hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規順行性神経標識法の確立と、それを用いた記憶神経ネットワークの解明

細胞表面の受容体であるNotchは、隣接する細胞のDelta等のNotchリガンドと結合する。Deltaとの結合により、Notchはγセクレターゼによる切断をうけ、Notchの細胞内ドメインが遊離する。Notchの改変を行うことが可能で、細胞外ドメイン(受容部)をラクダ由来の重鎖のみの特殊な抗体であるNanobody(コードする遺伝子は約800bp長)と置換し、さらに細胞内ドメインを転写因子Gal4と置換した改変型Notchが報告された。これを活用し、GFPと結合する抗GFP Nanobody-Notch-Gal4を発現する細胞に、GFPを細胞表面に提示する細胞を隣接させると、GFPと抗GFP Nanobodyが結合することでNotchが切断され、Gal4依存的な蛍光タンパクの発現が誘導されることが示された。昨年度までに上記の手法を改変し、シナプス接続を検出するよう、in vitroで最適化を行ってきた。各ドメインを融合させたコンストラクトを構築し、全長タンパクの位置関係を模索しながら多種のコンストラクトの検討を行った。in vitroの脳初代培養神経を用い、改変型バキュロウィルスを活用することで遺伝子導入し、各コンストラクトの最適化を図った。さらに、Nanobody配列をランダムに変異を導入することで、さらに高感度の標識が可能になるコンストラクトを探索した。In vitroにおいてはこれまで提唱されたコンストラクトの10倍のSN比を示すものを得ることに成功した。当初の予定では、公開されていた改変型Notchで順行性神経標識が可能であると考え、研究を遂行していた。しかしながら、公開されていたものはバックグラウンドのノイズが高く、さらに最適化する必要があった。最適化をin vitroで検証する方法をいち早く立ち上げ、最適化することに成功したため、順調に進展していると考えられる。順行性神経標識法はこれまでに模索されてきたが、実現されてこなかった方法論である。この方法論を確立すれば、回路レベルで脳を理解する研究には必要不可欠なツールとなりえる。本研究ではショウジョウバエの、特に記憶中枢神経の中でも記憶の貯蔵、あるいは想起に必要な神経を対象にする。それら投射先の神経を理解することで、これまで謎であった記憶に関連する神経回路を網羅的に明らかにすることが期待される。しかしながら、本手法は記憶回路だけでなく、知覚入力や体性感覚の伝達に必要な神経回路すべてに適応可能であると考えている。したがって今後の研究の進捗は、研究者間のコミュニケーションにより発表前に幅広く情報共有し、神経科学の発展に努めることを念頭に進めていく。本年度は、昨年度までにin vitroで構築した改変型Notchについて、有力候補をin vivoで検証する。そのなかで最適化したコンストラクトを用い、いまだ知られていない記憶に用いられる神経回路を明らかにしていく。脳機能研究ではこれまでに様々な手法が取り入れられ、神経回路や神経機能の解明に貢献してきた。
Gridにおけるpeer-to-peer大規模データ処理に関する研究

データグリッドにおける大規模クラスタの広域Peer-to-peer連携並びにデータ転送,そのためのプログラミングや定量的なモデル並びに解析・シミュレーション技術,さらにはデータの仮想的なマネージメントなどを研究し,ペタバイト級のデータ処理をする基盤技術を開発して実際のCERNのLHC/ATLAS検出器データ処理並びにそのミドルウェアのGfarmプロジェクトの一端を担うことを目指し,主に,1)データグリッドにおける大規模クラスタの広域Peer-to-peer連携並びにデータ転送,2)Peer-to-peerなデータグリッド上のプログラミングならびに解析・シミュレーション技術,3)大規模データの仮想的なマネージメント技術に関して研究を行った.2)に関して,データグリッドシステムの性能モデリング・解析を行うために,Bricksシミュレータを開発し,データグリッド環境のシミュレーションを行い,グリッドデータファームアーキテクチャに関する知見を得た.また,Peer-to-peerなデータグリッドに特化したポータビリティの高いグリッドプログラミング環境Jayの研究開発を行った.3)に関して,データグリッド環境で問題となるアプリケーションのファイルアクセス集中を回避することを目的としたグリッド用分散ファイルシステムをグリッドデータファームの拡張によって実現し,その有効性を検証した.Gridにおいてテラバイトからペタバイトにものぼるデータの処理が今後科学技術分野で期待されるが、そのためにテラバイト級のストレッジを持つクラスタをGrid上でpeer-to-peerに連携させ、処理を行う基盤システム及びプログラミングモデルを研究している。今年度は、まず既設のPrestoIIIクラスタを拡張することによって、512プロセッサがMyrinetで高速接続されたデータグリッドのミドルウェアであるGfarm研究開発用のプロトタイプクラスタをAMD杜、ベストシステム社などの協力を得て構築した。PrestoIIIは絶対最高性能が1.6TeraFlopsにもおよび、世界最高性能のPCクラスタ計算機の一つである。これによりGfarmのプロトタイプの初期の性能の予測が満たされていることを確認した。さらにGfarmをベースとしたDataGrid用ミドルウェアの基礎的なソフトウェア技術を研究開発した。特に、(1)大規模クラスタにおける耐故障性並びに負荷分散の機構の検討、(2)グリッド上での大規模データクラスタ間の高速なファイル転送法とベンチマーク環境の構築、(3)クラスタにおけるPVFSなどの並列ファイルシステムの性能評価法の検討と実際の幾つかのベンチマークプログラムの研究開発、さらには(4)グリッドにおいてGfarmのクラスタ連合上でセキュアでかつ数千プロセッサまでスケーラブルな高速プロセス起動のアルゴリズム開発、並びにプロトタイプシステムの構築を行った。また、DataGridの定量的な実効もモデルを検討し、我々が以前より開発しているGridのシミュレータであるBricksをDataGrid用の拡張を行い、LHCで定義された世界規模のTier Modelの有効性に関する検討をシミュレーションを通じて行った。データグリッドにおける大規模クラスタの広域Peer-to-peer連携並びにデータ転送,そのためのプログラミングや定量的なモデル並びに解析・シミュレーション技術,さらにはデータの仮想的なマネージメントなどを研究し,ペタバイト級のデータ処理をする基盤技術を開発して実際のCERNのLHC/ATLAS検出器データ処理並びにそのミドルウェアのGfarmプロジェクトの一端を担うことを目指し,主に,1)データグリッドにおける大規模クラスタの広域Peer-to-peer連携並びにデータ転送,2)Peer-to-peerなデータグリッド上のプログラミングならびに解析・シミュレーション技術,3)大規模データの仮想的なマネージメント技術に関して研究を行った.2)に関して,データグリッドシステムの性能モデリング・解析を行うために,Bricksシミュレータを開発し,データグリッド環境のシミュレーションを行い,グリッドデータファームアーキテクチャに関する知見を得た.また,Peer-to-peerなデータグリッドに特化したポータビリティの高いグリッドプログラミング環境Jayの研究開発を行った.3)に関して,データグリッド環境で問題となるアプリケーションのファイルアクセス集中を回避することを目的としたグリッド用分散ファイルシステムをグリッドデータファームの拡張によって実現し,その有効性を検証した.高分子物理学の解析等で要求されるペタバイト級データインテンシブコンピューティングのテストベッドとして、既設のPrestoクラスタを拡張することによって、大規模なコモディティクラスタPresto IIIの設計と開発を米AMD杜、ベストシステムズ社などの協力を得て行った。また我々は、大規模PCクラスタリングシステム用のセットアップ・管理ツールとして、Lucieの開発・配布を行った。ノード数の急激なスケールアップに伴い、クラスタの初期セットアップおよび保守コストは膨大なものになるが、Lucieでは、ネットワークブート/インストール機構、および用途に応じたインストーラ自体の再構成といった機構、宣言的な設定ファイルからのインストーラ自動生成機構を実現した。また、CERN LHCの高エネルギー物理学解析を対象とした計算モデルを作り、シミュレーションによる大規模性能評価を行った。シミュレーションによる評価では、GridRPCシステムNinfの開発・研究により得られた定量モデルおよびデータグリッド用に大幅に拡張したBricksグリッドシミュレータを用いた。この成果は、Grid Data Farmシステムソフトウェアに反映しつつある。また我々は2002年11月に米国ボルチモアで開催された国際会議SC2002において、日米の7拠点を高速ネットワークで接続し構築したグリッド環境を用いて、開発中のグリッドデータファームによる大規模データ解析の実証実験(Bandwidth Challenge)を行い、世界で初めてこれに成功した。高分子物理学の解析等で要求されるペタバイト級データインテンシブコンピューティングのテストベッドとして、既設のPrestoクラスタを拡張することによって、大規模なコモディティクラスタPresto IIIの設計と開発を米AMD社、ベストシステムズ社などの協力を得て行った。またPresto IIIのノードのうち、128ノードを高エネ研に移設し、相互をSuperSINETで接続し、大規模データ解析の高速化を図った。

