hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハーマン・メルヴィルの作品からみる「ひとつではない男らしさ」に関する研究

本研究では、「男らしさ」という観点からハーマン・メルヴィルの中・長編小説の分析を行った。具体的には、身体をめぐる問題に焦点を当てながら『ホワイト・ジャケット』(1850)と『白鯨』(1851)を読み、近代アメリカ社会の規範的な「男らしさ」の観念から逸脱するような「男らしさ」が描き込まれていることを示した。さらに、『ベニト・セレノ』(1855)と『ビリー・バッド』(1924)に関する議論では男同士のケアに注目し、その中で「男らしさ」の規範が攪乱される状況が描かれているということを示した。平成25年度は、ハーマン・メルヴィル(Herman Melville)の作品において、航行中の船の上で、つまり、男だけの世界において行われるケアに焦点を当て、提供する側と受給する側の双方でどのような男としての自己がケアを通して構築されていくのかを明らかにすることを目標に研究活動を進めた。ケアに焦点を当てたのは、平成24年度に焦点を当てた身体の損傷および加工との関わりが深く、さらに、当事者となることが社会的に是認される「男らしさ」の概念とは相いれないものであるためである。メルヴィルの作品において男のケアが扱われる作品として「ベニト・セレノ(Benito Cereno)」(1855)を取り上げ、分析を行った。この作品では、黒人奴隷による反乱が起こっていたスペインサン・ドミニック号で展開される男のケア、すなわち、従僕を装った反乱首謀者バボがスペイン人船長セレノに対して行ったケアが描き込まれているが、受給者であるセレノと提供者であるバボの男としての自己像にケアがどのような影響を及ぼしているのか、さらに、スペイン船を訪れて二人の様子を観察する立場となったアメリカ人船長デラノーの男としての自己像に対して、このケアがどのような影をさしているのかを検討した。作品の分析を通して、セレノは自分で自分をコントロールする力を失いケア受給者として他者に依存することとなるため男らしさが損なわれたうえ、バボのケアによってありもしない男らしさを装わされていた一方で、バボは、女性性と結びつけられるケア労働を進んで行うことで男らしさを隠蔽していたこと、さらにデラノーは、心身ともに健康な見舞客としてセレノとの対比を鮮明にするとともに、浅薄な観察によって男としての未熟さを露呈させているということを示した。平成24年度は、ハーマン・メルヴィル(Herman Melville)の作品に於いて、身体の損傷とそれに伴う身体の加工を経ることにより、どのような男としての自己が(再)構築されているかを明らかにすることを目標として、研究活動を進めた。具体的には『ホワイト・ジャケット(White Jacket)』(1850)と『白鯨(Moby-Dick』(1851)を取り上げ、作品の分析を行った。まず『ホワイト・ジャケット』の分析では、作品では軍艦での懲罰として行われていた笞刑が徹底的に批判されているが、その批判から笞刑が「人間の尊厳」、すなわち、「男らしさ(manhood)」を損なう行為と位置づけられていることを明らかにした。さらに、笞刑を受けても「男らしさ」が損なわれていない特異な例として老水夫ウーシャントに対する笞刑を取り上げ、身体の傷を進んで受け入れることにより社会規範に縛られない独自の男らしさが構築される可能性があることを示した。次に『白鯨』の分析では、語り手イシュメールの「心の友」でありピークオッド号の銛打ちでもあるクィークェグに焦点をあて、全身を覆う南海の入れ墨や骨格などから彼が「野蛮」と「文明」を横断する存在であることを示したうえ、イシュメールとの関係やピークオッド号での振る舞いから、彼の領域横断性がジェンダーにも見られることを示した。さらに、本研究では洋上を舞台にした作品を取り上げていることから、捕鯨業を中心に当時の航海の状況についての知識を深めるため、19世紀におけるアメリカ捕鯨およびメルヴィル研究に関する資料を所蔵するニュー・ベドフォード捕鯨博物館のライブラリーに赴き資料収集を行った。また、国内の学会に参加して研究成果の発表をおこなうとともに、国内のメルヴィル研究の動向をつかんだ。平成26年度には、過年度の課題として計画しながら着手できなかった項目、すなわち、『白鯨』におけるエイハブ船長の片脚の切断と義足の装着についての分析と『ビリー・バッド』での水夫ビリーに対する養護についての分析を行った。また、『白鯨』における男性性の表象に関して平成24年度に行った学会発表を研究論文として発表をした。まず『白鯨』に関しては、ピークオッド号の船長として君臨するエイハブの「男らしさ」がどのようなものであるかを、彼の身体の有り様にあらわれる生と死の往還、彼の精神状態にあらわれる正気と狂気の往還、船長としての彼の言動にあらわれる階級の往還を通して分析した。

片脚を失った「障害者」であるエイハブは、自立を旨とする「男らしさ」をめぐる規範に従うならば「男らしさ」を欠くことになるが、相反するものに同時に身を置くことによって独自の「男らしさ」を構築しているということを示した。次に『ビリー・バッド』に関しては、商船人権号の船員たちがビリーに示した情愛、ベリポテント号の先任衛兵語長のクラガートがビリーに示した関心、ベリポテント号の艦長ヴィアのビリーに対する関心とその否定を通して、男の男に対する関心が近代社会における「男らしさ」の概念をどのように撹乱していくのかという点について考察を加えた。ビリーを母のように世話する人権号の船員たちはその行動によってジェンダー規範を揺るがし、クラガートはビリーに対する欲望を内包させた敵意によっていわゆる「ホモソーシャル・パニック」をあらわし、ヴィアはビリーに対する関心を強く否定することによってジェンダーのパニックを見せていることから、この作品は、19世紀の「男らしさ」の規範を攪乱させるものとなっていると言える。米文学研究計画では、平成25年度に実施することとして(a)男のケアが男としての自己の有り様におよぼす影響についての考察、(b)「ベニト・セレノ」でのスペイン人船長セレノに対する介護の分析、(c)『ビリー・バッド』での水夫ビリーに対する養護の分析の3点を掲げていた。(a)と(b)に関して達成した成果は、「『ベニト・セレノ』における男のケア」として口頭発表を行った。(a)と(b)については口頭発表は行ったが論文として刊行することができておらず、また、(c)については着手することができなかった。上に述べたように当初の研究計画からの遅れがみられるため、研究の達成度としては「やや遅れている」と言わざるをえない。研究計画では、平成24年度に実施することとして、(a)身体加工が自己の構築にもたらす攪乱性についての考察、(b)『ホワイト・ジャケット』における笞刑の表象、とくに老水夫ウシャントに対する笞刑の分析、(c)『白鯨』におけるエイハブ船長の片脚の切断と義足の装着の分析の3点を掲げた。(a)と(b)に関して達成した成果は、「『ホワイト・ジャケット』における身体の傷と男の自己」[『英米文化研究』19号(広島大学大学院総合科学研究科欧米文化研究会、2012年)、1-16頁]として発表した。(c)に関しては、身体加工の自己の構築に対する攪乱性についての考察を深めるため、エイハブに先立ち、南海出身の銛打ちであるクィークェグの分析を行うこととした。全身を入れ墨で覆っている、すなわち、身体加工を受けているクィークェグは、独自の「男らしさ」を構築している人物として物語に登場している。クィークェグは、片脚を失ったことで特異な「男らしさ」を構築していると考えられるエイハブを物語に招き入れる際の先触れとなる存在だと考えられることから、本研究の遂行のためにはクィークェグの身体をジェンダーとからめながら考察することは、エイハブの身体と彼の「男らしさ」について分析する際に助けになるものと言える。なお、『白鯨』に関する研究成果は、日本英文学会中国四国支部第65回大会において「クィークェグとその身体の意義」と題して口頭発表を行った。上記の点から、当初の研究計画とは異なる点もあるが、研究の達成度としては「おおむね順調に進展している」と言える。
ため池堤体の被災履歴を考慮した耐震性評価手法の開発

