hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトおよび霊長類がおこなう対象・身体・空間のイメージ操作の進化的理解に関する研究

そこで、研究期間を延長した。実験では、サルが回転した図形と、回転していない図形の照合を、ヒトのように「元の図形を回転したもの」ではなく、それぞれの角度の刺激を別のものと認識し象徴見本合わせを行っている可能性を排除するために、正規の向きで提示されている文字と鏡映文字の同時弁別習得させた。その後、見本合わせ課題により、反応時間を指標として心的回点現象を検討した。その結果、1個体は回転角度にあわせて反応時間が直線的に遅くなるとの結果が得られた。もう1個体ではそのような結果は得られなかった。これらのことは、弁別訓練により少なくとも1個体は心的回転といえる現象を示すことが明らかとなり、これまでの動物で心的回転現象が得られないことは、象徴見本合わせを行っていた可能性が示唆された。3)チンパンジー実験:1939歳の雄チンパンジー5個体を対象に色と図形の同時弁別課題を実施した。うち2個体は文字(RとF)の鏡像弁別課題を習得したが、補助試行を必要とした.Rとその鏡像を弁別することは困難で、全課題で共通の負刺激(S)との対提示によって初めてRとその鏡像を弁別できた。13個体で対象の位置が回転する指さし3選択課題を実施した。ほとんどの個体が食物の位置を正しく答えることができたが、2個体は選択できなかった。一連の訓練において経験や年齢による影響が示唆された。
蛍光相互相関分光法を用いたヒストン修飾クロストークの計測

ヒストンの翻訳後修飾は、遺伝子発現などのゲノム機能の制御と維持に重要な役割を果たしているが、各修飾間のクロストークの全体像や意義は良く分かっていない。本研究は、蛍光相互相関分光法を用いた高感度かつ迅速なヒストン修飾コンビネーションの検出法を開発することを目的として行った。Alexa488標識抗体とCy5標識抗体、及び、精製ヒストンを用いた場合、蛍光標識抗体とヒストンの可溶化条件が異なるため反応中の凝集体の形成が問題となった。そこで、蛍光標識Fabとヌクレオソームを用いたところ凝集体形成の問題が改善された。また、FRET計測により修飾コンビネーションを検出できる可能性が示唆された。ヒストンの翻訳後修飾は、遺伝子発現、DNA修復、染色体分配などのゲノム機能の制御と維持に重要な役割を果たしているが、各修飾間のクロストークの全体像や意義は良く分かっていない。本研究は、蛍光標識した二種類の修飾特異的抗体または抗原結合断片(Fab)を用いて、蛍光相互相関分光法(FCCS)により、高感度かつ迅速なヒストン修飾コンビネーション検出法を開発することを目的として行っている。本年度は、非修飾型のヒストンH3K4特異的抗体と非修飾型H3K27特異的抗体を用いて、アッセイ系の確立を試みた。非修飾型H3K4特異的抗体と非修飾型H3K27特異的抗体をそれぞれAlexa488とCy5で標識し、蛍光相関分光(FCS)及びFCCS解析を行った。これらの抗体は、予想通りPBS溶液中で独立に拡散し、相互相関は見られなかった。この溶液中に大腸菌で発現させ精製したヒストンH3-H4複合体を加えて、計測を行った。二つの蛍光標識抗体は、ヒストンH3-H4複合体を介して単一の複合体を形成し、相互相関が検出できると期待された。結果的に、弱い相互相関を示唆する結果も得られたが、時間経過に伴いヒストンH3-H4複合体がPBS溶液中で凝集体を形成し計測が困難であった。そこで、ヒストンH3-H4複合体が凝集体を形成しない緩衝液を用いたところ、蛍光標識抗体が凝集しやすくなるという問題が見つかった。そこで、ヒストン複合体ではなく、ヌクレオソームを基質に用いたところ、凝集がある程度抑えられることが分かった。また、抗体(IgG分子)に比べてFabを用いた方が、良好な結果得られることが示唆された。本年度は、FCCS解析の用いるための修飾特異的モノクローナル抗体の作製と評価、蛍光標識Fabの調製、及び、修飾間クロストークの予備実験としての蛍光共鳴エネルギー移動(FRET; fluorescence resonance energy transfer)計測を行った。抗体作製と評価に関しては、非修飾型のH3を認識する抗体の解析を進めた。さらに、様々なヒストン修飾を認識する抗体からFabを調製し、異なる蛍光色素で標識した後、細胞内に導入しFRETが起きるかどうかをアクセプターフォトブリーチ法により検討した。その結果、ヒストンH3のリジン4ジメチル化特異的Fab(Cy3標識)とリジン27アセチル化特異的Fab(Cy5標識)の組み合わせにより、FRETシグナルが検出された。従って、この二つの修飾は、同一のヒストンペプチドまたは同一のヌクレオソーム上に共存することが示唆された。これらの修飾をより高感度で検出するために、in vitroでのFCCS計測系の条件を検討している。ヒストンの翻訳後修飾は、遺伝子発現、DNA修復、染色体分配などのゲノム機能の制御と維持に重要な役割を果たしているが、各修飾間のクロストークの全体像は良く分かっていない。本研究は、蛍光標識した二種類の修飾特異的抗体または抗原結合断片(Fab)を用いて、蛍光相互相関分光法(FCCS)により、高感度かつ迅速なヒストン修飾コンビネーション検出法を開発することを目的として行った。Alexa488標識した非修飾型のヒストンH3K4特異的抗体とCy5標識した非修飾型H3K27特異的抗体を用いて条件設定を試みたが、ヒストンが凝集しない条件下では標識抗体が凝集しやすく、また、逆に標識抗体が凝集しやすい条件下ではヒストンが凝集しやすく、溶液中での蛍光相関分光法による計測は容易ではないことが示唆された。

