログラミングの動作理解についての向上は見られたと考えられる。しかし、詳細な分析を行っていないため、平成29年度に実施する予定である。ライティング(主に論理的思考力)についても、平成29年度に実践テストを実施し、分析する予定である。プログラミング教育については、「教育の実施」→「分析」→「教育プログラムの再検討」という流れで研究が進んでいることから、概ね順調に研究が進展しているといえる。また、分析においては、成績からの学習者の躓きの分析だけでなく、授業内課題での学習者のつまづきに対応できるような分析手法の開発まで進んでいる。また、プログラミング初学者向けに、他の作問学習支援ツールを用いた授業実践も行い、プログラムの動作理解が向上している傾向がミられていることからも研究が進展しているといえる。一方で、ライティング教育に関しては、プログラミングを用いたライティング教育の実践では「教育の実施」→「分析」→「教育プログラムの再検討」という流れで研究が進んでいる。しかし、学習者への「気付き」を与えることにのみとどまっていることから、教育実施後の分析方法を再検討する必要がある。また、プログラミングの授業内で、作問学習支援ツールを利用したこととによる効果を分析していないが、学習者アンケートの結果を見る限り、効果的に働いているものと考えられることからも順調に進展しているといえる。「プログラミング」を利用して論理的思考力を養成し,ライティングも合わせて教育することを目的としていること,研究当初の段階で,「プログラミング教育」と「ライティング教育」の2軸から計画をしていたことから,この2点について,それぞれ報告する.
ミオグロビンの酸素チャンネルの構造と性質の解明

ミオグロビン(Mb)は,迅速に相互転換する4つのコンフォマー(CIV)からなり, CIVが酸素チャンネルをもつ構造と予想されるが,全体の23%しかないため,その構造と性質は不明である.本研究では,遺伝子工学的手法を用い, CIVが主成分のMbを調製し,その構造と性質を解明することを目的とする.牛胎児の骨格筋より得たmRNAを用いOkayama-Bergの方法によりcDNAバンクを調製し,ウシMb, cDNAをクローニングした. MBdideoxy法により塩基配列を決定し,ウシMbと同じ長さのOpen-Reading Frameを見つけた.推定されるアミノ酸配列は,報告されているウシMbの配列と8箇所を除き一致した.この比較的多い不一致は,すべてC末端付近の種間変異の多い領域に局在しており,今後検討すべき問題である.ウシMbcDNAを酵母のGAL7プロモーターの支配下におき,酵母内でガラクトースにより誘導的に発現させる事に成功した.酵母から,抽出・精製した標品を筋肉からのそれと1)SDS-PAGEによる分子量2)N末端構造, 3)酸素化型Mbの紫外・可視吸収スペクトルにより比較するとすべて同一であった.また酵母内でMbは筋肉内と同様に酸素化型として存在し,以上の事から今回用いた宿主-発現ベクター系は,研究目的に適ったものと判断された. MbcDNAの部位特異的変異を行う為, 5種のOligonucleofideを合成した.これにより, 43番目フェニルアラニン(→セリン), 64番目ヒスチジン(→グルタミン,グリシン,セリン,アルギニン)を,それぞれ( )内のアミノ酸に変化させた. CIVを不安定にしている主原因は, 64番目のヒスチジンと考えられ,このアミノ酸の置換そして立体的位置を変えることでCIVを安定化しようと試みている.本研究では,研究計画にそった成果を着実に得ているが,目的はまだ達成しておらず,さらにこの方向に研究を進めていく予定である.ミオグロビン(Mb)は,迅速に相互転換する4つのコンフォマー(CIV)からなり, CIVが酸素チャンネルをもつ構造と予想されるが,全体の23%しかないため,その構造と性質は不明である.本研究では,遺伝子工学的手法を用い, CIVが主成分のMbを調製し,その構造と性質を解明することを目的とする.牛胎児の骨格筋より得たmRNAを用いOkayama-Bergの方法によりcDNAバンクを調製し,ウシMb, cDNAをクローニングした. MBdideoxy法により塩基配列を決定し,ウシMbと同じ長さのOpen-Reading Frameを見つけた.推定されるアミノ酸配列は,報告されているウシMbの配列と8箇所を除き一致した.この比較的多い不一致は,すべてC末端付近の種間変異の多い領域に局在しており,今後検討すべき問題である.ウシMbcDNAを酵母のGAL7プロモーターの支配下におき,酵母内でガラクトースにより誘導的に発現させる事に成功した.酵母から,抽出・精製した標品を筋肉からのそれと1)SDS-PAGEによる分子量2)N末端構造, 3)酸素化型Mbの紫外・可視吸収スペクトルにより比較するとすべて同一であった.また酵母内でMbは筋肉内と同様に酸素化型として存在し,以上の事から今回用いた宿主-発現ベクター系は,研究目的に適ったものと判断された. MbcDNAの部位特異的変異を行う為, 5種のOligonucleofideを合成した.