hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線形相補性問題の計算限界への挑戦

平成25・26年度の2年間にわたり,P行列上の線形相補性問題(PLCP)の計算量について研究を進めてきた。今年度は最終年度として,以下2点について研究を進めた。(1)線形回ステップを達成する行列クラスの拡大:今年度は行列の立場からPLCPを見て1つの向きづけに対応する線形相補性問題は多数存在するという事実に着目した。P行列はBard系アルゴリズムの各ステップであるピボット変換の操作に対して閉じているものの,K行列は閉じていないことが知られる。つまり,線形相補性問題として与えられた行列がK行列ではないP行列であっても,ピボット変換によりK行列が得られる可能性がある。この着眼点から,一般の次元において,局所一様性を満たす向きづけを与えるK行列ではないP行列上の線形相補性問題が存在することを理論的に示した。(2)PLCPの部分クラスの解明とその計算限界:PLCPの部分クラスで,多項式時間で解けることが知られている対称な正定値行列(SPD)上の線形相補性問題に着目し,任意のSPD行列上の線形相補性問題が,計算幾何の基本的な問題である多面体への最小距離(PN)問題として解釈できることを示した。更に,SPD行列がある条件を満たすとき,このPN問題が制限付きの最小包含球問題(CSEB)として解釈できることも示した。CSEB問題とは,$n$次元空間においてアフィン独立な$n+1$点が与えられたときに,これらの点を含む最小半径の球を求めるという最小包含球(SEB)問題の特殊な場合である。また,SPD行列上の線形相補性問題,およびCSEB問題とSEB問題についても,Bard系アルゴリズムの振る舞いである$n$次元立方体のグラフの向きづけを解析した。26年度が最終年度であるため、記入しない。P行列上の線形相補性問題(PLCP)は解の一意性という良い性質を持つことから,その計算量は注目を集め,[Megiddo (1998)]以来継続的に研究されてきた。2009年にK行列(非対角要素が負であるP行列)上のLCPが行列サイズnに対して線形回O(n)の反復で解けるというブレークスルー[Foniok, Fukuda, Gaertner, Luthi (2009)]が訪れた。本研究課題では,線形回の反復を達成するPLCPの行列クラスをK行列から拡大し,PLCPの計算量の限界を探求するとともに,PLCPを内包する問題における計算限界を解明することを目指している。本年度は,申請時に記載した通り,以下3点について研究を進めた。(a)PLCP向きづけを実現する行列を列挙する手法を確立:行列での実現については,応募者が積み上げてきた有向グラフの一般化である離散構造の有向マトロイドに関する実現可能性判定の研究を土台として,PLCP向きづけを実現する行列を列挙する手法の確立を目指した。(c)PLCP向きづけの部分クラス(γ)を実現する行列クラスの解明: (b)で列挙した部分クラス(γ)の向きづけに対して,(a)で提案したPLCPグラフを実現する行列を与える手法を適用し,部分クラス(γ)を実現する行列を列挙した。K行列ではない特定の行列から(γ)が得られることを理論的に示した。本年度に進めた以下3点の研究について具体的に記す。(a)PLCP向きづけを実現する行列を列挙する手法を確率:本年度に実現した行列生成法は,低次元PLCP向き付けを一般化した手法であったが,一般次元で成り立つ手法であることから概ね順調な達成と言える。(c)PLCP

向きづけの部分クラス(γ)を実現する行列クラスの解明: (b)で列挙した部分クラス(γ)の向きづけを実現する行列を列挙することで,K行列ではない特定の行列から(γ)が得られることを理論的に示した。K行列ではない特定の行列を与える初めての生成法であり,順調な達成と言える。今後も本年度同様に,理論的または実験的アプローチを介して,以下研究を遂行する。また最終年度に当たり,調査研究を広く実施するとともに,国内外を問わず積極的に成果発表を行う。(b)低次元PLCP向きづけにおける部分クラスの解析本年度に列挙した主要な部分クラスの向きづけから得られた予想について,離散的な解析を目指す。(c)PLCP向きづけの部分クラス(γ)を実現する行列クラスの解明(b)で列挙した部分クラス(γ)の向きづけに対して,(a)で提案したPLCPグラフを実現する行列を与える手法を適用し,部分クラス(γ)を実現する行列を列挙し,K行列ではない特定の行列から(γ)が得られることを理論的に示した。本年度はこの行列クラスを解明するとともに,さらに拡大できるかを解析する。
脊髄における神経可塑性モデル、アロディニアの作用機構の解明

慢性炎症、組織損傷や神経損傷において、機械、熱、化学などの侵害性刺激が痛覚過敏反応を誘発するだけでなく、本来痛覚を誘発しない触覚刺激などの非侵害性刺激でも痛みが誘発され、アロディニアと呼ばれている。生理的条件下において痛みと触覚が区別されるのは、感覚の重要な中継部位である脊髄後角に末梢から伝達される神経が前者では、無髄のC線維、後者では有髄のAβ線維と明白に異なる神経線維を介することによる。病的条件下において触覚刺激が痛覚となるアロディニア誘発がされるには、神経の可塑性、即ち機能的あるいは構造的変化が必要と考えられている。我々は、これまでマウス骨髄腔内に投与したプロスタグランジン(PG)が、痛覚過敏反応だけでなく、アロディニアを長期間誘発すること、これらの痛覚反応にグルタミン酸、一酸化窒素(NO)が関与することを薬理学的に示している。今年度は骨髄後角の神経回路網を明らかにして脊髄での痛覚伝達、維持機構を明らかにすることを目的として、研究を行い以下の知見を得た。1)C線維を特異的に破壊するカプサイシン処理を行うと、PGE_2によるアロディニアは抑制されるが、PGF_<2α>のアロディニアは抑制されないこと、2)PGD_2はPGE_2のアロディニアを抑制するが、PGF_<2α>のアロディニアは抑制しないこと、3)グルタミン酸NMDA受容体欠損マウスを用いて、PGE_2のアロディニアはε1サブユニット、PGF_<2α>のアロディニアはε1サブユニットを介しており、1)-3)の結果から、C線維を介するものとAβ線維を介する少なくとも2種類のアロディニアが存在することを初めて示した。4)さらに、PGE_2ラット脊髄のスライスからNOを遊離させること、薬剤に対する反応がアロディニアの反応と一致することから、PGE_2のアロディニアにNOが関与することを示した。
ソバ種子中のアレルゲンならびに有用遺伝子の解析

