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光学顕微鏡の発展と「科学的企業」,諸科学の新しい連関に関する科学史的実証研究

すなわち,GTVのガラス製造技術と方法(坩堝や攪拌,プラントー炉設備等)の発達,およびGTV(産業研究所)とNAK-PTR(国立研究所)での,新ホウケイ酸ガラス59^<111>に代表される温度計ガラスの研究・開発,試験研究の分析をつうじて,初期(1880年代末-90年代にかけて)の近代的なガラス研究・開発の歴史的プロセスが,光学ガラスにとどまない全体像として解明されつつある。その成果は近くとりまとめられ,論文として公表される予定である。4.Ziogmondyによる限外顕微鏡の発明のプロセスについての研究成果は,分担者の永平によって,1992年5月31日の日本科学史学会年会で発表された(「科学機器としての限外顕微鏡ー発明に至る経過と発明後の諸科学への応用」)。5.さらに分担者の永平は,自費でドイツに行き,本研究に関わる補充的資料収集と現地調査にあたった(Carl Zeiss社等)。6.以上の成果は,本研究課題ー「光学顕微鏡の発展と『科学的企業』,諸科学の新しい関連」がもつ現代科学技術史上の意味を,あらためて確認するものといえよう。(1)E.Abbeをはじめ1870-1900年代の顕微鏡学(Mikroskopie),光学ガラスの発達とZeiss社・Schott-und-Gen.の研究・開発に関する資料収集は完了し、本年度は最終年度として、主として研究成果のとりまとめにあたった。(2)とにくO.SchottとSchott-und-Gen.のガラス研究・開発の過程について,重要な知見が得られた。すなわち,光学ガラスにとどまらない,新ホウケイ酸ガラス59^<III>に代表される温度計ガラスから,さらには色ガラス、ルビーガラス等科学器具用ガラスへ、1880年代末-1900年前後にかけての史的プロセスが,全体像として解明されつつある。(3)顕微鏡理論については、資料の解析が若干遅れた。結局,E,Abbの二主著(「顕微鏡と顕微鏡的知覚の理論への寄与」(1873年)、および「顕微鏡の光学的補助手段」(1881年))を全訳した。とりわけ光学顕微鏡の限界問題と諸化学との関連について鋭意解析中であるが、それによって重要な新知見がえられる確実な見通しがある(4)R.Ziogmondyによる限外顕微鏡の発明のプロセスとその応用については,分担者の永平によって研究成果のとりまとめが進んでいる(「科学機器としての限外顕微鏡-発明後の諸科学への波及」)。
地域研究の推進の方策に関する共同研究

激動する世界の諸状勢のなかで、日本のおかれている位置をただしく把握し、世界の諸地域についての深い認識を確保する必要がある。各地域についての認識を深化させるため、基礎的な地域研究の着実なつみかさねが不可欠となる。わが国における地域研究の推進の方策についての体系的なとりくみはこれまでほとんどなされていない。本共同研究会のこころみが、はじめてのものといえるだろう。研究会の討議を通じて、いくつかの問題点があきらかになってきた。これらの問題点のなかで、主要な二点を指摘しておこう。第一点は、方法論の問題であろう。地域研究の方法は、その地域の具体的・個別的な条件に応じて多様な形を取らざるをえない。各地域ごとに有効な方法論を検討してゆく必要がある。たとえば、中東地域においては、歴史ー現在と自然ー社会の両軸を視野においた研究方法の有効性が認識された。同時に、この方法論がすべての地域で有効性をもつものではないこともあきらかになっている。第二点は、組織論の問題である。基礎研究としての地域研究を最も効率的な形で推進してゆくには、大規模な情報集積の持続性と高密化をはからなければならない。地域研究の成果をみのりゆたかなものにするためには、それを十全な形で保証する装置としての組織を必要とする。緊急にあたらしい地域研究体制の確立をはからなければならない。地域研究の推進の方策については、今後さらにふかい検討をくわえてゆく必要があるだろう。
ニューラルネットワークによる凝固・加工組織のパターン認識

