hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小規模特認校における学校運営協議会設置の有効性に関する研究

研究の初年度であるので、概ね順調であると判断してよいと思う。2019年度は、次の3つの事を重点的に進める。(1)文部科学省による学校運営協議会設置校の公表は、2016年4月1日が最後であり、今後も公表予定はないという回答であった。したがって、設置校の実態調査を、緊急に行う必要性がある。今のところ、都道府県・政令市教育委員会対象の調査を行うことを考えている。(2)前記(1)の調査に基づき、小規模特認校における学校運営協議会設置状況を把握して、その中で、小規模特認校としても「成果」を挙げている学校を選んで、できるだけ数多く訪問調査を行う。(3)学会、研究会における研究成果の途中段階での発表を行う。2019年2月26日27日に、沖縄県名護市に調査のために出張したが、その時点で、2018年度交付額では所定の金額を支出できないので、2019年度回しとなったため。2019年度も、小規模特認校で学校運営協議会を設置している全国の学校を多数訪問調査する。
シロイヌナズナ芽生えにおける光形態形成と組織特異的遺伝子発現の研究

植物の光応答、特に光形態形成と呼ばれる反応においては、植物の各器官/組織は光に対してそれぞれ異なる応答を示す。この過程においては、様々な遺伝子の発現が時間的、空間的に調整されていると考えられるが、その制御機構については不明な点が多い。そこで本研究では、シロイヌナズナのプロモーター・トラップ系統を用いて、光応答の器官/組織特異性に関する研究を進めた。これまでに我々は、INRA(フランス)の提供するプロモーター・トラップ系統のなかから、暗処理により胚軸下部でGUS遺伝子の発現が誘発されるN35系統を再単離し、胚軸下部でのGUS発現が子葉のフィトクロムにより抑制されることを示した。また、この応答には植物ホルモンであるオーキシンが関与することが示唆された。そこで本年度は、N35系統におけるレポーター遺伝子の挿入部位を決定し、タグされた遺伝子の野生株での発現解析を行った。その結果、オーキシンにより発現が誘導されることが知られるGH3遺伝子の発現が、子葉のフィトクロムによる制御を受けていることが示唆された。MOGEN社が提供するプロモーター・トラップ系統から再単離したM813系統では、青色、赤色、近赤外光の全ての波長の光により胚軸でGUSの発現が誘導される。興味深いことに、M813系統におけるGUSの発現は暗所でも培地へのショ糖の添加で著しく増加した。そこで本年度は、光によるGUS発現の誘導と光合成の関係を光合成阻害剤を用いて調べた。さらに、この系統でタグされた遺伝子を単離し、野生株での発現解析を行った。その結果、新規の受容体型のキナーゼ遺伝子の発現がフィトクロムや糖による制御を受けていることが明らかになった。
WTO加盟後の中国高等教育の対外開放性に関する実証的研究

本研究は、中国がWTO(世界貿易機構)へ加盟したことにより、同国の高等教育に生じつつある種々の変化を具体的、実証的に解明することを目的として実施された。2001年末、それまで20年来すすめてきた対外開放政策のいわば総決算として、中国はWTOへの加盟を果たした。これは中国経済の世界経済への完全な統合を端的に示す出来事であり、一見教育とは無関係に思える。しかし、1994年の「サービスの貿易に関する一般協定(GATS)」以降、教育も「サービスの貿易」の商品の一つと見なされ、対外関係という観点から、WTO加盟国にとって教育が今まで以上に深刻な意味合いをもつに至った。WTO加盟は中国にとってチャンスでもあり、挑戦でもあるとされるが、教育に関してもプラスとマイナスの両側面が伴う。過去3年間にわたり、GATSに盛り込まれた「教育サービス」の4つの提供方式、すなわち、(1)遠隔教育の提供、(2)外国留学の奨励、(3)海外での学校運営、(4)専門人材の流動の奨励という各側面について、中国における対外開放関連政策の内容を網羅的に分析した。とくに高等教育レベルに限定した海外での学校運営、つまり外国機関の中国での大学運営と、中国側の国外での大学運営構想の両面に焦点を絞って実態を解明した。具体的には、寧波ノッティンガム大学、中欧工商学院など欧米との協力で中国国内に創られた機関、さらに上海交通大学シンガポール、北京語言文化大学シンガポール校、同バンコク校、復旦大学新思達漢語学院、日本、韓国、シンガポールに創られた孔子学院の実態を訪問調査を通して解明した。本研究では、GATSに盛り込まれた「教育サービス」の4つの提供方式、すなわち、(1)遠隔教育の提供、(2)外国留学の奨励、(3)海外での学校運営、(4)専門人材の流動の奨励という各側面について、まず、中国における対外開放関連政策の内容について網羅的に分析を行った。具体的には、中国政府がこの数年来公布してきた「内外協力による学校運営に関する条例」「同実施規則」をはじめとする関連法規を収集し、その翻訳、内容解析を行った。その際とくに高等教育レベルに限定した海外での学校運営、つまり外国機関の中国での大学運営と中国側の国外での大学運営構想の両面に焦点を絞って、中国政府が如何なる政策姿勢を取ってきたかの解明に焦点を絞った。次に実態を解明するため、復旦大学、上海交通大学、大連理工大学、大連大学、広西大学、北京大学、北京師範大学、首都師範大学、清華大学の各大学を訪問し、(1)内外機関間での協議開始時期、(2)プロジェクト実施時期、(3)管理運営組織の陣容と所掌任務、(4)予算規模および必要経費分担比率(5)カリキュラム策定における内外機関の責任分担、(6)教授陣の構成、(7)卒業生の海外・外資系企業での就職を含む進路、の各項目についての情報収集を行った。あわせて、中国の大学関係者に対して、2005年11月から2006年3月にかけて、WTO加盟が中国の高等教育に与えた影響に関する質問紙による意識調査を実施し、データの収集と整理を行った。これらの現地調査およびアンケート調査の結果については現在鋭意分析作業を進めている。詳細な分析結果を得るには、今しばらくの時間が必要であるが、以下の諸点において中国的特徴が浮き彫りになった。すなわち、(1)中国の大学人は全般的にWTO加盟問題についての意識がきわめて高く、その高等教育への影響を「前向き」に捉えている。(2)海外の大学との協力については模索段階にあり、種々の手法が大学の独自的判断で実施されている。(3)対外交流策の実施においては若干の混乱もあり、教育部は一時の積極支持から、比較的慎重な姿勢へと転換している、などである。