ソバの受粉後14日の未熟種子cDNAライブラリーより種子形成過程初期に発現が増加した遺伝子EL0847をディファレンシャルスクリーニング法を用いてクローニングした。EL0847遺伝子から予想されるアミノ酸配列は,グルタミン酸・アラニン・バリンの繰り返し配列を含み,細胞構造を維持する役割を果たしていると考えられる。また天然ゴムの主要なアレルゲンとして単離されたHev b5と相同性を示した.ELO847遺伝子を大腸菌のタンパク質発現系を用い発現させたタンパク質とそばアレルギー患者の血清との反応を検討した.しかしながら患者血清中のIgE抗体と有意な反応は見られなかった.ソバ種子の有用成分であるルチンをケルセチンとルチノースに分解するフラボノール3グルコシデース活性を示す酵素,ルチネースのN末端アミノ酸配列からプライマーを作製し,3'RACE-PCRを行った。得られたルチネース遺伝子の予想されるアミノ酸配列はβ-glucosidaseと相同性を示した.ルチネース遺伝子の一部を大腸菌のタンパク質発現系を用い発現させ,このタンパク質に対する抗体を作製した.この抗体を用いてダッタンソバの種子より抽出したタンパク質とウェスタンブロッティングを行った結果,2本のバンドが検出された.この結果とダッタンソバゲノムのサザン解析からルチネース遺伝子は遺伝子族を形成していることが判明した.ルチネース遺伝子を大腸菌と分裂酵母S.pombeのタンパク質発現系を用いて発現させ,この発現タンパク質のフラボノール3グルコシデース活性を測定したが活性はほとんど見られなかったソバの受粉後14日の未熟種子cDNAライブラリーより種子形成過程初期に発現が増加した遺伝子EL0847をディファレンシャルスクリーニング法を用いてクローニングした。得られたルチネース遺伝子の予想されるアミノ酸配列はβ-glucosidaseと相同性を示した.ルチネース遺伝子の一部を大腸菌のタンパク質発現系を用い発現させ,このタンパク質に対する抗体を作製した.この抗体を用いてダッタンソバの種子より抽出したタンパク質とウェスタンブロッティングを行った結果,2本のバンドが検出された.この結果とダッタンソバゲノムのサザン解析からルチネース遺伝子は遺伝子族を形成していることが判明した.ルチネース遺伝子を大腸菌と分裂酵母S.pombeのタンパク質発現系を用いて発現させ,この発現タンパク質のフラボノール3グルコシデース活性を測定したが活性はほとんど見られなかったソバの受粉後14日の未熟種子cDNAライブラリーよりキウィのアレルゲン並びにゴムのアレルゲン遺伝子と相同性を示す遺伝子EL0847をクローニングした。EL0847遺伝子から予想されるアミノ酸配列から,グルタミン・アラニン・バリンを多く含み,αヘリックス構造をとる分子量16700のタンパク質と推定された.遺伝子の発現は種子発達の初期と発芽時に高くなった.この遺伝子を大腸菌のタンパク質発現系を用い,タンパク質を発現させ精製後,そばアレルギー患者の血清との反応を検討した.しかしながら患者血清中のIgE抗体と有意な反応は見られなかった.ソバ種子の有用成分であるルチンをケルセチンとルチノースに分解する酵素,ルチネースのN末端アミノ酸配列と相同性を示す遺伝子をクローニングした.相同性検索を行ったところ,アイのβ-glucosidase,チャのβ-primeverosidaseと相同性を示した.予想されるアミノ酸配列にはグルコース残基の酸性基質触媒として知られるNEPモチーフ,グルコース残基を認識する酵素の求核子TENGモチーフが存在した.このことよりクローニングした遺伝子はルチネースと推定された.しかしながら,この遺伝子を大腸菌のタンパク質発現系を用い,タンパク質を発現させ精製後,ルチンの分解活性を調べた.種子より精製したルチネースの活性と比較して大腸菌発現タンパク質の活性は非常に低かった.今後は発現系を代えて酵素活性の検定を行う.ソバ種子の有用成分であるルチンをケルセチンとルチノースに分解する酵素,ルチネースのN末端アミノ酸配列と相同性を示す遺伝子をクローニングした.相同性検索を行ったところ,アイのβ-glucosidase,チャのβ-primeverosidaseと相同性を示した.予想されるアミノ酸配列にはグルコース残基の酸性基質触媒として知られるNEPモチーフ,グルコース残基を認識する酵素の求核子TENGモチーフが存在した.このことよりクローニングした遺伝子はルチネースと推定された.この遺伝子を大腸菌のタンパク質発現系を用い,タンパク質を発現させ精製後,ルチンの分解活性を調べた.種子より精製したルチネースの活性と比較して大腸菌発現タンパク質の活性は非常に低かった.クローニングした遺伝子の5'RACEを行い、5'側の塩基配列をあきらかにした。この部分にはシグナルペプチドとなる部分が含まれており、ルチネースは膜内あるいは細胞外へ移行することが考えられた。

またこのことはルチネースが糖鎖修飾を受ける可能性を示唆しており、全長を酵母の系で発現させ、活性の検討をおこなった。ルチネースの細胞・組織内での局在性を調べるためにルチネースの一部を大腸菌で発現をさせ抗体を作製した。この抗体を用い、ダッタンソバ種子の可溶性タンパク質のウェスタンブロッティングを行ったところ2本のバンドが検出された。またゲノミックサザンを行った結果明瞭なバンドが2本検出された。このことからダッタンソバのルチネースはゲノム中に2コピー以上存在することが明らかとなった。
雄と雌の誕生に伴う配偶子融合機構進化の分子基盤解明

