hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞死を起点とする生体制御ネットワークの解明

本研究領域の目的は、各細胞死様式の実行機構の解明と、各細胞死を起点として惹起される生体応答の解析を行うことで、各細胞死様式の生理的、病理的意義を明らかにすることである。5年計画の最終年度にあたる本年度は、昨年度に続いて、研究支援事業、共同研究の推進、国際的な学術連携と人材育成および広報活動に取り組んだ。具体的には、1.班会議(2019年1月,徳島,担当:安友)を開催し、計画研究班員と公募班員が、研究内容と進捗について発表し議論を行った。班会議では未発表データの積極的な発表を奨励し、今後の共同研究の推進を図った。2.班会議開催と同時に、総括班会議(領域推進会議)を開催し、アドバイザーの意見を参考に、領域の終了に伴う事後報告書ならびに成果報告書の作成、領域内の研究支援で得られた成果物の取り扱い、今後の細胞死研究分野ネットワークの維持および発展の方策について議論した。3.国際シンポジウムAustralia-Japan Meeting on Cell Death 2018を東京大学弥生講堂一条ホールで、2018年5月22-23日に開催した。148名(国内116名、海外32名)の参加があった(担当:中野、田中稔、山口、田中正)。4.メタボローム解析、超微形態解析、死細胞イメージング技術、モノクローナル抗体の作製、遺伝子改変マウス、低分子化合物等の研究支援事業を行った(担当:田中正、大村谷、荒川、袖岡、山口)。また、昨年度に引き続き、肝細胞死共同プロジェクト(担当:田中稔)および新規細胞死様式解析プロジェクト(担当:袖岡)を推進した。5.領域ホームページの更新やアウトリーチ活動およびニュースレター発行等により、情報発信を積極的に行った(担当:山崎、安友、須田)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。本研究領域では、多様な細胞死の分子機構と、細胞死を起点として惹起される生体応答を解析し、それぞれの細胞死が持つ生理的・病理的意義を明らかにすることを目的とする。総括班はこの目的を達成するために、共同研究の推進、研究支援事業、国際的な学術連携と人材育成に取り組むとともに本領域の広報活動に取り組んだ。具体的には、1.総括班会議を3回開催し、共同研究の推進に関する具体的な方策、領域内の研究者間での情報交換の方法、研究資材の相互利用などによる有機的な連携体制の構築強化の方法について決定した。2.肝細胞死共同プロジェクトの推進のため、解析したデータを基に討論を行い、プロジェクトの方向性を決定した。(田中稔)3.メタボローム解析、超微形態解析、死細胞イメージング技術、モノクローナル抗体の作製、遺伝子改変マウス、低分子化合物等の研究支援事業の具体的な実施方法について決定し、実行した。(田中正、大村谷、荒川、袖岡)4.若手研究者の海外学会参加を援助した。また、次年度開催予定の他の領域との合同の若手研究者の交流会(ワークショップ)と、細胞死関連の研究者が参加する国際シンポジウムの企画(オーストラリアで開催予定)を行った。(山口、中野)5.本領域の発足および研究内容を広めるとともに、公募研究参加者への啓蒙のための国内シンポジウムを11月13日に開催した。(中野、山口、田中稔)6.領域ホームページ(http://www.dying-code.jp)の開設とニュースレターの発刊(HPに掲載)を行った。さらに、アウトリーチ活動を開始し、一般用のパンフレット(HPに掲載)を作成した。(山崎、安友、須田)本研究領域では、多様な細胞死の分子機構と、細胞死を起点として惹起される生体応答を解析し、それぞれの細胞死が持つ生理的・病理的意義を明らかにすることを目的とする。この目的を達成するために総括班は、昨年度に引き続き、研究支援事業、共同研究の推進、国際的な学術連携と人材育成および広報活動に取り組んだ。具体的には、1.総括班会議を開催し、公募班員も含めた共同研究の推進の方策、領域内の研究者間での情報交換の方法、国際シンポジウムおよび若手会議(後述)の開催、領域内の研究支援の利用による有機的な連携体制の構築方法等について議論した。2.班会議(2015年5月,熱海)を開催し、計画研究班員と公募班員すべてが、研究内容と進捗について発表し、議論を行った。3.共同研究会議肝細胞死共同プロジェクト(担当:田中稔)および新規細胞死様式解析プロジェクト(担当:袖岡)の推進のため、関連研究者によるmeetingを定期的に行った。4. John Silke博士を中心としたオーストラリアWEHIの細胞死研究グループとの共催で、オーストラリア、で国際シンポジウム(2015年11月,メルボルン,主担当:中野)を開催した。5.新学術領域、酸素生物学と合同若手会議(2016年1月,千葉)を開催した。6.メタボローム解析、超微形態解析、死細胞イメージング技術、モノクローナル抗体の作製、遺伝子改変マウス、低分子化合物等の研究支援事業を行った。(田中正、大村谷、荒川、袖岡)7.領域ホームページの更新とニュースレターの発刊およびアウトリーチ活動により、情報発信を積極的に行った(山崎、安友、須田)。2年目の総括班活動は、それぞれの班員が着実に役割を果たすことで、おおむね予定通り行うことができた。

特に28年度の予定を27年度に前倒しして行ったオーストラリア、メルボルンでの国際シンポジウムは、本領域側の担当者のみならず、オーストラリア側の担当者であるDr. John Silkeらの協力により盛会となった。さらに、このシンポジウムの際に行われた、WEHIを中心としたオーストラリアの細胞死研究者との情報交換会を契機として、複数の国際共同プロジェクトが立ち上がり、国際共同研究の加速度的な進展につながった。領域内の共同研究の推進に関しては、肝細胞死共同プロジェクトの推進とともに、新しい細胞死様式についても共同研究グループを立ち上げ、meetingを通じて公募班員も含めた班員の有機的連携が構築できている。研究支援事業に関しては、モノクローナル抗体作製や遺伝子改変マウスの作製を中心に、支援事業が円滑に実行されている。若手研究者の人材育成を目的として、酸素生物学班と合同で若手ワークショップを行い、若手研究者による活発な意見交換の機会となった。広報活動としては、領域ホームページの更新とニュースレターの発刊に加えて、アウトリーチ活動も行った。本年度のニュースレターは、冊子体とし、多様な分野の研究者に送付した。アウトリーチ活動では、昨年度作成したパンフレットを活用し、一般の市民に分かりやすく研究内容を伝えるように努めた。