hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい機能的クローニング法によるグルカゴン受容体の解析

1.ベータガラクトシダーゼをレポーターとするキメラ遺伝子をACTH遺伝子の5'上流域とつないで作製し、これをACTH産生マウスAtT-20細胞に導入すると細胞特異的に発現した。これを利用して、ヒトACTH遺伝子上流域に存在する組織特異的エンハンサーを検出することに成功した。2.ヒトvasoactive intestinal peptide(VIP)遺伝子の5'上流域を大腸菌のベータガラクトシダーゼ遺伝子につないだキメラ遺伝子をラット褐色細胞腫細胞PC12に導入した細胞(PCVG細胞)を用いて外来性受容体の検出が可能か否かを検討した。すでに単離されたヒト黄体形成ホルモン受容体(LHR)のcDNAを発現ベクターに組み込み、このプラスミド(pCDMV2AHLHR)をPC12-VG細胞にトランスフェクションした。この細胞をヒト絨毛性ゴナドトロピンで刺激すると、ベータガラクトシダーゼ活性の発現をX-gal染色により検出することができた。絨毛性ゴナドトロピン非刺激時にはベータガラクトシダーゼ陽性細胞は認められなかった。このように、PC12-VG細胞を用いた検出系で外来性のLHRcDNAを検出できることが明らかになった。その検出感度は100ng cDNA/10cm plateであった。PC12細胞における内因性のVIP遺伝子発現を解析した。その結果、PC12細胞でforskolinおよびTRAの刺激によりVIPmRNAが出現することが明らかになった。さらに、forskolinとTRAで刺激すると培養液中に放出されることを明らかにした。またVIPでPC12細胞を刺激するとVIPmRNAが出現することを明らかにした。ヒトvasoactive intestinal peptide(VIP)遺伝子の5^1上流域を大腸菌のベータガラクトシダーゼ遺伝子につないだキメラ遺伝子をラット褐色細胞腫細胞PC12に導入した細胞(PCVG細胞)を作成し、この細胞をcAMPで刺激した時の細胞内ベータガラクトシダーゼ活性の発現について基礎検討した。dibutyryl cAMPおよびforskolinのいづれの刺激によっても約6時間の刺激後にベータガラクトシダーゼ活性は頂値に達し、以後漸減した。PC12細胞はそれ自身がVIP受容体を有しており、VIP刺激によっても同様に約6時間後にベータガラクトシダーゼ活性が頂値に達した。これらの細胞内cAMPを上昇させる刺激は互いに相加的に作用したが、これらの刺激とtetradecanoylphorbol acetate(TPA)を同時に加えると相乗的にベータガラクトシダーゼ活性を上昇させた。TPA刺激のみではベータガラクトシダーゼ活性は検出感度以下であったため、TPA刺激下で特異的リガンドを作用させることにより、そのリガンドの受容体を検出する感度を上げることができると考えられる。また、このキメラ遺伝子はPC12細胞およびC6細胞において細胞特異的に発現する事が明らかになった。ベータガラクトシダーゼをレポーター遺伝子とするキメラ遺伝子をヒトproopiomelanocortin(POMC)遺伝子で作成し、マウスAtT-20細胞に導入するとやはり細胞特異的に発現した。これを利用して、ヒトPOMC遺伝子の5^1上流域の組織特異的enhancerを検出することに成功した。1.ヒトvasoactive intestinal peptide(VIP遺伝子の5'上流域を大腸菌のベータガラクトシダーゼ遺伝子につないだキメラ遺伝子をラット褐色細胞腫細胞PC12に導入した細胞(PCVG細胞)を用いて外来性受容体の検出が可能か否かを検討した。

このように、PC12-VG細胞を用いた検出系で外来性のLHRcDNAを検出できることが明らかになった。その検出感度は100ngcDNA/10cm plateであった。2.PC12細胞における内因性のVIP遺伝子発現をnorthern blot法により解析した。その結果、PC12細胞でもforskolin刺激によりVIPmRNAが出現し、そのmRNA量はTPAの同時刺激によりさらに増加することが明らかになった。このmRNAはそのcDNAの分子クローニングおよび塩基配列決定により、確実にVIPmRNAであることを確認した。さらにforskolinとTPAで刺激すると培養液中にVIPが放出されることを明らかにした。またVIPによりPC12細胞を刺激するとVIPmRNAが出現し、このVIPによるVIPmRNAの誘導はTPAによる同時刺激によりさらに増強された。VIPによるVIPプロモータからの遺伝子発現をベータガラクトシダーゼのキメラ遺伝子発現でみると、その50%有効濃度は70nMであった。
非接着培養によるヒト線維芽細胞の毛包誘導

