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サイエンスリテラシー育成のための科学教育

本研究は、主として非理科系大学における自然科学教育のあり方に関する研究である。筆者は大学の教育目標が「善き市民」の養成にあると考えている。「善き市民」の資質の一つには、社会の変化に主体的に対応が可能であることが考えられる。その能力養成の一方法として表題研究を考えた。本研究では、非理科系の学生に科学観を養成するために有効な講義方法、講義内容の研究を行った。まず第一に考えねばならないことは、学生の興味を自然科学に向けさせることであった。一つの有効手段は実験を講義に組み込むことである。そこで、講義と実験との組み合わせが可能な講義内容の研究を行った。「色」というテーマでは、色素のスペクトラムの測定、染色実験、色素の合成、色素の分離等幾つかの実験が可能であり、それら実験と講義(理論)とのつなぎをうまく組み合わせることが出来た。また、最近の学生の傾向として、化学や物理に対する抵抗感に対して、生物にはその感が少ないことがうかがえる。したがって、化学の分野でも生化学に関する内容には興味を持っているようである。そこで、「生体情報」、「薬」というテーマを研究した。特に「薬」の講義では、その開発法に自然科学的思考法を結びつけた講義が出来た。3年間の研究からは、比較的具体的内容を示すテーマを設定し、色々な角度から追及できるようなテーマ設定が重要であることが判明した。講義では出来うるかぎり学生との対話を心がけた。また、同時に学生に考える癖をつけることや疑問感をもたせることを心がけた。そのためには、表や図を提示し、そこから何が、どこまで判るのかという質問をする方法をとった。サイエンスリテラシーの育成の教育は知識の植え付けの教育ではなく、思考型の教育である。その役割が一般教育にある。大学における一般教育の重要性を再認識した。本研究は、主として非理科系の大学における自然科学教育のあり方に関する研究である。初・中等教育の現場で生徒の理科離れが問題視されるようになってから既に数年があ経過した。当然のことながら、その延長上に存在する大学でも同様の問題が生じている。特にいわゆる文科系の学生の自然科学に対する認識は年々悪化の傾向にある。大学の高学年生であっても、火力発電で何故石油を燃やすのかを正確に理解していない者も少なくない。研究者は、大学生の自然科学離れも勿論重要な問題であると考えているが、さらに重要なことは、学生の勉学の中心が暗記にあることであり、自ら考えることや、考えを組み立てることを嫌う傾向にあることにあると考えている。従って、サイエンスリテラシー教育の第一目標をなるべく学生に考えさせる講義を展開することにおいた。平成7年度の研究者の担当科目は、生命現象を考える化学(2展開)、物質を理解する化学(1展開)、化学商品論(1展開)、教育演習(1展開)、ゼミナールであった。いずれの講義においても、題材を絞り込み、一つの命題に対して多方面からアプローチし、結論を導き出す講義方法をとった。なるべく多くのデーターや例をあたえ、そのデーターから何が考えられ、さらに深く考えるためにはどんなデーターが必要であるか、そのデーターを得るためにはどんなことが必要であるかというような講義の組み立てを行った。一方では、学生に自然化学に興味を覚えさせる教材についての研究を行った。一年間の研究を通じて感じたことは、サイエンスリテラシー教育を大学の段階で行うことはかなり難しい。思考法はなるべく若いうちに固めるの必要があるからである。現在、高校生との接触を検討中である。残念ながら現在の大学では必ずしもサイエンスリテラシー指向の教育が行われていない。大学のカリキュラムも検討が必要であると考えられる。

研究者は、本研究の目標の一つを新指導要領導入の際に提示された「新学力」においた。しかしながら、平成7年度の研究では、研究者が対象とした多くの大学生にそれらの能力に欠けていることが判明した。その結果をもとに、平成8年度は「新学力」の第一項目、すなわち自己育成力の養成に目標をおいた。研究は昨年度同様に「物質の科学」(化学)を中心に、研究目的にそったテーマの選択、実験、講義の展開法、有効な教材等について研究を行った。今年度は4コマの講義を展開したが、「薬」、「色」、「合成高分子」、「生命情報」等のテーマを中心に講義を行った。それは前年度の研究で内容を絞り込んだ講義の展開の必要性が判明したからである。全ての講義に共通することは、幾つかの事象、図表を提示し、それらからどんなことが、またどこまで解るのかということを中心に講義を進めた。また、学生との対話、実験をなるべく取り入れることにした。「薬」というテーマでは、鎮痛薬を軸に、薬物受容体と薬物との関係を分子構造を中心に、「色」というテーマでは染料を軸に、色と分子構造、電子分布との関係を重点的に講義した。「合成高分子」の講義では、合成繊維、プラスチック、機能性高分子等を対象として、物質の性質と分子構造との関係について言及した。「生命情報」では遺伝情報-DNA、RNAを軸に講義を進めた。特に「色」に関する講義は、染色実験や染料の合成、分光分析等多方面からのアプローチが可能であり、それらの結果をもとに学生との対話を酒とした双方向の講義が展開できた。概ね研究目的に適した講義テーマ、実験と考えられる。「薬」と「生命情報」に関しては、分子の形を視覚的とらえる方法(分子模型、コンピューターグラフィック)に関する教材開発や実験の開発を考える必要がある。サイエンスリテラシー育成のためには、なるべく低学年のうちにその目を育てておくことが必要であり、同時に少人数の教育が不可欠と思われる。本年度も「物質の科学」の講義を中心に研究を進めた。昨年迄の研究で、講義の中に実験が導入出来る内容の講義、あるいは、実験が不可能であっても「生体情報」や「薬」等の生命に関する内容の講義には学生が興味を示すことが判明した。そこで本年度も同様の講義を進めることにした。「薬」というテーマでは、平成8年度の内容に加えて、その開発法について考察した。薬の開発には、偶然の発見によるものから、薬効作用を示す多くの物質から共通の形態を見い出す、天然物質をリーディング物質として新薬を開発する方法等幾つかの研究法が行われている。その過程を追うことにより自然化学的考察法を学ぶことが出来ると考えたからである。「薬」や「生体情報」のテーマでは実験の実施が難しい。それに変わるものとして、分子模型を用いたり、コンピュータグラフィックを導入した。紙面や黒板上に書かれた場合は平面形であるが、実際に模型を組んで見ることにより、分子の全体的形や官能基の位置関係が明らかになる。例えば視物質の中に含まれるレチナ-ルでは、11-シス体と全トランス体との形の変化を目で確認できる。
世界海洋における水塊の形成・移動過程の数値シミュレーション

