hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＤＮＡ修復機構を標的とする分子標的画像法の開発－放射線治療効果予測を目指して－

放射線照射により惹起されるDNA二重鎖切断の修復分子機構において異常発現している分子を標的とするいわゆる分子標的イメージングプローブを開発し、放射線治療前に画像化することが出来れば、放射線治療抵抗性の程度を治療開始前に評価することが可能となり、治療計画をより有効なものに出来ると期待される。また、このことは白金製剤など直接DNA二重鎖を切断して抗がん作用を示すような一部の抗がん剤の治療効果にちても同様のことが期待される。そこで本研究では、DNA二重鎖切断の修復に関連する分子機構について着目し、臨床応用可能ながん放射線治療予測コンパニオン評価法の確立を目指すことを目的として、新規分子標的イメージングプローブを開発しようとするものである。イメージングプローブ開発を大きく2種類行うこととしており、一つはEGFRを対象とした放射線治療効果予測法開発に関する検討として、報告者らがこれまでに進めてきたPYKを母体化合物とするF-18標識誘導体、FPYKを開発している。本年度F-18標識体を得るための原料合成を行い、昨年度検討した合成予備検討の結果に従いF-18標識反応について検討した。その結果、まだ収率は悪いものの所期の標識体を得ることができた。さらに、これら化合物評価を行うため、数種のEGFR発現の典型的ながん細胞を選択し、治療評価検討としてX線照射実験を進め、所期の通りEGFR発現量と治療効果の有効性との関連性を認めた。二つ目としてDNA二重鎖修復機構を標的とした新規イメージングプローブの開発に関しても、標識原料となる化合物の合成が終了した。イメージングプローブ開発を大きく2種類行うこととしており、本年度にはそれら放射性標識反応原料の合成を終了し、当初内容に従って研究を推進する計画である。すなわち、EGFRを対象とした放射線治療効果予測法開発に関する検討として、研究者らがこれまで進めてきたPYKを母体化合物として、そのF-18標識体への展開を行っているが、この反応に用いる前駆体となるPYK誘導体の大量合成を今年度内に終了させ、昨年度得られた成果である、ヨウ素体からF-18標識体へのspirocyclic hypervalent iodine(III)を用いた変換反応を応用して、そのF-18化を検討する。また、DNA二重鎖修復機構を標的とした新規イメージングプローブの開発に関しても、昨年度検討した化合物デザインに基づき合成を実施する。イメージングプローブ開発を大きく2種類行うこととしており、いずれの化合物においても本年度上半期でF-18あるいはC-11標識反応の最終検討を行い、所期の標識体を得る予定である。この際、特にF-18標識合成反応においては、いくつかの想定される合成ルートが存在しており、それぞれについて予備検討を進めているので、その結果を適用して最適方法の探索を行う。また、C-11標識体については、反応は単純ではあるが、使用する溶媒や塩基の違いにより結果が異なることは、これまでの申請者らの多くの経験から予想されるため、想定されるいくつかの方法から最適化を図るものとする。
極初期宇宙における星形成の研究

初代星降着円盤の分裂の研究について30年度は昨年度から実行して来たサイエンティフィックな計算を続行し、論文にまとめることができた。この研究によって分裂片の個数進化がほぼ時間の0.3乗に比例して増加していくことがわかった。しかもこの系がほぼスケールフリーの性質をもつことから、過去の文献にある多くの計算をスケールすると、全てこのべき乗則に従うことがわかった。これは非常に重要な発見であると考えている(Susa 2019 in press)。低金属環境においては磁場の効果を無視することができないと思われるので、これも調べようとしている。予定通りダイナミカルな状況でアウトフローが駆動する条件を明らかにした。この研究ではこれまで知られていなかった低金属量かつ低密度での駆動ウインドウが見つかった(Higuchi+2019)。なおSusa 2019およびHiguchi+2019は出版が確定しているが、未掲載であるので業績リストにはない。また金属量の低い場合やゼロの場合に関して、宇宙線やダストの効果を取り入れて化学反応計算をより整合的かつ厳密に行う試みも合わせて進めている。また今年度は衝撃波圧縮によって程金属量環境で低質量星が生まれる条件ではダストの存在が非常に重要であることも明らかにした(Nakauchi+2018)。またこのように低質量形成とって重要なダストが星形成領域のUV放射によって吐き出されてしまう条件が明らかになった。これによると10^9太陽質量よりも軽い銀河ではなかなかダストを貯めることができず、ダスト冷却による低質量形成はあまり起きないと考えられる(Fukushima+2018)。1)初代星降着円盤の分裂に関しては、論文が完成したこと、また予想外の普遍的な法則が発見されたことなどから順調であると考える。2)乱流磁場の成長に関してはやや遅れているものの、Formalismができつつあり、新年度に結果が得られると思われる。3)低金属量環境の星形成に関しては、ダイナミカルな非理想磁気流体計算をおこない、アウトフローの駆動条件を知ることができた。今後は低効率の計算をより精密化し、数値計算の結果に還元する。総じて1)3)に関しては順調以上の進展であり、2)はやや遅れている。全体としては概ね順調に進展しているといえる。まず初代星降着円盤分裂に関しては、現実と思われる物理時間で数千年を超える計算を行うことを目指す。これはこれまでの計算の数十倍の積分時間にあたり、大型計算機、またはそれに匹敵する計算資源が必要である。これによってこれまでに発見した分裂の普遍的なルールが、輻射フィードバクが働いて分裂合体を止める時期まで適用できることを示す。磁場の問題に関しては、整った両極性磁気拡散を取り扱う形式を用いて、ミニハロー中のガスの収縮ん伴う磁場のスペクトルの成長を計算することを目指す。初代星降着円盤の分裂の研究について29年度はコードの整備を行った。プロダクトランは国立天文台などの大型計算機を想定していたが、本科研費で導入した並列計算機でまずは可能なサイエンティフィックな計算を行った。この計算は10の16乗個/ccの高密度領域を分解し、かつ原始星形成後2000年程度の進化を追うものである。計算を行うと円盤の形成とその分裂及び分裂片の合体が並行して進行する。この計算ではわずかなゆらぎ(SPH粒子の位置)が初期条件に与えられており、カオス的なふるまいをする結果、分裂片の個数はそのゆらぎに依存する。しかし試行を繰り返すと、分裂片の個数進化がほぼ時間の弱い冪に比例して増加していくことがわかった。これは新しい知見であり、現在論文をまとめているところである。低金属量環境における星形成の研究に関してまず、これに関してはいくつかの進展があった。まずミニハロー中での初代星形成から第二世代の星形成に至る自己整合的な計算を行った。初代星の質量はパラメータとし、コア崩壊型超新星とペア不安定型超新星について調べた。その結果、現在観測されるEMP星が第二世代の星であると考えると、初代星のマジョリティがコア崩壊型であるということと矛盾しないことが分かった。一方、ペア不安定型に関しては放射によるガスのスイープが強く働き、爆発エネルギーが大きいこととあいまって、ミニハローにガスが戻って来ず、その痕跡をEMP星などに残すことは難しいのではないかという示唆を得た(Chiaki+2018)。また、低金属環境においては磁場の効果を無視することができないと思われるので、これも調べようとしている。まずone-zone近似での結果(Susa+2015)を非理想時期流体計算が再現するか、という基本的なところから調べた結果、予想通り再現することが確かめられた(Higuchi+2018)。1)初代星降着円盤の分裂の研究については、最終的に大型計算機によるプロダクトランを予定しているが、単にBrute force的に行うのでなく、プロセスをよく理解しつつ進めようという考えのもの、まず本科研費で購入した計算機を用いて結果を出しつつある。これを十分に解析してまとめたあと、大型計算機にすすむことになる。2)初代星形成環境における磁場の影響に関しては昨年度はあまり進捗がなかったが、今年度にすすめる予定である。3)低金属環境における星形成に関してはよく進展している。今後は非理想時期流体計算をよりダイナミカルな状況設定に適用し、その効果に迫る。