毛包再生において、上皮と間葉の相互作用は重要である。マウス胎生期の真皮細胞は毛包誘導能を有していることが以前の実験で分かっているが、この性質は培養を行うと消失する。また真皮より分離され、培養中に凝集塊を形成する細胞(Skin derived precursors)も毛包誘導能を有している。このことから我々は、細胞が凝集塊を形成することが毛包再生と関わっているのではないかと考え、マウス皮膚・マウス肺・ヒト皮膚を用いてin vitroおよびin vivoでの検討を行ってきた。免疫不全マウスへの細胞移植実験(in vivo)では、非接着培養により凝集塊を形成した細胞と表皮細胞との混合移植で、毛包の再生を認めた。毛包は胎生期に表皮と真皮の相互作用により形成される真皮凝集塊が、その後毛乳頭細胞となり誘導される。成獣の環境下での毛包再生においても同様に上皮と間葉の相互作用が重要であり、マウスを用いて毛乳頭細胞と表皮細胞を混合移植することで毛包誘導が可能であったとの報告は多い。一方我々はこれまでに、マウスの胎仔の真皮細胞や、skin derived precursorsという多分化能を有する細胞が毛包誘導能を持つことを発見し、これらを胎仔表皮細胞と共に免疫不全マウスの皮膚欠損層に混合移植することで、皮膚付属器を有した皮膚の再生に成功している。しかし毛乳頭細胞を通常の二次元培養で培養すると、毛包誘導効率が悪化するとの報告は多く、我々も胎仔由来の真皮細胞を一度でも接着培養すると毛包誘導能が消失することを経験した。そこで我々は細胞に強制的に凝集塊を形成させ、培養下で接着しない状態を維持することが、未分化な状態を維持し毛包誘導能に関与しているのではないかという仮説を立てた。この仮説を元に、マウス胎仔および新生仔の皮膚由来線維芽細胞を用いて毛包誘導が可能か検証した。まずマウス背部皮膚より採取した細胞を接着培養により数継代培養した後、非接着性の培養皿を用いて細胞凝集塊を作成した。細胞凝集塊の培養を3週間行ったのち、同系マウス胎仔の表皮細胞と共に免疫不全マウス背部皮膚欠損創へ混合移植を行ったところ、移植後4週で毛包の再生を認めた。本研究は本来毛包誘導能を持たない線維芽細胞が、培養条件を変えることのみによって毛包誘導能を獲得した点が重要である。このマウスでの実験の成果をもとに、平成22年度はヒト由来の培養真皮由来線維芽細胞と培養表皮角化細胞を用いて、ヒトにおいて毛包・皮膚付属器を含めた完全な皮膚を再生させるための至適培養条件を確立し、またその分子機構についての解析を行うことを目標とする。毛包は、胎生期に表皮と真皮の相互作用により形成される真皮凝集塊が、後に毛乳頭細胞となり誘導される。成獣の環境下での毛包再生においても同様に上皮間葉の相互作用が重要であり、マウスを用いて毛乳頭細胞と表皮細胞を混合移植することで毛包誘導が可能であるとの報告は多い。一方我々はこれまでに、マウス胎仔の真皮細胞やSkin derived precursorsという多分化能を有する細胞が毛包誘導能を持つことを発見し、これらを胎仔表皮細胞と共に免疫不全マウスの皮膚欠損創に移植することで、皮膚付属器を有した皮膚の再生に成功している。しかしこのマウス胎仔真皮細胞は、一度でも接着培養すると毛包誘導能が消失し、また毛乳頭細胞も継代を繰り返すことにより毛包誘導効率が悪化するとの報告がある。そこで我々は、細胞に強制的に凝集塊を形成させ、培養下で接着しない状態を維持することが毛包誘導に関与するのではないかという仮説を立て実験を行ってきた。実験はまずマウス新生仔の皮膚由来線維芽細胞を用いて行った。マウス背部皮膚より採取した線維芽細胞を接着培養により数継代培養した後、非接着性の培養皿にて無血清培地を用いて細胞凝集塊を作成した。凝集塊の培養を3週間行った後、同系マウス胎仔の表皮細胞と共に免疫不全マウス背部皮膚欠損創へ混合移植を行ったところ、移植後4週で毛包の再生を認めた。さらに本年度は、GFPマウス由来の皮膚線維芽細胞を用いた同実験系にて、再生した毛包組織がGFP陽性細胞で構成されていることを確認し、毛包再生のメカニズムの検討実験では、非接着培養で得られた細胞凝集塊が、ある種の未分化性を獲得することなどが確認された。本研究は、本来毛包誘導能を持たない線維芽細胞が、培養条件の工夫のみによって毛包誘導能を獲得した点が重要である。将来的にヒトでも応用できるよう、更なる検討を加える予定である。
結晶融解模型の示唆する離散的時空構造からの非摂動的弦理論の研究

本研究の目的である非摂動的弦理論の理解に極めて重要とされている理論はM理論である。10次元超弦理論において空間的1次元の弦が理論の基本的役割を担うように、11次元M理論にはM2ブレーンと呼ばれる空間的2次元の膜状の物体が存在し、M2ブレーンがM理論において基本的役割を担うと考えられている。現在までplanar M2ブレーンの低エネルギー力学を記述する理論はBLG理論及びABJM理論と呼ばれる超共形Chern-Simons物質理論によって与えられると考えられているが、本研究ではM2ブレーンの理解をさらに深めるためにコンパクトRiemann面に巻き付いたM2ブレーンを考えて、その低エネルギー力学量子力学理論が持つ超共形対称性を研究した。これまで8個以上の超荷電を持つ超共形量子力学理論の例はほとんど知られていなかったが、本研究で8個以上の超荷電を持つ興味深い系がM2ブレーンから現れることを明らかにした。M2ブレーンをトーラスに巻き付けた場合にはM2ブレーンの持つ超対称性を最大に保持でき、BLG理論とABJM理論から16個と8個の超荷電を持つゲージ化量子力学が得られた。さらにゲージ化量子力学をHamiltonian reductionして現れる量子力学系からOSp(16|2)及びSU(1,1|6)超共形対称性を持った超共形量子力学理論を見出した。一方M2ブレーンを曲がったRiemann面に巻き付ける場合にはRiemann面はCalabi-Yau多様体と呼ばれる空間の中に埋め込まれた正則曲線である場合に超対称性を保持でき、本研究では特にK3曲面にRiemann面が埋め込まれた場合に焦点を当て、トポロジカルツイスト手法を用いて1次元量子力学理論を解析し、結果として現れる量子力学がこれまでに見出されていない8個の超荷電を持った新種の超共形ゲージ化量子力学となることが分かった。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は研究実施計画に記載した「結晶融解模型の理解に対する新しい手法」として「3次元N=2超対称理論の超対称境界条件」を大阪大学の山口哲氏と共同研究した。超対称境界条件とは境界を持った超対称理論が境界上で超対称性を保つための条件を意味し、以下のような応用を持っている:1.弦理論やM理論に現れる弦や膜の端に付いた高次元物体の記述2.場の量子論における双対性の理解3.ドメーンウォール構成1は本研究課題「弦理論の理解」において鍵を握るとされている対象(ブレーン)と関連している点で本研究に極めて重要である。特に本研究の3次元理論の超対称境界条件は弦理論を統一的に理解するとされるM理論に現れる膜理論と関係している。2は本研究課題のキーワードに含まれている「非摂動的」性質の理解に役立つ点で重要である。3は最近理解が進んでいるd次元超対称理論と(6-d)次元多様体の関係を一般化するのに役立つので、本研究の新しい手法を与えるという点で重要である。こうした研究は2次元超対称理論に対して初めてなされ、その後4次元超対称N=4理論に対して行われており、多くの理解が得られているが、我々が今回着目した3次元超対称理論に対してはほとんど理解されていない。本研究で我々はこうした未解決問題に対して次の結果を初めて見出した。1.3次元N=2超対称理論の超対称境界条件はM理論に現れるような膜の端に付いた高次元物体を記述し、保存する超対称性の型に依存してその物体はLagrangian部分多様体あるいは正則部分多様体となる。2.3次元N=2超対称理論において知られている特殊なクラスの双対性が超対称境界条件のレベルでも成り立つ。本年度はCalifornia工科大学の大栗博司教授とともに「M2ブレーン理諭を記述する1次元量子力学」に関する研究に取り組んだ。この研究は研究課題の最終目標である「非摂動的弦理論の理解」を得る極めて有力なアプローチの1つである。現在、非摂動的弦理論の定式化を担う有力な理諭として「M理論」が提唱されている。「M2ブレーン」はM理論に存在する空間的に2次元の拡がりを持った膜(membrane)であり、M理論における基本的な物体であると考えられている。最近になってM2ブレーンのが低エネルギーにおける力学的振舞いがBLG理論・ABJM理論と呼ばれる(1+2)次元の超共形不変性を持ったChern-Simons-matter理論によって記述されることが提唱されたが、現在までこれらの理論の適用範囲は極めて簡単な幾何の場合に限定されており、依然として多くの課題が存在する。我々はより一般的な幾何として時間(1次元)とコンパクトRiemann面(2次元)の積の時空から構成されるM2ブレーンを研究した。このような状況のM2ブレーンはコンパクトRiemann面の幾何に依存して曲がった複雑な幾何となり得る顕著な例であり、その重要性が様々な背景で議論されているにもかかわらず低エネルギー有効理論を導出することに現在まで誰も成功していない。本年度の研究で我々が行った研究内容は次の通りである。まずM2ブレーンを一般的な幾何の上に配置するとM2ブレーンの持つ超対称性は全て失われて安定なBPS状態にはならなくなるため、我々はM2ブレーンが超対称性を保持するようにRiemann面がCalabi-Yau多様体と呼ばれる空間の中に埋め込まれている状況を検証した。