また我々は、大規模PCクラスタリングシステム用のセットアップ・管理ツールとして、Lucieの開発・配布を行った。ノード数の急激なスケールアップに伴い、クラスタの初期セットアップおよび保守コストは膨大なものになるが、Lucieでは、ネットワークブート/インストール機構、および用途に応じたインストーラ自体の再構成といった機構、宣言的な設定ファイルからのインストーラ自動生成機構を実現した。さらにクラスタの複数のノード間転送にて、同一データの複製を多数作成する場合に有効なミドルウェアのプロトタイプdollyScatterを開発した。また我々はネットワーク上のデータ転送やスケジューリング時に重要なグリッド上のモニタリングシステムの自律的な管理機構を提案し、既存システムNWSを対象としたプロトタイプを開発した。また我々は2003年11月に米国フェニックスで開催された国際会議SC2003において、日米タイの9拠点を高速ネットワークで接続し構築したグリッド環境を用いて、開発中のグリッドデータファーム(Gfarm)による大規模データ解析の実証実験(Bandwidth Challenge)に成功し、"Distributed Infrastructure"Awardを受賞した。本研究班では、データグリッドにおける大規模クラスタの広域Peer-to-peer連携並びにデータ転送、そのためのプログラミングや定量的なモデル並びに解析・シミュレーション技術、さらにはデータの仮想的なマネジメントなどを研究し、ペタバイト級のデータを処理する基盤技術を開発して実際のCERNのLHC/ATLAS検出器データ処理並びにそのミドルウェアのGfarmプロジェクトの一端を担うことを目指す。本年度は、昨年度までのクラスタ構築やBandwidth Challengeによる知見に基づき、よりPeer-to-peer的な挙動を全体のデータグリッドシステムが示すシステム技術の研究開発およびアーキテクチャ制定を行った。具体的には、(1)複数のGFarmクラスタのデータレプリケーションのスケジューリングを、アクセスの負荷をモニタリングしながら自動的に行う技術、(2)マルチギガビットのWANにおいて、グリッドのセキュリティを満たしながらP2Pシステムや近年のクラスタで問題となるFirewallを超えて通信するトランスポートレイヤ、
日本・米国における生産性の比較研究-1990年代を中心に

本研究では、米国と比較して、日本の経済成長は資本の増加と労働生産性の上昇によって支えられてきたこと、日本で予測される今後の労働力人口減少の影響も労働生産性の上昇によって補い得ることを示した。さらに、米国と異なり日本の経済成長率は均斉成長率から乖離しており、資本生産性よりも労働生産性を相対的に高める施策をとらない限り、「効率的な資本」が減少するという負の調整を迫られる可能性を指摘した。本研究は日本と米国の経済動向を全要素生産性の変化から対比するものであり、要素代替の弾力性を利用して全要素生産性を資本生産性と労働生産性とに分割する分析手法に特徴がある。19年度は19702005年のマクロデータから、民間非農業部門を抽出して両国の比較を行った。全期間における推計に加え、20年度に計画している「1990年代を中心とした産業別生産性分析」への布石として、1989年を境に2期間に分割した推計を行い、1990年代以降の各国の特徴を見出した。結果として、日本では、全期間を通じて量的に増加していた資本の生産性上昇率がマイナスであったこと、1990年代以降マイナスに転じた労働の伸び率を高い労働生産性が補完していたこと、が示された。米国では、1990年以降に全要素生産性が高まったが、それは労働・資本生産性の双方の寄与によるものであった。さらに、米国は2期間を通じて均斉成長率経路条件を満たしてきたことも見出された。日本では不均斉な成長がみられているため、労働生産性がさらに上昇しないと、均斉成長率が下がる方向での調整が生じる可能性が指摘される。前年度にマクロの生産性を推計し、日本では、全期間を通じて量的に増加していた資本の生産性上昇率がマイナスであったことが示されたが、産業別に分析した結果、特にマイナス傾向が強かった産業が、情報通信、不動産であり、これらの産業の非効率性が成長の足を引っ張る形となっていたことが確認された。耐久財製造業、卸・小売業、金融業では資本の生産性もプラスであったものの、その貢献は小さかった。米国は、マクロベースで日本より全要素生産性が高かったが、その牽引役となっていた産業は情報産業と非耐久財であり、どちらも労働と資本の生産性上昇率が共にプラスとして貢献していたことが分かった。なお、両国ともに資本生産性と労働生産性とに分割して推計したシミュレーション結果の方が、全要素生産性によるものより実績値に対する当てはまりが高く、生産性を分割して推計することの重要性が再確認された。さらに、前年度の研究で米国が均斉成長率経路条件を満たしていることも見出されたことから、各国の均斉成長率条件についての比較も行った。その結果、日本が均斉成長経路に達するためには、米国より高い労働生産性成長率が必要であることが明らかとなった。これらの結果については詳細な考察を加え、今後論文として公表する準備を進めているところである。
遠藤周作『作家の日記』『滞仏日記』の注釈及び本文の校訂