大きく運動性がない卵と小さく運動性がある精子との受精(卵生殖)は、同じサイズの配偶子同士の接合(同型配偶)から、サイズの大小があるが両者とも運動性を持つ配偶子の接合(異型配偶)を経て誕生した。本研究は、配偶子融合様式の3つの進化段階の生物を含む緑藻・群体性ボルボックス目を材料とし、同型配偶ゴニウムを用いて真核生物で保存的な配偶子融合因子GCS1が雄側で働くために必要な制御機構の解明や、接合構造の単離方法の開発を行った。また異型配偶ユードリナを用いて、同型配偶での配偶子接着因子FUS1のホモログ同定も行い、雌と雄の誕生(異型配偶化)に伴う配偶子融合機構の進化過程解明へ向けての知見を得た。本研究課題は、単細胞モデル緑藻クラミドモナスに近縁で、同型配偶・異型配偶・卵生殖という有性生殖の各進化段階の生物を含む群体性ボルボックス目を用い、真核生物に共通する配偶子融合機構とその進化過程を解明することを目的とする。平成25年度は同型配偶ゴニウムを用い、配偶子融合因子GCS1に着目した研究を行った。GCS1は、高等動植物を含む真核生物の幅広い系統で保存されているため、真核生物に共通する配偶子融合機構解明の糸口として注目されている。このGCS1は、多くの生物で雄側の配偶子で働くことが知られているが、“どのようなメカニズムによってGCS1の働きが雄側に限定されているのか"、に焦点を当てた研究はなかった。本研究では、二つの性(プラス/マイナス)の間で配偶子形態に差異のないゴニウムを用いて、GCS1タンパク質がそれぞれの性で異なった制御を受けていることを明らかにした(Kawai-Toyooka et al. Eukaryot. Cell, in press)。ゴニウムでは両性の配偶子は、活性化するとそれぞれ前方部に突起状の構造(接合突起)をつくる。本研究の成果により、マイナス交配型(雄に相当)配偶子では、活性化前はGCS1が細胞の前方部(接合突起の原基)に局在し、活性化されると接合突起の表面に移行すること、プラス交配型(雌に相当)配偶子では、活性化前はGCS1が細胞の内部に留まり、活性化に伴って消失することが分かった。これらの制御メカニズムにより、GCS1はマイナス交配型特異的な配偶子融合因子として機能しうると考えられる。本研究課題では、ゴニウム両交配型配偶子からの接合突起単離を計画している。現在の配偶子誘導・活性化効率では、高純度の接合突起を単離することは困難である。今後、配偶子誘導・活性化条件を改善し、接合突起単離法を検討することで、高純度の接合突起を得ることを目指す。本研究課題の主な研究材料である同型配偶ゴニウムでは、相対する交配型(マイナス/プラス)の配偶子が、それぞれアクチン繊維を軸とする突起状の接合構造「接合突起」を形成するため、接合構造の交配型間比較解析が可能である。平成26年度は、多くの生物において雄側で働くことが知られる配偶子融合因子GCS1が、ゴニウムのマイナス(雄に相当)とプラス(雌に相当)の配偶子において、それぞれ異なった段階的制御を受けることによって、マイナス特異的に接合突起に局在し得ることを明らかにした論文を出版した。さらに平成26ー27年度、ゴニウムにおける配偶子誘導・活性化条件を改善し、接合突起を形成する活性化配偶子を高頻度で得ることに成功した。この条件を用いて両交配型の活性化配偶子を誘導し、細胞破砕後、ショ糖密度勾配遠心法による分画を行った。得られた各画分に対してファロイジン染色を行い、接合突起を多く含む画分を選別した。また当該画分における接合突起濃縮を、抗アクチンおよび抗GCS1抗体を用いたウエスタンブロット解析により確認した。現在この接合突起濃縮画分を用い、ゴニウム全ゲノム配列データベースに基づくLC/MS/MS解析を行っており、新規な交配型特異的接合関連因子の発見が期待される。また平成27年度、異型配偶ユードリナの雌特異的配偶子接着因子FUS1の遺伝子コード配列を決定し、同遺伝子が雌雄の配偶子の混合によって発現上昇することを明らかにした。今後、ユードリナFUS1の局在・機能解析を行うことで、異型配偶化に伴う配偶子融合機構の進化過程の解明が期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。

細胞生物学本研究課題では平成25年度、同型配偶ゴニウムにおいて配偶子融合因子GCS1の挙動を精査したことで、GCS1の性特異性の細胞生物学的基盤を解明し、これを原著論文として発表することができた。この成果は、本研究課題の計画当初はまったく予想していなかったことであり、群体性ボルボックス目を用いた配偶子融合メカニズム研究の有益さを示すことができたといえる。一方、本研究の中心的課題の一つであるゴニウム両交配型配偶子からの接合突起単離は、現在の配偶子誘導効率および活性化効率では目的達成に十分ではなく、実験条件の試行錯誤を行っているものの、依然困難な状況にある。また、異型配偶ユードリナ等からの配偶子融合関連遺伝子の単離に関しては十分な時間を割くことができず、遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、ゴニウムにおける配偶子の誘導・活性化条件をさらに改善し、接合突起単離法を検討することで、高純度の接合突起を得ることを目指す。単離接合突起が得られ次第、相対する交配型の活性化配偶子と混合し、その接合突起への接着および膜融合が起こるか否かを、既に作製済みの抗ゴニウムFUS1/GCS1抗体をそれぞれ、プラス交配型/マイナス交配型接合突起のマーカーとして使用し免疫染色を行うことで解析する(semi-in vitro接合系の開発)。さらに単離接合突起からタンパク質を抽出し、抗ゴニウムFUS1/GCS1抗体による免疫沈降実験を行い、ゴニウム全ゲノムデータベースを活用することで、両タンパク質のカウンターパート因子の同定を目指す。同時に、異型配偶ユードリナ・プレオドリナおよび卵生殖ボルボックスにおいて、FUS1/GCS1を起点とした配偶子融合メカニズム解析を進める。特に、ユードリナ・プレオドリナに関しては、次世代シークエンサーによる全ゲノム情報を利用して両遺伝子の単離し、配偶子誘導条件を検討して、両タンパク質の配偶子における挙動を細胞生物学的に解析する。これらの解析を通して、異型配偶・卵生殖化に伴う配偶子融合メカニズムの進化過程の解明に迫る。
極限環境に駆動される自己複製系の成長と進化の合成生物学

DNAは遺伝情報を蓄積する分子であり、自己複製する生命の根幹である。単純な分子から触媒や高エネルギー反応を介して複雑な分子が段階的に合成されたとする化学進化説が生命の起源に関わる仮説として知られている。しかし、温度・濃度一様の平衡系では、分子の重合反応やDNAが重合する反応(ライゲーション)はランダムに起こる。すると、幾重も反応が起こったDNAの濃度は指数関数的に減衰し、遺伝情報を保持する分子は極めて低い確率でしか現れない。これは化学進化の濃度問題とよばれる未解決課題である。濃度問題解決の糸口は、エネルギーや物質の流入出が繰り返す非平衡系にある。本研究では、巨大な温度勾配が存在する非平衡環境を実験室内で構築し、極限環境下での化学反応とその統計的性質を明らかにした。まず、耐熱的ライゲーションが進行するin vitro熱水系を実験室内に構築した。次に、ライゲーションして成長したDNA分子の濃度・長さ・配列を同時計測する新手法を、リアルタイムPCR法をもとに考案し、その実証に成功した。これらの手法を用いて、以下の結果を得た。温度勾配下のDNAライゲーション反応では、成長したDNAの濃度は長さに対して指数関数的に減少することがわかった。この結果は、反応はランダムであるものの反応効率は高まるため、長大な分子の成長を促進することを意味する。さらに、共存分子となる高分子を添加すると、DNA濃度は長さに対してベキ関数的な減衰を示し、長大な分子の成長が選択的に促進されることがわかった。これは非ランダムなDNA重合反応と選択的な遺伝情報成長が起こっていることを意味している。以上の結果から、分子の成長に伴う指数関数的減衰は、非平衡環境に置ける共存分子を介した非ランダムな反応によって克服しうることを実験的・理論的に明らかにした。これらの研究内容は論文投稿準備中である。DNAは核酸分子が連なる高分子であり、重合反応によって長大なDNAへと成長すると考えられる。単純な分子から触媒(酵素)や高エネルギー反応で複雑なDNAが段階的に合成されて行ったとする化学進化説が有力な仮説であるが、温度・濃度一様の平衡系では、分子の重合反応やDNAとDNA(あるいはRNAとRNA)が重合する酵素反応(ライゲーション)がランダムに起こる。すると、幾重も反応が起こった長いDNA鎖が再び反応する確率は指数関数的に減衰し、鋳型となるDNAやRNAの出現が困難となる。これは、遺伝情報を保持する鋳型DNAが平衡系では極めて低い確率でしか現れないことを意味し、化学進化の濃度問題とよばれる未解決課題である。本研究では、物理化学的視点から化学進化の濃度問題を解決することを目標に、DNA成長を促す重合反応と鋳型依存的な複製反応を示す反応系を再構成する。一方で、自然界はエネルギーや物質の流入出が繰り返す非平衡系であり、とりわけ温度勾配は海底熱水噴出口にみられる。そこで熱水孔を模したin vitro熱水系を実験室内で構築し、極限環境下での化学反応とそのダイナミクスを調べる。極限環境にさらされた反応系における自己複製系の出現を追体験し、DNAの配列情報や長さの統計的性質を実験・理論的に解析することで、濃度問題を解決する物理的シナリオを提示する。上述の研究背景のもと以下の4つの研究項目を実施する。1耐熱的ライゲーションが進行するin vitro熱水系の構築、2DNA重合反応の濃度・長さ・配列を同時計測する手法の確立、3非ランダムなDNA重合反応と選択的な遺伝情報成長の解析、4鋳型依存的重合よる自己複製系の構築とそのメカニズムの解明初年度は、1耐熱的ライゲーションが進行するin vitro熱水系の構築、2DNA重合反応の濃度・長さ・配列を同時計測する手法の確立、3非ランダムなDNA重合反応と選択的な遺伝情報成長の解析をおこなった。課題1においては、熱水噴出口を模した大きな温度勾配を持つ極限環境を実験室内に構築するのが目的である。赤外線レーザーを用いた局所温度勾配を形成し、熱対流・熱泳動を誘起する反応系を構築した。レーザーをビームスプリッターで分割し、複数個のサンプルを同時に計測できる仕様となっている。課題2においては、定量PCR(qPCR)を基礎としながらも、検出するDNAの濃度と長さを同時に検出することができる手法を開発することに成功した。この手法を用いて、温度勾配がない平衡系での酵素反応では重合したDNA断片の濃度と長さの関係は指数関数的であることを明らかにした。この結果は、平衡系では酵素反応がランダムに進行していることを意味している。次に課題3において、非ランダムなDNA重合反応が起こる条件を探索した。その結果、DNA断片の濃度と長さの関係が指数分布から外れる反応条件を見出した。ある性質をもつ分子が反応系に共存したときにのみ、温度勾配下の極限環境で非ランダムな酵素反応が出現することが明らかとなった。共存分子を考慮したDNA重合反応の反応速度論的モデルをもとに、実験結果を説明する理論的解析と数値計算を進めている。