IgGの代わりにFabを、また、ヒストンの代わりにヌクレオソームを用いることで、凝集はある程度改善された。しかし、モノヌクレオソームの調製には多くの細胞が必要であり、高感度のヒストン修飾コンビネーションの検出という当初の目的には、この方法は必ずしも向いていないと考えられた。一方、予備的実験として行っていた2種類の蛍光標識Fabを細胞へ導入し、共焦点顕微鏡を用いたアクセプターフォトブリーチングにより共鳴エネルギー移動(FRET)を検出できたことから、このFab用いた生細胞解析法や二重免疫蛍光染色を基盤したFRETの検出により、少数細胞で修飾コンビネーションを評価できると明らかになった。この系を確立させることで、単一細胞レベルで修飾コンビネーションの定量評価が可能になると考えられる。エピジェネティクス装置が不調なことが多く、安定な計測を行うまでに時間を要した。また、ヒストン複合体が凝集しやすいことから、反応溶液の検討に時間を要した。本研究では、FCCSを用いた計測を主に行う予定であったが、FCCS装置の不調等により、本来の解析はあまり進んでいない。しかしながら、抗体の評価等を行うことで計測の準備は整ってきた。また、本研究が目指すヒストン修飾間クロストークに関しては、細胞内でFRET計測により計測可能であることが明らかになってきた。ヌクレオソームやFabを用いることで、凝集がある程度抑制されることが分かったため、今後、この条件を元に反応系を改善していく予定である。次年度には、これまで解析を進めてきた抗体を用いてFCCS計測を行う予定である。特に、細胞内でFRETを検出できる抗体の組み合わせにより、FCCS計測を行うことで、ヒストン修飾間のクロストークの検出法を確立できると考えられる。また、今年度はFCCS装置の不調などの問題があり、計測が困難なことが多かったが、FCCS計測が可能な新規の蛍光顕微鏡装置が最近所属する研究科に導入されたため、次年度は、この装置を用いて解析を行うことができる。従って、次年度では、現在の遅れを取り戻すことができると考えられる。FCS、FCCS計測装置が予想外の不調のため、実験に遅れが生じ、また、反応系の検討も予想外必要であることが分かったため、次年度に延長することで、この遅れを回復させることが期待できる。研究費は、研究員の雇用に大部分あて、円滑な研究の推進を図る。その他、消耗品として蛍光色素や細胞培養に必要な試薬を購入する。
侵襲に対する膵分泌性トリプシン・インヒビターの発現機構とその意義の解析

従来、膵分泌性トリプシン・インヒビター(PSTI)は膵臓にのみ存在し、膵管内におけるトリプシンの活性を阻害する役割を担っているとされてきた。われわれは血中PSTI測定のためのRIA系を確立し、血中PSTIが膵疾患以外にも外科手術後や重度外傷後に著明に上昇すること、その上昇が血中の急性相蛋白の変動と有意の正の相関をなすことを明らかにした。また悪性腫瘍患者でも進行例では血中PSTIが上昇していた。このような事実から血中PSTIは侵襲に対する生体の反応として血中に増加しており一種の急性相蛋白であると考えられる。PSTIは膵臓以外の各種臓器に存在していた。また各種悪性腫瘍組織にはPSTI陽性細胞が存在し、培養細胞系の免疫組織学的検索やノザン・ブロッティングの結果から、このPSTIは腫瘍細胞において産生されていることが証明された。PSTIの構造は上皮成長因子(EGF)のそれと類似していた。このことから急性相蛋白としてのPSTIの作用がEGF様の作用ではないかと考え、PSTIを線維芽細胞に作用させ、そのDNA合成に対する効果を検討した。その結果PSTIにはDNA合成促進作用のあることがわかった。ひきつづいて、培養細胞系にはPSTI受容体が存在すること、その受容体はEGF受容体とは異なることを明らかにした。血中PSTIは侵襲に反応して血中に増加する。そして血中PSTIの作用は組織の損傷に対して再生あるいは修復のための情報の伝達に関連していると考えられた。これらの結果から、悪性腫瘍細胞において産生されたPSTIにもこのような成長促進因子としてのPSTIと共通した作用があることが示唆された。
トンネル内交通流のシミュレーションに関する基礎的研究

1.トンネル内交通流の実態把握;名神高速道路天王山トンネル内に設けられた交通流監視用テレビカメラからの伝送画面を録画し、その再生画面から走行車輌の走行状況を解析した。延長約1Kmの同トンネル内に設けられた12ケ所のテレビカメラ設置箇所における交通量、速度車頭時間の分布状況が明らかにされ、トンネル内交通流の実態を把握することができた。このため、トンネル内交通流を再現するシミュレーションモデル構築のための基礎資料を集積することができた。2.追従理論式の諸係数の推定;調否時間帯中にトンネル内で発生したショックウェーブの伝播状況を追跡し、各測点間のショックウェーブの伝達時間と存在車輌数から知覚反応時間の推定を行なった。また走行試験を行ない、トンネル内での加速速度の状況を調べ、感応係数の推定を行なった。3.シミュレーションモデルの構築;車頭時間の分布にアーラン分布を、また走行速度の分布に正規分布をあてはめ、交通実態調査の結果を反映したモンテカルロタイプのトンネル内交通流シミュレーションのための電算プログラムを開発した。モデルはその演算過程に追従理論式を内蔵し、個々の発生車輌の走行状況をシミュレートし、この結果から車線別の走行軌跡や各測点上の速度の分布状況を出力するもので、種々の調整をへて、妥当な現況交通流のシミュレーションを実行することができた。4.制御手法の検討;現況シミュレーションの最終結果を利用して、各種制御手法のトンネル内交通流に及ぼす影響の評価を試みた。検討を行なった制御手法は、1)トンネル抗口付近における流入調整、2)トンネル交通容量の向上策、および3)トンネル内の車線利用規制の3案である。結果はいずれの案も渋滞の発生が著しい追越車線における速度の向上が認められ、効果のあることが確かめられた。1.ビデオ解析(1)トンネル内交通流のビデオ解析;トンネル取付部および内部の10ヶ所に設置されたビデオカメラからの録画ビデオテープを再生し、すでに解析が完了しているピークおよびピーク直前の各1時間の解析に加えて、オフピークの1時間分について、車線別に5分間交通量と平均走行速度を計測し、これまでの解析結果と合わせて回帰分析を加え、シミュレーションモデル中の速度演過程に用いる基本式を定めた。回帰分析の結果得られた決定係数はほとんど0.8以上で良好な回帰式が得られた。また知覚交能時間の推定も試みた。(2)トンネル抗口の交通解析;5月,8月および10月の週日各5日間にわたってビデオ撮影を実施し、交通容量の推定を試み、8月中の帰省交通において容量の低下現象があることを確かめた。2.シミュレーションモデルの構成とプログラミングモデルの構成と演算論理およびプログラミングについてはほぼ完了し、渋滞,非渋滞の時間帯別にシミュレーションを実行した。シミュレーション結果に基づいた平均走行速度は、ビデオ解析の結果とかなり一致しているが、渋滞発生時間帯において、追従制動が多少過大に現れる傾向が見られ追従理論の適用部分に改善を施す必要がある。またモデル出力として個々の車両の走行軌跡を打ちだすまでにはいたっていない。(1)ビデオ解析;末解析時間帯の午後1時30分2時30分の再生画面から交通量と速度の計測を行ない,入力条件の1つである速度の分布範囲を定めた.(2)モデルの稼働と検証;61年度に組立てたプログラムに加えてて演算結果から,発生車両の走行状況を,個々の車両の走行軌跡として,時間空間平面に描きだすプログラムを新しく組たて追加した.この結果,追従走行時に過度の速度低下現象が起っていることが示され,追従理論式の構造と係数の見なおしの必要であることが明らかになった.(3)追従理論の諸係数の実測方法の検討;本研究の研究対象区間も含む