本研究では、ニューラルネットワークの材料組織パターン認識システム、特に凝固・加工組織のパターン認識システムを構築し、その有効性を確認することを目的とした。これらの材料組織のパターン認識では、最適な観察倍率と入力領域の決定が基本的重要性を持つ。そこで、最適観察倍率、観察領域の問題を分解能の異なる複数の画像を入力データとすることにより克服した。このシステムは、特徴抽出ネットワークと分類ネットワークから構成されている。特徴抽出ネットワークは、入力画像の局所的パターンを、あらかじめ自己組織化アルゴリズムにより求めた参照ベクトルに分類し、入力画像に対する参照ベクトルのヒストグラムを生成する。分類ネットワークは、入力画像の参照ベクトルヒストグラムをバックプロパゲーションアルゴリズムにより学習し、これにより画像を定められた類型に分類する。本システムを用いて、粒子画像分類の例として鋳鉄の黒鉛形状判別、領域パターン分類として結晶粒度判定を行ったところ、いずれの場合も優れた識別性能を示した。本年度は、凝固・加工組織のパターン認識に用いるニューラルネットワークツールの構築を行ない、これによる鋳鉄の黒鉛形状判別を試みた。構築したシステムでは、試料の金属顕微鏡画像をパーソナルコンピュータに取り込み、エンジニアリングワークステーション(EWS)で処理する。画像データはネットワークを経由してEWS上のハードディスクに保存され、EWSに構築されたニューラルネットワークツール(自己組織化プログラム、バックプロパゲーションプログラム、画像表示用ウインドウプログラム)により処理される。研究の第一階段として、システムの一部を用いた鋳鉄黒鉛形状(片状黒鉛、球状黒鉛)の判別を行なった。その結果、画像をそのまま入力し、学習する方法では、適切な判別が不可能である事が明かとなった。そこで、画像の局所的特徴を抽出し、特徴分布を入力とする方法を試みた。ここでは、いくつかの教師画像の3X3画素小領域を入力ベクトルとし、自己組織化アルゴリズムによる特徴ベクトル抽出を行なった。そして、各教師画像の小領域画像ベクトルに最も近い特徴ベクトルを抽出し、画像全体に対する特徴ベクトルヒストグラムを作成した。これを入力として、ニューラルネットワークをバックプロパゲーション法により学習させた。その後、テスト画像データに対しても同様の処理により入力データを作成し、黒鉛形状判別テストを行なった。その結果、97%の正答率を得る事が出来た。これらの成果は研究論文として「鋳物」誌に投稿、掲載された。昨年度は、ニューラルネットワークの材料組織パターン認識システムを構築し、球状黒鉛と片状黒鉛の識別を行った。そこでは、入力画像の局所的特徴を抽出し、これを学習することにより黒鉛形状を判別した。しかし、材料組織の識別では最適な観察倍率と入力領域の決定が基本的重要性を持ち、その最適値は一定ではないという困難があった。そこで本年度は昨年度のシステムを改良し、最適観察倍率、観察領域の問題を分解能の異なる複数の画像を入力データとすることにより克服した。このシステムでは、粒子と基地を同列のものとして扱うことが出来るほか、多少の画像ノイズや情報の欠落にもさほど影響を受けない識別が可能であった。このような性能は、自己組織化した参照ベクトルにより分類した画像の局所的特徴量分布と、異なる分解能の画像における局所的特徴量分布の相対変化を組み合わせて学習することにより達成された。本システムを用いて、粒子画像分類の例として鋳鉄の黒鉛形状判別、領域パターン分類として結晶粒度判定を行ったところ、黒鉛形状判別では95%以上の正答率を、また、結晶粒度判定では粒度0.5の許容範囲で98%以上の正答率を得ることが出来た。以上の成果は、国際会議COMMP'93で報告したほか、現在「鉄と鋼」に研究論文として投稿中である。
接着性レジン充填における歯髄保護に関する基礎的研究

1.ラット下顎切歯歯肉縁上の唇側面にラウンドバーで円形窩洞を形成し、裏層せずに接着性コンポジットレジンあるいは酸化亜鉛ユージノールセメントを充填した。術前21,17,10日,術直後,術後4,8日でEDTA鉛を腹腔内に注射し、処置後9日で動物を屠殺して被験歯を顎骨ごと取り出し、ホルマリン固定後硫化水素飽和の塩酸により脱灰し、凍結切片を作製して検鏡した。その結果、処置前に投薬した鉛塩による沈着線は象牙質内で認められたが、窩底象牙質内に処置後に投薬した鉛塩による沈着はみられなかった。また歯髄腔は狭く組織学的な観察は困難であった。これらのことが修復処置による影響か、ラット切歯の発育によるかを現在検討中であり、縦断切片による観察、実験に適した過齢のラットの選択等の手段を講じて例数を追加した後結果を発表したい。2.成犬の上下前臼歯歯肉縁上1mmの唇側面に円形窩洞を形成し、接着性コンポジットレジンを充填した。半数例は無裏層のままとし、残りの半数にはライニングセメントで裏層を行った。また同一条件で形成された窩洞に酸化亜鉛ユージノールセメントを充填したものを対照とした。処置直後および処置後1,2,3,4週間でEDTA鉛を静脈内に注射し、処置後5週間で動物を屠殺して凍結切片を作製後検鏡した。その結果;歯髄の組織学的観察は可能であったが、周囲の象牙質内に鉛線の沈着は認められなかった。この原因として象牙質の形成量が極めて少ないか、鉛塩の投与法に不適切な点があったことが考えられ、今後は酢酸鉛の使用を含めて鉛塩の投与法の改善を試みながら象牙質の形成量をより確実に把握し、ラット切歯の実験結果と対比しながら結果を近日中に発表していく予定である。
イソップ寓話のロシア的変容と日本的変容