これにより, 43番目フェニルアラニン(→セリン), 64番目ヒスチジン(→グルタミン,グリシン,セリン,アルギニン)を,それぞれ( )内のアミノ酸に変化させた. CIVを不安定にしている主原因は, 64番目のヒスチジンと考えられ,このアミノ酸の置換そして立体的位置を変えることでCIVを安定化しようと試みている.本研究では,研究計画にそった成果を着実に得ているが,目的はまだ達成しておらず,さらにこの方向に研究を進めていく予定である.研究課題を達成するためには、1)ミオグロビン遺伝子のクローニング,2)当該遺伝子の塩基配列の決定,3)適当な宿主内での発現系の確立が必須である。本年度は、以下略述するように、1),2)は完成し、3)も年度内には達成の見込みである。1)ウシミオグロビン遺伝子のクローニング牛胎児の骨格筋よりmRNAを調製し、OKAYAMA-BERG法によりcDNAを合成した。ヒトミオグロビンのEXON【II】DNA断片をプローブとし、ウシミオグロビンcDNAをクローニングした。当該cDNAは約1.1kbpのサイズをもち、これはNORTHERNブロット法により明らかにしたウシミオグロビンmRNAのサイズ約1.1kbと一致した。2)ウシミオグロビンcDNAの塩基配列の決定OKAYAMA-BERG法で合成したcDNAは、制限酵素Pst【I】,Pvu【II】で切り出せる。当該遺伝子はPst【I】部位の近くにPvu【II】部位をもち、そこから700bp下流にHind【III】部位をもつことが判った。上流側Pvu【II】-Hind【III】cDNA断片、下流側のHind【III】-Pvu【II】cDNA断片をそれぞれM13ベクターに捜入し、Dideoxy法により塩基配列を決定した。Pvu【II】部位から67bpの所に翻訳開始コドンのATGがあり、530bpの所に翻訳終了コドンTAAが見つかった。さらに1063bpの所に典型的なpolyA付加の信号AATAAAが在存した。

推定されたウシミオグロビンのアミノ酸配列は、報告されているそれと2箇所を除いて完全に一致した。3)発現系の確立。酵母のGALクプロモーターとターミネーターをもつ発現ベクターを用い現在発現系の確立をいそいでいる。
無包埋切片法の確立とそれによる細胞基質の構築と機能についての解析

高水溶性のpolyethylene glycol(FEG)を一時的包埋剤として化学固定した組織の切片を作製し、水で脱包埋して無包埋状態の切片を得る方法を確立させた。この方法による透過電顕像は従来の樹脂切片像と遜色なく、高倍で細胞基質が基本的に微細網状を呈することが特徴である。この無包埋切片に真空中で白金カーボンの回転蒸着を施すと、光顕や透過電顕により同定された細胞のレプリカ像が得られる。その電顕像は高解像度を示し、細胞膜の内外表面や細胞小器官および細胞骨格の全貌が急速凍結エットレプリ力法によるものと遜色なく明瞭に容易に観察し得る。種々の組織細胞をこの無包埋切片とそのレプリカで観察し、かつ報告されている急速凍結エッチレプリカ像と比較すると細胞基質の形態学的理解のための新知見を得た:(1)従来の化学固定は至適条件でおこなえば急速凍結と異ならない形態を示す。(2)同一対象物でも切片ではより線維状にレプリカではより粒状に見える。(3)アルブミン溶液を化学固定して無包埋観察をおこなうとある濃度で細胞基質と酷似の像を呈する。(4)超遠心により細胞内部の層状化をおこしていくつかの蛋白の細胞内分布変化をおこしても細胞基質の網状構造は正常時と変らない。本研究による所見は、無包埋観察法で得られる細胞基質の微細線維網が生きた細胞内に存在するという解釈には否定的であった。一方、PEGに包埋した組織ブロックを切片を得た後に脱包埋して臨界点乾燥を施すと、切片観察で同定された細胞組織の良好な走査電顕像が得られ、光顕・透過電顕・走査電顕3種の像の正確な対応が可能となった。またPEG法で得られる切片は無包埋状態なので細胞組織内の抗原基への抗体や免疫標識の到達が容易かつ確実におこり、抗原性の保持も良好なことから免疫細胞化学とくに電顕レベルでの解析に非常に有用であることが判明した。FEG法は以上の優れた点に注目すれば今後組織学研究へ新しい局面を提供すると考えられる。種々の生体組織から本法による無包埋状態の切片を作製し,さらに白金蒸着によるレプリカを得て電顕観察をおこなった.その結果本法で得られる細胞内部と細胞膜内外面の形態像が,既報の急速凍結エッチレブリカ法によるものと酷似することを証明した.これにより,従来の化学固定を基にした本法が急速凍結固定に比して多くの人工的変形を細胞形態に与えるというこれまでの批判は不当であることが明確にされた.次いで本法による切片が無包埋状態である為に抗体の細胞内部への良好な浸透性を示すことから,本法の免疫細胞化学的応用を試みた.副腎髄質細胞を正常時とストレス状態とで観察し,細胞骨格蛋白のアクチンとチュブリンの局在を調べた.そしてこれらの蛋白がストレスにより著明な細胞内局在の変化を示すことを,本法による解像度の高い蛍光免疫顕像で明らかにし,さらに免疫電顕的にもそれらの正確な局在を明確にした.

