hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自律移動デジタルテーブル・ウォール連携による作業空間最適化モデルとシステムの構築

ユーザスタディの結果,ウォールトップをユーザのインタラクションやアニメーションに応じて物理的に動かすことでよりコンテンツの臨場感を高めることができることが分かった.(4)また,複数枚のウォールトップを組み合わせて人のリーチに適合するディスプレイシステムの開発とその制御アルゴリズムについて取り組んだ.テーブルトップとウォールの連携についてはVRシステムを用いて設計について試行は重ねており,来年度に本格的に取り組む予定えある.研究目的であった自律移動変形ディスプレイシステムを用いた空間最適化に向けて着実にデータを集めることができているため.ただし,テーブルとウォールの自動的連携についてはハードウエアの制約も多く,より安全な運用をするために慎重な設計をしている段階である.自動式移動テーブルについては,現在4台の動的連携を検討しているが,より高い変形自由度を実現するためには,より多くのシステムを実装し,それらを連携させる方法やアルゴリズムを開発する必要がある.また,ウォールディスプレイについては今年度詳細に検証できなかったが,テーブルディスプレイとの連携について計測システムや移動機構含め詳細に検証する必要がある.なお,ウォールディスプレイは既に複数台が連携できる状態にあり,これを用いても人のリーチ等の身体的特徴やディスプレイの配置等の認知面に関して空間最適化を模索できる可能性があることが分かっているため,この点も検証する.自律移動型デジタルウォールとテーブルについては既にソフトウエアおよびハードウエアの準備は整っている.そのため,最終年度では,それらを連携した際のシナリオや効果検証に集中する.これまでは主に人の身体的特徴等を考慮した空間最適に取り組んできたが,複数人協調作業についても検討する.進め方としては,これまでの二年間の経験を考慮し,システム運用の安全性や動きの効率性を考慮して,VRシステムでのシミュレータを充実させ,そこでの知見を積み重ねたうえで,実機にて実際の効果検証をする予定である.年度末にはデータのまとめなどを実施しており急を要する支出がなかったため.次年度の実装と開発にあてる.
プロテオミクスと機能解析による、血管平滑筋収縮と細胞骨格の関連 の解明

血管平滑筋異常収縮は、狭心症、心筋梗塞、脳梗塞などの急性発症で致死的な難病を引き起こす。我々はこれまでにfocused proteomicsによって未知の異常収縮のシグナル分子を探索し、複数の細胞骨格関連蛋白質を同定した。今回、それらのリン酸化部位を解明し、更に、RNA干渉と自動細胞イメージングシステムによるハイスループットなスクリーニング系を確立して、真に血管平滑筋異常収縮に関与する細胞骨格関連蛋白質を絞り込み、それらの分子の機能解析を行った。計画1.Focused proteomicsによる、血管平滑筋異常収縮シグナル分子のリン酸化部位の決定独自開発した方法を更に改良し、リン酸化ペプチドの濃縮の収率と選択性を高め、質量分析計の測定モードをリン酸化ペプチドに対して高感度化した。その結果、研究開始前は決定できなかった、血管平滑筋異常収縮シグナル伝達に関わる細胞骨格関連蛋白質のリン酸化部位を、高感度タンデム型質量分析計(研究室に現有)を用い、新たに決定する事ができた。計画2.RNA干渉と自動細胞イメージングシステムによる、細胞骨格関連蛋白質の血管平滑筋異常収縮に与える影響のハイスループット解析独自開発のアルゴリズムを更に改良して、異常収縮と細胞骨格構築変化に伴い変動する複数のパラメータの検出に成功し、定量的な解析を可能にした。更に、候補分子のsiRNAの導入条件(配列・濃度・時間)を最適化した。計画3.細胞骨格関連蛋白質の、細胞骨格動態および血管平滑筋収縮への関与のin vitro解析培養血管平滑筋細胞において、細胞骨格関連蛋白質の異常収縮刺激時の動態変化を、免疫染色と高解像度蛍光顕微鏡で解析し、アクチンフィラメントと中間径フィラメントの構築が、それぞれ独立した動態変化を示す事を明らかにした。計画4.細胞骨格関連蛋白質の、血管異常収縮シグナル分子との相互作用解析同定した細胞骨格関連蛋白質の一つが、既に見出した異常収縮シグナル分子と実際に相互作用する事を検討した。計画5.組織レベルでの解析研究分担者の小林が開発したbeta-escinスキンド血管平滑筋標本に、同定した細胞骨格関連蛋白質を導入するため、組換え蛋白質の発現ベクターを構築中である。計画6.in vivo解析血管攣縮モデルマウスの作成に向け、血管攣縮を高い成功率で誘発する技術を、ほぼ確実なものとした。1.Focused proteomicsによる、血管平滑筋異常収縮シグナル分子のリン酸化部位の決定高感度タンデム質量分析計で同定したFyn下流の異常収縮シグナル分子群について更に解析を進め、これまでに決定したリン酸化部位のデータの信頼性を高めた。2.RNA干渉と自動細胞イメージングシステムによる、細胞骨格関連タンパク質の血管平滑筋異常収縮に与える影響のハイスループット解析1で同定した異常収縮シグナル分子が、真に血管平滑筋収縮と細胞骨格構築へ関与するか、自動細胞イメージングシステム(現有)と独自開発の解析アルゴリズムを用いて、ハイスループットで機能解析を行った。その結果、いくつかの候補分子のsiRNAにより、収縮と細胞骨格構築の変化に伴う複数のパラメーターの変動が抑制され、候補分子の絞りこみに成功しつつある。3.細胞骨格関連タンパク質の、細胞骨格動態および血管平滑筋収縮への関与のin vitro解析1・2で同定した細胞骨格関連タンパク質のcDNAの発現ベクターを、血管平滑筋細胞に導入・発現させ、異常収縮刺激時におけるこれらの細胞骨格関連タンパク質の局在および構築の変化を、生細胞イメージングで解析する事に成功した。4.細胞骨格関連タンパク質の、血管異常収縮シグナル分子との相互作用解析1・2で同定した細胞骨格関連タンパク質と、既知の異常収縮のシグナル分子の一つであるFynとの相互作用をHaloTagプルダウンアッセイで確認できた。5.組織レベルでの解析β-エスシンスキンド血管平滑筋標本に、1・2で同定した細胞骨格関連タンパク質を導入するため、組換えタンパク質の発現ベクターを構築し、発現と精製の条件検討を進めている。1・2で同定した細胞骨格関連タンパク質のノックアウト動物を入手し、生体レベルでの解析を進めている。【1. Focused proteomicsによる、血管平滑筋異常収縮シグナル分子のリン酸化部位の決定】高感度タンデム質量分析計を用いて、独自に開発した方法により、Fyn下流の異常収縮シグナル分子として同定した細胞骨格関連タンパク質群のリン酸化部位を決定した。興味深い事に、これらの細胞骨格関連タンパク質群と結合したFynに、未知の翻訳後修飾が起きている可能性が示唆された。【2. RNA干渉と自動細胞イメージングシステムによる、細胞骨格関連タンパク質の血管平滑筋異常収縮に与える影響のハイスループット解析】異常収縮シグナル分子として同定した細胞骨格関連タンパク質群を、RNA干渉によってノックダウンすると、SPCによる異常収縮と細胞骨格構築変化が抑制される事を、自動細胞イメージングシステム(現有)と独自開発の解析アルゴリズムを用いて、ハイスループットかつ定量的に解析できた。【3.細胞骨格関連タンパク質の、細胞骨格動態および血管平滑筋収縮への関与のin vitro解析】Fyn下流の異常収縮シグナル分子として同定した細胞骨格

