hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原発用メカナム・脚ハイブリッドロボットの開発

原発内部探査などに有効な、高段差を乗り越えられる4足歩行ロボット設計のコンセプトとして、リンク長を長くして可動範囲を大きくした脚をコンパクトな本体に付けるための前後クロス脚構造、リンク長が長くても軽量で高剛性な脚とするために通常は1脚3関節の構造を2関節に減じて足先に全方向移動用メカナムホイールを装備する構造を提案した。実機実験によりコンセプトの有効性を示し、高性能な4足歩行ロボットの設計指針を示した。高い段差に対応するため、4足歩行ロボットの脚が広範囲に上下できる構造として、前脚の根元が胴体後部に、後脚の根元が胴体前部にあり、横から見ると脚がクロスして見えるような新たな機構を提案した。これを実現するため、U字型の胴体の中央部を後脚が突き抜ける構造とすることとし、縮小版の簡易な第0次試作機を製作した。シミュレーションおよび第0次試作機により、目標とする700mmの段差乗り越えを可能にする脚の節長、胴体の前後長などを設計した。実物大の第1次試作機を作成した。脚寸法は第1節、第2節ともに約600mmである。試作機はU字型胴体に筋交いを入れてねじれ剛性を確保し、脚関節の支持間隔を広く取って横方向へのたわみを減らすなどの工夫をした。実験を行い、目標である700mmの段差に登ることができた。これにより、本研究で提案する新たなクロス型の脚構造の有効性が実証できた。ただし、試作機は短期間で製作できるよう、アクチュエータには直動エアシリンダを用いて、空気を遮蔽することによる中間位置固定のみを行う制御法とした。また空圧バルブのON/OFFはすべて個別に手動操作で行った。このため、位置決め特性が悪く、段差を登るには5分ほどの長時間の試行が必要である。つづいて、モータ駆動のメカナムホイールを各脚に2個ずつ装着した。平坦地における4脚接地状態(8輪駆動)で、全方向移動(旋回を含む)がスムーズにできることを確認した。また、脚運動と連動して1脚のみをホイールを回転させながら接地したままで前後させる動作も良好に行えた。段差昇降時にメカナムホイールを用いることで、脚のみより少ない歩数で進めることが期待されるが、その実験はまだ実施していない。また、メカナムホイールの制御はすべて個別のON/OFFを手動で行うもので、自動化はできていない。従来の4脚歩行ロボットは階段程度の比較的小さい段差の乗り越えを想定して脚可動範囲を定めたものが多い。本研究ではロボットのサイズに比較して脚先の可動範囲を飛躍的に大きくし、具体例として700mmの段差踏破を前後長1m程度のサイズのロボットで実現することを目標にしている。ロボットの機構的特徴として前2脚が胴体後部から生え、後2脚が胴体前部から生えた形態を提案している。また、それぞれの脚の節長を胴体長に匹敵する程度に長くし、前後のみでなく上下の脚先可動範囲を大きくする形態としている。これによって、たとえば原発内部の狭い通路を通りながら障害物を乗り越えて通過することを可能にする。また、従来から4脚ロボットの脚先に車輪を付加して走行する試みがあるが、本研究では脚先に全方向移動車両用のメカナムホイールを付け、横方向の移動や旋回もホイール回転で実現する。さらにホイールと脚の動作を連動させ、通常の4脚歩行では脚先を持ち上げる遊脚の動作においても、床面にホイールを接地させながら進める移動方法を実現する。これにより、段差にさしかかる際の着地位置調整を不要にし、歩数の少ない移動をおこなう。本研究では試験機を製作し、提案するコンセプトの実証をめざしている。試作機は胴体と脚の骨格部分がほぼ完成している。つづいて、本機用にモータとねじによる直動アクチュエータを開発した。平成26年度に試作機に使用したエアシリンダの代替となるよう、ストロークと推力を設定し、また取り付け部分の形状もエアシリンダとほぼ互換になるように設計している。アクチュエータ単独の動作実験では良好な結果を示した。現在、これを必要数分製作し、すでに一部をロボット本体に装着している。また、脚先のメカナムホイール駆動部を製作し、4脚8輪接地の走行実験を行った。本研究のコンセプトを実証する試験機の開発が順調に進んでいる。平成26年度の試作機を改良して、位置制御特性のよいモータ駆動の脚を製作している。脚駆動部とメカナムホイール駆動部の設計・製作がほぼできあがり、本体への装着を進めている。駆動部単独の動作実験は良好な結果を示している。一方、移動のアルゴリズムについては概略のコンセプトは策定できているが、さまざまなケースについて具体的な詳細プログラムを検討することはまだ進めていない。本研究では、原発内部探査などに有効な、高段差を乗り越えられる4足歩行ロボット設計のコンセプトとして、前後クロス脚構造、メカナムホイールハイブリッド構造を提案している。本年度は試作機を製作し、高段差を昇降する実験を行った。試作機は軽量にするため、アルミフレームを多用した構造とした。一脚2自由度のみとする構造によって、小さな関節と細い節ながら、十分な剛性を実現した。各脚先に2つずつ装備した計8つのメカナムホイールによって前方に走行することで、通常の4脚歩行ロボットによる段差乗り越えよりも少ない、各脚を1回上げるだけの計4歩で段に登ることができた。具体的には、前脚を1本ずつ段に上げ、胴体を段より高くまで上げ、メカナムホイールによって4脚接地のまま前進し、後脚を1本ずつ段に上げる。