本研究領域では、分子によって制御される複数の細胞死様式のメカニズムを解明し、その知見を基に、各細胞死を生体内で捕捉する技術の開発を目指す。さらに、各細胞死を起点として惹起される生体応答の解析を行うことで、各細胞死様式の生理的、病理的意義を明らかにする。この目的を達成するために総括班は、昨年度に続いて、研究支援事業、共同研究の推進、国際的な学術連携と人材育成および広報活動に取り組んだ。具体的には、1.総括班会議を開催し、共同研究の推進の方策、領域内の研究者間での情報交換の方法、若手会議の開催、領域内の研究支援の利用による有機的な連携体制の構築方法等について議論した。2.班会議(2016年5月,金沢,担当:須田)を開催し、計画研究班員と公募班員が、研究内容と進捗について発表し議論を行った。班会議では秘密保持誓約書を交わした上で、未発表データの積極的な発表を奨励し、共同研究の推進を図った。3.肝細胞死共同プロジェクト(担当:田中稔)および新規細胞死様式解析プロジェクト(担当:袖岡)の推進のため、関連研究者によるmeetingを定期的に行った。4.日本Cell Death学会と共催して、細胞死関連のシンポジウム(2016年9月,東京)を開催した。また、第89回日本生化学会大会において、班員が中心となってシンポジウム(2016年9月,仙台)を開催した。5.新学術領域、細胞競合班との合同若手ワークショップ(2017年1月,大阪)を開催した。6.メタボローム解析、超微形態解析、死細胞イメージング技術、モノクローナル抗体の作製、遺伝子改変マウス、低分子化合物等の研究支援事業を行った。(田中正、大村谷、荒川、袖岡)7.領域ホームページの更新やアウトリーチ活動等により、情報発信を積極的に行った(山崎、安友、須田)。3年目の総括班活動は、昨年と同様に、それぞれの班員が着実に役割を果たすことで、おおむね予定通り行うことができた。
無限葉形成の分子メカニズム

グアレアに関しては、葉原基由来のcDNAを材料として、PCR法により複葉形成関連遺伝子のホモログ遺伝子の単離に成功した。また、その発現パターンを解析し、複葉形成の場となっている葉頂分裂組織で高い発現をしていること、また小葉の原基や若い小葉では発現が低いことを確認した。これは、当該遺伝子が実際に、グアレアの無限葉形成に関わっているという、申請者の仮説よりの推定に一致する結果である。また、他種モデル植物で、上記遺伝子と相互作用する可能性が示唆されている遺伝子のホモログについても、グアレアのゲノムから部分配列として単離した。またこの遺伝子の発現様式を解析した結果、これに関しては複葉形成の場となっている葉頂分裂組織でも、また小葉の原基でも発現していないことが判明した。さらに東北大の横山助手の協力を得、グアレアを含むセンダン科の中での系統関係を解析し、従来の分類基準が正当ではないこと、また無限葉形成はセンダン科の中でおそらく1度しか進化しなかったことを確認した。(投稿準備中)またモノフィレアに関しては、これまでに確立したモノフィレアの実験系(Tsukaya,1997)を用い、ドイツ・チュービンゲンのLaux博士の協力を得て、分裂組織制御遺伝子の単離を試みた。また自生地より得られた情報と、栽培条件下での発生異常を解析し、その特異な発生現象について、茎頂分裂組織の制御の変異として捉える考えをまとめ、論文として投稿中である。上記研究の展望については、今年度発表した総説にも紹介した(塚谷,2000)。グアレアに関しては、当初計画から若干研究方針を変更し、まず夾雑物が非常に多い木本性植物からのRNAの抽出条件の検討を行なった。その結果を元に、今年度は葉原基由来のcDNAを材料として、PCR法により複葉形成関連遺伝子のホモログ遺伝子を標的に、部分クローンの単離に成功した。これは、当該遺伝子が実際に、グアレアの無限葉の原基で発現しているという、申請者の仮説を証明する結果である。現在、遺伝子全長のクローニングを進めているほか、in situ hybridizationによる発現解析を行なう準備をしている。そのために、やはり木本植物特有の問題点を解決するため、Technovit in situ法の改善を行なっている。また、他種モデル植物で、上記遺伝子との相互作用が推測されている遺伝子のホモログについも、グアレアからの単離を進めた。またモノフィレアに関しては、これまでに確立したモノフィレアの実験系(Tsukaya,1997)を用い、ドイツ・チュービンゲンのLaux博士の協力を得て、分裂組織制御遺伝子の単離を試みた。現在、cDNAクローンまではグアレア同様に、その単離に成功している。モノフィレアの場合も、分子レベルでシュートと葉との機能分化の機構を明らかにすべく、グアレア同様、in situ hybridizationによる発現解析を行なう準備をすすめている。上記研究の流れと展望については、今年度発表した総説にも紹介した(塚谷,1998:「アカデミア」175:54)。
障害者雇用における合理的配慮の保障に関する研究

2018年度は3年計画の2年目である。まず障害者雇用において障害のある人に支援を行う機関(地域障害者センター,障害者就業・生活支援センター等)による障害のある人への就労支援制度などについて調査を行った。また,障害者雇用における合理的配慮に関連した過去の裁判例の検討や判例評釈を行い,共著書に掲載する原稿にまとめた。この共著書は2018年度中に公刊予定であったが遅れ,2019年度中に公刊予定である。そして,比較法研究として,イギリス平等法における合理的調整義務規定の実効性確保のしくみについて,昨年度から引き続き調査と検討を行った。Equality and Human Rights Commission(EHRC)の役割についての基礎調査を行い,イギリスに出向き,Jobcentre Plusの役割の調査や,平等法や合理的調整に詳しい研究者と研究の打合せなどを行った。本年度は研究計画に基づき,障害者雇用における地域での支援機関の調査を予定通り行えた。また,イギリス平等法による合理的調整義務規定の実効性確保のしくみについての調査・検討も概ね行えた。2019年度は本研究課題のまとめとして,以下の研究を推進する。1企業における合理的配慮についての実態調査を引き続き行う。2合理的配慮をめぐる苦情処理・紛争解決制度についての現状と課題について調査・検討を行う。33年間の研究内容をまとめる。2017年度は,3年計画の初年度として,まず障害者雇用促進法による合理的配慮義務の履行確保についての先行研究の収集と検討作業を行った。