初代星降着円盤の分裂の研究について30年度は昨年度から実行して来たサイエンティフィックな計算を続行し、論文にまとめることができた。この研究によって分裂片の個数進化がほぼ時間の0.3乗に比例して増加していくことがわかった。しかもこの系がほぼスケールフリーの性質をもつことから、過去の文献にある多くの計算をスケールすると、全てこのべき乗則に従うことがわかった。これは非常に重要な発見であると考えている(Susa 2019 in press)。低金属環境においては磁場の効果を無視することができないと思われるので、これも調べようとしている。予定通りダイナミカルな状況でアウトフローが駆動する条件を明らかにした。この研究ではこれまで知られていなかった低金属量かつ低密度での駆動ウインドウが見つかった(Higuchi+2019)。なおSusa 2019およびHiguchi+2019は出版が確定しているが、未掲載であるので業績リストにはない。また金属量の低い場合やゼロの場合に関して、宇宙線やダストの効果を取り入れて化学反応計算をより整合的かつ厳密に行う試みも合わせて進めている。また今年度は衝撃波圧縮によって程金属量環境で低質量星が生まれる条件ではダストの存在が非常に重要であることも明らかにした(Nakauchi+2018)。またこのように低質量形成とって重要なダストが星形成領域のUV放射によって吐き出されてしまう条件が明らかになった。これによると10^9太陽質量よりも軽い銀河ではなかなかダストを貯めることができず、ダスト冷却による低質量形成はあまり起きないと考えられる(Fukushima+2018)。1)初代星降着円盤の分裂に関しては、論文が完成したこと、また予想外の普遍的な法則が発見されたことなどから順調であると考える。2)乱流磁場の成長に関してはやや遅れているものの、Formalismができつつあり、新年度に結果が得られると思われる。3)低金属量環境の星形成に関しては、ダイナミカルな非理想磁気流体計算をおこない、アウトフローの駆動条件を知ることができた。今後は低効率の計算をより精密化し、数値計算の結果に還元する。総じて1)3)に関しては順調以上の進展であり、2)はやや遅れている。全体としては概ね順調に進展しているといえる。まず初代星降着円盤の分裂に関してこれまでわかっていることをまとめて論文を出版する。同時に並行して3)のダイナミカルな非理想磁気流体計算を実行し、論文にする。これは主として九州大の町田氏のグループと共同で進める。1)を実質的に行うのは代表者であるので、これが終わったあと、進捗がやや遅れている2)に取り掛かる。この研究では、ミニハロー中で,乱流磁場の発展方程式(Kazantsev equation)を積分することによって磁場のスペクトルを調べる。これによってジーンズスケール以下で乱流磁場がどのようなスペクトルを持つのかを明らかにすることができる。
宇宙論的観測データを用いた初期宇宙の探求