研究初年度はロシアへ行き、ロシアにおけるイソップ受容に関する一次資料と、それらに関する研究資料を収集し、整理分析をおこなった。また18世紀から19世紀初頭期のロシア文学研究の専門家で、現在韓国で客員教授をしている人を招いて、研究交流をおこなった。次年度は日本におけるイソップの受容に関する一次資料と、それらに関する研究資料を収集し整理分析を行った。3年目の最終年度は、上記諸資料に基づいて研究書の執筆にとりかかった。また寓話というジャンルが19世紀のロシア散文小説形成にどのような影響を与えたかという観点から、トルストイとドストエフスキイの初期作品を分析し、口頭報告にまとめ、2001年8月にペテルプルグで行われた国際会議で報告した。これらの研究活動の結果得られた新たな知見を、「イソップ寓話のロシア的変容と日本的変容」と題した研究成果報告書にまとめた。この中で、イソップ寓話が二千数百年にわたって世界中に広まっていく過程が、どのような一般則にしたがってなされたかをほぼ明らかにできた。またロシアにおけるイソップ寓話の変容が、ロシアにおける伝統的ジャンルと18世紀にはじまった新しい文学傾向と融合することによって、クルイロフ寓話に結実し、それが今日までロシア人の精神生活に生きている理由を問うた。一方日本では、子供の道徳心向上に役立ち、西欧の文化に学び将来をになう若い世代を育てるのに役立つとして、明治維新直後に現れたイソップ寓話に対する需要の急激な増加にともなってさかんに翻訳がなされた。しかしこの努力はけっきょく童話に収束してしまい、ついにロシアのような全世代にわたる「文化遺産」にはなりえなかった原因を追及した。研究成果報告書の「まとめにかえて」には、これらの諸点が簡潔に総括してある。平成11年度は「研究経過・方法」に示したとおり、おもにロシアにおけるイソップ受容を物語る一次資料の収集と分類・分析を行った。またロシアにおけるイソップ受容の先行研究を渉猟し参考になるものを収集した。平成11年8月7日からおよそ2週間、ロシア科学アカデミーロシア文学研究所の正式の許可を得て同研究所を拠点に上記の作業を行った。先行研究によって、ロシアではギリシャ語から最初のイソップ訳は17世紀のごく初頭になされ、刊行されたと知られているが、短期間のため現存を確認できなかった。その後しばらく翻訳は途絶えたが、18世紀半ばからは、その後幾度も版を重ねた『イソップ寓話』(フランス語からの重訳)が出ており、それらはロシア文学研究所付属図書館およびロシア科学アカデミー図書館(いずれも在サンクト・ペテルブルグ)に所蔵されていた。それらのうち今後の研究に必要な部分を、科研費で購入したデジタルカメラで撮影したり(ロシア文学研究所所蔵分)マイクロフィッシュにして持ち帰った。とりわけ貴重な成果は、各寓話への教訓を訳者独自に創作した版で、底本と比較しながら比較分析する準備を進めている。平成11年10月12日から17日まで、現在韓国釜山市にある私立大学の客員教授となっているロシア文学研究所主任研究員セルゲイ・キバリニク氏を招いて、18世紀ロシアが西欧から書物をとおして受けた文化的影響について、個別テーマについて氏の所見を質し、研究交流を行った。ロシア寓話の第一人者であるクルィロフだけでなく、18世紀の大勢の寓話作家たちについて、その翻訳の質についてまで明らかにすることができた。研究の2年目に当たる本年は、昨年ロシアで収集した18世紀ロシアにおけるイソップ翻訳と、一連の寓話作家たちの作品の比較分析を行った。ロシアの寓話は19世紀になってからも姿形をかえて、巨匠たちの作中に組み込まれるが、これについては本年9月にペテルブルグのロシア文学研究所主催の国際会議で発表する予定である。

一方日本におけるイソップの受容については、渡辺温とならんできわめて早い時期に英語から翻訳した福沢英之助のものを分析している。ただし原典が不明のため研究には一定の制約があるが、ロシアとは違って、もっぱら「童蒙子女」の道徳教育教材として翻訳したのか(他の訳者たちにも共通する)に焦点を絞った考察を行っている。イソップ寓話だけでなく、明治期に嵯峨の屋お室、昇曙夢らによって日本に紹介されたクルイロフの寓話との比較も研究の対象としている。平成13年度は研究課題に関連する研究として、以下のことを行った。1)これまで収集した資料等の整理と検討、分類。これには、自分が科研費を受ける以前に行い、あちこち散逸していたものも入る。2)研究の過程で、イソップ寓話そのものからの一次的受容から、さらに二次的な受容関係までも視野に入れなければならないことを痛感し、ロシアと日本におけるクルイロフ寓話の影響関係を調べた。日本関係では昇曙夢、嵯峨の屋お室の訳業を検討した。またロシア関係では古典的作家たちに対する影響の具体的な様相を、文学史的観点から考察した。3)本年度8月末、サンクト・ペテルブルグの科学アカデミー・ロシア文学研究所(プーシキン館)で開催された「トルストイかドストエフスキーか」と題する国際会議に招かれたことを受け、散文小説という19世ロシアにおける新しい文学ジャンルの成立過程において寓話という18世紀に最盛期を終えたジャンルが、二大巨匠の初期作誕生にどのような役割を果たしたかについて、研究報告を行った。このような観点に立った研究はロシアではこれまであまりされたことがなく、重要な指摘だとして高い評価を受けた。この会議への渡航には科研費の「外国旅費」を活用した。4)今年度は科研費交付の最終年度にあたるため、過去三年間に得られた成果を、「研究実績報告」としてまとめ、期限内の完成を目指している。