関連タンパク質群の、組み換えタンパク質を発現・精製する事に成功した。【4.細胞骨格関連タンパク質の、血管異常収縮シグナル分子との相互作用解析】3.で発現・精製した細胞骨格関連タンパク質群の組み換えタンパク質を、研究室現有の分子間相互作用解析装置(BIACORE)のセンサーチップに固定化し、異常収縮のシグナル分子であるFynやROKとの相互作用を解析した。【5. in vivo解析】野生型マウスでくも膜下出血モデルを作成し、くも膜下出血後の脳血管攣縮による血流低下を評価する事に成功し、海馬における神経細胞数の減少を確認できた。また、細胞骨格関連タンパク質群の、血管攣縮における役割を生体レベルで検討するために、ノックアウト動物を入手した。研究実績概要項目1の高感度タンデム質量分析計で同定したFyn下流の異常収縮シグナル分子群の同定はほぼ完了し、リン酸化部位の決定も最終段階である。また、項目2のRNA干渉と自動細胞イメージングシステムによる、候補分子の絞り込みも成功しつつある。更に、項目3でこれらの細胞骨格関連タンパク質の異常収縮刺激時の局在と構築変化も観察でき、項目4において既知の異常収縮シグナル分子との相互作用も確認した。項目5の組織レベルめ解析と項目6の生体レベルの解析も進行している。以上より、ほぼ申請書の研究計画通りに進行していると評価した。24年度が最終年度であるため、記入しない。項目1の候補分子の同定とリン酸化部位決定は最終段階として、より信頼度を高める。項目2の候補分子の絞り込みは成功しつつあるので、このまま残りの候補分子についても検証を進め、項目3の局在および構築変化のイメージングと項目4の相互作用解析を完了させる。また、項目4の相互作用解析では、絞りこんだ候補分子と、既知の異常収縮のシグナル分子であるFynやROKとの相互作用を、HaloTagプルダウンアッセィに加え、分子間相互作用解析装置(BIACORE)(現有)で解析する予定であり、組換えタンパク質の発現ベクターを構築し、発現と精製の条件検討を進めている。この組換えタンパク質は、項目5の組織レベルでの解析にも使用するが、発現や精製が、困難なケースに直面した場合は、受託や購入も検討し、最終年度内に完了させる。項目6の生体レベルでの解析は、既に野生型マウスを用いての血管攣縮モデルの作成は完了し、現在はノックアウト動物を入手して解析を進めているが、十分な信頼度を得るために必要な個体数に達するまで、解析を進める。
Rap1シグナルによる胚中心B細胞の動態調節の研究

Rap1シグナルのB細胞の胚中心における役割を解析するために、正常型とMst1マウス・RAPL欠損マウスの一次抗体応答と二次抗体応答を解析した結果、二次抗体応答が上昇していた。正常型T細胞と正常、LFA-1欠損B細胞をRAG2欠損マウスに移入して免疫しB細胞の胚中心、記憶B細胞の形成能を検討したが変化がなかっため、Mst1とRAPLにおける2次抗体応答の上昇はLFA-1の機能とは独立した事象である可能性が示唆された。Rap1シグナルのB細胞の胚中心における役割を解析するために、正常型とMst1マウス・RAPL欠損マウスの一次抗体応答を解析したが優位な差は見られなかった。しかし、Mst1欠損マウスでは胚中心細胞の割合が正常型に比べて低下していたため、これらの欠損マウス(特にMst1欠損マウス)において胚中心や記憶B細胞の形成等に影響があると考え、2次免疫応答を測定したところ、逆に上昇していた。この変化がB細胞に発現するLFA-1を介するかを検討するために、正常型T細胞と正常、LFA-1欠損B細胞をRAG2欠損マウスに移入して免疫しB細胞の胚中心、記憶B細胞の形成能を正常型と比較したが、正常型とLFA-1欠損型で変わらなかった。したがって、Mst1とRAPLにおける2次抗体応答の上昇はLFA-1の機能とは独立した事象である可能性が推測され、これらの分子のインテグリンの活性化以外の役割も検討中ある。これらに加えて、flox化されたRap1a; Rap1bマウスを樹立したので、B細胞特異的Rap1欠損マウスを作製しB細胞におけるRap1欠損の影響を解析する予定である。また、B細胞の胚中心における機能的なイメージング行うために、造血幹細胞を単離してレトロウイルスにより標的遺伝子と融合させた蛍光タンパク質を導入して免疫再構築により、in vivoでB細胞に標的遺伝子を発現させる実験系を確立した。現在B細胞の活性化の指標として蛍光標識したNF-kB(c-Rel)を発現するためのレトロウイルスベクターを作製している。Rap1の活性化の指標であるRap1sensorは、レトロウイルスによる導入では変異を起こしやすいのでマウスに導入するための遺伝子断片を作製している。これらの蛍光タンパク質をB細胞に導入してイメージング解析し、Rap1シグナルのB細胞の胚中心における役割が明らかにすることが期待される。B細胞の機能におけるRap1とその下流シグナルの役割を検討するためにMst1, RAPL欠損マウスにalumをアジュバントとしてNP-CGGを免疫してT細胞依存的な抗体産生応答を検討した。その結果、一次の抗体産生産生応答は抗体量、親和性成熟、胚中心の形成ともにRAPL欠損マウスでは大きく変わらなかったが、Mst1欠損マウスにおいては若干の低下がみられる場合があった。また、Mst1欠損マウスにおいては胚中心の形成が低下している傾向があった。T細胞特異的なMst1欠損マウスにおいては抗体産生胚中心の形成はあまり変わらなかったので、B細胞特異的にMst1による胚中心の形成に異常がある可能性が考えられる。二次の抗体産生応答においては現在検討中である。また、floxed Rap1aおよびfloxed Rap1b欠損マウスは現在キメラマウスとその子マウスの樹立に成功してつつあり、マウスが作製され次第、CD4-CreまたはMb-1-Creマウスと掛け合わせ、T細胞特異的、あるいはB細胞特異的にRap1が欠損したマウスを作製する。このマウスを用いて一次、二次抗体産生応答を検討する予定である。また、B細胞のイメージング技術については、リンパ節の濾胞内のポリクローナルなB細領域の動態をexlantやintravitalで解析することが可能であるるが、今後胚中心の可視化や脾臓におけるintravitalイメージング技術を確立するための現在準備を進めている。実験に必要な遺伝子欠損マウスの作製の遅れ、不足により、Rap1シグナル経路欠損マウスのB細胞応答の検討が不完全である。floxed Rap-1マウスの系統が樹立されたので順次拡大、交配しT細胞またはB細胞特異的なRap-1欠損マウスの作製を続ける。これらのマウスについて、抗体産生応答や胚中心の形成等を検討する。胚中心におけるB細胞の動態を検討するためのイメージング技術の確立し、RAPLまたはMst1欠損B細胞の胚中心における動態を測定する。Rap1欠損マウスの抗体産生応答の検討に加えて2光子顕微鏡によるRap1シグナル経路欠損GC B細胞の動態解析を行う。1)Rap1シグナル経路欠損によるGC B細胞の形態変化、移動、FDCとの接着の影響を検討するためにa)抗原特異的BCRと蛍光タンパク質導入によるB細胞・T細胞の可視化b) FDCとFDC上に付着している抗原の可視化を行いc)GC B細胞の動態、FDCとd) GC B