また下垂体中間葉の細胞ではアクチンが微細斑点状に出現することを本法により初めて明らかにし,免疫電顕的にはその斑点状局在が分泌果粒そのものには一致せずにそれらの近傍のマイクロトラベキュラにアクチンが局在することを明確に示した.この事実は従来のアクチンの細系状出現と著しく異なり,中間葉細胞の特異な分泌機構をもつことを示唆する.一方この無包埋切片法は走査電顕的観察にも応用できる.すなわち細胞の一断を光顕・透過電頭および走査電顕で各々の像の正確な対応ずけをしながら形解析するのに非常に有効であることを示した.以上のように初年度で研究実施計画に沿って本法の確立とその形態学における有用性を確認証明することができた.これらの所見をふまえて次年度では分泌等の細胞の動的過程に注榛して細胞を観察し,細胞基質の本態解明に努力するつもりである.無包埋電顕観察法(本法および急速凍結エッチレプリカ法)で細胞を精査すると、細胞内で小器官の間を埋める領域は微細な細糸の網状構築で占められていることは明らかである。本研究では先づそれら各細糸が小器官の細胞内移動に深く関与するかを調べるために、副腎髄質細胞を化学的物質あるいは電気刺激で分泌亢進させて、その細胞の無包埋形態を本法で精査した。ところが正常と比較してそれら微細な細糸の構築に著変は認められなかった。さらに細糸網の本態を追求するべく、神経細胞や副腎髄質を低温で超遠心下におき無包埋電顕観察をおこなった。至適条件下ではこれら細胞は破壊されることなく小器官の細胞内層状化を示し、細胞の求心端に遠心方向と直交する面で区別された無小器官領域が出現した。そしてこの変化は完全に可逆的であった。樹脂包埋切片の電顕観察では、これらの超遠心された細胞の微細形態は良好であった。免疫細胞化学的にneurofilament蛋白(NFP)が無小器官領域に限局して局在しtubulinとneuron specific enolaseは無小器官域に弱干かたよって存在しており、tyrosine hydroxylaseは細胞全体がかたよらずに分布していた。凍結超薄切片による金標識電顕像では無小器官領域のNFPは線繊状を呈せず、標識金粒子はその領域全体に散在していた。これらの細胞標本を本法により無包埋電顕観察し正常細胞と比較精査すると、問題の細糸網は細糸の太さ長さや相互連接の点で正常との著変は認められなかった。以前に報告した如く、本法によりアルブミン溶液は細胞内細糸網と同様の構造を呈する。この事実および今回の種々の刺激による細胞の機能変化および超遠心下で細胞内蛋白分布の変化をおこしても細糸網に変化をおこさない事実とを合わせて考えると、細胞内にはりめぐらされた細糸は生きた細胞内で存在するとは判断し難い。したがって無包埋電顕観察法による所見だけで細胞基質が構造をもっているとはいえないと結論する。
為替制度選択と経済パフォーマンス：ミクロ計量分析による実証研究

本研究では、ミクロ計量分析を用いて、為替制度選択の経済パフォーマンスへの影響を分析した。特にマッチング法を用いて、各国が公表した為替制度から実際の為替制度の乖離が通貨危機の発生に影響を与えていたかを検証した。分析結果によれば、公表した固定相場制を実際に採用する政策は、他の政策に比べて、通貨危機の発生を有意に低下させていた。また、公表した固定相場制を実際にも採用する政策は、実際には固定相場制を採用しているが、そのことを公表しない政策に比べて、通貨危機の発生を有意に低下させていた。よって、公表した為替制度から実際の為替制度の乖離及び一致が通貨危機の発生に影響を与えていたと言える。本研究の目的は、様々なデータ、最新のミクロ計量経済学の手法を用いて、為替制度選択の経済パフォーマンスへの影響を分析することである。またその時に、為替制度選択の内生性問題を明確に考慮して分析を行う。最終的な目標は、様々な為替制度の系統的な特徴を明らかにし、有益な政策的インプリケーションを提供することである。本研究の研究期間を3年として、2年目では、1年目に整備したデータと研究した分析手法を用いて、主に実証分析を行い、"Are consistent pegs really more prone to currency crises?"のタイトルの論文を作成した。本論文では、各国が公表した為替制度から実際に採用していた為替制度の乖離(一致)が通貨危機発生に影響を与えていたかを検証した。その時、為替制度選択におけるセルフセレクション・バイアスを除去するために、the bias-corrected matching estimatorsを用いて分析した。分析結果によれば、Consistent pegs政策(公表した固定相場制を実際にも採用する政策)は他の為替政策に比べて、通貨危機発生確率を統計的に有意に低下させていた。本論文は、Kobe City University of Foreign Studies Working Paper Series No.44で公開されている。研究代表者は、本論文を日本金融学会2012年度春季大会で発表した。