メタ認知と自動的および意識的抑制コントロールの関係に関する神経心理的検討

認知障害のリハビリテーションでもっとも改善が困難な症状である病識低下に対するアプローチを考案するために,まず病識の基盤と考えられる抑制機能を調べた.抑制機能測定によく用いられる課題は色-単語ストループ課題であるが,言語機能に障害のある症例への適用が困難であることや,試行ごとの反応時間などの詳細な分析に不向きであるといった問題点がある.本研究では,今後の臨床研究で利用しやすい抑制課題を作成し,健常者を対象に標準データを収集するとともに,加齢の影響の有無を検討し,健常な加齢では抑制機能が保たれていることを示唆した.認知障害のリハビリテーションでもっとも改善が困難な症状である病識低下に対するアプローチを考案するために,まず病識の基盤と考えられる抑制機能を調べた.抑制機能測定によく用いられる課題は色-単語ストループ課題であるが,言語機能に障害のある症例への適用が困難であることや,試行ごとの反応時間などの詳細な分析に不向きであるといった問題点がある.本研究では,今後の臨床研究で利用しやすい抑制課題を作成し,健常者を対象に標準データを収集するとともに,加齢の影響の有無を検討し,健常な加齢では抑制機能が保たれていることを示唆した.抑制機能に関する一般的な神経心理学検査では,色ストループ課題などの優勢反応の意識的抑制を調べる課題は含まれているが,自動的な抑制の指標は含まれていない.意識的抑制と自動的抑制を区別して評価することは,認知リハビリテーション方針の検討においても重要である.そこで,認知機能低下のみられる症例においても実施が容易な自動的抑制機能および意識的抑制コントロールを測定するための課題(サイモン課題,ネガティブ・プライミング課題)を作成し,まずは若年健常者および高齢健常者を対象にデータを収集し,抑制指標としての妥当性および自動的抑制指標と意識的抑制指標との関連性を検討した.その結果,サイモン課題における2つの指標(サイモン効果と系列効果)によって,両抑制機能を測定可能であることが示唆された.本課題は短時間で容易に実施可能であるため,さまざまな症例に適用することができ,臨床的利用可能性が高い.本研究結果は,日本心理学会(8月),日本高次脳機能障害学会(11月)にて報告した.今後の研究では,健常者データを追加することによって,データの標準化を行い,高次脳機能障害者やアルツハイマー病患者などさまざまな症例群のデータを収集して健常者データと比較するとともに,抑制機能の低下した症例において,抑制機能を反復訓練によって改善することができるかどうか,さらに,抑制機能の改善によって病識の改善がみられるかどうかを検討する.昨年度の結果を踏まえ,引き続きサイモン課題を用いて,健常者(若年者,高齢者)および摂食障害患者を対象に反応抑制機能の測定を行った.本年度は前後の試行の関係性を踏まえたサイモン効果(系列効果)の分析に焦点を当ててデータ数を増やした,サイモン効果における同一試行タイプの反復や同一反応の反復の影響を検討した結果,若年健常者と高齢健常者間で系列効果のパターンに差はなく,加齢によって,全般的な認知処理速度が低下するも,反応抑制機能は低下しない可能性が示唆された,このことは,健常な加齢による認知機能低下とアルツハイマー病などによる病的な低下とを区別する指標になり,早期診断や予防,認知リハビリテーションなどによる早期介入の方針の決定において重要な知見をもたらす.本研究で得られた結果をいくつかの学会で報告し,臨床場面での反応抑制検査としてサイモン課題の利用価値を示してきた.症例データ収集に関しては,当初予定していた高次脳機能障害者やアルツハイマー病患者のデータを収集できる施設の協力が得られなかったため,それらの症例群のデータ収集はできなかったが,抑制機能低下を有する可能性のある他の症例群として,摂食障害患者を対象とした神経心理学的研究を進めてきた.摂食障害者データは現在蓄積中であり,今後の研究として継続する予定である.また,反応抑制機能低下を示す症例に対しては,課題を反復して実施し,反応抑制の改善が認められるかどうかを調べ,アセスメントツールとしてのみならず,リハビリテーションツールとしてのサイモン課題の有効性を検討する.
