hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体パラ水素中のアト秒コヒーレント分子制御

昨年度の研究では気相中にある二原子分子の電子励起状態に複数の振動波束を作成して、波東間の干渉を観測および制御する実験(コヒーレント制御実験)を行ってきた。本年度はさらに対象となる系を広い意味でのデコヒーレンスのある系へと拡張して、デコヒーレンスが波束の運動に与える影響を観測することを目的とし、大きく分けて二つの系について研究を行ってきた。第一の系は気相中にあるヨウ素分子であり、電子励起状態に振動波束を作成した後に、電子励起状態のポテンシャルを擾乱させる目的で波長800nmの強レーザー光を系と相互作用させた。その後、最終的な系の振動状態間分布をナノ秒レーザーによって準位選択的にプローブした。この結果、800nmのレーザー光の入射によって、各振動準位のポピュレーションがそれぞれ異なる位相で振動し始める様子が観測された。このことは、強レーザーパルスとの相互作用が振動波束を構成する各振動準位によって異なることに対応し、非常に興味深い。詳細な現象の解析は現在行っている最中である。デコヒーレンス測定の第二の対象は固体パラ水素中に単離したサンプル分子の振動波束に対するコヒーレント制御実験である。昨年度に続き、様々な装置の立ち上げを行った。よりパルス幅の短いレーザー光を得るためにチタンサファイアレーザーでポンプして動作するNoncolliniarOPAを作成した。パルス幅およそ30fs,550nm付近の波長で15μJ程度の出力を確認した。水素ガスを99.9%純粋なパラ水素ガスに変換するためのコンバータを作成したが、触媒との相互作用部分に問題があり、現在部品を改良しているところである。正直なところ、最初に述べた非共鳴パルスの実験で興味深い結果が得られ、そちらに注力したため、当初の計画で予定していた固体水素中での実験を完了することはできなかったがコンバータが完成し次第、固体水素中での実験を行う予定である。当初の予定通り、固体中での実験との比較対象となる気相中での孤立分子のコヒーレント制御に関する実験を行った。まず第一に位相ロックダブルパルスにより二つの分子振動波束をヨウ素分子中に作成し、その時間発展をフェムト秒ポンププローブ法で観測した。ナノ秒プローブ光によるポピュレーション解析と組み合わせることにより、分子振動波束に含まれる各振動固有状態の振幅および相対位相を読み取ることができることを示した。この結果については(研究発表1)として出版された。フランス・ツールーズ大学のProf.B.GirardおよびProf.C.Meierとの共同研究で、分子振動波束の位置、時間超高分解能二次元マッピングを試みた。分子振動波束がHalf Revivalと呼ばれる自己干渉効果を示す領域において空間分解能1pm,時間分解能100fsという精度で干渉する波の様子を捉えることに成功した。この結果については(研究発表2)として出版された。現在、非共鳴パルスの特性(チャープ量、時間幅)を測定するためのSPIDER (Spectral Phase Interferometry for Direct Electric-field Reconstruction)を作成中であり、この装置を用いてパルスの特性を特定しつつ、分子振動波束に非共鳴パルスが照射された場合の波束の変化を測定する予定である。また、本年度は極低温クライオスタットおよびオルトパラ水素コンバータの設計、発注を行った。クライオスタットに関しては冷却テストを行い4.5Kまでの冷却を確認した。現在、サンプルを含むパラ水素ガスをクライオスタット中の冷却基板に吹き付けるための導入ラインの設計、検討を行っている。
衛星と降水の同位体観測ネットワ-クによる大陸における水循環過程の研究

水蒸気輸送過程が強く反映されている降水の同位体測定デ-タを、雪氷・植生分布とその変動に関する衛星デ-タと関連づけて考察することにより、水循環過程を解明することを目的に、IAEA/WMOによる降水の同位体観測ネットワ-クによる降水の同位体デ-タと、雪氷被履面積の変動や、植生の面積と活動の変動との関連性について検討を行っている。東ユ-ラシアにおける積雪被履面積のIndex値の月および年変動と、IAEA/WMOによる降水の同位体観測ネットワ-クのステ-ションである、日本の東京や凌里における降水の同位体変動との間に関連性のあることを見出した。日本における降水のδDーδ^<18>O関係については、冬とその他の季節では異なることが分かっている。東京や凌里における降水の冬のδDーδ^<18>O関係が、東ユ-ラシアにおける積雪被履面積の多い年には、56月にまでも遅れることが見出された。また、インドネシアのジャヤプラにおける降水のδDーδ^<18>O関係は、東ユ-ラシアにおける積雪被履面積の多い年とそれ以外の年では大きく異なる関係を示すことが見い出された。このことはさらに、東ユ-ラシアにおける積雪被履面積→インド・モンスーン→エルニ-ニュの関連を通して、気象衛星NOAAの緑色植生の密度と活力の指標となるNVI値から求めた、熱帯雨林の光合成生産の変動と大きく係わっており、そして地球の大気CO_2濃度の異常を引き起こしていることも、明らかになった。
空間的統合モデルを用いた外来生物リスク軽減の経済分析