また,2013年改正促進法および合理的配慮指針(2015年)の検討を通じて,公法的規制による合理的配慮提供義務履行確保の現行制度の課題について検討した。そして,合理的配慮を行うにあたっての事業主に対する行政の助言・指導・勧告のしくみ,合理的配慮をめぐる苦情処理に関する都道府県労働局の役割や調停制度に関する資料の収集と検討を行った。次に,富山県内企業における障害のある労働者への合理的配慮の状況に関する基礎調査を行った。そして,イギリス平等法における合理的調整義務規定の実効性について調査と検討を行い,その成果として論文「イギリスの障害者雇用における合理的調整の保障」富山高等専門学校紀要第5号(2018年)1-9頁を公表した。イギリス2010年平等法の下では平等人権委員会(EHRC)が障害者への合理的調整の保障と権利救済のために大きな役割を担っていること,EHRCは,障害者と使用者との紛争解決や障害者の権利救済のための支援を行い,必要な場合にはEHRC自らが訴訟を提起できるようになっていることなどを確認し,日本の法制を考察していく上での示唆を得た。本年度の後半には,障害者雇用における合理的配慮に関連した過去の裁判例の検討や判例評釈を行った。この研究成果は,論文にまとめて2018年度内に公表する予定である。本年度は,研究計画に基づき,障害者雇用促進法における合理的配慮義務の履行確保に関する先行研究の収集と検討作業が予定どおり行えた。また,次年度に行う予定であったイギリス平等法における合理的調整の保障に関する研究の一部を前倒しで行うことができた。本年度予定していた富山県内企業での合理的配慮についての実態調査はやや遅れているが,前述のようにイギリスを対象とした比較法研究が先行して進んでいるため,トータルで見るとおおむね順調に進展していると考える。1企業における合理的配慮についての実態調査を2018年度も引き続き行う。2職場における合理的配慮の提供を確保するための社会的資源(地域障害者職業センター等)の役割についての実態調査を進める。3イギリス平等法における合理的調整義務規定の実効性確保のしくみについて,合理的調整をめぐる紛争処理・苦情処理のしくみや状況について,さらに調査と検討を進める。2017年度は,予定していた物品が予算額よりも安く購入することができたため,支出額が予算額をわずかに下回った。2018年度は,外国調査を行うため,旅費で相当の支出が見込まれる。2018年度にイギリスでの調査と研究打合せを行ったが,その旅費が想定よりも安く済んだため,支出額が予算額を下回った。
超低出生体重児の行動発達と学習障害に関する比較行動学的研究

出生体重1000g未満の超低出生体重(ELBW)児153名(6歳から9歳)と,対照群として兄弟姉妹30名を対象に,心理検査場面における行動をVTRに記録し,単位時間5秒のワンゼロsampling法を用いて,定量的に分析した.WISC-Rと児童評定尺度の結果から,対象児童を42名(27.5%)からなるLD-Suspectedグループ(LD),MR23名とBorderline(71≦IQ≦79)11名の計34名(22.5%)からなるMentally Delayedグループ(MD),発達上問題の見られなかった児童77名(50.3%)からなるTypically Developingグループ(TD)に分類した.WISC-R,Frostig,BG,DAMなど心理検査の成績は,概ねELBW児の方が対照群より有意に低かったが,TDと対照群では差は見られなかった.また,Conners評定尺度によれば,LDとMDには,多くの問題が見られたが,TDには対照群と同様問題は見られず,小さく生まれたこと自体は精神発達や行動面の問題に結びつかないことが示された.行動分析から,行動チェックリストの項目としては,自発語,応答語,頷き,回転椅子による回転・移動,Frostig検査の課題遂行所要時間,検査者への注視平均持続時間が有効であることが示された.例えば,LDはTD,MDに比して,平均注視持続時間が有意に短かく,これは,LDの注意スパンの短さを示す行動指標と考えられた.上記行動指標を用いた判別分析により,TD,LD,MDの分類の正答率は83.3%,50.0%,72.2%となり,平均では72.0%の児童が行動指標のみにより分類可能であることが示された.ELBW児の予後に関してLDの正確な評価と介入は重要な問題であり,本研究では,行動チェックリストを用いた評価によりLD,MDの障害予測がある程度可能であることが示された.データ収集及び分析に科研費で購入したパソコンとソフトを使用した.出生体重1000g未満の超低出生体重(ELBW)児153名(6歳から9歳)と,対照群として兄弟姉妹30名を対象に,心理検査場面における行動をVTRに記録し,単位時間5秒のワンゼロsampling法を用いて,定量的に分析した.WISC-Rと児童評定尺度の結果から,対象児童を42名(27.5%)からなるLD-Suspectedグループ(LD),MR23名とBorderline(71≦IQ≦79)11名の計34名(22.5%)からなるMentally Delayedグループ(MD),発達上問題の見られなかった児童77名(50.3%)からなるTypically Developingグループ(TD)に分類した.WISC-R,Frostig,BG,DAMなど心理検査の成績は,概ねELBW児の方が対照群より有意に低かったが,TDと対照群では差は見られなかった.また,Conners評定尺度によれば,LDとMDには,多くの問題が見られたが,TDには対照群と同様問題は見られず,小さく生まれたこと自体は精神発達や行動面の問題に結びつかないことが示された.行動分析から,行動チェックリストの項目としては,自発語,応答語,頷き,回転椅子による回転・移動,Frostig検査の課題遂行所要時間,検査者への注視平均持続時間が有効であることが示された.例えば,LDはTD,MDに比して,平均注視持続時間が有意に短かく,これは,LDの注意スパンの短さを示す行動指標と考えられた.上記行動指標を用いた判別分析により,TD,LD,MDの分類の正答率は83.3%,50.0%,72.2%となり,平均では72.0%の児童が行動指標のみにより分類可能であることが示された.ELBW児の予後に関してLDの正確な評価と介入は重要な問題であり,本研究では,行動チェックリストを用いた評価によりLD,MDの障害予測がある程度可能であることが示された.データ収集及び分析に科研費で購入したパソコンとソフトを使用した.出生体重1000g未満の超低出生体重児(観察時7歳9歳)115名を対象にWISC-R知能検査、Frostig視知覚発達検査、Bender Gestalt検査、人物画知能検査を実施した。