京都南茨木間の試験走行を行い,トンネン内の加減速の状況と,明り部ではあるが渋滞後尾へ達した際の減速度等を実測した.その方法は,ビデオカメラによって,フロントガラス越しに見える交通の状況とスピードメータを同時撮影し,再生画面から加減速度を計測した.(4)モデルの改良;加減速度の計測結果より実際の加減速度の変動領域が確かめられ,この値をモデルに入力した.その結果,走行軌跡の状況から判断して,追従理論式は加速状態と減速状態では,式の形を変更した方がシミュレーション結果が良くなること,および追従挙動に入る車両間の間隔も変更することが望ましいことが示され,試行を重ねて修正を行った.(5)制御手法の検討;モデルの稼働状況が,かなりのレベルにまで達したと判断されたので,シミュレーションを用いて制御手法の評価を試みた.検討の対象とした制御手法は, 1)トンネル抗口へ流入する交通量の調整, 2)トンネル容量の向上策,および3)車線利用制御の3案である.結果はいずれも速度の向上が認められ,効果のあることが確かめられた.1.ビデオ解析;前年度までに解析した時間帯のうち、渋滞発生前後の時間帯に注目し、各走行車のトンネル内走行時間を各調査地点の再生画面を追跡することにより求め、以降のシミュレーションによる演算結果と比較してモデルの検証を行うための資料とした。2.追従理論の感応係数の推定;本研究の対象としている天王山トンネルのある名神高速道路京都南茨木間で試験走行を行ない、トンネル内の加減速の状況と渋滞後尾へ達した際の減速度を計測した。その方法は前年度のテレビカメラを主体とした方法に加えて、車間距離測定装置を用いて実験車とその前車との間の距離も測定しながら、走行速度および加減速度の実測を行ない、結果を追従理論式に代入して感応係数の推定を行なった。3.モデルの稼働と検証;62年度までに改良修正を加えたプログラムを用いて、渋滞発生前後の30分間の交通状況を演算させ、自由走行および渋滞の両領域の時間帯について、走行速度、走行時間および走行軌跡等の実測値との比較検証を行なった。シミュレーション結果にはまだ低速走行車両の影響が出ているが、追従理論の適用範囲と速度傾向の限界値の調整によりキャリブレーションを実施し、現行シミュレーションの最終値として妥当な結果を得た。4.制御手法の検討;現況シミュレーションの最終結果を利用して、各種制御手法のトンネル内交通流に及ぼす影響の評価を試みた。検討を行った制御手法は、1)トンネル坑口付近における流入調整、2)トンネル交通容量の向上策、および3)トンネル内車線利用規制の3案である。結果はいずれの案も渋滞の発生が著しい追越車線における速度の向上が認められ、効果のあることが確かめられた。
ヒト特異的DNA領域の検出とその個体識別法への応用

1.本研究では、ヒト特異的な遺伝子領域を得る手段として、ヒトのゲノムDNAからヒトに最も近縁な種として考えられるチンパンジーのゲノムDNAを差し引くゲノム・サブトラクションという手法を採用した。その結果ヒト特異的DNA断片と考えられる1クローン(PER5)を検出した。PER5を含むヒト・チンパンジーのDNA領域の全塩基配列を調べ、ヒトのみに存在し、チンパンジーには存在しない2282塩基対のヒト特異的DNA領域(HS5)を得ることができた。このHS5をプローブとしてヒトtotalDNAとの間でサザンハイブリダイゼーションを行うと、3大人種の個体例に例外なく単一のバンドが得られ、性差、個体差はなく、この領域はヒトゲノム中にのみ存在していることが明らかになった。HS5をプローブとして、人獣鑑別の目的でヒト以外の霊長類(チンパンジー、オランウータン、テナガザル、カニクイザル、キツネザル)およびイヌ、ウサギ、マウス、ニワトリのDNAを用いたZoo-blottingを行ったところ、バンドの出現は認められなかった。ヒト血痕についても検査したところ、6ヵ月経過血痕(DNA0.1μg、血液0.20.3ml相当)まで検出が可能であった。2.ゲノム・サブトラクション過程で、ヒトで特にコピー数が多く、マカクやラットでは少ない反復配列DNAを得た。これはSau3Aファミリーであり、68塩基対を反復単位としている。このSau3A配列について霊長類について調べたところ、ヒトと特に近縁な類人猿で顕著に増幅していることがわかった。ヒト、類人猿、旧世界ザル、新世界ザルのDNAとSau3Aリピート配列をプローブとしてサザン法で調べると、得られるバンドの数は、ヒト、チンパンジー、ゴリラの順で減少した。その他の霊長類ではバンドは認められなかった。またゴリラゲノムとのみ90%のホモロジーをもつことが明らかになった。本研究では、ヒト特異的な遺伝子領域を得るための手段として、ヒトのゲノムDNAから、ヒトに最も近縁な種であるチンパンジ-のゲノムDNAを差し引く、ゲノム・サブトラクションという手法を採用した。このようにして得られたクロ-ンをプロ-ブに用いたゲノムDNAとのサザンハイブリダイゼ-ションにより、ヒトのみに一本のバンドが出現し、チンパンジ-には全く出現しない、すなわちヒト特異的DNA断片である可能性が高いと考えられる1クロ-ン(PER5)を検出した。このPER5は106塩基対のDNAであり、出現したバンドの大きさは、EcoRI消化時には3.7kb、Hind III消化時には3.3kbの大きさであった。PER5を含むヒトとチンパンジ-のDNA領域の全塩基配列を決定した。その結果、5・側1070塩基対、および3・側415塩基対の計1485塩基については、計12個(<1%)の一塩基置換を除いて、ヒトにもチンパンジ-にも共通成分として存在していたが、その間の2282塩基対の領域はヒトのみに存在し、チンパンジ-には存在しないことが明らかになった。このようにして獲得されたヒト特異的DNA領域(HS5)をプロ-ブとして用い、ヒトtotalDNAとの間で、サザンハイブリダイゼ-ションを行なったところいずれも単一なバンドが検出された。次に、複数のヒトtotalDNAサンプル(日本人を含む3大人種18人)について、EcoRI消化の例で、HS5プロ-ブを用いたサザンハイブリダイゼ-ションを行なったところ、すべての個体例において3.7kbの単一なバンドが出現した。