侵略的外来生物は在来生物と競合し,その結果,農産物被害など様々な経済・生態的損失をもたらす.それゆえ,その効果的かつ効率的な管理が求められている.外来生物は一旦侵入し定着すると,時間に応じて定着場所から近隣地域に拡散し,被害を広げる.ここでは,外来種の拡散メカニズムをセルオートマンで再現し,様々な管理の空間配置が外来種の拡散にどのような影響を及ぼすかシミュレーション分析を行った.外来種として,マメ科の落葉高木を取り扱い,拡散制御の管理の様々な時空間パターン配置が,この外来種の拡散に及ぼす影響を,時空間的シミュレーションモデルにより定量化し,比較分析した.本研究結果は,拡散制御のための空間管理は,その管理の結果生じる外来種の拡散程度と,管理費用の違いを考慮し,比較することが経済効率性の観点から重要であることを示唆した.侵略的外来生物は在来生物と競合し,その結果,農産物被害など様々な経済・生態的損失をもたらす.それゆえ,その効果的かつ効率的な管理が求められている.外来生物は一旦侵入し定着すると,時間に応じて定着場所から近隣地域に拡散し,被害を広げる.ここでは,外来種の拡散メカニズムをセルオートマンで再現し,様々な管理の空間配置が外来種の拡散にどのような影響を及ぼすかシミュレーション分析を行った.外来種として,マメ科の落葉高木を取り扱い,拡散制御の管理の様々な時空間パターン配置が,この外来種の拡散に及ぼす影響を,時空間的シミュレーションモデルにより定量化し,比較分析した.本研究結果は,拡散制御のための空間管理は,その管理の結果生じる外来種の拡散程度と,管理費用の違いを考慮し,比較することが経済効率性の観点から重要であることを示唆した.本研究の目的は,様々な環境及び経済的被害を引き起こしている外来生物の効率的管理について理解を深めるため,動的・空間的な外来生物の拡散メカニズムに関する知見と最適管理モデルを統合し,最適管理の理論的分析及び,数値シミュレーションを行うことである.そして,最適管理空間配置の一般的な特徴を明らかにすることを目指す.本年度は,最適化モデルの枠組みで,空間パターンの評価を可能にするため,空間モデリングの基盤となる隣接構造を把握するGISマクロの開発を行った.さらに,導出された隣接構造のデータを森林管理空間配置の実際問題に応用し,その汎用性を確認した.(この結果は論文として統計数理58(1)にまとめた.)また,生物学・生態学の様々な知見を最適化モデルと統合するアプローチを実際の応用問題に適用することで,その統合プロセスのノウハウを蓄積し,課題を明らかにし(これは論文として環境情報科学論文集23にまとめた),外来種問題における統合モデリングの可能性を検討した.同時に,外来種の空間分散プロセスに関する文献を集め,関連分野の学会参加などを通して積極的に情報収集および意見交換を行った.特に,外来種であるCheat Grassについては,その発生が森林火災と非常に深く関わっており,その発生パターンは火災発生の空間パターンと相関があると言われている.本年度は,以前より進めてきた森林火災リスク軽減のための最適管理の経済分析を拡張したものを取りまとめた(Canadian Journal of Forest Research 40 (1)).具体的には様々な環境的変化,物理的および経済的状況化での火災拡散シミュレーションと最適管理空間パターンの分析結果の取りまとめである.この作業を通して,Cheat Grassについての拡散メカニズムについての理解を深めた.外来生物は在来生物と競合し,植生を変化させ,生物多様性の喪失や農産物害を引き起こす.また,外来生物の侵入による植生の変化が,森林火災など自然災害リスクの可能性を高める場合がある.このように外来生物の侵入・定着・拡散は様々な生態的・経済的損失をもたらす.本研究の目的は,様々な環境及び経済的被害を引き起こしている外来生物の効率的管理について理解を深めるため,動的・空間的な外来生物の拡散メカニズムに関する知見と数理モデルを結合し,数値シミュレーションを行うことである.そして,効率的・効果的な管理空間配置の特徴を明らかにすることを目指す.本年度は,昨年度収集した外来種の空間分散プロセスに関する文献をもとに,外来種の拡散メカニズムをセルオートマンで再現し,様々な管理の空間配置が外来種の拡散にどのような影響を及ぼすかシミュレーション分析を行った.具体的には,外来種として,マメ科の落葉高木を取り扱い,拡散制御の管理の様々な時空間パターン配置が,この外来種の拡散に及ぼす影響を,時空間的シミュレーションモデルにより定量化し,比較分析した.本研究結果から,拡散制御のための最適な管理帯の幅は,その管理の結果生じると予想される外来種の拡散程度と,幅の大きさによる管理費用の違いを考慮し,比較することが経済効率性の観点から重要であることが示唆された.また,外来種リスク軽減のための最適管理空間配置モデルの基盤となる空間最適化モデルを構築した.今後,効率的な外来種管理に向けて,管理幅だけでなく,より一般的な管理の空間構造について調べるうえで,ここで構築した最適化モデルとシミュレーションモデルの結合は非常に有効な分析ツールとなると考えられる.
ビデオツールを活用した保育者の暗黙知の可視化と集合的知の形成過程の分析

本研究はビデオツールCAVSceneを活用することで、保育者の専門性に深く関わる暗黙知の可視化、及びビデオカンファレンスにおけるビデオ記録の共有によって専門的な知がどのように集合的に生成されるか、そのプロセスを解明することを目的とした。その結果、(1)専門家の省察や知の生成に関わる国内外の研究の動向を調べたところ、ビデオを活用した専門家の省察と暗黙知を結びつけた研究は国内外を見てもなく、本研究が独自であることが明らかになった。(2)ビデオデータを活用した保育者の暗黙知については、同じツールを使用しても、その痕跡はそれぞれの人で異なることが明らかになった。特に、CAVSceneはリアルタイムに映像上に文字や記号などのメモを残せることを特徴とするリフレクションを支援するツールにもなっているが、ある実践者は文字情報でメモを残すことなく、映像情報によるサムネイル一覧や場面の色枠などのマークだけを利用して、重要な場面の即時再生、省察、他者との共有までを行っていることが明らかとなった。これまで省察と言語化を結びつける議論はあったが、言語化せずに映像のまま省察を行っているという発見は、本ビデオ研究によって初めて明らかになったことである。(3)ビデオ記録の共有による集合的知の形成のプロセスについては、映像は文字だけの記録をたよりに集合的知を形成するのとは異なり、映像上のどこに注目してそれぞれの参加者が情報を読み取るかは多様であり、映像事実に基づいた上での多様な根拠ある意見が言えることが、集合的知の生成を豊かに展開する鍵となることが示された。(4)本研究の知見をもとに、保育研修プログラムに半年に渡り関わった結果、複数のグループでそれぞれ異なるテーマが生成され、その表現方法も内容に合わせて異なった。この多様性こそが実践を豊かにし、保育の質の向上に寄与すると考えられた。本研究は申請者がこれまでに開発、製品化し、一般の普及にも努めてきたビデオツールCAVSceneを活用することで、保育者の専門性に深く関わる暗黙知の可視化、及びビデオカンファレンスにおけるビデオ記録の共有によって専門的な知がどのように集合的に生成されるか、そのプロセスを解明することを目的としている。そのため本研究では以下の4つの軸をもって進めることとしている。(1)専門家の省察や知の生成に関わる先駆的な研究についての調査、(2)ビデオデータを活用した保育者の暗黙知の分析と可視化、(3)ビデオ記録の共有による集合的知の形成のプロセスの分析を行い、(4)その成果を基に保育者の専門性の向上のためのプログラム開発を行い、国内外に広くその成果を発信することである。以上の目的のもと、平成28年度は本研究期間3年間計画の初年度であり、上記の(1)(3)までを進めることになっていた。(1)については、国内外研究動向調査として、ヨーロッパ幼児教育学会EECERA、国際教育工学会ED-MEDIA、日本教育工学会、日本保育学会、日本発達心理学会への参加し、ビデオツールを活用した省察や知の生成についての動向を探った。その結果、ビデオツールを活用した省察への効果についての研究は見当たらず、本研究が独自の研究であることが明らかとなった。(2)については、10台のCAVSceneを用いた同じ実践を対象とした観察記録実験を行った。(3)については、保育実践におけるビデオによる集合的省察の分析を進め、その成果を国際学会ED-MEDIA (2016)において発表することができた。以上の通り、当初の計画通りにおおむね順調に進んだ。その中で(3)については、予定よりも早く国際学会での発表が実現した。平成28年度の具体的な進捗状況としては以下のとおりである。(1)専門家の省察や知の生成に関わる先駆的な研究についての調査については、ヨーロッパ幼児教育学会EECERA(アイルランド)、ED-MEDIA(カナダ)、日本保育学会、日本発達心理学会に参加した。その結果、ビデオテクノロジーの技術の高度化、普及はあるものの、幼児教育現場においてのビデオを活用した記録が省察や暗黙知の解明に用いられている研究例は国内外ともに見られず、本研究が独自であることが明らかになった。(2)ビデオデータを活用した保育者の暗黙知の分析と可視化については、一つの同じ教育実践を対象として、10名の観察者が一人一台ビデオツールCAVSceneを利用して、記録する実験を行った。その結果、観察者により映像の取り方(接近して撮る、俯瞰して撮る、フレームの大きさ)、画面の内容、動画の区切りのつけ方など、全く異なる場面の映像がサムネイル上に可視化され、記録されていることが明らかとなった。このことはすなわち、同じものを見ていても、見ようとしていること、見えていることが人によって異なることを明らかにしている。(3)ビデオ記録の共有による集合的知の形成のプロセスの分析については、ビデオ記録者と実践者がともにビデオを見ることで、実践者が実践中には気がつかなかった子どもの行為の経緯を知り、実践中には違和感のあった状況の理解に新しい展開が生まれ、ビデオ視聴以前とは異なる新しい子ども理解に至るプロセスが明らかとなった。この成果については、国際学会ED-MEDIA(2016)で発表した。(4)については、申請当初より平成29年度後半より開始することになっているが、その準備として、平成28年度より大学敷地内に新しく設置された「認定こども園」の保育を保育者ならびに申請者自身がCAVSceneで記録することを開始した。本研究は申請者がこれまでに開発、製品化し、一般の普及にも努めてきたビデオツール