また、心理検査場面の行動を8ミリビデオに記録し、VHSにダビング編集したのち、単位時間5秒のOne-zeroサンプリング法により整理し、各行動の生起率を求めた。WISC-Rの結果に基づき、IQ≦70のMentally Retardedが15名、71≦IQ≦79のBorderlineが7名確認され、両者を併せて22名(19.1%)をMentally Delayedグループ(MD)とした。IQ≧80の児童うち、母親ないしは教師による児童評定尺度(PRS)を用いた評価で、学習障害の疑いありと判定された33名(28.7%)をLD-Suspectedグループ(LD)とした。それ以外の発達上問題の見られなかった児童60名(52.2%)をTypically Developingグループ(TD)とした。対照群として超低出生体重児の兄弟姉妹22名についても同様に調べたが、LD1名を除き全員TDであった。行動分析の結果、LDは応答語、自発語の生起率が高く、頷きに音声を伴う割合も高かった。これらはLDの多弁性を示す指標と考えられた。また、回転椅子による回転の生起率も高く、多動性の徴候も認められた。

Frostig視知覚発達検査1(目と手の協応)の評価点が低かったが、TDに比して、課題を解くスピードが速く、注意集中困難の徴候が認められた。各行動の生起率を用いた判別分析の結果、LDの分類の正答率は40.9%であったが、男児に限って言えば63.6%とかなり高いことがわかった。行動指標はLD児の分類に有効であることが示されたが、性差の他に年齢差も考慮に入れる必要があり、行動チェックリストの作成には性別・年齢別標準データの蓄積が必要であると考えられた。膨大な量のデータベースの作成、判別分析などの多変量解析に科研費で購入したパソコンと統計ソフトを活用した。出生体重1000g未満の超低出生体重(ELBW)児153名(6歳から9歳)と,対照群として兄弟姉妹30名を対象に,心理検査場面における行動をVTRに記録し,単位時間5秒のワンゼロsampling法を用いて,定量的に分析した.WISC-Rと児童評定尺度の結果から,対象児童を42名(27.5%)からなるLD-Suspectedグループ(LD),MR23名とBorderline(71≦IQ≦79)11名の計34名(22.5%)からなるMentally Delayedグループ(MD),発達上問題の見られなかった児童77名(50.3%)からなるTypically Developingグループ(TD)に分類した.WISC-R,Frosting,BG,DAMなど心理検査の成績は,概ねELBW児の方が対照群より有意に低かったが,TDと対照群では差は見られなかった.また,Conners評定尺度によれば,LDとMDには,多くの問題が見られたが,TDには対照群と同様問題は見られず,小さく生まれたこと自体は精神発達や行動面の問題に結びつかないことが示された.行動分析から,行動チェックリストの項目としては,自発語,応答語,頷き,回転椅子による回転・移動,Frostig検査の課題遂行所要時間,検査者への注視平均持続時間が有効であることが示された.例えば,LDはTD,MDに比して,平均注視持続時間が有意に短かく,これは,LDの注意スパンの短さを示す行動指標と考えられた.上記行動指標を用いた判別分析により,TD,LD,MDの分類の正答率は83.3%,50.0%,2.7%となり,平均では72.0%の児童が行動指標のみにより分類可能であることが示された.ELBW児の予後に関してLDの正確な評価と介入は重要な問題であり,本研究では,行動チェックリストを用いた評価によりLD,MDの障害予測がある程度可能であることが示された.データ収集及び分析に科研費で購入したパソコンとソフトを使用した.
Induced Field Theory on the Brane World

brane world上のinducefield theory、あるいは一般のfield theoryについて次のような新しい知見を得た。(1)高次元時空のsolitonによって局所化したbrane world上の幾何学的な場、solitonのゆらぎの場、solitonに閉じ込められた物質の場などの場の理論を量子論的に導いた。(2)Non-abelian gaugetheoryにおいて、漸近自由性が破れる場合はinduced gauge theoryと解釈できるという相補性を導いた。繰り込み可能な理論に複合性条件を課して得られるInduced field theoryの複合粒子の結合定数はスケールとともに変化せず厳密に一定であるという性質を見出した。(3)naturalnessの仮定に基づいて、基本fermionのnew physics由来のdipole momentに対する一般的boundを導き、実際の観測結果に適用した。(4)3次元の非線形シグマ模型を非可換場の理論へ拡張し,ソリトン解の構成,モジュライの性質,ソリトンの低エネルギー散乱に関して,幾つか新しい結果を導いた。(5)4次元および2次元の反可換でない超空間上の超対称なCP(n)非線形シグマ模型を構成することに成功した。(6)SU(3)xSU(3)xU(1)模型の現象論的な性質を調べた.(7)ランダム磁場イジング模型に対し、レプリカ法を使わない解析により、レプリカ法の結果を吟味した。(8)マージナルな結合定数がつくるくりこみ群方程式を、次元をεずらしたくりこみ群方程式と関連づけ、両者を同時に解析できる場合があることを見いだし、いくつかの例を示した。brane world上のinduce field theory、あるいは一般のfield theoryについて次のような新しい知見を得た。高次元時空のsolitonによって局所化したbrane world上には、幾何学的な場(計量の場、外部曲率の場、法接続のゲージ場)、solitonのゆらぎの場、solitonに閉じ込められた物質の場などに対する場の理論が誘起される。これらの場の理論を経路積分の手法に基づいて量子論的に導く。導出された場の理論のひとつの重要な特徴は、幾何学的な場として、通常のgeometro-dynamicsの計量の場のほかに、外部曲率の場、法接続のゲージ場が決った力学的な意味を持ち、Gauss-Codazzi-Ricciの方程式の拘束に従うことであるが、これが量子論的に導出される。2.new physicsに由来するdipole momentのnaturalness boundの研究3.