hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジア太平洋地域の大学建築デザイン教育における国際性と地域性に関する国際比較研究

大学における建築デザイン教育の世界的な過渡期という背景を踏まえて、アジア太平洋地域の大学における建築デザイン教育をカリキュラム、スタジオ教育の内容、人材とネットワーク、施設と設備といった観点から国際比較を行なった。具体的には、ロサンゼルス、メルボルン、シンガポール、香港、台湾、韓国の6つの都市や地域から、建築学科を持つ大学を複数ずつ選び、現地訪問し、建築デザイン教育の中心的教員へのヒアリング、スタジオや講評会への参与観察、学生作品の分析、施設見学などを行なった。各大学における独自の取り組みの実態、施設整備やカリキュラムにおける国別の違い、同一都市地域内での差別化と協力関係の実態を明らかにした。昨年度は、アジア太平洋地域の中でも建築デザイン教育先進国と言える、アメリカ、オーストラリア、シンガポールを中心に教育環境の視察、現地教員へのヒアリング等を行った。7月に訪問したロサンゼルスでは、UCLA建築都市デザイン学科における新設のポストプロフェッショナルプログラムである「Suprastudio」のカリキュラム、スタジオ教育のテーマ、教育施設である「IDEAS Campus」について実態を調査した。同じくロサンゼルスに立地するアカデミー型の南カリフォルニア建築大学(SCI-Arc)も訪問し、教育施設の視察を行った。11月に訪問したメルボルンでは、総合大学であるメルボルン大学、ポリテクニーク型の王立メルボルン工科大学(RMIT)、さらには新設の建築デザインプログラムであるモナシュ大学を訪問。それぞれにおいて大学院建築デザインプログラムを主導する学部長へのヒアリング、教育環境の視察、さらには学生の課題発表などを視察した。メルボルン大学、RMITはともに新しい教育施設を建設し、教育環境の充実化による競争力向上の実態がうかがえた。11月に訪問したシンガポールでは、シンガポール国立大学(NUS)と、新設4年目のシンガポール技術デザイン大学(SUTD)を訪問。教育環境の視察、カリキュラムの実態について担当教員からヒアリングを行った。これら三都市の視察において、国際間競争への意識もさることながら、国内や都市内における他大学との競合、住み分け、さらには各大学の学内、学外的リソースから導き出される拠点戦略の実態が発見できた。また国際的な動向として、いずれの都市においてもデジタルファブリケーションというデザインとものづくりをつなぐ新しい技術を組み込んだ教育への取り組みに着手したところで、我が国が若干立ち遅れている分野への他国、他大学の動向が具体的にうかがえたことが大きな収穫である。本研究で予定しているアジア太平洋地域の拠点都市、それぞれの都市に立地する主要大学における教育キーパーソンへのヒアリング、教育環境視察を行っているが、概ね順調である。南カリフォルニア大学については近年、学長が交代したため、新たな学長に対して大学の教育方針とプログラムの方向性についての再度渡航し、追加ヒアリングをする必要があると考えている。今年度は、韓国、台湾、香港について現地調査(インタビューと視察)、文献調査を行った。8月、11月、2月、3月には、韓国で現地調査を行い、釜山市の釜山国立大学校、東義大学校、釜慶(プキョン)国立大学校、及びソウル市の弘益大学校、延世大学校、高麗大学校へのインタビューと教育環境視察を行なった。韓国は、2002年以来、国際建築家連盟(UIA)の建築教育に関する国際標準に合わせるべく、建築工学(4年)と建築デザイン(5年)を分けているが、約15年が経過し、建築デザイン教育の5年という期間について見直しを含む議論が始まっている。1月には台湾を訪問し、台北市にある實践大学、銘傳大学、淡江大学、さらには台中の東海大学を訪問した。台湾も韓国に先立ち、建築デザインは5年教育を採用しているが、韓国とは異なり、五年教育を生かして、特に卒業研究を行う最終学年の前に当たる4年生に対して各大学で特徴的な教育プログラムを組み立てている。また、IoTといった情報技術を組み込んだ「インタラクティブ環境」に取り組むスタジオが各大学1つ程度あったことは興味深い傾向である。原寸家具や建築の一部など、グループワークで取り組む「ものづくり」を教育に組み込んでいるのも台湾の一つの傾向として発見できた。5月、2017年3月には、香港を訪問し、香港大学、香港中文大学、香港理工大学デザインスクールを訪問。香港は4年間の学部課程と2年間の大学院課程である。これらすべての大学において国際色豊かな教員構成、スタジオのテーマもコンビューター、海外都市開発、香港に根ざした住宅開発など、教育の多様性が確保されていた。また、香港中文大学、香港理工大学については新しい校舎を持っているが、それぞれに新しい教育の取り組みが展開できる環境が整備されていた。今年度は、我が国の隣国である韓国、台湾、さらには香港における主要大学へのヒアリングの実施と教育環境視察を計画している。アポイントメントは昨年度の段階で概ね取れているので、具体的な質問項目の見直し等を含めて、細かい調整を行っているところである。また、昨年度調査訪問した各大学の教育実態の比較検討のための整理等を行っていく予定である。また、本年度は日本における主要大学への訪問調査も行い、海外他大学との比較も行いたいと考えている。

現時点までの本研究にかかわる調査の中で、特に教育環境と教育プログラムの中での具体的な運用方法など、教育環境とプログラムとのより詳細な調査研究の必要性も検討したいと考えている。建築デザイン物品に関する使用を次年度に繰り越したため。本年度、研究対象とする教育施設のデータの保管のための物品および必要資料の購入に充てる予定である。
リンパ球機能分子発現評価による膠原病に対するB細胞標的療法フローチャートの確立

近年、全身性エリテマトーデス(SLE)において、活性化B細胞は病態形成において中心的な役割を果たすことが解明され、B細胞を標的とした治療法の有用性が報告される。しかしながら、B細胞標的療法の予後予測や再燃予知、再燃時の戦略に関する情報は未だ極めて乏しい。本研究では、申請者らがパイロットスタディで行ってきた抗CD20抗体リツキシマブをはじめ、ヒト化CD20抗体オクレリズマブ、ヒト型CD20抗体オファツズマブ、抗CD22抗体エプラツズマブやSyc kinaseなどのB細胞標的療法の治療前後のリンパ球表面機能分子の発現(3-4カラー染色)および遺伝子プロファイル(DNAマイクロアレイ、遺伝子ネットワーク解析など)を長期にわたり検討することにより、1)どのような症例でより長期に有効であるか、2)長期経過観察での再燃予測3)再燃症例の特徴と有効な対処法の確立を行うことである。これらの検討の結果を踏まえてB細胞標的療法における治療フローチャートの策定を行う。B-T細胞間相互作用を制御するCTLA4-Ig複合蛋白アバタセプト、抗BLyS抗体ベリムマブ、TACI-Ig融合蛋白アタシセプトなどの治療にも適応し検討する。申請者らは、ACR診断分類でSLEと確定診断され、しかもステロイド大量療法をはじめ、シクロホスファミド大量間歇静注療法といった様々な既存治療に抵抗性でBILAGスコアにおいてカテゴリーAを1つ以上有する、治療抵抗性SLE20症例に対し、大学倫理委員会承認のもとインフォームドコンセントを文書取得しリツキシマブを投与した。その後、その臨床的有用性をBAILAG、SLEDAI、厚生労働省活動性基準などにて検討するとともに、投与前、28日後、2年後および再燃時の血清、リンパ球、全血RNAを凍結保存しており、これらの臨床検体に関して臨床的長期評価とともに下記の検討を加える。
固液界面を反応場として用いた有機結晶成長の完全制御と電子デバイスへの応用