細胞のとTFHとの相互作用の2格子顕微鏡イメージングをによりin situでB細胞の動態を解析する実験系を確立する。Rap1によるシグナル経路やインテグリンによってGC B細胞の動態が変化するかどうかを検討する場合、Rap1シグナル遺伝子欠損マウスやLFA-1/ICAM-1欠損マウスのB細胞、リンパ節を用いて、生体内2光子顕微鏡イメージング解析を行う。また、リンパ節スライスを用いたイメージング法を活用し、阻害剤や中和抗体をもちいてリンパ球のentryや代償的応答などに影響されない解析を行う。2)FRETによるGC B細胞のRap1シグナルの活性化をRap1のFRETセンサーを遺伝子導入したB細胞で2光子顕微鏡のイメージングにより測定する。3)Rap1シグナル経路欠損GC B細胞における抗原レセプターシグナルの活性化の解析a)抗原によるBCRのシグナルを活性化を可視化するために, FRETを用いたカルシウムセンサー(カメレオン)をB細胞に遺伝子導入する。GCにおけるB細胞のカルシウムの濃度を2光子顕微鏡のイメージングによりin situで測定する。Rap1シグナル経路欠損マウス由来のGC B細胞でもちいて実験を行い比較検討する。代替としてGC B細胞は抗原レセプターを介して結合したFDC上の抗原を細胞内に取り込む効率を2光子顕微鏡やフローサイトメトリーによる細胞あたりの輝度の測定により定量する。
寒地における水稲初冬直播を念頭に置いた種子越冬性の解明

近年、農家の高齢化と離農に伴い、稲作経営の大規模化および水稲直播栽培が拡大している。直播栽培は、移植栽培より省力化となるが、春期に作業が集中し、規模拡大の障害となっている。そこで、本研究では水稲播種を作付前年の初冬期に行う作業体系(水稲初冬直播)の実現を目指して、北海道の良食味水稲品種「ほしのゆめ」および在来系統「冬越し」の交配後代(RIL、F9、168系統)から、越冬率最大80%以上の有望系統群を見出した。これらの有望系統は玄米果皮色を持つ「赤米」が多く、脱粒性とは無関係であった。一方、播種時期や播種深度などの耕種的工夫では、一般水稲品種で実用的な越冬率を得ることはできなかった。<試験1>野外条件下での越冬性評価(圃場試験):平成24年初冬に品種・系統「大地の星」「冬越し」を、北海道農業研究センター(札幌市)の水田圃場に埋設した。平成25年4月中旬にこれらを回収し、種子の発芽能力を調査した。その結果、休眠打破しない「冬越し」で約40%の生存を確認した。<試験2>恒温器条件下での越冬性評価:恒温器内の仮想越冬条件での上記品種・系統の生存率を調査した。その結果、+5°C、30%土壌水分以上、約40日間の条件で生存率の品種間差を再現できることが明らかになった。<試験3>低温発芽性と休眠性に及ぼす品種・系統と生育温度の影響:札幌市と石垣市で栽培した北海道品種の休眠性の差違を評価した。その結果、札幌で栽培した場合と異なり、石垣で高温登熟した北海道品種には一定の休眠性が確認された。<試験4>「ほしのゆめ」「冬越し」との交配後代の農業特性の評価:主に脱粒性に着目し、上記RIL(組替自殖系統)F8の農業特性を評価した。その結果、触手で確認した脱粒性と脱粒性遺伝子qSH1(Konishi et al. (2008))の関係がほぼ一致した。<試験5>「冬越し」「ほしのゆめ」の発芽時代謝産物のメタボローム解析:発芽の初期段階(5日)でのメタボローム解析をLC/MSでおこなった。その結果、「発芽温度」<「経過時間」<「品種」の順に代謝産物の動態が大きく異なることなどが明らかとなった。以下をの内容を「北海道における水稲種子越冬性の品種間差」の題名で、日本育種学会第122回講演会(2012年9月)において発表した。北海道の水稲栽培品種(大地の星、たちじょうぶ、他計7品種)を沖縄県石垣市において栽培した。各品種は2012年6月11日に採種し、休眠性評価はシャーレ内で30°C、湿潤条件下(無処理種子区)および、25°Cでの乾燥(約1週間)および50°Cでの休眠打破処理(約1週間)後、上記と同様の条件下で発芽試験を行った(休眠打破種子区)。北海道の栽培品種「大地の星」、北海道の在来系統「冬越し」を用いて圃場条件下(札幌市)での越冬性試験を行った。「大地の星」については、播種時期を2011年10月14日31日の3時期に播種を行った。播種は採土管内に種子と土壌を充填し埋設した。また、同日に上記に準じた休眠打破を行った種子(休眠打破種子区)と行わない種子(無処理種子区)を深度10cmに播種した。「冬越し」については、上記と同様に休眠打破種子区、無処理区を設定した。翌春2012年4月に種子を回収し、上記と同様の発芽試験を行った。{実験1:北海道の水稲栽培品種の休眠性評価}上記の条件下で休眠性を評価したところ、休眠打破種子区では8599%の種子は概ね1週間以内に発芽したが、「たちじょうぶ」のみは、1ヶ月後においても59±8%の発芽率であった。一方、無処理区の種子は約50日後においても4370%であり、「たちじょうぶ」のみは29±8%の発芽率であった。{実験2:北海道の水稲栽培品種・系統の越冬性評価}「大地の星」を用いた試験では、播種時期、播種深度、休眠打破の有無にかかわらず、越冬した種子の翌春回収時の死滅率は97100%であった。