2001年にWTO加盟を果たした中国では、その後「サービス貿易一般協定」(GATS)に基づき、高等教育分野では、(1)遠隔教育や通信教育、(2)留学生教育、(3)他の加盟国内での学校・教育活動の運営、(4)外国籍教員の移動による教育、の4つの教育サービスの提供方式をとっている。本年度は、このうち「内外協力による学校運営」(原語は「中外合作べん学」)と呼ばれる第三の方式に関わる活動について、現地調査も踏まえて、実態の解明に努め、その成果の一端を平成18年6月開催の日本比較教育学会第42回大会で報告した。2002年末時点の統計では、全国の内外協力による学校運営を行う機関は712を数え、95年の10倍以上に増えた。実施機関の所在省も上海、北京、山東など東部沿海の各地を中心に28省・市・自治区に及んでいる。上海のみの統計では、2005年11月1日時点で189のプログラムが同市教育委員会によって認可されている。内外協力による学校運営が急速な進展を見せたのは、内外双方の大学にとって動因があったからである。中国の大学について言えば、それが中国高等教育に不足している資金をはじめとする各種のリソースを補い、高等教育の改革と発展を促し、国際競争力を高めるのに役立つと捉えられたからである。一方、外国の大学について言えば、当該政府の国際化政策の下で、国際交流や国際理解を増進する必要があり、大学の知名度を上げ、経済的利益のために中国人マンパワーを獲得し、教育市場を拡大するなどの目的があった。次に、中国政府により次々と公布された関連法規を子細に検討した結果、中国政府の内外協力による学校運営に対する姿勢の変遷を垣間見ることができた。すなわち、当初「中国の教育事業を補充するもの」(95年「暫定規定」)という捉え方であったが、「中国教育事業の構成部分」(2003年「条例」)と位置づけられるようになる。さらに、2004年の「内外協力による学校運営条例実施規則」では初めて内外協力による学校運営者が「合理的見返り」を受け取りうることが明記された。平成18年度後半からは、こうした外国機関の中国進出の対極にある中国側機関の海外進出に焦点をしぼり、北京語言大学バンコク校、バンコクおよびソウルの孔子学院などの現地調査を実施した。同調査の結果は平成19年度に学会発表する予定で準備中である。本研究は、中国がWTO(世界貿易機構)へ加盟したことにより、同国の高等教育に生じつつある種々の変化を具体的、実証的に解明することを目的として実施された。2001年末、それまで20年来すすめてきた対外開放政策のいわば総決算として、中国はWTOへの加盟を果たした。これは中国経済の世界経済への完全な統合を端的に示す出来事であり、一見教育とは無関係に思える。しかし、1994年の「サービスの貿易に関する一般協定(GATS)」以降、教育も「サービスの貿易」の商品の一つと見なされ、対外関係という観点から、WTO加盟国にとって教育が今まで以上に深刻な意味合いをもつに至った。WTO加盟は中国にとってチャンスでもあり、挑戦でもあるとされるが、教育に関してもプラスとマイナスの両側面が伴う。本年度は、GATSに盛り込まれた「教育サービス」の4つの提供方式、すなわち、(1)遠隔教育の提供、(2)外国留学の奨励、(3)海外での学校運営、(4)専門人材の流動の奨励という各側面について、中国における対外開放関連政策の内容を網羅的に分析した。
低酸素応答調節を介したマクロファージ分化誘導による網膜変性へのアプローチ

近年、ストレス応答の中心的な分子として低酸素誘導因子(HIF)が、様々な病態生理に関与していることが明らかにされつつある。本研究では、HIFの網膜変性における役割を明らかにするため、網膜血管新生および萎縮変性動物モデルを用いて薬物的介入を行いその治療効果を検討した。網膜病的血管新生および萎縮変性誘導に伴いHIFとHIFの標的遺伝子の発現亢進を確認した。さらにこれらモデルに対し既知およびスクリーニングによって得られた新規HIF阻害剤を投与し網膜病的血管新生と萎縮変性に対する抑制効果を確認した。これらの結果から薬物的介入によるHIF阻害は、網膜変性に対する有効な治療法になりうる可能性を示した。網膜の最外層に光を受容する視細胞は位置し、視細胞が失われる(網膜変性)と失明に至る。視細胞が失われ網膜変性と至る原因は、他因子疾患(加齢黄斑変性)、遺伝性(網膜色素変性症)、網膜剥離、炎症性疾患(ぶどう膜炎)など様々である。手術による治療法が存在する網膜剥離にしても、その治療が遅れ、一度視細胞が失われれば視力は取り戻せない。また個々の疾患の原因は様々であっても、最終的な表現型は視細胞欠失である。加齢黄斑変性(AMD)は先進国においてもっとも頻度の高い失明原因疾病の一つであり、脈絡膜血管新生の有無を問わず最終的には視細胞欠失が、失明を直接的に規定する。加齢・生活習慣・遺伝背景など、AMDの病態形成における原因は多岐にはわたるが、その共通の表現型は視細胞および網膜色素上皮(RPE)細胞の変性・脱落である。その病態形成において慢性炎症・異常免疫応答の関わりが指摘されている。網膜色素上皮(RPE)が重要な役割を担うことが報告されているが、根本的な病態メカニズムは分かっていない。本研究では、免疫担当細胞が発現するHIFの網膜変性における役割を明らかにする。当初の計画通りCre/LoxP技術を利用した実験手法を用いてHIF、VHLを標的とした細胞特異的コンディショナルノックアウトマウスの作成が進行している。また、網膜の正常発生および実験的血管新生モデル、神経変性モデルが確立し、これらにおける網膜の構造・機能評価系が安定して行えるようになった。実験誘導モデルだけでなく、遺伝性網膜変性モデルの導入も完了し、これらにおける免疫担当細胞の局在・機能評価の実験系を構築している。さらに、遺伝子改変だけでなく、薬剤による介入も検討しており、既知HIF阻害剤の網膜変性モデルへの投与実験系を確立した(Miwa Y, Miyauchi M et al. ARVO Annual Meeting 2016、三輪、宮内ら.第121回日本眼科学会総会)。新規HIF阻害剤のスクリーニング実験も並行して行っている。コンディショナルノックアウトマウスの実験にて特定のHIFアイソフォームに依存する表現型の変化が得られれば、フローサイトメーターを用いて、個々のモデル動物における網膜免疫細胞の発現遺伝子変化を解析する。その中で、これら網膜変性モデルにおいてHIFによって調節されるマクロファージ分化が表現型に実際影響を与えているのか検証する。また、マクロファージを遺伝的・薬剤誘導的に除去した場合の網膜変性モデルの表現型とも比較する。さらに既存の、あるいは新規のHIF阻害剤を用いて、薬剤的にHIFの発現変化を誘導した場合に、マクロファージ分化の変化および表現型に対する介入が可能か検証する。
セリンプロテアーゼ阻害剤を用いた口腔癌転移に対する薬物療法