インフレーション宇宙において超対称性理論などの素粒子の新しい理論で予言される様々な粒子や場についてそれが宇宙の熱的歴史に与える影響やインフレーション中に生成される密度揺らぎの性質(揺らぎのモード、スペクトルや統計性)を調べ、宇宙論的な観測データと比較することによって素粒子モデルやインフレーション宇宙モデルに対する制限を明らかにした。最近の宇宙論は観測の質と量,両面の急速な進歩によって発展し,宇宙のごく初期について重要な知見が得られるようになってきた。そこで,これまで蓄積された,あるいは,近い将来期待される宇宙論的な観測データに基づいて,インフレーションなどの宇宙初期の現象を探求し,その結果によって,宇宙の物質の起源,暗黒物質に対する理解を深めるとともに,それらを予言する素粒子モデルに宇宙論的な制限を与えることが本研究の目的である。具体的には以下の項目について研究を進める。(1)インフレーション宇宙:超対称性理論などの素粒子理論に基づいてフレーションモデルを構築するとともに宇宙論的観測を用いてインフレーション宇宙モデルに対して制限を与える。(2)長寿命素粒子の宇宙論的制限:標準理論を超える素粒子理論ではグラビティーノやアクシオンなど、相互作用が弱いため長寿命となり、宇宙論的な影響を持つものが少なからず存在する。それらの粒子が元素合成や宇宙背景輻射などに与える影響を調べることによって,その粒子の特性,さらには,その粒子を予言しているモデルに対して制限を与える(3)宇宙の物質の起源:宇宙における物質・反物質の非対称性の起源を説明するいくつかのメカニズムについてそれが現在の宇宙に残す痕跡を見いだしその観測可能性を議論する.インフレーション宇宙において超対称性理論などの素粒子の新しい理論で予言される様々な粒子や場についてそれが宇宙の熱的歴史に与える影響やインフレーション中に生成される密度揺らぎの性質(揺らぎのモード、スペクトルや統計性)を調べ、宇宙論的な観測データと比較することによって素粒子モデルやインフレーション宇宙モデルに対する制限を明らかにした。1.超対称性理論に基づいたインフレーション宇宙では重力を媒介する重力子のパートナーであるグラビティーノが存在し、それがインフレーション後の再加熱時に熱的に作られ深刻な宇宙論的問題を引き起こすことが知られている。このグラビティーノ生成に関し、新たに非熱的な生成過程を考慮した。インフレーションを起こすスカラー場(インフラトン)から直接グラビティーノが大きな分岐比で生成されることを指摘し、その効果は熱的にグラビティーノが生成される場合と異なり、再加熱温度が低いときに大きな効果があることを発見した。このことからインフレーション宇宙モデルに強い制限が得られることを示した。2.宇宙初期の元素合成におけるヘリウムの生成量に対する観測的制限を精密化するために、系外銀河のHII領域におけるヘリウムの存在比の再解析を星による吸収を考慮して行い、従来の解析に大きな系統誤差があることを指摘した。再解析の結果、従来よりも大きなヘリウムの存在比量が推定され、これは、宇宙背景放射の結果とも一致することが分かった。1.宇宙の物質・反物質の起源の問題宇宙の物質・反物質の非対称性を説明するメカニズムとして、素粒子の超対称性に基づくアフレック・ダイン機構があるが、これは重力のアノマリーによって標準モデルの粒子に伝達されるモデルでは、アフレック・ダイン機構を担うフラット方向のスカラー場が不適切な真空にトラップされてしまいうまく働かないと思われていた。この問題に対して、インフレーション後の再加熱温度が十分高ければ、有限温度の効果によってスカラー場が不適切な真空にトラップされるのを防ぐことができ、アフレック・ダイン機構が働き十分なバリオン数が宇宙に生成することを明らかにした。2.長寿命をもつ超対称性粒子に対する制限超対称性粒子の内最も軽い粒子はRパリティにより安定であることが知られており、最も軽い超対称性粒子が暗黒物質の有力な候補となっている。もし、グラビティーノが最も軽い場合、標準モデルの粒子の超対称性パートナー中で最も軽い粒子は長寿命でグラビティーノに崩壊する。そこで、スカラー・タウがグラビティーノに崩壊する場合を考え、崩壊によって生成された粒子が宇宙初期に合成された元素の存在比を変えて観測と矛盾しないという要請からスカラー・タウの質量・存在量に制限を求めた。3.宇宙のモジュライ問題素粒子の超弦理論では比較的軽いスカラー場(モジュライ場)の存在が予言される。モジュライは宇宙初期に数多く存在し、その密度が大きいため様々な宇宙論的な問題(モジュライ問題)を引き起こす。このモジュライ問題の解決方としてとしてモジュライの質量が大きく十分早い時期に崩壊する場合を考える。しかし、重いモジュライはその崩壊によって大量のエントロピーを生成し、それによって宇宙のバリオン密度が薄められてしまうという新たな問題を引き起こす可能性がある。そこで、アフレック・ダイン機構が薄められても十分なバリオン数を生成できるかを調べ、モジュライ問題の解決とバリオン数生成が両立できる場合があることを明らかにした。1.WMAP衛星による宇宙背景放射の温度揺らぎの観測から示唆された揺らぎの非ガウス性について、等曲率揺らぎの場合に着目して、等曲率揺らぎが通常の断熱揺らぎに対して小さい場合でも、大きな非ガウス性をもたらすことがあることを示した。また、大きな非ガウス性をもった等曲率揺らぎを生成するモデルとして、アクシオン・モデルと超対称性に基づくバリオン数生成機構であるアフレック・ダイン・モデルを考え、非ガウス性の大きさ、モデルの特徴を明らかにした。

2.PAMELA衛星によって発見された陽電子・電子宇宙線のスペクトル異常に関係して、観測された陽電子・電子フラックスを説明するモデルとして、暗黒物質を担っているTeV程度の質量を粒子の対消滅を考え、対消滅の際に放出されるニュートリノのフラックスを計算し、SuperKamiokandeでの観測可能性を調べた。また、対消滅が宇宙初期に起こることによる元素合成への影響を調べ、陽電子・電子フラックスを説明するモデルに対して制限を与えた。1.インフレーションに生成される等曲率揺らぎに関して、ここ数年、観測からスケール普遍性から大きくずれたスペクトラムが示唆されていたが、そのようなスペクトルを予言する理論モデルは存在しなかった。そこで、超対称性の枠組みでアクシオン・モデルを考え、比較的自然にスケール普遍性から大きくずれたスペクトラムが生成されることを示した。2.PAMELA衛星によって発見された陽電子・電子宇宙線のスペクトル異常に関係して、観測された陽電子・電子フラックスを説明するモデルとして、暗黒物質を担っているTeV程度の質量を粒子の対消滅を考え、それが宇宙初期の元素合成や宇宙背景ガンマ線に及ぼす影響を明らかにした。さらに、再結合の後に起こる対消滅の際に放出される電子による宇宙の再イオン化に与える影響を調べるために、高エネルギー電子が宇宙に放出した場合に宇宙のバックグランド・プラズマに与える影響を計算するコードを開発し、それを暗黒物質の対消滅に適応し、対消滅断面積に対する制限を得た。
法と人間科学