CAVSceneを活用することで、保育者の専門性に深く関わる暗黙知の可視化、及びビデオカンファレンスにおけるビデオ記録の共有によって専門的な知がどのように集合的に生成されるか、そのプロセスを解明することを目的としている。そのため、(1)専門家の省察や知の生成に関わる先駆的な研究についての調査、(2)ビデオデータを活用した保育者の暗黙知の分析と可視化、(3)ビデオ記録の共有による集合的知の形成のプロセスの分析を行い、(4)その成果を基に保育者の専門性の向上のためのプログラム開発を行い、国内外に広くその成果を発信することとしている。以上の目的のもと、平成29年度は本研究期間(3年間)の2年目であり、当初の計画通りにおおむね順調に進んだ。(1)専門家の省察や知の生成に関わる先駆的な研究については、すでに前年度より海外の研究も含め調査を行っているが、ビデオを通した専門家の省察や知の生成に関わる先駆的な研究については見当たらず、本研究の独自性ゆえと考えられるが、今後もこの点については注意深く動向を押えておく必要があると考えている。(2)については、ビデオ分析から実践者の暗黙知が可視化される振り返りの探索の仕方に新しい発見があった。詳細な分析と成果発表は今後進めることとする。(3)については、記録の共有による集合的知の形成のプロセスに携わり、(4)の専門研修プログラムに活かした。とくにこの研修では、写真や映像を含めたドキュメンテーション化を保育者の専門研修の一環として位置づけており、本研究の知見が活かされた。平成29年度の具体的な進捗状況として、(1)専門家の省察や知の生成に関わる先駆的な研究については、世界幼児教育・保育機構OMEP世界大会、およびヨーロッパ幼児教育学会EECERA大会へ参加し、動向を調査するとともに発表を行った。また、発表会場となった国(クロアチア)の幼稚園も訪問し、専門研修の様子や省察に関わるドキュメンテーションを視察した。さらに、日本の幼児教育システムを導入し、現在では日本よりも少子化国であり、日本よりも早く幼保一元化を実現した台湾を訪問した。台湾の幼児教育の第一人者の国立台北教育大学の教授より、現在、改訂が進められている幼児園基礎評鑑指標説明書(日本で言えば幼稚園教育要領解説書にあたる)の説明、その最新の専門的知識の現場への伝え方・共有方法、保育カンファレンス(集合的知の形成プロセス)の実際を、教授の地方への巡回指導に同伴することで見ることができた。(2)ビデオデータを活用した保育者の暗黙知の分析と可視化についての本年度の新たな発見は、映像に全く言語的メモを付け加えなくても、ビデオの「気になる場面」を瞬時に振り返る教師の暗黙知が見いだされたことである。このことは、これまでの研究の結果に新たな知見を加えるものである。(3)(4)については、(3)ビデオ記録の共有による集合的知の形成のプロセスに関わることと、(4)専門研修プログラムの開発を同時に進め、複数の幼稚園と認定こども園の保育者が、それぞれグループ(5名ずつ)を組み、探究する「保育を伝える・保育が伝わる」と題した研修(20名参加)に関わった。
RNA核酸を利用した光機能ナノ分子組織体