非可換非線形シグマ模型のsoliton、弦理論のbraneとsolitonの研究非可換非線形シグマ模型のsolitonの散乱、弦理論のbrane上のsoliton解、soliton解の性質、dualityとの関連などを検討した。高次元時空のsolitonによって局所化したbrane world上には、場の理論が誘起される。ここで使用する経路積分に関する公式の証明、一般の場合への拡張、数学的意味、様々な系への応用などを考えた。2.new physicsに由来するdipole momentのnaturalness boundの研究(赤間、服部、勝浦)3.ランダムな磁場の強磁性体の相転移についての研究(向田)ランダムな磁場が分布している強磁性体の相転移について、理論的な模型に基づいて研究した。対応する模型の上臨界次元近辺の相転移現象には、まだ不明な点が多い。この模型にランダム確率密度に対する繰り込み群を適用することによって、この相転移について研究した。4.非可換場の理論の研究(稲見)最近になって,弦理論から出発して,空間の座標$x^^{\mu}$は単なる数でく,互いに非可換な量になるという考え方に行き着く事が分かった.素粒子を記述する場の理論も"非可換空間"の上で定義され,非可換場の理論が導かれる.非可換場の理論の非摂動的な性質に焦点を当てて研究を先に進め,低次元(d=2+1)の非可換

スカラー場の理論におけるソリトンの性質を調べた.3次元の非線形シグマ模型を非可換場の理論へ拡張し,ソリトン解の構成,モジュライの性質,ソリトンの低エネルギー散乱に関して,幾つか新しい結果を導いた.場の理論におけるdualityではソリトンが鍵となるので,いろいろな場の理論におけるソリトンの性質を研究することは大事である.高次元時空のsolitonによって局所化したbrane world上には、場の理論が誘起される。これらの場の理論を経路積分の手法に基づいて量子論的に導いた。これれを5次元時空のdomain wallに適用した。3.くりこみ群方程式についての研究、ランダムな磁場の相転移の研究(向田)マージナルな結合定数がつくるくりこみ群方程式を、次元をεずらしたくりこみ群方程式と関連づけ、両者を同時に解析できる場合があることを見いだし、いくつかの例を示した。また、ランダム磁場イジング模型に対するレプリカ法による解析結果は、レプリカ法の極限操作が一意でないことから、複数の結果が得られていた。そこでレプリカ法を使わない解析により、レプリカ法の結果を吟味した。4.現象論的模型の研究(稲見)高次元ゲージ理論から出発し,コンパクト化により4次元のヒグス場を導くという考え方,それに伴い,"large extra dimensions"の物理を回って研究が進んでいる.標準模型のヒグス場が導かれるためには,高次元ゲージ理論はSU(3) x SU(3) x U(1)(3-3-1模型)まで拡張する必要が有る.この論文で,3-3-1模型の現象論的な性質を調べた.具体的には高エネルギー実験におけるbileplonの生成断面積を計算した.5.反可換でない超空間上の超対称なCP(n)非線形シグマ模型の研究(稲見)最近,超弦理論との関連から,反可換でない超空間上の場の理論が提唱された.この論文で,4次元および2次元の反可換でない超空間上の超対称なCP(n)非線形シグマ模型を構成することに成功した.現在は,反可換でない超空間上へ拡張したとき,普通の超対称なCP(n)非線形シグマ模型が持つ良い性質が保たれるか,あるいはどう変わるかという研究を進めている.
加齢に伴う社会的関わりの変容がこころの健康に及ぼす影響についての萌芽研究

本研究の目的は、通常の飼育環境に近い状況下で、長期間にわたって、他個体との関わりのレベルの多寡が社会的関係性の形成・維持や、認知、不安・抑うつ傾向に及ぼす影響について明らかにすることであった。そのために、各個体の社会的環境条件、すなわち他個体との接触時間を実験者が自由に操作することを可能にする行動実験装置を新たに考案し作製した。中央エリア(40cm x 40cm)の4隅にトンネル状の通路で4つの小ケージA, B, C, D(各15cm x 8cm)を繋ぎ、各々、マウスA, B, C, Dが居住するホームケージとした。各ホームケージと中央エリアとを繋ぐ通路には、スライド式の不透明なドアをはめ込むことにより、マウスの通行を実験者が自由にコントロールできるようにした。さらに、中央エリア内でのマウスの個体間行動の撮影記録のために装置の上にCCDカメラを設置した。30年度には、この装置を完成させ、実験開始時に約30週齢のC57BL/6の雌マウスを用いて予備実験を行なった。小ケージA、Cの居住マウスは2週間にわたって暗期に2時間、中央エリア内で自由に社会的接触をさせ(social enrichment群)、小ケージB、Dの居住マウスは、全期間にわたってホームケージでのみ過ごさせた(social deficit群)。その後、オープンフィールドテストおよび未知の雌マウスへを刺激としたソーシャルインターラクションを行い、2群間での行動を比較した。social deficit群のマウスはsocial enrichment群に較べて、オープンフィールドテストでの中央区各滞在時間が短く不安傾向が見られたものの、社会的刺激に対する興味はむしろ増大していることがわかった。29年度での計画の遅れを30年度には概ね解消し、当初の計画に沿って研究を推進することができた。特に、新たに考案、作製した行動実験装置(4+1ケージ型社会行動測定装置)を使用することにより、通常の飼育条件を乱すことなく個体間の接触時間を操作することが可能となり、social deficit群とsocial enrichment群のマウスの間で、不安傾向や社会性行動において、違いを見いだすことができた。31年度に引き続き実験を重ねることにより、十分な成果が得られるものと考えている。social deficit群(他個体と社会的な触れ合いがない)とsocial enrichment群(毎日、一定時間、ホームケージから中央区画に出て、他個体と社会的な触れ合いを経験)との違いをより明確にするために、4+1ケージ型社会行動測定装置にマウスを導入するまでの飼育条件をさらに厳しく統制して実験を重ねることを計画している。その上で、加齢マウスに加えて、社会性行動に変容が見られることが知られているオキシトシン受容体欠損マウスや、エストロゲン受容体ベータ欠損マウスを用いて、他個体との接触時間の多寡(social enrichment群vs social deficit群)が社会的関係性の形成・維持に及ぼす影響について解析する。さらに、他個体との関わりのレベルと認知、不安・抑うつ傾向との関係についても明らかにする。