すると、幾重も反応が起こったDNAの濃度は指数関数的に減衰し、遺伝情報を保持する分子は極めて低い確率でしか現れない。これは化学進化の濃度問題とよばれる未解決課題である。濃度問題解決の糸口は、エネルギーや物質の流入出が繰り返す非平衡系にある。本研究では、巨大な温度勾配が存在する非平衡環境を実験室内で構築し、極限環境下での化学反応とその統計的性質を明らかにした。まず、耐熱的ライゲーションが進行するin vitro熱水系を実験室内に構築した。次に、ライゲーションして成長したDNA分子の濃度・長さ・配列を同時計測する新手法を、リアルタイムPCR法をもとに考案し、その実証に成功した。これらの手法を用いて、以下の結果を得た。温度勾配下のDNAライゲーション反応では、成長したDNAの濃度は長さに対して指数関数的に減少することがわかった。この結果は、反応はランダムであるものの反応効率は高まるため、長大な分子の成長を促進することを意味する。さらに、共存分子となる高分子を添加すると、DNA濃度は長さに対してベキ関数的な減衰を示し、長大な分子の成長が選択的に促進されることがわかった。これは非ランダムなDNA重合反応と選択的な遺伝情報成長が起こっていることを意味している。以上の結果から、分子の成長に伴う指数関数的減衰は、非平衡環境に置ける共存分子を介した非ランダムな反応によって克服しうることを実験的・理論的に明らかにした。これらの研究内容は論文投稿準備中である。第1に、課題3の非ランダムな反応と遺伝情報配列の相関解析を行う。非ランダムな重合反応によって、遺伝子配列にあらわれる変化を検討する。ランダムに連結が起こっていく場合は、誕生する遺伝子配列も無秩序で特別な規則性は現れないと考えられる。しかし、我々が見出した反応条件は選択DNA重合反応になっており、溶液内に含まれるDNAサイズの不均一性があると特定の配列が優先的に結合されると期待できる。この過程を課題2で開発したqPCR法や、多色の蛍光イメージング法と組み合わせて用いることで、DNA塩基配列レベルで非ランダムネスが出現するかを検証する。さらに、得られた実験結果を説明する理論的モデルの構築を進める。具体的には、分子間の引力相互作用と確率的化学反応を加味した重合反応の統計力学モデルを構築し、DNA鎖の選択的重合反応と塩基配列に現れる秩序性の関連を明らかにする。第2に、課題4にある極限環境で動作する自己複製系の構築と解析を行う。温度勾配下の輸送現象とライゲーションで合成されたDNAを鋳型とし、鋳型依存的ライゲーションによるDNA複製系を構築する。選択的DNA重合を行いながら高温-低温の間で温度サイクルを与えることが可能な装置を新たに設置する。選択的DNA重合で得た長大なDNAは高温で1本鎖にほどかれ、低温にさしかかると断片が結合し鋳型鎖上で配列依存的に連結反応を起こす。これが繰り返されて鋳型DNAの自己複製となることを示す。以上の極限環境とシンプルな反応を組み合わせることで、DNA自己複製系の成長過程を物理化学的原理から明らかにする。
PulseTransitTimeが睡眠呼吸障害における非侵襲的診断に応用できるか

本研究は、睡眠ポリグラフ(PSG)にて脈波伝達時間(PTT)と食道内圧(Peso)の相関について検討し、PTT観測により呼吸障害を評価できるかについて検討した。滋賀医科大学睡眠学講座宮崎教授と研究打ち合わせを行って、8月より本研究をスタートした。睡眠時無呼吸症候群(OSAS)患者を対象として、PSGは同一条件で、本教室と滋賀医大睡眠学講座に施行した。得られたデータのqualityをチェックした上で、51名の対象を選出した。すべての解析はマニュアルで行い、PTT成分を5つのパタンにおいて分析した。本段階では、まずPTTと呼吸努力の相関について検討した。正常呼吸時のPTT(9.9ms)と比べ、中枢性無呼吸(CA)ではPTTの変動が平らになり(7.5ms,P<0.001)、閉塞性無呼吸(OA)では明らかに大きなバラつき(11.8ms,P〈0.001)を認めた。無呼吸時においては、CAではcPTTが9.5±2.7ms、OAでは17.0±4.9msであった。呼吸努力と吸気時のPTTの平均と波動との間、弱い相関(rr=0.20-0.58,P<0,05)を認めたが、必ずしも全員には取れなかった(56.9%)。この結果を基づいて、呼吸障害の判定においてPTTの基準を提出した(具体的には論文を参照)、sensitivityは89.2%、specificityは80.0%であった。従来呼吸障害を判定するには、Pesoが必要であったが、本研究では、PTT信号によって非侵襲的尚semi-quantitative的に判定できると証明した。
大脳皮質の複数の運動関連領野による脊髄運動性神経回路の制御機構の解明