本研究では、固液界面反応場におけるルブレン・グラフェン等の有機結晶の成長過程の制御とその電子デバイスへの応用に関する研究を、原子間力顕微鏡などの原子レベル構造解析手法を用いて、行った。ルブレン結晶に関しては、デバイス応用に資するほぼ完全な結晶が得られ、一方、グラフェンに関しても高品質なグラフェン単結晶膜をシリコン基板上に作製することに成功し、また、その電子物性を制御する方法を確立した。高キャリア移動度の有機結晶の製造及びそれを用いた電子デバイスの高性能化を目的として、固液界面を用いて、有機結晶の成長制御及び結晶表面の構造評価を行った。有機結晶成長と表面構造評価に関して、有機低分子(ルブレン等)をメインターゲットとして、研究を行うのみならず、新たに、グラフェン(炭素原子が網の目状に配列した二次元巨大有機結晶)が、一種の固液界面反応場で作製することが可能であり、また非常に高いキャリア移動度を有する可能性が高いことからグララェンに関する研究も本研究で行うこととなった。(A.有機低分子の結晶成長と表面構造評価)固液界面を用いた結晶成長法により代表的な有機単分子結晶であるルブレンの高品質な結晶成長に成功し、AFM・共焦点レーザー顕微鏡による表面観察結果から、表面が原子レベルで超平坦であることを明らかとした。(B.グラフェンの結晶成長と評価)ガスソース分子線エピタキシー法によりSi基板上に成長させたSiCエピタキシャル薄膜の高温加熱によるグラフェンのエピタキジャル成長を試みた。原子間力顕微鏡・透過電子顕微鏡・原子間力顕微鏡法による原子レベル構造評価により、確かにグラフェンがSi基板上に直接成長されていることを明らかにした。また。Raman分光法により、このグラフェンが非常に強い格子一電子構造をゆうしていることも明らかにした。この結果は、本手法によるグララェン成長が次世代電子デバイスにとって有望な半導体成長法となり得ることを示唆する。高いキャリア移動度を有する有機結晶(ルブレン、グラフェン等)の製造およびそれを用いた電子デバイスの高性能化は、注力して行うべき研究分野である。このような研究背景から、申請者は、本若手研究(B)において、固液界面を反応場として用いて、有機結晶の成長制御及び結晶表面の構造評価を行うことを本研究の目的として設定している。本年度は特に、炭素原子の網の目状にsp2炭素原子が二次元ネットワーク配列しているグラフェンに注目して研究を行い、有機結晶の構造と電子物性との関係を明らかにし、高性能な有機電子デバイスの設計指針を得ることとした。本年度は、有機結晶(特にグラフェン)の結晶成長と評価を行うために、下記の具体的な研究項目の検討を行った;(1)グラフェンの結晶成長の機構解明:成長のパラメータとして、(a)成長温度(b)基板面方位の二点に注目した。その結果、(a)成長温度の最適化に成功し、グラフェンの高品質化成功した。また、(b)基板面方位について、Si(111)面・Si(100)面・Si(110)面上のSiC薄膜の最適化を行った上で、それぞれの表面上にグラフェンをエピタキシャル成長させることに成功した。その結果、面方位によりグラフェンの界面構造を変調させることが可能なことを、X線光電子顕微鏡(XPS)及び低速電子線回折(LEED)により原子レベルで明かにした。以上の得られた成果は、グラフェンを用いた電子デバイスの実現を大きく前進させるものであり、beyond CMOS材料としてのグラフェンの有用性を示した初めての成果である。
脳血管障害から認知症に至る危険因子とアルツハイマー病関連因子との相互作用の解明

脳血管障害から認知症に至る危険因子とアルツハイマー病関連因子との相互作用を認知機能と遺伝子から解明した。認知機能検査では、脳血管障害の論理的記憶の「記憶錯誤」と、アルツハイマー病の単語再認の「虚再認」とを検討し、記憶機能の詳細を明らかにした。脳血管障害のDNA検体のPPP2R2B遺伝子のSNPs解析では、アルツハイマー病と共通してPPP2R2Bがリスク遺伝子であるという結果であった。物忘れを訴える高血圧のフォローアップ症例に実施したHDS-R・MMSE・ND test・Strooptest・Raven's Coloured Progressive Matrices (RCPM)の個々の認知機能検査データの総得点のみならず下位項目の成績存を詳細に検討した。また神経心理学的症候、脳血管障害に関する危険因子の指標として動脈硬化度のチェック、脳磁図および脳画像検査による脳機能や脳内病変の探索、等の臨床データを収集し、経時的な診断分類をおこなった。そして、この認知機能検査データとそれ以外の臨床データとを併せて、認知症への進展の有無あるいは進展速度を比較検討したところ、認知症の早期発見に鋭敏な項目は、ND Testでのみ評価し得る論理的記憶に関連する物語記憶での虚再生の有無であることが示唆された。今後、さらに、認知症の早期発見に役立てるため、HDS-R・MMSEの単語再生での虚再生およびRCPMの誤答パターンを検討する。血管性認知障害から認知症に至るリスク遺伝子の解明という本研究への協力同意を得た後、高血圧を合併する症例の末梢血採取を開始した。このサンプル収集は次年度前半まで継続する。同時に、その血漿およびDNAを抽出し、遺伝子多型ゲノタイピングを開始した。そして、認知症への進展の有無あるいは進展速度と、血漿マーカーとの相関、およびアルツハイマー病の発症関連因子として検出されているリスク遺伝子多型との関連、すなわちアポリポ蛋白遺伝子、第8凝固因子遺伝子、ホモシステイン遺伝子、アルデヒド脱水素酵素遺伝子などを対象としたリスク遺伝子多型との関連を比較検討中である。近年、アルツハイマー病と脳血管性認知症のリスクの共通している部分が大きい事が話題になっているが、不明な点も多い。これらのデータはこの点について重要な知見を明らかにすると思われる。脳血管性障害から認知症に至る危険因子とアルツハイマー病関連因子との相互作用を解明するため認知機能と遺伝子とから研究した。■認知機能研究:物忘れを訴える循環器内科のフォローアップ症例にHDS-R・MMSE・NDテスト・Raven's Colored Progressive Matrices(RCPM)を実施した。脳画像検査から脳血管障害診断を行い、脳血管認知症への進展の有無を検討の上、認知機能検査データの総得点および下位項目の誤答パターンを解析した。認知症の早期発見に鋭敏な課題項目を検討した結果、HDS-R・MMSEの「単語再生」での虚再生よりもNDテストの論理的記憶に関する「物語再生」での「記憶錯誤」「作話」がより認知症への発症予見に鋭敏であることが示された。さらに前頭葉機能を評価するRCPMの総得点と誤答パターンも検討した。別途、アルツハイマー病患者に実施したADASの「単語再認」課題での「虚再認」を検討し、脳血管性認知症も含めた認知症の発症リスク予測を検討した。■遺伝子研究:これまでアルツハイマー病について21番染色体ゲノムスキャンを行い、リスク遺伝子としてDYRK1Aを得、またDNM2についてもアルツハイマー病の関連解析で有意という結果、網羅的アルツハイマー病脳発現解析から得られた候補遺伝子PPP2R2BについてもSNP解析で有意な結果を得た。脳血管障害については認知知機能検査実施後に研究協力への書面による同意を取得後、遺伝子採血をして、脳血管障害のDNA検体の解析を行い、PPP2R2B遺伝子のSNPs解析では脳血管障害でもアルツハイマー病でも共通してPPP2R2Bがリスク遺伝子というプレリミナリーな結果から、アルツハイマー病と脳血管障害の共通メカニズムの存在が示唆された。
先端情報技術を活用した生産性管理データ収集,分析システムの構築に関する研究