2018年度の目標は,地震による被災の間隔が動的強度の低下回復特性に与える影響を解明することと,これまでの研究成果を取りまとめて動的強度の変動推定モデルを開発することであった.被災間隔の影響については,浸潤線以下に存在するため池堤体土の状況を長期間に渡って模擬できるよう改良した三軸試験機を用い,繰返し載荷の間隔が動的強度に与える影響の評価を行った.繰返し載荷によって同じ大きさのひずみ履歴を与えた供試体に対し,異なる繰返し載荷の間隔を設けた後,再度繰返し載荷を与える試験を実施したところ,繰返し載荷の間隔が長くなるほど動的強度が徐々に上昇することが確認された.これより,地震動によってため池堤体にひずみ履歴が生じて動的強度が低下したとしても,その後の静穏期の期間が長くなると,地震に対する抵抗性が回復することが明らかとなった.動的強度の変動推定モデルについては,研究期間を通して取得したデータを分析し,その開発を試みた.しかしながら,土の動的強度が過去に生じたひずみ履歴に大きく影響を受けることと,実際のため池堤体で過去のひずみ履歴を把握することが困難であることを踏まえ,現地観測が可能な指標を用いた動的強度の変動推定手法の開発を目指すこととした.具体的には,上記の繰返し載荷試験を実施する際にせん断波速度の計測を併せて実施し,繰返し載荷前のせん断波速度と,その後の繰返し載荷で発揮した動的強度の相関性を求めた.その結果,せん断波速度が大きくなるほど動的強度が高くなる傾向が確認された.これより,ため池堤体が複数の地震動を受けた際の動的強度の変化を,せん断波速度の計測によって把握することが可能と考えられた.平成28年度の研究計画および目的は,1.複数の地震による被災履歴を模擬可能な試験方法を考案するとともに,被災履歴が土質材料の動的強度へ与える影響に関する基礎的データを予備試験により取得し,今後の実験で採用する試験条件を設定する,2.被災履歴が土質材料の動的強度へ与える影響の拘束圧依存性を明らかにする,であった.「1.」の目的については,地震動を模擬した繰返し載荷と地震後の静穏期を模擬した再圧密のサイクルを複数実施する試験方法を考案した.また,任意の載荷履歴を供試体へ与えるため,詳細な載荷条件の制御を可能とするプログラムを作成した.この試験方法を用いて予備試験を行った結果,土質材料の動的強度が繰返し載荷履歴,特に供試体に生じた最大ひずみに応じて変化することが明らかとなった.動的強度に影響を与える主要な因子を見出したことから,次年度以降の研究で重点的に検討する項目を設定することができた.「2.」の目的については,異なる拘束圧の条件下で同じ条件の供試体を用いた試験を実施し,被災履歴が動的強度に与える影響の拘束圧依存性について検討を行った.その結果,いずれの拘束圧条件下でも,繰返し載荷によって生じた最大ひずみが大きくなるほど,動的強度が小さくなることが確認された.また,異なる拘束圧条件下で繰返し載荷履歴を受けた後の動的強度を比較したところ,拘束圧が高いほど大きな動的強度を示すことが明らかとなった.これにより,載荷履歴が動的強度に与える影響の拘束圧依存性を示すことができた.平成28年に実施予定の試験を計画通り行い,被災履歴を模擬した試験方法の考案,詳細な載荷条件の制御が可能なプログラムの作成,動的強度に影響を与える主要な因子の確認,載荷履歴が動的強度に与える影響の拘束圧依存性の解明を行ったことから,平成28年度の研究は順調に進展している.平成28年度の研究目的を計画通り達成できたことから,平成29年度に実施予定の試験で採用する試験条件を設定することができる.平成29年度の研究計画および目的は,1.ため池堤体土として想定される土質材料(砂質土および粘性土)に対し,昨年度考案した被災履歴を考慮した非排水繰返し載荷試験を実施し,土質材料の物性と密度の相違が被災履歴に伴う動的強度の低下・回復特性に与える影響を明らかにすること,2.被災履歴を考慮した非排水繰返し載荷試験結果を分析し,動的強度の低下・回復特性の損傷依存性を明らかにすること,であった.複数の締固め度で作製した砂質土および粘性土の供試体を用いて被災履歴を考慮した非排水繰返し載荷試験を実施し,繰返し載荷履歴に伴う動的強度の低下・回復特性に土質材料の物性と密度が与える影響に関するデータを取得した.この結果から,以下のことが明らかになった.過去の繰返し載荷履歴が土質材料の動的強度に与える影響は,繰返し載荷によって生じたひずみの大きさに依存する.ひずみが小さい場合は土質材料の動的強度は増加し,ひずみが約0.51%を超えると動的強度は低下する.また,過去の繰返し載荷履歴によって生じたひずみが大きくなるほど,土質材料の動的強度は小さくなる.土質材料の動的強度の変化傾向は,直前の繰返し載荷によって生じたひずみの大きさと,それ以前の繰返し載荷履歴で生じたひずみの大きさの関係によって異なる.直前の繰返し載荷によって生じたひずみの大きさが過去最大の場合は土質材料の動的強度は低下し,そうでない場合は動的強度は増加あるいは一定の値を維持する.繰返し載荷履歴による土質材料の動的強度の低下は,供試体の締固め度が高いほど顕著になる.平成29年度に予定していた試験は概ね計画通りに実施することができた.