国民の司法制度参加に伴い,法教育,捜査,裁判,矯正等の実務的問題への関心が高まってきた。これらの問題解決には,現実の法制度下での人間行動の理解・解明が必要であり,法学,心理学,社会学,実務家の連携は不可欠である。新学術領域「法と人間科学」の目標は,研究者と実務家が協同し,実証科学に支えられた実務,制度の構築を可能にする基盤の形成である。総括班では研修,模擬裁判,シンポジウム,HP,通信等を通し,研究班の有機的連携・発信を支援した。5年間に法と人間科学の活動は増加し,連携は強まり,若手を含む研究者数も増加した。法と人間科学の新学術領域の基盤が確立され,独自の領域として機能し始めたといえる。新学術領域研究「法と人間科学」は,法学者,心理学者,社会学者,実務家が「法意識と教育」「捜査手続き」「裁判員裁判」「司法と福祉」という4つのフィールドで協働し,(1)基礎研究,(2)社会的実装,(3)人材育成ができる領域を確立することを目指す。具体的には,総括班・公募班を含む19件の公募班が5年にわたり研究活動を行い,知見を社会に向けて発信するとともに,そこで得られたフィードバックを基礎研究に投入する。総括班の目的は,これらの研究班の有機的連携と有機的発信を支援することである。「法と心理学・子どもの司法面接」の支援体制のもとで,コアグループ(総括班のなかのステアリンググループ),総括班会議,全体集会(計画研究に携わる者全員)を効果的に動かし,専門家や市民,生徒に対する情報発信とフィードバックを得る。23年度は,課題遂行の基盤作りに焦点を当て,以下のような活動を通じて有機的連携と有機的発信を行った。【1】法と人間科学・司法面接支援室の立ち上げと広報:現在進行しているJSTプロジェクトの司法面接支援室のノウハウをもとに,新学術領域研究の遂行を支える「法と人間科学・司法面接支援室」を設置した。【2】会合・集会:札幌法と心理学研究会を中心に,3回のコア会議,2回の全体会議を開催し連携を強化した。【3】法と心理学者による実務家研修の実施:レスター大学ブル教授による「被疑者へのビデオ録画面接の効果:面接技術の向上のためにも」を実施し,知見の提供を行うとともに,実務家よりフィードバックを得た。【4】有機的発信:10月にシンポジウム「エビデンスにもとづく取調べの科学化」を実施した。また,2月に,市民約30名,実務家約10名,法学・心理学の研究者・院生約20名による「模擬裁判:傷害致死被告事件」を実施し,知見の提供を行うとともに,実務家・市民よりフィードバックを得た。【5】公募:4フィールドに関する研究を公募した。【6】HPを立ち上げ,ニューズレターを発行した。新学術領域研究「法と人間科学」は,法学者,心理学者,社会学者,実務家が「法意識と教育」「捜査手続き」「裁判員裁判」「司法と福祉」という4つのフィールドで恊働し,1基礎研究,2社会実装,3人材育成ができる領域を確立することを目指している。本年度も19の総括班・計画班・公募班が研究を行い,知見を社会に向けて発信し,そこで得たフィードバックを研究に再投入し,活動を進めた。総括班の役割は,これらの研究班の有機的連携と有機的発信を支援することである。この目的のために,以下の活動を実施した。【1】有機的連携を強め,研究を促進するために以下の活動を行った。1研究班員や実務家・専門家が参加できる「札幌法と心理研究会」を,北海道大学において,4,5,6,7,9,10,11,12,1,3月の計10回開催した。23月1日慶應義塾大学において,研究班員による合宿を実施した。33月2日,慶應義塾大学において,市民,専門家を交えた模擬裁判を実施した。【2】研究成果を有機的に発信し,フィードバックを得るために以下の活動・支援を行った。1実務家・専門家に対し,5回の「実務家研修」を実施・支援した。第1回目は4月27日,北海道大学での「大学のカルト対策被害者への具体的な援助と方策」,第2回目は8月6日,立命館大学での「DVにさらされた子どもへの支援」であった。また,計画研究班による司法面接研修(6,10,11月)を支援した。26月8日(学習院大学)と11月9日(同志社大学)の2回,市民や専門家に向けた公開シンポジウム「裁判員制度を巡る心理学的諸問題ー何が課題か、どう対処するかー」を日本学術会議,日本心理学会とともに開催した。39月22日から24日,北海道大学において「目撃証言心理学専門家養成セミナー」を実施した。4HPを充実させるとともに,冊子媒体によるニューズレター4,5号を発行した。また,電子媒体による法と人間科学通信vol.4,5,6,7を発行した。「法と人間科学」の目標は,「法意識と教育」「捜査手続き」「裁判員裁判」「司法と福祉」の4フィールドで,法学者,心理・社会学者,実務家が共同し,基礎研究,社会実装,若手育成ができる領域を確立することである。その方法は,1基礎研究を行い,2成果を実務家・市民に向けて発信し,3社会実装を目指しつつ,得られたフィードバックを新たな研究課題として投入する,というものである。

総括班の役割は【1】有機的連携,【2】有機的発信を通し,19の研究班を統括し,連携を強め,成果の社会実装と若手育成を促進することである。【1】有機的連携:研究者,実務家の交流・共同を強化し,院生,若手の育成を促進するために,以下の活動を行った。1法と心理学研究会を年度内に10回開催した。2合宿:院生・若手を含む合宿を龍谷大学で実施した。ここでは研究発表に加え,班・学問領域・年代を横断するチームによるブレインストーミング課題なども行った。3東アジア法と心理学会(北京)への若手参加を支援した。【2】有機的発信:社会実装を進め,実務家・市民のフィードバックを得るために,複数班の連携により,以下の活動を行った。1実務家研修:内容は,教職員向けの「大学のカルト対策」(2回),福祉・司法関係者,行政職員向けの「司法面接と体験を語る子どもの心理」(2回),福祉・司法関係者向けの「司法面接研修」(3回)である。2シンポジウム:公開シンポジウム「一般市民はどのように法的判断を行うのか?個人・集団による判断に着目して」(同志社大学)と国際シンポジウム「取調べと可視化:新しい時代の取調べ技法・記録化と人間科学」(立命館大学)を開催した。3模擬裁判:市民,実務家,研究者による模擬裁判を龍谷大学で開催した。4広報:HPに人材データベースを作成し,「ニューズレター」6,7号,「法と人間科学通信」vol. 8-11を発行した。裁判員裁判の開始に伴い,多くの国民が司法システムに参加するようになった。そのなかで,制度の見直しに関する議論や,法教育,捜査,裁判,矯正等の実務的問題への関心は高まってきた。こういった問題を解決するには,現実の法制度のもとでの人間行動を理解,解明する必要があり,法学,心理学,社会学,司法現場の連携は不可欠である。そこで,これらの領域にまたがる新学術領域の形成を提案した。その目標は(1)実務に即した課題につき,研究者と実務家が共に研究し,(2)得られた成果を制度や実務へと還元し,(3)そこからフィードバックを得て,新たな研究課題へと投入するという循環的な方法を用いながら,実証科学に支えられた法の実務,制度の構築を導くというものである。このことを実現するために,4つのフィールドで10の計画研究班と16の公募研究班が協同・連携しながら上記の循環を繰り返した。【法意識と教育】法意識の基本概念「責任」や「罰」に関する市民の意識調査や調査を踏まえての法教育教材の開発を行った。【捜査手続き】捜査法,特に被疑者取り調べのあり方や目撃証言の扱い,記録法の改善に関する研究を行い,実務を支援した。【裁判員裁判】市民の法的判断に伴う問題,特に報道や情緒的な証拠の影響,録音録画資料の影響等につき調査し,具体的支援につき提言した。【司法と福祉】被害者の保護支援に関わる聴取法や犯罪者のリハビリに資する研究を行い,実務を支援した。総括班では,研究班・フィールドの有機的連携を支え,成果発信を促し,新学術の創出を導くために,実務家研修,模擬裁判,シンポジウム・研究会,合宿,HP,ニューズレターの発行等を行った。5年の活動の結果,法と人間科学の活動は増加し,上記方法論は広く用いられるようになり,若手を含む研究者数も増加した。法と人間科学の新学術領域の基盤が確立され,独自の領域として機能し始めたといえる。国民の司法制度参加に伴い,法教育,捜査,裁判,矯正等の実務的問題への関心が高まってきた。これらの問題解決には,現実の法制度下での人間行動の理解・解明が必要であり,法学,心理学,社会学,実務家の連携は不可欠である。
通信・電磁情報と行動認識に基づくIoT機器に対するトラストの実現