本研究では、研究代表者の研究室で開発した長期的Social Interaction測定装置(AMAZENG Type 1;Tsuda & Ogawa, PLoS One, 2012)を改良し、通常の飼育環境に近い状況下で、4匹のマウスの個体間での社会性行動を測定する装置(AMAZENG Type 2)を作製することを計画していた。しかしながら、AMAZENG Type 2の装置の設計に予想以上に時間がかかり、29年度中に新しい装置での解析を始めることができなかった。その代わりに、AMAZENG Type 1を用いて、社会的関係性の形成・維持に欠陥が見られることが知られているオキシトシン受容体欠損、エストロゲン受容体ベータ欠損の雄のマウスの社会的関係性行動の解析を行った。その結果、各々のwild-typeマウスと異なり、遺伝子欠損マウスでは、攻撃行動の対象となる雄マウス((精巣保持雄)と対象とならない雄マウス(精巣切除雄)とを区別できないこと、すなわち社会的関係性の形成のベースラインレベルにおいて行動変容が見られることがわかった。この結果をもとに、30年度には、当初の計画通りAMAZENG Type 2を作製し、C57BL/6J、オキシトシン受容体欠損、エストロゲン受容体ベータ欠損マウスを用いて、他個体との接触時間の多寡(social enrichment群vs social deficit群)が社会的関係性の形成・維持に及ぼす影響について解析する。上述の通り、行動実験装置の設計が大幅に遅れたため、29年度中には当初計画していた通りの研究は十分に推進することができなかった。

30年度には、この装置を完成させ、実験開始時に約30週齢のC57BL/6の雌マウスを用いて予備実験を行なった。小ケージA、Cの居住マウスは2週間にわたって暗期に2時間、中央エリア内で自由に社会的接触をさせ(social enrichment群)、小ケージB、Dの居住マウスは、全期間にわたってホームケージでのみ過ごさせた(social deficit群)。その後、オープンフィールドテストおよび未知の雌マウスへを刺激としたソーシャルインターラクションを行い、2群間での行動を比較した。social deficit群のマウスはsocial enrichment群に較べて、オープンフィールドテストでの中央区各滞在時間が短く不安傾向が見られたものの、社会的刺激に対する興味はむしろ増大していることがわかった。29年度での計画の遅れを30年度には概ね解消し、当初の計画に沿って研究を推進することができた。特に、新たに考案、作製した行動実験装置(4+1ケージ型社会行動測定装置)を使用することにより、通常の飼育条件を乱すことなく個体間の接触時間を操作することが可能となり、social deficit群とsocial enrichment群のマウスの間で、不安傾向や社会性行動において、違いを見いだすことができた。31年度に引き続き実験を重ねることにより、十分な成果が得られるものと考えている。当初の計画通り、長期間にわたって、通常の飼育環境に近い状況下で、複数個体(4個体)間で見られる社会性行動の測定を可能にする行動テスト装置を作製する。すなわち、中央エリア(40cm x 40cm)の4隅にトンネル状の通路で4つの小ケージA, B, C, D(各15cm x 8cm)を繋ぎ、各々、マウスA, B, C, Dのホームケージとする。中央エリアに設置した餌・水場に加えて、各ホームケージでも餌・水の自由摂取を可能とする。また、各ホームケージと中央エリアとを繋ぐ通路には、スライド式の不透明なドアをはめ込むことにより、マウスの通行を実験者がコントロールできる構造を作ることにより、各個体の社会的環境条件(他個体との接触時間)を実験者が自由に操作することを可能にする。さらに、装置の上に設置するCCDカメラでの連続的な記録にも基づき、中央エリア内での4個体間の関係性の量的レベルやパターンの解析ソフトウエアを確立する。その上で、(1)20週齢のC57BL/6Jの雄のマウス及び(2)20週齢のオキシトシン受容体欠損、エストロゲン受容体ベータ欠損の雄のマウスを用いて、social enrichment群(毎日、中央エリア内での6時間の同居時間)とsocial deficit群(3日おき、中央エリア内での6時間の同居時間)に割当て、2週間にわたって、中央エリア内での同居時間中の社会性行動の記録を行い、他個体との接触時間の多寡が社会的関係性の形成・維持の時系列的変化について解析する。
雌による精子の選択から生じる性的対立と種分化：フキバッタ類の事例

短翅性バッタであるサッポロフキバッタの雌では,性的対立の強度の異なる地域集団間で精子の選択行動が異なっていた。雌の交尾拒否力の弱い地域集団では雌による精子の排出行動が頻繁に観察されたが,雌の交尾拒否力の強い地域集団では精子の排出行動があまり観察されなかった。後脚の自切によって雌の交尾拒否力を低下させると,交尾拒否力の弱い集団では精子排出行動をより行うようになった。これは,雌による精子排出行動が,雄による交尾をせまる行動(ハラスメント行動)を緩和するために,交尾拒否行動の代わりに発達した配偶者選択である可能性を示唆する。地域集団によって性的対立の強度が異なるサッポロフキバッタを用いて,雌の交尾拒否力と雄の交尾活力が最も強い手稲集団,雌の交尾拒否力と雄の交尾活力が中間的な観音沢集団,雌の交尾拒否力と雄の交尾活力が最も弱い豊滝集団を用いて,集団内・集団間交配を行い,雌が受け取った精子数と体外に排出した精子数を調べた。交尾拒否力が最も強い手稲集団の雌は,集団間交尾では,交尾時間を短くすることで受け取る精子数を少なくしていた。一方,交尾拒否力が最も弱い豊滝集団の雌は,交尾時間が長くなる傾向があり,受け取った精子数は多くなっていたが,受け取った精子を精子貯蔵器官内に取り込まずに排出できることが明らかになった。観音沢集団の雌は,両集団の中間的な行動を示した。これらの結果から,本種では性的対立の強度が異なる地域集団によって雌の精子の選択方法に違いがあり,雌による精子の排出や交尾時間の調節によって生殖的隔離が生じている可能性が示唆された。サッポロフキバッタを用いて,北海道札幌市近郊に位置する手稲集団と観音沢集団を使い,集団内・集団間交配実験を実施した。集団間交配は集団内交配と同様の経過をたどるが,観音沢雄と手稲雌の交配では交尾時間が短くなっていることがわかった。交尾終了後に雌の精子貯蔵器官内の精子数を調べたところ,観音沢雄と手稲雌の交配では精子数が少なくなっており,手稲集団の雌は観音沢の雄からあまり精子を受け取っていなかった。