hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古墳時代中期から律令成立期における紡織の生産構造

本研究では、日本各地の遺跡から出土した古墳時代中期から律令時代に属す紡織具の形態的分析、紡織具の組成などの検討を行った。前年度に引き続き、全国各地の紡織に関わる出土部材の抽出、紡錘車や苧引金具などの集成を行った。まず、紡錘車の形態的特徴の基礎的分析を行い、遺跡間での紡織具の組成や保有率などを検討した。律令時代の製糸・製織における官衙と集落、集落間の分業について考察するための基礎資料をまとめることができた。次に、これまで地機(有機台腰機)を模造したものと考えられてきた、古墳時代中期の滑石製祭器(群馬県上細井稲荷山古墳出土)の資料調査を行った。さらに、このモデルとなった木製品について、東は群馬県、西は佐賀県までの出土例を抽出し、調査・分析を行った。その結果、経を手前から奥へ輪状にかける原始機が復原できることを明らかにした。律令制成立過渡期の7世紀中葉以降、官衙では地機・高機が導入される。一方、集落においては輪状式の原始機が7世紀前半まで存続した可能性がある。以上の研究成果の一部は、2007年1月に日本史研究会古代史部会で報告した。また2007年5月の日本考古学協会総会においても口頭発表する予定である。各種の機の構造が織布の規格とどう関係するか、調庸制成立に至るまでの変化、また律令制成立期の官衙と集落における紡織体制の具体相についてさらに考察すべき課題は多い。以上、今年度に行った製糸から製織工程に関わる各種の紡織具の検討は、古墳時代中期から律令制成立期における紡織の一端を明らかにする上で重要な基礎研究となった。古墳時代中期から律令時代における紡織(織物生産)の歴史的展開を明らかにするため、全国各地の遺跡から出土する紡織具について、考古学の手法による分析を試みた。1、律令制下の紡織について-糸を巻く道具(〓・綛かけ・糸枠)や機部材の形態的特徴、紡織具の組成変化、出土遺跡の性格を検討し、宮都・地方官衙(国衙・郡衙)・集落の各レベルでの紡織体制について考察を進めた。なかでも、宮都や地方官衙の一部では綛(糸)を貢納や交易によって入手し、製織のみを行っていたこと、すなわち製糸と製織を分業する体制が確立していた事実について、その研究成果を公表した。2、古墳時代後期から律令国家形成期の紡織について-〓や鉄製紡錘車などの紡織具の形態的特徴、出土遺跡の性格を検討し、郡衙の前身ともなる豪族の本拠地での紡織活動について考察を進めた。なかでも、豪族による麻の紡織活動を国家規模での貢納を前提とする紡織体制の端緒と評価し、その研究成果を公表した。3、古墳時代中期から後期の紡織について-古墳時代中期に新しく出現する、地機・高機や糸枠などの紡織具を分析し、考察を進めた。構造部材をもつ高機・地機は、律令時代では宮都・地方官衙で利用される。その一方、弥生時代にみられる構造部材をもたない機(原始機)が、古墳時代にも存在することが明らかになってきた。それは古墳時代から律令時代の集落における織物生産の実態を探る手がかりとなるだろう。原始機の復元・使用方法については、近隣諸国の民族例との比較検討など、さらに調査する必要がある。以上、新たな課題も出てきたが、遺跡から出土した紡錘車・〓・綛かけ・糸枠・機をはじめとする紡織具の考古学的分析によって、古墳時代中期から律令時代の紡織技術、政治構造に対応した紡織体制についての研究を進めることができた。
現代東アジア文学史の国際共同研究

研究代表者は日本・東アジア・米国の東アジア比較文学研究者16名の連携研究者・研究協力者の協力を得て、平成25年度以来、A.20世紀前半国民国家萌芽期研究班。B.20世紀後半国民国家形成期研究班。C.21世紀東アジアポストモダン期研究班のABC三研究班を組織し、三年にわたりABC順に国際WSを東京大学、北九州市立松本清張記念館、台湾大学台湾文学研究所において開催した後、最終年度には東大で総合的国際シンポを主催した。この研究により、日本・韓国・中国大陸・香港・台湾・シンガポールの東アジア共通の文学史に関する大きな成果を上げた。平成25年度には研究代表者(以下「代表者」と略す)は日本・東アジア・アメリカ各地の現代日本・中国・韓国・台湾・香港比較文学研究者15名に連携研究者・研究協力者となることを依頼し、以下のABC三つの研究班を組織した。A.20世紀前半国民国家萌芽期研究班。C.21世紀東アジアポストモダン期研究班。各班は代表者または連携者を班長とし、その調整の下でEメールにより資料や研究成果、相互批評を交換した。また、平成25年度から27年度にかけて毎年一班が東京大学、台湾大学、北九州市立松本清張記念館の順でWSを開催、各班員は報告論文を提出して研究の中間報告を行い、全班員で討論を行う準備を進めた。各班の研究テーマは以下の通りである。1.A.20世紀前半研究班:20世紀前半国民国家萌芽期における夏目漱石、森鴎外、芥川龍之介らと他地域の文学制度形成との影響関係を担当。2.B.20世紀後半研究班:20世紀後半国民国家形成期における魯迅と林芙美子、太宰治、大江健三郎、松本清張、村上春樹、莫言、黄晳暎との影響関係、および巴金・張愛玲と白先勇、李昂、李碧華、也斯との影響関係を担当。3.C.21世紀期研究班:21世紀期東アジアポストモダン期における村上春樹、莫言、黄晳暎、白先勇、李昻、李碧華、也斯、董啓章らの受容と変容に関する研究を担当。平成25年度には三班は並行してそれぞれの担当分野の研究を進めつつEメール等を使って相互に研究成果を報告し資料を交換しあった。その一方、代表者はA.20世紀前半研究班WSを東大文学部で開催し、各A班員は報告論文を事前に提出しWSで報告して検討しあい、代表者がその成果を他の二班の班員に報告した。平成25年度に得られた結果を基にし、A.20世紀前半、B.20世紀後半、C.21世紀期の三研究班は、引き続き並行して各担当分野の研究を進め、Eメール等により相互に研究成果を報告し資料を交換した。代表者は台湾大学台湾文学研究所と共催で台北において9月2729日に、B.20世紀後半研究班ワークショップを開催した。報告者・所属・報告題目は以下の通りである。1.藤井省三・東京大学・莫言が描く中国の村の希望と絶望ー「花束を抱く女」等の帰郷物語と魯迅および『アンナ.カレーニナ』、2.柳原暁子・松本清張文学館・松本清張と水村美苗の「嵐が丘」体験ー日本近代文学の豊かさと乏しさ、3. Faye KLEEMAN・コロラド大学・橫越帝國的夏目漱石與魯迅、4.王彬彬・南京大学・魯迅的不看章太炎與胡適的不看雷震、5.呉俊・南京大学・大陸“文革"時期的魯迅及其域外影響、6.林敏潔・南京師範大学・林芙美子與魯迅、周作人交往考、7.李凱琳・香港理工大学・旅遊與越界ー也斯七十年代的日本遊蹤、8.張明敏・健行科技大学・一九六0及七0年代台灣的日本文學與文化翻譯ー以三浦綾子為中心、9.陳国偉・中興大学・替換歴史真空的想像裝置ー思ting〔女+亭〕與台灣的松本清張浪潮、10.張文薫・台湾大学・「外地」文學史的構想ー「内地人」與「引揚」經驗。なおKLEEMAN教授は事情により一昨年度の東京大学文学部でのワークショップを欠席したため、昨年度台湾大学で補充報告を行った。ワークショップ報告を元に、各班員は報告論文を執筆して発表し、これを他の班員に報告しつつある。平成27年度には研究代表者は、日本・東アジア・米国の現代東アジア比較文学研究者16名の連携研究者・研究協力者の協力を得て、25年度以来のABC三つの研究班を維持した。また8月22-24日に北九州市立松本清張記念館において、C班による三日間の国際シンポ・WSを開催し、以下の中間報告を行った。藤井「夏目漱石と魯迅:「夜の支那人」事件から「阿Q正伝」まで」/林敏潔(中国・南京大学教授)「魯迅と女性作家蕭紅:霍建起監督『蕭紅』と許鞍華(アン・ホイ)監督『黄金時代』の比較研究」/南富鎭(日本・静岡大学教授)「東アジア文学史の比較文化的なアプローチ:ル・ボン、魯迅、李光洙、本間久雄、木村毅、松本清張など」/