気候モデルを用いて現実的な海洋循環それに伴う水塊分布を再現することはまだ難しい。これはシミュレーション・モデルが多くの不確定要素を含むからである。本研究では不確定要素のうち、特に重要と思われる次の3点がモデルの結果に与える効果を調べた。・鉛直拡散係数を下層で大きくする。・水平拡散係数を下層で小さくする。・地中海からの高塩分水の流出を与える。いずれも観測からその重要性が示唆されているが、モデルはあまり考察されていなかったものである。それらの効果を見るため、よく用いられてきた実験と上の要素をそれぞれ独立に変化させた実験とを行い、相互比較を行った。比較の際のポイントは水塊の特徴がどれだけ観測事実と合うかにおいた。水温・塩分だけではよくわからないので、仮想的な海水年齢の分布を計算し、その補助とした。これにより以下の知見を得た。(1)これまで再現が難しいとされてきた南極中層水の分布は水平拡散係数を下層で小さくとることにより再現できる。中層水は亜熱帯循環東部を回りこむようにして中緯度に移動するため、これまでのモデルのように水平拡散を取った場合、亜熱帯循環の中央水の混合により中層水の特性が失なわれていたと考えられる。(2)深層循環の強さは鉛直拡散係数に依存する。また、太平洋に侵入する北大西洋起源の深層水は南極周極流域で強い水平拡散による混合を受ける。従って、太平洋の深層水の特性は、大きい鉛直拡散または小さな水平拡散の場合には高塩になり、両者の効果は同等である。しかし、年齢分布を合わせて考えると、現実的な年齢を再現するには鉛直拡散を大きくすべきあることがわかる。(3)北大西洋深層水の現実的な分布は、拡散係数や地中海水を変化させても得ることはできなかった。従って、別の要素、例えば季節変動や海面混合層など効果を考慮する必要があると思われる。なお、以上の成果に関して、現在、公表論文としてとりまとめ中である。
集積化容量形圧力センサの高性能化

平成2年度は積集化容量形圧力センサの高性能化に関する研究を行い以下のような成果を得ることができた。1.製作工程、実装などを考慮して,センサ構造や容量検出回路などの設計を行い、大きさ2.2mm×1.8mmの絶対圧形集積化容量形圧力センサを製作した。2.製作したセンサの特性測定・評価を行なった。圧力による出力変化は、6.5%も得られたが、これは集積化容量形によってのみ可能である。特にセンサキャパシタ電極材料の改良で大きな出力変化を実現できたが,これはアルミニウム電極を白金/チタン電極に替えたことで,接合時の熱処理で突起を生じないようにしたことによる。3.この周波数出力形容量形圧力センサの外部回路方式を検討した。高い分解能と広い周波数帯域を同時に満足するには,多周期の時間幅を測定する方式が有効であることを確認した。4.相対圧形圧力センサの構造、製作プロセスの設計を行った。また専用の相対圧用容量検出回路を設計し、シミュレ-ションで動作を確認した。5.このセンサは電源線の電流変化周波数を検出することで,電源線と接地線の2線式で動作させることができる。これをさらに発展させ、複数のセンサを共通の2本の線に並列に接続し,特定のセンサを選択して動作させることができるインタフェ-ス用ICを製作した。
化学療法抵抗性大腸癌の細胞接着タンパクの破綻とCDX2を介した再分化のメカニズム

pHT expression vectorを用いたCDX2強制発現大腸癌安定細胞株とpHT2コントロール株およびpHT2のCDX2-ShRNAによる遺伝子特異的発現抑制株を作成.これらの細胞株を用いて、様々な受容体型チロシンキナーゼ蛋白質のリン酸化状態および細胞接着マーカーの発現解析をした。各細胞株のsp細胞分画を抽出し、細胞機能、増殖能、接着能、浸潤能を調べた。コロノスフェアを使用した薬剤感受性アッセイによる腫瘍縮小効果の検討し、化学療法抵抗性大腸癌の細胞接着タンパクの破綻とCDX2を介した再分化のメカニズム特に、CDX2によるRac1発現の制御のメカニズムを追及している。本研究は、大腸癌細胞においてその細胞接着、columnar morphogenesis、浸潤、転移の抑制作用を担うホメオボックス転写因子Cdx2の分子機構を解明し、通常であれば根治不能な大腸癌stageIVの治療戦略に応用することを目的とする。FACS、生化学的手法を駆使しながら化学療法抵抗性大腸癌を効率的に抽出し、大腸癌細胞のシグナル伝達過程にかかわる遺伝子群の中で、後天的治療抵抗性克服のために有効な標的分子を同定し、RNA Interference (RNAi)による抑制効果を検討し、新たな創薬への応用を目指す。Cdxが受容体型チロシンキナーゼあるいは非受容体型チロシンキナーゼに影響し、β-catenin、p120-cateninおよびE-cadherinの機能を抑制し、癌の浸潤・転移を抑えると仮説した。まずABCトランスポーターを高いレベルで発現し、様々な細胞障害性を有する薬剤に耐性を示すside population cell(SP細胞)やALDH発現化学療法抵抗性大腸癌をFACS、ALDEFLUORアッセイ、生化学的手法を駆使しながら効率的に抽出する。続いて大腸癌細胞のシグナル伝達過程にかかわる遺伝子群の中で、後天的治療抵抗性克服のために有効な標的分子を同定し、RNA Interference (RNAi)による抑制効果を検討し、新たな創薬への応用を目指す。特に化学療法抵抗性大腸癌における細胞接着関連タンパクの破綻のメカニズム、ホメオボックス転写因子CDX2を介した細胞の再分化および浸潤・転移の抑制をEGF, IGF, c-METのリン酸化に着目し、研究を継続する。本申請研究は、大腸癌細胞においてその細胞接着、columnar morphogenesis、浸潤、転移の抑制作用を担うホメオボックス転写因子Cdx2の分子機構を解明し、通常であれば根治不能な大腸癌stageIVの治療戦略に応用することを目的とする。ヒト大腸癌細胞株10種(Colo201, Colo205, LoVo, DLD-1, HCT15, HCT116, HT29, HT29N2, CaCO2, T84, )の中で、CDX2高発現株T84とDLD-1およびCDX2低発現株Colo205,HT29に対するpHT expression vector(Promega Inc.)を用いたコントロール株およびpHT-2のCDX2-ShRNAによる遺伝子特異的発現抑制株を作成した。各細胞株に対して、細胞接着関連タンパク質の発現および遺伝子変異の解析とチロシンキナーゼ、ホスホチロシンフォスファターゼ活性、上皮間葉転換マーカーの発現を調べた。さらに各細胞株の運動能、浸潤能の機能アッセイを行った。pHTexpressionvectorを用いたCDX2強制発現大腸癌安定細胞株とpHT2コントロール株およびpHT2のCDX2-ShRNAによる遺伝子特異的発現抑制株を作成した、これらの細胞株を用いて、様々な受容体型チロシンキナーゼ蛋白質のリン酸化状態および細胞接着マーカーの発現解析をした。各細胞株のsp細胞分画を抽出し、細胞機能、増殖能、接着能、浸潤能を調べている。コロノスフェアを使用した薬剤感受性アッセイによる腫瘍縮小効果の検討し、化学療法抵抗性大腸癌の細胞接着タンパクの破綻とCDX2を介した再分化のメカニズムを追及している。以前より我々は大腸癌の転移メカニズムにおいて、運動能に関与するsmall GTPase protein Rac1に注目していた。転移能が高く、化学療法抵抗性のポテンシャルを有するとされているsidepopulation細胞(sp細胞)におけるRac1の関与を調べた。pHT2のCDX2-ShRNAによる遺伝子特異的発現抑制株のsp細胞において、pHT-CDX2強制発現大腸癌細胞株のsp細胞よりRac1の活性が高く、β-cateninの転写活性が高い傾向にあった。Rac inhibitorによりコロニー形成は抑制された。大腸癌の転移メカニズムにおいて、Rac1促進的に、CDX2が抑制的に関与していることを今後証明していく。pHT expressionvectorを用いたCDX2強制発現大腸癌安定細胞株とpHT2コントロール株およびpHT2のCDX2-ShRNAによる遺伝子特異的発現抑制株を作成.これらの細胞株を用いて、様々な受容体型チロシンキナーゼ蛋白質のリン酸化状態および細胞接着マーカーの発現解析をした。