超高感度ラドン検出器の製作とカミオカンデ溶存ラドンの低減

スーパーカミオカンデ実験では,水タンクの完全密閉化,水タンク上部の空間へのラドンフリーエア-の注入,純水中の溶存微粒子の除去技術など,ラドン濃度を低減させる努力を行っている。これらを監視するために,0.005 (Bq/m^3)までのラドン濃度の測定が可能な超高感度ラドン検出器6台を含む,ラドン・純水監視装置が設置されている。これら装置の観測データから,現在水タンクの純水中のラドン濃度は0.01 (Bq/m^3)まで低下していることがわかった。このラドン濃度はカミオカンデ実験の1/50であるが,さらに0.005 (Bq/m^3)まで下げる研究が継続されている。この結果,いわゆる「太陽ニュートリノ太陽問題」をつきつめる上で極めて重要な課題である,太陽ニュートリノ観測のエネルギー下限値を5 (MeV)まで下げることが実現可能となってきた。われわれのラドン検出器は,兵庫県西宮市の深さ約20mの観測井に設置されていた。当装置は1995年1月17日の兵庫県南部地震の発生の1ヶ月程前から地下水中のラドンガス濃度の上昇を捕えはじめ,10日前には通常の20倍以上にも達した。結果的には阪神大震災の前兆現象を捉えたことになる。これらの観測結果は米科学誌サイエンスに掲載された。このように震源のすぐ近くで観測され,大きな異常変化を観測したのは異例であり,地震の前兆現象として予知研究に極めて貴重なデータと評価されている。岐阜大学で開発されたラドン検出器は,地震予知のための地下水中ラドン濃度連続観測,水循環と地球環境の解析などの応用分野の研究に利用されている。代表的な研究例を列記する。東京大学宇宙線研究所「スーパーカミオカンデ実験」通産省工業技術院地質調査所「工業技術院特別研究・地震予知技術」動燃事業団東濃地科学センター「陸域地下構造フロンティア研究」国立極地研究所「第37,38次南極地域観測」スーパーカミオカンデ実験では,水タンクの完全密閉化,水タンク上部の空間へのラドンフリーエア-の注入,純水中の溶存微粒子の除去技術など,ラドン濃度を低減させる努力を行っている。東京大学宇宙線研究所「スーパーカミオカンデ実験」通産省工業技術院地質調査所「工業技術院特別研究・地震予知技術」動燃事業団東濃地科学センター「陸域地下構造フロンティア研究」国立極地研究所「第37,38次南極地域観測」本研究の第一目的である、今までの100倍の感度を持つ超高感度ラドン検出器の開発に成功した。この検出器によってスーパーカミオカンデ内の純水中及びラドンフリーエア-中のラドン濃度を0.01(Bq/m^3)までリアルタイムで連続測定することが可能となった。これらの10台のラドン検出器は平成8年3月にはスーパーカミオカンデに設置され、マイコンとワークステーションを用いたラドン観測ネットワークによって遠隔地からでも操作することが可能となった。現在ラドンフリーエア-中のラドン濃度は0.01(Bq/m^3)以下であり、またタンク内の純水中のラドン濃度は約2(Bq/m^3)であり、今後純水装置の循環モードになるとラドン濃度は徐々に低下するものと予想される。本研究の第二目的である、スーパーカミオカンデの純水中に溶けている微粒子から放出されるラドンを測定するためのシステムを組み立てた。このシステムは超高感度ラドン検出器、ハブリング用大型フラスコ、循環ポンプなどから構成されている。平成8年2月に純水を採水して持ち帰り測定した。その測定結果は純水中に溶存している微粒子によるラドン濃度は約0.1(Bq/m^3)以下であった。

今後はこのシステムに加圧ろ過タンク、限外ろ過膜、逆浸透膜モジュールを接続して0.1μm以下の微粒子の除去を行って、純水中のラドン濃度を0.01(Bq/m^3)まで低下させる技術を確立する計画である。スーパーカミオカンデ実験では,水タンクの完全密閉化,水タンク上部の空間へのラドンフリーエア-の注入,純水中の溶存微粒子の除去技術など,ラドン濃度を低減させる努力を行っている。これらを監視するために,0.005(Bq/m^3)までのラドン濃度の測定が可能な超高感度ラドン検出器6台を含む,ラドン・純水監視装置が設置されている。これら装置の観測データから,現在水タンクの純水中のラドン濃度は0.01(Bq/m^3)まで低下していることがわかった。このラドン濃度はカミオカンデ実験の1/50であるが,さらに0.005(Bq/m^3)まで下げる研究が継続されている。この結果,いわゆる「太陽ニュートリノ太陽問題」をつきつめる上で極めて重要な課題である,太陽ニュートリノ観測のエネルギー下限値を5(MeV)まで下げることが実現可能となってきた。われわれのラドン検出器は,兵庫県西宮市の深さ約20mの観測井に設置されていた。当装置は1995年1月17日の兵庫県南部地震の発生の1ヶ月程前から地下水中のラドンガス濃度の上昇を捕えはじめ,10日前には通常の20倍以上にも達した。結果的には阪神大震災の前兆現象を捉えたことになる。これらの観測結果は米科学誌サイエンスに掲載された。このように震源のすぐ近くで観測され,大きな異常変化を観測したのは異例であり,地震の前兆現象として予知研究に極めて貴重なデータと評価されている。岐阜大学で開発されたラドン検出器は,地震予知のための地下水中ラドン濃度連続観測,水循環と地球環境の解析などの応用分野の研究に利用されている。代表的な研究例を列記する。東京大学宇宙線研究所「スーパーカミオカンデ実験」通産省工業技術院地質調査所「工業技術院特別研究・地震予知技術」動燃事業団東濃地科学センター「陸域地下構造フロンティア研究」国立極地研究所「第37,38次南極地域観測」