そしてそのような一般化された(曲がった)M2ブレーンの幾何の情報からトポロジカルtwistingと呼ばれる手法によってM2ブレーンの低エネルギー力学を記述する場の理論の場とLagrangianの導出を試みた。本年度の研究により,幾何に依存して異なる場によって記述される複数の理論が得られるということが分かり、顕著な場合に有効理論を導出することに成功した。次に得られた理論からM2ブレーン及びM理論の理解を得るために我々はRiemamm面の大きさが理論のエネルギースケールよりも小さい極限を取ることによって(1+2)次元の理論をRiemann面上でコンパクト化(次元還元)し、1次元量子力学系を導出することを試みた。M理論においてBFSS行列模型と呼ばれる1次元量子力学が重要な役割を担うことが知られているが、BFSS行列模型は基本的自由度としてD0ブレーンを取り扱うためM2ブレーンの力学を記述することが困難である問題が指摘されている。対照的に我々の導出した1次元量子力学系はM2ブレーンの力学を直接的に記述する点でBFSS行列模型では扱えなかったM理論の情報を引き出せることが期待される。従って来年度は得られた理論の解析から実際にM2ブレーンの力学を理解する研究を計画している。り、来年度は得られた理論の超共形不変性とその応用性の観点からも研究を実施するつもりである。本研究の目的である非摂動的弦理論の理解に極めて重要とされている理論はM理論である。10次元超弦理論において空間的1次元の弦が理論の基本的役割を担うように、11次元M理論にはM2ブレーンと呼ばれる空間的2次元の膜状の物体が存在し、M2ブレーンがM理論において基本的役割を担うと考えられている。現在までplanar M2ブレーンの低エネルギー力学を記述する理論はBLG理論及びABJM理論と呼ばれる超共形Chern-Simons物質理論によって与えられると考えられているが、本研究ではM2ブレーンの理解をさらに深めるためにコンパクトRiemann面に巻き付いたM2ブレーンを考えて、その低エネルギー力学量子力学理論が持つ超共形対称性を研究した。これまで8個以上の超荷電を持つ超共形量子力学理論の例はほとんど知られていなかったが、本研究で8個以上の超荷電を持つ興味深い系がM2ブレーンから現れることを明らかにした。M2ブレーンをトーラスに巻き付けた場合にはM2ブレーンの持つ超対称性を最大に保持でき、BLG理論とABJM理論から16個と8個の超荷電を持つゲージ化量子力学が得られた。さらにゲージ化量子力学をHamiltonian reductionして現れる量子力学系からOSp(16|2)及びSU(1,1|6)超共形対称性を持った超共形量子力学理論を見出した。一方M2ブレーンを曲がったRiemann面に巻き付ける場合にはRiemann面はCalabi-Yau多様体と呼ばれる空間の中に埋め込まれた正則曲線である場合に超対称性を保持でき、本研究では特にK3曲面にRiemann面が埋め込まれた場合に焦点を当て、トポロジカルツイスト手法を用いて1次元量子力学理論を解析し、結果として現れる量子力学がこれまでに見出されていない8個の超荷電を持った新種の超共形ゲージ化量子力学となることが分かった。
肺胞II型上皮細胞での肺サーファクタントの合成・輸送・分泌に関わるシグナル伝達機構

肺胞II型上皮細胞で産生される肺サーファクタントは肺の恒常性維持に不可欠な物質であり、複数の脂質・アポタンパク質から構成される。本研究により、肺サーファクタントのリン脂質主成分であるフォスファチジルコリンは小胞体で合成後、ゴルジ装置を介さない経路で層状封入体へ輸送され貯蔵される。一方、アポタンパク質成分であるサーファクタントプロテイン-Aは小胞体で合成後、ゴルジ装置へ輸送され糖修飾を受け、層状封入体へは輸送されずにそのまま連続的に細胞外へ分泌され、エンドサイトーシスにより細胞内へ再び取り込まれ、層状封入体へ輸送されることが判明した。また肺胞II型上皮細胞内にはゲル濾過カラム上分子量約110kDにピークを有する、サーファクタントのエキソサイトーシスを誘発するタンパク質が存在することを発見し、その性質分析を行った。さらにコレラトキシンによる肺胞II型上皮細胞のアデニレートサクレース連関3量体Gタンパク質の活性化は予想に反してサーファクタントの分泌を強力に抑制することが明らかになった。これらの結果はこれまで信じられてきたサーファクタントの輸送経路が誤ったものであることを示し、肺サーファクタントの分子生物学に新知見をもたらした。さらに肺胞内水分クリアランスにおよばす肺虚脱の影響、薬剤の効果を明らかにした。これらの知見は今後急性呼吸不全の病態解明、治療法の開発に役立つと思われる。これらの研究成果は医学雑誌、学会・研究会での口頭発表、医学誌への著作などを通じて随時公表した。とくに欧米の医学雑誌に掲載されたもののImpact Factor(1999 Jounal Citation Reports,ISI社)は合計11.295であった。ラットから肺胞II型上皮細胞を単離し、DME培地に20時間培養した後、非付着細胞を洗い流し、DME培地に[^3H]コリンとゴルジ装置を消失させる作用をもつブレフェルジンAを加え細胞を4時間ラベルした。培養液に分泌された[^3H]フォスファチジルコリン(PC)と細胞内[^3H]PCを脂質抽出して測定したところ、ほとんど分泌はみられなかった。つぎにラベルした細胞をホモジナイズし、スクロース密度勾配超遠心法にて層状封入体分画を得たところ、[^3H]PCは時間依存性に同分画に集積しており、ブレフェルジンAの影響はみられなかった。すなわち、新合成フォスファチジルコリンはゴルジ装置とは独立した経路で層状封入体へ輸送されることが知られた。次に単離したII型細胞を[^<35>S]メチオニンとともに620時間培養し、分泌された[^<35>S]サーファクタントプロテインA(SP-A)、細胞内[^<35>S]SP-Aおよび層状封入体分画[^<35>S]SP-Aを抗SP-A抗体を用いた免疫沈降法、SDS-PAGE、オートラジオグラフィーにて検出した。この結果、[^<35>S]SP-Aは層状封入体へは輸送されず、連続的に分泌されていた。ブレフェルジンAは分泌をほぼ完全に抑制した。すなわち、新合成SP-Aはゴルジ装置に輸送され、層状封入体へは輸送されずに連続的に分泌されることが知られた。以上より、肺サーファクタントの主成分であるフォスファチジルコリンとサーファクタントプロテインAはそれそれ全く別の細胞内経路で輸送されていることが知られた。今後はII型細胞をマトリゲルのような増殖因子の上に培養するほか摘出肺を用いてよりInvivoの条件に近い条件で上記の輸送経路が行われるかどうか検討する予定である。