また査読付き国際雑誌に投稿して、エディターからrevise and resubmitの返答を受けている。当該論文では、各国が公表した為替制度から実際に採用していた為替制度の乖離(一致)が通貨危機発生(及び投機攻撃発生)に影響を与えていたかを検証している。その時、為替制度選択におけるセルフセレクション・バイアスを除去して、為替制度の政策効果を推定するために、the bias-corrected matching estimatorsを用いて分析した。分析結果によれば、Consistent pegs政策(公表した固定相場制を実際にも採用する政策)は他の為替政策に比べて、通貨危機発生確率(及び投機攻撃発生確率)を統計的に有意に低下させていた。雑誌エディターとレフェリーの指示に従って、様々なロバストネス・チェックを行い、上記の結果の頑健性がより確かめられた。そして、論文を改訂した後、再投稿を行った結果、Journal of International Money and Financeに掲載されることが決定した。為替制度選択は、国際金融において最も重要なトピックの一つであり、過去十数年間研究されてきた。そしてこのトピックは、1990年代から2000年代はじめの一連の通貨危機により、学界、各国の政策当局者により、より議論されるようになってきた。そして最近のグローバル金融危機を契機に、国際経済の最も中心的かつ緊急的な検討課題になっている。そこで本研究の目的は、様々なデータ、最新のミクロ計量経済学の手法を用いて、資本自由化(または資本規制)と為替制度選択の経済パフォーマンスへの影響を分析することである。本研究の研究期間を3年として、1年目は、データの整備と分析手法の研究開発を主に行った。また具体的な研究として、各国が公表した為替制度から実際に採用していた為替制度の乖離(一致)が通貨危機発生に影響を与えていたかを分析した。特に、Consistentpegs政策(公表したペッグ制を実際にも採用する政策)の通貨危機発生への影響について分析した。この分析において、為替制度選択におけるセルフセレクション・バイアスを除去するために、the bias-corrected matching estimatorsを用いて、Consistent pegs政策の通貨危機発生への平均トリートメント効果を推定した。分析結果によれば、Consistent pegs政策は他の為替政策に比べて、通貨危機発生確率を統計的に有意に低下させていた。なお、Propensity score matchingを用いた分析や様々な頑健性のテストを行ったが、この分析結果が変わらないことを示した。

2年目の研究計画では、1年目に整備したデータと研究した分析手法を用いて、主に実証分析を行い論文を作成することであった。その計画通りに概ね順調に実証分析を行い論文を作成することができた。その結果、研究実績の概要に示したように、為替制度選択におけるセルフセレクション問題を考慮した分析手法であるマッチング法を用いて、為替制度選択の通貨危機発生への影響について分析を行い、論文を作成し、学会で発表した。また査読付き国際雑誌に投稿して、エディターからrevise and resubmitの返答を受けた。ただし、新しい具体的な研究を行うために、またより精緻な分析を行うためには次年度以降もデータの整備と分析手法の研究開発を行い、そして実証分析を行う必要があると考える。1年目の研究計画では、データの整備と分析手法の研究開発を行うことであった。その計画通りに概ね順調にデータの整備と分析手法の研究が行うことができた。その結果、研究実績の概要に示したように、為替制度選択におけるセルフセレクション問題を考慮した分析手法であるマッチング法を用いて、為替制度選択の通貨危機発生への影響について分析を行うことができた。ただし、新しい具体的な研究を行うために、またより精緻な分析を行うためには次年度以降もデータの整備と分析手法の研究を行う必要があると考える。本研究の研究期間を3年として、1年目は、主に「データの整備と分析手法の研究開発」、2年目は、主に「実証分析と論文の作成」、3年目は、主に「実証分析の手直し、論文の作成・発表」を行う。よって、3年目では、2年間の研究を踏まえて、分析の手直し、または新たな研究を推進しつつ、論文をセミナーや学会で発表し、査読付き国際雑誌に投稿し、掲載されるように努力する。すでに、査読付き国際雑誌に投稿して、エディターからrevise and resubmitの返答を受けている論文があるので、この論文の改訂作業を行い再提出して掲載されるように努力する。よって、2年目では、1年目に整備したデータを適切なモデル、分析手法を用いて、実証分析を行い、論文の作成を行う。なお、研究を円滑に行うためには、今後も適宜、データの整備と分析手法の研究開発は行う。3年目では、2年間の研究を踏まえて、分析の手直し、または新たな研究を推進しつつ、論文をセミナーや学会で発表し、アカデミック・ジャーナルに投稿し、掲載されるように努力する。(1)新しいデータを随時更新するために、研究費を使用する。