「大東亜共栄圏」における文化の生成―大衆文化によるアジア共同体建設をめぐる葛藤

今年度は主に関西方面のアーカイヴスでの資料調査を行い、京都文化資料館で、戦時期の南京親日政権の成立を題材とする「大東亜映画」の未映画化シナリオ(東宝、1943年頃)の所蔵を確認したほか、戦時期・占領期日本映画に関するいくつかの未公開資料を発掘した。資料調査の傍ら、青弓社より2012年に刊行予定の単著『戦争と《コスチュームプレイ》-《他者》を扮演する日本人-』(仮)の執筆準備を進めた。戦時中に「大東亜共栄圏」をテーマとする舞台や映画に出演し、複数回の海外公演を経験し、合作にも参加するなど、「大東亜共栄圏」における文化の生成」に際してとりわけ重要な役割を果たした東宝舞踊隊及び宝塚歌劇団の関係者の所在の確認と、聞き取り調査の実施を試みた。その結果、今年度は宝塚歌劇団出身の女優の淡島千景氏、東宝舞踊隊出身のバレエダンサーの谷桃子氏へのインタビュー調査を実現したほか、他の存命の複数の関係者の所在を確認し、インタビューを実施するための交渉に入ることができた。淡島千景氏への長時間にわたるインタビューの一部は、共編著『淡島千景女優というプリズム』としてまとめられ、2009年4月に青弓社より刊行された。当事者への聞取り調査の一方で、国内の複数のアーカイヴにおける文献調査を実施し、早稲田大学演劇博物館の「稲垣浩文庫」、京都府立京都文化博物館の「坂根文庫」、阪急池田文庫の「白井文庫」、大阪府立国際児童文学館などに収録されている、戦時期の「大東亜共栄圏文化」に関連する資料・史料の調査を進めた。本研究においてはジェンダーの問題が重要となるが、戦時中に盛んに想像/創造された「大東亜共栄圏」建設のために「闘う女」の形象が、近現代日本、さらにはアジアの大衆文化史においてどのような位置を占めるのかに関しても考察を進め、その成果の一部は明治学院大学文学部芸術学科主催シンポジウム「女侠繚乱日本映画のなかの女性アクション」(2008年6月21日)で口頭発表したほか、2009年度に作品社並びに青弓社から刊行予定の共著及び単著として発表予定である。2008年度に実施した、戦時期占領期は宝塚少女歌劇において、戦後は日本映画界において活躍した女優の淡島千景氏へのインタヴューをまとめ、編著書『淡島千景女優というプリズム』として、青弓社より刊行した。また、2008年度に明治学院大学で開催されたシンポジウム「戦う女たち日本映画における女性アクション」を書籍化した編著書『戦う女たち日本映画の女性アクション』を作品社より刊行した。同書においては、19世紀末から現在に至るまでの日本映画史における「暴力的・攻撃的女性」の表象の系譜について論じた。また、実在もしくはそれに類する芸能の名人の生涯を物語る「芸道もの」ジャンルの映画・演劇・小説と、近代日本における「唱歌」「童謡」など児童向けの歌曲の歴史と、それが「大東亜戦争」に際していかなる機能を果たしたかに注目し、国内外のアーカイヴにおける資料調査及び学会発表をおこなった。2010年2月5-6日に韓国・ソウルで開催された韓国日本学会大会に参加し、戦時期および占領期における映画・演劇による日本近代芸能史の記述の試みと、そこでのジェンダーの問題に関する研究発表「男の芸道/女の芸道-戦時期及び占領期における「芸道もの」映画-」をおこなった。また、開催期間中、韓国映像資料院にて植民地時代の記録映像を調査した。2010年3月17-21日に米国・ロサンゼルスで開催されたSociety for Cinema and Media Studies第50回カンファレンスに参加し、近代日本における「童謡」の発展史を、戦時期を中心に論じた研究発表"A Song for My Mother[1939]and Popular Culture for Women and Children[onna-kodomo]in the 1930s Japanese Cinema"をおこなった。
老化制御による新規骨髄増殖性腫瘍治療法の開発

近年、老化細胞を排除することにより、加齢により低下した臓器機能を回復させることが報告されている。骨髄増殖性腫瘍に認められる特徴的な遺伝子変異は、これまでの研究から癌遺伝子誘発性細胞老化を誘発し、細胞老化関連分泌現象による慢性炎症状態から造血幹細胞や造血微小環境に影響を与え、その病態形成に深く関与していると考えられる。そこで臨床検体を用いて老化指標マーカー、細胞老化関連分泌現象について解析し、老化細胞を標的としたsenolytic drugs (老化細胞除去薬)による新規治療法の開発を行う。骨髄増殖性腫瘍は慢性的に進行する悪性疾患であり、かつ脳・心血管イベントの発症リスクの高い疾患でもある。近年、健常人の加齢に伴うクローン性造血は予想以上に頻度が高く、造血器腫瘍リスクと全死因死亡率の上昇に関連していること(NEJM 371:2488-98,2014)、さらに心血管疾患リスクの上昇に寄与していることが報告された(N Engl J Med 377, 111-21, 2017)。クローン性造血のうち、DNMT3A, TET2, ASXL1などのエピジェネティック制御因子以外にも、MPNsに高頻度に認められるJAK2変異も高率に認められた。MPNsは血栓症のリスクが高く、一般的に抗血小板・抗血栓療法が行われている。さらにMPNsは比較的高齢者に発症し、経過は緩やかであるが進行性である。二次性骨髄線維化や形質転換し急性白血病化すると極めて予後不良である。我々は骨髄増殖性腫瘍患者の臨床検体を用いて経時的に変化する遺伝子異常を次世代シークエンサーにより解析し、上記のクローン性造血に関連する遺伝子変異を同定した。この変異をより簡便な方法により同定することで、予後予測につながる研究に着手している。骨髄増殖性腫瘍患者の臨床検体を用い経時的に変化する遺伝子異常を次世代シークエンサーにより解析したところ幾つかの遺伝子変異を同定した。この変異をより簡便な方法により同定する方法を現在開発中である。遺伝子変異をより簡便な方法により同定する方法を開発するとともに、基礎的実験として老化細胞を除去する薬剤のスクリーニングや効果的な投与法を検討し新規治療法の開発を進めていく予定である。