さらに塵肺の原因物質であるシリカ経気道投与に肺障害モデルでこの輸送経路に変化が起きているかどうか検討する予定である。ラットから肺胞II型上皮細胞を単離し、DME培地に20時間培養した後、非付着細胞を洗い流し、DME培地に[^3H]コリンとともにゴルジ装置を消失させる作用をもつブレフェルジンA(BFA)を加え細胞を4時間ラベルした。培養液に分泌された[^3H]フォスファチジルコリン(PC)と細胞内[^3H]PCを脂質抽出して測定したところ、ほとんど分泌はみられなかった。つぎにラベルした細胞をホモジナイズし、スクロース密度勾配超遠心法にて層状封入体分画を得たところ、[^3H]PCは時間依存性に同分画に集積しており、BFAの影響はみられなかった。すなわち、新合成PCはゴルジ装置とは独立した経路で層状封入体へ輸送されることが知られた。次に単離したII型細胞を[^<35>S]メチオニンとともに620時間培養し、分泌された[^<35>S]サーファクタントプロテインA(SP-A)、細胞内[^<35>S]SP-Aおよび層状封入体分画[^<35>S]SP-Aを抗SP-A抗体を用いた免疫沈降法、SDS-PAGE、オートラジオグラフィーにて検出した。この結果、[^<35>S]SP-Aは層状封入体へは輸送されず、連続的に分泌されていた。BFAは分泌をほぼ完全に抑制した。同様にしてウサギから肺胞II型上皮細胞を単離し、[^<35>S]メチオニンでラベルし抗SP-B抗体を用いた免疫沈降法で観察したところ、[^<35>S]SP-Bは連続的に層状封入体へ輸送され、分泌はほとんどみられなかった。またBFAは層状封入体への輸送を阻害した。すなわち、新合成SP-Aはゴルジ装置に輸送され、層状封入体へは輸送されずに連続的に分泌されるが、新合成SP-Bはゴルジ装置を経由し、層状封入体に輸送され貯蔵されることが知られた。以上より、肺サーファクタントの主成分であるPCとSP-A、SP-Bの各成分はそれぞれ別の細胞内経路で輸送されていることが判明した。
発展途上国における貧困層の「学校教育を通じた脱貧困」の可能性の検証

近年,発展途上諸国では貧困層にも中高等教育が一定程度普及しつつある。しかし,当該諸国では高学歴者向けの雇用の数が限られているため学歴獲得が必ずしも脱貧困へ結びつかないという問題もある。本研究ではこのことを念頭に,インドにおける教育を受けた貧困をとりまく社会状況を検討した。その結果,慢性化する高学歴失業が私立の中高等教育機関の急速な発達を促し,この現象が教育を受けた貧困層の脱貧困を困難にしていることを明らかにした。本研究の目的は、開発途上諸国における貧困家族の子どもの学校教育を通じた階層上昇の可能性の検証である。この課題に取り組むために、本年度は、デリーおよびチェンナイで、研究代表者と分担者2名が、それぞれ現地調査を実施した。研究代表者(佐々木)は、デリーとウッタル・プラデーシュ州において高等教育機関(様々な大学院と大学)在籍中の10人の若者たちから、それぞれの生活史、現在の生活、将来展望と就職活動の様子について聞き取りをした。その結果、現代インドの都市部における「教育を受けた若者たち」の社会経済的バックグラウンドと彼らの前にある就業機会の多様性、さらに個々の若者の就職活動の具体像がみえてきた。ただし、この若者聞き取り調査は、来年度以降、事例数を増やし、追跡聞き取りも実施することを計画しているので、以上の調査結果はあくまでも暫定的なものである。研究分担者(山崎)は、デリーとチェンナイにおいて都市労働市場の動向調査を実施した。具体的には、デリーおよびチェンナイのJETRO事務所を訪問し、日系企業のインド進出状況とこれからの展望について担当者にヒヤリングを実施し、高学歴者向けの就業機会が今後拡大すると思われる見通しを得た。もう一人の研究分担者(牛尾)は、デリーとチェンナイにおいて教育政策の動向調査を実施した。教育に関する政府機関と高等教育機関における資料収集と担当者への聞き取りである。この動向調査においては、本研究課題に密接に関与する2010年4月に施行された義務教育に関する基本法、社会的後進層に対する教育におけるアファーマティブアクションの現代的課題と展望についての情報を得ることができた。本研究の目的は,開発途上諸国における貧困家族の子どもの学校教育を通じた階層上昇の可能性の検証である。この目的を達成するために三つの研究課題をおいた。主たる課題は,貧困家族の子どもの階層上昇にとって,学歴がどのような役割を果たしているのかを明らかにすることである。次いで,子どもの階層上昇と学歴形成のプロセスの前提条件といえる,1.学校教育と労働市場の接続関係,2.学歴形成に関わる教育政策,の現状を明らかにすることを二つのサブ研究課題とする。これらの課題に取り組むために、22年度に引き続き、大学生の就職活動調査,労働市場の動向調査,教育政策の動向調査を23年度もすすめた。佐々木が担当した大学生の就職活動調査では昨年からの事例の追跡は実施したが,予定していたように事例数を増やすことはできなかった。それに代えて,現在のインドで多くの文系学生の就職活動の拠点になっている高等教育機関の一つであるMBAスクールに焦点をあてた情報収集をすすめ、インドの労働市場と高等教育の接続におけるMBAスクールの役割を一定程度明らかにした。山崎が担当した労働市場の動向調査では,インドの労働市場を展望するうえで無視することのできない日本の部品メーカーのグローバル展開戦略を調査し,そのような企業がインドの学卒者向けの雇用供給の担い手となりうる可能性を確認した。牛尾が担当した教育政策の動向調査では,インドで2010年に施行された「無償義務教育に関する子どもの権利法(RTE2009)」の成立プロセスと施行の実情について調査をすすめた。その結果,RTE2009は,貧困家族の子どもの脱貧困を力強くサポートする可能性を秘めた画期的な法であることが明らかとなった。本年度は、三名の研究スタッフが、それぞれ22年度からすすめきた三種の調査の結果をとりまとめつつ、公開できるものは学協会の口頭発表の場や学術誌等において公開した。また、研究全体の成果は「学校教育は脱貧困に寄与しているか?インドで急増する『就職のための私立教育機関』からの報告」と題した国際ワークショップを開催し報告した。なお、本ワークショップは平成24年11月28日に広島大学において、広島大学現代インド研究センターの研究集会として企画開催したものである。Varanasiにおける『就職のための私立教育機関』の一つであるT.I.M.Eセンター経営者のRaghuvanshi氏によれば、『就職のための私立教育機関』の増加の背景には、慢性的な高学歴者の就職難のなかでも教育要求の高まりが衰えていないこと、既存の中高等教育機関が学生の就職支援に失敗していること、等があるという。また、Raghuvanshi氏は、私立教育機関のなかには公教育制度の枠の外にある「無認可校」や情報公開が進んでいない学校等、質において問題のある学校も少なからずあるという問題点も指摘した。Raghuvanshi氏の報告後、脱貧困支援のための学校教育実現のための政策と研究の今後の課題について討論を行った。