張明敏(台湾・健行科技大学助理教授)「台湾における三浦綾子の受容と変容」/張文薫(台湾・台湾大学副教授)「戦後台湾文壇のメカニズム」/星野幸代(日本・名古屋大学教授)「小説テクストから舞踊言語へ:台湾コンテンポラリー・ダンスの伝播」/金良守(韓国・東国大学教授)「1970年代韓國的`民族文學'和臺灣的`鄕土文學'之比較」/陳國偉(台湾・中興大学助理教授)「作為歴史替代的想像裝置:「清張之後」的台湾推理小説」/柳原暁子(日本・松本清張記念館専門学芸員)「消えた男をめぐって:松本清張「駅路」と村上春樹「どこであれそれが見つかりそうな場所で」を比較する」/Kleeman Faye(アメリカ・コロラド大学准教授)「『文字から映像へ:村上春樹の原作映画について』」。司会、コメンテーターは研究協力者の島村輝・フェリス女学院大学教授およびゲストの秋吉收・九州大学教授、徐子怡・東京理科大学講師が務めた。松本清張記念館におけるC班の国際シンポ・WSでは、本務校の事情により欠席した研究協力者もいたが、ペーパー草稿を提出している。またA班、B班の各班員も研究を順調に進めているからである。平成28年度には研究代表者は日本・東アジア・米国の東アジア比較文学研究者16名の連携研究者・研究協力者の協力を得て、25年度以来のABC三研究班の研究成果を纏めた。A.20世紀前半国民国家萌芽期研究班。B.20世紀後半国民国家形成期研究班。C.21世紀東アジアポストモダン期研究班。また7月29-31日に東大山上会館において、三班合同による二日間の国際シンポおよび一日の文化調査を主宰し、以下の最終報告を得た。丁帆・南京大学教授:論民国文学在台湾的延続問題/王彬彬・同教授:光復会与同盟会之争対魯迅的影響/呉俊・同教授:民族主義和世界華文文学的思考/Faye Kleeman (阮斐娜)・コロラド大学教授:帝国、鉄道、与遭遇/張文薫・台湾大学准教授:1940年代台湾文芸評論の確立と文壇小説/張明敏・健行科技大学准教授(台北):三浦綾子《冰點》在東亞的接受與變容/金良守・東国大学教授(ソウル):黄晳暎與東亞細亞/南富鎭・静岡大学教授:蜜柑と『二十四孝』ー芥川龍之介・魯迅・李光洙・太宰治・朱自清/星野幸代・名古屋大学教授:日本・中国・朝鮮・台湾文人の眼差しの中の舞踊家・崔承喜/KWAN Sze Pui Uganda (関詩珮)・南洋理工大学准教授(シンガポール):病源、母體變異及翻譯的後延生命:村上春樹與譚劍《人形軟件》/李凱琳・香港理工大學講師:歸於本土的越界旅程ー也斯的早期散文/陳国偉・中興大学准教授:小寫時代,零度地點:後70小説的文明思索/柳原暁子・松本清張記念館学芸員(北九州市):松本清張と村上春樹ー戦後日本文学のモダン、ポストモダン/林敏潔・南京師範大学教授:「日本における莫言」。島村輝・フェリス女学院大学教授、王成・中国・清華大学教授は別途論文を提出した。研究成果論文集は2018年に南京師範大学より刊行予定である。研究代表者は日本・東アジア・米国の東アジア比較文学研究者16名の連携研究者・研究協力者の協力を得て、平成25年度以来、A.20世紀前半国民国家萌芽期研究班。C.21世紀東アジアポストモダン期研究班のABC三研究班を組織し、三年にわたりABC順に国際WSを東京大学、北九州市立松本清張記念館、台湾大学台湾文学研究所において開催した後、最終年度には東大で総合的国際シンポを主催した。この研究により、日本・韓国・中国大陸・香港・台湾・シンガポールの東アジア共通の文学史に関する大きな成果を上げた。
天体多体問題の高速計算