一方「冬越し」の翌春回収時の死滅率は無処理区81±15%、休眠打破種子区で88±3%であった。北海道在来水稲系統「冬越し」と一般品種「ほしのゆめ」との交配後代RIL-F9を、水田圃場に冬期間埋設し、越冬率を評価した結果、1処理で越冬率80%以上であった。上記交配後代のうち、果皮色「赤」の系統は、他に比べての越冬率が有意に高かった。「冬越し」および「ほしのゆめ」について吸水前後のメタボローム解析を行った結果、吸水開始0から3日目における代謝物含有量の変化で特徴的だったのは4-アミノ酪酸であった。北海道向けイネ品種を札幌市および石垣市で栽培し、採取直後の休眠性を調査した結果、札幌産種子よりも石垣産種子で休眠性が高いことが再確認された。3年間を通じた研究から、寒地における水稲初冬直播を念頭においた種子の越冬性について以下の事が明らかとなった。1.実用性に耐えうる越冬性(越冬率80%以上)を持つ系統が選抜された、2.生理・形態的特徴と越冬率の関係から、越冬性に関わる遺伝子は玄米果皮色の赤色に関わる遺伝子(RcRd)の近傍に位置する可能性が示唆された。また、越冬性は脱粒性等の生理・形態的形質とは関連性が低いことを確認した、3.種子の吸水直後における代謝産物量の遷移から4-アミノ酪酸(GABA)が越冬性の差違に関わる指標となる可能性が示唆された、5.北海道の一般栽培水稲品種を暖地(石垣市)で生育させると寒地(札幌市)よりも休眠性が深まることから、栽培条件で種子の越冬性を操作できる可能性が示された、6.種子の埋土時期・深度等の越冬性に及ぼす影響は、系統・品種の差違の影響に比較すると極めて小さかった。7.越冬率の品種間差をインキュベーター内で再現する条件を見いだした。以上の結果から、選抜された系統を母本として、水稲初冬播種が可能な品種の育成が期待される。また、QTL解析等によって、越冬性に関わる遺伝子座の同定を今後試みる。植物生理学イネ品種「ほしのゆめ」と「冬越し」のF8種子(RIL約160系統)の越冬性評価を、登熟温度、休眠打破の有無、3反復を含めた試験(約2000サンプル)を現在進めている。申請者の知る限り、イネの越冬性評価を本試験規模で行った事例はない。「冬越し(白)」×「ほしのゆめ」RIL系統(2013年、F8世代、167系統)の脱粒性遺伝氏qSH1(Konishi et al. (2008) Plant Cell Physiol. 49, 1283-1293)の遺伝子型と脱粒性の関係を明らかにした。「冬越し」「ほしのゆめ」の発芽時代謝産物のメタボローム解析の結果、低分子化合物ではGABA(γ-aminobutyric acid)が、他の低分子代謝産物とは異なる増減をパターンを示すことを明らかにした。これまで北海道のような寒地で水稲を前年初冬に播種した場合の越冬性についてはほとんど知見がなかったが、本試験により在来系統「冬越し」に若干の越冬性があること、またその能力は休眠性に関係していることが明らかになった。20122013年にかけて現在再現性を確認している。また、北海道の主要品種には休眠性が無いとされてきたが、石垣島という異なる栽培条件では、登熟直後は明確な休眠性が認められた。これにより栽培時の温度等の条件が、休眠性に関係するというこれまでの知見が再確認できた。現在、越冬時の環境に類似するアッセイ方法を検討中であり、土壌水分が越冬性に強く影響する可能性が明らかになりつつある。休眠性については、ー20度以下の保存で採取直後の休眠性を長期保存できることが確認され、実験材料の調達も容易となった。また、イネの休眠性に関わるこれまで生理的、代謝産物的、遺伝的知見を文献整理し、材料とアッセイ方法が確立すれば、それらの解析を進める予定である。越冬性評価は継続して進める。メタボローム解析はより広範囲の成分をCE/MSを用いて解析予定(ホルモン様物質(ABA等)が解析可能に)。
トスカーナ大公妃マリア・マッダレーナ・ダウストリアの居室装飾の分析

本年度は、ポッジョ・インペリアーレ離宮の装飾の着想源として先行研究において提案されているトスカーナ大公妃マリア・マッダレーナ・ダウストリアへの献呈書三点、即ち、ニッコロ・ロリーニ著『聖人暦の主要な聖女の賛辞』(1617)、フランチェスコ・グァルテロッティ著『大公女マリア・マッダレーナ・ダウストリアの賛辞』(1623)、クリストーフォロ・ブロンズィーニ・ダンコーナ著『女性の尊厳と高貴さに関する書』(1625)を精読し、叙述内容と離宮装飾における図像表現の間に見られる具体的関連性を検討した。また、ポッジョ・インペリアーレ離宮の装飾事業に先行する大公妃による委嘱事業であるピッティ宮殿内礼拝堂、通称「聖遺物礼拝堂」の装飾を中心に、大公妃の宗教的実践について調査研究を実施した。2014年10月2日から10月15日にかけてフィレンツェにおいて現地調査を実施し、ピッティ宮殿銀器博物館にて開催されていた「聖なる光彩ー聖遺物礼拝堂の宝物展」において、歴代トスカーナ大公妃が蒐集した聖遺物コレクション等を観覧したほか、大公妃マリア・マッダレーナが各地の宗教的権威や有力者を通じて行なった聖遺物蒐集、礼拝堂の装飾委嘱、礼拝堂における宗教儀式および聖地巡礼について調査した。この調査により大公妃の宗教的実践は、単に個人的な私的信条に基づいていたのみならず、むしろ、トスカーナ大公妃として、またオーストリア・ハプスブルク家出身者として、対抗宗教改革の動きに対応しながら冷徹な判断の元に行われたものであり、聖遺物礼拝堂はその中で中核的役割を果たしていたことを理解した。この研究成果は、論文「トスカーナ大公妃の聖遺物礼拝堂における蒐集/芸術委嘱/開帳」として、所属部局の研究プロジェクト報告書『歴史=表象の現在IIー記憶/集積/公開/』に報告した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は6月下旬から9月中旬および1月中旬から4月初にかけてイタリア、主にフィレンツェにおいて実地踏査を行ない、フィレンツェ国立古文書館ではポッジョ・インペリアーレ離宮の装飾が実施された時期に該当する大公妃の書簡、大公妃宛て書簡、宮廷日誌、宮廷の収支簿等の調査を実施した。この調査によりポッジョ・インペリアーレ離宮の使用状況について把握することは出来たが、装飾計画の立案や画家への支払い記録については更なる調査を要する。さらにフィレンツェ在ドイツ美術史研究所、ローマ在ヘルツィアーナ図書館において、1600年の聖年に合わせてローマ各処で実施された教会装飾を中心にトレント公会議後の殉教聖人の表象に関する見識を深めると共に、ポッジョ・インペリアーレ離宮の装飾に直接間接的に関係する画家のローマでの活動を理解するため、フィレンツェ人の郷土教会であるローマのサン・ジョヴァンニ・デイ・フィオレンティーニ聖堂の装飾について考察を行ない、この研究成果を所属部局のプロジェクト報告書に提出した。また、トスカーナ大公子コジモ二世との結婚に際して1608年に開催されたマリア・マッダレーナ・ダウストリアのフィレンツェ入市式の様子を主に同年刊行された記念刊行書および同時代の視覚的史料から再構成して考察し、この成果を早稲田大学イタリア研究所の紀要に論文として提出した。以上の研究に加え、女性支配者の表象としてマリア・マッダレーナの表象と比較検討するため、2009年度千葉大学大学院人文社会学研究科に提出した修士論文において扱ったフィレンツェ公妃エレオノーラ・ディ・トレド(1522-1562年)の表象を改めて考察した。考察にあたってはフィレンツェ、ヴェッキオ宮殿の五百人広間に設置するために計画されたアンマンナーティ作《ユノーの噴水》を再検討し、同時代に用いられていたエレオノーラ・ディ・トレドの表象と関連付けて図像解釈を行ない、研究成果を千葉大学大学院人文社会科学の研究紀要に報告した。この研究成果は、論文「トスカーナ大公妃の聖遺物礼拝堂における蒐集/芸術委嘱/開帳」として、所属部局の研究プロジェクト報告書