これまでの研究により,口腔癌細胞は高いウロキナーゼ型プラスミノーゲシアクチベーター(uPA)産生能を有し,細胞膜上でプラスミノーゲンをプラスミンに活性化し,線維芽細胞などの間質細胞の産生した細胞外基質蛋白を分解していることが明らかとなった.口腔癌細胞に線維芽細胞培養上清添加して培養すると,線維芽細胞培養上清中の不活性型マトリックスメタロプロテアーゼ2(MMP-2)が活性化されることがわかった.この培養系にプラスミン阻害物質であるα2アンチプラスミンの中和抗体を添加すると,口腔癌細胞によるMMP-2活性化がさらに亢進することが示された.プラスミンはMMP-1やMMP-9などの他の蛋白分解酵素を活性化すること知られていたが,MMP-2の活性化には関与していないと考えられていた.今回の結果は,プラスミンが自ら強い蛋白分解活性を示すほか,MMP-2の活性化し癌細胞の浸潤・転移を制御していることを示すものである.一方,各種培養細胞のα2アンチプラスミシのmRNA発現を検索すると,一部の肝癌細胞を除いては,今回検索した大部分の癌細胞にはα2-アンチプラスミン遺伝子発現がみられなかった.このことから現在,肝細胞由来RNAよりRT-PCRにてクローニングされたα2アンチプラスミン遺伝子を発現ベクターに組み込み口腔癌細胞に導入し,口腔癌細胞の蛋白分解活性や浸潤脳に与える影響についての検討を行っている.これまで口腔癌細胞のウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーター(u-PA)産生と浸潤能とが相関することを報告してきた.今回,口腔癌細胞によってプラスミノーゲンから活性化されたプラスミンが口腔癌の浸潤,特に蛋白分解活性に与える影響について解析した.口腔癌細胞にプラスミノーゲンを添加するとプラスミノーゲンのプラスミンへの活性化が認められた.プラスミノーゲン存在下で培養された口腔癌細胞は,プラスミノーゲン非存在下培養された癌細胞に比べ,線維芽細胞の産生した細胞外基質蛋白を強く分解した.この蛋白分解活性はプラスミン阻害物質であるα2-アンチプラスミンで強く阻害されることがわかった.またプラスミノーゲン処理された癌細胞の細胞膜は不活性型マトリックスメタロプロテアーゼ2(MMP-2)活性化能を有し,このMMP-2活性化能がα2-アンチプラスミンで抑制されることも見いだした.このことから口腔癌細胞はプラスミノーゲンをプラスミンに活性化し種々の細胞外基質分解するほか,癌細胞膜上のプラスミン活性を亢進させ癌細胞や間質細胞の産生する不活性型MMP-2活性化することにより癌周囲細胞外基質を分解し細胞浸潤を亢進させていると考えられた.α2-アンチプラスミンが口腔癌細胞の蛋白分解活性や不活性型MMP-2活性化を阻害したことから,α2-アンチプラスミンによる口腔癌細胞の浸潤抑制が期待でき,現在,α2-アンチプラスミンのin vitro及びin vivoでの口腔癌浸潤に与える影響について解析を行っている.これまでの研究により,口腔癌細胞は高いウロキナーゼ型プラスミノーゲシアクチベーター(uPA)産生能を有し,細胞膜上でプラスミノーゲンをプラスミンに活性化し,線維芽細胞などの間質細胞の産生した細胞外基質蛋白を分解していることが明らかとなった.口腔癌細胞に線維芽細胞培養上清添加して培養すると,線維芽細胞培養上清中の不活性型マトリックスメタロプロテアーゼ2(MMP-2)が活性化されることがわかった.この培養系にプラスミン阻害物質であるα2アンチプラスミンの中和抗体を添加すると,口腔癌細胞によるMMP-2活性化がさらに亢進することが示された.プラスミンはMMP-1やMMP-9などの他の蛋白分解酵素を活性化すること知られていたが,MMP-2の活性化には関与していないと考えられていた.今回の結果は,プラスミンが自ら強い蛋白分解活性を示すほか,MMP-2の活性化し癌細胞の浸潤・転移を制御していることを示すものである.一方,各種培養細胞のα2アンチプラスミシのmRNA発現を検索すると,一部の肝癌細胞を除いては,今回検索した大部分の癌細胞にはα2-アンチプラスミン遺伝子発現がみられなかった.このことから現在,肝細胞由来RNAよりRT-PCRにてクローニングされたα2アンチプラスミン遺伝子を発現ベクターに組み込み口腔癌細胞に導入し,口腔癌細胞の蛋白分解活性や浸潤脳に与える影響についての検討を行っている.
オンチップ細胞計測を基盤とする光合成細胞の外部刺激応答特性の解明

藍藻(Synechocystis sp. strain PCC6803)への外部刺激に対する細胞応答を計測するためのオンチップ細胞計測基盤を確立した.微細加工技術を用いて,マイクロ流体チップに,細胞を変形する加圧プローブと力計測用センサプローブを有するマイクロ・ナノロボットを組み込み,プローブの位置制御および力計測を安定に行うことが可能となった.このシステムを用いて,異なる浸透圧条件に置かれた藍藻の正常株と機械刺激受容性チャネルの遺伝子不活化株に対して浸透圧条件の違いで,細胞サイズと硬さの指標である等価ヤング率を評価した.浸透圧の変化に対する機械刺激受容性チャネルの役割を明らかにした.ラン藻に外部刺激を与え,その場で力学的応答を計測するための高剛性マイクロ流体チップを設計し,試作した.また,力センサを設計して力計測を行った.さらに,ラン藻を送り出して計測部に固定する搬送機能の実験および環境制御システムの構築を進め,マイクロチャンバで細胞の力計測を行った.(A)微細加工・システムを構築した.まず,マイクロ流体チップを作成した.SOIウェハを基板として利用し,フォトリソグラフィ加工によって作成した.シリコンおよびガラス材料のドライエッチングを取り入れてマイクロ流体チップを作成した.さらに,チップを光学顕微鏡に取り付けて計測するための治具を作成して,実験システムを構築できた.(B)力学刺激・細胞計測を行った.まず,力学刺激のため,力計測系の設計と試作を行った.ラン藻の変形には直接外部駆動方式を適用し,駆動・計測特性を確認できた.力センサはモアレ干渉縞を利用して位相差検出を行い,弾性変位の計測分解能を高め,力計測を行った.次に,センサの高剛性化を目指して,水晶振動子を用いた力センサの応用を検討した.また,マイクロ流体チップの流体制御を行い,光ピンセットを利用し,ラン藻を流路内でローディングしながら高速に計測位置に固定する搬送機能を実現した.さらに,環境制御・力刺激・細胞計測を行った.細胞を操作し,刺激前後で機械特性や形状を計測した.(C)環境刺激・細胞計測を行った.外部刺激を与えた細胞をマイクロチャンバに移し,一細胞限定空間にて計測した.まず,環境計測センサを作成し評価した.pH,温度を計測可能な蛍光試薬を計測用インジケータとして,計測用プローブを作成して特性を評価した.(D)細胞計測・評価・機能解析として,外部刺激によるラン藻の力学的特性計測と評価を行った.ラン藻の遺伝子不活化株を用意した.外部刺激に対する細胞応答を計測した.本研究の目的を達成するため,まずはオンチップ細胞計測基盤を確立することが優先される.マイクロ流体チップを作成し,マイクロ流体チップのシステム統合を行って実験システムを構築できたことは順調な進捗といえる.また,実際にラン藻に対して外部刺激(浸透圧刺激)を与えた後に,単一細胞レベルで力計測を行うことができたため,ラン藻の応答特性を評価するための基礎ができおり,順調に進展していると考える.ラン藻に外部刺激を与え,その場で力学的応答を計測するための高剛性マイクロ流体チップの改良を行った.力計測精度を向上するために,モアレ干渉縞を用いた計測アルゴリズムの計測誤差要因を調査し,力センサの設計を見直し,力計測精度を向上した.さらに,ラン藻を送り出して計測部に固定する搬送機能として,光ピンセットの制御システムを再設計し,操作実験および環境制御システムの改良を行った.また,マイクロチャンバでの細胞刺激・計測実験を行った.(A)微細加工・システム構築:SOIウェハを基板として利用し,マイクロ流体チップの加工プロセスの条件だしを行った.また,高剛性力センサの計測精度を高めるため,構造解析を元にデザインを改良した.また,マイクロ流体チップへの送液システムを改良して,安定した流体制御を実現した.(B)力学刺激・細胞計測:力センサの高剛性化を目指して,水晶振動子を用いた力センサの高感度化を検討した.また,マイクロ流体チップの流体制御を行い,ラン藻を流路内でローディングしながら光ピンセットを用いて計測位置に固定する搬送システムを構築した.また,モアレ干渉縞を生成するマイクロパターンの形状を改良し,力センサ計測分解能を高め,力計測精度が向上できることを実験的に確認した.また,細胞計測部の流体を置換する機構を導入し,刺激前後で粘弾性特性や形状を計測した.(C)環境刺激・細胞計測:蛍光試薬を計測用インジケータとしてpH,温度,カルシウムイオン濃度を計測可能な環境計測センサの作成を製作し,マイクロ流体チップに組み込んだ.ラン藻の応答を単一細胞レベルで計測できることを示した.(D)細胞計測・評価・機能解析:様々なラン藻の遺伝子不活化株を用意した.また,作成したマイクロ流体チップを用いて,ラン藻を計測する実験環境を構築してラン藻の力学的特性を計測した.本研究の目的を達成するため,オンチップ細胞計測基盤を確立することができた.マイクロ流体チップの加工条件を改良して安定した計測が可能なチップを作成した.また,マイクロ流体チップとプローブ制御系および光ピンセットのシステムを統合し,実験システムを構築できたことは順調な進捗といえる.また,実際にラン藻に対して外部刺激(浸透圧刺激)を与えた後に,単一細胞レベルで力計測を行うことができた.これまで,力センサの計測分解能が十分ではなかったことが課題であったが,モアレ干渉縞のパターン生成における誤差要因を解析して,デザインおよび加工条件を見直し,力計測分解能を改良した.