実験の結果、想定通りの動作で安定して上ることができた。各脚先は一般的な4足歩行ロボットと異なり、横に広い接地領域をもつように、2つのメカナムホイールの間隔をロボットの全幅の半分近くまで広げて構造とした。この構造は、うねりのある凹凸地形においては両端接地ではないが、3または4本の接地脚を合計すれば有効な接地領域が得られる。また、接地位置を調整するためにメカナムホイールで横方向に移動することや、旋回動作を行うことができた。さらに、1脚を上げたまま3脚接地でメカナムホイールによって走行することもできた。これらの結果から、本研究で提案するメカナム・脚ハイブリッド構造による高段差乗り越え可能な4脚歩行ロボットのコンセプトは有用であることを示した。原発内部探査などに有効な、高段差を乗り越えられる4足歩行ロボット設計のコンセプトとして、リンク長を長くして可動範囲を大きくした脚をコンパクトな本体に付けるための前後クロス脚構造、リンク長が長くても軽量で高剛性な脚とするために通常は1脚3関節の構造を2関節に減じて足先に全方向移動用メカナムホイールを装備する構造を提案した。実機実験によりコンセプトの有効性を示し、高性能な4足歩行ロボットの設計指針を示した。新たに提案する脚機構について、第0次試作機およびシミュレーションにより実機の寸法設計を行った。実物大の第1次試作機を製作し、提案する第1のコンセプトであるクロス型脚の構造が妥当であり、目標の段差昇降が可能であることを確認した。提案する第2のコンセプトである脚とメカナムホイールのハイブリッド駆動が有効であることを試すため、第1次試作機にメカナムホイールを装着し、段差昇降時に使用する実験の準備ができた。以上のように、当初の計画にほぼ沿った検討の実施、試作機の開発が進んでいる。進行中の脚駆動部の製作を完了させ、これを試作機本体に装着する。回路や制御装置を実装して試作機を完成させ、目標としている700mmの段差昇降実験をおこない、コンセプトを実証する。また、段差昇降の歩数を少なくし、バランスを維持するための無駄な胴体移動をできるだけなくすため、ホイール移動を併用して段差前における着地位置調整を不要とする移動方法の実験をおこなう。実験と並行して、より効率的な脚の移動手順を検討し、一般的に適用可能な脚車輪ハイブリッド移動のアルゴリズムとしてまとめる。さらに、メカナムホイールによる横移動や旋回動作を加えた、全方向移動型の脚・メカナムハイブリッド移動について、アルゴリズムを開発し、実証実験をおこなう。ロボット工学第1次試作機を用いて、メカナムホイールを併用した段差昇降実験を行い、歩数の少ない効率的な昇降が可能であることを確認する。また、メカナムホイールによる移動で脚を接地させたまま脚先を動かすことで、静的な安定余裕をより大きくする歩き方が可能であると予想される。これについて理論的な検討、シミュレーションによる検討、試作機の実験による検討を行う。現状の試作機は簡易試作のためにエアシリンダを使用しているため、位置決め特性が悪い。エアシリンダに代わる電動の直動駆動装置を製作し、置き換えを行う。直動駆動装置はモータでねじを回してナット部の推進をロッドの出入りとして外部に伝達する機構である。
細胞表層多糖を介した糸状菌における菌糸接着と基質定着の分子機構の解析

多細胞の真核微生物である糸状菌(カビ)の細胞は細胞壁で覆われており、栄養基質への定着・侵襲には細胞壁成分を主とする細胞表層の物性が重要な鍵を握る。また、糸状菌を液体培養すると菌糸が絡まり菌糸塊を形成することは広く知られているが、その分子機構は全く不明である。申請者は、これまでに糸状菌における不溶性の細胞壁多糖α-1,3-グルカン(AG)と水溶性ガラクトサミノガラクタン(GAG)が菌糸接着因子であることを明らかにした。しかしながら、AGおよびGAG糖鎖の物理化学的性質と糖鎖間の相互作用に関しては全く不明である。本申請研究では、精製糖鎖を用いた糖鎖間の相互作用をin vitroで解析するとともに、麹菌においてAG及びGAG発現量を調節した株を用いたin vivo解析を行い、これらの比較解析により菌糸接着と基質定着の分子機構を総合的に理解することを目的とする。本目的を達成するため2018年度は以下の内容について研究を実施した。AG糖鎖およびGAG糖鎖の精製:糸状菌細胞壁から不溶性多糖AGを精製する方法として、すでに熱水・アルカリ抽出法を確立している。今年度は、これをさらに改良し、2N NaOHで溶解したAGをアルカリ移動相を用いたゲル濾過カラムで分画する方法を確立した。これにより分子量分布の異なるAGを分画・精製することが可能となり、AG分子量と菌糸の凝集性の関連性が明らかになった。また、GAGは水溶性分泌多糖であるが、今年度研究において培地中に分泌されたGAGをEtOH沈殿により精製する方法を確立した。この際、EtOHを段階的に添加することにより、ほぼ純粋なGAGの抽出精製に成功し、GAG凝集性のin vitro解析が可能となった。さらに、精製したAGおよびGAGについてNMR分析あるいは加水分解物の構成糖分析を行い、AGおよびGAGが高純度に精製されていることが確認できた。本研究により確立したアルカリ移動相を用いたゲル濾過カラム法を用いて、モデル糸状菌Aspergillus nidulansの細胞壁AGを分画・分析したところ、AG分子量の違いによって菌糸の凝集性が異なることが明らかになった。本結果とこれまでの知見から、菌と基質との定着性や糖鎖間の相互作用には、AGの量だけでなくその分子量と空間配置が強く影響することが示唆された。本成果は、Frontiers in Microbiology誌、9巻Article-2623(2018年)に掲載された。また、EtOHを段階的に添加するGAG精製法を確立し、麹菌から水溶性分泌多糖GAGをほぼ純粋に抽出・精製することが可能となった。この精製GAGを用いて、菌糸の凝集性をin vitroにより評価したところ、GAGが菌糸接着因子であることがin vitroにおいても初めて実証された。本成果は、現在、Frontiers in Microbiology誌に投稿中である。さらに、菌糸凝集や基質定着に関わる細胞壁構築機構に着目して阻害剤を探索したところ、糸状菌のPKC(細胞壁構築機構におけるキーたんぱく質)に特異的な阻害剤を発見した。本成果は、Applied and Environmental Microbiology誌、85巻10号(2019年)に掲載予定である(オンラインでは掲載済)。以上のように、着実に本研究による成果が現れていることから、本研究はおおむね順調に進展していると言える。今年度は、AG糖鎖およびGAG糖鎖の精製法を確立したことから、今後は以下の研究内容を展開する。1糖鎖間分子間相互作用解析法の開発および糖鎖間、糖鎖-基質間の相互作用解析:(a)AG被覆粒子の作製精製AGをアルカリDMSOに溶解し、そこに疎水性微粒子(蛍光ラテックス粒子)を投入し、さらに純水を加えて超音波処理した後、有機溶媒層から水層に移行する粒子をAG被覆粒子として回収する。AG被覆粒子に吸着しているAGを硫酸加水分解することでAGの粒子吸着量を決定する。(b)GAG被覆粒子の作製GAGはアミノ基を有する正電荷多糖であることから、カルボキシ基を有する微粒子を用いて静電相互作用で被覆する。GAG被覆量は、被覆粒子の加水分解時に遊離するガラクトサミン量を定量して決定する。(c)相互作用解析AG被覆粒子、GAG被覆粒子、AG粒子とGAG粒子の混合系を用いて、粒子の凝集量をその凝集体のサイズ分布として動的光散乱法(DLS)で計測・定量化する。栄養基質への定着能解析では様々な基質をミミックした基盤上(例:植物葉表面を模倣した疎水性ガラススライド、穀物顆粒を模倣した親水性プラスチック)に作製粒子を定着させ、洗浄強度を変化させて剥がれ落ちる粒子を蛍光強度により定量化する。2麹菌AGまたはGAG発現量調整株を用いた菌糸吸着試験:AG-GAG二重欠損株は完全分散することから、二重欠損株にAG合成酵素またはGAG合成酵素の発現量を段階的に制御して、AG・GAG発現量制御株シリーズを造成する。それらの株の菌糸接着能を培養性状比較により評価する。また、これらの菌株の基質定着能を2と同様に評価する。2のin vitro吸着解析の定量結果と、in vivo解析の結果の対応を考察する。以上を実施することで、菌糸接着と基質定着の分子機構を総合的に理解できると考えられる。