しかしながら,研究代表者の所属が変わったことにより,研究環境が変化したため,試験の実施に若干の遅れが生じた.ただし,遅れが生じた試験については既に着手しているため,研究機関を通しての進捗には大きく影響しないと考えている.2018年度の目標は,地震による被災の間隔が動的強度の低下回復特性に与える影響を解明することと,これまでの研究成果を取りまとめて動的強度の変動推定モデルを開発することであった.被災間隔の影響については,浸潤線以下に存在するため池堤体土の状況を長期間に渡って模擬できるよう改良した三軸試験機を用い,繰返し載荷の間隔が動的強度に与える影響の評価を行った.繰返し載荷によって同じ大きさのひずみ履歴を与えた供試体に対し,異なる繰返し載荷の間隔を設けた後,再度繰返し載荷を与える試験を実施したところ,繰返し載荷の間隔が長くなるほど動的強度が徐々に上昇することが確認された.これより,地震動によってため池堤体にひずみ履歴が生じて動的強度が低下したとしても,その後の静穏期の期間が長くなると,地震に対する抵抗性が回復することが明らかとなった.動的強度の変動推定モデルについては,研究期間を通して取得したデータを分析し,その開発を試みた.しかしながら,土の動的強度が過去に生じたひずみ履歴に大きく影響を受けることと,実際のため池堤体で過去のひずみ履歴を把握することが困難であることを踏まえ,現地観測が可能な指標を用いた動的強度の変動推定手法の開発を目指すこととした.具体的には,上記の繰返し載荷試験を実施する際にせん断波速度の計測を併せて実施し,繰返し載荷前のせん断波速度と,その後の繰返し載荷で発揮した動的強度の相関性を求めた.その結果,せん断波速度が大きくなるほど動的強度が高くなる傾向が確認された.これより,ため池堤体が複数の地震動を受けた際の動的強度の変化を,せん断波速度の計測によって把握することが可能と考えられた.平成29年度は,1.ため池堤体土の物性および密度が被災履歴に伴う動的強度の低下・回復特性に与える影響の解明,2.地震動による損傷が被災履歴に伴う動的強度の低下・回復特性に与える影響の解明,と目的として検討を行う.具体的には,1.ため池堤体土の物性調査結果に基づき,堤体土として想定される材料を複数選定する.2.それらの材料を異なる密度で締固めた供試体を用いて被災履歴を考慮した試験を実施し,材料の物性と密度が被災履歴に伴う動的強度の低下・回復特性に与える影響を解明する.3.繰返し載荷によって異なる大きさのひずみを供試体に与える試験を実施し,ひずみの大きさと動的強度の低下・回復特性の関係を詳細に明らかにする.平成30年度は,1.地震による被災の間隔が動的強度の低下・回復特性に与える影響解明,2.被災履歴に応じた動的強度の変動推定モデルの開発,を目的として検討を行う.ため池が供用期間中に経験する複数の地震の時間間隔は一定でないことから,地震による被災の間隔が動的強度の低下・回復特性に与える影響を明らかにする必要がある.非排水繰返し載荷後に行う再圧密で異なる継続時間を設定した試験を実施し,地震時の損傷によって低下した土の動的強度がその後の再圧密過程で回復する際の時間依存性を明らかにする.また,被災履歴を考慮したため池堤体の耐震性評価手法を確立するため,動的強度の低下・回復特性を土質材料の物性や密度毎に整理し,供用期間中に変動する動的強度を推定するための「被災履歴に応じた動的強度の変動推定モデル」を開発する.2017年3月に研究代表者の所属が変わることになったため、新たな研究環境の中で当該助成金に関する成果を創出するための研究計画を再検討した。
豚舎内における非侵襲な呼吸器感染症早期発見に関する基礎研究

本研究課題では,豚呼吸器感染症の早期発見を非侵襲に実現するために,動画像情報と音響信号に基づく見守りシステムに関する基礎研究を行った。具体的には,咳・くしゃみ音の音源位置推定技術,画像認識による感染個体の識別法,豚個体別の咳・くしゃみ計測法を検討し,豚舎のような劣悪な環境下でも見守りを実現する検出,位置推定,トラッキングが可能となった。これを以て,実際の豚舎において長期間に亘り見守りシステムの稼働を行い,大規模データを取得した。加えてこの大規模データから見守りの精度を向上する手法も検討を行った。次の3研究課題について研究実績の概要を述べる(課題A):咳・くしゃみ音の音源位置推定技術の確立(主に若槻、副として善甫が担当):複数のマイクロホン間に生じる音の到来時間差に基づく音源方向推定や、壁などでの反射を積極的に利用した時間反転波シミュレーションに基づく音場の可視化シミュレーションを行うことで、検出した咳・くしゃみ音の音源位置を、反射波や残響に影響されることなく推定する技術をある程度確立できた。(課題B)画像認識による個体の識別法の確立(主に水谷、副として前田が担当):協力を得ている研究機関の豚に対して個体を識別するための標識(例えば2次元バーコード状のマーカ)を付けることができなかったため、豚房(豚が居る小区画)内を動きまわる豚の個体の位置をカメラ画像から画像認識によるトラッキング技術を確立に至っていない。しかし、豚房上部にマイクロフォンアレイとともにカメラを取り付けることができたので、手動ながら複数個体の位置の同時把握を行うことができた。(課題C)豚個体別の咳・くしゃみ計測法(主に前田、副として水谷が担当):課題Aにより推定した咳・くしゃみ音と、課題Bにより識別された豚の個体と紐付けることにより、個体別の咳・くしゃみの回数計測を行った。ここで識別した個体の位置情報を音源方向推定により識別した咳・くしゃみ音の位置情報とできるだけ正しく対応付けるアルゴリズムを検討しているところである。本年度に実施した3研究課題の概要は以下に示す通りである。(課題D):大規模データの取得(主に若槻,副として善甫が担当)豚の咳・くしゃみ音検出システムを運用することで、大規模な豚舎全体にわたり豚の咳・くしゃみ音の常時計測を行なった。複数の検出システムを有機的に連携することで,くしゃみ音源の一推定の精度向上を図った。また,2週間にわたる計測により,体調異常を期した豚体の見守りデータが取得できた。(課題E):動的データベースの構築により監視と同時にリスクの見える化(主に善甫,副として水谷が担当):協力を得ている研究機関における豚房(豚がいる小区画)の環境が変更となったため,個体別の行動計測(水を飲んだ等)は未だ調整が必要である。しかし,見守りデータと合わせた運動量や体温の計測データの取得が可能となった。また,豚個体の挙動が変化し検出したくしゃみ音の音響データを基に繰り返し信号処理を行うことで,テンプレートデータの雑音の抑圧が可能となり,検出精度の向上を図った。(課題F):結果・成果の活用検討(全員):本研究課題で行った成果を基に申請を行った基盤研究Bの採択を受けた。さらに,極端な体調異常を起し,食事量が個々に管理され,毎日体調検診を受ける豚体の計測が可能となる体制を整えた。また課題D, Eに関する成果を基に雑誌論文へ投稿する準備中である。次の3研究課題について現在までの達成度について示す(課題A):咳・くしゃみ音の音源位置推定技術の確立:つくば市内に所在する研究機関の豚舎内の豚房上部にマイクロフォンアレイを設置し、豚房外よりモニタリングできるシステムを構築した。全自動ではないが、咳・くしゃみ音を録音することができた。これらの結果の一部は、農業施設学会を含め4学会で発表した。(課題B)画像認識による個体の識別法の確立:豚に対して識別のための2次元コード表示ができなかったため、画像認識による個体識別実験ができなかったものの、マイクロフォンアレイに付随して取り付けた広角カメラによって、豚体の映像を捉えるハードウエアの構築は完了した。次年度は2次元コードを用いることなく、豚体の特徴量を利用して個別識別する方向で検討中である。(課題C)豚個体別の咳・くしゃみ計測法:(課題A)と(課題B)との組み合わせによって実現する課題である。前述のように(課題B)において豚への2次元コードを施すことができなかったので全自動ではないものの、基本的には個別識別機能を備えた計測法を確立することができた。音響計測(課題A)特に問題はないので、常時計測ができる体制を整備するとともに多くの実験データを取得して精度を高めるようにする計画である。(課題B)豚体に対して2次元コードを施すことが難しかったので、豚体自体の特徴量を抽出する方法に切り替えて個別識別手法を検討する。