日本側では現在、科学研究費特別推進研究のもとで重力多体問題専用計算機を製作中である。この共同研究の目的は、その専用機用のソフトウエアを英国側の研究者と共同開発することにある。今年度行なった研究の実績は以下のようになる。1.現在テラフロップス・マシンに使うチップとソフトウエアのテスト用に持っているテストボードをもとに、新たなボード(HARP-3と略称)を泰地・蜂巣が中心になって設計した。これを使うことで、英国側のAarsethがケンブリッジに居ながらにして、テラフロップス用のソフトウエアを開発することができる。このボードは1994年6月頃完成し、英国側に引き渡されることになっている。2.1994年3月5日より3月17日まで、Aarsethが来日し、現在あるテストボードを専有し、牧野・泰地と共同してHARPのためのコード開発を行なった。この新しいコードはそれまでのAarseth codeとは異なり、Hermite補間法を使って時間積分を行なう。これは、Aarseth codeと比較して、単純で、より安定で、時間ステップを2倍長く取れるなどの長所を持っている。短所としてはステップあたりの計算量が2倍程度増えるが、これは専用機化することで克服できる。Aarsethは約2週間の滞在の間に彼のHermite codeをテストボード上にインプリメントすることに成功した。現在のコードは、1個の連星が系の中に存在する場合についてであるが、実際に専用機の上でHermite codeを動かして、コードの有用性を実証した意味は大きい。3.蜂巣は、2月7日より2月15日までケンブリッジ大学天体物理研究所に滞在し、Aarseth,Eggleton,White,Bonnel,Pols,Clarkeと球状星団中における連星系の物理的取り扱いについて今後の方針などの議論を行なった。EggletonとPolsのグループは星の進化をいちいち計算しないですむように、星の質量と時間を与えると星の半径、表面温度、明るさなどがすぐに計算できる、半経験公式を定式化することを目指している。現在の段階では、星の種族Iといわれるものについては、半経験公式がほぼできた。ただし、球状星団中の星は種族IIに属しているので、来年度は種族IIについての半経験公式を作成する予定である。これができると、星同志の衝突や、連星系の進化などを多体問題の計算コードに組み込みやすくなる。また、White,Bonnel,Clarkeのグループは、球状星団中でおきる星同志の衝突の流体力学的計算を行なって、星の潮汐補獲の条件を計算する予定である。また、Polsは来年度の6月に日本に2週間程度滞在し、新しくできるHARP-3ボードの取り扱いを習得する予定である。また、2月15日より2月19日までエディンバラ大学に滞在し、Heggieと今後の共同研究全般についての議論を行なった。その結果、来年度はPols,Heggie,Bonnel,Clarkeの来日が確定した。4.船渡は2月7日より2月15日までケンブリッジ大学天体物理研究所に滞在し、その後2月15日より3月12日までエディンバラに滞在した。その間、Aarseth codeのなかで重要なKS規格化について研究を行なった。これは、球状星団中で連星系ができた場合、その連星系を他の系から切り離して計算する方法である。これがないと球状星団の中で、連星系をうまく取り扱うことはできない。5.稲垣は3月18日より3月30日までケンブリッジ大学天体物理研究所に滞在し、Aarsethと共同して、球状星団の重力熱力学的崩壊後の研究を行なった。球状星団のあるものは中心部にカスプと呼ばれる密度の高い部分のあることが知られているが、これは重力熱力学的崩壊の結果であると思われている。崩壊後は中心部に連星系が形成されることが多体問題の計算結果から示唆されているが、稲垣はこの形成直後の連星が非常にアクティブであり、崩壊後の中心部の密度分布などに重要な影響を与えることを明らかにした。

現在のコードは、1個の連星が系の中に存在する場合についてであるが、実際に専用機の上でHermite codeを動かして、コードの有用性を実証した意味は大きい。3.蜂巣は、2月7日より2月15日までケンブリッジ大学天体物理研究所に滞在し、Aarseth,Eggleton,White,Bonnel,Pols,Clarkeと球状星団中における連星系の物理的取り扱いについて今後の方針などの議論を行なった。EggletonとPolsのグループは星の進化をいちいち計算しないですむように、星の質量と時間を与えると星の半径、表面温度、明るさなどがすぐに計算できる、半経験公式を定式化することを目指している。現在の段階では、星の種族Iといわれるものについては、半経験公式がほぼできた。ただし、球状星団中の星は種族IIに属しているので、来年度は種族IIについての半経験公式を作成する予定である。これができると、星同志の衝突や、連星系の進化などを多体問題の計算コードに組み込みやすくなる。また、White,Bonnel,Clarkeのグループは、球状星団中でおきる星同志の衝突の流体力学的計算を行なって、星の潮汐補獲の条件を計算する予定である。また、Polsは来年度の6月に日本に2週間程度滞在し、新しくできるHARP-3ボードの取り扱いを習得する予定である。また、2月15日より2月19日までエディンバラ大学に滞在し、Heggieと今後の共同研究全般についての議論を行なった。その結果、来年度はPols,Heggie,Bonnel,Clarkeの来日が確定した。4.船渡は2月7日より2月15日までケンブリッジ大学天体物理研究所に滞在し、その後2月15日より3月12日までエディンバラに滞在した。その間、Aarseth codeのなかで重要なKS規格化について研究を行なった。これは、球状星団中で連星系ができた場合、その連星系を他の系から切り離して計算する方法である。これがないと球状星団の中で、連星系をうまく取り扱うことはできない。5.稲垣は3月18日より3月30日までケンブリッジ大学天体物理研究所に滞在し、Aarsethと共同して、球状星団の重力熱力学的崩壊後の研究を行なった。球状星団のあるものは中心部にカスプと呼ばれる密度の高い部分のあることが知られているが、これは重力熱力学的崩壊の結果であると思われている。崩壊後は中心部に連星系が形成されることが多体問題の計算結果から示唆されているが、稲垣はこの形成直後の連星が非常にアクティブであり、崩壊後の中心部の密度分布などに重要な影響を与えることを明らかにした。
大気ブロッキング現象の形成・持続メカニズムの研究