本研究では,急速に広がるIoT機器を安心して利用するために,情報機器に対するトラストを構築する手段を提供することである.そのために通信情報や電磁情報から機器やプロトコルを識別し,正常動作時と異常動作時を判定するIoT活動量計を実現する.最終的には,多種多様なIoT機器を網羅するために,クラウド側のデータベースを含めてプラットフォーム化し,複数の家庭に設置したIoT活動量計から,データを収集,共有する仕組みを実現する.この一環で,機器ベンダーが正常系の通信を登録できる仕組みもプラットフォームの中に組み込むことで,ユーザによる情報登録をさらに低減し,実用性を高める.本研究では,急速に広がるIoT機器を安心して利用するために,情報機器に対するトラストを構築する手段を提供することである.そのために通信情報や電磁情報から機器やプロトコルを識別し,正常動作時と異常動作時を判定するIoT活動量計を実現する.最終的には,多種多様なIoT機器を網羅するために,クラウド側のデータベースを含めてプラットフォーム化し,複数の家庭に設置したIoT活動量計から,データを収集,共有する仕組みを実現する.この一環で,機器ベンダーが正常系の通信を登録できる仕組みもプラットフォームの中に組み込むことで,ユーザによる情報登録をさらに低減し,実用性を高める.
不均質環境での最適パッチ選択による寄主ー寄生蜂系の共存安定化の実験・モデル解析

寄主マメゾウムシと寄生蜂からなる実験系を対象に、豆をパッチ状に与えた時、マメゾウムシのパッチ選択とそれに寄生する蜂のパッチ選択とが、両種個体群の共存安定性に与える影響を調べた。寄主は、一様に卵を分布するアズキゾウムシ(Callosobruchus chinensis)と塊状分布するブラジルマメゾウムシ(Zabrotes subfaciatus)を用い、寄生蜂は、寄生効率が豆当りの寄主密度に依存するコガネコバチ(Anisopteromalus calandrae)と、依存せず一定しているコマユバチ(Heterospilus prosopidis)を用いた。まず、アズキを16の小パッチに分割した系と、分けずに大きな1パッチにまとめた系とで、アズキゾウムシーコガネコバチ系の個体群動態を比較したところ、両個体群動態はパッチ分割の影響による差異をほとんど示さなかった。これはコバネコバチの寄生効率がそれほど高くないため、両種個体群密度が低いレベルに落ちなかったためと思われる。しかし、2種の寄生蜂を同時に導入した系では、アズキゾウムシはしばしば極低密度になり、そのときにコガネコバチが寄生に失敗して消減する傾向があった。16分割の系では、寄生蜂の個体数が低下したとき寄主が寄生を免れやすいので、寄生密度がより高いレベルに維持され、構成種の共存が促進される可能性がある。16分割系での寄生蜂2種導入は現在準備中である。さらに、ブラジルマメゾウムシでは極端に集中した産卵分布になることが確認された。このため小パッチに分割しない系でも豆によっては寄主密度の高低の変異が生じるので、寄主がパッチ状に分かれているのと同じ効果になる。ブラジルマメゾウムシー寄生蜂系を現在準備中である。
微生物の協奏的糖代謝系に関する生物電気化学的アプローチ