多細胞の真核微生物である糸状菌(カビ)の細胞は細胞壁で覆われており、栄養基質への定着・侵襲には細胞壁成分を主とする細胞表層の物性が重要な鍵を握る。また、糸状菌を液体培養すると菌糸が絡まり菌糸塊を形成することは広く知られているが、その分子機構は全く不明である。申請者は、これまでに糸状菌における不溶性の細胞壁多糖α-1,3-グルカン(AG)と水溶性ガラクトサミノガラクタン(GAG)が菌糸接着因子であることを明らかにした。しかしながら、AGおよびGAG糖鎖の物理化学的性質と糖鎖間の相互作用に関しては全く不明である。本申請研究では、精製糖鎖を用いた糖鎖間の相互作用をin vitroで解析するとともに、麹菌においてAG及びGAG発現量を調節した株を用いたin vivo解析を行い、これらの比較解析により菌糸接着と基質定着の分子機構を総合的に理解することを目的とする。本目的を達成するため2018年度は以下の内容について研究を実施した。AG糖鎖およびGAG糖鎖の精製:糸状菌細胞壁から不溶性多糖AGを精製する方法として、すでに熱水・アルカリ抽出法を確立している。今年度は、これをさらに改良し、2N NaOHで溶解したAGをアルカリ移動相を用いたゲル濾過カラムで分画する方法を確立した。これにより分子量分布の異なるAGを分画・精製することが可能となり、AG分子量と菌糸の凝集性の関連性が明らかになった。また、GAGは水溶性分泌多糖であるが、今年度研究において培地中に分泌されたGAGをEtOH沈殿により精製する方法を確立した。この際、EtOHを段階的に添加することにより、ほぼ純粋なGAGの抽出精製に成功し、GAG凝集性のin vitro解析が可能となった。さらに、精製したAGおよびGAGについてNMR分析あるいは加水分解物の構成糖分析を行い、AGおよびGAGが高純度に精製されていることが確認できた。本研究により確立したアルカリ移動相を用いたゲル濾過カラム法を用いて、モデル糸状菌Aspergillus nidulansの細胞壁AGを分画・分析したところ、AG分子量の違いによって菌糸の凝集性が異なることが明らかになった。本結果とこれまでの知見から、菌と基質との定着性や糖鎖間の相互作用には、AGの量だけでなくその分子量と空間配置が強く影響することが示唆された。本成果は、Frontiers in Microbiology誌、9巻Article-2623(2018年)に掲載された。また、EtOHを段階的に添加するGAG精製法を確立し、麹菌から水溶性分泌多糖GAGをほぼ純粋に抽出・精製することが可能となった。この精製GAGを用いて、菌糸の凝集性をin vitroにより評価したところ、GAGが菌糸接着因子であることがin vitroにおいても初めて実証された。本成果は、現在、Frontiers in Microbiology誌に投稿中である。さらに、菌糸凝集や基質定着に関わる細胞壁構築機構に着目して阻害剤を探索したところ、糸状菌のPKC(細胞壁構築機構におけるキーたんぱく質)に特異的な阻害剤を発見した。本成果は、Applied and Environmental Microbiology誌、85巻10号(2019年)に掲載予定である(オンラインでは掲載済)。以上のように、着実に本研究による成果が現れていることから、本研究はおおむね順調に進展していると言える。今年度は、AG糖鎖およびGAG糖鎖の精製法を確立したことから、今後は以下の研究内容を展開する。
双極性障害における気分変動の神経基盤についての多角的・縦断的研究

本研究の目的は、双極性障害患者を対象に、i)多チャンネル脳波計を用いて聴性定常反応(ASSR)の測定を行うこと、ii)安静時機能MRIを測定して脳内の機能結合の評価を行うこと、iii)上記検査を異なる病相(躁病相、うつ病相、寛解期)で行い、脳内でのどのような神経回路の異常により病相の変化が起こっているのかを明らかにすることである。
生物教育における進化の指導に関する研究－アメリカのＢＳＣＳの分析を中心にして－

本年度では、これまでの理論的研究として文献分析の結果をまとめるとともに、実証的研究として2013年10月に渡米しBSCSの教科書を用いた授業の観察とその授業者へのインタビュー調査を行った。これらの研究の結果と昨年度の研究の結果を総括し、BSCSにおける進化の指導の特色を明らかにし、わが国における進化の指導への示唆を導出した。BSCSにおける進化の指導の特色として、BSCSは進化を教える意義を自らの手でブログラムや補助教材に具体化してきたことが指摘できる。BSCSは、設立以降、生物学において果たす進化の中心的役割と生物の理解に対する進化の重要性から進化を教えることを重視してきた。これらの意義のもと、BSCSはプログラムの概念的枠組みの中心に進化を位置づけたり、教科書全体を通して進化を扱ったり、教科書でさまざまな生物の事物・現象と関連付けながら進化を扱ってきた。また、BSCSは、科学としての誠実さの保持、社会と進化に関する研究成果とのかかわり、そして科学の本質の指導の側面からも次第に進化を教えることを重視するようになっていった。BSCSは、これらの新たな意義に鑑み、進化を重視する姿勢を明示していきながら、補助教材において社会や医療と進化との関係を扱い、教科書や補助教材において進化と科学の本質を関連付けて扱っていった。授業の観察や教師へのインタビュー調査の結果から, BSCSが教科書において意図した進化の指導は,教師の手によって授業で具体化されていることが示唆された。わが国における進化の指導への示唆として、進化を教える意義とその意義を具体化する方法を明確にすること、生物学において果たす進化の中心的役割と生物の理解に対する進化の重要性を進化を教える意義として位置づけ、高等学校の生物科目の教科書の学習内容を通して進化を扱こと、科学の本質と進化を関連づけて指導すること、の3点を導出することができた。(抄録なし)本年度では,BSCSにおける進化の指導の変遷を明らかにする目的で,設立以降現在に至るまでのBSCSの報告書や教師用参考書及びBSCSが開発した教科書などの文献を分析した。現在に至るまでのBSCSにおける進化の扱い方の特色として,進化が学習トピックのひとつとしてではなく,プログラムの学習内容を構成し相互に関連付ける主題ないし原理として指導されてきたこと,進化が科学の本質を例証する科学的理論として指導されてきたことなどが明らかになった。2012年9月にはBSCSへ訪問し,BSCSのスタッフに対して進化を重視する理由などをインタビュー調査した。その結果,進化は生物の理解に重要であると同時に生物学を体系づけるため,進化の指導は科学の本質を指導する良い機会となるため,生物教育における科学の誠実さを擁護するため,生徒が意思決定を必要とする社会的諸問題を理解できるようになるためなどの進化を重視する理由が明らかになった。BSCSに訪問した際には,BSCSでの資料収集やハイスクールでの授業参観及び教師へのインタビュー調査も行った。資料収集では,現地でしか入手困難であるBSCSの機関紙などを収集することができた。ハイスクールでの授業参観では,進化と科学の本質に関連する授業を参観することができた。また,教師へのインタビュー調査では,彼らが進化を指導する理由について,進化を指導する際の困難についても知ることができた。一方で,日本における進化の指導の変遷を明らかにする目的で,戦後から現在にかけての中学校及び高等学校の学習指導要領及び教科書を分析した。その結果,中学校では進化が指導されなかった時期があったこと,高等学校では一部の生徒のみが受ける科目でしか進化が指導されていなかった時期があったことなどが明らかになった。理論的研究については,文献の分析が1頂調に進展している。しかし,新たに文献を見つけることができたため,当初予定していたよりも多い数の文献を分析する必要がある。