本研究は無線情報技術を用い,労働者の生産性管理データを自動的に収集・分析するシステムの構築を行うものである.無線通信技術(ZigBee規格)と三軸加速度センサーを用いて,実際の工事現場で作業している労働者の位置情報および作業状況を自動的に収集し,これらの技術で得られたデータにもとづいて生産性分析を行うシステム(生産性管理データ収集・分析システム)を構築した.本研究は無線情報技術を用い,労働者の生産性管理データを自動的に収集・分析するシステムの構築を行うものである.無線通信技術(ZigBee規格)と三軸加速度センサーを用いて,実際の工事現場で作業している労働者の位置情報および作業状況を自動的に収集し,これらの技術で得られたデータにもとづいて生産性分析を行うシステム(生産性管理データ収集・分析システム)を構築した.平成21年度の研究では無線情報技術を用い,労働者の位置と動向をリアルタイムで把握し,労衝者の生産性データを自動的に収集・分析するシステムの構築を行った.労働者の位置情報取得にはGPS電波の届かない室内や地下空間等でも活用できること等を考慮し,ZigBee規格を採用した試作端末と運用ソフトウェアの開発を行った.労働者の作業状況の把握は加速度データ,労働者の位置,作業時間および労働者属性から総合的に判断することとした.これら4つの情報から,既往研究にて構築した生産性区分(直接的に生産性に寄与する動作を行なっていたか,移動していたか,材料や工具等を運んでいたか,図面や仕様書等を読む作業を行なっていたか,休んでいたか,等の作業状況のカテゴライズ)に分類する判別基準の構築を行い,建設現場における実証実験を行った.実験では,ZigBeeの通信電波強度調整を行ったところ,労働者に装着した端末(ZED)が最も近くない受信端末(ZR)へ接続し,正しい位置が得られなかった割合が約15%見られた.概ね良好な結果と考えられるが,本来接続するべきではない特定のZRと接続してしまうケースが多かった.これは,特定のZRの設置位置がネットワーク構成上他のZBより上流側に位置していたためと考えられる.この問題は、時系列の位置データ取得のための定期的な接続切断の際,ネットワーク全体の接続を切断するのではなくZEDとZRの間の接続のみ切断することによって解決できる.また,労働者の作業状況判別基準の実用性検証のため,労働者に装着したZigBee発信端末と加速度センサーのデータから自動判別した生産性区分と,調査員が手作業でワークサンプリングを行った結果を照合したところ,判別基準に実用性があることが確認された.平成22年度の研究では引き続き端末・ソフトウェアの改良と建設現場におけるデータ取得実験を行い,これらのシステムの洗練を図る.平成22年度の研究では前年の成果を踏まえて,作業員の作業情報(生産性管理区分)の自動判別システムの構築を行った。そのプロセスは下記のとおりである。1.作業員属性,位置,動作加速度,動作加速度の周波数特性,時刻の情報を統合するシステム構築2.上記1.かち生産性管理区分を自動判別するアルゴリズムを構築3.作業員にデータ取得端末を装着し,建設現場でデータ取得4.同時に,調査員によるワークサンプリングを実施5.上記3.のデータからの自動判別結果と4.の結果の比較6.上記5.の結果から誤判別のパターンを抽出し,上記2.のアルゴリズムのブラッシュアップ7.以後,上記2,から6までを繰り返すその結果,本研究で目標としていた自動判別システムの構築は完了することができた。なお,現段階の判別精度であるが,作業に直接寄与する"Direct Work"や,生産性に寄与しない"Break"の判別精度は9割を超える程度と高かったが,その他,"Travel(移動)","Wait(待機)"などの区分については5割程度となっている。これは,今後も上記のプロセスで現場における実験を繰り返すことで改善が可能である。同時に、本年度は作業員に装着する端末の開発も進めた。昨年度まで活用していた端末は位置情報を取得する端末と加速度情報を取得する端末がそれぞれ独立していたが,これを一体化し,データ取得時間の延長と小型化,データ抽出作業の簡便化を図った。この端末が完成したことで,今後の現場実験における効率性が飛躍的に向上することが期待できる。
動的分子認識システムに基づく触媒的分子変換反応の開発