これにより,個々のラン藻の違いをより詳細に解析することが可能になると期待されている.以上のように,ラン藻の応答特性を評価するための基礎ができおり,順調に進展していると考える.藍藻に外部刺激を与え,力学的応答を計測するためのマイクロ流体チップの改良を行い,力センサのキャリブレーションを行った.モアレ干渉縞の計測条件を改良して位置決め分解能の改良し,ノイズレベル4.7 nm(3σ)を達成した.これにより,力計測の分解能を150 pNまで向上できた.また,藍藻を送り出して,光ピンセットにより計測部に搬送する搬送システムを改良し,オンチップで藍藻を計測ポイントに搬送して力学的特性を連続して計測するシステムを構築した.さらに,サイズの異なる動物細胞などの対象に拡張するための設計方法を検討した.このシステムを用いて,藍藻の正常株とメカノセンシティブチャネルの欠損株(以下,遺伝子不活化株)に対して浸透圧条件の違いで,細胞サイズと硬さの指標である等価ヤング率を評価した.この結果,通常の培養条件より高い浸透圧条件下の藍藻は,正常株,遺伝子不活化株ともに硬さ指標に違いはみられなかった.一方,通常の培養条件である通常の浸透圧条件の下では,共に藍藻の硬さが増加し,遺伝子不活化株の硬さが正常株の硬さより大きくなった.さらに低い浸透圧条件の下では,共に藍藻の硬さがさらに増加し,遺伝子不活化株の硬さが正常株の硬さより大きくなった.また,全ての条件で,正常株,遺伝子不活化株共に,大きさの違いはほとんど見られなかった.(A)微細加工・システム構築:ナノプローブ,力センサを有するマイクロ流体チップを作成し,システム統合した.(B)力学刺激・細胞計測:力センサを設計,試作し,キャリブレーションした.(C)環境刺激・細胞計測:pH,温度の環境計測センサを作成し計測評価を行った.(D)細胞計測・評価・機能解析:異なる浸透圧条件に置かれた藍藻の力学的特性計測と評価を行った.藍藻の遺伝子不活化株と正常株と比較し,浸透圧の変化に対するメカノセンシティブチャネルの役割を明らかにした.藍藻(Synechocystis sp. strain PCC6803)への外部刺激に対する細胞応答を計測するためのオンチップ細胞計測基盤を確立した.微細加工技術を用いて,マイクロ流体チップに,細胞を変形する加圧プローブと力計測用センサプローブを有するマイクロ・ナノロボットを組み込み,プローブの位置制御および力計測を安定に行うことが可能となった.このシステムを用いて,異なる浸透圧条件に置かれた藍藻の正常株と機械刺激受容性チャネルの遺伝子不活化株に対して浸透圧条件の違いで,細胞サイズと硬さの指標である等価ヤング率を評価した.浸透圧の変化に対する機械刺激受容性チャネルの役割を明らかにした.特に大きな問題点はないが,引き続き以下に沿って進める.ラン藻に外部刺激を与え,その場で力学的応答を計測するための高剛性マイクロ流体チップの改良を行う.特に,力センサの剛性を向上する.さらに,ラン藻を送り出して計測部に固定する搬送機能の実験および環境制御システムの評価を行う.また,マイクロチャンバでの細胞刺激・計測実験を進める.(A)微細加工・システム構築(B)力学刺激・細胞計測(C)環境刺激・細胞計測(D)細胞計測・評価・機能解析
森林更新に虫害種子は貢献するか？：齧歯類による散布の真相解明