『歴史=表象の現在IIー記憶/集積/公開/』に報告した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度中に二度の実地踏査を行なうことにより、古文書史料および二次資料の精読、収集に時間を掛けることができた結果、予定していた結婚入市式に関する論文と、サン・ジョヴァンニ・デイ・フィオレンティーニ聖堂に関する論文を執筆することが出来た。加えて、比較対象としてフィレンツェ公妃の表象に関する論考を執筆できた点で、当初の計画以上に進展することができたと言える。しかしながら、本研究の核心部分となるであろう古文書史料の調査はまだ十分な成果を得られていないことから、今後も継続した調査が必要である。本年度の調査では、古文書史料に関しては未だ十分な成果を得ることができなかったことから、フィレンツェ国立古文書館での調査だけではなく、今後は、ポッジョ・インペリアーレ離宮の装飾と同時代に装飾が施されたマリア・マッダレーナ・ダウストリアの次男ジャンカルロの別荘(現ヴィッラ・コルシーニ・ア・メッツォモンテ)の装飾に関する支払い記録を保管するフィレンツェ在ニッコリーニ家古文書館(Archivio Niccolini)においても調査を行なう予定である。また、ポッジョ・インペリアーレ離宮の装飾に見られる各図像を考察する上で、17世紀フィレンツェの宗教的事情およびマリア・マッダレーナ・ダウストリアの個人的な信仰・宗教的実践(聖遺物収集等)を理解することが不可欠である事から、フィレンツェ在ドイツ美術史研究所およびフィレンツェ国立図書館での美術史・歴史文献の収集、精読を要する。
蓄熱体を用いた呼吸型ハイブリッド熱回収換気システムに関する研究

蓄熱体に給気と排気を交互に通し熱を回収する呼吸型の熱回収技術をパッシブ換気に組み合わせ、僅かなファン動力で換気負荷を削減するハイブリッド熱回収換気システムを構築した。珪藻土タイルやバーミキュライト繊維板を、空気層を挟んで重ね合わせることで通気型の蓄熱体を形成し、断熱ボックス内に設置して蓄熱ボックスとした。2室型の高温恒湿室を用いた実験とモデルシミュレーションから、必要蓄熱量を検討し、内外空気温度による給排気制御のアルゴリズムを構築した。試作装置を実住宅に設置し性能検証を行った結果、熱回収効率60%を実現することができた。今後、改良を進め汎用システムを目指す。蓄熱体を用いた呼吸型ハイブリッド熱回収換気システムの蓄熱体を試作し、熱湿気回収効果に関する実験を行うとともに、熱回収効果のシミュレーション手法を開発し、実験結果の再現を行った。蓄熱体は、長さ303mm、幅151mm、厚み平均6.75mmのセラミックタイル3枚を、プラスチック製の高さ15mmの波板を挟み、10段積層したものである。制御方法は1)定常で切り替え:約5時間毎に給気排気を切替え、2)温度制御:排気時に蓄熱体の外気側吹出し温度17°Cで給気に切替え、給気時に蓄熱体の室内側吹出し温度5°Cで排気に切替え、の2種類について行った。実験時の条件における温度シミュレーションを行い、シミュレーションによる再現性を確認した。風向変更時にシステムの応答遅れにより多少違いがみられるが、熱回収効果の検討に必要な基本特性は定量的に再現できることが明らかになった。蓄熱体の蓄熱材量、制御方法についてシミュレーションによる検討を行った。その結果、蓄熱材量は現状試作蓄熱体の3倍程度、蓄熱体の室内側・外気側吹出し温度が室内と外気の中間温度となるときに給気・排気を切り替える制御とすると、熱回収効率70%程度、切替え時間1617分となる結果を得た。今後、目標性能の検討を行うとともに蓄熱体の必要性能をシミュレーションにより検討し、これを元に目標性能に応じた新たな蓄熱体を試作する。試作装置の性能検証を行うとともに、実住宅へ設置し、フィールド実験を行う予定である。年度計画の項目と内容は全て完了した。シミュレーションにより蓄熱量と熱回収性能の関係を明らかにした。熱回収効率60%以上を目標として、その実現に必要な蓄熱体量を確保するため、新たな蓄熱体を検討した。ボックスサイズと通気の確保の観点から、一次試作の2倍に当たる、厚さ6mmで、300mm角の珪藻土タイルを30枚用いた蓄熱体を作成し、実験室実験を行った。この結果、目標性能を実現するために必要な蓄熱量はほぼ満たすことができたが、通気抵抗が予想よりも増大することが明らかになった。このため、蓄熱体の素材検討を含めて、更なる改良に取り組むこととした。シミュレーションにより、自然・機械換気の切り替えを内外温度の中間温度で行うことで、熱回収効率を最大化できることを明らかにした。この結果を元に、制御アルゴリズムの構築並びに制御システムの設計を行い、制御装置を試作した。試作装置を実住宅に取り付け、ハイブリッド換気の運用実験、制御性能の評価実験行った。この結果、想定した運用を実現できることが明らかになった。今後、蓄熱素材の選定や装置の実住宅への設置方法、一般住宅での運用、適用住宅及び地域の範囲などの課題を検討し、最終装置の開発に向けて、蓄熱体、機械換気装置、制御装置の改善・調整を行うと共に、実住宅に装着して運用実験を行う予定である。年度計画の項目と内容はすべて完了した。しかし、更なる性能向上に向けて、改善すべき課題が生じたため、次年度、新たな蓄熱材の検討を行うととした。一般住宅への実用化に向けて、装置の改善と試作検討を行った。数値シミュレーションを元に、蓄熱体の変更の他、制御装置の制御アルゴリズムの改善を行た。また、実験室実験による改善した装置の性能の検証を行った上で、実住宅への実装と適用評価を行った。蓄熱体として利用検討してきた珪藻土タイルは、加工性や通気性確保に課題が明らかになったため、その代替として、複数の無機系の建築用ボード材料の蓄熱性をシミュレーションにより検討した。この結果、バーミキュライト整形板を採用することとした。実験とシミュレーションから、珪藻土タイルに比べて蓄熱容量は劣るものの、蓄熱ボックスにフィットするサイズに切断加工が可能で、蓄熱ボックスのサイズ内で通気性と蓄熱性を両立できる蓄熱体を形成できた。給気ファンの制御温度の設定をこれまでの研究結果から給排気の中間温度とし、排気煙突による温度応答遅れを考慮して、待機時間を設定する制御アルゴリズムを開発した。検討結果を元に、制御盤の実用化試作を行った。パッシブ換気システムを採用した高性能住宅に実用化プロトタイプのハイブリッド型熱回収換気装置ならびに制御装置を設置し、実用評価を行った。この結果、切り替えサイクルは7-8分程度と珪藻土タイルに比べて2/3程度に短くなったが、初期目標の60%を超える熱回収効果が得られる結果となった。今後、普及型の装置開発に向けて、装置自体の改善に加えて、設置位置や給排気位置などの換気計画の改善を重ねてゆく予定である。