申請者は、遠藤周作の文学的出発点である昭和25年28年までの日記(『作家の日記』『滞仏日記』)を素材としその注釈研究を試みた。現在、遠藤文学研究においては、彼とキリスト教との根本的な繋がりを、彼自身がキリスト教徒であることを説明する場合に表現した「母からもらった洋服(キリスト教)を無碍に捨てることはできない」という言葉によって規定する場面がほとんどだ。しかしながら敗戦後初の渡仏留学が叶った時期の日記には、第二次世界大戦を経た日本人として、戦後を生きるべき倫理的支柱を、果たしてキリスト教に求めるべきなのか否か、他の思想(共産主義・実存主義・精神分析学等)と格闘することで、自身の思想を相対化しようとした痕跡が残されている。そこで1)記された書籍の書誌を明らかにし、当時の思想状況を判然とさせるための土台作りを試みた。作業は、町田市民文学館発行の遠藤周作旧蔵書目録洋書編である『光の序曲』(2008)や国内の図書館所蔵データベースを用い、国立国会図書館等で行った。だが、原書の書名を遠藤が翻訳して記しているものも多く、判然としないものも残された。2)この時期遠藤は、仏蘭西からエッセイ等を日本へ書き送り文筆家としての出発を迎えた。そのため原稿を書き送ったことが記されているが、現段階ではその書誌が明らかになっていないもの(「文芸時代」「世界経済」「婦人倶楽部」など)があるため、国立国会図書館等で調査した。その結果「世界経済」についてはその書誌を確認できたが、「文芸時代」はこの時期に発行されていたのかも定かでなく「婦人倶楽部」についてはその書誌を確認できなかった。また、日記によれば共同通信の記者も兼ねていたため、朝日・読売・毎日・日本経済の4紙について留学期間の紙面調査を行ったものの、署名記事及びそれとおぼしき共同通信配信記事を見つけ出すことはできなかった。3)また、長崎市遠藤周作文学館所蔵の日記原本と各々初版本の校訂を行い、その異同を文学館資料として作成した。
花色と花弁の質感の改変を目指した転写因子と花弁特異的プロモーターを用いた分子育種

花弁特異的に作動するInMYB1プロモーターが,器官の位置情報を認識しているのではなく花弁的な細胞の性質を認識していること,上流300 b200 bに花弁特異性を決める領域が存在することを示した.このプロモーターと転写因子を用いた新奇形質を持つ花きの分子育種の可能性を検証したところ,葉緑体の形成を誘導転写因子の過剰発現による花弁の緑色化には成功しなかったが,表皮細胞の形態形成に関わる転写因子の発現制御によりシロイヌナズナの花弁や花弁細胞の形態を変化させることに成功した.本研究では,我々が開発した花弁表皮細胞特異的プロモーター(InMYB1pro)下で,1,葉緑体形成を誘導する転写因子(GLK)を発現させて「緑色」の花弁の花きを作出するための技術と,2,花弁の表皮細胞の形を変化させる転写因子(Mixta=MYB)を発現させて花弁の「質感」を変化させた花きを作出するための技術の創出を目指している.研究実績は以下である.1,葉緑体誘導による花弁の緑色化: GLKを恒常的高発現発現プロモーター(CaMV35Spro)下につないだ発現ベクターを構築し,シロイヌナズナの形質転換体を作出した.しかしながら,若干の花弁の緑色傾向が見られたが,明確な花弁の緑色化に至らなかった.そこで,葉緑体の分解に関わる遺伝子であるChlorophyllase(Chlase)およびPheophytinase(PPH)をRNAi法により抑制した形質転換シロイヌナズナを作出して花の表現型を観察したが,やはり明確な花弁の緑色化を引き起こせなかった.一方,シロイヌナズナの変異体集団の中に花弁が緑色になる個体を見出したため,花弁の緑色化を目指し,その遺伝子の発現抑制(RNAi)形質転換アサガオの作出を進めた.2,表皮細胞の形状変化による花色と花弁質感の改変: MixtのホモログであるAtMYB106をInMYB1pro下でCRES-T法により抑制するベクターを構築し,シロイヌナズナに形質転換したところ,花弁細胞と花弁が収縮した花を着けた個体と,逆に花弁細胞が平坦になった花を着けた個体の両方が得られた.同じベクターを用いてトルコギキョウへの形質転換を行い,1個体が開花に至ったが,目立った表現が認められず,他の形質転換系統の開花を待っている.花弁特異的に作動するInMYB1プロモーターが,器官の位置情報を認識しているのではなく花弁的な細胞の性質を認識していること,上流300 b200 bに花弁特異性を決める領域が存在することを示した.このプロモーターと転写因子を用いた新奇形質を持つ花きの分子育種の可能性を検証したところ,葉緑体の形成を誘導転写因子の過剰発現による花弁の緑色化には成功しなかったが,表皮細胞の形態形成に関わる転写因子の発現制御によりシロイヌナズナの花弁や花弁細胞の形態を変化させることに成功した.本研究では,我々が開発した花弁表皮細胞特異的プロモーター(InMYB1pro)下で,(1)葉緑体形成を誘導する転写因子(GLK)を発現させて「緑色」の花弁の花きを作出することと,(2)花弁の表皮細胞の形を変化させる転写因子(Mixta=MYB)を発現させて花弁の「質感」が変化した花きを作出するための技術の創出を目指している.平成23年度の研究実績は以下である.(1)葉緑体誘導による花弁の緑色化:葉緑体形成を促す転写因子GLKを恒常的発現プロモーター(CaMV35Spro)下につないた発現ベクターを構築し,ボンバードメント法で多様な花き(トルコギキョウ,キク,カーネーションなど)の白色花弁に導入し,花弁細胞が緑色化するかを検定したが,明確に緑色を呈する細胞を見いだせなかった.GLKをInMYB1pro下につないだアグロバクテリウム用形質転換ベクターを構築して,シロイヌナズナを形質転換して花弁が緑色化するかを検定したところ,わずかに緑色を呈する花弁が存在したが,明瞭な緑色を呈する花弁は見いだせなかった.(2)表皮細胞の形状変化による花色と花弁質感の改変:表皮細胞の形状を変化させる転写因子MixtのシロイヌナズナのオルソログAtMYB106をInMYB1pro下でCRES-T法により抑制するベクターを構築し,シロイヌナズナに形質転換したところ,花弁細胞と花弁が収縮した花を着けた個体と,逆に花弁細胞が平坦になった花を着けた個体の両方が得られた.一方で,InMYB1pro下でCRES-T法によりAtMYB16を抑制する形質転換ベクターと,InMYB1pro下でAtMYB16とAtMYB106を過剰発現させる形質転換ベクターを作製し,一部,計画より前倒しでトルコギキョウへの形質転換を開始した.(1)葉緑体誘導による花弁の緑色化:GLKをCaMV35Spro下につなぎボンバードメント法で多様な花き(トルコギキョウ,キク,カーネーションなど)の白色花弁に導入した場合,またGLKをInMYB1pro下につなぎシロイヌナズナを形質転換した場合,残念ながら共に明瞭な緑色を呈する花弁細胞を見いだせなかった.しかしながら,この結果は申請時に想定したものであり,申請書の計画に従いGLKの過剰発現に加えて葉緑体の分解系遺伝子を抑制することにより解決する.