嫌気性微生物であるビフィズス菌や乳酸菌の乳酸発酵過程では,lactate dehydrogenase(LDH)によりpyruvateでNAD^+再生している.NAD^+再生のための新規な電子移動過程の導入を目的として,細胞外quinone類による細胞内NADHの酸化を検討した.その結果,細胞内diaphorase(DI)活性により,NADHからquinoneへの迅速な電子移動が進行し,生成したquinolはO_2,H_2O_2,Fe(CN)_6^<3->等多種の細胞外電子受容体に電子を渡すことを明らかにした.この外因性電子移動過程の反応速度は,quinoneの酸化還元電位と細胞膜透過性,およびDI活性とLDH活性の相対的強度で決定されることも明らかにした.特にプロピオン酸菌由来の2-amino-3-carboxy-1,4-naphthoquinone(ACNQ)は本電子移動の良好なメディエータとなる.このため,ごく微量(nMオーダー)での添加により,ドミノ的に代謝経路が変わる.たとえば,lactate生成は減少し,通常では観測出来ないpyruvateが生成される.さらに,ビフィズス菌ではこの外因性NADH酸化過程の導入により,acetyl CoAがNADH酸化(アルコール発酵)に使われることなく,ATP生成に利用されるということがわかった.ACNQはビフィズス菌の増殖促進因子として発見されたが,この作用機構も本モデルでよく説明できる.また,本モデルは,微生物による物質生産制御の新しい方法として利用できる可能性がある.ビフィズス菌の増殖促進因子としては,ACNQの他,1,4-dihydroxy-naphthoic acid DHNA)も同様の生理作用が報告されている.DHNAの酸化還元および酸解離特性を調べた結果,ACNAと同一の作用機作での生理作用を説明することが困難であることがわかった.そこで,DHNAの酸化的アンモニア付加反応によりACNQが生成するという作業仮説をたて,電気化学法,分光法等によりその仮説を証明した.さらにACNQの新規合成法を提唱した.一方,DHNAは細胞内のArg等のアミン類とも反応し,ACNQ誘導体が生成することを電気化学的に証明した.このようなアミン付加体生成によりDHNAはより酸化還元電位が負にシフトし,また細胞内での保持力が高まり,細胞外電子移動反応のメディエータとして有効に機能することが示唆された.多くの生物は食物酸化過程でNAD^+を電子受容体とする.したがって,ここで生成したNADHを再酸化することは,そのような生物にとって必須の過程となる.NADHの電子は,好気性生物のような呼吸鎖をもつ場合には,O_2に代表される細胞外電子受容体に渡されるが,呼吸鎖を持たない(あるいは機能しない)嫌気性微生物の多くは,pyruvate等の細胞内酸化性物質に電子が渡される.しかし,これら電子受容体としての細胞内代謝中間体は,生合成出発物質としてもきわめて重要である.そこで,こうした(嫌気性)微生物の糖代謝で生み出されるNADHを,細胞外電子受容体により再酸化することができないか,あるいはまた,そうしたとき代謝系にどのような影響を及ぼすかという点について,生物電気化学を主軸として検討した.酵母は(嫌気的)アルコール発酵過程でNADHレベルの振動現象を示し,これは細胞間で同期することが知られている.本現象は,解糖系上流酵素phosphofructokinase(PFK)がATP/ADP比に依存したallosteric効果を示すことに起因するものと,これまでは考えられてきた.しかし,この同期現象や,あるいは解糖系下流物質であるacetaldehyde添加(つまり,最下流酵素alcohol dehydrogenaseによるNADH消費)により大きく摂動が加えられることは,上記モデルだけでは十分には説明できない.そこで,解糖系の基質レベルのリン酸化反応も,(呼吸鎖の酸化的リン酸化と同様)NADH/NAD^+の酸化還元レベル,あるいはNAD依存性酵素反応が振動の重要な決定(あるいは制御)因子として関与しているという新しい振動モデルを提案した.そして中間体pyruvateに焦点をあて,ピルビン酸バイオセンサを用いて,acetaldehydeやNAD(H), ATP, ADPの添加効果を調べ,本モデルの妥当性を示した.特にacetaldehydeは細胞間移行可能な酸化還元物質として同期現象に深く関与すると思われる.一方,quinone類もNADH酸化剤として働き,acetaldehydeと同様の作用を示すことを明らかにした.嫌気性微生物であるビフィズス菌や乳酸菌の乳酸発酵過程では,lactate dehydrogenase(LDH)によりpyruvateでNAD^+再生している.NAD^+再生のための新規な電子移動過程の導入を目的として,細胞外quinone類による細胞内NADHの酸化を検討した.その結果,細胞内diaphorase(DI)活性により,NADHからquinoneへの迅速な電子移動が進行し,さらに生成したquinol O_2,H_2O_2,Fe(CN)_6^<3->等多種の細胞外電子受容体に電子を渡すことを明らかにした.この外因性電子移動過程の反応速度は,quinoneの酸化還元電位と細胞膜透過性,およびDI活性とLDH活性の相対的強度で決定されることも明らかにした.特にプロピオン酸菌由来の2-amino-3-carboxy-1,4-naphthoquinone(ACNQ)は本電子移動の良好なメディエータとなる.このため,ごく微量(nMオーダー)での添加により,ドミノ的に代謝経路が変わる.たとえば,lactate生成は減少し,通常では観測出来ないpyruvateが生成される.

さらに,ビフィズス菌ではこの外因性NADH酸化過程の導入により,acetyl CoAがNADH酸化(アルコール発酵)に使われることなく,ATP生成に利用されるということがわかった.ACNQはビフィズス菌の増殖促進因子として発見されたが,この作用機構も本モデルでよく説明できる.また,本モデルは,微生物による物質生産制御の新しい方法として利用できる可能性があることがわかった.嫌気性微生物であるビフィズス菌や乳酸菌の乳酸発酵過程では,lactate dehydrogenase(LDH)によりpyruvateでNAD^+再生している.NAD^+再生のための新規な電子移動過程の導入を目的として,細胞外quinone類による細胞内NADHの酸化を検討した.その結果,細胞内diaphorase(DI)活性により,NADHからquinoneへの迅速な電子移動が進行し,生成したquinolはO_2,H_2O_2,Fe(CN)_6^<3->等多種の細胞外電子受容体に電子を渡すことを明らかにした.この外因性電子移動過程の反応速度は,quinoneの酸化還元電位と細胞膜透過性,およびDI活性とLDH活性の相対的強度で決定されることも明らかにした.特にプロピオン酸菌由来の2-amino-3-carboxy-1,4-naphthoquinone(ACNQ)は本電子移動の良好なメディエータとなる.このため,ごく微量(nMオーダー)での添加により,ドミノ的に代謝経路が変わる.たとえば,lactate生成は減少し,通常では観測出来ないpyruvateが生成される.さらに,ビフィズス菌ではこの外因性NADH酸化過程の導入により,acetyl CoAがNADH酸化(アルコール発酵)に使われることなく,ATP生成に利用されるということがわかった.ACNQはビフィズス菌の増殖促進因子として発見されたが,この作用機構も本モデルでよく説明できる.また,本モデルは,微生物による物質生産制御の新しい方法として利用できる可能性がある.ビフィズス菌の増殖促進因子としては,ACNQの他,1,4-dihydroxy-naphthoic acid DHNA)も同様の生理作用が報告されている.DHNAの酸化還元および酸解離特性を調べた結果,ACNAと同一の作用機作での生理作用を説明することが困難であることがわかった.そこで,DHNAの酸化的アンモニア付加反応によりACNQが生成するという作業仮説をたて,電気化学法,分光法等によりその仮説を証明した.さらにACNQの新規合成法を提唱した.一方,DHNAは細胞内のArg等のアミン類とも反応し,ACNQ誘導体が生成することを電気化学的に証明した.このようなアミン付加体生成によりDHNAはより酸化還元電位が負にシフトし,また細胞内での保持力が高まり,細胞外電子移動反応のメディエータとして有効に機能することが示唆された.
脊髄運動ニューロンの発生におけるBMPによる情報伝達の役割