虫害種子に対する野ネズミの反応についての、主要な成果は以下のとおりである。クリ堅果を健全、幼虫の有無で区別し、林内に配置した。野ネズミがどの状態の堅果を持ち去るかを判定し、テレメトリー法で捕食あるいは散布される場所を特定した。幼虫が脱出した堅果は近距離に散布され、深く埋められ、高頻度に捕食された。また、野ネズミの巣内に貯食されることが多かった。一方、幼虫入りの堅果は健全堅果と同様に取り扱われた。調査地の環境特性を調べた。愛知県ではミズナラやクリなど、鹿児島県ではマテバシイやスダジイなどを対象とした。周辺の人工林における施業状況も加味した。対象樹種を含む林分を固定プロットとし、毎木調査を行い、樹冠投影図を作成した。ササなどの下層植生についても被度を算出した。また、傾斜や水系分布の情報も収集し、樹冠投影図に反映させた。また、種子食昆虫の加害様式を調べた。とくにゾウムシ類の微小な産卵痕が無いかを注意しながら、詳細に観察した。重さやサイズを計測した後、切開して内部状態を記録した。野ネズミの生息状況を確認した。毎月、金属製箱ワナ(シャーマントラップ)を仕掛けた。野ネズミの種(アカネズミ、ヒメネズミ、スミスネズミなど)、性別、体重を記録した。指切り法によって個体識別し、放逐した。遺伝的変異も検出した。野ネズミの密度や行動圏の季節変化を、環境特性を考慮して吟味した。種子の供試実験を行った。種子を「“真の"健全」、「ゾウムシ類の加害」、「ガ類の加害」に分類した。顔料インクで識別番号を付し、一部の種子には、テレメトリー用発信器を接着した。これらの種子を様々に組み合わせて餌台に並べ、林床に静置した。なお、大型動物を侵入させないように、野ネズミが通れる程度の金属製カゴを餌台に装着した。また、センサーカメラやビデオも餌台の近くに配備した。一晩後に持ち去り状況を確認し、野ネズミがどの種子を好むのかを判定した。さらに、持ち去られた種子を追跡した。電波を受信し、種子の存在地点を特定した。餌台からの距離を測り、貯食されている場合は、埋め込まれた土壌深を記録した。ササや上層木による被度、あるいは樹冠開放の程度など、周辺の光環境も把握した。また、種子がさらに移動していないか、経時的にチェックした。そして、発芽の有無と実生の発育状況も調査した。成果を学会で発表し、論文を作成した。調査地の環境特性を再確認し、ササの被度などについてはデータを更新した。愛知県ではクリやエゴノキなど、鹿児島県ではマテバシイやスダジイなどを対象とした。種子食昆虫の加害様式、とくにゾウムシ類の微小な産卵痕の有無を入念にチェックした。また、播種実験によって、発芽やその後の成長を調べた。さらに、CTスキャンによる内部状態の非破壊的解析を試み、切開しないで摂食の程度を定量化することに成功した。シャーマントラップを用いて、野ネズミの生息状況を継続調査した。野ネズミの種(アカネズミ、ヒメネズミ、スミスネズミなど)、性別、体重などを記録した。さらに、遺伝子診断により親子判定も実施した。野ネズミの密度や行動圏を、皆伐や間伐といった森林施業も加味して考察した。種子の供試実験を再度実施した。昨年度と同様に、種子を“真の"健全、ゾウムシ類の加害、ガ類の加害に分類して餌台に並べ、周辺にセンサーカメラやビデオを配備して、持ち去り状況を追試した。エゴノキにおいては、有毒成分(サポニン)を含む果皮の影響を実証した。さらに、上述したように非破壊的に内部状態を把握した種子も供試し、野ネズミの選好性をより自然に近い条件で解明した。持ち去られた種子の追跡についても、再現性を確かめた。テレメトリー用の電波発信器を接着した種子の持ち去り先を特定し、餌台からの距離、埋められた土壌の深さなどを記録した。周辺の環境特性も合わせて、貯食様式を検討した。成果を国内外の学会で発表した。その中の1件で受賞した。最終年度、愛知県ではクリやエゴノキに加えてコハクウンボク、トチノキ、オニグルミ、鹿児島県ではマテバシイやスダジイを対象とした。種子食昆虫の加害様式については、とくにクリにおけるゾウムシ類の食害程度を、昨年度開発に成功したCTスキャン解析法を駆使して、非破壊的により精密に定量化した。また、マテバシイにおいては、ゾウムシの脱出口が他の昆虫や菌類の加害に及ぼす影響を明らかにした。野ネズミの生息状況を継続調査した。屋久島においては、植生の垂直構造に着目し、低・中・高標高間で野ネズミの種構成や生態特性を比較した。また、遺伝子に基づく親子判定を進展させ、野ネズミの密度や行動圏の変化を、皆伐を含む森林施業の影響を考慮して洞察した。種子の供試実験にも、引き続き取り組んだ。とくに、非破壊的に定量化した種子を用いることによって、野ネズミが内部状態を的確に認識していることを実証した。

そして、昨年度に定めた推進方策に従い、一部のクリで揮発性物質を検出し、認識トリガーとしての可能性を示唆した。また、餌台への配置パターンも重要であることを見出した。クリ・トチノキ・オニグルミ、エゴノキ・コハクウンボクの選択実験も行い、その結果をもたらす要因を検討した。種子の持ち去り先、餌台からの距離、埋められた土壌の深さなども追試し、調査地の環境特性も比較しながら、貯食・分散様式を考察した。成果を学会で発表した。その中の1件で受賞した。虫害種子に対する野ネズミの反応についての、主要な成果は以下のとおりである。クリ堅果を健全、幼虫の有無で区別し、林内に配置した。野ネズミがどの状態の堅果を持ち去るかを判定し、テレメトリー法で捕食あるいは散布される場所を特定した。幼虫が脱出した堅果は近距離に散布され、深く埋められ、高頻度に捕食された。また、野ネズミの巣内に貯食されることが多かった。一方、幼虫入りの堅果は健全堅果と同様に取り扱われた。予定していた、1調査地の環境特性、2種子食昆虫の加害様式、3野ネズミの生息状況、4種子の供試実験、5持ち去られた種子の追跡の再現性を確かめることができた。種子食昆虫の成虫を捕獲することはできなかった。また、種子数の制限から、羽化成虫を得るための飼育実験、6種子の化学分析は実施できなかった。しかし、4を推進する上で課題であった、昆虫による摂食の程度を非破壊的に判定する方策を考案し、画期的な突破口を開いた。森林保護学最終年度は、2種子食昆虫の加害様式、3野ネズミの生息状況、4種子の供試実験、5持ち去られた種子の追跡を重点的に行う。6種子の化学分析は、4における野ネズミの行動習性とのより直接的な関係から、栄養物質や摂食阻害物質よりも揮発性物資の検出を試みる。予定していた、1調査地の環境特性、2種子食昆虫の加害様式、3野ネズミの生息状況、4種子の供試実験、5持ち去られた種子の追跡を、ほぼ実施できた。ガ類とゾウムシ類の幼虫では、種同定できなかった。テレメトリー用の発信機(1器あたり約2万円)の電池残量があり、再利用できた。また、化学分析用の薬品を購入しなかった。予定通り、次年度は再現性を確かめる。また、種子食昆虫の成虫を捕獲あるいは羽化させ、種同定を行う。さらに、摂食の程度を考慮した、種子の供試実験が必要であると感じた。そこで、その程度を非破壊的に判定する方策を検討する。上記の発信機を補充する。また、揮発性物質の検出のため、各種消耗品を追加する。他は、予定通り使用する。
新規分子機能プローブ開発による生体・臓器内分子機能診断への応用