22年度と23年度に実施した調査により,研究目的を達するための調査データはかなりの程度揃っているが,大学生の就職活動調査に関しては,現地協力者の立場の変化(23年8月に家庭の事情により大学院を中退し就職した)のため事例調査を予定どおりすすめることが不可能となった。そこで急きょ調査のすすめ方を変更し,結果として進捗状況に若干の遅れが発生した。24年度が最終年度であるため、記入しない。やや遅れている大学生の就職活動調査を集中的にすすめる。23年中に変更したあらたな調査のすすめ方は,既に軌道に乗っているので,本研究の最終年度にあたる来年度前半で予定していたデータ収集は完了する見通しを持っている。来年度後半は,それまでに集めたデータを整理しとりまとめる作業をすすめる。
ゴナドトロピンと卵胞内成長因子による卵胞発育調節について

LH/hCGレセプターは、スプライシングの相違により最低二種類の分子量を持つレセプターが発現されている可能性がありこれらの相違が結合能、情報伝達系にどのような影響を与えるか検討した。この結果LH/hCGレセプターは、スプライシングの相違により生じると思われる短い型のレセプターを発現させたCHO cellではcAMPの上昇が見られなかった。このことは、レセプター合成のdown regulationとして機能している現象とも考えられた。一方、生理的条件下では両方のレセプターが同時に発現されている可能性があるので、COS細胞に2つのレセプターを同時に発現させたものと、wild typeのみの発現実験との比較を試みた。現在までのところ、短いレセプターの発現が長いものに対して抑制的に働くことが分かった。このことはスプライシングの相違により、レセプター機能の調節が行われている可能性を示すものである。FSHレセプターを発現するCHO細胞において、FSHの添加によりレセプターの脱感作現象を観察した。このCHO細胞はcAMPを産生する機能を有し、長時間のFSHの添加により二次的に投与されたFSHに対するcAMP産生に関する反応性の低下が見られた。この細胞におけるレセプターの合成調節は、FSHの添加に影響を受けない系であるので、細胞表面に存在するレセプターからその情報伝達経路における脱感作現象を観察したことになりこの機序の解明に適した系と言える。更にこの細胞を用いて初めてFSHよる細胞内カルシウムの上昇が観察された。CHO cellは、恒常的にレセプターを発現し続ける筈であったが、実際には培養の条件により発現が減少してしまう事もあり、継代を規則的に行うことが再現性のある実験を行うために重要であった。細胞の反応性に関してもcAMP産生については、再現性があったが細胞内カルシウムの反応性は、細胞の準備状態に左右された。顆粒膜細胞培養系においては、FSHレセプターのmRNAレベルでのdown regulationが初めて観察され、この作用はcAMPを介するものではなくPKC系を介することが明らかとなった。アクチビンはこのFSHによるmRNAの減少を抑制したので、アクチビンの局所の存在がFSHレセプターの増加に常に促進的に働く事を示している。FSHレセプターがPKA系、PKC系の二つの情報伝達系を介して作用を示すことが実験上示すことができたが、実際の細胞の中ではこれらの系が同時に相互作用を示すので、相互の経路に対する影響を検討するための実験系を構築する必要がある。現在検討中のLH/hCGレセプターに関しても同様にcAMPによりレセプターのdown regulationが観察され、更にそれぞれの情報伝達系の時間経過を観察すると時間経過により、促進的、抑制的と複雑な作用経過をとるので、この詳細を明らかにするために、geneの解析が不可欠であると考える。ゴナドトロピンレセプターの構造と機能の関係を明らかにすることを目的とし、分子生物学的手法を用いて実験を行った。FSH,LH/hCGレセプターはcAMPを介して情報伝達を行うことが明らかとされているが、我々の一つの目的は、このゴナドトロピンレセプターが同時に細胞内のカルシウムを変動させ、これを情報伝達の手段としているかを検討することである。各々のレセプターcDNAを発現ベクターを用いてCHO cellに導入して、レセプターの特性の検討に用いた。現在までにこれらの細胞がホルモンに反応してcAMP産生を誘導することは示されているので、同様の系でホルモンがこれらの細胞内のカルシウムの変動に影響を及ぼすかをフュラIIを用いた。特にLH/hCGレセプターは、スプライシングの相違により最低二種類の分子量を持つレセプターが発現されている可能性がありこれらの相違が結合能、情報伝達系にどのような影響を与えるか検討した。FSHレセプターに関しては、それぞれ異なったG蛋白を介してcAMPとカルシウムの上昇を同時に誘導することが判明した。カルシウムの細胞内での上昇は6秒という非常に短い時間内におこり、cAMPの上昇の結果として観察されるものではないと考えられた。一方、ゴナドトロピンが卵巣局所生理活性物質の合成を調節しており、卵胞の発育段階に応じてこれらの相互作業が重要な役割を果たしていると考えられるが、その作用メカニズムは解明されていないので、これを検討した。

これにより下垂体より分泌されるホルモンが局所で分泌される組織因子とどのように相互作用を行い生理的卵胞発育過程を制御しているか明らかにしようとするものである。LH/hCGレセプターは、スプライシングの相違により最低二種類の分子量を持つレセプターが発現されている可能性がありこれらの相違が結合能、情報伝達系にどのような影響を与えるか検討した。この結果LH/hCGレセプターは、スプライシングの相違により生じると思われる短い型のレセプターを発現させたCHO cellではcAMPの上昇が見られなかった。このことは、レセプター合成のdown regulationとして機能している現象とも考えられた。一方、生理的条件下では両方のレセプターが同時に発現されている可能性があるので、COS細胞に2つのレセプターを同時に発現させたものと、wild typeのみの発現実験との比較を試みた。現在までのところ、短いレセプターの発現が長いものに対して抑制的に働くことが分かった。このことはスプライシングの相違により、レセプター機能の調節が行われている可能性を示すものである。
並列データマイニングによる遺伝子ネットワークからの相関遺伝子クラスタの抽出