日本の進化の指導に関する文献について,学習指導要領や教科書などを中心に分析を進めている。実証的研究については,BSCSへ訪問し,BSCSのスタッフに対するインタビュー調査とBSCSでの資料収集およびアメリカのハイスクールでの授業参観を行うことができた。新たに得られた文献の分析と,これまでの研究の整理と総括を行っていく。また,今回のBSCS訪問でハイスクールでの授業参観は出来たが,その数は十分とは言えず,再度訪問を計画し授業参観を行う予定である。そして,これまでの研究の結果と新たに得られた結果を基に,アメリカと日本における進化の指導の特色を比較する。研究遂行上の問題点として,アメリカの訪問先の学校の都合により,十分な授業参観が行えない可能性がある。その場合には,教師へのインタビュー調査や文献の分析によって補足していく。(抄録なし)
超高圧ACナノカロリメーターの開発とそれを用いた蛋白質の熱容量の圧力依存性の研究

一万気圧という超高圧力下における蛋白質の熱容量を測定するための交流法熱量計を試作した。測定精度を高くするために試料セルとして用いる高圧ステンレス鋼チューブの中央部分を均一に削る方法を確立した。性能を試験をした結果、熱容量の測定精度は±0.06%と当初期待していたほど高精度は出ないことがわかった。そこで、2個の試料セルの差を測定することによって精度の向上が可能な示差交流法を試みた。その結果、熱容量の測定精度を±0.0015%にできることがわかった。この装置を用いて、標準的な蛋白質の圧力変性における熱容量の測定を試みた。一万気圧の超高圧力を加えられるように現有するACナノカロリメーター用の超高圧力用試料セルの試作を行った。試料セルとしては一万気圧に耐えられる高圧チューブを用いる。市販の高圧ステンレス鋼管は肉厚で熱容量が大きく、試料セルの熱容量が試料の熱容量と比べて非常に大きくなり,試料の熱容量の測定精度が悪くなる。蛋白質の熱容量を精度良く測定するためには市販品より肉薄のチューブが必要である。そこで、高張力鋼で肉薄の超高圧チューブを放電加工により試作することを検討した。その結果,チューブの破壊強度の安全余裕が十分に取れないなどの問題があることがわかり,肉薄のチューブで測定精度を確保することを断念した。代案として,2つの等価な試料セルの一方に試料を他方に基準試料を入れて、それらの熱容量の差を測定する示差ACカロリメトリーを検討した。市販の高圧ステンレス鋼管を使って圧力を加えない状態で示差法の予備測定を試みた。その結果,測定の精度が向上することがわかったので,示差法の装置を試作することを決断した。この予備測定に予想以上に時間がかかったため,計画より装置の試作に取りかかるのがかなり遅れた。また,5月に研究用高圧装置の設計の経験が豊富な光高圧機器(株)の小泉光男社長が死去された影響で,この示差法の装置の設計が遅れ,試作装置の納入が当初計画より4ヶ月遅れてしまった。そのため,現有するACナノカロリメーターの改造(約2ヶ月)と動作試験(約2ヶ月)は次年度に繰り越すことになった。一万気圧の超高圧力を加えられるように現有するACナノカロリメーターの改造を行った。試料セルとしては一万気圧に耐えられる直径約3mmの市販の高圧ステンレス鋼チューブを用いる予定であったが、チューブが細いためにチューブを高圧バルブにつなぐ高圧フィッティングが、一万気圧に耐えられないことがわかった。そこで、直径約5mmの高圧ステンレス鋼チューブを用いることになったが、肉厚であるため、試料の熱容量と比べて試料セルの熱容量が非常に大きくなり,試料の熱容量の測定精度が非常に悪くなる。そこで、直径約5mmの高圧ステンレス鋼チューブの中央部分を約3mmまで削ることにした。ところが旋盤加工では,旋盤の回転中心をチューブの中心に精度良く合せることが困難なことと,チューブの長さが150mmと長いためにバイトで押すとチューブがたわんで均一に削ることが難しいことがわかった。試行錯誤の結果,電解研磨により高圧チューブの中央部分を約3mmまで削る方法を確立した。この間,6月に東京工業大学から京都工芸繊維大学へ所属が変わり,実験装置の引越をしたことと、京都工芸繊維大学で研究室の耐震補強工事により、8月と12月に2回引越を行ったため、実験が十分にできず当初計画より遅れが生じた。そのため,動作試験と、lysozymeなどの標準的ないくつかのタンパク質の圧力変性前後における熱容量の測定は次年度に繰り越すことになった。前年度からの課題である、一万気圧の超高圧を加えられるように改造したACナノカロリメーターの動作試験を行った。その結果、熱容量の測定精度は±0.06%と当初期待していたほどの測定精度が出ないことがわかった。この精度では、希薄溶液中のタンパク質の圧力変性における過剰熱容量を測定することは困難である。そこで、試料セルを2つ用いて、一方を未知試料、他方を参照試料とし,その差を測定することによって測定精度の向上が期待できる示差ACカロリメトリーという方法を試みることにした。示差ACカロリメトリーは過去に他の研究者によって試みられているが、目立った成果は得られていなかった。これはおそらく、2つの試料セルを高い精度で等しくすることが困難であるためであると思われた。そこで、これまで蓄積した熱測定の経験を元に細心の注意を払って、示差ACカロリメトリーのための装置を設計し、製作を行った。動作試験の結果、熱容量の測定精度を±0.0015%と通常の40倍まで向上できることがわかった。これで、タンパク質の圧力変性における過剰熱容量を測定できる目処が立った。

この成果は、2008年10月に熱測定討論会で発表した。現在、標準的なタンパク質であるlysozymeの圧力変性前後における過剰熱容量の測定を試みているが、圧力媒体がタンパク質試料と混合する問題が起こるので、解決法を模索している。この問題を解決して、測定結果を発表する予定である。
足場タンパク質JSAP1による小脳顆粒前駆細胞の増殖・分化制御機構の解析