臓器内・生体内の細胞・分子機能を評価するための新たな分子機能プローブを開発する目的で、luciferaseを利用した分子機能プローブを新たに開発し、生体イメージングへの応用を試みる。1)前年度作成したCaspase-3にたいするプローブをアデノウィルスベクターに組み込み、これを細胞実験およびマウス肝における生体イメージング実験のためのベクターとした。a)アデノウィルスベクターの作成、増幅、精製および力価測定。b)アデノウィルスベクターによる肝細胞およびマウス肝への遺伝子導入効率の確認と発現解析により、マウスにおけるプローブ発現の最適条件を検討した。2)細胞レベルでプローブの有効性を確認a)細胞内に発現したプローブの刺激(Staurosporin、低酸素・再酸素化刺激)に対する感受性を検討・確認した。b)プローブの反復刺激に対して、再現性を有することを確認した。c)反応の持続性(経時的変化)を確認し、刺激に対するCaspase-3活性のダイナミズムを解析し、病態の理解を試みた。3)プローブの生体内での評価アデノウィルスベクターをもちいて、マウスの肝にプローブを特異的に発現させ、種々の病態におけるシグナルを確認した。モデルとして、以下のものを作成し、検討した。シグナルの解析は、生体イメージング装置にて、リアルタイムに行ない、経時的にシグナルの変化を測定した。a)マウスFas刺激、CC1_4による急性肝炎(急性肝障害)モデルにおけるプローブの有効性を確認し、障害の変化を経時的に観測した。b)マウス肝虚血・再潅流モデルにて、同様に障害の程度と変化を生体イメージング装置にて観測することに成功した。これらの実験の結果、本研究により作成したプローブの小動物(生体)での有用性が確認され、今後中動物、さらには将来的な臨床応用に向けた研究を行う予定である。臓器あるいは腫瘍の病態を把握する新たな方法として、あるいは腫瘍自体あるいは臓器の生物学的・質的診断(生体分子機能評価による予後判定、治療効果判定など)、分子標的治療によるターゲット分子機能の生体内における評価法の確立することが望まれている。そのためには、臓器内・生体内の細胞機能を評価する必要があり、にこれまでとは異なる理論による新たな分子機能プローブを開発する。本研究はluciferaseを利用した分子機能プローブを新たに開発し、生体イメージングへの応用を試みる。1)Caspase-3の基質(DEVD)を利用してluciferaseを環状化しluciferase自体にdistortionを起こさせ一時的に不活化する。細胞あるいは組織内でCaspase-3が活性化されるとDEVDが切断されることにより、circular luciferaseのdistortionは開放され活性化型となる。このデザインによるCaspase-3機能プローブを作成した。また、レドックス感受性GFPプローブ(roGFPプローブ)をデザイン・作成した。2)肝細胞株(AML12)にたいしてtransient transfectionし、種々のストレスにたいするCaspase-3プローブ、roGFPプローブの感受性を検討した。c)低酸素・再酸素化による細胞障害モデルでの検証(AML12細胞)3)このプローブのデザインが細胞内で機能することを確認した後に、マウス生体イメージングに向けてベクターに組み込んだ。マウス肝臓での検討のために、ベクターをreplication-deficientのアデノウィルスベクターとして、相同組み換えによりCaspase-3プローブ、roGFPプローブをベクターに組み込んだ。これまでの検討により、これらのプローブが生細胞内で機能することが示され、生体イメージングに使用できる可能性が示された。今後、マウス疾患モデル(肝炎など)にもちいて生体における本プローブの有用性を検討する予定である。
腫瘍ＤＤＳイメージングのための量子ドット・ニトロキシド結合新規センサーの開発

DDSにおける新しいセンサーとして、量子ドッドと疎水性ニトロキシラジカルでラベル化した抗がん剤を内包するナノ粒子を2種類開発した。これらの2つの化合物がナノ粒子中に共存する時には、蛍光を示さないが抗がん剤が放出されることで量子ドッドが蛍光するようになる。このナノ粒子を用いて、担がんマウスを用いて、腫瘍の視覚化・リンパ節のマッピングを行った。腫瘍とリンパ節から、非常に強い蛍光が確認された。血中半減期は6±2時間で、腫瘍中には8±2時間、リンパ節には11±3時間残留した。このことからサイズを制御した血中滞留性の高いポリマーソームはセラノスティクスナノキャリアとして有望であると言える。ポリイオン中空ベシクル(化学修飾キトサンを使ったポリマーソーム)モデルとして、量子ドット(QD)を用いて、腫瘍内部への薬剤送達を効率的にすることができるか検討した。大腸がん移植マウスは、イソフルラン麻酔(1.5%)下で、水溶性ナノ粒子を静脈注射した:(i)QD705内包ポリマーソーム(平均サイズ120nm)、または(ii)QD705単体。蛍光イメージングは、in vivoイメージングシステム(マエストロEX 2.10)で実施した。血流中のQD705の半減期(約30分)は短かく、QD705を用いた腫瘍の可視化は、血管新生にのみ依存し、急速に肝臓に蓄積した。QD705内包ポリマーソームの血流中半減期は約6時間の長さであった。蛍光は、すぐに全身の血管を可視化し、その後に腫瘍領域に現れた。腫瘍内の信号強度は16時間後で強く、肝臓領域の信号は非常に小さかった。これはQD705内包ポリマーソームにより血中の滞留効果が向上し、長い循環の結果、腫瘍に多く送達されたことを示す。この結果は、キトサン修飾でサイズ制御した長循環ポリマーソームが、癌におけるナノ粒子および造影剤の送達を含む薬物送達の非常に有望なキャリアであることを示唆する。また、ニトロキシルラジカル内包ポリマーソームの開発を試みたが、長時間ナノ粒子内部にニトロキシド化合物を保持することは困難であった。ポリマーソームからのニトロキシルラジカル放出の半減期は約50分(EPR分光法により検出された)であった。本研究の目的は、生体内におけるイメージガイド薬剤送達法(Drug Delivery Syetem)のための新しい量子ドット・ニトロキシルラジカルによるセンシングの技術基盤を開発することである。先端的なナノ技術であるポリイオンコンプレックス単層膜ベシクル(PICsome)を生体適合性のナノキャリアーとして使用し、技術基盤を保有する水溶性の量子ドットとニトロキシルラジカルで標識された疎水性抗がん剤を付加することで、本目的を達成する。本年度は、(1)水溶性の量子ドットの合成し精製した。水溶性を確認し、TEMおよびDLS等によって粒径分布などその特徴の解析を行った。(2)2つの疎水性のニトロキシルラジカルで標識された抗がん剤の合成、精製、およびPICsome内への担持などその特徴の解析を行った。その結果、分子量が10000ダルトンを下回る低分子は、親水性・疎水性にかかわらずPICsome内に担持されないことが判明した。そのため、本研究ではミセル等の粒子内に抗がん剤を封入し、PICsomeに内包する手法を選択する。(3)柔らかくクロスリンクした、ポリイオンコンプレックス単層膜ベシクル(PICsome)を自己会合させ、親水性の量子ドットの内包を行った。その結果、一定の内包が確認されたものの、小粒子などが混入しており、合成法の更なる検討の必要性が判明した。(4)生理的な液体中(バッファー、血清、血漿)における合成されたPICsomeの安定性を検討し、PICsomeの中心核にある量子ドットから、薬剤放出が生じているかについて検証し、60-90分以内に薬剤放出が生じる事が観察された。(5)これら基本的な実験のデータを解析して、論文を投稿し受理された。DDSにおける新しいセンサーとして、量子ドッドと疎水性ニトロキシラジカルでラベル化した抗がん剤(lomustine)を内包するナノ粒子を2種類開発した。これらの2つの化合物がナノ粒子中に共存する時には、量子ドッドは蛍光を示さないがニトロキシラジカルでラベル化した抗がん剤が放出されることで量子ドッドが蛍光するようになる。今回、我々は2種類のポリマーを基材にしてナノ粒子を作った。1.量子ドッド・ニトロキシラジカル化合物内包PICsomeだが、ニトロキシラジカル化合物の保持が弱く、薬物送達のキャリアには不適であった。