先天性代謝異常症及び凝固異常症に対する乳歯幹細胞を用いた肝再生療法の開発

ヒト乳歯幹細胞(SHED)はMSCとHSCの両方の性質をもちHLAの発現が低いことが判明。SHEDに種々のサイトカインを作用させ肝細胞への分化に成功。この細胞は四塩化炭素肝硬変マウスやウイルソン病ラットの治療に有効性がみられた。さらに球状の構造体sphereとして培養することに成功した。一方、sphereを用いて3Dバイオプリンターにてチューブ状の構造体を作成し、小さな肝臓モデルを作成した。1) SHEDから肝細胞への分化誘導:ヒト乳歯歯髄を酵素処理することで細胞を分離し、付着性コロニーを形成させる事でMSCの一種であるSHEDを単離した。さらにSHEDに肝細胞増殖因子(hepatocyte growth factor, HGF)、oncostatin Mなどを含む肝細胞分化無血清培地でSHEDの肝細胞への分化誘導を促し、Step1からStep4の肝細胞-like cellへの分化に成功した。その細胞は培養液および免疫組織染色にて人アルブミンやVIII因子が検出できた。さらにこの肝細胞-like cellをペレットの底で培養しある程度の大きさを持つ球状の構造体sphereとして培養することに成功した。組織学的にも肝細胞に特有のコード状の配列がみられている。またこの細胞を四塩化炭素肝硬変マウスの脾臓に注射すると肝臓内の組織傷害部位に生着していることが確認できた。2) SHEDの免疫寛容に関する研究:SHEDの表面マーカーをfluocytometryにてチェックしたところHLAの発現が低いことが判明した。3)立体的肝細胞構造体のサイズ、デザインの検討:培養肝細胞から球状の構造体sphereを作成、その状態でどれくらい生存が維持できるかを検討し、in vitroでの構造体内部に培養液が浸透できるような立体的デザインであるチューブ状の構造体を作成し、内側の細胞の生存率及びアンモニアやアルブミンの代謝などを指標に評価している。またsphere内部へ培養液が浸透しやすいように血管新生を促す目的で肝細胞に加えて内皮細胞を共培養している。4)移植適応疾患モデルでの検討:ウイルソン病モデルラットにSHEDから分化した肝細胞-like cellを脾臓に投与するとWilson病が発症しなかった。つまり先天性代謝疾患の治療に使える可能性が大である。さらにSHEDに肝細胞増殖因子(hepatocyte growth factor, HGF)、oncostatin Mなどを含む肝細胞分化無血清培地で肝細胞-like cellへの分化に成功した。その細胞は培養液から尿素、アルブミンが検出できたため肝の機能の一部を有することが確認できた。さらにこの細胞を球状の構造体sphereとして培養することに成功した。組織学的にも肝細胞に特有のリボン状の配列がみられている。またこの細胞をヌードマウスの脾臓に注射すると肝臓内に組織学的に生着していることが確認できた。2) SHEDの免疫寛容に関する研究:SHEDから肝細胞分化の各段階における副分子などの表面マーカーをflow cytometryにて確認中である。また、T細胞の反応性とアポトーシスから、免疫寛容にどの分化段階が肝再生に適切であるかを検討中である。3)立体的肝細胞構造体のサイズ、デザインの検討:家畜豚から肝細胞を分離培養し球状の構造体sphereを作成。さらにそのsphereを積み重ねて生存を維持できるかを検討している。構造体としてin vitroで内部に培養液が浸透できるような立体的デザインであるチューブ状のものを作成し、細胞の生存率及びアンモニア代謝やアルブミン産生などを指標に評価している。またsphere内部へ培養液が浸透しやすいように内皮細胞を共培養しての効果も検討している。4)移植適応疾患モデルでの検討:先天性代謝異常および凝固異常症のモデル動物について文献的およびカタログ等で情報収集を開始した。血友病マウスはB6 backgroundのF8-KO miceを使用する予定でbreedingの準備中である。1) SHEDから肝細胞への分化誘導:ヒト乳歯歯髄からSHEDを単離する方法は確立した。またこのSHEDの性質を調べる研究も並行して行われている。さらにSHEDに種々の因子を作用させ肝細胞-like cellへの分化に成功し、その細胞は培養液から尿素、アルブミンが検出できたため肝細胞様の機能の一部を有することが確認できたことは大きな成果である。この肝細胞-like cellから球状の構造体sphereとして培養することに成功したことも高い達成度と評価できる。このsphereがある程度長期生存できることも組織学的に確認できた。またこの細胞をヌードマウスの脾臓に注射して肝臓に生着していることが確認できたこともsphereとしてではなく細胞療法としての可能性の検討も開始された。このカテゴリーは一年間としては達成度が高い。2) SHEDの免疫寛容に関する研究:SHEDの免疫寛容性をチェックする目的で開始された。表面マーカーを数種類チェックすることができた。