発達期小脳の免疫組織染色を行い、JSAP1および活性型JNKは増殖を停止し顆粒前駆細胞で強く共発現していることを見出した。また、小脳顆粒前駆細胞の分化過程における足場タンパク質JSAP1の細胞膜移行とその役割を明らかにした。本研究成果は、哺乳類JNK経路の空間的制御に足場タンパク質JSAP1が関与することを示した最初の知見である。さらに、小脳初代培養系を用いた解析を行い、JSAP1-JNKシグナル伝達系は小脳顆粒前駆細胞のプログラムを増殖型から分化型に変換する役割を担っていることを見出した。哺乳類MAPキナーゼ(MAPK)経路の足場タンパク質は、シグナル伝達の特異性を規定する制御因子であり、MAPKの時間的・空間的制御にも関わると考えられている。しかし、詳細については不明な点が多い。我々は、自らのグループが同定した足場タンパク質JSAP1を中心に解析を進めており、今年度の研究成果は以下の通りである。1.抗プロゲステロン剤RU-486の経口投与により遺伝子破壊が誘導可能なJsap1コンディッショナルノックアウトマウス(Jsap1^<flox/flox>;GluRε3-CrePR)では効率よく遺伝子破壊を行うことはできなかった。そこで、GluRε3-Creノックインマウスを用い、小脳顆粒前駆細胞特異的かつ非誘導型Jsap1コンディッショナルノックアウトマウスの作出に着手した。2.発達期小脳について、JSAP1、活性化型JNK、細胞増殖マーカーKi67、および分化マーカーNeuNに対する抗体を用いた免疫組織染色を行った。その結果、JSAP1および活性化型JNKは共に、外顆粒層の内、増殖を停止した顆粒前駆細胞が多く存在する細胞層で強く発現していることを見出した。3.小脳初代培養系を用いてJSAP1-JNKシグナル伝達系に関する解析を行った。その際、野生型JSAP1、JNK結合能を欠く変異JSAP1、およびJSAP1特異的shRNA発現ベクターを使用した。また、足場タンパク質JSAP1の質的および量的変化に伴う顆粒前駆細胞の運命(増殖・分化)は、抗Ki67, NeuN抗体を用いた免疫細胞化学法により評価した。4.上記3および4の結果から、JSAP1-JNKシグナル伝達系は、小脳顆粒前駆細胞のプログラムを増殖型から分化型に変換する役割を担っていることが強く示唆された。本研究は、最終的には発達期小脳における神経細胞(前駆細胞を含む)の増殖、分化、移動、シナプス形成などを制御するメカニズムを分子レベルで明らかにすることを目指している。その中で本研究課題では、JNK MAPK経路の足場タンパク質を切り口とした解析により得られた研究成果をさらに発展させ、小脳顆粒前駆細胞のプログラムを増殖型から分化型に変換する分子メカニズムの解明を目指している。今年度の研究成果は以下の通りである。1.Cre-loxPシステムを用いて、小脳顆粒細胞特異的Jsap1ノックアウトマウスを作出した。具体的には、GluRε3-Creノックインマウスを使用した。また、小脳顆粒細胞特異的Jsap1,J1p(JSAP1ファミリーメンバー)ダブルノックアウトマウスの作出に着手した。2.小脳初代培養系を用いた解析を行い、bFGF/FGF-2(小脳顆粒前駆細胞の分化誘導因子)に応答してJSAP1タンパク質がプラズマメンブレンに局在することを見出した。また、その細胞内局在の変化は、モータータンパク質キネシンとの相互作用を介して起こることを示唆する結果を得た。1.株化細胞および小脳初代培養系を用いた解析を行い、JSAP1タンパク質はbFGF/FGF-2(小脳顆粒前駆細胞の分化誘導因子)に応答して細胞膜に移行することを見出した。さらに、その細胞内局在の変化に伴ってJNK及びERK MAPK経路が活性化され、小脳顆粒前駆細胞の分化が促されることを強く示唆する結果を得た。

本研究成果は、哺乳類MAPK経路の空間的制御に足場タンパク質JSAP1が関与することを示した最初の知見である。2. FGF受容体-JSAP1経路はソニックヘッジホッグ(小脳顆粒前駆細胞の増殖促進因子)シグナル経路を抑制するが、その標的はGli転写因子であることを示唆する予備的知見を得た。3.足場タンパク質JSAP1及びJLP(JSAP1ファミリーメンバー)の生体内における生理機能を明らかにするため、Cre-loxPシステムを用いて小脳顆粒細胞特異的Jsap1, Jlpダブルノックアウトマウスを作出した。
幕末維新期の時事錦絵・かわら版の終焉と、近代庶民メディアの誕生