モノクローナル抗体を用いたアユ血清中の免疫活性成分の分析に関する研究

アユの血清中の抗原に対するモノクローナル抗体を作製し、血清中の抗原スペタトルを作製するとともに、抗体など主要な免疫活性成分の検出と定量を行うことを目的とした。アユの血清を免疫抗原としてマウスに接種し、その脾臓から取り出したリンパ球とマウスミエローマ細胞とのハイブリドーマを、アユ血清で感作したポリスチレンビーズ(PSB)あるいはポリアクリルアミド電気泳動(PAGE)後、マウスIgGに対するペルオキシダーゼ標識ウサギ抗体を用いた酵素免疫法(ELISA)によりリスクリーニングとクローニングを行って、繰り返し作製した。また、アユ抗体に対するハイブリドーマの作製には、vibrio anguillarumで免疫したアユの血清およびV.anguillarumのLPSで感作したPSBを用いて同様に行った。検査材料には免疫および非免疫アユ成魚の血清、同臓器、人工種苗生産の過程で得られたアユの卵および仔稚魚を用いた。これらの材料を超音波処理等を行ったのち、PAGEとニトロセルロース膜へのブロッティングあるいは感作PSBを用いてELISAにより、各抗原成分の定性及び定量を行った。その結果、アユ血清成分に対する12種類(AL)のモノクローナル抗体を作製することができた。このうち、1種類(A)はアユの抗体に対するものであると考えられた。ALのモノクローナル抗体に反応する抗原(al)のうち、卵にはDeおよびlが、仔稚魚のホモジネートと成魚の血清の試科中にはalの12種類の抗原が認められた。免疫にともなって抗原aが増加したが、その他の成分はほとんど増加しなかった。成魚の腎臓、脾臓、肝臓および血清について12抗原の比較を行ったところ、量的な差異は認められたが、いずれの抗原も検出された。今後はさらに多くの成分に対するモノクローナル抗体を作製し、スペクトルの充実を進める。本研究は2年度にわたって,アユの血清成分に対する多種類のマウスモノクローナル抗体の作製,およびこれを用いた各成分の分析とアユ抗体の動態の分析を行う計画のものである.本年度の研究計画のうちこれまでに実施したのは,特定抗原によるアユの免疫,モノクローナル抗体検出システムの検討,およびアユ血清で免疫したマウスのリンパ球とミエローマ細胞とのハイブリドーマの作製である.アユの免疫には当初の計画では特定のハプテンを使用する予定であったが,抗体価が十分に上昇しなかったため,魚病細菌であるVibrio anguillavumから抽出したリポ多糖を用いて免疫を行い,抗体価が十分に上昇したアユ血清を得た.マウスIg検出のための酵素標識抗体は,市販のマウスIgで免疫したウサギ抗血清から精製したIgをペルオキシダーゼで標識して調製した.アユの各種血清成分に対するマウスIgの検出は〔アユの血清をスラブ電気泳動により泳動後,トランスブロットしたニトロセルロース膜〕-〔ハイブリドーマ培養液〕-〔標識ウサギIg〕の系により,また,アユ抗体に対するマウスIgの検出は〔抗V.anguillarumウサギIg〕-〔V.anguillarumリポ多糖〕-〔免疫アユ血清〕-〔ハイブリドーマ培養液〕-〔標識ウサギIg〕の系により行った.その結果,アユ抗体に対するモノクローナル抗体産生ハイブリドーマはまだ確立できていないが,その他のアユ血清成分に対する抗体産生ハイブリドーマを5種類分離することができ,現在凍結保存している.これらのハイブリドーマ産生抗体の詳細な分析は63年度に行う予定である.アユ抗体に対するハイブリドーマの作製は現在継続しているが,早期に確立して63年度に計画した研究に供試できるようにする予定である.また,その他のアユ血清成分に対するハイブリドーマもさらに多く作製する予定である.
科学系博物館における資料の周辺情報のデジタル記録及び利用促進に関する実践的研究

本研究は,科学系博物館において,博物館の学術資料の理解に重要な周辺情報であるオーラル・ヒストリー(歴史証言の聞き書き)をデジタル・アーカイブ化し,コンテンツを展示・教育活動に活用する仕組みを構築することが目的である。構築にあたっては,(1)どこからでも簡単に情報の追加,編集が可能(2)知的財産権,位置情報などのメタ情報を記録できる(3)展示や教育への素材の活用を視野に入れるという点を考慮したwebデータベースを開発するとともに,スマートフォンから記録するためのアプリケーションを開発した。本研究の目的は、科学系博物館において博物館の学術標本の理解に重要なオーラル・ヒストリー(歴史証言の聞き書き)を博物館資料と位置づけデジタル・アーカイブ化し、コンテンツを展示・教育活動に活用する仕組みを構築することである。今年度は、科学系博物館におけるオーラル・ヒストリーの効果的な記録、蓄積方法の検討を行うため、オーラル・ヒストリーの記録手法やデジタル・アーカイブ化について国立民族学博物館および岐阜女子大学において取材を行った。