(2)表皮細胞の形状変化による花色と花弁質感の改変:AtMYB106をInMYB1pro下でCRES-T法によりシロイヌナズナで抑制した時に,花弁細胞と花弁が収縮した花を着けた個体と,逆に花弁細胞が平坦になった花を着けた個体の両方が得られた結果は大きな進展である.そこで,これを実用花きでも検証するために,計画を前倒ししてトルコギキョウへの形質転換を開始した点も計画以上の成果だと言える.AtMYB16の抑制形質転換ベクターと, AtMYB16とAtMYB106を過剰発現させる形質転換ベクターの作製が遅れ,それにともないシロイヌナズナへの形質転換が遅れているため,現在,鋭意実験を進めている.(1)葉緑体誘導による花弁の緑色化:平成23年度の研究により,GLK単独では花弁細胞を緑色化できない可能性が高まったため,申請書の計画に従いGLKの過剰発現に加えて,葉緑体分解系の遺伝子の発現抑制を試みる.具体的には,葉緑体分解系の遺伝子Chlorophyllase(Chlase),Pheophytinase(PPH)をRNAi法により抑制する.平成23年度と同様の方法で,これら遺伝子のRNAiカセットとGLKを多様な花きの細胞やシロイヌナズナに共導入して,花弁細胞の緑色化を検定する.また,期間内に計画を達成するために,同様のベクターを用いて,アサガオとトルコギキョウの形質転換を進める.(2)表皮細胞の形状変化による花色と花弁質感の改変:AtMYB106の発現抑制については計画の前倒しで,既にトルコギキョウへの形質転換を開始しており,これを進める.AtMYB16の抑制と,AtMYB16とAtMYB106の過剰発現については,遅れているシロイヌナズナへの形質転換を進めると共に,一部,それと平行してトルコギキョウへの形質転換を進め,期間内での計画達成を目指す.平成23年度の研究において,AtMYB16の抑制形質転換ベクターとAtMYB16とAtMYB106を過剰発現させる形質転換ベクターの作製が遅れ,それにともないシロイヌナズナへの形質転換が遅れたため,特にその研究遂行に関わる経費が残金として生じた.これらの遅れている実験は,当初からの平成24年度の計画に加えて実施するため,平成23年度の残金を平成24年度の予算に乗じて請求する.
肝臓における代謝機能のzonationに着目したNASH発症機序の解明

非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は肝脂肪化を基盤として、炎症・線維化が起きる病態であるが、その発症機序は解明されていない。NASHの肝脂肪化は中心静脈周囲に起き、また特徴的な線維化の一つに中心静脈周囲線維化が挙げられることから、NASHにおける肝脂肪化から炎症・線維化へと進展する根源的な病理変化は中心静脈周囲(zone 3)の生物学的特性に強く関連していると考えられる。今回我々はマウス肝からzone毎に肝細胞を分離する実験系を確立し、zone 3肝細胞における低酸素/HIFシグナルと肝脂肪化、炎症および線維化との関連性を解析することにより、NASHの発症機序の解明を図る。
保証人保護法理の再構成

本研究は、保証という法概念の生成発展過を明らかにし、もって現代社会における保証人保護法理を再構成するため、近代的保証概念の原型たる古典期ローマ法の保証制度を解明している。まず、拙稿「学説彙纂第四六巻第一章-保証及び委任について-保証概念の比較法的考察に向けて」(法学会雑誌46巻1号、2005年)では、ローマ法大全学説彙纂に採録された保証関連法文を全訳し、保証法研究の基礎資料を提供した。次に、拙稿「近代的保証概念論序説第一部古典期ローマ法-債務者無資力リスク分配法則の比較法的検討-」(河内宏・大久保憲章・釆女博文・児玉寛・川角由和・田中教雄編『市民法学の史的思想的展開』信山社、2006年8月刊行予定)では、保証の類型に応じて、以下のように保証人保護法理を大きく異にしていたことを明らかにした。すなわち、fideiussio及びconstitutum debitii alieniにおいては、その片務契約的性格から、債権者の保証人に対する義務を観念しえず、それがために担保保存義務や通知義務は否定されていた。他方、mandatum credendae pecuniaeにおいては、債権者の委任契約上の義務から担保保存義務が肯定された。だが、債権者の保証人に対する通知義務は、ここでも否定されていた。ところで、現代社会においては、日本のみならず、フランスやドイツにおいても、保証人保護は債権者の保証人に対する義務の拡大現象を伴っている。それゆえ、古典期ローマ法の保証人保護法理が近代社会で変容する過程を、特に債権者義務の拡大という視座から明らかにすることが、今後求められる課題であることが、本研究を通じて明らかになった。本年度は、保証人保護法理再構成の第一段階として、近代的保証概念の基礎を提供したところの、ローマの保証概念とそこでの保証人保護法理を検討した。そこでの成果は、以下のとおりである。まず、fideiussioにおいては、それが主債務者と保証人との間のamicitia関係を社会的前提としていたところから、保証人の保護は、専ら、保証人の主債務者に対する訴権を通じて図られた。具体的には、解放訴権(我国の事前求償権のモデル)、および委任反対訴権ににinfamiaを付すことによる求償権の強化である。保証人の債権者に対する関係での保護は、争点決定による消耗競合効を介して達成されるにすぎないものであった。次に、mandatum pecuniae credendaeでは、社会関係として、委任者(保証人)の受任者(債権者)への信頼(特に受任者が銀行業者・委任者が顧客である場合が多い)が前提とされていたため、保証人の保護は、債権者に対する訴権を通じて図られた。具体的には、訴権譲渡の利益および担保保存義務の存在である。他方、保証人は、受益者(債務者)との関係では、特別な内部関係が存在しない限り、保護手段を有しなかった。最後に、constitutum debitii alieniは、保証人と債務者の間に存する権力服従関係を前提としており、なおかつ保証人は債権者との関係でも委任当事者関係にたたなかったため、この類型では、保証人の保護法理が存在しなかった。以上の成果から、現在は、このような三つの保証類型が近代的保証概念に転化する際に、各保証類型が有していた社会的背景が捨象され、かつ、資本主義生成期に債権者保護が強調されたことを原因として、constitutum debitii alieniが近代的保証概念の実質的モデルとされた仮説をたてている。来年度は、それをフランスおよびドイツについて検証し、最後に日本法における保証人保護法理を提唱する。
軽質油汚染土壌の浄化を促進する植物由来資材の探索とその利用方法の検討