本年度は、神奈川大学21世紀COEプログラムに研究協力者として参加し、『東海道名所図絵』の事物・人物の動作・衣服などに検索項目を付与していく「絵引き」の作成作業に従事し、試案本として刊行、デジタルデータベースも作成した。近世の名所図絵の画像が、近景・超近景(クローズアップ)・遠景を駆使し、類型的図像ながらも、当時の庶民の姿や身体技法を的確に伝え、見る人々に視覚的な臨場感を与えていた事実を指摘した。なお、近世の挿絵類の図像世界は、明治時代となっても継承されたが、印刷術の革新・写真画像の登場により、庶民の関心を一層ひきつける画風が創り出されていったと考えられ、このようなシェーマを実証中である。明治維新期の「時事錦絵」に関しては、明治7年から8年にかけて東京・大阪で大流行した錦絵新聞を調査し、特に大新聞『東京日日新聞』『郵便報知新聞』引用元とした錦絵新聞約250点を調査し、解説を加えた『文明開化の錦絵新聞』(国書刊行会)を出版した。〈3年間の成果〉研究計画のうち、「計画1、時事風刺的な錦絵作品のデータベース化(資料収集)」は3000点を超え、現在は、石版画・風刺漫画をも含めたものへと充実させつつある。「計画2、時事錦絵資料のPDFファイル化とデータベース作成」は資料を錦絵だけでなく、近世の国絵図など大型の画像資料のデジタルトレス作業により、大きな成果を得た。今後は巨大な画像資料の解読と解析、データベース化に応用が期待できる。「計画3、『時事錦絵』の終焉と近代庶民メディア誕生」については、明治天皇のいわゆる御神影が石版画や錦絵に描かれた事例を収集し、「似顔絵」が風刺漫画や風刺錦絵を誕生させ、全く新しい視覚的感性を生み出した事実を解明中であり、今後論文・研究発表により成果を発表する。総じて、3年間の助成を通し、申請者の画像資料を使用した歴史研究のスキルは確実に向上した。今後も更に高レヴェルの、実証的な歴史民俗資料学・情報歴史学研究が推進できると確信する。今日、情報化社会の中で映像メディアが日常生活の諸領域に深く浸透し,人々の価値観や文化、芸術のあり方を大きく変容させている。このような日本における視覚的な情報媒体の浸透は、19世紀の江戸では、視覚媒体に媒介された社会意識の変化は広範囲に起き始めており、今日のメディア文化状況を把握するにも、歴史的な視点からの認識は不可欠である。本研究「幕末維新期の時事錦絵・かわら版の終焉と、近代庶民メディアの誕生」では、幕末維新期に江戸と周辺地域で、庶民の重要な情報源として機能した、「時事錦絵」「かわら版」がいかに衰え、その一方で明治期の庶民メディアに吸収・継承されたのかを実証的にとき明かし、庶民の心性に及ぼした影響をも明らかにする。本年度は、基礎的資料の収集活動と研究成果の講演を中心に行った。一次資料は、東京大学・明治大学刑事博物館・熊本市立博物館・静岡県立中央図書館などを中心に、明治中期までの「時事錦絵」の情報を収集した。また、勤務先の戸田市立郷土博物館の特別展示で、高度経済成長期の東京周辺部(埼主県戸田市)の駄菓子屋を事例とし「おもちゃとしての情報」「子どもたちとメディア文化」について博物館展示・博物館図録執筆を行った。昭和30年代となっても駄菓子屋のおもちゃ絵(凧・すごろく・めんこ)の画風は明らかに近世的であり、明治以降も江戸時代の錦絵文化=庶民的画像世界は強い浸透力をもっていたのであった。一方、少女向きのぬり絵は、現代の少女漫画的画風のものが主であり、伝統的な庶民絵画の世界が、少女向き絵画の世界では大きくつき崩されたことがわかる。現在、新聞挿絵・雑誌の挿絵が明治40年代に大きく描法を変化させた事実を研究史に沿って調査中である。次年度も一次資料情報の収集とデジタル化・解読を行い、分析的記述を行なう。本年度は、ウィーン大学での国際風刺画シンポジウム(現地時間、平成18年5月28日・テーマ「浮世絵木版画の風刺画1842-1905」)にて「'Topic prints' in Bakumatu Japan」を発表した(英語+日本語による発表)。日本史分野・隣接分野(美術史・国文学)の内外の研究者と交流を深め、図像資料に対する知見を深めた。本発表は英語論文にまとめ、ウィーン大学によるシンポジウム報告論文集に掲載される(2007年度中に発行予定)。また、神奈川大学21世紀COEプログラムに研究協力者として参加し、『東海道名所図絵』の事物・人物の動作・衣服などに検索項目を付与していく「絵引き」の作成作業に従事した。そして名所図会に特徴的に見られる鳥瞰図・平行遠近法などの近世的な図像表現が、いかに錦絵に継承されたのかに注目し、解明したい。明治維新期の「時事錦絵」に関しては、明治天皇行幸絵と明治天皇の「御真影」について調査し、研究発表を行った。このほか文久元年に江戸で多数出版された「横浜絵」を、過去の研究史を踏まえ新たな観点から見直し「時事錦絵」として位置づけた研究発表を行った。

また、文化財指導調査員(非常勤)として勤務した中央区立郷土天文館では、特別展『「夢二」永遠の女(ひと)笠井彦乃』を担当し、竹久夢二が江戸錦絵の伝統を継承した彫師・摺師による手作りの版画作品重視し、独自の「叙情画」を作り上げていく一方、明治期の出版技術を積極的に取り入れたペン画を量産し、女性雑誌・少年雑誌に時事風刺画を描いた事実を指摘した。本年度は、神奈川大学21世紀COEプログラムに研究協力者として参加し、『東海道名所図絵』の事物・人物の動作・衣服などに検索項目を付与していく「絵引き」の作成作業に従事し、試案本として刊行、デジタルデータベースも作成した。近世の名所図絵の画像が、近景・超近景(クローズアップ)・遠景を駆使し、類型的図像ながらも、当時の庶民の姿や身体技法を的確に伝え、見る人々に視覚的な臨場感を与えていた事実を指摘した。なお、近世の挿絵類の図像世界は、明治時代となっても継承されたが、印刷術の革新・写真画像の登場により、庶民の関心を一層ひきつける画風が創り出されていったと考えられ、このようなシェーマを実証中である。明治維新期の「時事錦絵」に関しては、明治7年から8年にかけて東京・大阪で大流行した錦絵新聞を調査し、特に大新聞『東京日日新聞』『郵便報知新聞』引用元とした錦絵新聞約250点を調査し、解説を加えた『文明開化の錦絵新聞』(国書刊行会)を出版した。〈3年間の成果〉研究計画のうち、「計画1、時事風刺的な錦絵作品のデータベース化(資料収集)」は3000点を超え、現在は、石版画・風刺漫画をも含めたものへと充実させつつある。「計画2、時事錦絵資料のPDFファイル化とデータベース作成」は資料を錦絵だけでなく、近世の国絵図など大型の画像資料のデジタルトレス作業により、大きな成果を得た。今後は巨大な画像資料の解読と解析、データベース化に応用が期待できる。「計画3、『時事錦絵』の終焉と近代庶民メディア誕生」については、明治天皇のいわゆる御神影が石版画や錦絵に描かれた事例を収集し、「似顔絵」が風刺漫画や風刺錦絵を誕生させ、全く新しい視覚的感性を生み出した事実を解明中であり、今後論文・研究発表により成果を発表する。総じて、3年間の助成を通し、申請者の画像資料を使用した歴史研究のスキルは確実に向上した。今後も更に高レヴェルの、実証的な歴史民俗資料学・情報歴史学研究が推進できると確信する。
海洋表層における生物起源微量気体の生成・分解過程とその気候変化への応答