本年度の研究では、ホウ酸エステル形成に基づく動的自己組織化の一般化および構築した動的ホスト分子を活用した選択的分子変換反応への展開を目的に研究を行った。まず、1,3,5-ベンゼントリスボロン酸とテトラオールとをメタノール溶媒中で混合したところ、ゲスト分子を積極的に添加せずとも3分子のテトラオールと2分子のトリスボロン酸とからかご形ボロン酸エステルの自己組織化が進行することを見出した。このとき生成物の3つのテトラオール部位が全て同じエナンチオマーで構成されたものが単一のジアステレオマーとして得られた。また驚くべきことに、m-またはo-キシレンを添加したメタノール溶媒中で同様の自己組織化を試みると、1分子の異なるエナンチオマーを含んだかご型ボロン酸エステルが高ジアステレオ選択的に生成することを見出した。これは、ゲスト分子の形状を認識して二種のジアステレオマーがそれぞれ選択的に自己組織化していることを示す、非常に興味深い結果である。また、各種のナフタレンビスボロン酸を用いて同様にテトラオールとの自己組織化について検討を行った結果、適切なゲスト分子存在下で2分子のビスボロン酸と2分子のテトラオールとからなる大環状ボロン酸エステルが生成し、これが溶液中で電子不足な芳香族化合物を包接する能力を有することを見出した。これらの結果はこのホスト分子を選択的分子変換反応へと利用する際の重要な鍵となる成果である。これに加え、光機能性部位としてジアリールエテンを含んだビスボロン酸誘導体を用いた検討も行い、この場合にもゲスト分子存在下で大環状ボロン酸エステルが形成すること、しかもこれにより光異性化反応の量子収率が大幅に増大することも見出した。ホウ酸とアルコールとを混合すると平衡的にホウ酸エステルが生じ、特にアルコールとして1,2-または1,3-ジオールを用いた場合には対応する環状ホウ酸エステルが室温で速やかに、かつ高収率で生成することが知られている。今回我々は、この可逆的なホウ酸エステル形成を利用した自己組織化に基づく大環状ホウ酸エステルの構築を目的に検討を行った。その結果、インダセン骨格を有するテトラオールとp-フェニレンビスホウ酸を基質とし、反応溶媒としてメタノールを用いた場合には不溶性のポリマーを与えるのに対し、トルエン存在下同様の反応を行うと、不溶性のポリマーは全く得られずにテトラオールとビスホウ酸が二分子同士で環化した大環状ホウ酸エステル(以下[2+2]と示す)がほぼ定量的に得られることを見出した。またその単結晶を得ることに成功し、トルエンが一分子[2+2]内部に取り込まれていることをそのX線結晶構造解析により明らかにすることができた。更にベンゼン存在下において同様の反応を行うとポリマー、[2+2]は全く得られず、テトラオールとビスホウ酸が三分子同士で環化した大環状ホウ酸エステル(以下[3+3]と示す)を選択的に与えることも見出した。またこれら二つの大環状ホウ酸エステル間の相互変換が可能であることも明らかになり、ゲスト分子としてトルエンおよびベンゼンを用いることで二種類の大環状ホウ酸エステルを構築する動的自己組織化を実現することに成功した。さらに最近1,3,5-ベンゼントリスホウ酸を用いる系においても、3分子のテトラオールと2分子のトリスホウ酸からなるかご型環状ホウ酸エステルが生成することも見出し、現在この系について詳細な検討を行っている。まず、新たに様々なポリオールとビスあるいはトリスホウ酸との組み合わせに基づくホスト分子形成に関して適切なゲスト分子存在下で徹底的にスクリーニングを行った結果、ホウ酸化合物として1,4-ナフタレンビスホウ酸を用いた場合に、トルエン存在下でメタノール中においてテトラオールと混合することで、それらが2分子同士で環化した大環状ホウ酸エステル[2+2]がジアステレオ選択的に生成することが分かった。また、その単結晶X線構造解析から、ホスト分子がカラム状に並んだチューブ構造を取り、その中にゲスト分子であるトルエンが直線上に配置していることがわかった。このゲスト分子は減圧下加熱することにより除去することができ、また、トルエン蒸気にさらすことにより再びもとの構造に戻ることもわかった。この[2+2]は、溶液中でもDDQなどの電子不足な芳香族化合物と強い相互作用を持ち、両者を混合すると1HNMRスペクトルでホスト分子の化学シフトが大きく変化することがわかった。これまでの反応系ではこのような変化は観測されておらず、ナフタレン環を導入することによりゲスト分子との相互作用が大きく増大することを示す結果である。これにより取り込んだゲスト分子の選択的な活性化が可能になるものと考えられる。今後はナフタレン環にさまざまな置換基を導入しホスト分子とゲスト分子の相互作用の強化を目指すとともに、例えば光増感剤として反応に利用することを検討する予定である。また驚くべきことに、m-またはo-

キシレンを添加したメタノール溶媒中で同様の自己組織化を試みると、1分子の異なるエナンチオマーを含んだかご型ボロン酸エステルが高ジアステレオ選択的に生成することを見出した。これは、ゲスト分子の形状を認識して二種のジアステレオマーがそれぞれ選択的に自己組織化していることを示す、非常に興味深い結果である。また、各種のナフタレンビスボロン酸を用いて同様にテトラオールとの自己組織化について検討を行った結果、適切なゲスト分子存在下で2分子のビスボロン酸と2分子のテトラオールとからなる大環状ボロン酸エステルが生成し、これが溶液中で電子不足な芳香族化合物を包接する能力を有することを見出した。これらの結果はこのホスト分子を選択的分子変換反応へと利用する際の重要な鍵となる成果である。これに加え、光機能性部位としてジアリールエテンを含んだビスボロン酸誘導体を用いた検討も行い、この場合にもゲスト分子存在下で大環状ボロン酸エステルが形成すること、しかもこれにより光異性化反応の量子収率が大幅に増大することも見出した。
運動実践による自然免疫活性化の制御と肥満関連脂肪性肝疾患の進展予防