本研究の目的は、機能的に相関した遺伝子群(相関遺伝子クラスタ)を網羅的に抽出することである。遺伝子(遺伝子産物)間の相互関係の集合はネットワーク(遺伝子ネットワーク)を構成する。相互関係の例として、ゲノム上での隣接関係、代謝パスウェイ上での隣接関係、配列の類似関係、立体構造の類似関係などがあげられ、それぞれ遺伝子ネットワークを構成する。複数の遺伝子ネットワーク上で共通して近接している遺伝子群は機能的にも相関していると想定して、遺伝子クラスタの抽出を行うシステムを開発した。同システムを用いて大腸菌(Escherichia coli K-12)に関する相関遺伝子クラスタを探索した。その結果、相関遺伝子クラスタの例としてトリプトファンオペロンの一部を構成する遺伝子群を抽出した。これらは、ゲノムおよび代謝パスウェイで隣接し、立体構造も類似している。また、ビオチン代謝に関連する遺伝子群も同様の特徴を有することも結果として得た。さらに、より実用的な例として酵母のツーハイブリッド・システム実験によるタンパク・タンパク相互作用のデータのスクリーニングを同システムを用いて行うことを試みた。その結果、例えば、小胞輸送に関連する特定の遺伝子群がタンパク・タンパク相互作用関係にあると同時にマイクロアレイによる実験においても共発現関係にあるという事例を抽出した。さらに、大腸菌の遺伝子に関するデータと酵母のツーハイブリッド・システム実験によるタンパク・タンパク相互作用のデータに京都大学化学研究所で開発されている配列相同性のデータベースであるKEGG/SSDBのデータに従って関連づけることによって、異なる生物種のデータを用いて相関遺伝子クラスタを発見する手法の有用性を確認した。
コンピュータビジョンと行動分析による複合現実感展示システムのインテリジェント化

本研究は,博物館の展示メディアに複合現実感技術を応用し,そのシステムをインテリジェント化することが目的である。キーワードに挙げている1)コンピュータビジョン,2)行動分析,3)複合現実感,4)展示システム,5)インテリジェント化の5つの要素技術が融合されることで,新たな展示システムを提案するものである。この要素技術の中で,特にコンピュータビジョン,複合現実感,インテリジェント化に関しては,バーチャルリアリティ(人工現実感)とAI(人工知能)として,本研究の申請時からの数年間で,格段に進歩し普及した。こうした社会変化に対応するため,本研究では,複合現実感の専用機器からスマートフォンやタブレット端末をターゲットデバイスとする等の見直しを図りつつ進めてきた。実空間とバーチャルなオブジェクトの位置合わせ技術においても,本研究の申請時には,光学式センサーなどの大規模な仕組みが必要であったが,最近のスマートフォンでは,特殊なセンサーやマーカーがなくても,床面や壁面のパターンを取り込み,スマートフォンに内蔵された各種センサーと併用することで位置情報を得られるようになっている。また,行動分析においても,博物館内を移動しながら体験者の視線を計測できるアイトラッカーを導入した実験を行うなど,本研究の応用として,より実用的かつ精度を向上させるようにしている。これらの状況から,研究期間を1年延長させていただき,システム移植、コンテンツ改良,国内とドイツでの実験が可能なように計画を進めている。本研究の申請時以降におけるバーチャルリアリティ(人工現実感)とAI(人工知能)技術の急激な進歩・普及,および,移動しながら使用できるアイトラッカーによる行動分析に対応するため,研究期間を1年延長させていただき,システム移植,コンテンツ改良,国内とドイツでの実験が可能なように計画を進めている。1年延長させていただき本科研費研究の最終年度となるため,最終的な実験と総括を行う計画である。始祖鳥と衛星放送のコンテンツを対象として,システム移植とコンテンツの改良を行う。ターゲットデバイスは,スマートフォンとタブレット端末として,AppleのARKitを採用して床面や壁面のパターンで位置合わせ可能なシステムに移植する。また,博物館内を移動しながら視線計測が可能なアイトラッカーを使用した行動分析が可能なようにする。準備が完了次第,国内の博物館,および,ドイツ・チュービンゲンのIWM-KMRCとの共同研究としてドイツでも実験を行う計画である。現在のところ、フランクフルトのゼンケンベルグ自然史博物館が候補になっている。本研究は,博物館の展示メディアに複合現実感技術を応用し,そのシステムをインテリジェント化することが目的である.平成26年度と平成27年度は,始祖鳥の板状標本を展示対象としてシステムを構築する計画で,平成26年度は,始祖鳥について5分程度で解説する展示解説用アプリを開発した.そのアプリは,標本上に始祖鳥の復元CGを重ねる複合現実感コンテンツでもある.仕組みとしては,始祖鳥の骨格の形状をマーカーとすることで,二次元マーカーを配置したり,特殊なセンサーを設置したりすることなく,CGと標本の位置を合わせられることが特徴である.デバイスには,iPad miniとiPhoneを使用し,博物館での一般的な展示ガイドとして使用できるようにした.このコンテンツの開発にあたっては,研究分担者の所属する国立科学博物館と共同で進め,また,共同研究先のドイツのKMRC(知識メディア研究センター)でのデモからの意見も参考にした.国内だけでなく,海外でも展示実験ができるように日本語,英語,ドイツ語のナレーションも用意した.このコンテンツを使用した実験としては,2014年10月11日12日に,放送大学の千葉学習センターにおいて子供対象の恐竜イベントを開催し,体験者の体験中の観察と事後に意見を聞いた.この結果をもとに,平成27年度の改修を進める予定である.本研究は,博物館の展示メディアに複合現実感技術を応用し,そのシステムをインテリジェント化することが目的である.平成27年度は,まず,インテリジェント化するためのベースとなる展示解説用アプリの改修を平成26年度に実施した実験時のユーザーの体験中の観察と事後に聞いた意見をもとに進めた.具体的には,前年度に引き続き,始祖鳥の板状標本を展示対象とするもので,コンテンツとしては始祖鳥についての5分程度で解説する展示解説用アプリである.その内容は,標本上に始祖鳥の復元CG,関連する写真,テロップ,音声などを重ねる複合現実感コンテンツである.その仕組みは,始祖鳥の骨格の形状をマーカーとすることでCGと標本の位置を合わせられるものであり,二次元マーカーを配置したり特殊なセンサーを設置したりすることない.デバイスにはiPadminiとiPhoneを使用し,博物館での一般的な展示ガイドとして使用できるようにしたものである.このアプリの解説用提示情報をユーザーの一般的な行動観察から,見やすい位置,また情報提示のタイミングなどを改善した.また,研究分担者の所属する国立科学博物館では,平成27年に大規模な改修が行われ,恐竜に関する展示室も大幅なリニューアルが行われた.本研究の計画では平成30年に展示室の3Dデジタイズを行い展示室全体を研究対象とすることから,展示室の状態を記録するため4K映像による詳細な映像撮影を行った.また,記録映像に複合現実感と関連するCGの技術であるマッチムーブによって,撮影したリニューアル前の映像にCGによる解説情報を提示する試みを行った.さらに,リニューアルに関連して,未だ発見されていないティラノサウルスの子どもの化石を仮説として復元する過程の映像を制作し,国立科学博物館の展示室で視聴できるようにした.本研究の目的は,博物館の展示メディアに複合現実感技術を応用し,そのシステムをインテリジェント化することである.