各細胞株のsp細胞分画を抽出し、細胞機能、増殖能、接着能、浸潤能を調べた。コロノスフェアを使用した薬剤感受性アッセイによる腫瘍縮小効果の検討し、化学療法抵抗性大腸癌の細胞接着タンパクの破綻とCDX2を介した再分化のメカニズム特に、CDX2によるRac1発現の制御のメカニズムを追及している。まずヒト大腸癌細胞株10種(Colo201, Colo205, LoVo, DLD-1, HCT15, Colo320DM, HT29, HT29N2, CaCO2, T84, )の大腸癌細胞株の細胞接着関連タンパク質の発現および遺伝子変異の解析とチロシンキナーゼ、ホスホチロシンフォスファターゼ活性、上皮間葉転換マーカーの発現を調べた.さらに運動能,浸潤能についても調べた.また,FACSを用いてSP細胞の抽出,細胞免疫染色を行った.しかしながら,CDX2高値のT84においてpHT2コントロール株およびpHT-2のCDX2-ShRNAによる遺伝子特異的発現抑制株でのCDX2のノックダウンが安定してうまくいっていないため,実験が遅れている.その理由として,T84の増殖能が悪いのがうまく機能しないと考えている.CaCO2,DLD-1細胞で試みている.ヒト大腸癌細胞株10種(Colo201, Colo205, LoVo, DLD-1, HCT15, Colo320DM, HT29, HT29N2, CaCO2, T84, )の大腸癌細胞株の細胞接着関連タンパク質の発現および遺伝子変異の解析とチロシンキナーゼ、ホスホチロシンフォスファターゼ活性、上皮間葉転換マーカーの発現結果により,Met,IGF,活性型Rac1,CDX2,βカテニン,Eカドヘリン,他関連分子の発現プロファイルが整っている.pHT2のノックダウン実験を今後遂行していく.しかしpHT2がうまく機能しない場合は他のプラスミド(MIGR)あるいはレンチウイルス感染システムに変更を考えている.
データベースサーチによる神経可塑性の制御に関与する候補分子の特定と実験的検証

当該研究プロジェクトを推進することにより以下の成果が得られた。1. PDZドメインに結合するアミノ酸モチーフ(PDZ結合モチーフ)がタンパク質のC末端に選択的に出現するような特殊な配列であることを発見。2.前述の情報を利用し、当該モチーフを有するタンパク質からPDZ結合モチーフとPDZドメインに仲介される新規の蛋白質間結合を発見。3.結合タンパク質のスクリーニングにより神経細胞に発現する新規膜タンパク質に結合するタンパク質を同定。独自のコンピュータープログラムによりNCBIマウス蛋白質データベースから抽出した蛋白質群に関して、線虫、ショウジョウバエ、ゼブラフィッシュに対応因子のある保存性の高い因子を選択し、マウス脳cDNAライブラリーからサブクローニングを行った。PCRによる全長cDNAの増幅に成功した18種の因子を以後の解析対象とし、神経細胞、特に後シナプス肥厚(PSD)に局在が報告されている既知蛋白質7種との総当たり相互作用スクリーニングを行い、新規な相互作用を多数同定した。いずれの相互作用も報告例のない、新規相互作用である。これらの因子のうち、マウス脳における遺伝子発現部位のデータベースであるAllen Brain Atlasにより海馬、小脳の両方にmRNA発現が確認された7因子(いずれも機能未知蛋白質)について抗体を作成した。これらの抗体の利用により、2種の蛋白質は後シナプス肥厚(PSD)への局在が見られ、さらに少なくとも他の2種の蛋白質は海馬初代培養系において神経活動依存的に蛋白質発現量が制御されていることを発見した。これらの成果は研究計画で掲げたデータベースサーチの有用性を証明する結果であると共に、シナプス可塑性に関わる可能性のある分子を効率的かつ多数同定することに成功したことは、記憶や神経疾患の分子基盤の理解を前進させるための重要な成果といえる。また、データベースサーチをより効率的に行うため、アルゴリズムを再構築し、新たなプログラムを作成した。これにより、データベースサーチの効率を大幅に向上させることに成功した。平成19年度の研究にて神経細胞、特に後シナプス肥厚(PSD)に局在することを見いだした新規膜蛋白質に関し、平成20年度は当該蛋白質の機能解析を進めた。当該蛋白質の全長および複数の部分欠損変異体を海馬初代培養系にリン酸カルシウム法により細胞内に導入し強制発現させた。その結果、当該蛋白質全長は後シナプス肥厚に局在することが可能であることが明らかになった。また、この蛋白質の細胞質領域を欠損させると後シナプス肥厚への局在効率が低下した。これらの知見により新規膜蛋白質の後シナプス肥厚への局在は、何らかの因子が細胞質領域と相互作用することで積極的に規定していることが示唆された。これは、新規膜蛋白質がシナプス可塑性にどのように関与するか、その分子機構を理解する上で重要な知見であり、この膜蛋白質の機能解析によりシナプス可塑性の新たな制御機構の解明が期律される。一方、平成19年度での研究にて、神経活動依存的に発現量が変動する蛋白質を同定していたが、平成20年度ではこの発現量調節のシグナル伝達に関わる分子機構の解明を進めた。その結果、発現量調節にはNMDA受容体を介した細胞外からのカルシウム流入が必要であること、ある種の蛋白質分解酵素が間接、もしくは直接関与していることが示唆された。この蛋白質の発現変動は神経細胞に刺激を加えた直後ではなく数時間後に顕著になることから、長期の神経可塑性もしくは神経細胞のアポトーシスに関わる現象である可能性が示唆された。神経可塑性の調節に重要な構造体であるシナプス後肥厚PSDには、種々の蛋白質複合体が形成されるが、その際蛋白質間結合を仲介する特有のアミノ酸モチーフの存在が知られている。本研究課題は当該アミノ酸モチーフを指標に、神経機能に関与しうる新規蛋白質を同定することを目指している。平成21年度は、既に前年度までに神経系で発現していることを確認した蛋白質に対して、RNAi法を用いた機能阻害を試みた。ノックダウン効率が高いRNAが特定できた因子から順に解析の優先順位を決め、順次初代培養系の海馬神経に導入し、スパインの形成や形態変化に与える影響を検討した。抗体を作成していた分子の中で平成20年度では未解析であった蛋白質に関しても発現細胞を解析したところ、脳特異的発現を示し、神経細胞に発現する新規膜タンパク質を同定した。この分子に関し結合蛋白質をスクリーニングしたところ、細胞質ドメインにNF-_κB経路に関わる分子が結合することを見出した。NF-_κB経路は炎症に伴う免疫反応を仲介する細胞内シグナル伝達系の要であることから、脳神経系と免疫系との関わりを解明する上で重要な蛋白質を同定したと言える。一方、前述のアミノ酸モチーフが機能的であるか否かの判定基準についてもさらなる考察を進めることで研究課題全般の確実性向上を目指した。新たに開発したプログラムでゲノムデータベースを解析したところ、当該モチーフは蛋白質中に一様に(確率的に)分布するものではなく、蛋白質の末端に偏って存在するという特性を有することを突き止めた。さらに、これを判断基準とすることで、モチーフが機能的であるか否かを判定する方法を提唱した。