前年度の研究成果に基づいて種々の塩基配列の異なるRNA核酸上にアロマティック分子をらせん階段状に配列させ、π電子のスタッキング構造をもったπ-アロマティックアレイの構築を試み、π-アロマティックアレイの長距離、多段階の電子移動および光エネルギー移動の塩基配列による効果を評価した。その結果、19年度は下記の成果を得た。1.π-アロマティックアレイの自己組織化による構造制御:合成したマルチピレン修飾RNAと相補的な塩基配列を有するRNAとの二重らせん形成させることによりπ-アロマティックアレイは塩基配列に依存せずに可逆的に構築できることが明らかになった。2.π-アロマティックアレイ蛍光挙動:マルチピレン修飾RNAは塩基配列に依存せずアロマティック分子のエキシマー蛍光を発するが、プリン塩基とピリミジン塩基とでは蛍光強度に差異があることを明らかにした。3.π-アロマティックアレイ構造の解析:吸収スペクトル、円二色性スペクトル測定よりアロマティック分子が二重らせんRNAの外側に位置し、らせんに沿ってπ-スタッキングを介して会合するが、プリン塩基とピリミジン塩基とでは会合状態が異なることを見出した。4.分子動力学計算による評価:π-アロマティックアレイの分子動力学計算の結果、その最適化構造はアロマティック分子が二重らせんRNAの外側で会合していることを示した。さらにこの構造から得られる理論的円二色性は実測の円二色性とほぼ一致することを明らかにした。本研究ではRNA核酸の構造と相互作用およびそれらの機能化の容易さを利用して、アロマティック分子をらせん階段状に配列させ、π電子のスタッキング構造をもったπ-アロマティックアレイを構築し、長距離・多段階の電子移動および光エネルギー移動を達成するとし種々の検討を行った結果、18年度は下記の成果を得た。1.RNA二重らせん上へのπ-アロマティックアレイの構築RNA核酸ヘアロマティック分子としてピレンを複数導入することに成功し、RNA上にπ-アロマティックアレイの構築を可能にした。2.自己組織化によるπ-アロマティックアレイの構造制御合成したマルチピレン修飾RNAと相補的な塩基配列を有するRNAとの二重らせん形成させることによりπ-アロマティックアレイの構造制御を達成した。3.π-アロマティックアレイ蛍光挙動の解明合成した合成したマルチピレン修飾RNAはアロマティック分子のエキシマー蛍光を示すこと、さらに二重らせん形成によりエキシマー蛍光が増強されることを明らかにした。4.分光学的手法を利用したπ-アロマティックアレイ構造の解析吸収スペクトル、円二色性スペクトル測定よりアロマティック分子が二重らせんRNAの外側に位置し、らせんに沿ってπ-スタッキングを介して会合していることを明らかにした。5.分子動力学計算による評価π-アロマティックアレイの分子動力学計算の結果、その最適化構造はアロマティック分子が二重らせんRNAの外側で会合していることを示した。前年度の研究成果に基づいて種々の塩基配列の異なるRNA核酸上にアロマティック分子をらせん階段状に配列させ、π電子のスタッキング構造をもったπ-アロマティックアレイの構築を試み、π-アロマティックアレイの長距離・多段階の電子移動および光エネルギー移動の塩基配列による効果を評価した。

3.π-アロマティックアレイ構造の解析:吸収スペクトル、円二色性スペクトル測定よりアロマティック分子が二重らせんRNAの外側に位置し、らせんに沿ってπ-スタッキングを介して会合するが、プリン塩基とピリミジン塩基とでは会合状態が異なることを見出した。4.分子動力学計算による評価:π-アロマティックアレイの分子動力学計算の結果、その最適化構造はアロマティック分子が二重らせんRNAの外側で会合していることを示した。さらにこの構造から得られる理論的円二色性は実測の円二色性とほぼ一致することを明らかにした。
混合アニオンハロゲン化物ガラス中の希土類イオンの光物性

希土類イオンを含有する混合アニオンハロゲン化物ガラスは、発光材料として有用であることが期待されているばかりでなく、複数の陰イオンを含有することからその物性について学術的にも大きな興味が寄せられている。本研究では、CdX_2系(X=F,Cl)、ZnX_2系(X=F,Cl)、及びAgX系(X=Br,I)の3種の組成系について、希土類イオンを含有する混合アニオンガラスを作製し、その光物性を測定した。特にCdX_2系、ZnX_2系、については、Cl/(F+Cl)が00.7の広い範囲でガラスを得ることができた。エルビウムを添加したガラスについて組成によって変化する輻射遷移である電気双極子遷移のパラメーターとしてJudd-Ofelt(J-O)パラメーターを求めたところ、CdX_2系ではCl/(F+Cl)=0.10.3の範囲でΩ_2/Ω_4が単調に増大したのに対し、ZnX_2系ではCl/(F+Cl)=00.1の範囲で減少することがわかった。また、テルビウムを含有する塩化物系ガラスに於いてフッ化物ガラスでは観測されない蛍光が観測され、塩化物系のガラスが低フォノン発光材料として大きなポテンシャルを持つことがわかった。塩化物系よりもさらに低フォノンであることが期待されるAgBr-CsI-PbBr_2系のガラスでは、ネオジウム添加した場合にやはりフッ化物ガラスでは観測不可能な準位からの蛍光が観測された。これらの準位は、下準位との間隔が約1000cm_<-1>程度であり、代表的なフッ化物ガラスであるZBLANガラスでは、全く蛍光を発しないのに対し、AgBr系では、極めて強い発光が観測され、この系のガラスが、希土類イオンのホストとして、高い発光効率のみならず、新たな発光線を得るための材料としてのポテンシャルを持っていることが示された。
高齢者や身障者対応の曲線形手すりの開発とその有効性の解析

トイレや階段等に設置されている手すりの多くは直線形である。本研究はそれに代わる曲線形の手すりとしてトイレ用に円形手すりを,階段用にはらせん形手すりを開発し,その有効性を各種計測により明らかにした。曲線形手すりは握りやすく,また体重をかけやすい形状であり,高齢者や身障者には有効と言える。階段やトイレ、浴室には安定歩行や動作補助のために手すりが設置されている。一般的に設置されている手すりの多くが直線形状で,階段用には段の勾配に平行に取り付けられており,トイレではL型の直線形状が設置されている。本研究は,握りやすくまた使いやすい曲線形手すりの開発と,その有効性を力学的解析による定量的評価により明らかにするものである。具体的には,円形,S型の曲線形手すりを各種考案し,高速度カメラ等を用いて,解析評価を行う。これにより,握力の弱い高齢者や身体障害者にとっては,より有効な手すりが開発され,生活の利便性が高まることが期待される。今年度は,高速度カメラや筋電計測システムを購入し,トイレの立ち上がり動作の各種解析技術の確立を行った。そして,手すり使用時の身体各部の負荷の程度を評価する方法について検討した。特に,筋電計測技術については,身体の負荷を測る方法として有効な技術なので,手すり使用時の計測方法についてさまざまな実験を行い,実験方法の確立を行った。具体的には,トイレ用として円形を,また階段ようとしてらせん形の曲線形手すりを考案し,筋電計等を用いて解析評価を行う。今年度は,トイレ用手すりとして曲線形の円形と一般的に使用されているL形の両手すりを用いて,立ち上がりと座り動作時における評価を行い,円形手すりの有効性を検討した。特に座りのデータも採取して,学会にて発表を行った。また,階段用手すりとしてらせん形手すりを考案し,その持ち方について,腕や手首の負荷を筋電計等により評価し,直線形手すりとの比較によるらせん形手すりの有効性について検討を行った。そして,実際にらせん形手すりを各種設計製作し,その有効性と適切な形状について検討を行った。その結果,らせん形手すりは,独創的な形状であり,かつ階段用手すりとして有効性が認められたため,特許出願を行った。また,学会にて発表し,優秀講演賞を受賞した。具体的には,トイレ用として円形を,また階段用としてらせん形の曲線形手すりを考案し,筋電計等を用いて解析評価を行う。これにより,握力の弱い高齢者や身障者にとっては,より有効な手すりが開発され,生活の利便性が高まることが期待される。今年度は,トイレ用手すりとして曲線形の円形と一般的に使用されているL形の両手すりを用いて,主に高齢者や身障者を被験者とする実験を行う予定であったが,持ち出し可能な実験装置の製作が間に合わなかったため,従来の実験装置を用いて,これまで被験者例の少なかった女性の被験者を多く実施して,その特徴を明らかにした。男性と女性とで大きく使用状況が異なることが判明した。また,階段用の手すりに新たに開発したらせん状曲線形手すりについて,外部に持ち出して高齢者や身障者を被験者とした階段昇降実験を行うために,新たに持ち運び可能な実験装置を製作し,近隣のリハビリテーション病院にて実地検証を行った。病院の協力も得られて有用なデータが採取でき,その結果については,即時に学会にて発表した。らせん形手すりは,これまでの階段手すりにない形状で,使用者に安心感を与え,特に動作が困難な高齢者や身障者にとっては有効であることが明らかになった。
C.elegansの発生におけるシグナル伝達の役割