珪藻土タイルやバーミキュライト繊維板を、空気層を挟んで重ね合わせることで通気型の蓄熱体を形成し、断熱ボックス内に設置して蓄熱ボックスとした。2室型の高温恒湿室を用いた実験とモデルシミュレーションから、必要蓄熱量を検討し、内外空気温度による給排気制御のアルゴリズムを構築した。試作装置を実住宅に設置し性能検証を行った結果、熱回収効率60%を実現することができた。今後、改良を進め汎用システムを目指す。2年度目の計画に準じて研究を進める。共同研究者が転勤するため、共同研究者を交代して継続する予定である。3年度目の計画に準じて研究をすすめる。最終装置の開発に向けて、蓄熱体の検討を行う。国際会議に論文投稿し、発表の予定である。建築環境工学蓄熱ボックス試作において、珪藻土タイルの提供を受けたため、資材費の支出が減った。打合せ出張にかかる旅費支出が少なかった。蓄熱ボックスの試作において、珪藻土タイルの提供を受けたため、資材費の支出が減った。新たな試作にに際して必要な蓄熱タイル他の資材は予定通り購入する。加えて、当初パッシブシステム研究会から提供される予定だった、実住宅への試験設置に必要な換気部材ならびに制御装置作成用の部材を購入する。新た試作に際して、複数の蓄熱材を対象として比較実験を行うため、新たな資材購入の予定である。海外論文発表の予定である。
中国のWTO加盟が郷鎮企業政策およびその国際競争力に与える効果の研究

一、WTO加盟後、FDIが郷鎮企業にもたらした政策変化とその成長への影響1.WTO加盟は郷鎮企業にもたらしたFDIの政策変化が以下の通り:(1)対外資のサビスの強化、融資、税金、土地、インフラの整備などに優遇の政策を打ち出す(2)優遇の政策が農産物加工産業、新しい、ハイテク産業と環境産業に集中する(3)外資進出できる西部の自然資源に関する産業と市場をさらに拡大することになっている(4)FDIを利用して、西部の国境間の貿易を促進する(5)郷鎮企業を守るために、金融緩和と財政面で郷鎮企業に政府の支援を行っている。(6)農村の雇用、経済の成長を促進するため、外資を誘致することに地域間の競争が一層に激化になっている2、FDIが郷鎮企業の成長への影響(1)WTO加盟により、外資が進出できる産業は大幅に拡大し、とくに、金融、保険、会計法律など専門サビスを開放され、そして、外国企業の競争力を強めていることは競争激化をもたらす。外国独資企業wholly foreign-owned enterprise(WFOE)と多国企業が、郷鎮企業に大きい衝撃を与える。(2)De Mello(1997)、Balassa(1978)とRamirez(2000)の理論的枠組みを組み込みんだ実証研究では、FDIは、郷鎮企業の成長を促進するが、その効果は、とくに、東部と中部において顕著に見られた。(3)外資と合弁している郷鎮企業に一人当たりの利潤は一般な郷鎮企業を大幅に超えるから、FDIが郷鎮企業の利益を増やし、郷鎮企業の経営も改善する。(4)外資と合弁している郷鎮企業の労働生産性は一般な郷鎮企業を大幅に超えるから、郷鎮企業の競争力を強めている。(5)外資と合弁している郷鎮企業の付加値率(付加値/営業収入)は国有企業より、低くで、外資から郷鎮企業への技術移転が少なくなっている。
畑作物による降雨の自己集水機能の解明