また、この方法によりある種のウィルスの細胞毒性の強弱が推定できる、という予想外の発見があった。神経可塑性に関わる新規蛋白質を同定しただけでなく、より広範囲な科学分野に影響を与えうる発見に至った。
近世日朝関係と加越能地域史

本研究は、加越能地域からみた近世日朝関係について、朝鮮通信使を中心に分析したものである。ここでは近世中期に加賀藩前田家の担った「乗馬役」、そして村々の「朝鮮人御用」を取り上げた。主として享保4年(1719)に加越能地域の十村衆が村々の駅馬派遣を支えていたこと、延享5年(1748)、村々への役負担の一極集中を避けるため、駅馬調達地の拡大・分散化が進んだこと、宝暦14年(1764)に朝鮮人御用の請負化のなされたことが明らかになった。特に請負化に伴う通信使行列の混乱が、加賀藩の事例にも見られ、対馬易地聘礼や通信使途絶の遠因として、更に検討していくべき課題と確認された。平成27年度の主な研究実績は次の2つである。1つ目は第65回石川県五学会連合研究発表会「朝鮮通信使と加越能地域ー加賀藩前田家の乗馬役を中心にー」(於石川県立図書館、2015年12月)における口頭発表である。「中川長定覚書」『加越能文庫』「朝鮮人御用馬留帳」『川合文書』等を用いた史料分析から、正徳・享保期に注目し加賀藩前田家に課された乗馬役が、加越能地域の朝鮮人御用として地域社会に広がっていく過程を検討・考察した。2つ目としては韓国で出版された趙炳魯編『交通史研究の動向と展望』(国学資料院、2016年3月)への論文寄稿である。上述の大会報告の内容をもとに同一タイトル「朝鮮通信使と加越能地域ー加賀藩前田家の乗馬役を中心にー」にまとめ、日本語ならびに韓国語(韓国人協力者との共訳)にて掲載した。なお学会口頭発表・論文化は2年目以降の予定であったが、双方とも先方からの依頼であったため実施することとした。石川県域・韓国国内における当該研究・史料に関するの情報収集にも有益であった。口頭発表の方は、参加者に地理学・民俗学などの専門家もおり、また現地史料に詳しい方々から類似史料についてご助言を得ることができた。論文執筆については寄稿先が趙炳魯氏の定年退官記念論集ということもあり、執筆者に韓国人・中国人交通史研究者が多かった。東アジアの研究者・研究機関へに向けての成果発表ともなる貴重な機会であった。平成27年度に研究課題を進めるに当たり、主に実施したことは1韓国国史編纂委員会所蔵『対馬宗家文書』のマイクロフィルム複写(『賀州八人乗破船和漂民記録』など計5点)、2研究成果の学会口頭発表・論文執筆である。先述したように、本来の計画では1年目に研究史料の収集・内容分析を集中的に行い、2年目に学会発表の予定であったが、先方の都合により早めに実施した。関連史料については、上述の成果発表に必要なものから順に収集したため、平成28年度においても、不足分・追加分の史料調査を実施していく予定である。平成28年度(平成29年度繰越分を含む)の主な研究実績は次の3つである。1つ目は、2016年度越中史壇会研究発表大会「享保・延享期の加越能地域の朝鮮人御用」(富山市民プラザ、2016年8月)や加賀藩研究ネットワーク第27回例会「近世中後期の加越能地域の朝鮮人御用」(金沢大学サテライトプラザ、2017年7月)など、加越能地域の朝鮮人御用に関する5本にわたる口頭発表(招聘報告を含む)である。平成27年度の段階で、正徳・享保期の加賀藩領国における実態を分析していたが、これを延享期にまで広げ、村々への駅馬負担の均一化を図るために、意図的に負担範囲を17カ所から43カ所へ拡大させた過程が解明された。2つ目は、朝鮮人御用の遂行地である美濃路起宿に関して依頼された、交通史学会シンポジウム・脇往還美濃路「朝鮮通信使乗馬役と美濃路起宿ー諸大名小屋掛の絵図を中心にー」などの2本の口頭発表(招聘報告)である。これらの準備過程で、接待役・乗馬役等の役負担従事者や対馬藩関係者をはじめとして、通信使随行員を超える多くの人員が宿場に集まったこと、半年以上前から綿密に計画していた実態が明らかになった。3つ目は、美濃路起宿に関する口頭発表の準備過程で見つかった新史料の調査である。現地で通信使に提供する諸大名家の乗馬の馬小屋絵図について、従来のものに加え、2枚新しく発見され、それが延享期の福井藩、宝暦期の加賀藩のものと判明した。またこれまで本陣問屋『加藤家文書』、脇本陣『林家文書』を主に研究が進められてきたが、問屋『永田家文書』の中にも通信使関連の史料が見つかり、繰越後の平成29年を中心に、閲覧・写真撮影を重点的に行った。これらの研究成果の一部は、日下英之監修『街道今昔美濃路をゆく』(風媒社、2018年)の中でも取り上げ、また平成30年度に依頼された口頭発表においても紹介する予定である。