線虫C.elegansのフッ素イオン耐性変異は、全て劣性の変異で、成長速度を遅くする強耐性変異(flr-1,flr-3,flr-4の3遺伝子)と、成長速度を変えずに強耐性変異の成長の遅さを抑圧する弱耐性変異(flr-2,flr-5の2遺伝子)がある。本研究では、(1)やり残していた弱耐性変異のマッピングを行い、(2)欠失変異とのヘテロ接合体の表現型を調べて弱耐性変異が機能欠損/低下型の変異であることを知り、(3)既存の変異との相補性試験により5遺伝子全てが新しい遺伝子であることを確認し、(4)変異がdauer幼虫形成に影響を及ぼすことを発見してこれらの遺伝子が神経関連の機能を持つ証拠を得た。また、強耐性変異遺伝子のうちのflr-1とflr-3の遺伝子とcDNA(部分長)をクローニングした。flr-1はある種のチャンネルに似ており、flr-3は新しいファミリーのタンパク質キナーゼと思われる。flr-3は、5'側の異なる2種類のcDNAが得られ、alternative splicingをしている可能性がある。clr-1様変異(腸と体壁の間に隙間ができる幼虫致死変異)は、既知のシグナル伝達関連遺伝子(let-23,let-341,let-60,lin-45,sem-5,lag-2,clr-1)か、未知の遺伝子にある。未知の遺伝子は、これらのシグナル伝達系の一員か、シグナル伝達の下流で細胞分化や細胞機能をつかさどるものと考えられる。本研究では、未知の遺伝子の1つlet(ut102)を含む4.4kbの遺伝子断片をクローニングした。現在、その全塩基配列を決定中だが、まだ既存の遺伝子とのホモロジーは見つかっていない。今後は、(1)この遺伝子の発現部位を調べて致死変異の標的器官を探し、(2)種々のシグナル伝達変異によりこの遺伝子の発現が変化するかどうかを調べ、(3)この遺伝子クローンの変異体線虫への導入で他のシグナル伝達変異が抑圧されるかどうかを調べて、既知のシグナル伝達系との関連を解明する予定である。フッ素イオン耐性変異については、強耐性変異の成長の遅さを抑制する変異2つを解析した。どちらも単独では、フッ素イオンに対して弱耐性を示した。1つは既知の遺伝子flr-2、もう1つは新しい遺伝子flr-5にあった。強耐性変異の成長の遅さを抑制するという表現型を用いてマッピングしたところ、flr-2は第V染色体上のsma-1遺伝子の近傍、flr-5はその少し左のunc-23遺伝子の近傍にあった。flr-2flr-5二重変異の表現型は各一重変異の表現型と同じだった。また、flr-2変異と同じくflr-5変異も全ての強耐性変異(flr-1,flr-3,flr-4)の成長を遅さを抑制した。強耐性変異の遺伝子クローニングでは、flr-1遺伝子に加えて、flr-3遺伝子クローニングにも成功した。また、flr-1,flr-3両遺伝子のcDNAをクローニングした。現在、塩基配列を決定中である。腸と体壁の間に隙間のできる幼虫致死変異(clr-1様変異)については、既知シグナル伝達遺伝子にあるとわかったいたlet-23、clr-1の他に、シグナル伝達遺伝子と思われるlet-341、lag-2の変異を同定した。

また、lin-1変異による抑制を調ベたところ、抑制されることが知られているlet-23、let-341の他に2遺伝子の変異が弱く抑制された。新しい遺伝子にあると思われる5株(4遺伝子)のうち、ut102の遺伝子クローニングを開始した。他の3遺伝子のクローニングのための準備(詳細なマッピングを行う。余分なトランスポゾン除く。復帰変異株をを分離する。)も行っている。フッ素イオン耐性変異は、古典遺伝学的手法による基本的な部分を完成し、論文にした。また、フッ素イオン耐性変異が、ある条件でdauer幼虫形成に影響を与えることを発見した。これは、フッ素イオン耐性変異の遺伝子が神経系と関係した機能を持つことを示唆する。分子遺伝学的手法による研究では、5つの遺伝子のうちflr-1とflr-3のゲノムDANおよびcDNA(部分長)をクローニングし、解析した。flr-3は、新しいファミリーのタンパク質キナーゼと思われる。これは、フッ素イオン耐性がシグナル伝達関連という予想を支持する。また、5′側の異なる2種類のcDNAが得られ、alternative splicingの可能性が示された。clr-1様変異のうち、未知の遺伝子の実体を知るために、その1つlet(ut102)の遺伝子断片を、トランスポゾン・タギング法によりクローニングした。さらに、その断片を含む様々な長さの野性株ゲノムDNAクローンを変異株に導入し、変異表現型の抑圧に必要な最小部分を決定した。このDNA断片(4.4kb)の全塩基配列を決定中だが、現在まで既存の遺伝子とのホモロジーは見つかっていない。今後は、この遺伝子の発現部位を調べて変異の標的器官を探し、種々のシグナル伝達遺伝子の変異によるこの遺伝子の発現の変化を調べてシグナル伝達系との関連を解明する予定である。
線形構造方程式モデルにおける同値パスモデルの研究