これまでの結果により、HS5の上流側約1kbの領域は、性差、人種差、個体差もなく、ヒトゲノム中にのみ特異的に存在していることが明らかとなった。本研究では、ヒト特異的な遺伝子領域を得るための手段として、ヒトのゲノムDNAからヒトに最も近縁な種として考えられるチンパンジーのゲノムDNAを差し引くゲノム・サブトラクションという手法を採用した。このようにして得られたクローンをプローブに用いたゲノムDNAとのサザンハイブリダイゼーションにより、ヒト特異的DNA断片と考えられる1クローン(PER 5)を検出した。PER 5を含むヒトとチンパンジーのDNA領域の全塩基配列を調べ、ヒトのみに存在し、チンパンジーには存在しない2282塩基対のヒト特異的DNA領域(HS5)を得ることができた(1991年における成果)このHS5をプローブとしてヒトtotalDNAとの間でサザンハイブリダイゼーションを行ったところ、三大人種の個体例に例外なく単一のバンドが得られた。性差、人種差、個体差もなく、この領域はヒトゲノム中にのみ存在していることが明らかになった。HS5をプローブとして、人獣鑑別の目的でヒトとヒト以外の霊長類6種(チンパンジー、オランウータン、テナガザル、カニクイザル、キツネザル)のDNAを用いたZoo-blottingを行ったところ、ヒト以外にバンドの出現は認められなかった。ヒト以外のイヌ、ウサギ、マウス、ニワトリのいずれの種においてもシグナルは検出されなかった。ヒト血液についてHS5を用いてドットブロットハイブリダイゼーションを行ったところ、ヒト新鮮血痕、1週間経過血痕、1ヶ月経過血痕ではDNA0.1μg(血液0.020.03ml相当)、6ヶ月経過血痕ではDNA0.1μg(血液0.20.33ml相当)でシグナルの検出が可能であった。現在HS5以外のヒト特異的領域の検出と、ALU familyのBLUR 2のヒト特異性を検討している。1.本研究では、シト特異的な遺伝子領域を得る手段として、ヒトのゲノムDNAからヒトに最も近縁な種として考えられるチンパンジーのゲノムDNAを差し引くゲノム・サブトラクションという手法を採用した。その結果ヒト特異的DNA断片と考えられる1クローン(PER5)を検出した。PER5を含むヒト・チンパンジーのDNA領域の全塩基配列を調べ、ヒトのみに存在し、チンパンジーには存在しかい2282塩基対のヒト特異的DNA領域(HS5)を得ることができた。このHS5をプローブとしてヒトtotalDNAとの間でサザンハイブリダイゼーションを行うと、3大人種の個体例に例外なく単一のハンドが得られ、性差、個体差はなく、この領域はヒトゲノム中にのみ存在していることが明らかになった。HS5をプローブとして、人獣鑑別の目的でヒト以外の霊長類(チンパンジー、オラウータン、テナガザル、カニクイザル、キツネザル)およびイヌ、ウサギ、マウス、ニワトリのDNAを用いたZoo-blottingを行ったところ、バンドの出現は認められなかった。ヒト
分業の創発とそれを活用した人工物システムの持続可能性向上の追求

情報通信・センサ等のデバイス・機械技術の発展により、実世界をモニタし人間の活動の補助、安全安心の実現をめざしたシステムが導入され始め、今後も多くの応用が期待される。しかし環境のモニタリングによる大量の情報とイベントに基づき、それを実時間で処理する必要がある。これには、多数の計算機や制御プログラムを連携・協調させる技術が重要になる。さらに、人間社会に融合したシステムには、故障とシステム更新を想定した頑健性と持続可能性を実現する技術が必須となる。システムの自律的連携の学術的研究は、人工知能(AI)の分野では、ソフト・ハードウェアをエージェントとモデル化し、それらの分業と協調による効率化として提案されてきた。しかし、分業を自律的に創発させ、その最適化やチーム組織化をめざした研究、複数の構成要素からなる「人工物システム」の持続可能性を視野に入れた研究は見られない。特に、社会で継続的に機能させるために、システムの機能の停止や変動を最小限に抑えながら入替え・更新を実現する手法が重要と考えるが、ここでは分業の機能を活用してシステム持続可能性の向上を追求する。本研究期間では、昨年度取りかかった「適切な分業を創発させるアルゴリズムの考案と作業の効率化」を進めた。特に本年度では「分業行動戦略学習」の一部として、自らの行動と類似行動を学習したエージェントを同定する試みを開始した。これは定期的な停止を実現するための布石と考える。また次の研究項目であるである、「チーム構造の再構成による公平化と機能追求」も開始した。具体的には、簡単な交渉による分業の明確化・効率化を実現した。これらの初期結果をまとめ、抽象化したマルチエージェント巡回問題の成果として投稿し、採録された(掲載年月は未定)。同時に、分業の他の方法でもある担当領域の分割を決めた後に行動する手法についても着手した。研究計画と照らし合わせると、本年度は、初年度から開始した「分業の創発」と「分業行動戦略学習」についてさらに詳細な実験を加えることと、「チーム構造の再構成による公平化と機能追求」についても取り組みを開始することである。昨年度確認した「分業の創発」に、さらに「分業行動戦略学習」ついて新たな試みを加えた。前述したように分業した後に類似行動戦略をとる仲間を同定する手法を提案した。具体的には、近接したタイミングで通信ができるという性質を利用し、空間的かつ時間軸方向にも類似行動する他エージェントの推定手法を提案した。しかし、この仮定で、時間的位相は異なるが、空間的には類似行動するエージェントの存在もあり、これが相互に補完することも分かった。これは分業の質を上げるために必要であることも新たに判明した。「チーム構造の再構成による公平化と機能追求」についても取り組みを開始した(予定通り)。本年度は、簡単な交渉プロトコルにより、分業をさらに明確化・専業化することに成功した[文献]。これに付随して研究の重要性から着手したテーマとして、通信が近接条件でのみ可能な場合の分業に与える影響を調査した。ここでは、分担範囲を先に決めて行動するというアプローチを取った。その結果、常に通信可能な場合と比べて遜色はなく、さらに境界に重点領域を配置すると、相互補完により効率が向上することが新たに分かった。また、計画では述べていなかったが、エージェントの不均一性を考慮した分業、形状によってはこれまでの手法が適用できない環境への拡張にも着手した。以上の観点から、計画では未知の課題への取り組み行いながらも、計画通りの進行であると考える。今後は、研究計画にしたがうとともに、これまでに新たに発見した課題についても研究を進め、マルチエージェントシステムにおける分業の発生とその仕組みと性質解明の研究をさらに進める。具体的には、(1)本年度から着手してきた省エネルギーを主目的とした巡回問題の推進、(2)通信制限のある環境における効率への影響の解明、(3)エージェントの能力差を埋める分業手法、(4)計画的停止を考慮した分担領域の委譲と協調、などを中心に進める。また、計画には無かったが、深層学習を利用した協調行動(分業行動)の学習についても進める予定である。研究の進行に合わせ、国際・国内会議・論文誌への投稿・発表を進める予定である。情報通信技術、センサ・ロボット等のデバイス・機械技術の発展により、実世界をモニタし、人間の活動の補助、安全安心の実現をめざしたシステムが導入され始め、今後も多くの応用が期待されている。たとえばIoT (Internet of Things)のビジョンのように、実世界の広大な空間とそこで発生する多数の現象やイベントをカバーし、それに関する大量のデータを実時間で処理するには、多数の計算機や制御プログラムを連携・協調させる技術が重要になる。さらに、このような人間社会に融合したシステムには、柔軟性のほか、故障とシステム更新を想定した頑健性と持続可能性を実現する技術が必須となる。特に、ここではシステムの機能の停止や変動を最小限に抑えながらシステムの入れ替えや更新を効果的に実現する手法が重要と考える。またこれらの機能を活用してシステム部分的な引継ぎ・更新をスムーズに実現し、持続可能性の向上を追求する。