2.化学修飾を加えたキトサンベースのナノ粒子(120nm)に量子ドッドとニトロキシラジカル化合物を保持した結果、十分な保持に成功した。このナノ粒子を用いて、担がんマウスを用いて、腫瘍の視覚化・リンパ節のマッピングを行った。腫瘍とリンパ節から、非常に強い量子ドッドの蛍光が確認され、一方肝臓からは弱い信号しか観察できなかった。血中半減期は6±2時間で、腫瘍中には8±2時間、リンパ節には11±3時間残留した。同様の結果はEPRイメージングでも得られている。このような結果から、サイズを制御した血中滞留性の高いポリマーソームはセラノスティクスナノキャリアとして有望であると言える。ケミカルバイオロジー論文化が順調に進んでいる。合成方法にさらなる検討が必要な問題点も発生したが、ニトロキシルラジカルの基本原理で論文化に至ったため、相殺して達成度は概ね順調とした。予定通り進行しており、当初の計画に沿って研究を進める。合成方法の再検討が必要となったが、来年度中に解決できる見通しがあるため、大きな変更は無い。実験の進捗により、購入物品や研究打ち合わせ・学会発表の予定を調整したため。追加で実施する実験に関する費用、学会発表ならびに研究打ち合わせ旅費等に使用する。新規ナノキャリアの合成方法の改良・再検討に必要となる試薬・消耗物品の購入、合成したナノキャリアの性能評価実験のための実験用動物、薬品の購入、ならびに共同研究者との打ち合わせ旅費に使用する予定である。
サンゴ礁魚類における月齢同調産卵現象の起源と成立要因の比較研究

本研究は熱帯サンゴ礁の起源とされるインドネシアジャワ島中部沿岸(ジェパラ及びカリムンジャワ)に生息する魚類を定期的に採集し、そして生殖腺の発達の年変化と月齢にあわせた変動を調べるともに、サンゴ礁魚類における月齢同調性産卵現象の広がりと成立要因を探ることを目的に行われた。研究初年度には月一回の魚類採集と市場による買い付けを行い、当該地域に棲息する魚(主にアイゴ類)の大まかな繁殖期を把握した。魚の生殖腺体指数(GSI)と生殖腺の組織学的変化から、中部ジャワに棲息するアイゴ類の多くが特定に時期に繁殖活動を行っていることが判明した。活発な繁殖活動は、特に雨季から乾季、もしくは乾期から雨季の季節の変わり目に集中する傾向が認められた。当初、熱帯サンゴ礁に棲息する魚は周年産卵を行うと予想していたが、熱帯モンスーン特有の季節性を繁殖期に利用することが明らかとなった。2年目以降は特定した繁殖期に月齢に合わせた週一回の採集と市場買い付けを行い、産卵周期と月齢との関連を明らかにした。その結果、全ての魚種において、GSIの高い時期に採集した魚の卵巣には卵黄形成途上の発達した卵母細胞が確認できた。解析の終わっているゴマアイゴの場合、産卵期の卵巣は月齢に合わせて発達を繰り返した。すなわち、上弦の月に向かって卵母細胞が発達し、この月齢後には産卵の指標となる多くの排卵後濾胞が確認できた。この結果は、インドネシアと沖縄近海のサンゴ礁に棲息するゴマアイゴが同じ月齢で産卵していることを示している。以上の結果から、魚類が棲息する地域の季節的環境変動が繁殖期を規定する要因であるのに対し、月から得られる情報が産卵の同期に重要な役割を持っていることが判明した。本研究は熱帯サンゴ礁の起源とされるインドネシア沿岸に生息する魚類を定期的に採取し、そして生殖腺発達の年変化と月齢に合わせた変動を調べることにより、月齢同調性産卵現象の広がりと成立要因を探ることを目的に行われた。第一回目調査(平成15年7月9日から17日)ディポネゴロ大学の共同研究者との打ち合わせのためにインドネシアに行き、研究に利用する同大学ジェパラキャンパスを訪問した。滞在期間中に予備的に複数の漁師から魚を購入し、組織学的標本として固定した。第2回目調査(平成16年1月5日から15日)ジェパラ周辺海域から魚を定期的に採集した。その結果、20種類、1500尾を越える魚を採集することができた。その中には月齢に同調した産卵を行っている可能性を示す種類(ゴマアイゴ)があった。現地で全ての魚から生殖腺を取り出し、フォルマリンに固定して日本に持ち帰った。現在種の同定と生殖腺の組織学的観察を行っている。本研究は熱帯サンゴ礁の起源とされるインドネシア沿岸に生息する魚類を定期的に採集し、そして生殖腺の発達の年変化と月齢にあわせた変動を調べるともに、サンゴ礁魚類における月齢同調性産卵現象の広がりと成立要因を探ることを目的に行われた。本年度調査(平成16年10月9日から20日)インドネシア中部ジャワスマラン周辺海域に生息する魚を昨年に引き続き定期的に採集した。また、ディポネゴロ大学協同研究者に採集を依頼しておいたサンプルを受け取り、現地において協同研究者とともに解析を行った。

その結果、中部ジャワ近海に生息する魚の繁殖期は、種によって大きく異なることが判明したが、乾季から雨季(日本では春先に相当)、もしくは雨季から乾季(日本では秋口に相当)に当たる時期に多くの魚が繁殖のピークを持つことが判明し、このような季節の変動が繁殖時期の開始に何らかの影響を与える可能性が考えられた。インドネシア近海に生息するアイゴ類を11種類採集することができ、これらの魚について産卵期に月齢に伴い採集し、月齢同調性産卵の有無を調べた。その結果、複数の魚種で月齢同調性産卵成立の可能性が認められた。沖縄にも生息するゴマアイゴについて比較した結果、本種はインドネシアでも沖縄でも同じ月齢(上弦の月付近)で産卵を繰り返していた。従って、同種で見た場合、地球上のどこの場所に行っても同じ月齢で産卵している可能性があった。現在、日本に持ち帰ってきた生殖腺のフォルマリン標本を組織学的に観察している。本研究は熱帯サンゴ礁の起源とされるインドネシア沿岸に生息する魚類を定期的に採集し、そして生殖腺の発達の年変化と月齢にあわせた変動を調べるともに、サンゴ礁魚類における月齢同調性産卵現象の広がりと成立要因を探ることを目的に行われた。過去2年間の調査では採集した魚の生殖腺体指数(GSI)の変化から繁殖期と産卵期における産卵周期を大まかに把握できた。今年度は、国内研究として日本に持ち帰ってきた生殖腺の試料を組織学的に観察し、繁殖期と産卵周期のより詳細な検討を加えた。その結果、全ての魚種において、GSIの高い時期に採集した魚の卵巣には卵黄形成途上の発達した卵母細胞が確認できた。解析の終わっているゴマアイゴの場合、産卵期の卵巣は月齢に合わせて発達を繰り返した。すなわち、上弦の月に向かって卵母細胞が発達し、この月齢後には産卵の指標となる多くの排卵後濾胞が確認できた。この結果は、インドネシアと沖縄近海のサンゴ礁に棲息するゴマアイゴが同じ月齢で産卵していることを示しており、月から得られる情報がゴマアイゴの産卵の同期に重要な役割を持っていることが判明した。組織学的な観察から、多くの魚類に月周産卵性が成立している可能性が考えられた。また、現地調査として以下の研究を行った。本年度調査(平成18年1月21日から2月1日)インドネシア中部ジャワスマラン周辺海域に生息する魚を昨年に引き続き定期的に採集し、精子の運動活性から繁殖期における産卵ピークの推定を行った。顕微鏡下での精子の動きをビデオカメラで記録して日本に持ち帰った。成熟の進行に伴い精子の運動能も活発になる傾向があった。
遺伝性自己免疫疾患関連遺伝子のポジショナルクローニング