主として享保4年(1719)に加越能地域の十村衆が村々の駅馬派遣を支えていたこと、延享5年(1748)、村々への役負担の一極集中を避けるため、駅馬調達地の拡大・分散化が進んだこと、宝暦14年(1764)に朝鮮人御用の請負化のなされたことが明らかになった。特に請負化に伴う通信使行列の混乱が、加賀藩の事例にも見られ、対馬易地聘礼や通信使途絶の遠因として、更に検討していくべき課題と確認された。平成28年度については1史料調査(国内調査・海外調査)と2研究成果の学会口頭発表・論文執筆を並行して行う。特に昨年度に収集しきれなかった韓国国史編纂委員会所蔵『対馬宗家文書』の方は、海外調査でもあり、夏季休業などのまとまった期間を活用し、集中して行う予定である。成果発表に関しても、すでに越中史壇会大会口頭発表、交通史学会シンポジウム口頭発表の2つの研究報告を依頼されている。これらの報告のために、平成27年度より収集した史料をもとに、従来の正徳・享保期に続く延享・宝暦期の乗馬役の分析や時期による比較などを踏まえた、新しい研究成果を準備・発表する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。近世日朝関係史28年度が最終年度であるため、記入しない。
がん体験者のレジリエンスを促す看護に関する研究

本研究の目的は、(1)がん体験者のレジリエンス尺度を開発し、(2)レジリエンスに影響を与える要因を明らかにすることである。がん体験者137名を対象に、がん体験者のレジリエンス予備尺度、ハーディネス尺度、積極的困難受容尺度、抑鬱不安尺度、主観的well-being尺度を使用し調査を行った。因子分析の結果、がん体験者のレジリエンスとして、「日常への感謝」(α=.89)、「肯定的な感情調整(α=.92)」、「消極的な他者関係(α=.82)」の3因子が抽出され、それぞれ高い内的一貫性が確認された。がん体験者のレジリエンスは、年代、治療後期間が影響要因として関与していた。がん体験者のレジリエンス「日常への感謝」は、積極的困難受容と抑鬱不安を促進していた。「肯定的な感情調整」は、積極的困難受容と主観的Well-beingを促進し、抑鬱不安を抑制していた。「消極的な他者関係」は、抑鬱不安を促進していたことが示唆された。本研究の目的は、(1)がん体験者固有のレジリエンス尺度を作成すること、(2)レジリエンスに影響を与える要因を明らかにし、がん体験者への支援の手がかりを得ることである。従来からのレジリエンス研究を概観すると、研究者によってその定義や測定尺度はさまざまであり、未だ定まった定義はなく、ましてがん体験者固有のレジリエンス尺度は見当たらない。以上のことから、平成21年度は、本研究におけるがん体験者固有のレジリエンスの定義および構成要素を検討することを目的とし、予備的な調査をすすめた。先ず、病院施設4カ所、患者会5団体に研究の交渉を行い、承諾が得られた対象に対して、次の予備調査を実施した。(1)患者会所属または、入院中のがん体験者9名(乳がん、子宮がん)に対し、がん体験に関する面接調査を実施した。(2)患者会および病院に依頼し、がん体験者に対し"病気への適応やWell-being"に関する質問調査を実施し、260名の回収があった。現在の調査では、がんの種類や性別、病期に偏りがあり、がん固有の特徴を導くためには、研究対象者を増やしてさらに調査をすすめる必要かある。現在、得られているデータについては分析中である。平成22年度は、予備調査で得られたデータを、がん体験者固有のレジリエンス尺度として構成要素を精選し尺度を作成していく。作成過程においては、適応、外傷後成長(PTG)、Well-being、SOCなども参考に検討する予定である。また、レジリエンスに影響を与える要因を明らかにするために、本調査を実施し検証していく予定である。本研究の目的は、(1)がん体験者固有のレジリエンス尺度を作成すること、(2)レジリエンスに影響を与える要因を明らかにし、がん体験者への支援方法の手がかりを得ることである。平成22年度は、予備調査で得られたデータに基づき、がん体験者固有のレジリエンス尺度として構成される項目を精選し尺度作成をすすめた。さらに項目内容の妥当性を吟味するため、がん体験者および心理学専門家とともに検討を行った。先ず、尺度を作成していくにあたり、本研究におけるがん体験者固有のレジリエンスを「がん発病後の精神的回復力、つまり、がん発病後に困難で脅威を与える状況にもかかわらず、そこから立ち直っていく力」と定義づけた。がん体験者固有のレジリエンス尺度としては最終的に25項目を精選した。下位尺度となる構成要素は、「自立/自律する力」5項目、「肯定的な志向力」5項目、「感情を調整する力」5項目、「関係を築く力」5項目、「対処力」5項目とした。レジリエンスへの影響要因には、予測的に、属性、がんの種類、病期・ステージ、治療法、後遺症の程度、治療開始されてからの経過期間、ソーシャルサポート、病気認知度などを影響要因と考え、質問紙として構成した。また、構成概念妥当性を検討する尺度には、ハーディネス、首尾一貫感覚を用いる予定である。平成23年度は、作成したがん体験者固有のレジリエンス尺度の信頼性および妥当性の確認および、要因モデルの検証を行う。現在の準備状況は、所属機関の倫理委員会より承認を受けた段階である。