実現すれば2次元コードを施すよりも汎用性が高くなる。(課題C)(課題B)を導入して自動化を図りたいと考えている。(課題D)大規模データを取得:豚の咳・くしゃみ音検出システムを運用することで、大規模な豚舎全体にわたり豚の咳・くしゃみ音の常時計測を行なう。咳・くしゃみ音は長距離では正しく検出することが難しいことが想定されるため(長くて10メートル程度)、広い豚舎内の全体モニタリングのために、(課題C)までで構築した検出システムを複数台でネットワーク化させ、データを最終的に統合する予定である。(課題E)動的データベースの構築:(課題D)により構築されたシステムで得られる情報を長期的に渡り保存する。さらに、生データの同時保存により、豚個体別の行動計測(水を飲んだ、殆ど動かないなど)も行い、咳・くしゃみの回数などと併せて、豚個体別の状態を自動更新する動的データベースを構築する。養豚場(つくば市内)への設置を検討しており、現場参加型アプローチでの潜在的リスクの発見を試みる予定である。平成26年度中に計画していた実験の一部が、豚舎を借用している施設の関係で、平成27年6月に変更せざるを得なくなったため、それに必要な物品費等を平成27年度に繰り越すことにした。繰り越しをする735,676円は物品費と人件費であるため、平成27年度においても当初の計画の通り、635,676円を物品費に、100,000円を人件費・謝金として使用する予定である。
平面データに対する曲線の当てはめ

曲率の視点から、平面データの近似を研究を進めた。適度の近似の精度を維持しながら、データの持つ各種の性質(単調性、正値性、凸性等)を保存し、更に不必要な(unwanted or unplanned)変曲点や特異点(ループと尖点)の現われないような平面データの"当てはめ方"を研究した。特に曲率が単調なために、特異点、変曲点のいずれも持たないスパイラル(螺旋)曲線による補間について研究を続けた。研究成果は以下の通りである。1.これまでに知られている平面データの表現法を、『出来るだけ簡単な手間で、出来だけ正確な値を!』と『曲率』の視点から研究した。2.数式処理言語のMathematicaとMapleの最新バージョンとこの科学研究費補助金で購したパソコンを使用して"T-cubic"と呼ばれるスプライン関数(区分的多項式あるいは簡単な有理式)がスパイラルになるための条件を調べた。3.引続き、円弧と3次のスプラインを組み合わせた"arc/T-cubic"にがスパイラルになるための条件を調べた。これらの結果、全ての場合に、"T-cubic"あるいは"arc/T-cubic"によるスパイラル補間が可能であることが分かった。更に、2次の有理型のスプライン関数がスパイラルになるための条件についても調べた。4.「硬い」微分方程式の数値解法の研究をしている分坦者による近似解(平面データとして得られる)の表現への応用を試みた。平面データの近似とその誤差評価について研究を進めた。これまでは、ベゼエ曲線によるものが主流であったが、得られるグラフの形状、計算の手間や精度の面からスプライン関数(区分的多項式)が使われるようになってきている。我々は、適度の近似の精度を維持しながら、データの持つ各種の性質(単調性、正値性、凸性等)を保存し、更に不必要な(unwanted or unplanned)変曲点や特異点(ループと尖点)の現われないような平面データの"当てはめ方"について研究を続けた。1997年夏に2ヵ月間、マニトバ大学(カナダ)のミ-ク教授とのスパイラル曲線(螺旋)について共同研究も行った。1.これまでに知られている平面データの表現法、特にベゼエ曲線とスプライン関数を利用した場合の比較を『出来るだけ簡単な手間で、出来るだけ正確な値を』の視点から行った。2.数式処理言語のMathematicaとMapleの最新バ-ジョンとこの科学研究費補助金で購入したパソコンを使用して"cubic/linear"と"cubic/quadratic"タイプの曲線上の変曲点と特異点の分布を確定した。3.unwanted or unplannedな変曲点と特異点の消去し、望ましい曲線を得るためパラメータp,qの選び方。4.「硬い」微分方程式の数値解法の研究をしている分担者による近似解(平面データとして得られる)の表現への応用を試みている。5.高速道路、建築物の設計等に於いて有用なスパイラル曲線を得るための与えられるデータの与え方を考えた。適度の近似の精度を維持しながら、データの持つ各種の性質(単調性、正値性、凸性等)を保存し、更に不必要な(unwanted orunplanned)変曲点や特異点(ループ尖点)の現われないような平面データの"当てはめ方"を研究した。

2.数式処理言語のMathematicaとMapleの最新バージョンとこの科学研究費補助金で購したパソコンを使用して"T-cubic"と呼ばれるスプライン関数(区分的多項式あるいは簡単な有理式)がスパイラルになるための条件を調べた。3.引続き、円弧と3次のスプラインを組み合わせた"arc/T-cubic"にがスパイラルになるための条件を調べた。これらの結果、全ての場合に、"T-cubic"あるいは"arc/T-cubic"によるスパイラル補間が可能であることが分かった。更に、2次の有理型のスプライン関数がスパイラルになるための条件についても調べた。4.「硬い」微分方程式の数値解決の研究をしている分坦者による近似解(平面データとして得られる)の表現への応用を試みた。
早期老化マウスにおける食物性状変化にリンクする海馬発現遺伝子の網羅的解析