大気ブロッキング(ブロッキング)のメカニズムについて,前年度までの自身の研究によって,選択的吸収メカニズムと名付けるメカニズムを提案し,(1)それが実際に起こっていることを事例解析によって確かめ,(2)水路モデルを用いてそのメカニズムの効果を定量的に評価し,その重要性を確証した.今年度はまず,(2)のモデルをより現実的な球面モデルに拡張した.解析の結果,球面モデルでも選択的吸収メカニズムが働くことと,球面ではその効果がより顕著に働くことを発見した.さらに,そこで用いた球面モデルをロシアブロッキング事例に適用し,ロシアブロッキングの持続に,選択的収収メカニズムがどの位寄与を及ぼすかを調べた。その結果,ロシアブロッキングの持続性の大部分をそのメカニズムが担っているという結果を得た.これらの新たな結果に加えて,これまでの解析をさらに詳細化し,DC13年間の研究成果を博士論文と投稿論文にまとめた.投稿論文は,PartIとIIの2本分となり,現在revise中である.さらに,この研究成果の後半部をより精錬して,次の論文を投稿する予定である.これまでの研究成果を,2つの国際学会と5つ以上の国内学会・研究会で発表した.その国内学会に関連して1つのプロシーディングを執筆している.さらに,上記の研究と平行して,分野横断的なセミナーでの気象学の発表など,教育・アウトリーチ的な活動も行ない,学際的研究の能力を養った.交付申請書に記載した大きな目標は,7つの学会発表と論文の執筆であり,両者とも達成できたと言えるためである.前者は,実際の発表は6回であり,おおむね目標を達成できている.また後者に関しては,1報分の論文に投稿する予定であったが,2報分の論文になったため目標以上と言える.論文は現在revise中のため,成果に記載はされていない.本研究は今年度で3年目であったため,平成23年度で終了した.大気ブロッキング(以下,ブロッキング)は,日本を含んだ中緯度偏西風帯において,半径約5000kmに及ぶ高気圧が約10日程度停滞・持続し,その間に偏西風上流側から流されてくる移動性高低気圧を'ブロック'する.いったんブロッキングが発生すると,長い間通常と異なる天候状態となるため,異常気象と密接に関係している.しかしながら,ブロッキングの発生や持続のメカニズムについては未だによくわかっておらず,それに加えて現在の数値予報の技術でも,その発生・持続の予報が困難である(Matsueda et al.2009).そのため,異常気象の原因解明や,数値予報技術の向上のため,ブロッキングのメカニズムについて研究が必要とされる.本年度はブロッキングの持続メカニズムについて,我々が提唱する独自の持続メカニズムをより堅固にするために研究を行った.その際に主に二つの解析を行った,一つは現実のブロッキング事例についての解析(事例解析),もう一つはブロッキングが発生する環境を簡易的に模した,理想数値モデルでの解析(数値実験)である.まず事例解析については,ブロッキングの各事例を,アルゴリズムを用いて10事例検出し,それぞれについての力学的な解析を行った.さらに,その10事例を独自の方法で合成,つまり本質を失うことなく平均することにより,ブロッキング現象についてのより普遍的な解析結果に迫った.残念なことに,今回合成解析で得られた結果は我々の予想とは異なるものであったが,来年度はこの合成解析の手法を応用して,よりメカニズムの核心にせまる解析を行う予定である.そして数値実験においては,ブロッキングがとり得る2つの気圧パターン,すなわち2つの形状をモデル化した.その両方の形状で数値実験を行い,いずれにおいても自身の提唱するメカニズムが有効であることがわかった.大気ブロッキング(以下,ブロッキング)は,日本を含んだ中緯度偏西風帯において,半径約5000kmに及ぶ高気圧が約10日程度停滞・持続し,その間に偏西風上流側から流されてくる移動性高低気圧を'ブロック'する大気現象である.いったんブロッキングが発生すると,長い間通常と異なる偏西風の流れが維持されるため,異常気象と密接に関係している.それは,2010年夏に日本に異常高温をもたらした原因の1つであるとも考えられている.これまでそのブロッキングのメカニズムについて,新たなメカニズムを提唱し,その有効性を検証する研究を行ってきた.本年度の研究は,より定量的に,自身の提唱するブロッキング持続メカニズムの確証を行なった.これまでの研究において独立して行なっていた事例解析と理想化数値実験の手法を融合させたハイブリッドな解析を行なうことで定量的解析を可能にした.これは,昨年度までの数値実験では理想化モデルには,ベータ平面モデルという地球大気のある特定の部分だけを模したモデルを使っていたが,今回地球と同じ球面モデルを用いることで現実大気,つまり事例解析のデータと数値モデルを融合させることが可能となったためである.上記の研究と平行して,2010年の夏に発生したブロッキング事例について解析を行なっている.この解析を通じて,夏に発生するブロッキングを初めて解析しており,ここから自身の研究について更なる発展を得る種を発見することができた.今後自身にとって新たな切り口の研究が発展できそうである.交付申請書の目標の達成度は8割程度であるが,その理由は新たな方向性が生まれたことによって論文に執筆が遅れているためである.現在論文の構成を練り直し.質・量ともに計画を上回る内容のものを執筆中である.大気ブロッキング(ブロッキング)のメカニズムについて,前年度までの自身の研究によって,選択的吸収メカニズムと名付けるメカニズムを提案し,(1)それが実際に起こっていることを事例解析によって確かめ,

(2)水路モデルを用いてそのメカニズムの効果を定量的に評価し,その重要性を確証した.今年度はまず,(2)のモデルをより現実的な球面モデルに拡張した.解析の結果,球面モデルでも選択的吸収メカニズムが働くことと,球面ではその効果がより顕著に働くことを発見した.さらに,そこで用いた球面モデルをロシアブロッキング事例に適用し,ロシアブロッキングの持続に,選択的収収メカニズムがどの位寄与を及ぼすかを調べた。その結果,ロシアブロッキングの持続性の大部分をそのメカニズムが担っているという結果を得た.これらの新たな結果に加えて,これまでの解析をさらに詳細化し,DC13年間の研究成果を博士論文と投稿論文にまとめた.投稿論文は,PartIとIIの2本分となり,現在revise中である.さらに,この研究成果の後半部をより精錬して,次の論文を投稿する予定である.これまでの研究成果を,2つの国際学会と5つ以上の国内学会・研究会で発表した.その国内学会に関連して1つのプロシーディングを執筆している.さらに,上記の研究と平行して,分野横断的なセミナーでの気象学の発表など,教育・アウトリーチ的な活動も行ない,学際的研究の能力を養った.交付申請書に記載した大きな目標は,7つの学会発表と論文の執筆であり,両者とも達成できたと言えるためである.前者は,実際の発表は6回であり,おおむね目標を達成できている.また後者に関しては,1報分の論文に投稿する予定であったが,2報分の論文になったため目標以上と言える.論文は現在revise中のため,成果に記載はされていない.本研究は今年度で3年目であったため,平成23年度で終了した.
酵母人工染色体を用いた遺伝性早期老化症の研究(2)

1.要約代謝異常,脳変性疾患など遺伝疾患に関わる各種遺伝子のヒト染色体上の座位を決定してきた。コケイン症候群,色素性乾皮症の患者の新しい家族検出と調査,遺伝解析のため細胞株樹立,登録を行った。更に,ダウン症候群,家族性早期発症型アルツハイマ-病の遺伝的背景を知るため,21番染色体の遺伝子解析として,同染色体特異的なcDNAや,酵母人工染色体を用いた巨大DNAクロ-ンのマッピングを行った。2.結果重い知能退行をきたすプロクド-シス,テイザックス病などの原因酵素である。プロリダ-ゼ,βーヘキソサミニダ-ゼαサブユニットの遺伝子座位を高精度in situ雑種形成法にて決定,各々19番染色体短腕p13.2と15番染色体長腕qー23ーq24であった。21番染色体のコスミドクロ-ンに続き、今回はcDNA3個を21番染色体q21,q11.2ーq21,及びq22.3に各々局在部位を決定した。また、添田らが酵母人工染色体を用い分融した21番染色体の巨大DNA断片についてPCR装置で増ゆしたYACAluPCR産物(YACーRーI)を21q21ーq22.1部位にアップ。約160Kbの巨大DNAクロ-ンのマ-カとしてその存在領域を示した。これらのマッピングはトリチウムを用いたin situ雑種形成と、今回購入した高感度カメラコントロ-ルユニットとビデオモニタ-を使い、蛍光法による(アイソト-プを用いない)方法を行い比較検討した。今後これらの方法は更に有用となると思われた。
慢性呼吸不全における睡眠中のプレッシャーサポート-基礎的および臨床的学術協力研究-