本研究の目的は、(1)がん体験者固有のレジリエンス尺度を作成すること、(2)レジリエンスに影響を与える要因を明らかにし、がん体験者への支援方法の手がかりを得ることである。本研究におけるがん体験者固有のレジリエンスを「がん発病後の精神的回復力、つまり、がん発病後に困難で脅威を与える状況にもかかわらず、そこから立ち直っていく力」と定義づけた。がん体験者固有のレジリエンス尺度としては最終的に25項目を精選した。下位尺度となる構成要素は、「自立/自律する力」5項目、「肯定的な志向力」5項目、「感情を調整する力」5項目、「関係を築く力」5項目、「対処力」5項目とした。平成23年度は、作成したがん体験者固有のレジリエンス尺度の信頼性および妥当性の確認および、要因モデルの検証を行うための準備をすすめた。研究者間での意見交換の機会を重ね、尺度内容の確認と要因モデルの検討を行った。現在の準備状況は、質問紙の作成、発送準備の段階である。また、今年度は、レジリエンス研究の意見交換を行うため、日本ヒューマンケア心理学学会に参加し、研究情報を得る機会を得た。育児休暇復職後(平成24年度10月以降)の研究スケジュールは、再度、調査対象者への依頼、質問紙の発送、回収されたデータの分析、報告書の作成を行う。本研究の目的は、1がん体験者固有のレジリエンス尺度を作成すること、2レジリエンスに影響を与える要因を明らかにし、がん体験者への支援方法の手がかりを得ることである。本研究では、がん体験者固有のレジリエンスを「がん発病後の経験によってもたらされる精神的回復力」と定義づけた。今年度は、がん体験者のレジリエンス尺度を構成するにあたり、がん体験者3名に「がん体験をどのように乗り越えてきたのか、その原動力になったのは何か」についてインタビューを実施し、がん患者の特徴を表すレジリエンスの要素を抽出した。さらに、これまで開発されたレジリエンス尺度と蓄積してきたがん体験者のインタビューの内容を参考にしながら、項目を精選して、最終的に5因子30項目からなるがん体験者固有のレジリエンス予備尺度を作成した。質問紙の構成は、性別、年齢、常勤の有無、同居人の有無、患者会への参加状況、がんの種類、治療状況、治療内容、治療経過期間、心理的問題の程度、がん患者固有のレジリエンス予備尺度、ハーディネス尺度(多田,2003)、積極的困難受容尺度(羽鳥・小玉,2012)、多面的感情尺度の抑鬱・不安(寺崎,1992)、人生に対する満足尺度(角野,1994)を用いた。患者会に所属するがん体験者150名を対象に、質問紙調査を実施し、137名より回答を得た。回収したデータの基礎統計量を算出した結果、性別の割合は男性17.5%、女性82.5%、年齢26-88歳(平均67.9歳)、がんの種類は18におよび、そのなかでも半数は乳がんであった。今回、作成したがん患者固有のレジリエンス予備尺度について、項目分析をした段階であり、今後、因子分析および要因との関連について分析を進める予定である。当初の計画では、平成23年度までに本調査、分析が終了する予定であったが、平成23年度は尺度作成過程に時間を要したこと、また、出産休暇のため、調査時期が大幅に遅れている状況である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後のスケジュールは、調査対象であるがん患者団体(患者会)へ再度、調査依頼を行い、質問紙の発送、回収されたデータの分析、報告書の作成を行う。
超伝導材料工学と材料力学の融合による超伝導特性に及ぼす力学的効果評価

臨界温度・電流・磁場などの超伝導特性は、超伝導線材が作製・使用中に受ける機械的・電磁気学的応力によって大きな影響を受けるため、力学的見地からの超伝導特性評価が必要である。このテーマは、超伝導材料工学と材料力学の学際領域に位置する。本研究では、材料力学分野の構造材料研究で用いられている手法を超伝導材料に適用し、静的及び繰り返し応力下での力学的応答とその超伝導特性に及ぼす影響を調べた。主な結果は以下のように要約される。Nb_3Al超伝導線材の静的・動的挙動の観察および応力解析により、応力負荷時に生じる残留応力変化、ならびにフィラメントの破断、疲労クラックの進展、安定化銅の破壊進行状況を明らかにした。ついで、このような残留応力変化および損傷が生じた試料の臨界電流及び上部臨界磁場の変化を測定し、力学実験・解析結果と突き合わせることにより、Nb_3Alフィラメントの残留歪および損傷と臨界電流との対応関係をほぼ把握することができた。また、Nb-Ti複合線材では、静的および動的応力下でNb-Tiフィラメントにマルティプルネッキングが負荷応力レベルに依存した形で発生し、臨界電流低下およびn値低下の原因となることを明確に示した。また、同時にマルティプルネッキングの生成機構についても、有限要素法解析により、フィラメントと安定化銅の力学的相互作用によるものであることを明らかにした。
咬合支持を可能とする生体吸収性足場を用いた培養骨の開発-再生医学の応用-

本研究においては、培養細胞と生体吸収性足場技術を利用して、新生骨の力学的機能を考慮した足場を開発することにある。足場は、天然歯やインプラント周囲欠損部に対する治療において骨芽細胞の発育を促し、また細胞だけでは十分な量が得られない場合はそれらを補填するために用いるものであるが、現在市販されている足場であるハイドロキシアパタイトやリン酸カルシウム系材料は骨の再生能の点において満足できるものではなく、さらに骨細胞形成能においても評価できるものではない。これらの問題点は、自己由来の骨芽細胞と足場の組み合わせによって、細胞成長能を十分に促進させることができないことにある。さらに、これらの足場は、足場としての機能を考えた場合、生体に埋植後、一定期間に自分の骨に置き換わることを期待する生体吸収性足場ではないことから、吸収性が備わり、さらに内部の気孔性が高く、骨芽細胞や血管が進入しやすく、加えて口腔内で咬合力を負担しうる強度を有する構造でなければ、再生骨を機能的に評価することは困難である。今回の研究では、この問題を解決するために、エナメル質、セメント質、歯根膜、歯槽骨の起源である自己由来の未分化問葉系幹細胞(MSCs)と最適化設計した生体吸収性足場を用いて咬合支持に耐えられる培養骨を開発し、天然歯の周囲骨、歯槽骨はもちろんのことインプラント周囲の骨を再生させる点に特徴がある。今回の研究においては生体吸収性の足場を設計することにより、培養骨芽細胞の活性度に応じた足場材の構造を最適化することができ、より効率的骨再生に加え、創傷治癒、骨形成促進作用も期待できる足場を開発した。PRPと細胞の関係や、これまでの臨床研究の結果を参考にして、カゴ状の編み込み型足場に細胞を播種する計画を策定した。これは組織再生用足場としてPLA繊維1本で編み上げた織物構造体の足場で、カゴ形状で内部に空洞を有しており,ここに細胞を入れることにより細胞の着床率を上げ,大きな欠損部に用いる目的で作成したものであり、現在実用化されているものは細胞をスカフォールドの内部まで播種することが困難であるが,このスカフォールドは開口部を有しており,臨床時に内部に播種して必要寸法に切断することが可能で,手術時に欠損部に合わせて形成できる.また,スカフォールドと欠損部の界面で体液が循環できる構造となっている点で有用である。ここに播種する細胞の最適化を計るべく、細胞培養条件の検討も行った結果、足場に播種する細胞の接着効率だけからではなく、足場の力学特性も関与させる必要があることが明らかとなった。さらに、曲げ強度に問題があり操作性を向上させる必要から、PLA繊維の周囲にPCLのバインダーで強度を補った。また,ヒト問葉系幹細胞をかご型スカフォールドに接着させ、培養を行った。その結果、PLAで製造されたスカフォールドの生分解速度は遅く、細胞の増殖及び骨系への分化誘導が可能であったがスカフォールドは6ヶ月以上の長期に亘り外形を保持されたままであった。これらのことから、スカフォールドの吸収分解速度と培養骨芽細胞の骨再生速度の調節が重要な課題となったため、PLA繊維のin Vivoにおける挙動を確認するための動物実験をしたところ12週間で骨の再生が確認され足場の吸収も確認された。細胞のみの移植と比較しても良好な結果が得られた。