1研究目的油汚染土壌の効率的な浄化方法を見出すことを目的として、軽質油汚染土壌に植物由来資材(糟糠類)を添加し、それによる土壌微生物群集変化と浄化促進効果を調べた。その結果から、浄化を効率的に進行させるための資材の利用方法について検討した。2研究方法三種の石油系炭化水素(シクロヘキサン、キシレンおよびペンタデカン)を添加した模擬汚染土壌を作製し、ここに土壌添加資材として糟糠類を混合して、経日的に(a)(c)の項目について調査した。(a)平板希釈法による土壌微生物菌数の測定(c)ガスクロマトグラフによる石油系炭化水素の測定3研究結果もみ殻由来資材を混合した油汚染土壌において、資材非添加土壌と比較して、石油系炭化水素の減少が認められた。この土壌の微生物菌数は、資材非添加土壌と同程度であったが、PCR-DGGEのバンドパターンには相違が見られ、資材の添加により微生物の菌相が変化したことが確認された。また、添加した資材の種類によって、三種の石油系炭化水素の減少速度に違いがあった。このことから、油汚染土壌の浄化には、土壌中に残存している油種によって適した資材を添加すること、浄化の進行段階に応じて異なる資材を用いることが、効率的な浄化につながると考えられた。
炭酸ガス電気化学的還元手法の閉鎖環境制御への応用研究

有人宇宙活動の長期化や拠点化が進む中では炭酸ガス有効利用は重要である。今日、炭酸ガス還元にはサバチエ反応が用いられる(CO2+4H2→CH4+2H2O)。この反応はメタンと水を生じる。水は活用されるがメタンは廃棄される為、閉鎖系物質収支はマイナスとなる。また当該反応は一般に350°C以上で平衡になる発熱反応であり、高温維持の為のエネルギー投入と熱処理に課題が多い。提案者らは炭酸ガスの酸化力と水素の還元力に着目し、両者の間で燃料電池を構築し、電力と炭酸ガス還元体の同時創出に世界で初めて成功した。当該反応は100°C以下で維持が可能であり、外部エネルギーの投入は不要であり、「発電」が可能である。本提案ではヒトの生活に有効な生成物の選択性と収率の向上を図るために反応機構を解明し、当該技術の実利用を可能にするための研究を進めている。触媒としてPt-Ruを使用し、反応メカニズム解明のための実験を展開した。反応生成物に電位依存性があるが、この電位に電極の接触抵抗が影響を及ぼすことが可能性としてあり得るため、接触抵抗が異なる複数の実験を実施した。ただし、結果としては特に影響を受けているような兆しはなく、従来の燃料電池セルの設計に、反応場に対して影響を与えるようなパラメータはないことが認識されつつある。我々は従来、触媒として貴金属触媒を使用して当該発電の実験を進めてきた。一方、長岡技術科学大学において非貴金属系触媒を使用した場合に炭酸ガスの還元反応において高い電気化学活性が現れることが見いだされた。非貴金属系触媒は酸に溶解するため従来使用してきたNAFION系固体高分子膜の使用を避け、アニオン広間膜を固体電解質として使用することとしたが、従来のような有機物生成を検出することができなかった。そこで固体高分子膜をNAFION系膜としつつ、ガス拡散層に非貴金属系触媒を担持する手法の検討を進めている。炭酸ガスへの高い反応活性が期待された非貴金属系触媒であるが、使用した固体電解質との相性が悪く、デバイス化に課題があることが判明した。現在、従来同様のNAFION系固体電解質膜を使用し、デバイスとして成立させる方策を検討している。その一方で、研究分担者の長岡技術科学大学梅田により、当該の非貴金属系触媒を使用した場合の生成物として、マススぺクトロメータでは計測が困難な種類の生成物が示唆されており、生成物の計測方法を含めて、実験手法の再検討を進めているところである。固体高分子膜として、当該の非貴金属系触媒とのファブリケーションが可能な膜の選定、およびガス拡散層上への触媒の担持方法の改良を図る。生成物の識別/定量のために必要な分析装置については、研究分担者である長岡技術科学大学梅田実の研究室が保有しており、現地での実験が可能な調整を進め、発電実験を行う。本提案ではヒトの生活に有効な生成物の選択性と収率の向上を図るために反応機構を解明し、当該技術の実利用を可能にするための研究を進めた。平成27年度には、特に、炭酸ガスを水素と反応させるリアクターとしての燃料電池を準備した。正確な反応電位の把握するため図5のように参照極を挿入したセルを用意した。またセル側面にはヒータを設置し、適切な温度制御を実施可能とした。当該セルに対し炭酸ガスと水素を加湿供給するための供給ラインを整備し、連続的な発電試験が実施出来る体制を整えた。この中では、電極活性化を施しつつ、発電後の成分を直接GC/MSに供給する設備の設置を行った。また、燃料電池技術の応用として、化学プロセスのソルバーによる解析技術の習得を図り、炭酸ガスと水素の反応プロセス解析に着手した。当初予定通りに研究が進捗しており、特に問題は発生していない。

本提案ではヒトの生活に有効な生成物の選択性と収率の向上を図るために反応機構を解明し、当該技術の実利用を可能にするための研究を進めている。触媒としてPt-Ruを使用し、反応メカニズム解明のための実験を展開した。反応生成物に電位依存性があるが、この電位に電極の接触抵抗が影響を及ぼすことが可能性としてあり得るため、接触抵抗が異なる複数の実験を実施した。ただし、結果としては特に影響を受けているような兆しはなく、従来の燃料電池セルの設計に、反応場に対して影響を与えるようなパラメータはないことが認識されつつある。また、特に当該反応場では、炭酸ガスと水素を反応させている。水素は炭酸ガス側に混入することは、物理的および化学的に可能であり、この混入した水素がカソード側で化学反応を起こしていることが可能性としてありうる。これは、当該反応が純粋に燃料電池反応として期待される生成物を作り出しているのか、生成物生成過程と反応場は別に存在するかを明確にするために重要な要素となる。当該実験には、カソード側に微量の混合ガスを使用して混合ガスごとの反応生成物への影響を見極める必要があり、現在も検討を進めているところである。反応メカニズム解明のためにマイクロGCを使用することを検討してきたが、計測精度に課題があるため、マススぺクトロメータとの併用を進めてきた。その他、実験に必要とされるパラメータ調整のための要素技術の習得が進んでおり、当該実験に必要な計測手法としては習得された。また解析に必要なマトラブ等のソフトの導入も進んでおり、反応場シミュレーションも可能な状態にある。現在は、実験的手法による反応パラメータの絞り込みを進めており、当初の予定通り「反応機構の明確化と反応効率向上の検討」を進めているところである。有人宇宙活動の長期化や拠点化が進む中では炭酸ガス有効利用は重要である。今日、炭酸ガス還元にはサバチエ反応が用いられる(CO2+4H2→CH4+2H2O)。この反応はメタンと水を生じる。水は活用されるがメタンは廃棄される為、閉鎖系物質収支はマイナスとなる。また当該反応は一般に350°C以上で平衡になる発熱反応であり、高温維持の為のエネルギー投入と熱処理に課題が多い。提案者らは炭酸ガスの酸化力と水素の還元力に着目し、両者の間で燃料電池を構築し、電力と炭酸ガス還元体の同時創出に世界で初めて成功した。当該反応は100°C以下で維持が可能であり、外部エネルギーの投入は不要であり、「発電」が可能である。我々は従来、触媒として貴金属触媒を使用して当該発電の実験を進めてきた。一方、長岡技術科学大学において非貴金属系触媒を使用した場合に炭酸ガスの還元反応において高い電気化学活性が現れることが見いだされた。非貴金属系触媒は酸に溶解するため従来使用してきたNAFION系固体高分子膜の使用を避け、アニオン広間膜を固体電解質として使用することとしたが、従来のような有機物生成を検出することができなかった。
日本海の深層循環のラグランジュ測流による研究