<目的>北里大学においては健常成人を対象に1.種々の状況下における呼吸筋の活動を明らかにすると共に,2.Nasal Continuous Positive Airway Pressure (n-CPAP)あるいはNasal Bilevel Positive Airway Pressure (n-BiPAP)などのPressure Supportに対する呼吸筋の反応を明らかにすることを目的とした.また,慢性呼吸不全の症例を対象にn-BiPAPを日中覚醒時および夜間睡眠時に使用し,その効果について検討することを目的とした.カルガリ-大学においては,Paul A. Eastonらによって開発された慢性動物実験モデルを用いて1.種々の状況下における呼吸筋の活動を明らかにすると共に,2.夜間睡眠中の呼吸筋の調節を明らかにすることを目的とした.以上,成犬の慢性動物実験システムによる基礎的研究をカルガリ-大学で実施し,健常成人を対象とした基礎的研究,ならびに,患者を対象とした臨床的研究を北里大学で実施することを本国際学術研究の目的とした.<方法>北里大学においては,健常成人20人を対象に高解像超音波画像診断装置を用いて,直視下にfine wire電極を4つの腹筋(腹横筋,内腹斜筋,外腹斜筋,腹直筋)に個別に装入し,高炭酸ガス血症,低酸素血症に対する反応,および姿勢の変化に対する反応,さらにnasal-CPAPおよびnasal-BiPAP下に各腹筋の電気的活動を記憶し,分析した.一部対象については,僧帽筋,補助吸気筋である胸鎖乳突筋,主要な吸気筋の一つである前,中斜角筋についても検討した.高炭酸ガス血症の誘発はReadの再呼吸法により,また,低酸素ガス血症の誘発にはProgressive Hypoxia法を用いた.さらに,低酸素血症および高炭酸ガス血症を伴う慢性呼吸不全患者に対して, n-BiPAPを日中覚醒時および夜間睡眠時に繰り返し使用し,動脈血液ガスに対する効果について検討した.カルガリ-大学においては,左肋骨部と左脚部の横隔膜,腹横筋,および傍胸骨内肋間筋に,筋電図用の一対のfine-wire電極と,微少距離測定用のソノマイクロメータ用のトランスジューサ-を全身麻酔下に外科的手術により埋め込み装着した.電極とトランスジューサ-は同じ筋線維束上に装着した.これらの慢性犬を対象に,覚醒時および睡眠時の呼吸筋の電気的活動を記録・分析した.測定および記録は,術後各呼吸筋の活動が完全に回復してから実施した.<結果>北里大学における健常成人を対象とした研究では,1.臥位に比べて立位では腹筋の活動が高まること,2.高炭酸ガス血症に対しては腹筋が著しく反応すること,3.低酸素血症に対する腹筋の反応は弱いこと,および4.実用範囲内でのnasal-CPAPに対して,腹直筋を除く全ての腹筋が反応することがわかった.一般的に,これらの負荷に対する反応は,負荷が強くなる程,反応が強くなった.また,内層にある筋肉程強い反応が認められた.すなわち,呼出筋としての作用は腹横筋が最も強く,ついで,内腹斜筋,外腹斜筋が続き,腹直筋は最も弱いことがわかった.一方,吸気筋に関する検討では,1.仰臥位の安静換気では,前斜角筋から吸気相に一致して電気的活動が出現し,立位で増大,2.最大吸気位までの吸気では,肺気量の増大に従い,前斜角筋に加えて胸鎖乳突筋からも電気的活動が出現したが,3.僧帽筋からは反応が認められなかった.さらに,低酸素血症および高炭酸ガス血症を伴う慢性呼吸不全患者に対して, n-BiPAPを日中覚醒時および夜間睡眠時に繰り返し使用したところ,PaO2の改善は有意ではなかったが,PaCO2の有意な低下およびpHの有意な上昇が認められた.カルガリ-大学における慢性犬による実験からは,睡眠の深度,およびREMとnon-REMにより横隔膜の肋骨部と脚部では,筋の収縮の程度が異なること,さらに傍胸骨肋間筋と横隔膜も差動的に働くことがわかった.慢性犬を用いて覚醒時および睡眠時におけるnasal-CPAPおよびnasal-BiPAPの呼吸調節に対する影響については,まだ結果が出るに至ってない.<目的>北里大学においては健常成人を対象に1.種々の状況下における呼吸筋の活動を明らかにすると共に,2.Nasal Continuous Positive Airway Pressure (n-CPAP)あるいはNasal Bilevel Positive Airway Pressure (n-BiPAP)などのPressure Supportに対する呼吸筋の反応を明らかにすることを目的とした.また,慢性呼吸不全の症例を対象にn-BiPAPを日中覚醒時および夜間睡眠時に使用し,その効果について検討することを目的とした.カルガリ-大学においては,Paul A. Eastonらによって開発された慢性動物実験モデルを用いて1.種々の状況下における呼吸筋の活動を明らかにすると共に,2.夜間睡眠中の呼吸筋の調節を明らかにすることを目的とした.以上,成犬の慢性動物実験システムによる基礎的研究をカルガリ-大学で実施し,健常成人を対象とした基礎的研究,ならびに,患者を対象とした臨床的研究を北里大学で実施することを本国際学術研究の目的とした.<方法

>北里大学においては,健常成人20人を対象に高解像超音波画像診断装置を用いて,直視下にfine wire電極を4つの腹筋(腹横筋,内腹斜筋,外腹斜筋,腹直筋)に個別に装入し,高炭酸ガス血症,低酸素血症に対する反応,および姿勢の変化に対する反応,さらにnasal-CPAPおよびnasal-BiPAP下に各腹筋の電気的活動を記憶し,分析した.一部対象については,僧帽筋,補助吸気筋である胸鎖乳突筋,主要な吸気筋の一つである前,中斜角筋についても検討した.高炭酸ガス血症の誘発はReadの再呼吸法により,また,低酸素ガス血症の誘発にはProgressive Hypoxia法を用いた.さらに,低酸素血症および高炭酸ガス血症を伴う慢性呼吸不全患者に対して, n-BiPAPを日中覚醒時および夜間睡眠時に繰り返し使用し,動脈血液ガスに対する効果について検討した.カルガリ-大学においては,左肋骨部と左脚部の横隔膜,腹横筋,および傍胸骨内肋間筋に,筋電図用の一対のfine-wire電極と,微少距離測定用のソノマイクロメータ用のトランスジューサ-を全身麻酔下に外科的手術により埋め込み装着した.電極とトランスジューサ-は同じ筋線維束上に装着した.これらの慢性犬を対象に,覚醒時および睡眠時の呼吸筋の電気的活動を記録・分析した.測定および記録は,術後各呼吸筋の活動が完全に回復してから実施した.<結果>北里大学における健常成人を対象とした研究では,1.臥位に比べて立位では腹筋の活動が高まること,2.高炭酸ガス血症に対しては腹筋が著しく反応すること,3.低酸素血症に対する腹筋の反応は弱いこと,および4.実用範囲内でのnasal-CPAPに対して,腹直筋を除く全ての腹筋が反応することがわかった.一般的に,これらの負荷に対する反応は,負荷が強くなる程,反応が強くなった.また,内層にある筋肉程強い反応が認められた.すなわち,呼出筋としての作用は腹横筋が最も強く,ついで,内腹斜筋,外腹斜筋が続き,腹直筋は最も弱いことがわかった.一方,吸気筋に関する検討では,1.仰臥位の安静換気では,前斜角筋から吸気相に一致して電気的活動が出現し,立位で増大,2.最大吸気位までの吸気では,肺気量の増大に従い,前斜角筋に加えて胸鎖乳突筋からも電気的活動が出現したが,3.僧帽筋からは反応が認められなかった.さらに,低酸素血症および高炭酸ガス血症を伴う慢性呼吸不全患者に対して, n-BiPAPを日中覚醒時および夜間睡眠時に繰り返し使用したところ,PaO2の改善は有意ではなかったが,PaCO2の有意な低下およびpHの有意な上昇が認められた.カルガリ-大学における慢性犬による実験からは,睡眠の深度,およびREMとnon-REMにより横隔膜の肋骨部と脚部では,筋の収縮の程度が異なること,さらに傍胸骨肋間筋と横隔膜も差動的に働くことがわかった.慢性犬を用いて覚醒時および睡眠時におけるnasal-CPAPおよびnasal-BiPAPの呼吸調節に対する影響については,まだ結果が出るに至ってない.<目的>北里大学においては健常成人を対象にPressure Supportに対する呼吸筋の反応を明らかにし,カルガリ-大学においては動物実験モデルを用いて夜間睡眠中の呼吸筋の調節を明らかにすることを目的にとした。<方法>北里大学においては,健常成人10人を対象に高解像超音波画像診断装置を用いて,直視下にfine wire電極を4つの腹筋に個別に挿入し,nasal-CPAPおよびnasal-BiPAP下に各腹筋の電気的活動を記録し,分析を進めた.
汚染土壌からのCs脱着及び濃縮手法の開発