運動療法が非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)に対して有用である分子メカニズムは未だ解明されていない.転写因子Nrf2は,抗酸化ストレス防御機構の発動や自然免疫の活性化を制御する.マウスに高脂肪高ショ糖食を9週間摂取させ,運動実践を行う群と行わない群を設けて比較検討した.高脂肪・高ショ糖の摂取により,野生とNrf2KOの両マウスで肝脂肪量は増大し,NAFLDを呈していた.野性における運動実践はNrf2を活性化し,肝脂肪蓄積を改善したが,一方,Nrf2KOでは肝脂肪化の改善は認められなかった.運動実践はNrf2を活性化による肝脂質代謝の修飾を介し,肝脂肪蓄積の改善に関与することが示唆された.肥満は自然免疫系の活性亢進を特徴とする慢性の炎症障害であり,自然免疫系は肥満関連肝疾患の発生とその進展の病態に深く関与している.肥満関連肝疾患である非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の予防と治療には,食事・運動療法以外にコンセンサスが得られた方法はない.しかしながら,運動療法がNAFLDに対して有用であることの分子メカニズムは未だ解明されていない.一方,転写因子Nrf2は,抗酸化ストレス防御機構の発動や自然免疫の活性化を制御する司令塔である.本研究では,運動が転写因子Nrf2の賦活化により抗酸化ストレス応答を発揮し,炎症病態と酸化ストレスレベルの軽減により,NAFLDの予防と治療に有用であるとの仮説のもとに実験を進捗させた.本年度は,我々は転写因子Nrf2の活性化が体組成と肝脂肪の蓄積に影響を与えることを検討した.転写因子Nrf2の活性化が体組成と肝脂肪蓄積に及ぼす影響を解析した。WT,Nrf2KOに高脂肪食を9週間摂取させた.その後,8週間の運動実践を行う群と行わない群を設け,合計4群で比較した.小動物用腹部超音波装置、CTスキャンを用いて肝脂肪と体組成の変化を経時的に評価した。高脂肪食摂取により,Nrf2KOはWTに比して,皮下脂肪と内臓脂肪量は少量であったが,肝脂肪は増大し,肝脂肪の蓄積は顕著であった.WTにおける運動実践は肝と骨格筋のNrf2を活性化し,肝脂肪蓄積を顕著に改善した.しかし,Nrf2KOにおいては運動実践による肝脂肪化の改善は認められなかった.これらの結果より,肝と骨格筋のNrf2は高脂肪食による肝脂肪蓄積を抑止し,さらに,運動実践はNrf2を活性化によると考えられる肝脂肪酸代謝の修飾を介して,肝脂肪蓄積の改善に関与することが示唆された.運動療法が非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)に対して有用である分子メカニズムは未だ解明されていない.転写因子Nrf2は,抗酸化ストレス防御機構の発動や自然免疫の活性化を制御する.マウスに高脂肪高ショ糖食を9週間摂取させ,運動実践を行う群と行わない群を設けて比較検討した.高脂肪・高ショ糖の摂取により,野生とNrf2KOの両マウスで肝脂肪量は増大し,NAFLDを呈していた.野性における運動実践はNrf2を活性化し,肝脂肪蓄積を改善したが,一方,Nrf2KOでは肝脂肪化の改善は認められなかった.運動実践はNrf2を活性化による肝脂質代謝の修飾を介し,肝脂肪蓄積の改善に関与することが示唆された.肥満は自然免疫系の活性亢進を特徴とする慢性の炎症障害であり,自然免疫系は肥満関連肝疾患の発生とその進展の病態に深く関与している.肥満関連肝疾患である非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の予防と治療には,食事・運動療法以外にコンセンサスが得られた方法はない.しかしながら,運動療法がNAFLDに対して有用であることの分子メカニズムは未だ解明されていない.一方,転写因子Nrf2は,抗酸化ストレス防御機構の発動や自然免疫の活性化を制御する司令塔である.本研究では,運動が転写因子Nrf2の賦活化により抗酸化ストレス応答を発揮し,炎症病態と酸化ストレスレベルの軽減により,NAFLDの予防と治療に有用であるとの仮説のもとに実験を進捗させた.中年肥満男性に対して施行した減量のための運動療法では,介入前後において, VO2 max,adiponectinの増加,体重,腹部脂肪面積,体脂肪率,HOMA-IR,AST,ALT,ヒアルロン酸,フェリチン,TBARS,高感度CRP,Leptinの減少が認められた.また,末梢血白血球における各Nrf2標的分子の異物代謝酵素NQO1,抗酸化分子; HO-1,炎症因子; COX2の減少が認められ,運動による転写因子Nrf2の賦活化が誘導されること,Nrf2の活性化による自然免疫系の活性化抑止に関連した糖および脂肪の代謝機能の向上が誘導されるものと推測された.一方,動物実験では,高脂肪食にて作製した脂肪肝が,約2ヶ月間の野生マウスでは運動により改善するが,Nrf2欠失マウスでは改善しないことが判明している.運動はNrf2を活性化し,さらに,骨格筋はNrf2介在性に各種分泌蛋白を産生し,それらの一部には,異所性臓器脂肪の脂肪融解作用があるものと推測される.今後,本所見はNAFLDに関する運動療法のエビデンスを築いていく上で重要な研究成果である.運動が転写因子Nrf2を活性化し,抗酸化ストレス応答を発揮し,炎症病態と酸化ストレスレベルを改善することが判明し論文投稿中である.

動物実験については,トレッドミルテストを行い最大走行距離の測定にて,Nrf2の活性化が運動耐容能力を増大させることが判明したが,未だ背景に存在するメカニズムは解明出来ていない.運動療法が中年肥満男性において,転写因子Nrf2を活性化し,抗酸化ストレス応答を発揮し,炎症病態と酸化ストレスレベルを改善することが判明した.一方,動物実験においては,高脂肪食にて作製した脂肪肝が野生マウスでは運動により改善するが,一方,Nrf2欠失マウスでは消失しないことが判明している.今年度は,Nrf2介在性に生成される骨格筋由来の新規分子について探索研究を進めていく.Nrf2介在性に骨格筋で産生される新規分子について,トレッドミルテストを施行したマウスについて,あるいは培養骨格筋細胞について細胞ストレッチ装置を用いて,筋細胞の収縮を反復させる.トレッドミルテスト前後のマウス血液と骨格筋,あるいは培養上清と細胞ペレットを用いて,網羅的遺伝子解析とプロテオーム解析を行い,新規分子の同定を行う.
精密X線検出器が実現する宇宙化学反応研究の新展開

宇宙X線検出器として高分解能・高感度という優れた性能を示すTESカロリメータを、同じkeVエネルギー領域のビームエネルギーをもつ中性分子ビームの検出に応用する。特に静電型イオン蓄積リング中で再現する宇宙化学反応で生成される中性分子のエネルギー決定に焦点をあて、TESカロリメータの粒子検出器としての性能限界を明らかする。新学術領域「宇宙観測検出器と量子ビームの出会い。新たな応用への架け橋。」が志向する宇宙検出器の基礎科学分野への進展を強力にサポートすると共に、これまでの物理化学では存在しなかった検出効率100%での中性反応生成物の直接同定という新手法の確立を目指す。
酸化物を用いた交流型薄膜冷陰極素子の研究

交流薄膜冷陰極素子については着想以来、硫化物などの材料について電子放出を確認してきたが、その中で酸化物は他の材料と違った特異な放射特性を示すことが判明してきた。よって、本研究は、酸化物の電子放射についてより詳しく実験研究を行い、放射機構を明らかにすることを目的とした。第一年度(平成7年度)には、酸化亜鉛薄膜を加速層とする目的で、その製膜方法を検討し、間欠化成スパッタ法という新しい製膜法を考案した。また、オイルフリーなターボ分子排気系を導入することにより、これまでより一桁高い真空度での放射測定を可能とした。第二年度(平成8年度)には、新しくRFスパッタ装置を導入することにより、これまでより高品質の五酸化タンタルや、二酸化珪素の製膜が可能となった。これらの薄膜と、酸化亜鉛や電子ビーム法により蒸着した酸化イットリウム、酸化アルミニウム薄膜の電気的特性を測定して比較検討した。その結果、これら5種類の薄膜の中では二酸化珪素を電子加速層に、五酸化タンタルを電子ブロック層とする組み合わせの素子が最適と考えられたので、これを作製して、電気特性や電子放射の測定を行った。並行して、五酸化タンタルを電子ブロック層とし硫化亜鉛を加速層とする比較のための素子や、酸化亜鉛加速層の素子なども作製し放射特性を調べた。その結果、3種の加速層すべてについて電子放出を確認し、二酸化珪素の素子についてはその放射特性が他の酸化物薄膜よりも硫化物薄膜に近い放射特性を持つことが判明した。その主たる理由は、他の酸化物膜の素子では吸収電流が多いが、二酸化珪素では比較的これが少ない為と考えられる。しかし、二酸化珪素でも吸収電流が除き切れず、これが無効電流となって硫化物に比べて放射効率を著しく低下させている。よって、種類の豊富な酸化物を加速層に利用するためには不純物や格子欠陥などによるイオン電流を除くことが、必要である。本研究テーマの交流型薄膜冷陰極素子について着想以来、硫化物、酸化物、有機物等の材料について電子放出を確認してきたが、その中で、酸化物は他の材料と違った特異な放射特性を示す。本研究は、この酸化物膜の電子放射についてより詳しく実験研究を行い、その機構を明らかにするを目的とする。平成7年度については、素子の作製と過渡特性の測定装置を調えることを主たる計画とし、予定通りにこれを終えた。詳細を次の通りである。加速層の材料としては酸化亜鉛について調べることにした。これと電子ブロック層の五酸化タンタルの薄膜を作製するために、DCスパッタ法を改良した新しい製膜法(間欠化成スパッタ法と名付けた)を試み、金属をターゲットとして酸化物膜を効率よく製膜する事に成功した。また、放射測定はこれまで10^<-4>Pa台の真空度で行っていたが、オイルフリーな真空排気系を導入し、一桁高い真空度の測定システムを組み立てた。このようにして作製した酸化亜鉛薄膜を加速層に用いた素子について電子放射の測定を行い、放射を確認して学会などで報告をおこなった。平成8年度については、予定通り電子放射のダイナミックな特性の測定に入る。(これに備え、超高速電流電圧変換増幅器を平成7年度に購入した)酸化亜鉛加速層の素子について放射の過渡特性を測定し、これまでの静的測定の結果と併せて酸化物に特有な放射機構の解明を図りたい。また、各種の材料による放射性能の違いの原因や、放出電子のエネルギー分布測定も、今後の検討課題である。本研究テーマの交流