アデノ随伴ウイルスでトリ白血病ウイルス受容体(TVA)と狂犬病Gタンパク質をラット上肢筋に注入する事で、頚髄運動ニューロンに特異的に発現させ、TVAのリガンドEnvAでコートされた組換え狂犬病ウイルスを脊髄に注入した。その結果、いまだ成功例が報告されていない成熟ラットにおいて、premotor neuronをラベルすることに成功した。更に、大脳皮質から脊髄胸髄まで網羅的にpremotor neuronの分布を観察・定量解析したところ、延髄網様体から胸髄にかけての脊髄・後根神経節においてpremotor neuronが検出された。狂犬病糖たんぱく質(RVG)欠損組換え狂犬病ウイルスが、運動ニューロンより運動前ニューロンだけに継シナプス感染するために、RVGを別途運動ニューロンに発現させる必要がある。そこで、はじめに、運動ニューロンへの感染効率の高いウイルスのサブタイプを検討した。EGFPを発現するAAV1、2、5、6、DJを生後8,21日齢のラットの三頭筋に注入し、1か月後に脊髄を観察した。いくつかのサブタイプでEGFPを発現した運動ニューロンが検出された。EGFPを発現した運動ニューロンの数を数えた結果、AAV1が最も発現細胞数が多かった。また、EGFPを発現するレンチウイルスFuG-B2、FuG-Cを同様に、生後8,21日齢のラットの三頭筋に注入し、1か月後に脊髄を観察した。その結果、FuG-B2を感染させたラットから、多くのEGFP陽性の運動ニューロンが検出された。一方、どのウイルスも運動ニューロンだけでなく、一次感覚ニューロンにもEGFP発現が見られた。最近になり、一次感覚ニューロンから順行性に継シナプス感染がおこるという報告があり、運動ニューロン特異的に遺伝子発現を行う必要が出てきた。そこで、運動ニューロン特異的な遺伝子発現調節因子を組み込んだAAV1とFuGB2を作製した。現在、ラットの筋肉に新たに作製したウイルスを導入し、運動ニューロン特異的に遺伝子発現が行われているか検討している段階である。随意運動の制御において,運動ニューロンは、大脳皮質や皮質下領域から脊髄に下行する複数の経路からの入力や末梢神経からの感覚入力を受ける。これらの経路がそれぞれどの程度運動ニューロンに対して影響を与えうるのか不明である。近年、組換え狂犬病ウイルスを用いて1シナプスだけを介したシナプス前神経細胞をラベルする手法が開発され(Wickersham et al., 2007, Neuron)、げっ歯類でpremotor neuronが同定されている(Stepien et al., 2010, Neuron)。しかしながら、先行研究では幼若時でしか成功していない。原因としてウイルスの筋肉からの感染効率の低さが考えられる。そこで、アデノ随伴ウイルスセロタイプ1でトリ白血病ウイルス受容体(TVA)と狂犬病Gタンパク質をラット上肢筋(三頭筋)に注入する事で、頚髄運動ニューロンに特異的に発現させ、TVAのリガンドEnvAでコートされた組換え狂犬病ウイルスを脊髄に注入した。そして、TVA-EnvA間の特異的結合を利用する事で、組換え狂犬病ウイルスを運動ニューロンに特異的に感染させた。その結果、いまだ成功例が報告されていない成熟ラットにおいて、premotor neuronを効率的にラベルすることに成功した。更に、大脳皮質から脊髄胸髄まで網羅的にpremotor neuronの分布を観察・定量解析したところ、延髄網様体や頚髄から胸髄にかけての脊髄、後根神経節においてpremotor neuronが検出された。一方、脊髄に軸索を投射している大脳皮質や赤核にはpremotor neuronは検出されず、これらの領域の神経細胞は三頭筋の運動ニューロンとは直接シナプス結合を形成していなかった。以上、新規premotor neuronラベル法を用いて、運動ニューロンへの入力様式を明らかにした。神経解剖学当初の計画では、組換え狂犬病ウイルスによる運動前ニューロンをラベルする予定であった。しかしながら、逆行性にのみ広がると知られていた狂犬病ウイルスが、一次感覚ニューロンからは順行性に継シナプス感染が広がるという報告が、今年2月に発表された。そこで、運動ニューロン特異的に外来遺伝子を発現させる必要性がでてきたため、実験計画を変更した。狂犬病ウイルスは一次感覚ニューロンから順行性に継シナプス感染がおこる。そこで、運動ニューロン特異的にRVGを発現させる必要がある。運動ニューロン特異的な遺伝子発現調節因子を用いた発現ベクターの作製し、運動ニューロン特異的に外来遺伝子発現を計画している。一方、大脳皮質からの入力については、当初ヘルペスウイルスによる継シナプス感染法を用いてラベルする予定であったが、シナプス前タンパク質synaptophysinを用いても投射先ニューロンを同定することが可能であることが報告されている。そこで、この手法を用いて、大脳皮質から運動前ニューロンの接続を解析する予定である。
植物表層常在菌と植物との相互認識機構の解明