これは組織再生用足場としてPLA繊維1本で編み上げた織物構造体の足場で、カゴ形状で内部に空洞を有しており,ここに細胞を入れることにより細胞の着床率を上げ,大きな欠損部に用いる目的で作成したものであり、現在実用化されているものは細胞をスカフォールドの内部まで播種することが困難であるが,このスカフォールドは開口部を有しており,臨床時に内部に播種して必要寸法に切断することが可能で,手術時に欠損部に合わせて形成できる.また,スカフォールドと欠損部の界面で体液が循環できる構造となっている点で有用である。ここに播種する細胞の最適化を計るべく、細胞培養条件の検討も行った結果、足場に播種する細胞の接着効率だけからではなく、足場の力学特性も関与させる必要があることが明らかとなった。さらに、曲げ強度に問題があり操作性を向上させる必要から、PLA繊維の周囲にPCLのバインダーで強度を補った。また,ヒト問葉系幹細胞をかご型スカフォールドに接着させ、培養を行った。その結果、PLAで製造されたスカフォールドの生分解速度は遅く、細胞の増殖及び骨系への分化誘導が可能であったがスカフォールドは6ヶ月以上の長期に亘り外形を保持されたままであった。これらのことから、スカフォールドの吸収分解速度と培養骨芽細胞の骨再生速度の調節が重要な課題となったため、PLA繊維のin Vivoにおける挙動を確認するための動物実験をしたところ12週間で骨の再生が確認され足場の吸収も確認された。細胞のみの移植と比較しても良好な結果が得られた。本研究においては、培養細胞と生体吸収性足場技術を利用して、新生骨の力学的機能を考慮した足場を開発することにある。足場は、天然歯やインプラント周囲欠損部に対する治療において骨芽細胞の発育を促し、また細胞だけでは十分な量が得られない場合はそれらを補填するために用いるものであるが、現在市販されている足場であるハイドロキシアパタイトやリン酸カルシウム系材料は骨の再生能の点において満足できるものではなく、さらに骨細胞形成能においても評価できるものではない。これらの問題点は、自己由来の骨芽細胞と足場の組み合わせによって、細胞成長能を十分に促進させることができないことにある。さらに、これらの足場は、足場としての機能を考えた場合、生体に埋植後、一定期間に自分の骨に置き換わることを期待する生体吸収性足場ではないことから、吸収性が備わり、さらに内部の気孔性が高く、骨芽細胞や血管が進入しやすく、加えて口腔内で咬合力を負担しうる強度を有する構造でなければ、再生骨を機能的に評価することは困難である。今回の研究では、この問題を解決するために、エナメル質、セメント質、歯根膜、歯槽骨の起源である自己由来の未分化間葉系幹細胞(MSCs)と最適化設計した生体吸収性足場を用いて咬合支持に耐えられる培養骨を開発し、天然歯の周囲骨、歯槽骨はもちろんのことインプラント周囲の骨を再生させる点に特徴がある。それを達成させるために、今回の研究においては生体吸収性の足場を設計することにより、培養骨芽細胞の活性度に応じた足場材の構造を最適化することができ、より効率的骨再生に加え、創傷治癒、骨形成促進作用も期待できる足場を開発すべく、今年度にカゴ状の編み込み型足場に細胞を播種する計画を策定した。これは組織再生用足場としてPLAへ繊維1本で編み上げた織物構造体の足場で、カゴ形状で内部に空洞を有しており,ここに細胞を入れることにより細胞の着床率を上げ,大きな欠損部に用いる目的で作成したものであり、現在実用化されているものは細胞をスカフォールドの内部まで播種することが困難であるが,このスカフォールドは開口部を有しており,臨床時に内部に播種して必要寸法に切断することが可能で,手術時に欠損部に合わせて形成できる.また,スカフォールドと欠損部の界面で体液が循環できる構造となっている点で有用である。
重力感応細胞質モデル