薄膜冷陰極素子については着想以来、硫化物、酸化物、有機物等の材料について電子放出を確認してきたが、その中で、酸化物は他の材料と違った特異な放射特性を示すことがこれまでに判明している。よって、本研究は、酸化物の電子放射についてより詳しく実験研究を行い、放射機構を明らかにすることを目的とした。前年度(平成7年度)には、酸化亜鉛薄膜を加速層とする目的で、その製膜方法を検討し、間欠化成スパッタ法という新しい製膜法により、金属ターゲットから酸化物膜を製膜することが可能となった。また、オイルフリーな真空排気系を導入することにより、これまでより一桁高い真空度(10^<-5>Pa台)での放射測定を可能とした。平成8年度には、新しくRFスパッタ装置を導入することにより、これまでより高品質の五酸化タンタル薄膜や、新たな素子材料として二酸化珪素の作製が可能となった。これらの薄膜と、酸化亜鉛や電子ビーム蒸着法により作製した酸化イットリウム、酸化アルミニウム薄膜の電気的特性を測定して比較検討した結果、これら5種類の薄膜の中では二酸化珪素を電子加速層に、五酸化タンタルを電子ブロック層とする組み合わせが良いと言う結論になり、そのような素子を作製して、電気特性や電子放射の測定を行った。その結果、電子放出を確認し、また、この素子の場合、他の酸化物薄膜を電子加速層に用いた素子とは異なり、放射特性が硫化物薄膜を用いた素子に類似した特性となることが判明した。よって、結論として、酸化物膜の特異性は格子欠陥などに起因し、これより発生する電導性が影響していると考えられる。
最適経済成長理論による道路整備と環境負荷軽減技術への最適投資配分の検討

1.自動車交通に起因する環境問題解決のための最適経済成長モデルの開発昨年までに,これまでの環境問題対策評価のために用いられてきた最適成長モデルの整理を行った.それらを踏まえ,自動車交通に起因する環境問題対策を評価する上で必要となる,道路投資と環境技術開発への投資との最適バランスを検討するための最適成長モデルの開発を行った.なお,特にここでは,現時点で実質的に道路投資の水準を決定する際の指標となっている社会的割引率を明示的に示すことにより,今後社会的割引率をいかに改訂してゆけば良いのかを議論するためのフレームを構築することができた.2.最適経済成長モデルを用いた数値シミュレーションによる最適社会的割引率の導出続いて,1で構築した最適経済成長モデルを用いて,数値計算を行った.それでは,定常状態における評価となっているが,環境への影響を考慮に入れた上で,最も適切な経済成長の水準を導出したとともに,経済成長の原動力となる交通社会資本ストックの水準を明らかにした.交通社会資本ストックの水準を決定する要因は,実質的に社会的割引率であり,社会的割引率を今後どの程度改訂してゆけば良いのかを具体的に示した点が本研究の成果である.しかし,本研究の枠組みは,定常状態での評価にとどまっており,定常状態に至る経路上の評価について今後研究を行う必要がある.1.環境問題への最適経済成長理論の適用に関する既存研究の整理道路あるいは自動車に起因する環境問題を取り上げる前に,まず,現在までに最適成長理論を用いて環境問題を検討している既存研究の整理を行った.そこでは,環境問題を(1)枯渇性資源管理の問題,(2)外部不経済問題の大きく二つに分け,既存研究を整理できることを示した.また,その結果から,本研究で扱おうと考えている,道路あるいは自動車に起因する環境問題は,基本的には外部不経済の問題であるが,しかし,例えば地球温暖化の問題等は不可逆的な要素があると考えると,枯渇性資源管理問題で出された知見も重要となる可能性のあることを明らかとした.2.自動車交通に起因する環境問題解決のための最適経済成長モデルの開発既存研究の整理を受けて,本研究で目的としている自動車交通に起因する環境問題に対応する上で,道路投資と環境技術開発への投資との最適バランスを検討するための最適成長モデルの開発を行った.これらのモデルから得られた理論的知見は,現状の道路投資は,将来の最適水準から見ると過大投資の傾向となっており,環境問題への配慮を考えた場合,環境技術を高めるような投資を行っていく必要のあることが示された.しかし,具体的な施策の提言にまでは踏み込めておらず,来年度,本モデルを用いて数値シミュレーションを実施していく予定である.1.自動車交通に起因する環境問題解決のための最適経済成長モデルの開発昨年までに,これまでの環境問題対策評価のために用いられてきた最適成長モデルの整理を行った.それらを踏まえ,自動車交通に起因する環境問題対策を評価する上で必要となる,道路投資と環境技術開発への投資との最適バランスを検討するための最適成長モデルの開発を行った.なお,特にここでは,現時点で実質的に道路投資の水準を決定する際の指標となっている社会的割引率を明示的に示すことにより,今後社会的割引率をいかに改訂してゆけば良いのかを議論するためのフレームを構築することができた.2.最適経済成長モデルを用いた数値シミュレーションによる最適社会的割引率の導出続いて,1で構築した最適経済成長モデルを用いて,数値計算を行った.それでは,定常状態における評価となっているが,環境への影響を考慮に入れた上で,最も適切な経済成長の水準を導出したとともに,経済成長の原動力となる交通社会資本ストックの水準を明らかにした.交通社会資本ストックの水準を決定する要因は,実質的に社会的割引率であり,社会的割引率を今後どの程度改訂してゆけば良いのかを具体的に示した点が本研究の成果である.しかし,本研究の枠組みは,定常状態での評価にとどまっており,定常状態に至る経路上の評価について今後研究を行う必要がある.
マウスを用いた実験白癬:真菌感染の慢性化と即時型および遅延型過敏反応の関係