植物の葉面に存在する常在菌であるSphingomonas属細菌とMethylobacterium属細菌は、それぞれ植物に何の悪影響ももたず生存可能である。さらに前者は病原性細菌の生育を抑える効果が知られている。本研究では植物がどのように前者を認識しているか、また、前者が病原性細菌の生育を抑える機構について検討した。まずSphingomonas属細菌の細胞、鞭毛タンパク質、植物が認識する鞭毛ペプチドはそれぞれ植物の免疫応答を引き起こすことを確認した。また病原性細菌の生育抑制には細胞外に分泌される何らかの物質、おそらく鉄の奪い合いに関与する物質が直接効果を持っていることを明らかにした。健常な植物表層に定着する細菌のうち、Sphingomonas属細菌は約3割を占める優占種である。本属細菌と植物との共生において、本属細菌の優占化を許す機構を探るため、1)植物と本属細菌の間に存在する相互認識・相互作用に関わる分子を探索し、2)その作用機序を解明することを目的としている。細菌の鞭毛を構成するフラジェリンタンパク質は植物に認識されるターゲットとして研究が進んでいる。そのためまずはSphingomonas属細菌のフラジェリンタンパク質に注目した。まず当該細菌が鞭毛を持つ事を染色によって確認し、鞭毛を精製し、SDS-PAGEによって主要な2つのタンパク質について、MALDI-TOF/MS質量分析によって同定した。その結果、フックタンパク質とフラジェリンであることを確認した。当該細菌ゲノムにはフラジェリンタンパク質をコードする遺伝子は3つ存在するため、その遺伝子破壊株の構築について共同研究先で取り組んでいるところである。またこのフラジェリンタンパク質における、植物が認識するflg22領域をペプチド合成した。植物における活性酸素発生をモニターしたところ、病原性細菌由来flg22に比べて高濃度で反応した。一方で精製した鞭毛画分では活性酸素の発生は起こらないことから、鞭毛タンパク質の修飾が起こっている可能性がある。近年のメタゲノム解析等の手法の発達により、植物に共生する微生物の属・種レベルの解析が進み、葉圏では、Sphingomonas属細菌が約30%、Methylobacterium属細菌が約10%を含む、αプロテオバクテリアが優占化している。本研究ではこれらの主要な植物葉面共生αプロテオバクテリアが、植物にどのように認識されているかを植物の免疫応答や気孔開閉の観点から明らかにすること、特にSphingomonas属細菌については病原性細菌の植物上での生育が抑えられることから、そのプロバイオティック効果について機構を明らかにすることを目的とした。まずSphingomonas属細菌の細胞は植物に免疫応答(活性酸素の発生)を引き起こすこと、鞭毛タンパク質あるいはその認識部位であると考えられるペプチドにも応答することが分かった。また鞭毛欠損株にもプロバイオティック効果があることから、植物はSphingomonas属細菌の鞭毛認識で免疫応答を起こすが、病原性細菌の抑制に直接関与していないことが分かった。プロバイオティック効果には植物の非存在下でも起こることを見いだした。つまり寒天培地上でもSphingomonas属細菌は病原性細菌に対する生育阻止円を形成する。しかしこれは植物用の寒天培地でのみ起こり、通常の微生物用培地では起こらない。そこでSphingomonas属細菌の培養液のプロテオーム解析を行った。フラジェリン以外に、トランスフェリンドメインを持つ機能未知タンパク質が著量存在することを見いだした。これには鉄の結合性があると考えられることと、これまで変異株スクリーニングでプロバイオティック効果の無い変異株の多くはシトクロム酸化酵素に関連するため、鉄の関与がうかがわれた。すなわち、植物葉面共生細菌と病原性細菌の拮抗には鉄の奪い合いが重要な要素であることが分かった。応用微生物学共同研究先におけるフラジェリン遺伝子破壊株の構築に時間がかかっている。今後フラジェリンタンパク質修飾部位の特定と他のエリシター活性を持つタンパク質について検討を加える予定である。フラジェリン遺伝子破壊株についてはその運動性の確認、鞭毛の有無、菌体そのものにおけるエリシター活性の有無を確認する。上記の通り遺伝子破壊株の構築に時間がかかっており、構築できればフラジェリン以外の物質についてエリシター活性のあるなしが判定できる。植物の維持管理、菌体の培養と鞭毛精製、活性酸素測定などの実験について一通り技術を習得した研究補助員を継続して雇用したい。また質量分析器を用いたタンパク質修飾部位についての検討では特殊な試薬が必要になると予定している。
脳内ドパミン系に対する作用を指標にしたキセノンの脳保護作用に関する研究

ウィスターラット(250-300g)をネンブタール麻酔下に、測定の少なくとも2日前に脳側坐核にガイドカニュラを挿入する。測定前日に半透膜のプローブを埋め込み、人口脳脊髄液を用い、マイクロダイアリシス法を用いて高速クロマトグラフィーによりドパミンの分離・定量を行う。(1)キセノンと亜酸化窒素によるラット側坐核からのドパミン放出の測定ラットを自由行動の状態にして、ドパミン濃度が安定した後に(最低1時間)キセノン(45%:0.28MAC)もしくは亜酸化窒素(60%:0.28MAC)を1時間吸入させる。さらにこれら麻酔薬を洗い流しさらに1時間ドパミン放出を測定する。サンプリングは20分毎に行う。(2)ケタミンの側坐核からのドパミン放出増加に対する、亜酸化窒素とキセノンの作用ケタミン50mg/kg腹腔内投与群、60%亜酸化窒素吸入10分後ケタミン50mg/kg腹腔内投与群、45%キセノン吸入10分後50mg/kg腹腔内投与群の3群に分ける。吸入麻酔薬は(1)同様1時間投与し、洗い流した後さらに1時間ドパミン測定を続ける。(結果)ラット脳側坐核でのドパミン放出は、亜酸化窒素で有意に増加したが、キセノンでは低下傾向を示した。また、ケタミン投与によるドパミン放出の増加をキセノンは抑制したが、亜酸化窒素は抑制しなかった。このことから、キセノンはより精神異常発現や耽溺性を持たないことや、ひいてはドパミン系を抑制することによって、神経保護的作用をもつ可能性が示唆された。(1)キセノンと亜酸化窒素によるラット側坐核からのドパミン放出の測定ラットを自由行動の状態にして、ドパミン濃度が安定した後に(最低1時間)キセノン(45%:0.28 MAC)もしくは亜酸化窒素(60%:0.28 MAC)を1時間吸入させる。(2)ケタミンの側坐核からのドパミン放出増加に対する、亜酸化窒素とキセノンの作用ケタミン50 mg/kg腹腔内投与群、60%亜酸化窒素吸入10分後ケタミン50 mg/kg腹腔内投与群、45%キセノン吸入10分後50 mg/kg腹腔内投与群の3群に分ける。
ウシ子宮内膜炎の発症機序解明と子宮内マイコプラズマ感染との関連に関する研究