日本海の100メートル以深には水温1°Cの均質な日本海固有水が分布し、冬季にシベリア沖で形成されるがその輸送と流動の過程は不明であった。旧ソ連による放射性廃棄物の投棄などにより、日本海の中層循環の解明が急がれている。中深層循環は海底地形の影響を受けるので多数点の直接測流が必要であるが、海水とともに漂流する中立フロートの追跡が有効である。本研究では日本海の300メートル層を10日間と20日間漂流して1日だけ浮上して人工衛星で位置決めをするアリスフロートを2台投入して、1995年8月から運用した。北緯41度43分、東経136度18分に投入したフロートは直径100kmの反時計回りの循環を示し、1996年12月までに北東に約300km移動した。北緯40度54分、東経132度24分に投入したフロートは同じ期間に直径300kmで一周し、南西に100km移動した。10日間、そして20日間の平均漂流速度は約5cm毎秒であった。シベリア沖から北海道西岸へは1年以内に到達するが、山陰沖では大和堆が境界になってその南には到達しにくいことが示された。一方、位置決めのために浮上している間にアルゴスシステムで10回程度の位置が得られ、1m毎秒に及ぶ表層流を評価することができた。潮汐流が卓越しているようである。300メートル層から海面まで60回以上往復しており、温度計や塩分計を付加することで無人の観測ステーションとして有用であることが示された。日本海は対馬海峡から黒潮が流入し高温高塩分水が表層にあり、海峡の水深が小さいため深層水は外からは流入しない。シベリア沖で形成され300mより深い層には温度0-1°C、塩分34.1の均質な日本海固有水が分布している。日本海固有水の運動は密度分布に基づく力学計算による評価が困難で、流速の直接測定も少なく、また、海底地形による支配が大きく広い範囲の流動が解明されていない。旧ソ連による放射性廃棄物の海洋投棄がなされ日本海の循環に対する関心が高まっている。広域の海水循環を明らかにするために海水とともに流動する中立フロートを投入し、その漂流経路を調べるラグランジュ測流が有効である。中立フロートは音響信号を用いるソ-ファーフロートが四国海盆の中深層循環の解明に用いられた。当初、日本海におけるソ-ファーフロートシステムの運用を予定したが、音速場の評価から受信局を150m層に置くことが漁業活動によって切断されるので不可能なことが分かった。次に海面を漂流するブイに抵抗ドローグを付けて人工衛星で追跡することを検討した。風や上層流の影響が大きく、300m層の日本海固有水の流動の評価の精度が低いこと、そして漁業活動でドローグの接続ケーブルが切断されるので採用できないことになった。検討の結果、一定期間測流層を漂流し、1日間浮上して人工衛星で位置決めを行い、再度沈降して測流層に戻るアリスフロートが研究目的に合致することになった。10日目に浮上するもの、20日目に浮上するものの2台を入手したが、冬季のため日本海に出かける観測船が得られなかった。平成7年春季に投入して追跡することにしている。日本海は150m層から300m層に密度躍層があり、外洋と交換が行われる上層水と日本海固有水の境界になっている。日本海固有水の上端である300m層の海水の運動を調べるために、この層の海水と密度を等しくしたALACEフロートを2台購入した。海中に投下すると300m層で釣り合い、一定期間漂流した後に浮上し電波を発しアルゴスシステムで位置を決める。ALACEフロートは約50回の浮上沈降を行うことができる。

私たちは10日毎に浮上するものと、20日毎の2種に設定した。1995年7月29日に北緯41度42.6分、東経136度17.5分、水深3450メートル地点に20日ミッションのALACEフロートを、8月4日には北緯40度54.0分、東経132度24.0分、水深3100メートル地点に10日ミッションのALACEフロートを投入した。20日ミッションのALACEフロートの漂流層深度は314323デシバ-ルの範囲で、0.691.06°Cの変動である。漂流速度は約2cm/sであり、東向きの流れがある。浮上と沈降点の位置のずれは海面における漂流を示し、約40cm/sで潮流が卓越している。10日ミッションのALACEフロートの漂流深度は320mから250m単調に減少している。漂流速度は約2cm/sで8月は南北の往復運動であったが9月になると東向きに、そして11月には西になり時計回り循環が見られる。日本海の100メートル以深には水温1°Cの均質な日本海固有水が分布し、冬季にシベリア沖で形成されるがその輸送と流動の過程は不明であった。旧ソ連による放射性廃棄物の投棄などにより,日本海の中層循環の解明が急がれている。中深層循環は海底地形の影響を受けるので多数点の直接測流が必要であるが、海水とともに漂流する中立フロートの追跡が有効である。本研究では日本海の300メートル層を10日間と20日間漂流して1日だけ浮上して人工衛星で位置決めをするアリスフロートを2台投入して、1995年8月から運用した。北緯41度43分、東緯136度18分に投入したフロートは直径100kmの反時計回りの循環を示し、1996年12月までに北東に約300km移動した。北緯40度54分、東経132度24分に投入したフロートは同じ期間に直径300kmで一周し、南西に100km移動した。10日間、そして20日間の平均漂流速度は約5cm毎秒であった。シベリア沖から北海道西岸へは1年以内に到達するが、山陰沖では大和唯が境界になってその南には到達しにくいことが示された。一方、位置決めのために浮上している間にアルゴスシステムで10回程度の位置が得られ、1m毎秒に及ぶ表層流を評価することができた。潮汐流が卓越しているようである。300メートル層から海面まで60回以上往復しており、温度計や塩分計を付加することで無人の観測ステーションとして有用であることが示された。
環境制約下の地域間・国際間・多部門経済の持続可能性に関する研究