食物性状を変化させる実験系の多くは、通常飼育に用いている固形食とそれを粉砕した粉末食を用いることが多い。本研究では、食物性状のより大きな変化を与える目的で独自に固形食と同様のカロリー・構成成分でありながら流動食様の食餌を開発する事とした。平成18年度では、カロリー・構成成分を通常固形食と同様の流動食を作製することに成功した。そこで、平成19年度にはその流動食を用いて検討を始めたが、残念ながら多くの実験動物が原因不明で死亡した為、実験遂行が困難となった。そこで、同時に進めていたKim(J.Neuroscience 2005;25(6):1532-9.)らの報告を元に拘束ストレスとそのタスクと同時に木の棒を用いてbitingさせたラットの海馬発現遺伝子をマイクロアレイを用いて網羅的に解析することとした。その結果、2倍以上の発現変化を示した遺伝子として、heat shock protein,toll-like receptor 3など約30遺伝子が、また1/2倍以上の変化を認めた遺伝子としては、約70遺伝子を抽出することができた。また、ddyマウスを用いて同様のタスクでMorri water mazeにて空間認知・記憶について検討したところ、bitingさせた群はさせなかった群に比べその機能が回復していた。さらに、免疫組織学的検討では、海馬のCA1・CA3・DGでFos蛋白質の発現が減少しており、急性ストレス下におけるBitingは海馬機能の低下をプロテクトするような作用がある可能性が示唆された。平成18年度では、Morris水迷路を用いた行動解析を行える環境を整備できた。すなわち、先ず行動実験におけるタスクによる変化を定量的に検討・解析できるかを(J.Neuroscience 2005;25(6):1532-9.)に基づき、ddy系マウスを用いて検討した。その結果、コントロールに比べ実験群は、優位に空間認知能力が障害されており、再現性ある結果を得られるた。また、これと同時にこの実験系による海馬への影響をimmediately early geneの一つであるc-fosを基準として、免疫染色を行ったところ、実験群にて優位に発現されていることが確認された。さらに、タスクにより空間認知能が障害されていたことから、ラットを用いて海馬錐体細胞におけるテタヌス刺激(高頻度反復刺激)によって誘導されるシナプス伝達の長期増強現象(Long term potentiation : LTP)をマウス同様のタスクを負荷した上で検討した。その結果、マウスを用いた行動実験より得られた結果同様、実験群ではコントロール群に比べLTPの低下現象が認められた。以上の結果から、今後食物性状の変化が海馬機能に及ぼす影響を多方面から検討でき、さらに遺伝子の網羅的解析を、行動実験・免疫染色・電気生理学的手法を指標に新規関連遺伝子を抽出できる可能性があるものと考えられる。平成18年度には、実験系の再現性が得られるか否かをKim(J. Neuroscience2005;25(6):1532-9.)らの報告を元に検討した。その結果、行動実験・immediate earlygeneの一つであるc-fosを用いた海馬における免疫染色ならびに電気生理学的手法による解析により、再現性ある結果が得られた。そこで、食物性状を変化させ早期老化マウスSAMP8を用いて海馬機能を空間認知能力を指標に検討することとした。海馬における遺伝子の網羅的解析を行う上でより有意な差を得る目的で、できる限り長期に飼育が必要と考えた。しかしながら、食物性状の変化もしくは環境変化により34ケ月で多くのマウスが死亡したため、検討を加えることが不可能な状況となった。そこで、平成18年度に再現性を得られた拘束ストレスとそのタスクと同時に木の棒を用いてbitingさせたラットの海馬発現遺伝子を網羅的に解析することとした。

その結果、2倍以上の発現変化を示した遺伝子として、heat shock protein, toll-like receptor3など約30遺伝子が、また1/2倍以上の変化を認めた遺伝子としては、約70遺伝子を抽出することができ、現在PCR法・in situ hybridization法などを用いて解析中である。今後、本研究を進めると供に食物性状の変化に伴う脳機能の変化を動物種を換えて検討していく予定である。
直流配電システムのための高効率双方向DC/DCコンバータの研究

直流配電システムにおける二次電池や電気二重層キャパシタなどの電力貯蔵装置への適用を想定した高効率な絶縁形フルブリッジ双方向DC/DCコンバータの基礎技術の確立を目的として,回路シミュレーションによる制御法の検討と,1kW級の小型試験回路による動作の実証と効率の評価を行った。比較的シンプルな回路構成で大容量化に適すると考えられる,低圧側電流形コンバータと高圧側電圧形コンバータを高周波トランスで結合した絶縁フルブリッジ形の向路方式を採用し,出力をPWM制御するとともに,アクティブクランプ回路を付加することによって,転流時の過電圧抑制とソフトスイッチング動作を実現する制御法について検討した。変換器のすべての素子は,提案する制御方法によって,昇降圧双方向の電力制御においてソフトスイッチング動作が可能であることを回路シミュレーションにより確認した。電力貯蔵装置としては,電気二重層キャパシタ(EDLC)の適用を検討した.精度の良い回路シミュレーションを行うため,3段はしご形回路によるEDLC等価回路を実測により導出した.また,端子電圧がエネルギー貯蔵量に応じて大きく変化するEDLCにおいても安定に動作する電力制御方法を回路シミュレーションによって確認した.1kW級の小型試験回路は,電圧を想定される実機(1MW級)の1/10となる低圧側50V,高圧側200Vとして設計・製作した。スイッチング素子にはIGBTを用い,DSPとFPGAによる高速な制御を実現している。昇降圧双方向の電力制御実験において,変換器のすべての素子がソフトスイッチング動作していることを確認した。また,変換器効率は昇圧83.3%,降圧83.1%であった.実験の損失評価の結果から1MW級の変換器に適用した場合について検討したところ,スイッチング素子の導通損失の占める割合が小さくなり,実現可能な変圧器,リアクトルの効率を考慮すると95%程度の総合効率の実現できる見通しを得た.直流配電システムにおける二次電池や電気二重層キャパシタなどの電力貯蔵装置への適用を想定した高効率な絶縁形フルブリッジ双方向DC/DCコンバータの基礎技術の確立を目的として,回路シミュレーションによる制御法の検討と,1kW級の小型試験回路による動作の実証と効率の評価を行った。また,変換器効率は昇圧83.3%,降圧83.1%であった.実験の損失評価の結果から1MW級の変換器に適用した場合について検討したところ,スイッチング素子の導通損失の占める割合が小さくなり,実現可能な変圧器,リアクトルの効率を考慮すると95%程度の総合効率の実現できる見通しを得た.直流配電システムにおける二次電池や電気二重層キャパシタなどの電力貯蔵装置への適用を想定した高効率な絶縁形フルブリッジ双方向DC/DCコンバータの基礎技術の確立を目的として,H18年度は回路シミュレーションによる制御法の検討と1kW級の試作器の製作を行った。比較的シンプルな回路構成で大容量化に適していると考えられる,低圧側電流形コンバータと高圧側電圧形コンバータを高周波トランスで結合した絶縁フルブリッジ形の回路方式を採用し,出力をPWM制御するとともに,アクティブクランプ回路を付加することによって,転流時に変圧器の漏れインダクタンスによって発生する過電圧抑制とソフトスイッチング動作を実現する制御法について検討した。回路シミュレーションにより,提案する制御法によって,二次電池等の電力貯蔵装置への充放電を行う昇降圧双方向の電力制御において,すべての素子においてソフトスイッチング動作が可能であることを確認した。その成果は電気学会の研究会などにおいて報告した。また,回路シミュレーションを用いて1kW級の小型試作器を設計し,その製作を行った。電圧は想定される実機(1MW級)の1/10となる低圧側50V,高圧側200Vとした。スイッチング素子にはIGBTのインテリジェントパワーモジュールを用い,DSPとFPGAによる高速な制御を実現している。試作器の高圧側に直流電源を低圧側に二次電池を接続して二次電池の充放電試験を行い,その基本的な動作を確認できた。損失についても,変換器,高周波トランス,リアクトルなどそれぞれについて評価した。H19年度は,ソフトスイッチング動作によるコンバータの高効率化をさらにすすめるとともに,太陽電池を有する直流配電模擬システムに試作器を接続し,太陽電池の出力変動補償などの連系試験を行う予定である。直流配電システムにおける電力貯蔵装置への適用を想定した高効率な絶縁形フルブリッジ双方向DC/DCコンバータの基礎技術の確立を目的として,平成19年度はコンバータの電気二重層キャパシタへの適用を検討した.