取材内容を参考に、(1)どこからでも簡単に情報の追加,編集が可能で、(2)知的財産権,位置情報などのメタ情報もあわせて記録でき、(3)展示解説映像への活用も視野に入れ、展示企画者がインターネット経由で必要な動画や写真等を簡単に検索し展示企画に役立てられるような、動画のwebデータベースを開発した。記録した映像の展示への活用については、岩手県立大学が開発した赤外線通信端末を用い、巡回展「クジラとぼくらの物語」において、クジラと人との関わりを記録した映像の配信実験を行い、携帯端末で記録映像を手軽に見られることに良い評価が得られた。本研究の目的は、科学系博物館において(1)博物館の学術標本の理解に重要なオーラル・ヒストリー(歴史証言の聞き書き)を博物館資料と位置づけデジタル・アーカイブ化し(2)コンテンツを展示・教育活動に活用する仕組みを構築することである。今年度は、昨年度構築したWebデータベースに関して、コンテンツの入力や編集の効率向上のための改良について検討を行った。まず、位置情報の入力効率を上げるため、Googleマップと連動した位置検出アプリケーションを開発し、地図上で場所をクリックするだけで世界座標系の緯度・経度情報を取得できるようにした。また、ユーザー間のコミュニケーション促進のため、データ投稿者以外も投稿できるコメント欄の充実を行った。このデータベース構築については、日本展示学会、日本教育情報学会、日本哺乳類学会で発表を行い、今後の博物館等におけるデジタル情報の記録及び発信手法として、高い評価を受けた。また、博物館が所有するWebサーバで動画配信のデータベースを常時運用することは負荷が大きいことを考慮し、FlickrやFacebookといった既存のソーシャル・メディアと本Webデータベースとの連携によるデータの投稿、保存時の負荷の分散や利便性の向上、野外調査時にスマートフォンを使って今年度開発したアプリケーションによる位置情報の取得と記録ができるようにする方法など、スマートフォンとソーシャル・メディアを活用することによる遠隔地からのデータ記録手法について検討を行い、来年度の実装に向けた準備を行った。今年度は、昨年度までに構築した動画データベースの具体的な利用場面を想定し、調査地等外出先から情報を記録する方法の必要性が明らかとなったため、スマートフォンを用いて位置情報や写真等のデータを投稿する機能を検討し、追加した。・Android端末から動画データベースシステムに対して画像・テキスト・地点情報等のデータを投稿可能とするアプリケーションを開発した。入力をスムーズにすることと、この投稿が速報的な意味合いを持つことを考慮し、地点情報はAndroid端末の経度緯度情報を自動取得することとした。なお投稿したデータに関し、詳細な位置情報は動画データベースの方で修正可能とした。また、野外における調査の状況を想定し、山間部など、端末が通信できない場所でも情報を記録できるよう、入力したデータはローカルに記録することができ、通信可能になった時点でデータをまとめて登録することも可能とした。・システムの将来的な発展、汎用化の可能性として、登録したデータの効率的な活用方法としてFacebook等のソーシャルメディアとの連携を想定し、最も簡便な方法として、データベースに投稿した内容を自動的にリンクとしてソーシャルメディアに投稿可能な機構を実装する手法について検討した。
超高熱古細菌リボソームストークタンパク質とGTP結合翻訳因子の構造・機能研究

リボソームタンパク質の一種である“ストークタンパク質"は、リボソームの駆動中枢であるGTPaseセンターの主要構成成分として存在し、GTP結合翻訳因子のGTPaseセンターへの結合、およびGTP加水分解反応を促進するという重要な役割を果たしている。それゆえ、ストークタンパク質とGTP結合翻訳因子の作用機構を明らかにすることが、GTPaseセンター機能解明の中心命題となっているがその分子機構は未だ明らかになっていない。そこで本研究では、結晶化に有利とされている超好熱古細菌を材料とし、ストークタンパク質・GTP結合翻訳因子複合体のGTP加水分解における連続的立体構造を決定する。そして、生化学的検証作業をまじえながら、GTPaseセンターの動的分子機構を明らかにすることを目的としている。本年度は、ストークタンパク質・GTP結合翻訳因子複合体の結晶化に向けて、ストークタンパク質のどの部分がGTP結合翻訳因子と相互作用するのか、当初の予定通りゲルシフトアッセイにて調べた。GTP結合翻訳因子としては、EF-1α、EF-2の2種類について調べた。その結果、ストークタンパク質のC末端削除体はいずれのGTP結合翻訳因子とも相互作用していなかった。反対に、N末端削除体においてはいずれのGTP結合翻訳因子とも相互作用が認められた。これらのことから、ストークタンパク質はC末端領域においてGTP結合翻訳因子と相互作用しているということ明らかになった。今後は、ストークタンパク質のC末端領域とGTP結合翻訳因子とを混合して結晶化のスクリーニングを行い、結晶が得られたらX線回折データを取得する。