共分散構造方程式モデルにおける同値パスモデルとはパスモデルの利用に関する一つの問題点であり、応用の観点からは、識別性の問題よりも大きなインパクトを持つものであると考えられる。一つのパスモデルに同値モデルが存在すると言うことは、同一の適合度を持つ$underline{異なるモデル}がほかに存在するということであり、その同値モデルが示唆する変数間の因果関係は、最初に仮定したパスモデルが示唆する因果関係と逆転する場合もあり得るものである。このように、同値パスモデルの存在は因果推論の本質に迫るものであり、それを無視したパスモデルの応用は無意味であると考えられる。しかし,ひとつのパスモデルを与えられた場合にその同値モデルを見いだすことはそれほど簡単なことではない。本研究においては,線形構造方程式モデルにおける同値モデルを生成するために,以下のようなプログラムをSASのマクロプログラムとして作成した。1.ユーザーがパスモデルを入力する。2.与えられたパスモデルを解析し、変数間のパスの有無および方向を調べる。3.同値モデルを生成する。4.同値モデルを出力する。線形構造方程式モデルを利用するためには、コンピュータプログラムの利用は不可欠であるが、世の中に広く出回っている統計パッケイジの中でSASは行列演算言語やマクロ言語が発達しているため,今回はそれを利用してプログラムの開発を行った。従って、上記の1の部分でユーザーがSASのCALISを利用してパスモデルを入力すれば,後はすべてがSASの内部で処理されることになる。また、同値モデルのパス図をLaTaXで出力するためのプログラムも作成した。線形構造方程式モデルにおける同値パスモデルを計算機で簡単に生成できるアルゴリズムの開発研究を行った。文献のレビューにより、新たに二つの方法が検討されたが、現状では、Mayekawa(1994)の最後に示された、コレスキー分解を用いる解析的方法が最も簡単であると考えるに至った。線形構造方程式モデルを利用するためには、コンピュータプログラムの利用は不可欠であるが、パスモデルの入力方式としては、グラフィカルなインターフェイスを利用するのがもっとも便利である。しかし、SASで用いられている構造方程式の入力方式も慣れれば簡単である。また、SASには入力されたパスモデルをデータセットとして保存するためのオプションが用意されているため、このSASの出力データセットを解析すれば、ある程度簡単な入力方式でパスモデルが得られる。前年度に於いては、この出力データセットの構造を把握し、同値パスモデル生成のプログラムへのリンクを取ることを可能にした。線形構造方程式モデルにおける同値モデルお生成するために,以下のようなプログラムをSASのマクロプログラムとして作成した.1.ユーザーたパスモデルを入力する。線形構造方程式モデルを利用するためには、コンピュータプログラムの利用は不可欠であるが、世の中に広く出回っている統計パッケイジの中でSASは行列演算言語やマクロ言語が発達しているため,今回は其を利用してプログラムの開発を行った.従って、上記の1の部分でユーザーがSASのCALISを利用してパスモデルを入力すれば,後はすべてがSASの内部で処理されることになる.また,同値モデルのパス図をLaTexで出力するためのプログラムも作成した.
脳虚血からの中枢神経機能回復における組織・細胞環境とグリアの役割

(1)ラット海馬切片を用いたin vitroの虚血モデルでは細胞内遊離Ca^<2+>上昇と神経細胞の不可逆性変性との関連が示唆されている。この細胞内遊離Ca^<2+>上昇は軽度の酸性灌流液(pH6.8-7.0)によって、発生が遅延し、進行も緩徐となった。一方、軽度の低温(33°C)条件下では細胞内遊離Ca^<2+>上昇の発生までの時間が遅延するものの、その進行は速やかであり、細胞内遊離Ca^<2+>上昇に対する抑制作用は酸性条件とは異なることが示唆された。(2)虚血時にシナプスから放出されたグルタミン酸が細胞内遊離Ca^<2+>上昇を引き起こすとされる。しかし、海馬切片における細胞内遊離Ca^<2+>とグルタミン酸の同時測定では、低酸素・無グルコースの負荷による細胞内遊離Ca^<2+>の急峻な上昇後にグルタミン酸の過剰な遊離が認められ、グルタミン酸プールからの遊離とグルタミン酸再取込み低下によるものと考えられた。(3)NMDA、高カリウム、ベラトリジン等の脱分極性刺激は海馬切片CA1領域の細胞内pH低下を誘発するが、この細胞内酸性化には解糖系の亢進(乳酸生成)が重要な役割を果たしていることが示唆された。(4)スナネズミに4分間の前脳虚血を負荷し、1日、3日後、海馬切片標本を作製し、CA1領域における神経興奮伝播を膜電位依存性色素を用いた膜電位画像により観察した。虚血後1日後ではCA1錐体細胞の形態は維持しているものの、錐体細胞層を越える神経興奮伝播は極めて減弱し、すでに、神経細胞機能が障害されていることが示唆された。(5)酸塩基バランス、温度、外液中伝達物質等の組織・細胞環境は神経細胞機能やその生存に影響を及ぼすと共に、神経細胞・グリア細胞は自ら酸塩基、イオン環境を変えて細胞障害を抑制することが示唆された。本年度は以下のin vitroでの検索を中心に研究を進めた。(1)脳虚血による中枢神経細胞障害におよぼす温度、酸塩基の影響をラットおよびスナネズミ海馬切片を用いたin vitroの実験から検索した。海馬切片に対する低酸素・無グリコースの負荷は急峻な細胞内遊離Ca^<2+>上昇と膜電位の脱分極を引き起こし、膜の不可逆的変性を招くとされている。この急峻な細胞内遊離Ca^<2+>上昇と脱分極は軽度の酸性灌流液(pH6.8-7.0)によって、その発生が遅延し、進行も緩除となった。この原因として、酸性化状態での細胞機能低下によるエネルギー消費の抑制、Ca^<2+>influxの抑制によって膜機能の変化が遅延したものと考えられる。(2)虚血時にシナプスから放出されたグルタミン酸が細胞内遊離Ca^<2+>