電気二重層キャパシタは鉛蓄電池に比べて,繰り返し充放電が可能で蓄積エネルギー量が管理しやすいという特長を持つので,直流配電システムに接続された太陽電池等の比較的高速な出力変動補償用の電力貯蔵装置に適している.検討したDC/DCコンバータは,低圧側電流形コンバータと高圧側電圧形コンバータを高周波トランスで結合した絶縁フルブリッジ形であり,出力をPWM制御するとともに,アクティブクランプ回路を付加することによって転流時に変圧器の漏れインダクタンスによって発生する過電圧の抑制と全素子におけるソフトスイッチング動作を実現している.電気二重層キャパシタは鉛蓄電池とは異なり,端子電圧がエネルギー貯蔵量に応じて変化するため,それに応じて一定出力を実現するフィードバック制御をまず実現した.また,精度の良い回路シミュレーションを行うため,電気二重層キャパシタの等価回路を充放電実験より導出した.次に,平成18年に製作した1kW級の装置(定格入力電圧50V,出力電圧200V,電圧は想定している実機の1/10)を用いて,ソフトスイッチング動作の場合とハードスイッチング動作の場合との効率を比較した.その結果,ソフトスイッチングを行うことによって,200W出力・降圧動作において2.35%効率が改善されることがわかった.しかし,全体の効率は83.45%であり,素子や高周波トランスの低損失化がさらに必要であることが明らかになった.これらの成果は,電気学会産業応用部門大会やパワーエレクトロニクス学会の研究会において発表した.
日本の組織におけるポジティプアクションの有効性 女性の参画がもたらす効果

本研究の目的は、(1)女性の参画を日本の企業組織の変化とのかかわりでみていくこと、(2)女性を登用した日本企業の事例をもとに、女性の参画と組織のパフォーマンスとのかかわりを検討することであった。本年度は、ジェンダーだけでなく、国籍や様々な次元のダイバシティにその対象を拡大し、さらに米国企業および英国企業の取り組みについても調査を行った。日本国内でのジェンダーダイバシティを取り扱う能力と組織の特徴、さらにはグローバル経営での成功との関係性を検討するため、次の3つの調査を実施した。1.ダイバシティに戦略的に取り込む米国の先進事例に関するヒアリング調査2.日本のグローバル企業に対し、欧州での国籍のダイバシティの進展とそのマネジメントにかんする調査3.英国の女性役員登用と経営成果に関するヒアリング調査・女性役員登用と組織の経営業績、および経営の透明性との関係性について、英国のダイバシティ研究者に対し調査また、本年度の研究成果として主なものは次の4つである。1.これまでの研究成果を統合した、単著『ダイバシティ・マネジメント-多様性をいかす組織』(白桃書房)の出版(2005年9月)2.米国企業のダイバシティに対する戦略的行動の調査結果報告書(2005年7月)3.国際ビジネス研究学会第12回全国大会(広島市立大学)および経営行動科学学会全国大会(慶応大学)での成果報告(1)女性の参画を日本の企業組織の変化とのかかわりでみていく(2)女性を登用した日本企業の事例をもとに、女性の参画と組織のパフォーマンスとのかかわりを検討する。これら2つを明らかにするために、今年度は、以下の4つの調査を実施した。1.企業の人事部を対象とした大量サンプル調査の実施・成果主義人事制度などの実施に伴って、若手や女性の参画がすすんだ企業とそうでない企業の相違点を調査した。2.女性の登用をポジティブに進める企業へのヒアリング調査の継続・イオン株式会社の女性店長登用事例登用が店舗のパフォーマンスに与える影響を調査した。・優秀店長賞受賞店舗間の比較調査業績向上にむすびつくプロセスが、女性登用店舗と異なるのかを分析した。1999年以降の業績上位の店舗の店長、現在の部下および過去の部下を対象にしたヒアリング調査を実施した。3.女性をポジティブに登用する企業の従業員を対象にした質問票調査の実施・上記のヒアリング調査にもとづき、「組織的支援」「店長のリーダー行動」「部下の行動とモチベーション」と「店舗の業績」との関係性をみるため、関東地区の各店舗の店長およびその部下2名に対し質問票調査を実施した。4.女性登用のボトルネックである製造企業へのヒアリング調査の継続・アイシン精機の女性登用事例ポジティブな登用ではなく、制度改正に合わせた登用ポジティブな登用を行う企業と組織の特徴やパフォーマンスの尺度、さらには登用がパフォーマンスに与える影響がどのように異なるのかを比較検討した。研究成果にかんしては、(1)アカデミー・オブ・マネジメント年次大会(米国シアトル市2003年8月)、(2)産業組織心理学会年次大会(名古屋市南山大学)にて中間報告を行った。本研究の目的は、(1)女性の参画を日本の企業組織の変化とのかかわりでみていくこと、(2)女性を登用した日本企業の事例をもとに、女性の参画と組織のパフォーマンスとのかかわりを検討することである。これらを明らかにするため、本年度は、以下の2つの調査を新たに実施した。1.ダイバシティ(とくにジェンダー)を戦略的に取り込む米国の理論モデル・先進事例に関するヒアリング調査・(1)女性リーダー登用による組織のパフォーマンスの向上・(2)組織文化の変容・(3)環境からのプレッシャーに応じた企業の戦略的行動について、米国・カナダのダイバシティ研究者へのヒアリングおよび意見交換を実施2.女性登用のボトルネックである製造企業のグローバルレベルでめダイバシティマネジメントの取り組みに関するヒアリング調査を開始・海外子会社における外国人登用・外国人女性役員登用の事例調査また、昨年度に引き続き実施した調査に関しては、それぞれ集計・分析を行った。1.女性をポジティブに登用する企業の従業員を対象にした質問票調査の回収・集計・前年度のヒアリング調査にもとづき、「組織的支援」「店長のリーダー行動」「部下の行動とモチベーション」と「店舗の業績」との関係性をみるため、関東地区の各店舗の店長およびその部下2名に対し実施した質問票調査を回収・集計2.女性をポジティブに登用する企業に対するヒアリング調査のまとめ・女性店長登用事例と男性店長との比較、店舗の業績向上にむすびつくプロセスの比較ヒアリングのデータの分析3.企業の人事部を対象とした大量サンプル調査のフィードバック本研究の目的は、(1)女性の参画を日本の企業組織の変化とのかかわりでみていくこと、(2)女性を登用した日本企業の事例をもとに、女性の参画と組織のパフォーマンスとのかかわりを検討することであった。1.ダイバシティに戦略的に取り込む米国の先進事例に関するヒアリング調査2.日本のグローバル企業に対し、欧州での国籍のダイバシティの進展とそのマネジメントにかんする調査3.英国の女性役員登用と経営成果に関するヒアリング調査・女性役員登用と組織の経営業績、および経営の透明性との関係性について、英国のダイバシティ研究者に対し調査