本研究では国際間・多部門経済における環境制約下の持続可能性を理論的・実証的に分析し以下の成果を得た。1.環境問題と持続可能経済成長の理論的研究では、汚染除去活動という環境産業を含む2部門新古典派経済成長モデルの開発を行い、市場経済での均衡成長経路の動きを明らかにし、市場均衡の安定性が2つの部門の汚染ストックの生産弾性値いかんによることを示し、雑誌論文に発表した。2.環境・経済勘定の拡張に関する研究では、第一に、持続可能性の達成度を測る集計的概念として、グリーンGDPの考え方を採用し、わが国の環境・経済統合勘定に依拠し、かつその他のデータを利用して1990、1995の両年についてグリーンGDPの定義を導入、試算を行った。(研究成果報告書3章)第二に、持続可能性を環境・経済統合勘定で考える際、世界会計マトリックスに環境資産とそのサービス評価を導入するフレームワーク構成について理論的に検討し、現在の世界標準であるSEEA体系の限界を明示した。(研究成果報告書5章)3.国際間環境問題と持続可能性の研究では、第一に、環境資源の生産地(南)と消費地(北)の間でなされる南北貿易を通じる連関モデルにおいて、両地域の持続的経済成長の可能性が、南の環境資源に対する財産権の定義に依存することをカオス理論の立場から明らかにする理論を精緻化発展させた。(研究成果報告書2章)第二に、国際間の環境問題を考える際に、わが国に最も密接に関わる中国におけるエネルギー消費と中国の環境汚染を取り上げ、同国の経済成長に対しエネルギー消費・環境汚染要因が果たす役割を析出し、かつわが国のそれとの比較研究を実証的に行った。(研究成果報告書4章)本研究では国際間・多部門経済における環境制約下の持続可能性を理論的・実証的に分析し以下の成果を得た。(研究成果報告書4章)本年度は、2年計画の1年次に当たり、以下の研究を行った。l環境資源の制約下の多部門モデルの開発による持続可能経済成長経路の特性の研究では、環境資源に限定があるとき一般財生産部門、汚染削減部門からなる2部門経済成長モデルの開発を行い、市場経済での均衡成長経路の動きを明らかにし、市場均衡の安定は2つの部門の汚染ストックに関する生産性低下弾力性いかんによることを明示し、これを雑誌論文として発表した。次年度においてこのモデルの最適制御理論を援用する精緻化を行い、最適成長経路の動向の研究と、3部門以上の多部門モデルの研究に拡張する計画である。2、環境制約下の持続可能性問題を数量経済分析的に把握するための環境経済勘定の拡張の研究では、国連の国民経済計算・環境経済統合勘定の考え方と、環境経済学の持続可能性概念の間に、直接の概念的対応がない状況の下で、この間のギャップを埋める方法として、最適成長論の手法が有力であることが分かった。各種の経済条件の下で持続可能性と環境・経済勘定の間の理論的関係について、次年度に、論文発表の計画である。3、地域の環境経済勘定を利用した環境の持続可能性の実証研究では、環境問題への対策として、地域経済の役割が重視されるべきとの観点研究を進めた。まず、環境問題と地域経済の関連を明らかにする理論の構築を行うために、社会的責任投資のための金融システム、産業グリーン化のための産業構造の転換、経済政策のための環境勘定などの新たな問題点を検討し整理する必要がある事が分かった。次年度に論文発表の計画である。本研究は国際間・多部門経済における環境制約下の持続可能性を理論的・実証的に分析するものであるが、得られた成果は以下のようである。1.汚染除去活動という環境産業を含む2部門新古典派経済成長モデルにおいて、市場均衡の特性を検討し、低汚染経済と高汚染経済での持続可能性条件を理論的に導出した。

2.環境資源の生産地(南)と消費地(北)の間でなされる南北貿易を通じる連関モデルにおいて、両地域の持続的経済成長の可能性が、南の環境資源に対する財産権の定義に依存することをカオス理論の立場から明らかにする理論を精緻化した。3.持続可能性の達成度を測る集計的概念として、グリーンGDPの考え方を採用し、わが国の環境・経済統合勘定に依拠し、かつその他のデータを利用して1990,1995の両年についてグリーンGDPの定義を導入、かつ実証的な試算を行った。4.国際間の環境問題を考える際に、わが国に最も密接に関わる中国におけるエネルギー消費と中国の環境汚染を取り上げ、同国の経済成長に対しエネルギー消費・環境汚染要因が果たす役割を析出し、かつわが国のそれとの比較研究を実証的に行った。5.持続可能性を環境・経済統合勘定で考える際、世界会計マトリックスに環境資産とそのサービス評価を導入するフレームワーク構成について理論的に検討し、現在の世界標準であるSEEA体系の限界を明示した。
高校選択科目「手話」の実現に向けたカリキュラム開発

本研究では、高校の「外国語」の選択科目として「日本手話」を開設することを前提に、手話の言語学的な知識体系に基づき、英語の5領域を、視覚言語であり書記言語がない手話に対応させ、現行の外国語科目の準ずる形に組み替え、教科書及び指導書の試案を作成することを目的とする。その方法として、以下を行うこととする。1日本手話文法の系統化、2日本手話の特性を踏まえたカリキュラムの編成、3試作版の教科書作成、および指導書の試作版の作成、4学内での手話習得を含む講義での試行実践、および試作版の修正、5高校の手話サークル、ボランティアサークルでの試行実践、6試作版の教科書作成、および指導書の試作版完成本研究では、高校の「外国語」の選択科目として「日本手話」を開設することを前提に、手話の言語学的な知識体系に基づき、英語の5領域を、視覚言語であり書記言語がない手話に対応させ、現行の外国語科目の準ずる形に組み替え、教科書及び指導書の試案を作成することを目的とする。1日本手話文法の系統化、2日本手話の特性を踏まえたカリキュラムの編成、3試作版の教科書作成、および指導書の試作版の作成、4学内での手話習得を含む講義での試行実践、および試作版の修正、5高校の手話サークル、ボランティアサークルでの試行実践、6試作版の教科書作成、および指導書の試作版完成
生体膜のイオンチャネル中の超イオン転移及びたん白質中の協同現象