上記の方針のもと、本研究期間(初年度)では、「適切な分業を創発させるアルゴリズムの考案と作業の効率化」に焦点をあて、分業創発に関するアルゴリズムと評価について議論してきた。さらに、分業創発において省エネルギーを目指した行動戦略と、グラフをもちいた巡回問題の定式化と、クラスタリング手法を用いた一般化手法を試みた。研究計画の進行に照らし合わせると、初年度では、マルチエージェント(協調)連続巡回問題として一般化し、その課題における分業の創発に着手することであった。ここで分業の創発とは、(a)エージェント自らの能力に応じて分業と作業分担を同定(分業の発現)させ、(b)そこで適切な作業戦略を学習させる(分業行動戦略学習)ことであり、その結果、作業の公平性と効率性を高めることとしていた。これに対して、本研究期間では、マルチエージェント連続巡回問題としての問題の定式化を行い、分業を効果的に実現する交渉プロトコルについて研究を進め、評価をおこなった[文献X]。この結果、提案プロトコルが分業をうまく切り分け、全体の効率性を向上できることが示せた。また、研究計画には無い課題として、本研究期間中に、省エネルギーを中心とした分業体制と行動に関する研究の着手、ならびにグラフのノードに重み(巡回頻度に相当する)を着け、それに合わせて巡回ノードのグループ化とグループ内での経路の生成を行う問題として抽象化し、その準最適解を求めるアルゴリズムの提案を行った[文献Y]。情報通信・センサ等のデバイス・機械技術の発展により、実世界をモニタし人間の活動の補助、安全安心の実現をめざしたシステムが導入され始め、今後も多くの応用が期待される。しかし環境のモニタリングによる大量の情報とイベントに基づき、それを実時間で処理する必要がある。これには、多数の計算機や制御プログラムを連携・協調させる技術が重要になる。さらに、人間社会に融合したシステムには、故障とシステム更新を想定した頑健性と持続可能性を実現する技術が必須となる。システムの自律的連携の学術的研究は、人工知能(AI)の分野では、ソフト・ハードウェアをエージェントとモデル化し、それらの分業と協調による効率化として提案されてきた。しかし、分業を自律的に創発させ、その最適化やチーム組織化をめざした研究、複数の構成要素からなる「人工物システム」の持続可能性を視野に入れた研究は見られない。特に、社会で継続的に機能させるために、システムの機能の停止や変動を最小限に抑えながら入替え・更新を実現する手法が重要と考えるが、ここでは分業の機能を活用してシステム持続可能性の向上を追求する。本研究期間では、昨年度取りかかった「適切な分業を創発させるアルゴリズムの考案と作業の効率化」を進めた。特に本年度では「分業行動戦略学習」の一部として、自らの行動と類似行動を学習したエージェントを同定する試みを開始した。これは定期的な停止を実現するための布石と考える。また次の研究項目であるである、「チーム構造の再構成による公平化と機能追求」も開始した。具体的には、簡単な交渉による分業の明確化・効率化を実現した。
超精密無歪み加工による硬Ｘ線用光学素子の開発とその応用

面間隔0.1 mmの内壁反射面を有するマイクロチャネルカット結晶デバイスの無歪み仕上げ加工法の開発を実施した.従来の系では対応できない極狭内壁面に対する新加工系として,厚さ0.075 mmの金属リボンを利用したプラズマ発生機構を考案した.基礎実験では,間隔0.1 mmで固定した2枚のSiウエハからなる試料系を構築し,アースの取り方を工夫することで,生成した微小プラズマによる内側のウエハ表面への除去加工が可能であることを確認した.続いて,既存機械加工技術により切り出したマイクロチャネルカット結晶の極狭内壁面に対して本手法を適用し,SPring-8で平面波X線を用いて反射面の結晶性を評価した.本手法適用前におけるX線反射像には,結晶ダメージ起因の反射プロファイルの乱れ,反射率低下が見られたが,本手法を適用することで乱れの少ないプロファイル,理論値近くの反射率の取得を達成した.作製された本デバイスをX線自由電子レーザー施設SACLAに導入したところ,これまで提案されていたXFELの高度化手法よりも高強度な狭帯域X線レーザーを生成できることが示された.また,前年度までの研究で実用化に成功した硬X線分割・遅延ユニットを常設装置としてSACLAに導入した.海外の測定グループとの共同研究によって,X線ポンプ・X線プローブ法によるフォノン挙動分析や,X線光子相関分光法による水分子の高速ダイナミクス測定を実施し,物質科学分野に新たな知見をもたらした.同様の装置はその有用性の高さゆえに多くの海外放射光施設においても導入が検討されており,現在世界中から我々のグループに本ユニットのキーデバイスである高品質チャネルカット結晶の加工依頼が相次いでいる.以上より,開発した超精密無歪み加工技術はX線分析技術の世界標準の向上に寄与するとともに,モノづくり立国としての日本のプレゼンスを高める一翼を担っている.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。硬X線分割・遅延ユニットの課題であった絶対遅延時間の高精度保証手法として,分割X線パルスの可干渉性を利用した遅延時間ゼロの決定を利用することを検討した.X線自由電子レーザー施設SACLAにおいて,本ユニットにより生成した2つのパルスを干渉させ,その縞のビジビリティが最大となるよう光路長差を調整することで,数フェムト秒精度で遅延時間ゼロを決定した.精密リニアステージによって光路長差(相対遅延時間)は十分高精度に制御可能であることから,フェムト秒精度における時間制御が可能であることが示された.続いて,本ユニットの実証実験として,X線干渉法を用いたX線パルスの時間特性評価を行った.生成した2パルス間の干渉像のビジビリティを取得し,その遅延時間・周波数差依存性をそれぞれ取得することで,X線パルスのコヒーレンス時間とパルス幅を推定した.時間精度保証により本ユニットを実用段階まで発展させただけでなく,超高速現象観察実験において不可欠な光特性の解明にも成功した.また,これまで行ってきた大気圧プラズマによるエッチング法に基づくチャネルカット結晶内壁の無歪み化加工は,狭いチャネル幅へは適応できず汎用性の低さが課題であった.加工装置系を見直し綿密に加工特性を調査することで,加工精度を維持したまま半分以下への電極小型化が可能であることを突き止め,実際に小型電極を用いて優れた結晶性,表面平坦性が得られることを確認した.本手法を用いて,SACLA用のチャネルカット結晶汎用モノクロメータの内壁面に対する無歪み化加工を施した.大型放射光施設SPring-8においてX線トポグラフィにより評価したところ,加工前後において明らかな反射特性の改善が見られた.本成果によってX線実験における常用素子であるモノクロメータの高品質化が達成され,X線分析技術全体の高度化に寄与した.交付申請書に記した手法によって硬X線用分割・遅延ユニットの実用化における最後の課題であった時間精度保証を達成し,最終年次に実施するフェムト秒超高速現象観察実験に向けた準備を計画通り完了させている.更に,光特性診断という形で既に本ユニットの応用実験も繰り上げてスタートさせており,それに関して学術論文も発表済であることから,進捗は極めて順調であると言える.一方,結晶デバイス加工に関しては,加工系の改善により適用可能な結晶デザインの範囲拡大を図り,加工特性調査によって理想とする表面状態が得られる最適解を導出するまでは計画通り終えている.ただ,極狭溝の内壁表面の測定方法の構築には想定より時間がかかったため,年次計画の順序を一部入れ替え,まずは特別な測定法を必要としないようなデザインのチャネルカット結晶の作製に取り組んだ.全体としての進捗の遅れはほぼ無くなり,かつ上記加工手法改善の効果を同年度中に確認したことで,迅速に新たな課題を発見し加工法開発プロセスへとフィードバックすることができた.面間隔0.1 mmの内壁反射面を有するマイクロチャネルカット結晶デバイスの無歪み仕上げ加工法の開発を実施した.