交尾時間と雌の精子貯蔵器官内の精子数には正の相関があることから,手稲雌は交尾時間を短くすることで受け取る精子数を少なくすることができ,これにより精子の選択を行っていると考えられた。一方,観音沢集団の雌では交尾終了後に雌の生殖器外部に多数の精子が付着していたことから,観音沢の雌は精子を排出することで精子の選択を行っていると考えられた。2つの集団において,雌雄の生殖器サイズに違いがあったが,雌による精子の選択への影響ははっきりとは検出できなかった。これらの研究成果から,サッポロフキバッタにおける地域集団間の生殖的隔離は,雌による精子の選択によって生じていることが明らかになった。これまでに野外の集団間で雌による配偶者選択によって生殖的隔離が発達したことを直接的に示した研究はなく,今回の研究成果は,雌による配偶者選択,特に雌による精子の選択が種分化機構のひとつとして重要であることを示すものである。さらに,本種では雌による精子の排出が行われており,地域集団によって精子の排出の起こりやすさが異なることを明らかにできた。昆虫において精子の排出が起きていることを示した研究は少なく,精子の排出の起こりやすさが地域集団によって異なることを示した研究は本研究が初めてである。サッポロフキバッタでは雌が受精嚢内の精子量を調節することを目的として,雄による強制的な交尾延長に対抗するために交尾後に精子を排出しているという仮説を立てた。この仮説を検証するため,精子排出頻度と交尾拒否力が異なる豊滝集団と手稲集団を用いて,雌の後脚を自切させ,交尾拒否力を低下させることで,交尾時間とそのことの精子排出への影響を調べた。交尾拒否力が弱い豊滝集団の雌では,後脚を自切すると,交尾時間が長くなるが,受精嚢内の精子数は一定以上には増加しなかった。外に排出した精子数は交尾時間が長くなると増加していた。豊滝集団の雌は,自切によって強制的な交尾延長が起こっても,精子を排出することで受け取る精子数を調節していると考えられる。一方,交尾拒否力が強い手稲集団の雌では,後脚を自切すると,交尾時間が長くなり,受精嚢内の精子数も増加していた。手稲集団の雌は後脚での抵抗が重要であり,後脚での拒否行動によって受け取る精子数を調節していると考えられる。さらに雌雄の体サイズを測定し,交尾時間との関係を調べたところ,豊滝集団では,雌に対して体サイズの大きい雄と交尾すると交尾時間が長くなっていた。この結果は,豊滝集団では雌は強制交尾を回避できないので,精子を排出することで精子数を調節していることを示唆する。一方,手稲集団では,雌雄の体サイズ差は交尾時間に影響していなかった。

この結果は,手稲集団の雌は拒否行動で強制交尾を回避できるので,精子を排出する必要がないことを示唆する。本研究は,サッポロフキバッタでは代替的な配偶者選択として雌による精子の排出行動が進化した可能性があることを示したものであり,雄によるハラスメント行動に対抗する雌の行動は,多面的に進化していることを示唆するものである。行動生態サッポロフキバッタで予定している実験の一部にまだ着手できていない。サッポロフキバッタで予定していた実験については,おおむね実施できている。しかし,ミカドフキバッタで予定していた実験についてはまだ予備的な実験しか実施できていない。次年度では,新たな地域集団を使って性的対立の強度と雌による精子の選択方法の関連を明らかにするとともに,雌の交尾拒否力と雄の交尾活力の指標となる行動形質を探索し,集団間での性的対立の強度を定量的に検出する方法を検討する。また,雌による精子の選択がどのようなメカニズムで起こっているのか,交尾中断実験や生殖器の形態を詳細に調べて検討する。次年度は,使用する地域集団を変えて,同様の交配実験を行う。また,複数の地域集団を用いて,各集団の性的対立の強さを評価し,性的対立の強さと雌による精子の排出の起こりやすさを比較する予定である。ミカドフキバッタについては,初年度に予定した実験を実施する予定であるが,実行が難しい場合,必要に応じて研究計画を変更する可能性がある。予定より実験の施行が遅れていることや,海外で開催される学会に参加予定であったが実験時期と重なったため参加しなかったことにより,計画通りに使用できなかった。計画していた実験を行う費用に充てるとともに,学会発表や論文投稿の費用にも使う予定である。交配実験を行うための実験器具の購入,実験施設の使用料の支払いを予定している。実験動物の世話や管理など研究を補助する人への謝金の支払いも予定している。2回程度の学会発表を予定しており,その他にも研究の打ち合わせや実施などで出張を計画している。論文作成のための情報収集として書籍の購入,また論文を投稿するために校閲料や投稿料の支払いも予定している。
極細プローブを用いる小径深穴計測装置の開発

自動車のシリンダブロックなど鋳物の小径深穴の直径と垂直度を非接触で簡単に計測するシステムの開発を行った.計測面までの距離を測るためセンサプローブから垂直に3本のレーザ光を照射する.そして測定面にできた散乱光をセンサプローブ内のプリズムとロッドレンズを経て外部のイメージセンサ上に結像させる.実験から,計測面が傾いても高い精度で距離の計測ができることを確かめた.これによりセンサプローブが深孔内で偏心しても直径が計測できる.鋳物肌の平面(測定面)に照射したレーザ光の散乱光をセンサプローブ内のプリズムとイメージコンジット(棒状のロッドレンズ)を経て外部に設置したCCDカメラまたはCMOSカメラで受光する基礎実験を行った.その結果,画像処理によりスポット光を円検出して位置情報をとらえることができることを確認した.光源としてピーク波長785 nmの赤外半導体レーザを3本の光ファイバに導き,それぞれボールレンズによって集光し,同一円周上から放射状に3本のレーザ光を計測対象物の壁面に照射する外径5mmのプローブを試作した.その際,プローブの投光側には直径0.2 mmのピンホールを設け,安全面から外部に照射されるレーザ光の出力は0.5mW未満とした.プローブと計測面までの距離とカメラ画像上のスポット光の移動距離との関係を実験的に調べ,校正曲線を得ることができた.この際,CCDカメラとCMOSカメラでは特性が異なることが確認できた.さらにこのプローブを用いて小径深穴の直径計測を行った.その結果,プローブが穴の中心から少し偏心しても直径の計測値はほぼ同じとなることが明らかになった.これにより散乱光の利用の優位性が確かめられた.計測値については若干小さくでるため,計測精度の向上は今後の課題である.