本研究では海水中の複数の揮発性有機化合物(VOC)を連続的に測定するために平衡器インレット-陽子移動反応質量分析計(EI-PTR-MS)を開発した。対象とした6種のVOC(硫化ジメチル(DMS)、イソプレン、プロピレン、アセトン、アセトアルデヒド、メタノール)について、室内実験で平衡到達度や応答時間の評価を行った。海水試料とキャリアガスの間の平衡はVOCの溶解度に依存し、プロピレンとイソプレンは平衡に達しなかったが、他のVOCは平衡器内で十分に平衡に達していた。我々は、西部北太平洋における研究航海においてEI-PTR-MSを初めて運用し、サンプリング手法による汚染の影響が無い事を確認した。EI-PTR-MSで得られたDMSとイソプレンの結果をGC法で得られた結果と比較し、概して良く一致することが分かった。EI-PTR-MSは小さい時空間スケールにおける海水中のVOCの変動を捉えることができており、複数のVOC種を同時かつ連続的に測定する能力を有していることが実証された。温暖化など地球規模の環境変化の進行が、温室効果気体などの海洋からの放出量をどのように変化させるかに関心が集まっている。これは一般には、海洋表層における生物地球化学過程の質や量によって決まると考えられているが、多くの気体分子において両者間の定量的な関係は不明確であり、一部の気体分子では、生成や消滅の素過程すらわかっていないのが現状である。そこで本研究では、海洋表層において生物地球化学過程によって生成・消滅すると考えられる微量気体分子について、その生成の素過程や、環境変化の進行に対する生成量の応答を明らかにすることを目的として実施する。このため、まず各海域の海水中における微量気体の存在量の分布を高解像度で明らかにするとともに、海水やプランクトン、沈降粒子などの試料を環境条件を調整しながら培養し、環境変化に対する微量気体の生成(分解)量の応答を定量化する。さらに各気体分子について、その濃度だけでなく軽元素安定同位体組成も定量することで、複雑な生物地球化学過程の微小変化の検出や、検出した変化の原因特定に利用する。大気-表層海洋相互作用の観測に利用するため、今年度は本計画研究の根幹となる観測船搭載用の海水試料中の微量気体モニタリングシステムの開発と性能を評価・調整するための準備実験を行った。本システムは連続平衡器、気相循環・モニタリング部、気相濃縮・回収部、濃縮気相分析部の各パーツから成り、各部について必要に応じて製作と基礎実験を行った。モニタリング部にはVOCsおよびOVOCs用のプロトン移動反応質量分析計(PTR-MS: IONICON HS)と無機ガス(H_2・CO・N_2・O_2・Ar等)用の四重極質量分析計(QMS)を準備し、多成分について高時間分解能の濃度モニタリングを実現するようにPTR-MSは谷本を中心に、またQMSは角皆を中心に立ち上げ作業を行った。その結果、PTR-MSの基礎実験では、天然の陸水中でイソプレンやアセトアルデヒドの検出に成功した。またQMSの基礎実験では海水中のCH4の定量にも応用出来ることがわかった。また海水と平衡化した気相を低温トラップを用いて濃縮した後にGC-FIDを用いて定量し、さらに陸上実験室で分析する同位体組成定量用の濃縮試料を回収する気相濃縮・回収部については、中川を中心に試験運転を「みらい」MR06-04次航海を利用して日本海やオホーツク海、ベーリング海域等で実施し、対象海域におけるエタン・エチレン・プロパン等の濃度と炭素安定同位体比の分布の定量に成功した。また今後の同位体定量に使用する連続フロー専用の気体質量分析計を購入し、立ち上げ作業を行った。次年度に参加予定の大気-表層海洋相互作用の総合観測航海(「白鳳丸」KHO8-02次航海)において使用するたあ、前年度に開発した観測船搭載用の海水中の微量気体成分連続モニタリングシステムについて各種基礎実験と性能評価、さらに各種調整を行い、その成果を国内外の学会で発表するとともに、一部に関して国際誌に投稿し受理された。また霞ヶ浦において同システムを用いて湖水中の各種微量気体濃度の連続観測を行い、メタノール・エタノール・プロピレン・イソプレンや硫化ジメチル等について日周変化の定量に成功した。さらに水槽内において培養した珪藻から放出される各種微量気体成分量の時間変化を実測し、イソプレンや硫化ジメチル等に増殖に伴う顕著な増大を観測した。

また大気-海洋相互作用を含めた海洋の窒素循環量を定量するため、これまでは定量の難しかった海洋の窒素固定速度や海水中の溶存硝酸イオツの三酸素安定同位体組成について新しい高感度定量法を開発し、成果を国内外の学会で発表するとともに、一部を国際誌に投稿し受理された。また「みらい」MR06-04次航海や「白鳳丸」KH06-2次航海を利用して採取した西部北太平洋や、日本海、オホーツク海、べーリング海域等の海水試料について、大気沈着由来の硝酸混合比や窒素固定速度を定量し、日本近海の諸海域における大気-海洋相互作用を含めた海洋の窒素循環量の定量に成功し、成果を国内外の会で発表した。さらに前年度に購入した同位体定量用の連続フロー専用気体質量分析計を立ち上げ、大気・海洋中の水素分子やメタンについて水素安定同位体組成を高感度で定量することに成功し、成果を国内外の学会で発表した。地球環境変化に対する海洋のフィードバック効果を定量化することが急務である。そこで本研究では、強力な赤外放射活性を示したり有機エアロゾル核を形成したりするような大気化学的に重要で、かつ海洋がその収支に重要な役割を果たしていると考えられる微量気体(メタン・亜酸化窒素・水素・一酸化炭素・揮発性有機分子(VOCs)・含酸素揮発性有機分子(OVOCs)など)について、その海洋表層における生成(分解)過程の詳細や環境条件変化に対する生成(分解)量の応答を明らかにする。本年度は、前年度に開発した観測船搭載用の海水中の微量気体成分連続モニタリングシステムを、2008年7月より9月にかけて西部北太平洋海域において行われた大気-表層海洋相互作用の総合観測航海(「白鳳丸」KH08-02次航海)に搭載し、外洋で世界初となるOVOCs(含酸素揮発性有機分子類)などの分布観測を実現するとともに、船上で培養実験を行い、各種プランクトンなどの放出特性を把握した。また同航海では同時に、溶存硝酸イオンの三酸素安定同位体組成や溶存水素分子や溶存メタンの水素安定同位体組成、溶存酸素分子の三酸素同位体組成、さらに海洋の窒素固定速度について実測を実現し、観測海域における大気沈着由来の硝酸混合比や微量気体の挙動、窒素固定速度平面分布などを定量して、微量気体成分連続モニタリングシステムの結果解析や特定領域の他班の解析などに貢献した。成果は国内外の学会で発表するとともに、国際誌に投稿した。そこで本研究では、強力な赤外放射活性を示したり有機エアロゾル核を形成したりするような大気化学的に重要で、かつ海洋がその収支に重要な役割を果たしていると考えられる微量気体成分について、その海洋表層における生成(分解)過程の詳細や環境条件変化に対する生成(分解)量の応答を明らかにすることを目的としている。また最新の地球化学的分析手法を駆使して大気・海洋の各種パラメータを定量し、他班に貢献することも併せて目的としている。本年度は、昨年度の観測航海(白鳳丸KH08-2次航海)で得られた試料の分析や、観測結果の解析などを中心に行った。具体的には、採取した海水試料(もしくは海水からの抽出試料)の分析を進め、西部北太平洋域亜寒帯・亜熱帯両海域における微量気体成分の濃度・同位体組成の水平・鉛直分布を定量化した。
シロイヌナズナ新規細胞分化誘導法を用いた細胞運命選択の定量的解析