フッ素化合物であるNaTFBの代わりにテトラフェニルホウ酸ナトリウム(NaTPB)を用い、使用削減傾向にある物質であるPFOA-に代わる代替イオン会合体を用いてCs-TPBのイオン会合体相への濃縮を検討した。代替イオン会合体は、水相中のカドミウムをBenzethonium ion(Ben+)とp-Phenolsulfonic ion(PS-)を用いたイオン会合体相への濃縮例を踏まえ、有機陽イオンとしてBen+を選択した。また、PS-はヒドロキシ基を持ち実験系が塩基性になるため不適とし、有機陰イオンとしてp-Toluenesulfonate(TS-)及び4-Ethylbenzenesulfonate(EBS-)を選択した。代替イオン会合体を用いたCs-TPBのイオン会合体相への濃縮について検討した。TPB-量の増加とともにCs抽出率は増加した。初期水相モル比TS-/Ben+を変化させてもCs抽出率はほとんど変化しなかった。pHを変化させた結果、pH 7.0で最大Cs抽出率を示した。一方、有機イオン存在率はどの条件においてもほとんど変化なく、Ben+とTPB-はすべてイオン会合体相に存在していた。またTS-はほとんど水相に存在し、イオン会合体相中にはBen+のモル量と同等のTS-が含まれることから、イオン会合体相TS-Ben+の構成モル比TS-/Ben+=1が維持されていることが分かった。相分離後の静置時間経過とともにCs抽出率は減少したが、存在率の結果から、静置時間経過とともにCs抽出率が減少しても、TPB-はすべてイオン会合体相に存在していた。これから、静置時間経過により、一度イオン会合体相に抽出されたCs-TPBが静置時間経過とともに解離し、水相中にCs+を放出することが示唆される。当初の研究計画通り、脱着したセシウムをイオン会合体相に濃縮することに成功したためフッ素化合物であるNaTFBの代替としてテトラフェニルホウ酸ナトリウム(NaTPB)を用い、様々な放射性Cs含有廃水中のTPB-による放射性Cs捕捉及びイオン会合体相への濃縮について検討する。また、放射性Cs含有廃水として福島第一原発所内の廃水は入手困難であるため、放射性Cs含有黒ボク土壌、植物、焼却灰から放射性Csを水相へ脱着または溶出させて作製したものを濃縮対象廃水として使用する。放射性Cs含有土壌由来の廃水作製に当たり、土壌から水相へのCs脱着手段として、Csを強く吸着した粘土鉱物から、酸や熱によるCs脱着と異なり、温和な条件でかつ安価な物質による手法の検討が必要である。そこで、NaCl、KCl水溶液によるCs吸着ゼオライトからのCs脱着を検討する。ゼオライトとして、Cs吸着能が高いA型ゼオライトとモルデナイトを用いる。続いて、得られたCs脱着手法を用いて、放射性Cs含有黒ボク土壌から水相への放射性Cs脱着を検討し、その廃水中の放射性Csの捕捉およびイオン会合体相への濃縮を検討する。また、放射性Cs含有植物及び焼却灰は水中での撹拌による放射性Csの溶出を検討し、その廃水中の放射性Cs捕捉及びイオン会合体への濃縮について検討する。具体的には、50 ml三角フラスコに、A型ゼオライトまたはモルデナイトを0.25 g加え、そこに25 mlの各濃度のCsCl溶液を加え、20 °C、振盪速度150 rpmの条件で、4時間振盪させる。また、50 ml三角フラスコに、Cs吸着A型ゼオライトまたはモルデナイトを0.1 g加え、そこに10 mlのNaCl水溶液あるいはKCl水溶液を加え、30 °C、振盪速度150 rpmの条件で濃度や振盪時間を変化させ、振盪させる。振盪後、三角フラスコ中の溶液をろ過して固液分離をし、ろ液中のCs濃度を原子吸光により測定する。2011年の福島第一原子力発電所事故によって放出した放射性Cs(セシウム)は、我々の生活を維持する上で大きな障害となっている。掘削除去法による除染により発生する廃棄物量は約2800万m3(「除染等の措置等に伴って生じる土壌等の量の推定について」(2011年9月12日))と量が膨大であるため、管理場所の用地確保が極めて困難な状況にある中、適切な管理・保管のためには汚染土壌の減容化が不可欠となる。放射性物質の中でも、放射性137Csは半減期が30年と長く、土壌から除去された後も長期間的に管理する必要がある。申請者は水溶液中の遊離したCsを錯形成物質により選択的に補足した後、それを小体積のイオン会合体相に300倍に濃縮可能とする手法を見出している(吉岡敏明,環境放射能除染学会誌, 4, 239ー245, 2016)。そこで本研究では先の手法を発展させ、Csを吸着した土壌の減容化を目指し、土壌からCsを脱着し、濃縮する手法を開発する。本研究構想が確立された場合、Csに汚染された土壌が減容可能となるため、仮置き場、中間貯蔵施設ひいては最終処分場の圧迫を大きく低減することが可能となる。また、Csを選択的に濃縮するプロセスが達成することで、他の金属の土壌からの脱着・濃縮に関しても、本手法により得られた知見を応用することが期待できる。