パーキンソン病患者におけるすくみ足への情動の関与を可視化する新しい評価方法の開発

研究の成果の具体的内容:パーキンソン病症例に対して,すくみ足に伴う呼吸の変化の特徴を調査した.呼吸パターンの測定は,Hexoskinウェアラブルベストを使用し,胸部呼吸運動,腹部呼吸運動を測定した.これは,respiratory inductance plethysmographyを用いている.すくみ足を認めない歩行時には,呼吸運動は規則的であった.しかし,すくみの直前,すくみの最中には,呼吸パターンの突然の変化が認められた.呼吸パターンの異常は,数秒間の高肺気量位での無呼吸状態と特徴付けられた.意義と重要性:情動刺激がすくみ足の誘発や程度の増強に影響していることはよく知られているが,これまで,実際のすくみ足の状況に情動が関与しているかどうかを判断することは困難であった.すくみ足に呼吸困難を伴うことを臨床上しばしば経験し,情動と呼吸には関連があることもよく知られていることから,一部のすくみ足には,情動に関連する呼吸の変化を伴う可能性があると仮説を立てていた.呼吸の変化は,すくみ中だけでなく,直前にもみられたため,先行する情動刺激への反応であると考えられた.しかし,これは,不安に伴う扁桃体の過活動による交感神経の反応とは異なるメカニズムと思われた.病態生理は不詳であるが,辺縁系の過活動が,呼吸の自動的なコントロールを瞬間的に妨げていることが推察された.すくみ足に関連した呼吸異常は,進行期のパーキンソン病患者の臨床的な特徴のひとつかもしれないことが示唆された.本研究の結果は,すくみ足と関連した情動を反映する呼吸応答を可視化できるという意義がある.呼吸パターンの変化を捉えることは,心理面の影響を考慮した「すくみ足の新たな評価方法」であり,すくみ足を有する患者の情動の問題に対処するために有用な情報を提供し,実際の生活場面におけるすくみ足の予防と克服に繋がる可能性がある.予定通り,データサンプリングに取り掛かり,一部の被験者のデータ収集を終えた.それらのデータを分析した結果,すくみの直前,すくみの最中の,数秒間の高肺気量位での無呼吸状態と特徴付けられる,呼吸パターンの突然の変化を観察することができた.今後,更にサンプル数を増やすことや,すくみ足の定量化を行っていく必要があるが,ここまでの結果は,仮説を裏付ける可能性がある.データサンプリングが順調にできつつある背景として,以下が考えられる.第一には,被験者として協力可能な候補者を確保できていたこと.第二に,情動刺激は物理的環境と異なり一定ではないため,実際の生活場面において,情動刺激に暴露してすくみ足を誘発できるかどうかが,データ収集におけるハードルとなると予想していた.しかし,我々は,先行研究において,すくみ足の誘発への情動の関与が推定される屋外の状況を明らかにしており,また,被験者から,過去のすくみ足の経験を十分に聴取して,事前に情動ストレスがすくみの誘因になっている状況を推定できていたこと.第三に,予備研究を通して,ウェアラブル呼吸センサーの使用に習熟できており,データ収集に関する技術的な問題がなかったこと,第四に,再測定が必要になった場合,同じ日のうちに実施することは困難であるため,やり直しが必要になることも想定して,データ収集可能日を複数設定していたことが挙げられるしかし,歩行分析システムWALK-MATE VIEWERとの併用に関しては,一部データを収集できたが,情動との関係については分析途中である.情動が,歩行パラメータとしてどのようなすくみ足の特徴をもたらすかを調べるために,歩行分析システムWALK-MATE VIEWER(両足部と腰部に装着したウェアラブルセンサーで加速度と角速度を計測し,それに基づいて足部と腰部の軌道を算出)を使用して,実際の生活場面においてすくみ足を定量的に評価する.当初計画では,すくみ足を加速度と歩行率で捉えることを計画していたが,ストライド長,ストライド周期,歩行速度の減少,両脚支持時間の増加ならびにすくみ指数から同定する予定である.また,系列効果(徐々に歩幅が狭くなる現象),左右脚の非対称性などのすくみ足と関連する諸現象を客観的な情報として示して,より正確な同定を可能にする.一方,呼吸パターンの測定において,一部の被験者において,すくみ足から解放直前には,大きな呼気が観察された.この歩行再開前の深い呼気は,高肺気量位で保持されている状態から解放するための,呼吸の意識的なコントロールであり,結果として,辺縁系への過負荷をリセットしていると推察された.これは,すくみ足から脱却するための戦略として行われている可能性があり,情動の問題に対処するために有用な情報を提供されるように,今後,このことを確かめていく予定である.研究の成果の具体的内容:パーキンソン病症例に対して,すくみ足に伴う呼吸の変化の特徴を調査した.呼吸パターンの測定は,Hexoskinウェアラブルベストを使用し,胸部呼吸運動,腹部呼吸運動を測定した.