本課題で使用している新規細胞分化誘導法に関して、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析をおこない、分化誘導時の細胞運命変化の過程を明らかにすることができた。興味深いことに、光合成をおこなう葉肉細胞が、維管束の幹細胞へと細胞運命を変え、最終的に木部道管細胞へと分化していく様子が遺伝子レベルで明らかとなった。またこれらの分化誘導システムに対し、変異体や細胞マーカー等を導入できることに成功した。これらの研究結果は、Molecular Plant誌(Kondo et al., 2015)に受理された。また、この分化誘導システムに対して、細胞運命を定量化するためのルシフェラーゼレポーターを導入することに成功し、分化誘導過程において、pIRX3-ELUC (木部特異的プロモーター)のルシフェラーゼ発光が約100倍程度誘導されること、またそれが実際の木部分化率と相関があることを見出し、木部分化運命を簡易に定量できる方法を確立できた。この方法を木部特異的プロモーターだけではなく、幹細胞特異的プロモーター、篩部特異的プロモーターに対して応用することを考え、これらのプロモーターに対してルシフェラーゼレポーターを融合させたコンストラクトを植物体に対して導入した。これらの成果は、今後、細胞運命を定量・可視化するための強力なツールとなることが期待され、計画当初の期待通りに研究が進展したと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。
組織・集団におけるモチベーションの生起メカニズムとその生態学的適応基盤

組織・集団におけるモチベーションの生起メカニズムについて生態学的妥当性の高い理解を目指すことが、本研究の大きな枠組みである。そのなかで、集団で共同作業を行う場面において、人は課題にどのように動機づけられるのか、という問いに対して、進化ゲーム理論の視点を援用した集団実験およびコンピュータシミュレーションを行いながらアプローチしていく。申請者は、以下に述べる「頻度依存的動機づけモデル」(Tamura, Wada, & Kameda, 2007 ; Kameda & Tindale, 2006)がこうした矛盾を統合するのではないかという観点から、人間集団を用いた行動実験を実施した。集団場面での個人のユニークな貢献可能性は集団内の作業協力者数が増えるに従い逓減する(Steiner, 1972)という一般的な性質を考えたとき、個人の努力は他に協力者が少なければそれに見合う結果を生み出すものの(リターンが投入コストを上回る)、協力者数が多ければ個人の努力は無駄になりやすい(リターンがコストを下回る)。つまり、個人の集団課題解決への動機づけは、周りの作業協力者の頻度に依存し、リターンとコストが等しくなる臨界点をはさんで、協力から非協力に大きく変化するはずである。これが、「頻度依存的動機づけモデル」であり、集団におけるモチベーションの生起メカニズムに対して1つの統合的な視点を与える。この実験の当初の予測では、集団内の個々人がモデルに従った行動を取った結果として、集団内に"協力者"と"非協力者"の共存が生じるのではないかと考えていた。しかし、実験の結果、集団内の個人の行動は決して一様に「頻度依存的動機づけモデル」で説明されるものではなく、むしろ強い個人差が存在することが明らかになった。そこで、集団内の個人差がどの程度頑健で、どの程度可塑的なものであるのかについて、実験検討をつづけている。申請者は、以下に述べる「頻度依存的動機づけモデル」(Tamura, Wada, & Kameda, in press; Kameda & Tindale, in press)がこうした矛盾を統合するのではないかという観点から、人間集団を用いた行動実験を実施した。申請者は、以下に述べる「頻度依存的動機づけモデル」(Tamura,Wada,&Kameda,in press;Kameda&Tindale,in press)がこうした矛盾を統合するのではないかという観点から、人間集団を用いた行動実験を実施した。集団場面での個人のユニークな貢献可能性は集団内の作業協力者数が増えるに従い逓減する(Steiner,1972)という一般的な性質を考えたとき、個人の努力は他に協力者が少なければそれに見合う結果を生み出すものの(リターンが投入コストを上回る)、協力者数が多ければ個人の努力は無駄になりやすい(リターンがコストを下回る)。この個人差がどのように存在しているかを検討するため追加実験を行っている。

申請者は、以下に述べる「頻度依存的動機づけモデル」(Tamura, Wada, & Kameda, 2007 ; Kameda & Tindale, 2006)がこうした矛盾を統合するのではないかという観点から、人間集団を用いた行動実験を実施した。集団場面での個人のユニークな貢献可能性は集団内の作業協力者数が増えるに従い逓減する(Steiner, 1972)という一般的な性質を考えたとき、個人の努力は他に協力者が少なければそれに見合う結果を生み出すものの(リターンが投入コストを上回る)、協力者数が多ければ個人の努力は無駄になりやすい(リターンがコストを下回る)。つまり、個人の集団課題解決への動機づけは、周りの作業協力者の頻度に依存し、リターンとコストが等しくなる臨界点をはさんで、協力から非協力に大きく変化するはずである。これが、「頻度依存的動機づけモデル」であり、集団におけるモチベーションの生起メカニズムに対して1つの統合的な視点を与える。この実験の当初の予測では、集団内の個々人がモデルに従った行動を取った結果として、集団内に"協力者"と"非協力者"の共存が生じるのではないかと考えていた。しかし、実験の結果、集団内の個人の行動は決して一様に「頻度依存的動機づけモデル」で説明されるものではなく、むしろ強い個人差が存在することが明らかになった。そこで、集団内の個人差がどの程度頑健で、どの程度可塑的なものであるのかについて、実験検討をつづけている。
ヒト染色体セントロメア領域を構成するDNAと蛋白質の相互作用

ヒト染色体セントロメア領域において形成されるセントロメア特異的な高次構造をDNAと蛋白質の相互作用の観点から解明するために以下の研究を行った。(1)ヒトと同じ霊長類に属するアフリカミドリザル(AGM)由来のCENP-B遺伝子をクローン化し、その全塩基配列(^2kbase)を決定した。CENP-BのDNA結合領域及び二量体形成領域はヒトとAGMとで100%一致していたが、セントロメア上のCENP-Bの存在様式は大きく異なることを示唆する結果を得た。(2)ヒトCENP-Bと3.5^3.8kbpの長いDNAを用いてin vitro結合反応を行い、CENP-BがCENP-B box一個を持つDNAに対しては二分子のDNAを束ね、CENP-B box二個を持つDNAに対してはループ構造を形成することを明かにした。αサテライトDNA、コアヒストン、CENP-B三者複合体のin vitro形成に成功し、その複合体の構造を解析した。ミクロコッカルヌクレアーゼ(MNase)フットプリント解析を行いCENP-Bがコアヒストンと相互作用することによりヌクレオソーム構造のポジショニングを引き起こす機能を持つことを示す結果を得た。これはセントロメア特異的なヌクレオソーム構造を解明する上で極めて重要な発見である。(3)ヒト染色体セントロメア領域を特異的に認識するヒストンH3様蛋白CENP-Aを大量精製しアミノ酸配列の一部を決定した。CENP-Aの可溶化に関する研究を行い、コアヒストンにCENP-Aを組み込ませ複合体形成を行うことを可能にした。今後CENP-Aを含むコアヒストンとDNA,CENP-B複合体形成を行いその構造解析を行う。