本研究はCsを含めた全ての汚染土壌を大幅に減容可能とする斬新な研究である。土壌に吸着されたCsの錯形成物質による脱着とその脱着反応機構の解明を行った。土壌中に含まれる鉱物種の中でもシリカ群として、石英の非晶質シリカ、アルミノケイ酸塩鉱物として、Cs吸着能が高いことが知られているモルデナイト、A型ゼオライトを選択して実験を行った。まず、まずCs水溶液中に上記の鉱物を入れ、Csを吸着した状態の各鉱物を作成し、吸着等温線から、吸着について考察した。モルデナイトをはじめ、吸着等温線はラングミュアー式に一致し、吸着サイトと一対一で吸着していることが分かった。次に、Csを吸着した鉱物に、Csに対して非常に選択性が高い錯形成物質であるSodium tetrakis (4-fluorophenyl)borate(以降NaTFPB)を用いてCsを脱着実験を行った。具体的には、Cs吸着鉱物にニトロベンゼン有機溶媒に溶解させたNaTFPBを加え、振とう・ろ過後、塩酸を加え、逆抽出を行い得られた水相のCs濃度を原子吸光で測定した。結果、モルデナイトも、Cs脱着が確認された。NaTFPBによるCs脱着の速度論解析を行い、その脱着反応機構について考察を行った。Cs吸着A型ゼオライトからのCs脱着の反応を、Cs吸着A型ゼオライトのNaの再吸着反応と捉え、各速度式モデルにフィッティングを行った結果、本反応系は擬二次速度式モデルに一致し、活性化エネルギーは5.6 kJ/molと求められた。また、活性化エネルギーの大きさから本反応における律速は、物質移動が律速であることが示唆された。フッ素化合物であるNaTFBの代わりにテトラフェニルホウ酸ナトリウム(NaTPB)を用い、使用削減傾向にある物質であるPFOA-に代わる代替イオン会合体を用いてCs-TPBのイオン会合体相への濃縮を検討した。代替イオン会合体は、水相中のカドミウムをBenzethonium ion(Ben+)とp-Phenolsulfonic ion(PS-)を用いたイオン会合体相への濃縮例を踏まえ、有機陽イオンとしてBen+を選択した。また、PS-はヒドロキシ基を持ち実験系が塩基性になるため不適とし、有機陰イオンとしてp-Toluenesulfonate(TS-)及び4-Ethylbenzenesulfonate(EBS-)を選択した。代替イオン会合体を用いたCs-TPBのイオン会合体相への濃縮について検討した。TPB-量の増加とともにCs抽出率は増加した。初期水相モル比TS-/Ben+を変化させてもCs抽出率はほとんど変化しなかった。pHを変化させた結果、pH 7.0で最大Cs抽出率を示した。一方、有機イオン存在率はどの条件においてもほとんど変化なく、Ben+とTPB-はすべてイオン会合体相に存在していた。またTS-はほとんど水相に存在し、イオン会合体相中にはBen+のモル量と同等のTS-が含まれることから、イオン会合体相TS-Ben+の構成モル比TS-/Ben+=1が維持されていることが分かった。相分離後の静置時間経過とともにCs抽出率は減少したが、存在率の結果から、静置時間経過とともにCs抽出率が減少しても、TPB-はすべてイオン会合体相に存在していた。これから、静置時間経過により、一度イオン会合体相に抽出されたCs-TPBが静置時間経過とともに解離し、水相中にCs+を放出することが示唆される。当初の研究計画通り、脱着したセシウムをイオン会合体相に濃縮することに成功したためNaTFPBを用いて鉱物から脱着したCsを、イオン会合体相へと濃縮可能とすることである。
乳歯・幼若永久歯におけるエナメル質の性状変化に関する研究マイクロサンプリング法によるエナメル質表層の下濃度.Ca.Pの測定.

従来より、乳歯、幼若永久歯の歯質の性状を明らかにするために、0.5M-HClO_4(過塩素酸)を脱灰液としたマイクロサンプリング法によりエナメル質表層フッ素濃度の測定を行っている。本実験のin vitroにおける下顎乳中切歯の表層から深さ3μmのフッ素濃度(ppm;平均値±標準誤差)の測定結果は、5才児男児唇側面:546±170、同舌側面569±141、5才児女児唇側面:353±71、同舌側面:358±67、そして6才児男児唇側面:1481±213、同舌側面:1671±173、6才児女児唇側面:1079±145、同舌側面:1297±142の値を示した。実験結果からはエナメル質表層フッ素濃度の唇舌的な部位の差や性差に統計的な有意差を認めなかったが、年齢による比較では6才児の方が5才児よりも有為にフッ素濃度が高かった(p<0.001)。すなわち、口腔内の萌出期間の短い乳歯においても加齢に伴うフッ素量の経時的変化(表層エナメル質のフッ素の蓄積)が認められた。以上の結果は1997年7月に行われる44th European Organization for Caries Researchで発表する予定である。なお、Ca/P、脱灰深さについては現在検討中である。一方、in vivoにおける幼若永久歯については半萌出下顎中切歯(平均年齢6.6才)を対象にフッ素濃度を測定した結果、571±84ppmを示した。同歯種のin vitro(抜去下顎中切歯)における測定結果:1301±263ppmと比べると本実験結果は有意に低い値を示した(p<0.05)。これらの結果から幼若永久歯は萌出後、唾液、プラーク、薬剤など口腔内環境の影響をうけてフッ素濃度が上昇していくものと思われる。小児を対象としたエナメルbiopsy法による研究は、極わずかではあるけれども歯質を脱灰するため母親の協力が得られず、サンプル数が制約されてしまったため、次年度も研究を継続して目的を達成したいと考えている。
デザイナーメタボロンの形成による高効率有用物質生産技術の開発