分子と細胞のスケールをつなぐ細胞内の特徴的な構造として、近年液液相分離(LLPS)が注目されている。私たちはこの簡単なモデル系としてPEG (ポリエチレングリコール) /DEX(デキストラン)からなる水性二相分離系(ATPS)に着目し、細胞に基本的なin vitroの生化学プロセス(DNA複製、無細胞転写・翻訳、アクチン重合)などをこのミクロコンパートメントに封じ特に1Gでの細胞質の安定性議論のための1モデルとすることを目指している。安定なATPS液滴の相図を検討しながら、いくつかのデモンストレーションを行ってきた。瀧口金吾講師(名古屋大)、吉川研一教授(同志社大)との共同研究実績の一部として、本課題開始後に採択されたものには(この成果は私たちが本研究課題に関する重要な研究として従前取り組んできたものであり現在さらに進展中である)「DNAおよび細胞骨格(アクチン)封入細胞サイズ水/水微小液滴」に関する研究がある(N. Nakatani et al. ChemBioChem2018, 19(13), 1370)。細胞サイズの水/水微小液滴を生成し、DNAとアクチンを取込ませることに成功した。構造や重合状態がことなると、局在挙動に特徴的な違いが現れることを見出している。さらに、同様の研究体制で、「水/水微小液滴への細胞封入」(H. Sakuta et al. Frontiers Chem 2019, 7, 44)に関する成果も発表した。PEG/DEX二相系で生成される水/水微小液滴に、細胞などの生物由来の構造体を封入、DEXを主成分とする微小液滴内に局在させた。さらに細胞は、液滴の表面、すなわちPEG/DEX界面、または界面から離れた液滴内部のいずれか(あるいは両方)に局在し、その局在性は、細胞の種類とPEG/DEX含有費によりスイッチされることが分かった。私たちは、これまで共同研究により行ってきた相分離・相転移に関する研究を踏まえ、近年、細胞質に存在することが明らかとなってきた、液液のミクロ相分離現象、すなわちLLPS構造(Liquid-Liquid Phase Separation(液液相分離:異種高分子溶液が非相溶となる)を眺めたとき、ミクロな相分離構造の安定性が細胞質の正常な機能に重要であり、そして重力はその安定性に大きく作用し得る因子と考え、本課題を着想した。本年度、PEG/Dextran水性二相分離系(Aqueous two phase system、ATPS)をモデルとして選んで、水/水液滴の特徴を実験的に捉えることができた。ここでは、特に、まず、種々の生体高分子、とくに重力感知に重要と考えられている細胞骨格のアクチン、などを封入したミクロ液滴の簡便形成などを、実験の対象とすることで、上述のような、この系に特徴的ないくつかの興味深い現象を明らかにすることができたと考えている。現在、重力下でのミクロ相分離液滴の安定性評価を、効率的、効果的に実験する方法を試験している。今後はこれにより、重力下、液滴の安定性向上に寄与する条件検討に取り組み、細胞質様のモデル溶液と重力との関係について論じる。上述のように、本年度は、基本的なin vitro生化学反応(DNA複製、無細胞転写・翻訳、アクチン重合)が重力により制御されるか、PEG/DEX ATPSによるミクロLLPS構造を用いたin vitroモデル実験により試験し、理論検討を行う、ことを目的とし、先ず、ミクロ相分離を示すモデル細胞質系の構築を行った。そして、水溶性高分子のPEG(ポリエチレングリコール)とデキストランの2相分離系により、種々の生体高分子、とくに重力感知に重要と考えられている細胞骨格のアクチン、などを封入したミクロ液滴の簡便形成などを可能とした。今後はこれらを、重力感応細胞質モデルの観点から、つぎのような内容について実験を進めていく。まず、PEG/DEX ATPSミクロ相分離の相図作成と、撹拌による分離性を評価し、1G環境において、合一と分裂がつり合い、LLPS液滴が動的に安定する実験条件を求める。重力/無重力は、ミクロ相分離における衝突確率を上げる/下げるため、とくに、細胞質モデルにおける分散挙動、即ち合一(融合、成長)の促進/抑制に大きな影響を与えることから、前年度に引き続き、重要な実施目標である。また、従来の作成方法に加えて、二相分離系の精密な相図作成を迅速に行える方法を確立し、適切なモデル設計に活かす。精密な相図に基づいたミクロ相分離生成により、ドメイン内外の比重差をほぼゼロ極小に設定することが可能となるため、1Gでの長期安定な微小空間に閉じ込めた生体分子の反応や小器官などのふるまいを検証できる可能性があり、細胞質モデルとして有用である。上記を踏まえながら、重力下、安定に分散するように選んだ細胞質モデルへのin vitro反応系の取込を試みる。以上の実験の設計・理論構築、技術、材料については、さらに研究協力者の方々と協力しながら行い、重力関連の実験に関しては領域内での連携に繋げる。

安定なATPS液滴の相図を検討しながら、いくつかのデモンストレーションを行ってきた。瀧口金吾講師(名古屋大)、吉川研一教授(同志社大)との共同研究実績の一部として、本課題開始後に採択されたものには(この成果は私たちが本研究課題に関する重要な研究として従前取り組んできたものであり現在さらに進展中である)「DNAおよび細胞骨格(アクチン)封入細胞サイズ水/水微小液滴」に関する研究がある(N. Nakatani et al. ChemBioChem2018, 19(13), 1370)。細胞サイズの水/水微小液滴を生成し、DNAとアクチンを取込ませることに成功した。構造や重合状態がことなると、局在挙動に特徴的な違いが現れることを見出している。さらに、同様の研究体制で、「水/水微小液滴への細胞封入」(H. Sakuta et al. Frontiers Chem 2019, 7, 44)に関する成果も発表した。PEG/DEX二相系で生成される水/水微小液滴に、細胞などの生物由来の構造体を封入、DEXを主成分とする微小液滴内に局在させた。さらに細胞は、液滴の表面、すなわちPEG/DEX界面、または界面から離れた液滴内部のいずれか(あるいは両方)に局在し、その局在性は、細胞の種類とPEG/DEX含有費によりスイッチされることが分かった。私たちは、これまで共同研究により行ってきた相分離・相転移に関する研究を踏まえ、近年、細胞質に存在することが明らかとなってきた、液液のミクロ相分離現象、すなわちLLPS構造(Liquid-Liquid Phase Separation(液液相分離:異種高分子溶液が非相溶となる)を眺めたとき、ミクロな相分離構造の安定性が細胞質の正常な機能に重要であり、そして重力はその安定性に大きく作用し得る因子と考え、本課題を着想した。本年度、PEG/Dextran水性二相分離系(Aqueous two phase system、ATPS)をモデルとして選んで、水/水液滴の特徴を実験的に捉えることができた。ここでは、特に、まず、種々の生体高分子、とくに重力感知に重要と考えられている細胞骨格のアクチン、などを封入したミクロ液滴の簡便形成などを、実験の対象とすることで、上述のような、この系に特徴的ないくつかの興味深い現象を明らかにすることができたと考えている。現在、重力下でのミクロ相分離液滴の安定性評価を、効率的、効果的に実験する方法を試験している。今後はこれにより、重力下、液滴の安定性向上に寄与する条件検討に取り組み、細胞質様のモデル溶液と重力との関係について論じる。上述のように、本年度は、基本的なin vitro生化学反応(DNA複製、無細胞転写・翻訳、アクチン重合)が重力により制御されるか、PEG/DEX ATPSによるミクロLLPS構造を用いたin vitroモデル実験により試験し、理論検討を行う、ことを目的とし、先ず、ミクロ相分離を示すモデル細胞質系の構築を行った。そして、水溶性高分子のPEG(ポリエチレングリコール)とデキストランの2相分離系により、種々の生体高分子、とくに重力感知に重要と考えられている細胞骨格のアクチン、などを封入したミクロ液滴の簡便形成などを可能とした。今後はこれらを、重力感応細胞質モデルの観点から、つぎのような内容について実験を進めていく。