肉用牛における子宮内膜炎症度およびマイコプラズマの生殖器内感染の実態を明らかにするため採材した結果、炎症度は黒毛和種では分娩後34週にかけて有意な減少が見られた。この傾向は特に授乳群で顕著であった。分娩後の各時期において黒毛和種はホルスタイン種と比較して有意に低かった。また、1頭の子宮内膜からM. bovisが分離された。【考察】黒毛和種牛では乳用牛より子宮修復は早く完了するものの、授乳刺激が子宮内環境の清浄化に重要な役割を果たすことが明らかになった。また、マイコプラズマの子宮内感染率は高くないものの、子宮内への感染経路や受胎性に及ぼす影響について今後明らかにしていく必要がある。牛の生殖器由来マイコプラズマ感染状況および子宮内膜炎との関係を明らかにすること、および肉牛および乳牛における分娩後のPMN%の推移ならびに細菌分離率を観察するとともに牛種間の比較検討を行う目的で試験を実施した。宮崎県内6カ所の農場にて繋養のホルスタイン種経産牛74頭および黒毛和種経産牛95頭を供試した。黒毛和種は分娩後2週までに離乳し同一個体より2週(2W)から6週(6W)の各週で、ホルスタイン種は3Wから9Wの隔週でサイトブラシを用いて子宮内膜スメアを採取した。スメアサンプルからPMN%を算出すると共にマイコプラズマおよび一般細菌の分離を試みた。また腟内粘液性状(0:無色・透明4:悪臭・膿汁)を記録した。その結果、PMN%は黒毛和種では3Wから4Wにかけて有意な減少が見られた後に低値を示し、ホルスタイン種では7W以降で有意な減少が見られた。腟内粘液性状も黒毛和種では3W以降、ホルスタイン種では7W以降にスコアの有意な減少を示した。PMN%、腟内粘液性状ともに分娩後の各時期において黒毛和種はホルスタイン種と比較して有意に低かった。マイコプラズマに関してはホルスタイン種乳牛1頭の分娩後3週にMycoplasma bovisが分離された。細菌分離率は黒毛和種が3Wから46Wにかけて減少したのに対し、ホルスタイン種では試験を通して比較的高値で推移した。期間を通した平均細菌分離率は黒毛和種よりもホルスタイン種において高く、Staphylococcus spp.やE. coli、Acinetobacter spp.、Trueperella pyogenesなどが分離された。また、黒毛和種では細菌感染陽性検体は陰性検体と比較してPMN%、腟粘液性状ともに有意に高かった。以上より、黒毛和種はホルスタイン種と比較して分娩後のより早い段階において子宮環境が清浄化することが示唆された。分娩後の乳牛の子宮内におけるマイコプラズマ感染率および子宮内膜炎との関係を明らかにする目的で試験を実施した。ホルスタイン種経産牛104頭について、分娩後5週(W5)および7週(W7)に腟および子宮内を検査した。腟粘液性状についてメトリチェックを用いて0(透明な粘液)から4(悪臭を伴う膿汁)の5段階にスコア化するとともに、サイトブラシを用いて子宮内膜を採取した。サイトブラシから滅菌スワブに検体を取り、マイコプラズマ用液体培地に浸漬、37°Cにて72時間培養した。マイコプラズマの検出にはPCR法を用い、Mycoplasma属7種について検索した。また、子宮内膜スメアの鏡検で観察される多形核好中球割合(PMN%)をカウント、W5では6%以上、W7では4%以上を細胞診による子宮内膜炎と診断した。マイコプラズマ感染牛および非感染牛における最終分娩時の難産発生率をカイ二乗検定にて比較した。供試牛104頭中7頭(6.7%)からM. bovigenitaliumが分離された。このうち3頭はW5において、別の3頭はW7において検出された。残りの1頭はW5およびW7において検出され、この1頭は腟粘液スコアが4であり、W7におけるPMN%が15であった。興味深いことに、マイコプラズマ感染牛における最終分娩時の難産発生率(71.4%)は非感染牛における発生率(3.7%)と比較して有意(P = 0.002)に高かった。さらに、有意差は認められなかったものの、マイコプラズマ感染牛における子宮内膜炎罹患率(57.1%)は非感染牛における罹患率(34.4%)と比較して高かった。

以上の結果より、分娩後の乳牛の一部においてM. bovigenitaliumが存在することが明らかになり、またM. bovigenitalium感染が最終分娩における難産、および分娩後の子宮内膜炎に関連していることが示唆された。肉牛および乳牛における子宮炎症度や細菌感染率の生理的な推移やそれらに及ぼす要因を明らかにする目的で、内膜スメア中の多形核白血球率(PMN%)の推移を観察、授乳形態の違いを比較した。黒毛和種経産牛計93頭とホルスタイン種経産牛8頭を供試、同一個体の分娩後2週(2W)から6週(6W)(黒毛和種)、あるいは3Wから9W(ホルスタイン種)で子宮内膜スメアを採取、PMN%を算出した。同時に子宮内膜からマイコプラズマおよび一般細菌の分離を試みた。なお黒毛和種牛では分娩後23カ月まで授乳を行う授乳群33頭と、分娩後早期に離乳させ人工哺育を行う早期離乳群60頭におけるPMN%および細菌感染の推移を比較した。PMN%は黒毛和種では3Wから4Wにかけて有意な減少が見られた後に低値を示したのに対し、ホルスタイン種では7W以降で有意な減少が見られた。PMN%で分娩後の各時期において黒毛和種はホルスタイン種と比較して有意に低かった。マイコプラズマは本供試牛群では分離されなかった。一般細菌分離率は黒毛和種が23W(50%)から46W(2030%)にかけて減少したのに対し、ホルスタイン種では分娩後9Wまで5063%で推移した。また、黒毛和種では細菌感染陽性検体は陰性検体と比較してPMN%が有意に高かった。授乳群と早期離乳群の群間においてPMN%は減少傾向を示したものの、授乳群の3Wで有意に高かった。細菌分離率は両群ともに3Wまでは50%程度の高値を示したがその後6Wにかけて授乳群では13.3%に、また早期離乳群では27.3%に減少した。これまでの研究において乳牛ではM. bovigenitalium感染が分娩後の子宮内膜炎に関連していることを明らかにしたが、一方でマイコプラズマが全く分離されない地域、牛群も存在することが明らかとなった。また、黒毛和種牛では乳用牛より子宮修復は早く完了するものの、授乳刺激が子宮内感染・炎症の清浄化に重要な役割を果たすことが子宮内膜細胞診の結果から証明された。獣医臨床繁殖学前年度までの研究において分離された牛生殖器由来のマイコプラズマはMycoplasma bovigenitaliumのみであったが、当該年度においてはMycoplasma bovisが1検体より初めて分離された。Mycoplasma bovisは牛のマイコプラズマ性乳房炎の主要な原因菌であるが、生殖器感染との関連については新知見であり、今後の展開が期待できる点において現在の進捗状況はおおむね順調と言える。ホルスタイン種経産牛の分娩後における子宮内膜スメア中の多形核白血球の浸潤度およびマイコプラズマ感染との関係を明らかにするという研究目的が初年度において達成された。今後、前妊娠時における妊角と非妊角との間における子宮感染ならびに子宮内膜炎の状況について研究を進めると同時に、免疫能およびその後の繁殖成績との関係を解析し、さらに治療プロトコールの確立に向けての基礎および臨床データを収集する予定である。牛の分娩後における子宮内膜の炎症度と細菌感染との関係を明らかにしつつ、末梢血中におけるTNF-alpha, IFN-gamma, IL-4, IL-6, IL-8, IL-17等のサイトカインのmRNAの発現状況についても解析を行い、免疫応答機構と繁殖性との関係についても明らかにしていく予定である。さらに、ホルスタイン種と黒毛和種における分娩後の子宮内感染状況および子宮内膜炎罹患状況を比較することで牛の子宮疾患の病因の一端を明らかにし、診療プロトコール確立に際してのエビデンスを蓄積する。
水晶体分化に関わる転写制御因子(Sox,Pax)の解析

HMGタンパク質SOX-2は、ニワトリδ-クリスタリン遺伝子のエンハンサーの水晶体特異的な活性化に必要な転写調節因子である。水晶体核抽出液中には、SOX-2と同じ結合特異性を持つタンパク質因子が存在することから、水晶体では、SOX-2の他にも複数のSox遺伝子が発現されていると考えられた。Sox-2をプローブにしてハイブリダイゼーションにより水晶体cDNAライブラリーをスクリーニングしたところ、新たにSox-1およびSox-3が単離された。水晶体核抽出液中に存在するSOXタンパク質との比較により、水晶体における主要なSOXはこの三分子種であることが分かった。Sox-1,-2,-3の水晶体形成における役割を調べるため、ニワトリ胚発生過程における発現をin situハイブリダイゼーションにより解析した。同時に、水晶体を含む眼の形成に必須の遺伝子Pax-6の発現も調べ、Soxの発現と比較した。水晶体形成過程においては、Sox-1,-2,-3ともに水晶体プラコードにおいて発現が観察された。水晶体が形成されたあとも、水晶体上皮および繊維の両方で発現がみられた。これに対して、Pax-6の発現は、水晶体プラコードを含むより広い範囲の頭部外胚葉で発現がされていた。したがって、Pax-6を発現している細胞の一部にSox遺伝子の発現が誘導され、その細胞が水晶体に分化するのではないかと考えられた。この様な発現パターンから、SOXがクリスタリン遺伝子の発現制御ばかりでなく、水晶体の誘導過程にも関わることが示唆された。
経済学における大学教育と高校教育の最適接続性の建久