本研究課題は、BMPの内在性インヒビターであるnogginやBMP受容体のdominant-negative変異体をレトロウイルスベクター(RCASBP)を用いてニワトリ胚で発現させることによって、BMPシグナル伝達をin vivoで阻害することによりその脊髄運動ニューロンの発生に及ぼす影響を検討するものである。まずRCASBPを用いた遺伝子導入法を確立する目的で、細胞死を抑制することで知られるBcl-2を運動ニューロン死の時期の時期に発現させてニューロン死が影響を受けるか検討した。その結果Bcl-2が発生早期に起きる頚髄運動ニューロン死を抑制することが明らかになった(Sato, et al. 2002)。このことからRCASBPレトロウイルスベクターがニワトリ胚の脊髄運動ニューロンへ遺伝子導入するための有力な手法であることが確認されたため、nogginを組み込んだウイルスを胚に感染させたところ、胚全体の発生が著しく損なわれそのままの実験系では脊髄運動ニューロンの発生に及ぼす影響を評価することが困難であった。これはnogginの持続的且つ広範囲な発現のためと考えられたため、導入遺伝子発現の時間的な制御を目的としてTet regulatorysystemをこのレトロウイルスに組み込んで機能するかを検討した。その結果、ドキシサイクリン投与によって遺伝子発現が効率よく誘導されることが確認された(Sato, et al. 2002)。現在運動ニューロン特異的な発現を目指して各種の転写調節領域を検討している。当初目的には未だ至っていないが、目的達成のためのステップは確実にクリアしており今後さらに推進する予定である.ニワトリ胚でBMPシグナル伝達を阻害するためにレトロウイルスベクター(RCASBP)を用いてBMPの内在性インヒビターの一つであるnogginを発現させたところ、胚全体の発達が著しく損なわれ脊髄の運動ニューロン死が起こる前から異常な胚が形成されることを確認した。また神経管になるべく限局させてウイルスを感染させる場合は運動ニューロンでの有効な発現を達成するのが困難であった。そこで本研究の推進のためにはnogginあるいはdominant-negative BMP receptorを(1)運動ニューロンになるべく限局させて発現させる、あるいは(2)運動ニューロン死が起こる時期に限局させて発現させるといったウイルスベクターによるより高度な発現制御が必要であると考えられた。そこでこのウイルスベクターをTet regulationと組み合わせて用いることによりドキシサイクリンによって遺伝子発現誘導が惹起されるような系を検討してみた。その結果、CMVプロモータを用いてreverse tetracycline-controlled transactivatorを発現させた場合GFP遺伝子がドキシサイクリン投与によって網膜色素上皮や肝臓に非常に効率よく発現誘導されることが確認された。CMVプロモータを別の調節領域に置換することにより運動ニューロンでも同様の効果が期待されるのでこの系をnogginあるいはdominant-negative BMP receptorに応用する予定である。現在運動ニューロンで機能するプロモータを探索している。当初目的には未だ至っていないが、目的達成のためのステップは確実にクリアしており今後さらに推進する予定である.
流出現象の物理機構に関する研究

本研究の研究成果の概要は以下の通りである。木下は、水文過程の中の降水について、その空間的・時間的分布、形成過程、観測方法の側面から整理した。池淵は、蒸発散の観測・推定・評価法を分類・整理し、水域からの蒸発量に関する研究をレビューし、今後の方向性を展望した。砂田は、流域実地形を重視して斜面諸特性が及ぼす直接流出特性を検討した。また、流域からの日蒸発散量の推定方法を開発した。椎葉は、表面流・中間流の機構の分析とそのモデル化について従来の研究のレビューを行った。竹内は、矩形断面斜面・土壌カラムを用いた降雨浸透に伴う2次元非常流出過程の実験から、水みちの有無、土壌表面特性の影響に関する基礎的知見を得た。田中は、多摩丘陵でパイプ流の果たす役割を量的に評価し、その流出特性、流速等について内外の研究例に基づきとりまとめた。藤田は、エントロピー的手法による流出成分の分離法を考察し、河道流出成分が23成分に分離されることを明らかにした。宮の森小試験地において流出寄与域について検討した。日野は、不飽和浸透現象の基礎理論を整理した。不飽和浸透特性のMarqrardt法による同定を多層土壌の場合に拡張した。また、浸透過程のfingering現象を解析した。虫明は、試験流域に埋没したテンシオメータ記録を基に不飽和帯水分の深度方向の変動特性を明らかにするとともに、浸透に係わる土壌特性の評価法を提案した。山田は、保水能分布とkinematic Waveの近似方程式により山地流域の流出機構を検討し、また、土壌利用区分の明瞭な都市化されつつしる流域にその手法を適用し、保水能の経年変化という形で都市化の影響が捉えられることを示した。高木は、2つの流出試験地において地下水と流出の観測を行い、両現象の持つ場所的・時間的スケールについて新しい知見を得た。高棹は、集水過程のモデル化と集中化の研究のレビューを行い、また全体をとりまとめた。本年度の研究成果の概要は以下の通りである。木下は、水文過程の中の降水について、その空間的・時間的分布,形成過程,観測方法の側面から整理した。池淵は、蒸発散の観測・推定・評価法を分類・整理するとともに、水域からの蒸発量に関する研究をレビューし、今後の方向性を展望した。砂田は、地表土壌水分条件を考慮してPenman式を拡張し、流域からの日蒸発散量の推定方法を開発し、実流域試験地において水収支法による推定値により検証した。椎葉は、表面流・地中流の機構の分析とそのモデル化について従来の研究のレビューを行った。竹内は、短形断面斜面と土壌カラムを用いた室内実験を行い、水みち生成の有無が流出に与える影響を検討した。田中は、多摩丘陵において、パイプ流の果たす役割を量的に評価するとともに、流出特性の一つとしてpulsating flow現象のあることを明らかにした。藤田は、札幌市近効の宮の森小試験地において流出寄与域について検討した。土壌中の水分移動機構と積雪層内の融雪水のそれは類似点が多く、現在、この試験流域で融雪流出を実測している。日野は、不飽和浸透特性のMarquardt法による同定を多層土壌の場合に拡張した。また不飽和浸透現象の基礎理論を整理しレビューした。

虫明は、多摩ニュータウン内の小試験区に埋設したテンシオメータ記録に基づき、深度3mまでの不飽和帯水分の挙動を整理するとともに、浸透に関わる土壌特性の評価法について検討した。山田は、保水能分布とKinematic waveの近似方程式により山地流域の流出機構を検討し、また、土地利用区分の明瞭な都市化されつつある流域にその手法を適用し、保水能の経年変化という形で都市化の影響が捉えられることを示した。高木は、小流域(庄内川水系)における水文観測を行い、豪雨時流出に占める中間・地下水流出の割合が相当大きいことを確認した。高棹は、集水過程のモデル化と集中化の研究のレビューを行った。
類人猿と鳥類のその場にない物事を抽象的に理解する能力の解明：意図理解・記憶・想像