研究成果として,国内では日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012で論文発表1件,海外で国際学会IECON2012にて関連する論文発表1件を行った.自動車のシリンダブロックなど鋳物肌の平面(測定面)に照射したレーザ光の散乱光をセンサプローブ内のプリズムとイメージコンジット(棒状のロッドレンズ)を経て外部に設置したCCDカメラまたはCMOSカメラで受光する基礎実験を行い,光量が低いスポット散乱光を画像処理により円検出して位置情報をとらえることができることを確認した.赤外半導体レーザ光を3本の光ファイバに導き,それぞれプローブ先端部のボールレンズによって集光し,同一円周上から外部に放射状に3本のレーザ光を計測対象物の壁面に照射する外径5mmのプローブの改良を行った.プローブの投光側には直径0.2mmのピンホールを設け,安全面から外部に照射されるレーザ光の出力は0.5mW未満とした.プローブと計測面までの距離とカメラ画像上のスポット光の移動距離との関係を実験的に調べ,校正曲線を得た.その結果,CCDカメラとCMOSカメラでは光感度による特性が異なることが明らかになった.試作したプローブを用いて3個のスポット散乱光の距離情報から穴の直径を算出する方法を導き,小径深穴の直径計測を行った.その結果,プローブが穴の中心からずれても直径の計測値はほぼ同じとなることが確かめられた.カメラ映像上のスポット光を円検出する際の2値化において,輝度からしきい値を自動化することを検討した.しかし,プローブによる計測値については若干小さくでるため,計測精度の向上をはかる必要がある.自動車のシリンダブロックなど鋳物の小径深穴の直径と垂直度を非接触で簡単に計測するシステムの開発を行った.計測面までの距離を測るためセンサプローブから垂直に3本のレーザ光を照射する.そして測定面にできた散乱光をセンサプローブ内のプリズムとロッドレンズを経て外部のイメージセンサ上に結像させる.実験から,計測面が傾いても高い精度で距離の計測ができることを確かめた.これによりセンサプローブが深孔内で偏心しても直径が計測できる.鋳物肌の平面(測定面)に照射したレーザ光の散乱光をセンサプローブ内のプリズムとイメージコンジット(棒状のロッドレンズ)を経て外部に設置したPSD(Position Sensitive Detector:半導体位置検出素子)またはCCDカメラやCMOSカメラで受光する時の光強度について基礎実験を行った.その結果, PSDではスポット散乱光は光量不足でその重心位置は計測不能であるが,CCDカメラおよびCMOSカメラでは画像処理によりスポット光の位置情報をとらえることができることが分かった.深穴の直径と鉛直度を測定するための実験装置を設計するに当たり,プローブ側面のピンホールを通過したレーザ光が照射される測定面の傾斜角度に関する基礎実験を行った.その結果,レーザ光に対して計測面の角度が変わっても,計測面までの距離の計測はほとんど影響されないことを確認した.これにより散乱光の利用の優位性が確かめられた.また,CMOSセンサおよびCCDセンサを用いることで光量が低いスポット散乱光の位置を良好に算出できることを確認した.その後,平板の計測面までの距離とCCDカメラ上のスポット光の変位との関係となる基本特性を実験的に調べた.暫定仕様であるが,3本の光ファイバから出力されたレーザ光をボールレンズによって集光し,計測対象物の壁面に照射するプローブを試作した.その際,光源としてピーク波長785 nmの赤外半導体レーザを用い,プローブの投光側には直径0.2 mmのピンホールを設け,外部に照射される

レーザ光の出力は0.5mW未満として,CMOSカメラ上に3個のスポット散乱光を確認できた.今後プリズムなどの位置の最適化を検討する.研究成果として,計測自動制御学会で論文発表1件を行った.自動車のシリンダブロックなど鋳物肌の面(測定面)にレーザ光を照射して小径深穴の直径と垂直度を計測するシステムの開発を行った.測定面に照射されてできた散乱光をセンサプローブ内のプリズムとイメージコンジット(棒状のロッドレンズ)を経て外部に設置したCMOSカメラで受光する実験から,光量が低いスポット散乱光を画像処理により円検出して位置情報をとらえることができることを確かめた.これにより測定面までの距離が計測可能となる.赤外半導体レーザ光を3本の光ファイバに導き,それぞれプローブ先端部のボールレンズによって集光し,同一円周上から外部に放射状に3本のレーザ光を計測対象物の壁面に照射する外径5.0mmのプローブの試作を行った.プローブ先端の投光側には直径0.2mmのピンホールを設け,外部に照射されるレーザ光の出力は安全面から0.5mW未満である.プローブと計測面までの距離に対するカメラ画像上のスポット光の移動距離の関係を実験的に調べ,3本のレーザごとに校正曲線を得た.しかし,穴の直径(曲率)によって校正曲線がわずかに異なることが明らかになった.試作したプローブを用いて3個のスポット散乱光の距離情報から穴の直径を算出する計算式を導き,小径深穴の直径計測を行った.その結果,プローブが穴の中心から少しずれても直径の計測値はほぼ同じとなることが確かめられた.これは本方式が散乱光を用いていることによる長所である.カメラ映像上のスポット光を円検出する際の2値化において輝度からしきい値を決定している.しかし,プローブによる内径の計測値については若干小さくなる傾向が得られたため,曲率による補正が必要である.知能機械工学(1)同一円周上から放射状に3本のレーザ光を計測対象物の壁面に照射する外径5mmのプローブを試作し,プローブと計測面までの距離とカメラ画像上のスポット光の移動距離との関係を実験的に調べ,校正曲線を得ることができた.(2)試作したプローブを用いて小径深穴の直径計測を行った結果,プローブが穴の中心から少し偏心しても直径の計測値はほぼ同じとなることを明らかにした.(3)カメラ上のスポット散乱光の位置情報は画像処理による円検出で可能であることを明らかにした.(1)レーザ光の散乱光をセンサプローブ内のプリズムとイメージコンジットを経て外部に設置したCCDカメラで受光する基礎実験において,鋳物が平面であると画像処理によりスポット光の位置情報を正確にとらえることができるが,測定面が曲面の場合は計測精度が少し落ちることが判明した.(2)CMOSセンサ上の3個のスポット散乱光の位置情報を画像処理によって計測する際のしきい値に関するデータが不足している.現在手動で行っているしきい値の選定を自動化したい.(3)現在使用しているロッドレンズは分解能が低いと考えられる.(1)鋳物肌の平面(測定面)に照射したレーザ光の散乱光をセンサ