従来の系では対応できない極狭内壁面に対する新加工系として,厚さ0.075 mmの金属リボンを利用したプラズマ発生機構を考案した.基礎実験では,間隔0.1 mmで固定した2枚のSiウエハからなる試料系を構築し,アースの取り方を工夫することで,生成した微小プラズマによる内側のウエハ表面への除去加工が可能であることを確認した.続いて,既存機械加工技術により切り出したマイクロチャネルカット結晶の極狭内壁面に対して本手法を適用し,SPring-8で平面波X線を用いて反射面の結晶性を評価した.本手法適用前におけるX線反射像には,結晶ダメージ起因の反射プロファイルの乱れ,反射率低下が見られたが,本手法を適用することで乱れの少ないプロファイル,理論値近くの反射率の取得を達成した.作製された本デバイスをX線自由電子レーザー施設SACLAに導入したところ,これまで提案されていたXFELの高度化手法よりも高強度な狭帯域X線レーザーを生成できることが示された.また,前年度までの研究で実用化に成功した硬X線分割・遅延ユニットを常設装置としてSACLAに導入した.海外の測定グループとの共同研究によって,X線ポンプ・X線プローブ法によるフォノン挙動分析や,X線光子相関分光法による水分子の高速ダイナミクス測定を実施し,物質科学分野に新たな知見をもたらした.同様の装置はその有用性の高さゆえに多くの海外放射光施設においても導入が検討されており,現在世界中から我々のグループに本ユニットのキーデバイスである高品質チャネルカット結晶の加工依頼が相次いでいる.以上より,開発した超精密無歪み加工技術はX線分析技術の世界標準の向上に寄与するとともに,モノづくり立国としての日本のプレゼンスを高める一翼を担っている.実用化段階に至った硬X線分割・遅延ユニットを用いて超高速X線原子挙動観察を実施する.フェムト秒からナノ秒という広範囲な時間領域を探索可能であるという特長を活かし,ピコ秒スケールの挙動であると言われている原子振動(フォノン)を観察対象とする.例えば,X線励起後の相転移現象に対するフォノンとの相関からのアプローチ,または水分子の自発的な揺らぎを捉えることによるその特異な物性の解明を検討している.結晶デバイス加工に関しては,放射光施設の加速器分野において極狭チャネル幅を有する高品質結晶素子の需要があることが判明した.狭溝の内壁表面の測定方法を構築するとともに,更なる電極の小型化・加工の高精度化を図り,従来の加工・測定法ではアクセスできない内壁面の高精度無歪み化を達成する.これまで開発してきたプラズマエッチング法では電極と加工対象表面との間に相当量の空間を必要とするため,目標とするチャネル幅の小ささを考慮すると電極の小型化だけでは対応できない可能性がある.その対応策としては具体的に,狭チャネルへの電極挿入を必要としないプラズマジェット加工法,または細ワイヤを用いた金属アシストエッチング等別の加工技術の採用を検討しており,それらの加工特性調査も並行して進めていく.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
幼児のコントロール欲求の発達に関する実験的研究

平成7年度における幼児の予測行動の分析から,年齢段階(年長・年中)、課題の種類(輪投げ・くじ引き)にかかわらず、自分の将来の成績の予測において、過大評価の傾向があることが明らかになった。そこで本年度では,予測行動における個人差を明らかにするために,課題遂行行動を8ミリビデオを用いて記録し,その課題遂行行動の個人差と予測行動との関連性について分析を行った。その結果,スキル課題である輪投げにおいては,年長・年中にかかわらず,男児の方が女児よりも,前予測,遂行成績,次予測いずれも高く,また遂行行動の行動観察に基づいて得られた達成意欲得点も,男児の方が高いことがわかった。この結果より,就学前の年齢段階で,すでに達成あるいは競争場面における動機づけに性差が見られることが確認された。また,輪投げ遂行時にはsmileは観察されなかったが,くじ引き遂行時には頻繁に観察され,男児の方がsmileの生起率が高い傾向にあった。このチャンス事象に感じる「おもしろさ」に見られる性差は,コントロール欲求の発達を考える上で,興味深い結果であると言える。1995年度は、幼稚園年長組幼児28名(男16名、女12名)と年中組幼児24名(男11名、女13名)を対象として、6月、11月、3月の3期にわけて、以下の実験を行った。成功・失敗が個人のスキルによって左右されるスキル課題における幼児の結果の予測行動を調べるために、輪投げ課題を用いて、課題を実施する前の事前予測と、次の機会における成績の予測を幼児に求めた。また同様の手続きにより、成功・失敗がまったくの偶然により左右され、個人のスキルが介在する余地のないチャンス課題における予測行動をくじ引き課題を用いて調べた。6月と11月のデータ(3月のデータは現在分析中)から得られた主要な結果は以下の通りである。年長児・年中児、および遂行前の成績の予測、遂行後における次回の成績の予測、のそれぞれについて、結果を、2(課題の種類;くじ引、輪投げ)×2(調査時期;6月、11月)の2要因配置で分散分析を行ったところ、年長児の遂行前の成績の予測についてのみ調査時期の主効果がみられた(F(1, 102)=10.36, p<0.01)。つまり、スキル課題である輪投げにおいても、チャンス課題であるくじ引きにおいても、年長児は6月時点より11月時点の方が、有意に高い成績をあげられるだろうと事前に予測していた。しかしこの結果が、発達的要因によるものか経験の要因によるものかは、今回のデータだけでは判断はできない。また課題の種類による予測行動の違いは確認することができず、スキルとチャンスの事象の相違を年長・年中児はいずれも知覚していなかったことが示唆された。平成7年度においては,幼稚園年長組および年中組幼児を対象として,個人の行動の結果に対するコントロール欲求の強さの測定を行った。実験は,年長・年中ともに,6月,11月,3月の年3回行い,コントロール欲求にみられる性差,年齢差,および1年の間の縦断的な変化,の検討を行った。その結果,以下の諸点が明らかになった。(1)課題においてよい得点をあげようという欲求(結果をコントロールしようとする欲求)は,課題場面における行動観察から,年長児のほうが強いことが示唆された。ただし,この欲求の強さについては,上述した変数の影響よりも,個人差の要因が大きく影響していた。(2)結果のコントロールにおいて,課題がチャンス事象である場合とスキル事象である場合では意味が異なることを,この年齢段階の幼児は,あまり理解できていない。(3)実際の遂行成績と次回の遂行結果の予測とは随伴的ではなく,予測において結果を過大評価する傾向がみられた。平成8年度においては,7年度と同じく幼稚園年長組および年中組幼児を対象として,他者の行動結果に対するコントロール欲求の強さの測定を行った。自由遊び場面に,他者の行動結果をコントロールすることが可能な場面を設定し,その行動観察により対人場面におけるコントロール欲求の現れ方について分析を行った。その結果,この対人的コントロールについても,性差・年齢差を越えた個人差が大きいことが示唆された。すなわち,個人の結果に対するコントロール欲求の強い幼児が,必ずしも,対人場面において,他者の行動の結果に対する強いコントロール欲求を示すとは限らなかった。
新しい低侵襲治療「非穿孔式内視鏡的胃壁内反切除術」に関する基礎実験