アイ・トラッキングやモーション・トラッキング、サーモ・イメージングなど最先端の非侵襲センサーを活用することによって、ヒト以外の動物の他者理解など認知能力を調べた。本年度は、主に、類人猿の直示コミュニケーションの理解に関する調査を行い、類人猿の感情を調べるツールとして、サーモ・イメージングの有用性に関しての総説論文を執筆し、さらに、鳥における視線追跡の手法開発を行った。直示コミュニケーションとは、ヒト特有のシグナルで、目を合わせたり名前を呼んだりするような「これから何か教えるよ」という合図のことである。先行研究においては、ヒト幼児や家畜のイヌが、シグナルを示した人物が指し示す対象に対して注意を高めることが示されている。本研究では、この実験をチンパンジーにおいて追試した。結果、チンパンジーは直示シグナルに対して、先行研究のヒトや家畜のイヌと同様の反応を示さなかった。しかし、ヒトに幼少時から親しんで育ったチンパンジーにおいては、限定的ではあるが先行研究と類似の結果が得られた。したがって、ヒト特有のシグナルである直示コミュニケーションに対する理解は、ヒトと家畜動物に、ある程度限定されたものであることが示唆された。また、本年度は、自由飛行する鳥の視線を小型搭載型のモーション・トラッカーによって追跡する手法を開発した。レース鳩を対象にナビゲーション(帰巣飛行)中に、何に対して注意を払っているか調査した。先行研究における知見と一致して、ハトはランドマークや同期して飛行する群れのハトを特によく見ることが明らかになった。本年度は、類人猿における直示コミュニケーションの理解と、鳥におけるモーション・トラッキングを用いた視線追跡の開発それぞれについて原著論文を発表し、また、サーモ・イメージングの類人猿における情動研究の可能性について総説を執筆した。これらについて国際学会で招待発表を行った。次年度は、本領域の2つの中心テーマの1つである「意図共有」について、類人猿を対象に研究を進めたい。類人猿は、ヒトと同様の心理的メカニズムで、他者の心的状態を理解できるだろうか?とくに、類人猿が、自己の経験を他者の心的状態の理解に用いることができるかをテストするための「トリック目隠し」課題を行う。この課題では、動画の中に主役とその敵役が登場する。主役が取ろうとしている物を敵役が奪おうとする。主役が目隠しの後ろに隠れたときに敵役が物を持ち去ってしまう。その後、主役がもどってきて何か探しているそぶりを見せる。目隠しには性質の異なる2種類を用意することで、類人猿がその性質に応じて行動の予測を調節できるか調べる。目隠しには本物と、実は透けて見えるものがあり、動画の中では(遠目からは)同じに見える。類人猿の個体ごとに、動画を見せる前に異なる種類の目隠しを体験させておく。二条件で役者の行動はまったく同じであるから、類人猿が自己経験を他者の心的状態の理解に用いることができるのであれば、本物の目隠しを経験した後に主役の誤信念に基づく予測を行い、トリック目隠しを経験した後にそうでない予測を行うと期待される。また平行して、鳥類の視線追跡について、知能が高く社会性の強いカラスでも同様の視線追跡を行う。前年度は、比較的扱いやすいハトで方法を確立した。また、カラスの飼育を開始した。今年度は視線追跡の方法を確立する。

主役が取ろうとしている物を敵役が奪おうとする。主役が目隠しの後ろに隠れたときに敵役が物を持ち去ってしまう。その後、主役がもどってきて何か探しているそぶりを見せる。目隠しには性質の異なる2種類を用意することで、類人猿がその性質に応じて行動の予測を調節できるか調べる。目隠しには本物と、実は透けて見えるものがあり、動画の中では(遠目からは)同じに見える。類人猿の個体ごとに、動画を見せる前に異なる種類の目隠しを体験させておく。二条件で役者の行動はまったく同じであるから、類人猿が自己経験を他者の心的状態の理解に用いることができるのであれば、本物の目隠しを経験した後に主役の誤信念に基づく予測を行い、トリック目隠しを経験した後にそうでない予測を行うと期待される。また平行して、鳥類の視線追跡について、知能が高く社会性の強いカラスでも同様の視線追跡を行う。前年度は、比較的扱いやすいハトで方法を確立した。また、カラスの飼育を開始した。今年度は視線追跡の方法を確立する。
心筋におけるムスカリン性カリウムチャネルの分子多様性の解析

本研究の目的はin vivo心筋でのムスカリン性カリウムチャネル(K_<ACh>)の分子機構を明らかにすることである。最近K_<ACh>がラット心臓cDNAライブラリーより単離されたGIRK1およびGIRK4というGIRKサブファミリーに属する2つのサブユニットのヘテロ重合体として形成されていることが明らかにされた。これらのサブユニットと高い相同性を示すGIRK2およびGIRK3が報告されているが、今回我々がGIRK2のisoformと考えられるGIRK2Bを新たに単離し、報告した(Isomoto et al.Biochem Biophys Res Commun 218;286,1996)。GIRK2BをGIRK1と共にアフリカツメガエル卵母細胞に発現させると、それぞれ単独で発現させた場合に比べて明らかにK_<ACh>と同様にG蛋白質で活性化されるカリウム電流の増大を認めており、GIRK2BもGIRK1とヘテロ重合体を形成し得ると考えられた。Reversetranscription PCR法を用いた検討によりGIRK2が中枢神経系にのみ発現しているのに対して、GIRK2Bは心臓を含めた様々な臓器に発現していた。また、我々の教室では免疫学的解析によりGIRK1がいくつかの蛋白とassociateしていることを明らかにしており(Inanobe et al.Biochem Biophys Res Commun 217;1238,1995)、GIRKサブファミリーは心臓を含めた様々な組織において異なるサブユニットのヘテロ重合体としてG蛋白質で活性化されるカリウムチャネルを形成していることが示唆された。さらに、最近我々はGIRK1のisoformであるGIRK 1Bを新たに単離し、このクローンも心筋細胞に発現していることを確認した。現在GIRK1Bの心筋における分子機構について解析を行っている。