平成1819年度にかけて,降雨あるいは散水灌概によって作物に供給された水滴の挙動を解明するシミュレーションモデルを構築した.今年度は,モデルの精度向上を図るため,様々な形態の作物を栽培し,モデルのパラメーターである葉面の形状,葉面積指数,葉面のクチクラワックスおよび葉脈の構造などの各種インプットデータを収集した.また,前年度,作物体によって自己集水された水分が土壌面に到達した後,どのように消費されるのか解明するため,土壌中の水分動態モデルを構築し,これと水滴挙動のシミュレーションモデルを組み合わせた.実際には,土壌中の水分と熱の移動は同時に生じるため,土壌中の水分および熱輸送同時解析モデルを構築し,これと水滴挙動モデルを結合して水滴挙動-消費モデルの開発を行った.このモデルの妥当性を確認するため,水滴挙動を解明する栽培実験とともに,土壌中の水分状態,温度および土壌面のエネルギー収支も測定し,モデルの妥当性を確認した.また,実際の作物が栽培されている現場において,これらのモデルが適用できるかどうか検証するため,施設畑および露地畑において,作物による自己集水機能の測定し,作物による消費水量を評価した.実験の結果,モデルの妥当性を確認することができた.本研究によって,従来は損失成分と見なされていた作物体に遮断された水量のうち,作物体が自ら集水し,生育および生命維持に利用する成分を定量的に評価することが可能となった.これは,効率的な灌概計画に大きく資する成果である.今年度は,作物による降雨の自己集水機能が作物の形状(生育型・葉の傾斜・葉面積密度・生育ステージなど)によってどのように変化するか明らかにするため,綿密な実験を行った.まず,降雨分布を一様として実験を行うため,簡易的な散水装置を作成した.これを九州大学内の実験用ビニルハウス内に設置し,その下にワグネルポットに植栽した様々な形状の作物を置いて水滴を滴下させた.ポット周辺に集水カップを複数設置して,作物体に当った水滴の飛散状況を定量的に把握した.この結果,作物の種類や構造によって,水滴の飛散特性は異なることが示された.また,ミクロで非常に高速である水滴の挙動を捉えるため,高速度デジタルビデオカメラを用いて水滴および葉面の撮影を行つた.撮影した動画を用いて植物体に付着した水滴がどのように動き,飛散するのか明らかにした.この観測結果から作物体に到達する水分を集水量,葉面貯留量および土壌面到達量と定義した成分に分離した.これらの成分を分離定量化するため,ワグネルポット表面をマルチングして散水実験を行い,集水量,葉面貯留量および土壌面到達量を定量化した.この結果,作物の種類や立体構造によってこれらの成分の割合は大きく異なることが明らかになった.特に,葉面貯留量についてはその経時変化を測定した.その結果,葉面貯留現象は葉面の構造や湿潤状態などによって刻々変化することが明らかになった.また,作物の種類によっても葉面貯留現象は異なることが明らかになった.今年度は、作物体に供給された降雨や散水灌漑成分が、作物によってどのように集水され、土壌中に到達して消費されるのか定量的に評価することを目的として研究を行った。まず、葉に付着した水滴のうち、葉面に水滴状で貯留される成分を推定するため、葉面積指数、葉面のクチクラワックスおよび葉脈の構造など主に葉面の状態を表すパラメーターを用いて定式化した。また、前年度の実験結果より、葉面に流下した水滴が次第に拡大し、貯えられる現象が得られた。この結果を踏まえて、葉面における水滴の接触角や拡大速度などをパラメーターとした水滴貯留モデルを構築した。これらのパラメーターを得るため、圃場において栽培実験を行い、様々な作物体の生育ステージごとに、葉面の形状、状態および群落密度などを精査した。また、前年度の研究の結果より、葉面に水滴が当ることによって葉が振動し、水滴が流下する現象が明らかとなった。このような葉の振動をバネの挙動に近似し、水滴貯留モデルと組み合わせて葉面における水滴の挙動モデルを構築した。これを用いて、自己集水量、葉面貯留量および土壌面流下量を分離定量化するシミュレーションモデルを構築した。これらのモデルの妥当性を確認するため、デジタル高速度ビデオカメラを用いて水滴の挙動を可視化した。さらには、作物によって集水された成分が、現場においてどのように土壌に到達して作物体に消費されるのか解明するため、土壌中の水分動態モデルを構築し、水滴挙動モデルと組み合わせた。水分動態モデルのパラメーターを得るため、現場から土壌をサンプリングし、土壌の保水性および透水性を求めた。平成1819年度にかけて,降雨あるいは散水灌概によって作物に供給された水滴の挙動を解明するシミュレーションモデルを構築した.今年度は,モデルの精度向上を図るため,様々な形態の作物を栽培し,モデルのパラメーターである葉面の形状,葉面積指数,葉面のクチクラワックスおよび葉脈の構造などの各種インプットデータを収集した.また,前年度,作物体によって自己集水された水分が土壌面に到達した後,どのように消費されるのか解明するため,土壌中の水分動態モデルを構築し,これと水滴挙動のシミュレーションモデルを組み合わせた.実際には,土壌中の水分と熱の移動は同時に生じるため,土壌中の水分および熱輸送同時解析モデルを構築し,これと水滴挙動モデルを結合して水滴挙動-消費モデルの開発を行った.

このモデルの妥当性を確認するため,水滴挙動を解明する栽培実験とともに,土壌中の水分状態,温度および土壌面のエネルギー収支も測定し,モデルの妥当性を確認した.また,実際の作物が栽培されている現場において,これらのモデルが適用できるかどうか検証するため,施設畑および露地畑において,作物による自己集水機能の測定し,作物による消費水量を評価した.実験の結果,モデルの妥当性を確認することができた.本研究によって,従来は損失成分と見なされていた作物体に遮断された水量のうち,作物体が自ら集水し,生育および生命維持に利用する成分を定量的に評価することが可能となった.これは,効率的な灌概計画に大きく資する成果である.
グリシン作動性シナプス増強を誘導する分子機構の解明