本研究では、大腸菌内で連続して反応を行う代謝酵素群を集積化させることにより、糖を炭素源とした目的の物質生産の効率を向上させるシステムの開発を行う。具体的には、まず大腸菌細胞内で十分な結合力を示す新規のタンパク質ータンパク質相互作用ペアを複数個探索・設計する。これまでの研究成果により、大腸菌内での安定的なタンパク質相互作用ペアの発現およびin vitroにおいて相互作用することを確認した。植物の光合成を通した二酸化炭素の固定化により生産されるバイオマスを再生可能資源として、バイオ燃料やバイオベース製品を生み出すバイオリファイナリーは、資源・エネルギー枯渇問題と地球温暖化等の環境問題の双方を克服しうることから、近年精力的に研究開発と工業化が進められている技術分野である。バイオリファイナリーにおいて微生物を生体プラントとして用いて,基幹原料となるC5糖・C6糖から有用物質を生産する試みは非常に重要な分野の1つとされている。ここで,微生物を用いた有用物質生産の研究において重要な要素の1つとなるのが、植物細胞のCalvin-Benson回路・フラボノイド生合成代謝経路などの一部で形成される代謝酵素集合体:メタボロンである。メタボロンとは、細胞内において代謝経路に関わる酵素群が,非共有結合的なタンパク質ータンパク質間相互作用によって集積化した代謝酵素集合体である。このメタボロンを形成することで、代謝中間体をある酵素から次の酵素へ迅速に受け渡す連続した反応(カスケード反応)が可能となる。ここで問題となるのは,人工的な代謝酵素集合体を形成するのために必要である「生体内で使用可能な相互作用ペア」が非常に少ないことである。そこで本申請では、生体内で使用可能な新規の相互作用ペアを合理的に探索・設計し、これを用いることで、鍵となる反応に関わる代謝酵素を「最適な数だけ最適な構造で」集積化した'デザイナーメタボロン'を用いた高効率な有用物質の生産技術を提案する。具体的には,天然に存在するタンパク質-タンパク質相互作用ペアであるコヘシンとドック林を鋳型として,アミノ酸変異を導入することにより,生体内で相互作用を示す新規タンパク質相互作用ペアを作成し,これを用いてデザイナーメタボロンの形成を試みる。本研究では、「細胞内で利用可能な新規タンパク質相互作用ペアの探索と、デザイナーメタボロンの形成による高効率有用物質生産法の開発」に向けて、以下の3ステップで研究を遂行している.(1)細胞内で使用可能な新規タンパク質相互作用ペアの合理的改変・設計.(2)新規タンパク質相互作用ペアの特性評価・機能分析.(3)大腸菌内でのデザイナーメタボロン形成の最適化と有用物質生産.このうち平成27年度では1と2について検討を行った.特に本研究の根幹となる新規相互作用ペアの探索は、天然に存在するタンパク質相互作用ペアであるコヘシン-ドックリンを鋳型とした「大腸菌内でのスプリットGFP蛍光スクリーニング」により行う.まず新規タンパク質相互作用ペアの鋳型として5種類のコヘシンドックリンペアを選択した.これらをコードする遺伝子をタンパク質発現用のベクターに挿入した.また細胞内結合の指標となるスプリットGFPとのFusionタンパク質として発現を試み,スクリーニング方法の確立を達成した.また大腸菌におけるタンパク質月源の条件を最適化することにより,安定した発現量の獲得に成功した.よって今後は遺伝子組換え等を行い,目的とする細胞内で結合力を示すコヘシンードックリン変異体の調製を試みる.植物の光合成を通した二酸化炭素の固定化により生産されるバイオマスを再生可能資源として、バイオ燃料やバイオベース製品を生み出すバイオリファイナリーは、資源・エネルギー枯渇問題と地球温暖化等の環境問題の双方を克服しうることから、近年精力的に研究開発と工業化が進められている技術分野である。具体的には、天然に存在するタンパク質ータンパク質間相互作用ペアであるコヘシンとドックリンを鋳型としてアミノ酸変異導入を行うことにより、生体内で相互作用可能を示す新規タンパク質相互作用ペアを作成し、これを用いたデザイナーメタボ論の形成を試みる。平成27年度の検討により,鋳型となるコヘシンードックリンの発現に成功したものの,未だ細胞内で結合力を示すペアの獲得には至っていない.そこで平成28年度はランダム変異を含めたドックリンへのアミノ酸変異導入を行う.

具体的には,ドックリンの持つEF-hand Likeモチーフに焦点を当て,この部位への変異導入を行う.コヘシンードックリン相互作用はカルシウムイオン依存的な結合であり,EF-hand Likeモチーフがカルシウムイオンを保持することにより構造が変化し,初めて相互作用を示すようになる.これをアミノ酸変異導入を行うことにより,カルシウム非存在下においても結合状態の構造とし,細胞内で安定したコヘシンードックリン相互作用の形成を試みる.まずはEF-hand Likeモチーフにおいて,カルシウムイオンと結合を形成するアミノ酸を狙ったポイントミューテションを行う.また並行してランダム変異導入を行い,その結果をフィードバックすることにより,カルシウム非依存的な構造安定化への合理的設計の指針の獲得を目指す.最終的には細胞内で複数の酵素を配列させることで,カスケード反応により酵素反応の促進を試みる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
市民科学リテラシーの向上に向けて：認知科学的手法に基づく高校教育の解析

現行の学校教育が科学リテラシーの習得を保証するかを明らかにするために本研究を実施した。具体的には、日本およびカナダの高校で広く用いられる生物の教科書を研究対象とし、その教科書に含まれる設問が要求する認知的能力の段階を分析した。その結果、カナダの教科書では、ブルームの分類法により定義される第16段階までの幅広い認知的能力が設問の回答に要求されるよう作成されたことが明らかとなった。一方、日本の教科書では、主に第1および第2段階、すなわち知識および理解のみが設問の回答に必要であることから、高次認知能力といわれる第4段階第6段階の習得の促進を意図して作成されていないことが明らかとなった。日本成人の科学リテラシーは、他の先進諸国と比べて著しく低い。しかし、この現状は問題視されてはいるものの解決には至っていない。また、そもそも現行の学校教育は科学リテラシーの習得を保証するのかという疑問もある。そこで、国内外の高校教育が科学リテラシー習得にどの程度寄与するかを解明することを目的として本研究を実施した。本研究では、まず高校生物の教科書を対象として、科学リテラシー習得につながる要因の有無を統計学的手法に解析した。具体的には、国内の高校生物の教科書(3出版社)から設問を抽出し、Bloom's Taxonomyに基づき各設問を分類することで、各設問の求める思考スキルのレベルを調査した。さらに、各設問が生涯教育をどの程度促進するかを把握するため、その日常生活および科学の暫定的性質との関連を調べた。また、成人の科学リテラシーが高いことで知られるカナダの教科書でも同様の解析を行った。これらの結果を比較する事で、日本とカナダの高校教育がどの程度科学リテラシーの習得を促進するかを検証した。その結果、まず思考スキルの解析から日本の高校生物の教科書の設問の6080%がTaxonomyの第1段階の知識レベルを、1030%が第2段階の理解レベルを問い、高次認識能力(応用、統合、評価)を問う設問は皆無であることが判明した。一方、カナダの教科書は6段階全てを530%の割合で含んでいることも明らかとなった。また、生涯教育を促進すると考えられる要因(日常生活・科学の暫定的性質との関連)についても、日本の教科書と比較してカナダの教科書でこれら要因に関連する設問が多く見られ、その設問数間には有意差があった。本年度計画していた調査をすべて完了した。来年度は、計画通り研究の総括および発表を行い、また投稿論文としても発表する予定である。日本成人の科学リテラシーは、他の先進諸国と比べて著しく低い.しかし、この現状は問題視されてはいるものの解決には至っていない.また、そもそも現行の学校教育は科学リテラシーの習得を保証するのかという疑問もある.そこで、国内外の高校教育が科学リテラシー習得にどの程度寄与するかを解明することを目的として本研究を実施した.具体的には、学校の理科教育で広く用いられる教科書が認知的能力の習得を促すよう作成されているかを調べるため、日本およびカナダの高校で広く用いられる生物の教科書を研究対象とし、その教科書に含まれる設問が要求する認知的能力の段階を分析した.その結果、カナダの教科書では、ブルームの分類法により定義される第16段階までの幅広い認知的能力(1=知識、2=理解、3=応用、4=解析、5=統合、6=評価)が設問の回答に要求されるよう作成されたことが明らかとなった.一方、日本の教科書では、主に第1および第2段階、すなわち知識および理解のみが設問の回答に必要であることから、高次認知能力といわれる第4段階第6段階(解析、統合、評価)の習得の促進を意図して作成されたようには見受けられないことが明らかとなった.現行の学校教育が科学リテラシーの習得を保証するかを明らかにするために本研究を実施した。調査が予定通り進んでいることから、来年度は研究の総括および発表を予定している。科学教育