ブタを用いた動物実験系において、胃腫瘍に対する新しい内視鏡切除法として本研究者らが考案した非穿孔式内視鏡的胃壁内反切除術の実行可能性および安全性を検証した。机上実験および生体における急性・慢性実験において本手技が安全に完遂可能であることを確認しえた。実験成果をもとに所属機関の倫理委員会から承認が得られ、胃粘膜下腫瘍に対する本術式を安全に臨床導入することが可能であった。内容を論文化し英文誌に受理された。本研究は、ブタを用いた動物実験系において、胃腫瘍に対する新しい内視鏡切除法としての非穿孔式内視鏡的胃壁内反切除術の実現可能性および安全性を検証し、「管腔を穿孔させない胃壁全層切除」の臨床応用を実現させることを目的とした研究であり、平成24年度は生体ブタを用いて本術式の実行可能性および安全性に関する慢性実験を行うことを当初の計画として挙げた。前年度に報告した通り、すでにブタ3頭に対する1週間生存実験を終えてはいたものの、学会等における議論の中で病変切除部の耐性のさらなる確認が課題として挙げられたため、施設附置倫理委員会の承認を得た後、ブタ3頭を用いて生存期間を1か月に設定した慢性実験を施行した。結果、全例で術後経過良好であり、本法の安全性を確認することができた。さらに、切除部の耐性を挙げるための新しい内視鏡的粘膜縫合法を考案し、予算に余裕があったことから、ブタ胃と生体ブタを用いた動物実験を行いその実行可能性を確認した。結果は国内外学会および論文化の形で発表予定としている。研究期間全体としては、申請時に計画した1ブタ切除胃を用いた机上実験、2生体ブタを用いた急性実験、3生体ブタを用いた慢性実験、の全てを期間内に予算の範囲内で実行し、本研究の目的である非穿孔式内視鏡的胃壁内反切除術における実行可能性と安全性の確認を達成しえた。さらに、本研究の実績を踏まえ、研究代表者の所属していた大学附属病院において倫理委員会承認の下胃粘膜下腫瘍に対する本法の臨床導入を実現し、異動先の大学附属病院においても、胃粘膜下腫瘍に対する本邦の実行可能性と安全性に関する探索的臨床研究を倫理委員会承認の下開始した。また、本法の安全性をさらに高める工夫として新しい内視鏡的粘膜縫合法を考案し、動物実験を通じてその実行可能性を検証した。今後は臨床における本法の適応拡大を視野に入れ、研究を継続している予定である。本研究は、ブタを用いた動物実験系において、癌を含めた胃腫瘍に対する新しい局所切除法としての非穿孔式内視鏡的胃壁内反切除術の実現可能性および安全性を検証し、「管腔を穿孔させない胃壁全層切除」の臨床応用を実現させることを目的とした研究である。平成23年度の実験計画として(1)ブタ切除胃を用いた本術式における腹腔鏡操作に関する検証および(2)生体ブタを用いた急性実験を当初の計画として挙げた。(1)においては、内視鏡および腹腔鏡トレーニングキットを机上で組み合わせて本術式を施行、切除胃6個全てにおいて手技の完遂が可能であった。結果を国内および国際学会で発表した。(2)においては、(1)の結果を踏まえ、施設附置倫理委員会の承認を得た後、生体ブタ3頭に対し本術式を施行、全例で偶発症なく手技を完遂しえた。さらに(1)、(2)の結果を英文誌に投稿した(査読中)。実験が順調に推移しており、予算に余裕があったことから、当初平成24年度に計画していた(3)生体ブタを用いた慢性実験を前倒しして施行することが可能であった。(3)においては、施設附置倫理委員会の承認を得た後、生体ブタ3頭に対し本術式を施行、全例で偶発症なく手技を完遂しえた。観察期間として1週間飼育し、術後経過が良好であることを確認した。結果を国内および国際学会で発表予定である。一連の研究により、本術式が技術的に実行可能であること、また短期的には安全な手技であることを確認できたことから、本研究代表者の勤務していた東京大学医学部附属病院において、倫理委員会の承認を得た後臨床導入へと至った。今後は、長期予後に関する安全性の確認と胃癌に対する本術式の適応拡大を目的として、観察期間を1か月とした慢性実験、および本術式と胃センチネルリンパ節理論を組み合わせた新しい低侵襲局所切除術の検討を行うとともに、慎重に臨床症例を蓄積していく予定である。平成23年度にはブタ切除胃を用いた机上実験及び生体ブタを用いた急性実験を計画していたが、研究が順調に推移していたこと、また経費を可能な限り節減したことなどにより、年度内に慢性実験(観察期間1週間)まで遂行することができた。平成24年度はまず生体ブタを用いて観察期間を1か月に延長した慢性実験を施行する。その後、胃癌手術における理想的な局所切除法の確立を目的として本手技に胃センチネルリンパ節理論を導入する。