Autoimmunepolyglandular disease type 1(APECED)のマップされている21q22.3上のマーカーMX1-D21S171間約3Mbの領域に関してBAC/コスミドクローンの整列化(コンティグ)を行い2.5Mbをカバーした。これらのコンティグのうちLJ-104-PFKL-D21S154を含む400kbについてエキソントラッピング法を適用して22個のエキソンを単璃した。それらのうち6エキソンは既知遺伝子PFKL(2エキソン)、EHOC-1(4エキソン)に、また2エキソンは既知cDNA,PWP2に帰属された。未同定エキソンをプローブとしてcDNAライブラリースクリーニングを行い1個の遺伝子KNP-1(1エキソン)のcDNAを単璃し、その全構造を決定した。さらにのべ150kbにおよぶゲノムDNAの塩基配列を行いPWP2、KNP-1遺伝子のゲノム構造を明らかにした。また数種のヒト組織別ノーザンブロットを用いてKNP-1の発現の組織特異性を明らかにした。既知遺伝子との相同性を比較検討した結果KNP-1はゼブラフィッシュのES1、大腸菌のSCRP27Aとの相同性がみられたがともに機能が明らかでないため、KNP-1の機能も不明である。遺伝子のゲノム配列をもとにPWP2、KNP-1の各エキソンを増幅するPCRプライマーを作製した。現在疾患家系に特異的な塩基置換等の有無を調べている。
陰影アニメーションによる立体提示の実用化に向けた動的なプロジェクタカメラ系の較正

プロジェクタカメラ系を実用化するためには,コストの低減,扱いやすさと制御の頑強性の改善が重要である.本研究課題では,Shading Illusion技術の実用化を目標として,プロジェクタカメラ系の幾何学較正と光学較正を動的に実現する方法を明らかにした.また,デモ機を作製してSiggraph AsiaのE-techにてShading Illusionを応用した表情が変化する顔写真(Coded Facial Expression)の展示を行った.さらに,動的な較正の研究で得られた知見から演出技術を確立し,展示会での工芸品の演出を行った.また彫像へのプロジェクションマッピングのイベントを実施した.プロジェクタカメラ系を実用化するためには,コストの低減,扱いやすさと制御の頑強性の改善が重要である.本研究課題では,Shading Illusion技術を実用化するために,プロジェクタカメラ系の幾何学校正と光学校正を動的に実現する方法を明らかにすることを研究の目的としている.平成26年度には,「A1.高速撮影を用いた動的な幾何学補正手法の確立」と「A2.アーチファクトを利用した動的な幾何学較正の実現」の実施を予定していた.A1では,DLPプロジェクタのミラーフリップシーケンスと同期した,高フレームレートカメラから構築されるシステムを構築して検討した.しかし,ミラーフリップパターンを安定して検出することは困難であることからA1の方法は断念し,同時に取り組んだA2に注力した.アーチファクトは,プロジェクタカメラ系でフィードバックを行う際に,あらかじめ較正で求めた投影画像Pと撮影画像Cの幾何学的な画像の対応関係(P2Cマップ)と実際の対応関係にずれがある場合に発生する模様であり,A2ではこの模様から動的に幾何学較正を行う方法の確立を試みた.A2の検討の結果,P2Cマップとのズレによって発生する縞模様状のアーチファクトの周期はズレの大きさに関係する,また,縞模様ははずれの方向に伝搬することがわかった.この性質に着目し,まず,投影画像と撮影画像で縞模様の画像特徴のマッチングにより較正を行うことを試みた.様々な検討の結果,Pの複数の画素と一つのCの画素間での対応関係を逐次最小二乗法を利用することで連続的にも求めることができることを発見し,シミュレーションによって連続的にP2Cマップのズレ検出ができることを確認した.現在,研究協力者であるヨハネス・ケプラー大のProf. Oliver Bimberとこのアイデアについて情報交換を行っており,さらなる詳細な検討を行っている.本研究課題では,Shading Illusion技術を実用化するために,プロジェクタカメラ系の幾何学校正と光学校正を動的に実現する方法を明らかにすることを研究の目的としている.平成27年度以降には,「B1. DLPプロジェクタの投影シーケンスを用いた光学応答計測」と「B2. C2Pマップを用いた動的な光学較正」の実現,「B3.デモ機の試作と評価」を予定している.B1の検討の結果,提案手法により撮影画像から投影光の成分を除去した画像が得られることを実験で確認したが高品質な結果を得るためには510フレーム程度の蓄積が必要であり,この手法の採用には応答性の改善が必要であることが分かった.そこで,3Dプロジェクタの時分割多重投影機能を応用することで,環境照明計測と環境照明に影響されない投影制御を実現した.B2に関しては,27年度のはじめから中旬までは,投影画像の偶数・奇数フレームに埋め込んだ相補パターン投影とワンショット3D計測手法の応用によりC2Pマップからのずれを検出する方法を検討したが,この方法は原理的に無駄がある上に,アーチファクトに対して不安定であることが分かった.また,逐次最小二乗法を利用することで連続的にも求める方法も検討したが,これに関しては計算的コストが高いことが明らかになった.そこで,平成27年度後半からは投影のずれによって発生する反射率推定の誤りを評価することでずれ量を求め,ずれ検出のためのパターンを投影画像に埋め込むこと無くC2Pマップを補正する方法を考案した.その後,シミュレーションによって考案手法が上手く機能することを確認した.また,平成27年度には,Johannes Kepler Univertsity-Linzを訪れ,研究協力者であるProf. Oliver Bimberに諸課題についてアドバイスを頂いた.平成27年度以降に予定していた研究項目のB1では,新たな課題が発生した.しかし,計画していた方法の有効性が確認され,この問題を回避する方法を考案した.B2については,実用的な手法が見つかっており,シミュレーションにおいて有効性が確認されている.また,B3については既にデモ機を試作している状況である.このような状況を鑑みるとB1,B2,B3の項目はいずれも平成28年度に完了できる目処が立っており,概ね順調に進展していると判断できる.本研究課題では,Shading Illusion技術を実用化するために,プロジェクタカメラ系の幾何学較正と光学較正を動的に実現する方法を明らかにすることを研究の目的としている.平成27年度以降には,「B1. DLPプロジェクタの投影シーケンスを用いた光学応答計測」と「B2. C2Pマップを用いた動的な光学較正」の実現,「B3.デモ機の試作と評価」を計画しており,平成28年度は主にB2とB3に取り組んだ.