上昇を引き起こすとされるが、海馬切片における細胞内遊離Ca^<2+>とグルタミン酸の同時測定では、低酸素・無グルコースの負荷による細胞内遊離Ca^<2+>の急峻な上昇に先立つ有意なグルタミン酸遊離は認められず、むしろ、細胞内遊離Ca^<2+>の急峻な上昇後にグルタミン酸の過剰な遊離が認められた。このことは、虚血による細胞内遊離Ca^<2+>上昇が過剰なグルタミン放出の原因となることを示唆する。(3)細胞外グルタミン酸による細胞内酸性化の神経細胞傷害への関与が示唆されることから、グルタミン酸受容体、特に、NMDA受容体を介する細胞内pH変化を海馬切片を用いて検索した。NMDAを海馬切片に適用すると、初め一過性に細胞内pHが上昇し、ついで、持続的に酸性化してから徐々に回復した。灌流液中Ca^<2+>を除去するとNMDAによる初期のアルカリ化は消失し、酸性化はわずかに抑制されるのみであったが、さらに、灌流液中のグルコースを除去したり、解糖系の阻害薬を添加すると、酸性化も強く抑制された。これらの結果より、細胞内のアルカリ化には外液Ca^<2+>の流入が関与すること、また、酸性化には解糖系亢進が関することが示唆された。本年度は以下の検索を中心に研究を進めた。1.ラット海馬切片に対する低酸素・無グルコースの負荷は、急峻な細胞内遊離Ca^<2+>上昇を生じ、この急峻な細胞内遊離Ca^<2+>上昇と神経細胞の不可逆性変性との関連が示唆されている。この細胞内遊離Ca^<2+>上昇は軽度の酸性潅流液(pH6.8-7.0)によって、その発生が遅延し、進行も緩徐となった。一方、軽度の低温(33°C)条件下では低酸素・無グリコースによる急峻な細胞内遊離Ca^<2+>上昇の発生までの時間が遅延するものの、その進行は速やかであり、細胞内遊離Ca^<2+>上昇に対する抑制作用は酸性条件とは異なることが示唆された。2.NMDA、高カリウム、ベラトリジン、ウワバイン等による脱分極性刺激が誘起する細胞内pH変化を海馬切片を用いて検索した。これらの脱分極刺激は海馬CA1領域の細胞内酸性化を誘発するが、NMDA、高カリウム、ベラトリジンによる細胞内酸性化には解糖系の亢進による乳酸生成が重要な役割を果たしているのに対し、Ca^<2+>流入の影響は大きくない。一方、ウワバインによる細胞内酸性化はCa^<2+>流入の影響を強く受け、切片の乳酸含量には有意な変化が認められなかった。脱分極の機構によって細胞内酸性化の機序が異なることが示唆された。3.膜電位依存性色素で染色したスナネズミの海馬切片を用い、電気刺激により誘発される神経興奮の伝播を画像化し、低酸素負荷、テトロドトキシン、各種ブロッカーによる神経興奮伝播の抑制を観察した。4.スナネズミ前脳虚血モデルにおいて、4分間の虚血を負荷し、1日、3日後に海馬切片標本を作製し、膜電位依存性色素を用いて、それら海馬CA1領域における神経興奮の伝播を膜電位画像により観察した。虚血後1日後では神経興奮の伝播にとくに異常は認められなかったが、3日後では神経興奮の伝播は抑制され、とりわけ、錐体細胞層を越える伝播は極めて減弱し、神経細胞機能が障害されていることが示唆された。1)ラット大脳皮質切片標本に高カリウム(K^+)やN-メチル-アスパルテート(NMDA)を作用させて生じた細胞内Ca^<2+>上昇はチオペンタールやチアミラールによって抑制された。高K^+による細胞内Ca^<2+>上昇に対する両麻酔薬で抑制効果の濃度依存性がほぼ等しいことから、電位依存性Ca^<2+>チャネルに対する抑制効果は両麻酔薬間に差はないと考えられた。一方、NMDAによる細胞内Ca^<2+>上昇に対してはチオペンタールに比較してチアミラールの方が強く抑制し、チアミラールはNMDA受容体をチオペンタールよりも強く抑制することが示唆された。2)ラット脳組織切片を用いた虚血モデル(低酸素・無グルコース負荷)において可視光の透過性を観察し、細胞膨化を推定した。
ウガンダ農村部における初等教育の質向上にむけた費用効果分析

本研究の主目的は、ウガンダの初等教育で周縁化された農村部の学校において、どの投入物が、生徒にとって最も重要な教育の質の効果的改善に貢献し、最も費用対効果が高いかについて明らかにすることである。研究実施計画では、3年間の採用期間の最終年度となる当該年度に、これまでに行った2次データによる定量分析結果とフィールドワークの結果の取りまとめが中心の博士論文完成にむけた執筆、必要に応じたウガンダでの追加のフィールド調査、国際ジャーナルへの投稿や国内外の学会での発表を通じた研究の最終成果報告を行うとしていた。以下、各項目毎に当該年度の研究実績の概要を示す。1定量分析においては、これまでの分析の取りまとめに加え、本研究において重要となる教育費用に関する変数を含むパネル家計調査のデータを用いた解析を、1、2年度目に引き続き実施した。この中では因果的推論を行うための手法を取り入れた推計にも取り組んだ。またフィールドワークの結果の取りまとめでは、調査を通じて手に入れたデータや政策文書、インタビュー調査の結果に基づき定量分析の結果を補完する内容の章を執筆し、論文を完成させた。2当初の計画では追加のフィールド調査を、大学の夏季休業期間に1か月間程度実施するとしていた。しかし、データ・資料の解析に予定以上の時間がとられたこと、大統領選が始まり秋以降の現地の治安が悪化したことなどから、本追加調査は実施しなかった。一方、1年目に在外研究を実施したアメリカ合衆国の研究機関を訪問し、更新が必要なデータ・資料・文献収集、高度な専門知識習得を行うとともに、ピッツバーグ大学のアフリカ研究プロブラムが主催したセミナーで、招聘講師として本研究成果の一部の口頭発表を行った。3査読付き国際学会で1回、国内の学会・研究会で多数、本研究に関する成果の口頭発表を行い、活発な意見交換を通じて研究の高度化に大きく貢献した。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究実施計画では、3年間の採用期間の1年度目となる当該年度に、1)本研究と関連する博士課程前期での研究の再考察、2)研究目的遂行に最も適したデータ選定と独自に収集する必要のあるデータのリストや新しいデータを用いた暫定的分析結果を含めた報告、3)ウガンダでの予備的フィールド調査、4)国際学会での発表を通じての研究計画高度化を行うとしていた。1)分析を見直し、精緻化した論文を学術雑誌に投稿中である。都市・農村格差の要因分解に焦点を当てた新たな推計方法による分析も進め、新たな知見を得、国内外の学会で研究成果発表を行った。2)本研究において重要となる教育費用に関する変数を含み、因果的推論を行う可能性があるパネル家計調査のデータを用いた解析を開始した。暫定的分析結果を含めた発表は、博士論文の中間報告会にて行った。家計調査のデータは教育の需要側の情報を多く含む一方、供給側の情報が少ないという問題があり、本データもその例外ではない。来年度にずれ込んだ調査に向けたリストの作成はデータ解析と並行して開始しており、来年度も引き続き行われる。3)当初の計画で3年度目に実施するとしていたアメリカ合衆国の研究機関における研究活動を本年度に実施したため、ウガンダでの調査は次年度以降に実施する。4)国際学会でのプロポーザルの発表を行うと共に、アメリカ合衆国の研究機関(ピッツバーグ大学教育系大学院国際教育研究所、FHI360)での研究活動を約半年間実施し、より高度な教育統計解析スキルや国際教育開発に関する専門知識習得を通じて、研究計画高度化に大きく貢献した。研究実施計画では、3年間の採用期間の2年度目となる当該年度に、定量的分析の精緻化と博士論文本体の執筆、精緻化した定量的分析結果を含めた中間報告、ウガンダでのフィールド調査、国内外の学会での発表を通じて研究の高度化を行うとしていた。1本研究において重要となる教育費用に関する変数を含むパネル家計調査のデータを用いた解析を1年度目に引き続き実施した。またデータ解析と並行するかたちで論文の導入部や先行研究レビュー、研究方法に関する最初の草稿を完成させた。2暫定的分析結果を含めた口頭発表を、博士論文の2回目の中間報告会にて行った。3当初の計画で3年度目に実施するとしていたアメリカ合衆国の研究機関における研究活動を1年度目に実施したため、ウガンダでのフィールド調査を2年度目にあたる当該年度にはじめて実施した。具体的には3か月間にわたり、首都カンパラに位置する総理府に客員研究員としての形式的身分を得、当該研究員が現在使用している2次データと結合可能な学校、コミュニティレベルの別の2次データの収集、県(ディストリクト)の教育担当者、学校の校長、教員、生徒、生徒の保護者を対象としたインタビュー調査、研究のテーマに関連した政府の教育政策や、国際援助機関によるものを含む教育開発プロジェクトに関する情報を集めるための資料・文献収集、政府や援助機関の担当者へのインタビュー調査を実施した。