そのための第1段階として,平成26年度は,iPad miniとiPhoneを使用した複合現実感展示ガイドを開発して展示実験を行い,本システムの実用性を確認することができた.平成27年度は,前年度の実験結果をもとにコンテンツの提示方法を改良している.コンテンツをスマートフォンやタブレットのアプリとして開発でき,体験者の行動ログを記録する機能等についても目処がたち,インテリジェント化の基礎研究も可能になっている.また,平成30年度に計画している展示室全体を対象としたテーマについても平成27年度に一部を前倒して実施できている.本研究は,博物館の展示メディアに複合現実感技術を応用し,そのシステムをインテリジェント化することが目的である。平成28年度は,数社から販売されているアイトラッカー(視線計測システム)を比較検討した。比較検討のための条件は,本研究の目的に直接影響するため先行研究などを調査して課題を抽出することで検討した。これを踏まえて,博物館で一般の来館者が館内を移動しながら体験する際に最適であることを前提にした。条件としては,無線によりシーンカメラ映像をモニターできること,両眼計測でき奥行き方向の位置もある程度検出できること,キャリブレーションが容易で使用中にキャリブレーションをし直す必要がないこと,ユーザーの発話を記録できるマイクを備えていることなどであった。また,記録される計測データを本研究で開発予定の独自のツールによって分析できることも前提であった。平成28年度は,こうした条件の確認として,国立科学博物館地球館の2か所の展示コーナーにおいて,マルチメディアタイプの音声ガイドを聞きながら,展示資料を観察する予備実験を行った。その結果,音声ガイドの解説内容・方法により,展示資料そのものよりも解説パネルの方に注視時間が多い場合があり,展示の意図と乖離している状況があることが示唆された。また,展示資料とマルチメディアタイプの音声ガイドの画面の両方を見比べる際に視線位置の抽出は可能であったが,ディスプレイの明るさ調整などの課題が見出された。今後の本実験に向けてこれらの知見を生かし,課題を改善していく計画である。本研究の目的は,博物館の展示メディアに複合現実感技術を応用し,そのシステムをインテリジェント化することである。そのための第1段階として,平成26年度は,iPad miniとiPhoneを使用した複合現実感展示ガイドを開発して展示実験を行い,本システムの実用性を確認することができた。平成27年度は,前年度の実験結果をもとにコンテンツの提示方法を改良し,コンテンツをスマートフォンやタブレットのアプリとして開発し,体験者の行動ログを記録する機能等についても目処がたった。また,平成28年度は,アイトラッカーによる視線計測の確認ができ,行動分析の指標を多角的に得られることになった。
大学に於けるインターンシップ導入に関する総合的研究

本年度は、昨年度に続き、国内外の教育機関の資料を収集し、インターンシップ体験者からの聞き取り調査を行うと同時に、その効果の程度を検証した。また、香港(沖縄県人会、マカオ大学関係者)ではレビューの機会を持つことができた。インターンシップに関しては、日本の大学が他の先進国に比べて極めて遅れを取っている分野であることは、前年度の報告にも述べた通りだが、研究者自身の専攻分野の関係もあり、今回は文系の中でも特に外国語系への導入を調査・研究した。グローバリゼーションの中で日本の外国語教育の在り方が問われているが、学生からのアンケートや聞き取りでわかることは、外国語を専攻している学生のほとんどは、将来外国語を活かした職業に就きたいと考えており、外国語について学ぶよりも外国語そのものを身につけたいと思っているということである。ところが、外国語でコミュニケーションをするという必要性に日常迫られる環境にいるわけでもないため、外国語を臨界状態(つまり、仕事で使えるレベル)まで修得できない学生が少なくなく、さらにもう一つの問題として、実社会では外国語力のみで仕事をするというのはむしろ稀であり、それは何らかの業務を遂行するための手段の場合がほとんどであるという現実がある。この外国語そのもののコミュニケーション能力をより高めることと、ボータレス化する実社会でそれを手段として活用できるようにするという二つの課題に対して、国際的なインターンシッププログラムは一つの解決策を示唆しているように思える。例えばマカオ大学では、既に県内の私立大学から日本語教育の助手としてインターン生を受け入れているが、学生が教える側になって真剣に授業に取り組みながら実社会を体験して成長していく様子や、受講生である現地の学生たちと交流する必要性の中で培われる異文化間コミニュケーション能力の向上ぶりについて報告を受けたが、わが大学にも導入可能なモデルとして大いに参考になった。本年度は、まず手始めに、インターンシップを導入している先進的な教育機関での資料収集や、聞き取り調査に重点を置き調査研究を進めた。これまでの調査で判明したことは、第一に、学生が自分の専攻や将来のキャリアに関連した職業体験を企業で行う、いわば産学協同教育であるインターンシップは、日本ではいまだ未発達であり、先進と呼べる教育機関は思ったより少ないということである。ただ、本格派が少ないとはいっても、京都の43大学が加盟する「京都大学センター」が産業界や近畿通産局と協力し、本格実施に向けて動き出している点は注目に値する。いずれにしても、通産局、労働省、文部省がそれぞれの見地からその必要性を指摘し、研究会を発足させてその導入に向けた動きが本格化したこともあり、導入する大学や企業も増えていることは間違いないと思われる。北米の大学などでは、この制度は特に珍しいものではなく、学生も積極的に参加し、キャリアアップに活用しているが、今回レビューを受けたカナダのカピラノ・カレッジでは、すでに相当のレベルまで熟成されており、インターンシップを軸にした大学院レベルの二年コースが学生にも人気を集めており、環太平洋地域の人材育成を目標にその充実したプログラムと実績を見せていただくことができた。本年度は、さらに国内、海外の資料を収集すると同時に、体験者からの聞き取り調査も広く行い、琉球大学の外国語専攻の学生を中心に導入可能なプログラムを考察してみたい。
魚類を実験モデルとした造血幹細胞の性状解析