また、本年度の研究成果として主なものは次の4つである。1.これまでの研究成果を統合した、単著『ダイバシティ・マネジメント-多様性をいかす組織』(白桃書房)の出版(2005年9月)2.米国企業のダイバシティに対する戦略的行動の調査結果報告書(2005年7月)3.国際ビジネス研究学会第12回全国大会(広島市立大学)および経営行動科学学会全国大会(慶応大学)での成果報告
スピンドルチェックポイントによる動原体認識機構の解析

Haspinは、Aurora Bのセントロメア局在を促進し、正確な染色体分配を行うのに必須である。しかし、Haspin自体のセントロメア局在機構は不明な点が多い。分裂酵母に於いてコヒーシンサブユニットPds5とHaspinの相互作用は報告されていたが、その相互作用の重要性は明らかになっていなかった。分裂酵母HaspinホモログHrk1とPds5の相互作用部位を、同定したところ、真核生物内で保存された結合モチーフPIM(Pds5-Interacting-Motif)とHIM(Hrk1-Interacting-Motif)を同定した。それぞれのモチーフの変異体を分裂酵母において作成したところ、Hrk1のセントロメア局在が失われた。また、PIM-HIMの結合モチーフはヒトでも保存されており、ヒトHaspinおよびヒトPds5Bの相互作用およびヒトHaspinのセントロメア局在にも必要であることが分かった。これらの結果から、HaspinキナーゼはコヒーシンサブユニットPds5との直接相互作用によってセントロメアへと局在し、その機構は真核生物で進化的に保存されたものであることが分かった。さらに、Pds5-HIMがHrk1局在化以外にもコヒーシンの制御に機能を持っていることが明らかになった。Pds5との相互作用が示唆されていた、Eso1およびWpl1にPIMと類似した配列を発見し、Pds5との相互作用がPIM-HIMに依存していることが分かった。また、PIM-HIMの変異体では、Eso1およびWpl1の機能が失われ、コヒーシン制御に異常が出たことからPIM-HIMによるPds5とEso1, Wpl1との相互作用はコヒーシン制御に必要であることが示された。これらの結果から、コヒーシンPds5は保存されたモチーフを介して複数の因子が染色体上で働くためのゲートを担っていることが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。体細胞分裂において、正確な染色体分配を保証するためにスピンドルチェックポイント(Spindle Assembly Checkpoint; SAC)という監視機構が存在する。これまでの研究により、SACタンパク質のひとつであるMph1が動原体に局在することで下流の因子が呼び込まれSACが活性化することから、以下の3つのを研究課題とした。1Mph1の動原体局制御と微小管未結合動原体認識機構の解明2Bub1およびMph1によるSAC活性化機構の解明3SAC以外のMph1キナーゼによるリン酸化基質の探索1別グループからMps1局在化機構が示された(Hiruma et al.,2015, Ji et al.,2015)ため残念ながらそれ以降の解析を断念した。2Bub1とMph1のキナーゼドメイン融合タンパク質を細胞に発現させ、常にBub1とMph1が近くにある状況を作り出したところ細胞周期が分裂期中期で停止した。このことから、SAC活性化のスイッチは、Bub1とMph1が近接することであるということが示せた。3分裂酵母を用いた遺伝学的なスクリーニングにより、Mph1破壊株の表現型を抑圧する遺伝子を発見、各遺伝子の解析は今後行っていく予定である。また、染色体分配に重要なキナーゼAurora Bセントロメア局在化機構の全貌を明らかにするためにBub1とともにAurora Bの局在化に働くHaspinの局在制御機構を解析した。コヒーシン複合体のひとつPds5がHaspinと結合し局在に必要であることがわかっていたため、Pds5とHaspinの結合領域を詳細に解析したところ、真核生物間でよく保存された結合モチーフを発見した。このモチーフは他のPds5結合タンパク質にも保存され、Pds5の染色体上でのプラットフォームとしての役割が明らかとなった。当初計画していた、スピンドルチェックポイント因子Mph1の局在制御機構においては他のグループに先行されたため断念を余儀なくされた。しかし、Bub1-Mph1の融合タンパク質発現実験においては、予想通りの結果が得られ、また、Mph1の下流因子の探索でも機能未知遺伝子を含めた、Mph1破壊株の表現型を抑圧するような遺伝子の単離に成功している。また、当初の研究から発展し、コヒーシンPds5の染色体上でのプラットフォームとしての機能も明らかになってきた。よって、概ね順調に進展している。

これらの結果から、HaspinキナーゼはコヒーシンサブユニットPds5との直接相互作用によってセントロメアへと局在し、その機構は真核生物で進化的に保存されたものであることが分かった。さらに、Pds5-HIMがHrk1局在化以外にもコヒーシンの制御に機能を持っていることが明らかになった。Pds5との相互作用が示唆されていた、Eso1およびWpl1にPIMと類似した配列を発見し、Pds5との相互作用がPIM-HIMに依存していることが分かった。また、PIM-HIMの変異体では、Eso1およびWpl1の機能が失われ、コヒーシン制御に異常が出たことからPIM-HIMによるPds5とEso1, Wpl1との相互作用はコヒーシン制御に必要であることが示された。これらの結果から、コヒーシンPds5は保存されたモチーフを介して複数の因子が染色体上で働くためのゲートを担っていることが示唆された。Mph1の下流因子の探索によって得られた遺伝子群を、遺伝学的生化学的に解析していく。また、解析の途中で得られたPds5の変異体と、Pds5相互作用因子との関連を調べていく。具体的には、Pds5がどのようにしてコヒーシンによる姉妹染色体の結合を制御しているのかを明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
変異平滑筋ミオシンの発現とアクチン滑り機構の解明