マウスに白癬菌の浮遊液を閉鎖密封することにより実験白癬を作成し、初感染および再感染の経過を肉眼的・組織学的に観察した。マウスの実験白癬は本邦では初めてであり意義深いが、今後の研究の進展のためには、より経過の長い白癬モデルの作成が望まれる。1.マウスを用いた実験白癬の作成方法(3)“オ-キューバン(ニチバン)"のガ-ゼの部分(9mm×7mm)に菌浮遊液を20μl含ませてマウスの背部に当て“Tegaderm(3M)"で被覆し24時間密封した。2.初感染24時間後から接種部位に長方形の紅斑がみられ、2日後、3日後には鱗屑が付着した。組織学的に角層下に好中球が集積し、真皮全層に多核白血球・単核細胞が浸潤していた。炎症のピークは24時間後から2日後で、3日後まで菌糸状の菌要素が角層あるいは毛曩内の角質に確認できた。3.再感染(初感染の1週間後に、初感染時に接種していない部位に再び菌を接種した)初感染と同様の炎症が出現したが、白癬菌の菌糸状の発育が比較的弱く、菌要素が組織学的に確認されたのは24時間後までであった。白癬菌が初感染に比べてより速やかに角層から排除されたと考えられる所見であった。
ＣＴＡ大口径望遠鏡用分割鏡制御システムの開発とガンマ線バーストの解析

ガンマ線バーストはビッグバン後宇宙最大の爆発現象と呼ばれ、約50年前に発見されて以来電波からガンマ線に至る幅広い波長帯で観測されてきた。発生条件や一部電磁波の放射機構などは徐々に解明されつつあるが、いまだに未解明の部分が多い天体である。さらなる解明のためには新しい切り口の観測が必要である。CTA(Cherenkov Telescope Array)計画は20GeVから300TeVのエネルギーの超高エネルギーガンマ線を既存の望遠鏡より1桁以上高い感度で検出する次世代の大規模地上ガンマ線望遠鏡アレーである。中でも大口径望遠鏡は比較的低いエネルギーのガンマ線に高い感度を持ち、特に銀河系外の天体を観測するのに適している。私は本年度CTA大口径望遠鏡でガンマ線バーストを観測するために必要不可欠な分割鏡制御システムのインストールと試験運用を行ってきた。計約200枚の分割鏡の半数以上の建設に携わり、またシステムに不可欠な分割鏡の伸縮可能な支軸であるアクチュエータのセットアップ、光軸レーザーをモニターし各分割鏡のずれを検知するためのCMOSカメラの設定と試験運用を全て行った。現在高速制御システムは完成間近である。またCTA大口径望遠鏡建設と同時に大口径望遠鏡1台のシミュレーションデータを用いた解析法の開発を行った。既存のCTAのデータ解析は基本的に複数台のデータを用いたものであり、1台のデータ解析はあまり開発が進められていなかった。今回機械学習法を積極的に取り入れた解析法を用いて1台の性能を大きく向上させることに成功した。CTAと並行して現行の地上ガンマ線望遠鏡であるMAGIC望遠鏡のデータ解析も行ってきた。2019年1月にガンマ線バースト由来の超高エネルギーガンマ線をMAGICが世界初検出した。現在このデータを解析しており、ガンマ線放射機構の理解を通した物理の議論を継続中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。実際にCTA大口径望遠鏡に搭載される光軸レーザーを用いて、分割鏡補正試験を宇宙線研究所にて行った。分割鏡とCMOSカメラを試験架台に固定し、可変長の分割鏡支軸であるアクチュエータをランダムに伸縮させて分割鏡の方向ずれを擬似的に再現した後、レーザーを焦点距離付近に照射してスポットのCMOSカメラ画像を解析することで、アクチュエータの正しい長さを再計算し分割鏡の方向を補正する、という過程の試験である。結果、昨年度までにLEDを用いた結果同様、大口径望遠鏡の要求仕様(14秒角)を大きく下回る精度で補正可能であることが確認された。また、望遠鏡に取り付けられる分割鏡200枚分(約400台)のアクチュエータの無線設定と初期長さ設定、望遠鏡の構造体に分割鏡を固定するためのインターフェースプレート(約200枚)の組み立てを、計2ヶ月半にわたり望遠鏡建設サイト近くの倉庫において主導して行った。これによりCTA大口径望遠鏡の光学系準備が大幅に進んだ。本研究の最終目標であるCTA大口径望遠鏡のγ線バースト(GRB)データの解析によるGRBの物理現象解明の前段階として、いくつかのMAGIC望遠鏡のGRBデータの解析を行った。GRB160821Bは2016年8月21日に発生し、MAGIC望遠鏡の今まで観測した約100のGRBのうち最も近傍(赤方偏移0.16)で発生し、最も素早く観測(主パルストリガーの24秒後)を開始したGRBであり、MAGICによる超高エネルギーガンマ線の検出に適したイベントであった。しかし月光が強く焦点面検出器のノイズが大きい時間帯であったため、月光下でのMAGIC望遠鏡の解析について記された論文("MAGIC Collaboration 2017")の解析法を適用して解析を行い、GRBの発生箇所付近に3σ(標準偏差)の有意度で明るいホットスポットを見つけた。本年度は分割鏡能動制御システムの実際の観測における運用を見据え、アクチュエータの環境試験、原理実証の追試験を行い、自ら建設サイトや分割鏡を構造体に取り付けるためのプレート、アクチュエータ、CMOSカメラ等の一時保管場所の倉庫に行き望遠鏡の光学系組み立てを積極的に行った。この結果スケジュール通り光学系の準備が進んでいる。また、CTA大口径望遠鏡でのγ線バースト(Gamma Ray Burst, GRB)観測に向け、前身であるMAGIC望遠鏡のコラボレーションメンバーとして、MAGIC望遠鏡のGRBデータをいくつか解析することで解析経験を積んでいる。月光下等の条件が悪く解析の難しいGRBにおいても、他解析者と矛盾ない結果を導くことができ、CTA大口径望遠鏡のような地上ガンマ線望遠鏡の解析について知識と技術を体得してきた。以上から本年度は順調に進捗を生み出し、2018年9月頃のCTA大口径望遠鏡初観測とデータ解析のために準備を着実に進めている。