4国際学会で2度、研究成果に関する発表を行うとともに、国内の学会・研究会で多数の研究成果発表を行い、活発な意見交換を通じて研究の高度化に大きく貢献した。本研究の主目的は、ウガンダの初等教育で周縁化された農村部の学校において、どの投入物が、生徒にとって最も重要な教育の質の効果的改善に貢献し、最も費用対効果が高いかについて明らかにすることである。研究実施計画では、3年間の採用期間の最終年度となる当該年度に、これまでに行った2次データによる定量分析結果とフィールドワークの結果の取りまとめが中心の博士論文完成にむけた執筆、必要に応じたウガンダでの追加のフィールド調査、国際ジャーナルへの投稿や国内外の学会での発表を通じた研究の最終成果報告を行うとしていた。以下、各項目毎に当該年度の研究実績の概要を示す。1定量分析においては、これまでの分析の取りまとめに加え、本研究において重要となる教育費用に関する変数を含むパネル家計調査のデータを用いた解析を、1、2年度目に引き続き実施した。この中では因果的推論を行うための手法を取り入れた推計にも取り組んだ。またフィールドワークの結果の取りまとめでは、調査を通じて手に入れたデータや政策文書、インタビュー調査の結果に基づき定量分析の結果を補完する内容の章を執筆し、論文を完成させた。2当初の計画では追加のフィールド調査を、大学の夏季休業期間に1か月間程度実施するとしていた。しかし、データ・資料の解析に予定以上の時間がとられたこと、大統領選が始まり秋以降の現地の治安が悪化したことなどから、本追加調査は実施しなかった。一方、1年目に在外研究を実施したアメリカ合衆国の研究機関を訪問し、更新が必要なデータ・資料・文献収集、高度な専門知識習得を行うとともに、ピッツバーグ大学のアフリカ研究プロブラムが主催したセミナーで、招聘講師として本研究成果の一部の口頭発表を行った。3査読付き国際学会で1回、国内の学会・研究会で多数、本研究に関する成果の口頭発表を行い、活発な意見交換を通じて研究の高度化に大きく貢献した。予定していた定量的分析の精緻化に取り組み、この成果に関する研究発表を多数実施することができたため。また調査期間を十分にとったウガンダでの調査を予定通り実施し、現在分析中のデータと結合可能な2次データの収集、定性的手法を用いたフィールドワークが実現したため。27年度が最終年度であるため、記入しない。3年間の採用期間の最終度目となる次年度は、これまでに行った2次データ分析の結果、フィールドワークの結果の取りまとめを中心に行い、研究成果の国際ジャーナルへの投稿を目指す。当初の計画で最終年度に実施するとしていたアメリカ合衆国の研究機関における研究活動は1年度目に既に実施している。次年度は必要に応じ、当該年度の調査で得られたかったデータや情報の収集のため、ウガンダでの追加調査を実施し、新しい成果を含んだ研究発表も国内外の学会・研究会において適宜行っていくことを予定している。予定していた博士課程前期での研究のまとめ、本研究で用いる2次データの選定・分析においては成果があったため。また3年度目に実施予定であった研究の高度化にむけた、アメリカ合衆国の研究機関での活動が実現したため。
イオン輸送性上皮細胞に局在する新しいカリウムチャネル(Kir7.1)の機能解析

"Kir7.1の細胞膜への輸送機構の解析"いくつかのKirチャネルではその細胞内領域が細胞膜への輸送調節に関わることが報告されていることから,Kir7.1の細胞内領域を段階的に欠失させた変異体を作成し,これらを培養細胞に発現させた時に細胞内局在が変化するか調べた。その結果,C末端領域部分を一部欠いた変異体では細胞膜ではなくエンドゾーム様の局在をすることを明らかにし,Kir7.1においても細胞膜移行に関わるモチーフが存在する可能性があることを示すことができた。"新規RINGフィンガー分子Kdg1の機能解析"Kir7.1の遺伝子構造を解析していた過程で,ラットKir7.1の遺伝子のイントロン内において機能未知の新規遺伝子(Kdg1)を発見し同定した。Kdg1はKir7.1に似た膜二回貫通様の構造をとるRINGフィンガータンパク質であることから,Ki7.1の活性調節因子ではないかと予想し解析を進めた。免疫沈降実験や電気生理学的解析の結果,Kdg1とKir7.1との物理的相互作用やチャネル活性の変化が認められないことから,Kdg1がKi7.1の活性調節因子である可能性は低いものと考えられた。さらなる解析によって,Kdg1はリサイクリングエンドゾームに局在する膜タンパク質であることを明らかにし,Kdg1を過剰発現させるとトランスフェリンの取り込み阻害やトランスフェリン受容体の分解促進が生じ,これらの効果はKdg1のユビキチンリガーゼ活性能をもつRINGフィンガードメインに依存することを明らかにした。最近では,RINGフィンガー分子によるタンパク質のユビキチン化が,エンドゾーム・リソソームへ輸送される際の選別シグナルになることが報告されている。以上の解析結果からKdg1がリサイクリング経路の輸送制御に機能する可能性を示すことができた。