超イオン状態と強誘電状態の本質的な類似点は超イオン導電体同様,強誘電体の格子イオンのある部分がdouble well potentialを形成することにある.イオンチャネルの開閉過程でS4 α-へリックスが主要な役割を演じていると見る向きの証拠はかなりある.プロトン超イオン導電体との類似性を試みながら,生体膜中の超イオン転移の微視的機構を明らかにした[1].電子-イオン混合導電体のクロス伝導度を電子イオンの衝突項を考慮して計算し実験結果を説明することに成功した[2].アジア地区の国際会議で超イオン導電体における静的誘電関数に関する因果性及び拡散経路に関するフラクタル的振舞について講演した[3].他方,精密な酸素平衡曲線のデータに基づいて理論的に成人と胎児ヘモグロビンの酸素結合親和性の意義を検討した.その結果,胎児ヘモグロビンは常に最大の酸素運搬効率が発揮できるように,また,成人ヘモグロビンの場合,安静状態での酸素分圧環境下では酸素運搬効率はある程度抑える反面,Bohr効果の寄与が最大になるように,そして運動状態では高い酸素需要に対応できるように,それぞれのヘモグロビンの酸素親和性が設定されていることを明らかにした[4].強誘電体や超イオン導電体のdouble wellポテンシャルの2つの極小の間隔は格子定数に比べて極めて小さい.別の言葉で云えば,ミクロなダイポールが安定せず格子位置近くで点滅してゆらいでいる.基本セルとして3個のイオンを含む1次元の鎖を考え,セルの両端2つは同じものであり,真ん中にはいるイオンより質量は十分重いとする.軽いイオンの対称位置は横光学フォノンとの相互作用により不安定になることは容易に示せる.イオンチャネルの開閉過程でS4α-ヘリックスが主要な役割を演じていると見る向きの証拠はかなりある.α-ヘリックス中の水素結合はN-H-O型の非対称な鎖を表す.プロトン超イオン導電体との類似性を試み,チャネル中の伝導パス形成について発表予定である[1].他方,精密な酸素平衡曲線に基づいて実際の生体内の酸素分圧条件下では,胎児の酸素分圧環境下では胎児ヘモグロビンは常に最大の酸素運搬効率が発揮できるように,また,成人ヘモグロビンの場合,安静状態での酸素分圧環境下では酸素運搬効率はある程度抑える反面,Bohr効果の寄与が最大になるように,そして運動状態では高い酸素需要に対応できるように,それぞれのヘモグロビンの酸素親和性が設定されていることを明らかにした[2].[1]小林迪助,A.Rakitin:日本物理学会講演予定(1998年3月30日),[2]小林道頼,今井清博:日本生理学雑誌59(1997)439.超イオン状態と強誘電状態の本質的な類似点は超イオン導電体同様,強誘電体の格子イオンのある部分がdouble well potentialを形成することにある.イオンチャネルの開閉過程でS4 α-へリックスが主要な役割を演じていると見る向きの証拠はかなりある.プロトン超イオン導電体との類似性を試みながら,生体膜中の超イオン転移の微視的機構を明らかにした[1].電子-イオン混合導電体のクロス伝導度を電子イオンの衝突項を考慮して計算し実験結果を説明することに成功した[2].アジア地区の国際会議で超イオン導電体における静的誘電関数に関する因果性及び拡散経路に関するフラクタル的振舞について講演した[3].他方,精密な酸素平衡曲線のデータに基づいて理論的に成人と胎児ヘモグロビンの酸素結合親和性の意義を検討した.その結果,胎児ヘモグロビンは常に最大の酸素運搬効率が発揮できるように,また,成人ヘモグロビンの場合,安静状態での酸素分圧環境下では酸素運搬効率はある程度抑える反面,Bohr効果の寄与が最大になるように,そして運動状態では高い酸素需要に対応できるように,それぞれのヘモグロビンの酸素親和性が設定されていることを明らかにした[4].
微小管制御因子SCG10ファミリーの強制発現による視神経再生

成熟哺乳動物の中枢ニューロンは軸索損傷を受けると再生は極めて困難である。本研究では、軸索切断された網膜神経節細胞の軸索再生を促進するために、微小管の制御蛋白の遺伝子を強制誘導してその効果の有無を調べようとした。その候補蛋白として微小管制御因子であるSCG10を選んだ。これまでの研究から、SCG10ファミリー蛋白は、微小管の脱重合を通して、神経細胞の細胞骨格形成に関わっており、神経可塑性や軸索再生に関与しているとされてきた。そこで、まず、SCG10遺伝子を特異的に発現するウイルスベクターを作成して、海馬の培養ニューロンに適用したところ、遺伝子導入群ではSCG10の発現上昇は見られたものの、予想に反して神経突起の長さ、分枝数で有意な低下が見られた。従って、SGC10だけでは軸索突起伸展への抑制効果があることが分かった。さらに、SCG10類似の微小管制御蛋白であるRB3,SCLIP,Stathmin等の遺伝子との組み合わせ導入を試みたが、それらの効果を調べるまでには至らなかった。さらに、これまでの研究から、網膜神経節細胞の軸索切断後のアポトーシスが抑制されている、Bcl-2過剰発現マウスを用いて、その網膜神経節細胞の単離培養を試みたがこれも成功しなかった。そこで、平成16年度には、SCG10分子の微小管脱重合の制御に関わる領域を明らかにするために、SCG10と同様のN末端領域を持ったRB3のfull-lengthとN末端が欠損したRB3のshort truncatedとで、微小管脱重合に対する効果を比較した。その結果、N末端領域が、特異的に微小管の重合に関与していることが明らかになった。このように、SCG10ファミリーは、その特徴的なN末端領域の調節的役割を通して微小管のダイナミズムを制御し、それによって、神経細胞突起の伸展や細胞の形態形成がなされることが明らかとなった。本研究は、微小管の制御因子SCG10ファミリーを、アポトーシスを阻止した網膜神経節細胞に強制発現させることによって、in vitroで神経突起伸展に及ぼす作用を解明し、in vivoで視神経の再生を劇的に促進させるため、まず、Bcl-2過剰発現マウスから単離純粋培養した網膜神経節細胞に、SCG10ファミリー遺伝子をアデノウイルスベクターを用いて導入し、突起伸展効果を評価するための実験系の確立を目指した。具体的には以下の研究を行った。(1)SCG10ファミリー遺伝子を神経特異的に導入するためのべクターコンストラクトの開発(1)ElaE3-欠損型アデノウイルス5型ベクターのCMVプロモーター領域を神経特異的プロモーターに置き換えるため、SCG10の近位プロモーターにNRSE(element)を連結し、さらに、IRSE配列を介してLacZレポーター遺伝子とGFP(Green Fluorescent Protein)発現遺伝子を有するpXJ1CMV-LacZ/GFPに代替挿入した。(2)このベクターにSCG10の微小管脱重合制御領域のリン酸化型および非リン酸化型コンストラクトを挿入し、293細胞に感染させて濃縮抽出した。(3)培養海馬ニューロンにSCG10ファミリー遺伝子アデノウイルスベクターを感染させ、SCG10を強制発現させることに成功した。X-galおよび抗チューブリン抗体の免疫組織化学二重染色法によりSCG1ファミリー遺伝子を導入された神経突起を可視化したところ、導入細胞では顕著な突起の脱落・消失が認められた。(2)Bcl-