私は本年度CTA大口径望遠鏡でガンマ線バーストを観測するために必要不可欠な分割鏡制御システムのインストールと試験運用を行ってきた。計約200枚の分割鏡の半数以上の建設に携わり、またシステムに不可欠な分割鏡の伸縮可能な支軸であるアクチュエータのセットアップ、光軸レーザーをモニターし各分割鏡のずれを検知するためのCMOSカメラの設定と試験運用を全て行った。現在高速制御システムは完成間近である。またCTA大口径望遠鏡建設と同時に大口径望遠鏡1台のシミュレーションデータを用いた解析法の開発を行った。既存のCTAのデータ解析は基本的に複数台のデータを用いたものであり、1台のデータ解析はあまり開発が進められていなかった。今回機械学習法を積極的に取り入れた解析法を用いて1台の性能を大きく向上させることに成功した。CTAと並行して現行の地上ガンマ線望遠鏡であるMAGIC望遠鏡のデータ解析も行ってきた。2019年1月にガンマ線バースト由来の超高エネルギーガンマ線をMAGICが世界初検出した。現在このデータを解析しており、ガンマ線放射機構の理解を通した物理の議論を継続中である。CTA大口径望遠鏡初号機は今年9月に初観測を予定している。初観測までは開発を進めてきた分割鏡制御システムの望遠鏡への実装と望遠鏡を実際に使ったシステムのデバッグを行い、初観測後はガンマ線バーストの観測データを解析し天体の中心部で起こるブラックホール誕生時の物理を解明する。分割鏡制御システムの主要なデバイスのうち、分割鏡を支持し方向を微調整するアクチュエータについては4/1現在初号機の構造体にインストールが終了しており、光軸レーザーのスポットをモニターし分割鏡のずれを検知するCMOSカメラについては4月上旬に光軸スポットを視界に入れるための角度調整やIPアドレスなどのセットアップが終了する。その後4月後半から5月にかけて分割鏡のインストールを現地業者や大口径望遠鏡光学系グループメンバーと共に行う。さらに7月に予定されるアクチュエータ、CMOSカメラ、制御PC等に電源を供給する電源ボックスのインストールに向け、制御PCの観測用ソフトウェア開発やネットワーク関連の設定を行っていく。電源ボックスがインストールされ分割鏡制御システムに電源が供給され次第、明るい星を用いて、構造体の歪み等の影響なく放物面が再現されるようにアクチュエータで各分割鏡の方向の初期設定を行う。その後今まで実地試験で性能を確認してきた分割鏡制御試験を大口径望遠鏡で実際に行い、期待通りの性能が得られるか確認し、できなければ原因を突き止める。またγ線バーストのフェイクアラートを望遠鏡にかけ、高速回転後の分割鏡制御試験も行う。焦点面検出器が完成し初観測が開始された後はγ線バーストのアラートを衛星望遠鏡から受け取り、条件がよければ観測して得られたデータを解析する。その後データから得られた結果について議論を行い、結果を博士論文としてまとめる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
哺乳動物細胞におけるバキュロウイルスの機能発現

本研究では昆虫病原ウイルスであるバキュロウイルスの哺乳動物細胞内における転写能について解析を行ってきた。これまでの研究により、本ウイルスの哺乳動物細胞内における転写はヒストン脱アセチル化により抑制されており、ウイルス遺伝子発現はヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤により促進することが明らかとなった。今年度の研究ではこの遺伝子発現抑制機構の誘導メカニズムおよびプロモーター認識における影響に焦点を当てて解析を行った。本ウイルス遺伝子のいくつかのプロモーターにおいて、昆虫・哺乳動物の両細胞間で転写開始点が変更されるという現象を見出し、ヒストンアセチル化との関連を調査したが、このプロモーター誤認識にヒストンアセチル化修飾は関与しないことが明らかとなった。また、哺乳動物細胞感染バキュロウイルスで見られるヒストン脱アセチル化を伴う遺伝子発現抑制にウイルスゲノム上のDNAメチル化が関与しているのではないかという仮説の基、ウイルス粒子中のゲノムDNAメチル化(ie-1プロモーター領域)を解析した。その結果、ie-1プロモーター上には全シトシンの5%程度にメチル化が観察されたが、哺乳動物でヒストン脱アセチル化を誘導すると報告されている高度メチル化は観察されなかった。一方、本ウイルスゲノム上には哺乳動物ゲノムには存在しない非CpG配列におけるメチル化も観察され、本ウイルスのDNAメチル化が哺乳動物細胞のDNAメチル化と大きく異なることが明らかとなった。本研究ではバキュロウイルスの哺乳動物細胞における機能発現を調査するため、本ウイルスの哺乳動物細胞内における転写に焦点を当て解析を進めた。本ウイルスの哺乳動物細胞内における転写を網羅的、および個別に解析したところ、全130遺伝子のうち1/4 1/3にあたる数十個の遺伝子の転写産物が確認され、転写産物のスプライシング機構も昆虫・哺乳動物細胞間で共通していることが明らかとなった。しかし、いずれの遺伝子の転写に関してもその量は極めて少ないということも同時に明らかとなった。これらの転写産物の構造について詳細を調べたところ、これらの転写産物はmRNAの形で細胞の持つRNAポリメラーゼIIにより転写されていることが示唆された。実際、本ウイルスの初期遺伝子群は宿主昆虫細胞内でRNAポリメラーゼIIにより転写されており、そのプロモーターにはRNAポリメラーゼIIの認識配列が存在している。しかし、この認識配列の全てが昆虫・哺乳動物両細胞で同様に機能しているわけではなく、またこのような認識配列の存在しない領域からもウイルス遺伝子の転写が認められた。この点を追求するためにはRNAポリメラーゼIIのプロモーター認識機構の詳細な解明が必要である。上記の通り、本ウイルスの哺乳動物細胞内における転写量は極めて小さく、何らかの機構により抑制されていると考えられるが、現在この抑制機構の存在を示唆するデータを得られたため、その詳細について解析を開始している。これまでの研究により、本ウイルスの全150遺伝子のうち1/4程度の遺伝子に関して僅かながら哺乳動物細胞内においての転写が認められることが明らかとなった。今年度の研究では哺乳動物細胞における本ウイルスの転写を制限する要因に焦点を絞り解析を進めた。その結果、本ウイルスの転写は哺乳動物細胞内でヒストン脱アセチル化を含むエピジェネティックな遺伝子発現制御により著しく制限されていることが明らかとなった。すなわち、本ウイルスは細胞核への侵入後、宿主の持つヒストンタンパク質と結合しヌクレオソーム様構造を形成すること、およびその際ヒストシH3は脱アセチル化状態にあることが明らかとなり、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤である酪酸ナトリウム存在下ではウイルスゲノム上のヒストンはアセチル化状態となり、それに伴ってウイルス遺伝子の転写が著しく上昇することが示された。一方で、通常の細胞核内におけるヒストン脱アセチル化に伴い認められるヒストンH3K9のメチル化、およびヘテロクロマチンプロテイン(HP1)の結合量上昇は観察されず、エピゾーム形態である本ウイルスのエピジェネティック制御は細胞核DNAにおけるそれとなんらかの差異があると推察されている。今後はこのウイルスの遺伝子発現制御機構をエピジェネティック制御の視点からその分子機構を明らかにしていくと共に、酪酸ナトリウム存在下においても転写不可能な遺伝子についてもその分子基盤を解析していく。