これまでに報告者らは、哺乳類の骨髄と同様に魚類の腎臓においてもHoechst色素の排出能を有するside population (SP)細胞中に造血幹細胞が含まれることを示した。さらに、魚類と哺乳類のSP細胞におけるHoechst色素排出能は同じトランスポーター(ABCG2)に起因することを明らかにしている。造血幹細胞の機能に関わる重要な分子機構も脊椎動物間で保存されている可能性が高く、魚類と哺乳類とで造血幹細胞の遺伝子発現プロファイルを比較解析することによって、造血幹細胞の機能に必須な役割を果たす遺伝子を同定できる可能性がある。そこで、本研究ではゲノム解析が進められているゼブラフィッシュの腎臓SP細胞(zSP)を用いてマイクロアレイ解析を行い、それらのデータをマウスおよびヒト骨髄造血幹細胞のものと比較解析した。zSPにおける高発現遺伝子には細胞接着やシグナル伝達などに関連する遺伝子が多く認められたのに対し、低発現遺伝子にはDNA複製などに関連する遺伝子が多く認められた。zSPの高発現遺伝子をマウスおよびヒト造血幹細胞のものと比較解析したところ、3種で共通して高く発現している遺伝子を40個同定することができた。これらの遺伝子群にはegr1、gata2、id1など造血幹細胞の機能に関わる重要な分子が含まれていた。次に、これらの40個の遺伝子のうち、zSPに特異的に発現する5つの遺伝子(egr1、fllr、gata2、id1、およびkrt18)について腎臓内における発現分布をin situ hybridizationによって調べた。その結果、egr1、fllr、gata2、id1、およびkrt18(+)細胞の多くが腎臓の間質において尿細管の表面に局在しており、我々が以前報告したzSPのマーカー遺伝子abcg2aの発現分布と一致していた。今回同定した40個の遺伝子は造血幹細胞において進化学的に保存された分子であり、造血幹細胞の自己複製能や多分化能に関わる重要な分子が含まれていると考えられた。これまでに報告者らは、魚類の腎臓においてHoechst色素に難蝉性を示すside population(SP)細胞中に造血幹細胞が含まれることを示した。造血幹細胞の機能(自己複製能および多分化能)に関わる重要な分子機構は脊椎動物間で保存されている可能性が高く、魚類と哺乳類とで造血幹細胞の遺伝子発現プロファイルを比較解析することによって、造血幹細胞の機能に必須な役割を果たす遺伝子を同定できる可能性がある。そこで、本研究ではゲノム解析が進められているゼブラフィッシュの腎臓SP細胞を用いてマイクロアレイ解析を行い、それらのデータをマウスおよびヒト骨髄造血幹細胞のものと比較解析した。ゼブラフィッシュの腎臓において、SP細胞とnon-SP細胞とで遺伝子発現を比較し、SP細胞で発現増加している遺伝子を探索した。その結果、10,971個の遺伝子から1,077個の発現増加遺伝子を抽出することができた。次に、公共のデータベースより得たマウスおよびヒト骨髄造血幹細胞および造血前駆細胞のマイクロアレイデータを用い、ゼブラフィッシュ、マウス、およびヒトの造血幹細胞において共通の発現増加遺伝子を探索した。その結果、3種で共通の発現増加遺伝子を40個同定することができた。これら遺伝子の中にはgata2やegr1,id1、meis1などの既知の造血幹細胞関連遺伝子が含まれていた。本研究で同定した共通発現増加遺伝子は、造血幹細胞において進化学的に保存された遺伝子群であり、造血幹細胞の自己複製能および多分化能に深く関与しているものと考えられた。
数値シミュレーションの融合によるCO_2ヒートポンプ給湯システムの性能分析・最適化

数値シミュレーションに基づくCO_2ヒートポンプ給湯システムの性能分析に関する研究を以下の通り発展させ,システム性能の最適化に向けての検討を行うことができた.(1)一次元数値シミュレーションのための数値解法を改良し,より短時間に結果を得ることができるようにした.(2)三次元数値シミュレーションを融合し,一次元数値シミュレーションの妥当性を示した.(3)各種条件がシステム性能に及ぼす影響を明らかにし,システム性能の向上に対する中温水取出しの効果を示した.数値シミュレーションに基づくCO_2ヒートポンプ給湯システムの性能分析に関する研究を以下の通り発展させ,システム性能の最適化に向けての検討を行うことができた.(1)一次元数値シミュレーションのための数値解法を改良し,より短時間に結果を得ることができるようにした.(2)三次元数値シミュレーションを融合し,一次元数値シミュレーションの妥当性を示した.(3)各種条件がシステム性能に及ぼす影響を明らかにし,システム性能の向上に対する中温水取出しの効果を示した.本研究では、数値シミュレーションに基づくCO_2ヒートポンプ給湯システムの性能分析のための一次元数値シミュレーション手法を改良するとともに,三次元数値シミュレーションとの融合を図り、システムの性能に大きな影響を及ぼすと考えられる各種条件を総合的に考慮しながら、より詳細な性能分析を行うとともに、設計および運用の最適化を行うことを目的とした.平成19年度における研究実績を以下に示す.(1)一次元数値シミュレーション手法の改良:システムのモデル化の結果として得られる混合微分代数方程式に対して、ルンゲークッタ法とニュートン-ラフソン法を階層的に組合せた数値解法によって解を導出する際に、偏導関数の計算を解析的に行うことによって計算効率を高め、より短い計算時間で性能分析を行えるようにした.(2)三次元数値シミュレーションの実施:貯湯槽内の水の三次元的な温度分布を把握するための三次元数値シミュレーションを実施し,通常および中温水取出しの給湯方式において一次元数値シミュレーションの妥当性を示すことができた.(3)設計・運用条件に関する性能分析・最適化:運用条件としての出湯温度および沸き上げ入水温度を変更することによって一次元数値シミュレーションによって性能分析を行い,システム効率および残湯量の点から最適な運用条件を明らかにした.本研究では,数値シミュレーションに基づくCO_2ヒートポンプ給湯システムの性能分析のための一次元数値シミュレーション手法を改良するとともに,三次元数値シミュレーションとの融合を図り,システムの性能に大きな影響を及ぼすと考えられる各種条件を総合的に考慮しながら,より詳細な性能分析を行うとともに,設計および運用の最適化を行うことを目的とした.平成20年度における研究実績を以下に示す.(1)三次元数値シミュレーションの実施:貯湯槽から取り出した温水を熱交換した後に,貯湯槽に戻す場合についても,貯湯槽内の水の三次元的な温度分布を把握するための三次元数値シミュレーションを実施した,しかしながら,三次元数値シミュレーションと実験による温度分布が必ずしも良好に一致しなかった.一方,貯湯槽の一次元モデルの一部に完全混合モデルを適用して一次元数値シミュレーションを実施したところ,一次元数値シミュレーションと実験による温度分布が比較的良好に一致することが判明した.今後の課題として,このモデルに基づく一次元数値シミュレーションを考えている.(2)設計・運用条件に関する性能分析・最適化:中温水取り出しの有無の設計条件,出湯温度および沸き上げ入水温度の運用条件,および季節に依存する気温および給水温度の環境条件を変更しながら,一次元数値シミュレーションによって性能分析を行い,各条件がシステム性能に及ぼす影響を明らかにした.これによって,システム性能の設計・運用条件に関する最適化に向けての基礎的な検討を行うことができた.