私は平成13年度の科学研究費補助金を得て,多くの高校へ実際に出かけて模擬授業を行い,高校の「政治経済」と大学の「経済学」をいかにしてスムーズに接続させる事が出来るかの研究を行った.その場合,高校生に興味のあるテーマを探すのみならず,できるだけ高校の社会科の先生方と話し合って,「政治経済」の授業を行う場合の間題点を探った.多くの高校に共通するのは,経済学専攻の社会科教師は少なく,歴史専攻の社会科教師が多いという点であり,「経済」編を教えるのが難しく,「政治経済」を提供している高校は意外に少ないことが分った.また,これらの先生方の意見として興味深かったのが,歴史の教科書,参考書とくらべ,経済学の教科書や参考書の数が少ないという点であった.これはどうも,大学の教科書として「経済学(入門)」,「ミクロ経済学(入門)」,「マクロ経済学(人門)」など,発行数は少なくないと思われるが,理論偏重で多様性が少ないとの印象を与えているのが理由ではないかと思われる.そこで平成14年度はこれらの点を考慮した「経済学入門」の教科書を執筆し,出版する事へ向け準備を始めた.ミクロ編では「環境間題」を1つのキーワード,マクロ経済学では「バブル崩壊」を1つのキーワードとして歴史と理論を融合するような教科書を目標とした.平成14年度は中間報告として民間シンクタンクの発行する月刊雑誌に全体的なスケッチを発表した.また,ある教科書の1章を執筆担当しているので「バブル崩壊」と平成不況の問題を歴史と理論を融合するように執筆した.これらの点をさらに発展させた「経済学入門」の教科書を執筆・出版した.私は平成13年度の科学研究費補助金を得て,多くの高校へ実際に出かけて模擬授業を行い,高校の「政治経済」と大学の「経済学」をいかにしてスムーズに接続させる事が出来るかの研究を行った.その場合,高校生に興味のあるテーマを探すのみならず,できるだけ高校の社会科の先生方と話し合って,「政治経済」の授業を行う場合の間題点を探った.多くの高校に共通するのは,経済学専攻の社会科教師は少なく,歴史専攻の社会科教師が多いという点であり,「経済」編を教えるのが難しく,「政治経済」を提供している高校は意外に少ないことが分った.また,これらの先生方の意見として興味深かったのが,歴史の教科書,参考書とくらべ,経済学の教科書や参考書の数が少ないという点であった.これはどうも,大学の教科書として「経済学(入門)」,「ミクロ経済学(入門)」,「マクロ経済学(人門)」など,発行数は少なくないと思われるが,理論偏重で多様性が少ないとの印象を与えているのが理由ではないかと思われる.そこで平成14年度はこれらの点を考慮した「経済学入門」の教科書を執筆し,出版する事へ向け準備を始めた.ミクロ編では「環境間題」を1つのキーワード,マクロ経済学では「バブル崩壊」を1つのキーワードとして歴史と理論を融合するような教科書を目標とした.平成14年度は中間報告として民間シンクタンクの発行する月刊雑誌に全体的なスケッチを発表した.また,ある教科書の1章を執筆担当しているので「バブル崩壊」と平成不況の問題を歴史と理論を融合するように執筆した.これらの点をさらに発展させた「経済学入門」の教科書を執筆・出版した.私の研究計画は高校へ出かけていって高校生へ「政治・経済」の補助手段として経済学に関する模擬授業を行いながら,彼らの反応を吟味することを通じて大学で経済学を教えるのにどのようなテーマを選べば良いか,さらにどのように教えるべきであるかを研究することである.この計画に従い,広島県にある2つの高校,県外にある2つの高校で模擬授業を行った.長崎県南高校ではその学生の感想文や私の講義レジュメを高校のホーム・ページに掲載していただいた.(http://www1.odn.ne.jp/minami/html/bun/bun.1.htm参照.)さらに広島県主催の講演会で高校生相手に模擬授業を行った.そのための準備も兼ねて広島大学付属高校の先生方と研究会を開き,高校の現場における「政治・経済」の問題点を洗い出し,いくつかの教科書「政治・経済」を取り上げてその点検作業を行った.その結果,高校教員に経済学部出身者が少ないことなどの理由のため「政治・経済」のうち経済の部分を教えるのが難しいこと,さらにはそれを理由として(勿論これのみが理由ではない)「政治・経済」の科目を提供していない高校が少なくないことが判明した.その意味で本研究テーマは短期的には学生を引き付ける教科書を高校および大学で提供すべきであり,緊急の課題であることが確認され,私は来年度に大学における「経済学」教科書を執筆することにしている.しかし長期的には高校へ経済学の知識を持った有能な教員を供給すべきであるとの課題を発見した.私は平成13年度の科学研究費補助金を得て,多くの高校へ実際に出かけて模擬授業を行い,高校の「政治経済」と大学の「経済学」をいかにしてスムーズに接続させる事が出来るかの研究を行った.その場合,高校生に興味のあるテーマを探すのみならず,できるだけ高校の社会科の先生方と話し合って,「政治経済」の授業を行う場合の問題点を探った.多くの高校に共通するのは、経済学専攻の社会科教師は少なく、歴史専攻の社会科教師が多いという点であり,「経済」編を教えるのが難しく,「政治経済」を提供している高校は意外に少ないことが分った.

また,これらの先生方の意見として興味深かったのが,歴史の教科書,参考書とくらべ,経済学の教科書や参考書の数が少ないという点であった.これはどうも,大学の教科書として「経済学(入門)」,「ミクロ経済学(入門)」,「マクロ経済学(入門)」など,発行数は少なくないと思われるが,理論偏重で多様性が少ないとの印象を与えているのが理由ではないかと思われる.そこで平成14年度はこれらの点を考慮した「経済学入門」の教科書を執筆し,出版する事へ向け準備を始めた.ミクロ編では「環境問題」を1つのキーワード,マクロ経済学では「バブル崩壊」を1つのキーワードとして歴史と理論を融合するような教科書を執筆している.平成14年度は中間報告として民間シンクタンクの発行する月刊雑誌に全体的なスケッチを発表した.また,ある教科書の1章を執筆担当しているので「バブル崩壊」と平成不況の問題を歴史と理論を融合するように執筆した.(この教科書は平成15年5月に出版予定である.)これらの点をさらに発展させた「経済学入門」の教科書を現在執筆中である.(この教科書は平成15年12月に出版予定である.)