Fisherらは、ミオシン頭部-ATP類似体複合体のX線構造解析の研究から、ATP加水分解過程でミオシンがM・ATP状態からM・ADP・P_1状態へ変換する時に(ニワトリ平滑筋ミオシンの)Ile466-Ala467-Gly468の辺りでペプチド鎖の回転が起こり、その結果、狭い50kDaクレフトの両側にあるGlu470とArg247の間に塩架橋が出来、このクレフトが閉じるという構造モデルを提案した。本研究では、この領域に変異を導入した平滑筋ヘビーメロミオシン(HMM、N末端欠損ミオシン断片)を作成し、ATP類似体を用いてFisherらが見つけた回転運動や塩架橋の形成がATP加水分解過程で本当に起こるかどうかを検討した。変異体蛋白質はバキュロウイルス-培養昆虫細胞系を使って発現した。Gly468をAlaに置換した変異体ではATPase活性、リン酸の初期突発、ATPによるトリプトファン蛍光の増大をいずれも起こらなかった。また、Glu470をAlaに置換した変異体もATPase活性とリン酸突発を起こらなかったが、M・ATP^*の形成を示す蛍光増大は観察された。Glu470の変異体では加水分解を起こらなくなったのは、グルタミン酸をアラニンに変えたことによってプロトン受容体が無くなったためか、或いは、Fisherらの提案した塩架橋の一端であるグルタミン酸が無くなったために架橋が起こらなくなったためかを決めるために、更に我々はGlu470をArgに変えArg247をGluに変えた二重変異体HMMとそれぞれ一方だけを変えた一重変異体HMMを作成した。二重変異体は野生型HMMと同様、ATPase活性、リン酸突発、M・ADP・P^<**>_iの形成を示すハイレベルのトリプトファン蛍光増大が起こったが、一重変異体ではそのような活性はいずれも観察できなかった。この結果から、二重変異体では電荷の方向は逆であるが塩架橋が起こっていることが示唆された。以上の様な研究から、我々はGly468における回転と塩架橋の形成は両方とも加水分解過程に必要不可欠な構造変化であると提案した。筋肉にはミオシンという分子モーターがあり、ATPの加水分解で得たエネルギーをアクチン繊維の滑り運動に変えている。ミオシン頭部にATPとアクチンの結合部位があり、エネルギー変換はここで起こる。本研究では、ミオシン頭部のアミノ酸残基を遺伝子工学的に別のアミノ酸に変異したミオシンを作成し、エネルギー変換機構の研究を行った。ATP結合領域変異ミオシン:ミオシン、キネシン、等の分子モーターではATP結合部位の共通の位置にGly及びGluが存在しており、これらのアミノ酸残基がATP加水分解に伴って、分子の首振り運動に寄与する重要な残基であると提案されている。そこで、これらの残基をAlaに変えた平滑筋ミオシンのATPase活性を調べた。その結果、変異ミオシンのATPase活性はアクチンで活性化を受けないばかりでなく、ミオシン自身の活性もなくなっていることがわかった。この結果は、Gly及びGlu残基がATP加水分解過程に不可欠であることを示唆している。ミオシンによるエネルギー変異機構を研究する上でATPase活性測定と共にアクチンの滑り運動を測定する事は大切である。本研究で我々の得た変異ミオシンが果たしてアクチン繊維の滑り運動を引き起こすかどうか研究するために、蛍光顕微鏡を用いたアクチン繊維滑り運動観察装置を作成した。さらに、安定した滑り運動を得るために、抗体キメラミオシンを作り、ミオシン分子をより生体に近い条件でガラス表面に固定する方法の開発を行った。

この結果から、二重変異体では電荷の方向は逆であるが塩架橋が起こっていることが示唆された。以上の様な研究から、我々はGly468における回転と塩架橋の形成は両方とも加水分解過程に必要不可欠な構造変化であると提案した。筋肉にはミオシンという分子モーターがあり、ATP加水分解で得たエネルギーをアクチン繊維の滑り運動に変えている。初年度には、ミオシン頭部のATP結合領域にあるGly468とGlu470をAlaに人工変異したミオシンを作成して、これらのミオシンはアクチンによる活性化を受けないだけでなく、ミオシン自身のATPase活性も消失していることを明らかにした。この結果は、これらの残基がATP加水分解過程にはなくてはならないことを示唆する。しかしながら、これだけの研究では、これらの残基が、なぜ、加水分解に必要であるかを充分に説明できない。そこで、本年度は、Glu470とArg247の間に塩架橋が出来るという作業仮説を立てて、これを確かめる実験を計画した。Glu470をArgに置き換えたミオシンは、Alaに置き換えた時と同様に、加水分解を起こさなかった。Arg247をAlaやGluに置き換えた時にも、ミオシン自身のATPase活性は消失した。ところが、Glu470をArgに置き換え、かつ、Arg247をGluに置き換えたミオシンは、野生型と同様に、ATPase活性を示した。この二重変異ミオシンは方向は逆であるがArgとGluを保持しており、塩架橋が出来ると予想出来る。他の変異ミオシンはGluあるいはArgが欠落しているので塩架橋は出来ないと予想できるので、我々は、Glu470が加水分解に不可欠であるのは、この残基がArg247と塩架橋を作るためであると結論した。エネルギー変換機構を研究する上でATPase活性測定と共にアクチン滑り運動を直接測定することは非常に大切である。そこで、今後は、二重変異ミオシンがエネルギー変換を起こす完全な能力を持つかどうかを、蛍光顕微鏡を用いたアクチン繊維滑り運動を観察して検討する必要があると考える。本研究において、我々は、筋肉のモーター分子(ミオシン)のエネルギー変換機構を解明するために、モータードメインに種々の部位特異的人工変異を導入し、その機能解析を行ってきた。平成9年度には、Glu470-Arg247塩架橋の役割を知るために、Glu470とArg247に人工変異を導入した一連のミオシンを作成した。その結果、Glu470をArgに置き換えたミオシンとArg247をGluに置き換えたミオシンはいずれもATPase活性を持たないが、Glu470をArgに置き換え且つArg247をGluに置き換えた二重変異ミオシンは野生型ミオシンとほとんど同じATPase活性を持つことを発見した。そこで、我々は電荷の方向に依存せず470番目と247番目のアミノ酸残基の間に塩架橋が出来ることがミオシン自身の活性発現には不可欠であると結論した。本年度は、アクチン存在下というより細胞内に近い環境で測定したATPase活性に対する二重変異の影響を調べた。アクチンで活性化されたATPase活性も野生型ミオシンと変わらないだろうという我々の予想に反して、二重変異ミオシンは野生型ミオシンの約1/100の活性しか現さなかった。