これは,respiratory inductance plethysmographyを用いている.すくみ足を認めない歩行時には,呼吸運動は規則的であった.しかし,すくみの直前,すくみの最中には,呼吸パターンの突然の変化が認められた.呼吸パターンの異常は,数秒間の高肺気量位での無呼吸状態と特徴付けられた.意義と重要性:情動刺激がすくみ足の誘発や程度の増強に影響していることはよく知られているが,これまで,実際のすくみ足の状況に情動が関与しているかどうかを判断することは困難であった.すくみ足に呼吸困難を伴うことを臨床上しばしば経験し,情動と呼吸には関連があることもよく知られていることから,一部のすくみ足には,情動に関連する呼吸の変化を伴う可能性があると仮説を立てていた.呼吸の変化は,すくみ中だけでなく,直前にもみられたため,先行する情動刺激への反応であると考えられた.しかし,これは,不安に伴う扁桃体の過活動による交感神経の反応とは異なるメカニズムと思われた.病態生理は不詳であるが,辺縁系の過活動が,呼吸の自動的なコントロールを瞬間的に妨げていることが推察された.すくみ足に関連した呼吸異常は,進行期のパーキンソン病患者の臨床的な特徴のひとつかもしれないことが示唆された.本研究の結果は,すくみ足と関連した情動を反映する呼吸応答を可視化できるという意義がある.呼吸パターンの変化を捉えることは,心理面の影響を考慮した「すくみ足の新たな評価方法」であり,すくみ足を有する患者の情動の問題に対処するために有用な情報を提供し,実際の生活場面におけるすくみ足の予防と克服に繋がる可能性がある.予定通り,データサンプリングに取り掛かり,一部の被験者のデータ収集を終えた.それらのデータを分析した結果,すくみの直前,すくみの最中の,数秒間の高肺気量位での無呼吸状態と特徴付けられる,呼吸パターンの突然の変化を観察することができた.今後,更にサンプル数を増やすことや,すくみ足の定量化を行っていく必要があるが,ここまでの結果は,仮説を裏付ける可能性がある.データサンプリングが順調にできつつある背景として,以下が考えられる.第一には,被験者として協力可能な候補者を確保できていたこと.第二に,情動刺激は物理的環境と異なり一定ではないため,実際の生活場面において,情動刺激に暴露してすくみ足を誘発できるかどうかが,データ収集におけるハードルとなると予想していた.しかし,我々は,先行研究において,すくみ足の誘発への情動の関与が推定される屋外の状況を明らかにしており,また,被験者から,過去のすくみ足の経験を十分に聴取して,事前に情動ストレスがすくみの誘因になっている状況を推定できていたこと.第三に,予備研究を通して,ウェアラブル呼吸センサーの使用に習熟できており,データ収集に関する技術的な問題がなかったこと,第四に,再測定が必要になった場合,同じ日のうちに実施することは困難であるため,やり直しが必要になることも想定して,データ収集可能日を複数設定していたことが挙げられるしかし,歩行分析システムWALK-MATE VIEWERとの併用に関しては,一部データを収集できたが,情動との関係については分析途中である.情動が,歩行パラメータとしてどのようなすくみ足の特徴をもたらすかを調べるために,歩行分析システムWALK-MATE VIEWER(両足部と腰部に装着したウェアラブルセンサーで加速度と角速度を計測し,それに基づいて足部と腰部の軌道を算出)を使用して,実際の生活場面においてすくみ足を定量的に評価する.当初計画では,すくみ足を加速度と歩行率で捉えることを計画していたが,ストライド長,ストライド周期,歩行速度の減少,両脚支持時間の増加ならびにすくみ指数から同定する予定である.また,系列効果(徐々に歩幅が狭くなる現象),左右脚の非対称性などのすくみ足と関連する諸現象を客観的な情報として示して,より正確な同定を可能にする.一方,呼吸パターンの測定において,一部の被験者において,すくみ足から解放直前には,大きな呼気が観察された.この歩行再開前の深い呼気は,高肺気量位で保持されている状態から解放するための,呼吸の意識的なコントロールであり,結果として,辺縁系への過負荷をリセットしていると推察された.
滑らかな入力信号の場合における連続時間系のインパルス応答の同定に関する研究

通常、離散時間でサンプリングされた入出力データから、システムのインパルス応答モデルの同定を行うとき、サンプリング周期を小さく取った場合、あるいは、滑らかな入力しか許されない場合には、同定問題は悪条件となり、最小二乗推定は不安定になりやすい。本研究では、このような場合において、システムの入出力データのサンプル値から連続時間インパルス応答モデルを同定する有効な手法をした。我々は、時間領域で等間隔に配置され、かつ同じ幅のガウシャン基底関数から構成されるGRBFN(Generalized Radial Basis Function Network)を用いて、インパルス応答を近似する。普通、基底関数間の中心距離はサンプリング間隔の数倍となるので、より少ないパラメータでインパルス応答モデルを推定することができる。しかも、GRBFNのパラメータの最小二乗推定値が数値的に安定になりやすく、インパルス応答の平滑な同定が可能となる。現実には、基底関数間の中心距離と基底関数幅をいかに設計するかが問題となるが、本研究はシャノンのサンプリング定理および推定されたインパルス応答のフーリエ変換解析に基づいた方法を提案した。すなわち、ガウシャン基底関数をサンプリング関数とみなして、推定されたCTIRのナイキスト周波数以上の周波数成分のエネルギー(基底関数の間隔を大きく取りすぎることによる繰り返しスペクトルのオーバーラップ、または、基底関数の間隔を密に取りすぎること(悪条件)による高周波振動)が最小となるように基底関数間の中心距離などを選ぶ。提案した手法は、システム信号のサンプリング周期の選定が比較的容易であり、一般にサンプリング周期は十分に小さく取ればよい。なお、提案した手法の有効性はシミュレーションを通して明らかにした。本研究の成果は、論文として、計測自動制御学会論文集に公表しており、査読者から好評を頂いた。