すなわち、最小限の胃癌局所切除法である本手技と、同じく最小限のリンパ節廓清を可能とする胃センチネルリンパ節理論を組み合わせることで、過不足のない切除範囲で胃癌の根治切除が得られることを目的とした実験を施行する。具体的には、生体ブタを用いて仮想病変を本手技にて局所切除すると同時に、上記理論に基づいた最小範囲のリンパ節を廓清する手術を施行し、残胃の壊死、創感染、腹膜炎などの術後合併症の有無をしかるべき観察期間で検証する。本研究代表者は平成23年8月より、胃センチネルリンパ節理論を精力的に研究している一般・消化器外科を有する慶應義塾大学に異動し、彼らとともに本研究を継続している。また、所属している腫瘍センターは棟地下に専用の動物実験施設を有しており、慢性実験を含めた動物実験が容易に行える環境にある。本研究は動物実験が主体であるため、次年度においても使用する施設に要する費用、動物および手術器具の購入費用に最も多くの経費がかかると考える。具体的には、動物実験施設使用料(病理検体作成費を含む)、ブタ購入・飼育費、手術器具・薬品など実験用消耗品として1,440,000円を計上した。また、研究成果を発信する手段として内視鏡および腹腔鏡画像(動画を含む)の記録が必須であるため、設備備品費として必要最低限のデータ記録装置購入費200,000円を計上した。旅費に関して、研究成果を発信する手段としての学会参加費用に必要な最低限の費用(200,000円)を計上した。また実験の性質上研究協力者が必須であるため、実験補助員に対する謝金として120,000円を計上した。その他の費用として、論文作成時に必要なシェーマ作成費を40,000円計上した。
形態形成の調節機構-初期発生を制御する分子機構

(1)本年度はアクチビンやBMPの受容体ファミリーの初期発生におけるシグナル伝達の特異性について解析した。アクチビン受容体と考えられているALK-2、BMP受容体と考えられているALK-3およびALK-6を構成的活性型とし、初期胚の腹側あるいは背側領域に過剰発現させ、背腹軸形成に及ぼす影響について検討した。(2)細胞表層ヘパラン硫酸に親和性をもつフォリスタチン(FS)は、アクチビンのビテロゲニンへの結合能を高め、より効率的にアクチビンを卵黄小板へ移送した。また、アクチビンはツメガエル胞胚期の動物半球細胞表層にFSを介して結合した後、エンドサイトーシスにより細胞内へ取り込まれて分解された。こうしたアクチビン分解系は、ツメガエル初期発生での神経誘導に際し、アクチビンシグナルの遮断機構として働いているらしい。(3)ミッドカインの作用機構について研究し、神経突起伸長の際はシンデカンおよびNーシンデカンといったヘパラン硫酸プロテオグリカンのヘパリン様糖鎖ドメインの識別が基本的に重要であることを明らかにした。一方、サイトカン様活性を示す時はヘパリン様糖鎖の作用は間接的で13kDaの受容体が存在した。ミッドカインはアクチビンによる中胚葉誘導を阻害し、その結果頭部神経の分化を促進することも判明した。(4)イモリ精巣断片の器官培養において、ヒトIGF-Iが精原細胞の増殖を促進し、減数分裂を開始させることが明らかになった。更に、PT-PCRによって、イモリSHリセプター(FSHR)の細胞外部分をコードする約800bpのcDNAクローンを得た。(5)ホヤ胚の不等卵割に関わる構造として、Centrosome-Attracting Body(CAB)と名付けた構造を発見し、その機能を解析した。CABは胚の後極に形成され、中心体及び核を引きつけることにより不等卵割を引き起こす。両生類初期発生における胚誘導の分子機構の班では以下の研究成果を得た。1)初期胚(st1-5)からのアクチビンとフォリスタチンを単離した。その結果、アクチビンBが他のアクチビンAまたはABよりも少し多く、フォリスタチンはアクチビンに比べ多くの量が存在した。2)アクチビンとRAの混合物は腎管を誘導する。4)初期胚では発生の8細胞期の解離割球では反応能を獲得する。これは単に組織学的だけではなく、α-アクチンやWnt、goosecoidをつかった遺伝子マーカーをつかった系でも証明された。ホヤ胚における細胞分化の分子メカニズムの解析においては、以下のような研究をした。1)表皮細胞特異的遺伝子の単離を行った中で、ホヤのSEC61pホモローグらを解析した。2)脊索細胞特異的遺伝子の単離を試み、ホヤのT遺伝子ホモローグ(As-T)のcDNAを単離してその発現を調べたところ、As-T遺伝子は脊索細胞に限り、脊索に限定されるとすぐに発現することがわかった。アフリカツメガエルにおける背腹軸形成の解析では、次のようである。1)細胞質の分画を試みた。RNアーゼ処理はこの分画の活性に対して影響はなかったが、プロテナーゼ処理は活性をほぼ半分に低下させた。ショウジョウバエ胚の極細胞形成におけるミトコンドリアIrRNAの役割について研究を行った。1)胚において観察した33のミトコンドリア-極顆粒接合体のうち(91%)で、シグナルはミトコンドリアと極顆粒の境界部に存在した。ややステイジの進んだ、初期卵割においては、極顆粒がミトコンドリアから離れており、シグナルはすべて(58/58)極顆粒上に検出された。ツメガエルの背腹軸パターン形成におけるBMP受容体の機能について下記のように研究した。1)BMP受容体遺伝子の単離を試み、mTFR11受容体はBMP-2及びBMP-4とは結合するが、アクチビンやTGF-βあるいは他のBMPサブユニットとは結合しないことが確認された。2)ツメガエルBMP受容体cDNAはアミノ酸数527個からなる受容体型セリン/スレオニンキナーゼをコードし、マウスBMP受容体とアミノ酸レベルで80%の相同性を有していた。両生類の初期発生において最初の分子シグナルである中胚葉因子としてアクチビンがあるが、これの活性化を調節し結合しているものにフォリスタチンとビテロジェニンがある。ビテロジェニンのTGF-βに対する結合能と特異性が調べられた(浅島、杉野)。その結果、卵形成におけるアクチビンの蓄積のメカニズムに新しい方向がみい出された。BMPのドミナントネガティブ実験によっても二次胚が形成された(上野)。また神経形成に関して、Midkineによる神経分化に関してその発現部位が明らかになった(村松)。また新しい神経特異的発現遺伝子であるHMGとGSの2つの遺伝子のクローニングとその機能解析がなされた(浅島)。筋肉分化については未受精卵中に存在するマイオプラズムに特異的に反応する抗体が新しくとられ、その遺伝子解析がなされた(佐藤)。その他にホヤの筋分化と結びついてホヤのBrachyury遺伝子の単離と解析、この遺伝子と脊索および筋分化の相互作用についても明らかになった。未受精卵中にあって生殖細胞の決定に関与するミトコンドリアのlarger-RNAが単にショウジョウバエだけではなく、ツメガエルにもあてはまるメカニズムであることを明らかにした。