シナプス活動に応じたシナプス伝達効率の増加・減少はシナプス可塑性と呼ばれ、学習や記憶の分子基盤であると考えられている。脳幹や脊髄における主要な抑制性シナプスであるグリシン作動性シナプスは海馬など大脳の一部においても神経ネットワークの興奮性を調節するなど重要な役割を担っているが、そのシナプス可塑性の仕組みについての理解は、大脳における主要な抑制性シナプスであるGABA作動性シナプスに比べて進んでいない。グリシン作動性シナプスの可塑性は、魚類の音驚愕反射を誘導する神経細胞であるマウスナー細胞において初めて報告された。マウスナー細胞へのグリシン作動性シナプス伝達は音刺激依存的に発生し、音刺激を繰返し受けると、その伝達が強まることで音驚愕反射が起きにくくなる、すなわちマウスナー細胞の興奮性が低下することが報告されている。しかし、この現象の背景にある分子機構は明らかにされていなかった。研究代表者は、ゼブラフィッシュ稚魚のマウスナー細胞でYFP標識したグリシン受容体αサブユニットを発現させることでシナプスでのグリシン受容体密度の変化を蛍光高度の変化として可視化できる実験系を確立し、このin vivoでの実験系と、培養細胞で実験的に発現させたタンパク質を用いた結合実験(免疫共沈降)と質量分析というin vitro実験系を組合わせて研究を行い、以下の4点を明らかにした。1)音刺激を繰り返し受けることでマウスナー細胞においてCaMKIIが活性化されること。2)このCaMKII活性化に依存して抑制性シナプスの足場タンパク質であるゲフィリンがリン酸化されること。3)このリン酸化がゲフィリンとグリシン受容体の結合を強めること。4)この結合の強化がシナプスでのグリシン受容体密度を高めること。以上の成果により、グリシン作動性シナプス伝達可塑性を制御する分子機構の一部が明らかになった。2018年度には以下の2つの研究テーマを行った。1.音驚愕反射抑制状態からの復帰に関与するゲフィリン脱リン酸化酵素の同定ゼブラフィッシュ稚魚を用いた実験により、繰返し音刺激による音驚愕反射の減少は刺激終了10分後には回復することが最近報告された。この報告は、リン酸化ゲフィリンを脱リン酸化することで、音驚愕反射が抑制された状態から通常の状態へ復帰させるホスファターゼの存在を示唆している。研究代表者によって示された音驚愕反射抑制と関連するゲフィリンのリン酸化はセリン残基において起こるため、セリン/スレオニン脱リン酸化酵素の阻害剤をゼブラフィッシュに投与して実験を行い、この可能性を検証した。オカダ酸によってPP1とPP2Aを阻害した時と、TautomycetinによってPP1を阻害した時に、繰り返し音刺激を与えなくてもマウスナー細胞上のシナプスでのグリシン受容体密度が高まり、音驚愕反射が起きにくくなった。この現象はPP2Bをcyclosporin Aによって阻害した時には起きなかった。しかし、当初予想していた音驚愕反射抑制状態からの回復が遅くなることはPP1、PP2A、PP2Bを阻害しても観察されなかった。2.グリシン作動性シナプス伝達可塑性に必要なシナプス伝達の同定音刺激を受けると、マウスナー細胞にはグルタミン酸作動性シナプス伝達とグリシン作動性シナプス伝達が同時に入力される。これらのうち、どの入力がグリシン作動性シナプス伝達の可塑性の誘導に必要であるかを調べるために、人工リガンドの結合によって神経細胞の興奮をコントロールできる薬理遺伝学的手法を用いた実験を計画している。人工リガンドの結合によって神経細胞を興奮させるGq-DREADDと神経細胞の興奮を抑えるGi-DREADDをUASプロモーターの制御下で発現させるトランスジェニックゼブラフィッシュ系統を作出した。PP1を特異的に阻害することで、繰り返し音刺激を与えなくてもグリシン受容体のシナプスへの集積が促進されたことと音驚愕反射が抑制されたことは、PP1活性が繰り返し音刺激を受けていない状態でのグリシン作動性伝達の強度を規定している可能性を示唆している。PP1活性による調節がゲフィリンとグリシン受容体の結合強度の調節を介して行われているのかを検証するために、tautomycetinによるPP1阻害がゲフィリンとグリシン受容体の結合強度を強めるかを免疫共沈降法によって調べる。もし予想通りの結果が得られれば、PP1のdominant negative変異体を発現させることでtautomycetin投与と同じ結果が得られるか、または。PP1のconstitutive active変異体を発現させることでCaMKIIconstitutive active変異体存在下でもゲフィリンとグリシン受容体の結合が弱まるかを検討する。加えて、PP2AとPP2Bにおいても同様の実験を行い、これらの活性化と不活性化がゲフィリンとグリシン受容体の結合強度に影響を与えるかを検証する。2018年度に樹立されたGq-DREADD発現系統とGi-DREADD発現系統をグリシン作動性神経細胞やグルタミン酸作動性神経細胞またはマウスナー細胞でGal4を発現するトランスジェニック系統と交配することで、これらの神経細胞の興奮を操作し、これらによるグリシン受容体密度への影響を検討する。脳幹や脊髄における主要な抑制性シナプスであるグリシン

作動性シナプスは海馬など大脳の一部においても神経ネットワークの興奮性を調節するなど重要な役割を担っているが、そのシナプス可塑性の仕組みについての理解は、大脳における主要な抑制性シナプスであるGABA作動性シナプスに比べて進んでいない。グリシン作動性シナプスの可塑性は、魚類の音驚愕反射を誘導する神経細胞であるマウスナー細胞において初めて報告された。マウスナー細胞へのグリシン作動性シナプス伝達は音刺激依存的に発生し、音刺激を繰返し受けると、その伝達が強まることで音驚愕反射が起きにくくなる、すなわちマウスナー細胞の興奮性が低下することが報告されている。しかし、この現象の背景にある分子機構は明らかにされていなかった。研究代表者は、ゼブラフィッシュ稚魚のマウスナー細胞でYFP標識したグリシン受容体αサブユニットを発現させることでシナプスでのグリシン受容体密度の変化を蛍光高度の変化として可視化できる実験系を確立し、このin vivoでの実験系と、培養細胞で実験的に発現させたタンパク質を用いた結合実験(免疫共沈降)と質量分析というin vitro実験系を組合わせて研究を行い、以下の4点を明らかにした。1)音刺激を繰り返し受けることでマウスナー細胞においてCaMKIIが活性化されること。2)このCaMKII活性化に依存して抑制性シナプスの足場タンパク質であるゲフィリンがリン酸化されること。3)このリン酸化がゲフィリンとグリシン受容体の結合を強めること。4)この結合の強化がシナプスでのグリシン受容体密度を高めること。以上の成果により、グリシン作動性シナプス伝達可塑性を制御する分子機構の一部が明らかになった。2018年度には以下の2つの研究テーマを行った。1.音驚愕反射抑制状態からの復帰に関与するゲフィリン脱リン酸化酵素の同定ゼブラフィッシュ稚魚を用いた実験により、繰返し音刺激による音驚愕反射の減少は刺激終了10分後には回復することが最近報告された。この報告は、リン酸化ゲフィリンを脱リン酸化することで、音驚愕反射が抑制された状態から通常の状態へ復帰させるホスファターゼの存在を示唆している。研究代表者によって示された音驚愕反射抑制と関連するゲフィリンのリン酸化はセリン残基において起こるため、セリン/スレオニン脱リン酸化酵素の阻害剤をゼブラフィッシュに投与して実験を行い、この可能性を検証した。オカダ酸によってPP1とPP2Aを阻害した時と、TautomycetinによってPP1を阻害した時に、繰り返し音刺激を与えなくてもマウスナー細胞上のシナプスでのグリシン受容体密度が高まり、音驚愕反射が起きにくくなった。この現象はPP2Bをcyclosporin Aによって阻害した時には起きなかった。しかし、当初予想していた音驚愕反射抑制状態からの回復が遅くなることはPP1、PP2A、PP2Bを阻害しても観察されなかった。2.グリシン作動性シナプス伝達可塑性に必要なシナプス伝達の同定音刺激を受けると、マウスナー細胞にはグルタミン酸作動性シナプス伝達とグリシン作動性シナプス伝達が同時に入力される。これらのうち、どの入力がグリシン作動性シナプス伝達の可塑性の誘導に必要であるかを調べるために、人工リガンドの結合によって神経細胞の興奮をコントロールできる薬理遺伝学的手法を用いた実験を計画している。