この研究は当初計画していなかったが免疫学的な手法をとりいれて開始された。追加の研究として開始されたので達成度はまだ評価できない。3)立体的肝細胞構造体のサイズ、デザインの検討:肝細胞の培養は成熟肝細胞の維持は技術的にかなり難しく、さらにsphereとして生存を維持する培養条件の確立に時間を要している。ただし現在円筒状の構造体としての形状の維持はできているのである程度の達成度は評価できる。4)移植適応疾患モデルでの検討:文献的およびカタログ等で情報収集を開始した状態で、まだ移植疾患適応モデルを使用する状態には至っていない。実験としては未着手であり、達成度は評価できない。1) SHEDから肝細胞への分化誘導:現在SHEDから肝細胞-like cellへの分化に成功し、その細胞の機能の一部を確認できたが、肝細胞の機能は非常に多いのでさらに機能評価の幅を広げていく必要がある。さらに治療の対象と考えている凝固因子や代謝性疾患に欠如している酵素の産生が行われているかのチェックも必要である。また肝細胞-like cellから球状の構造体sphereとしてさらに長期に生存維持できる方法の開発も目標としてあげられる。またこの細胞をsphereでなく単なる細胞療法としての可能性も検討する。SHEDから肝臓を作るにはかなりの細胞数を要するので、SHEDの増殖能をあげて幹細胞のsourceとして十分な供給ができる方法の確立も並行して進めていくべき課題である。2) SHEDの免疫寛容に関する研究:SHEDはヒト由来の細胞であるが免疫寛容性を有するのが大きなメリットでいままでの研究でヒトからマウスへのxenotransplantでも生着できることが確認されている。これはallotransplantは容易に行えることを意味しており。そのメカニズムの解明と臨床への応用にあたりメリットがどこまで生かせるかの検討が重要である。細胞の表面マーカーや免疫担当細胞との共培養などでさらに詳しい分析を行う予定である。3)立体的肝細胞構造体のサイズ、デザインの検討:成熟肝細胞の維持は技術的にかなり難しいため、分化の途上にあるSHEDから分化させた肝細胞like cellを用いたsphereを積み上げて立体構造を作成することで生存維持が可能かどうか検討する。培養での維持が確立されたら、in vivoでの適切な移植部位の選定に関する実験を開始する。4)移植適応疾患モデルでの検討:まだ移植疾患適応モデルを使用する段階には至っていない。臨床例での本治療の適応についての検討を開始する予定。1) SHEDから肝細胞への分化誘導:研究費は培養液に必要な薬品や検査に必要な試薬など消耗品と成果発表の旅費に使用予定。2) SHEDの免疫寛容に関する研究:研究費は抗体や薬品など消耗品と成果発表の旅費に使用予定。
ナビゲーションシステムを用いたイメージガイド下での人工内耳植え込みに関する研究

人工内耳植え込み術において、挿入電極の先端が蝸牛内のどの位置にあるかを確認することはこれまで困難であった。本研究においてまずヒト側頭骨標本ならびに正常人ボランティアの蝸牛骨迷路の3次元CT画像を撮影することで、解剖学的構造も明らかとなり、またモニター表示でも十分確認することができた。しかし現在のCTの能力では、蝸牛の内部構造を同定することは困難であるため、蝸牛骨迷路内の形態を観察するためにはMRIから仮想内視鏡像(Virtual Endoscopy)を作成する必要があることが明らかとなった。しかしこの仮想内視鏡像によるイメージガイド下ナビゲーション手術を行うためには新たなソフトの開発が必要となる。次に3次元位置検出のためのシステムソフトの開発について、ヒト顔面骨CTのボリュームレンダリングを行い、取得データから3次元表示を行い、その中でリアルタイムにマーカー位置を確認することが可能となった。さらに現在、最終段階として人工内耳電極をマーカーとしてその位置確認を試みる実験を行っている。最後にダミー電極作製および挿入実験については、コクレア社製のヒト人工内耳ダミー電極をコーティングしている樹脂を硬くすることで使用可能となった。しかし、挿入時に変形を生じるため、蝸牛基底回転においては、極細プローブを用いてナビゲーション下で先端位置をまず確認し、それにそって電極を挿入することで追跡が可能であった。しかし第2回転より頂部に至ると専用プローブは到達できないため、今後は人工内耳電極をマーカーとして認識するソフトの開発、あるいは先端位置を仮想化させる、あるいは何番目かの電極を事前登録してナビゲーションを行うか、磁気式センサーを用いる方法を検討する必要がある。人工内耳植え込み術において、挿入電極の先端が蝸牛内のどの位置にあるかをイメージガイド下に術中に確認することを目的に,まず人の蝸牛骨迷路をCT撮影し、どの程度の解像度が得られるかを検討している。またナビゲーションモニターとして3次元画像再構築ならびに電極先端の自由度補正と仮想位置化するシステムプログラムを現在開発中である。同時に挿入用電極も作成中である。1.画像撮影と再構築化について(村田英之が担当)ヒト側頭骨標本ならびに正常ボランティアの蝸牛骨迷路のCT画像を撮影し、3次元画像ならびに仮想内視鏡像も再構築することができた。人工内耳挿入の位置確認には問題ないが、しかし現在のCTの能力では蝸牛鼓室階までの描出は困難であった。2.システムプログラムの開発について(温慶華が担当)人工内耳電極位置ならびに自由度補正のためのシステムの開発のためにグラフィックワークステーション(O2)を申請したが、画像の処理能力、3次元位置検出ならびにリアルタイム性において問題があり、今回グラフィックボードとしてVolume Pro 1000-1GならびにそのVLIライセンス(ライブラリー)とCPUを購入することになった。この点に関して加納滋氏に協力者として加わっていただいている。3.ヒト側頭骨ならびに動物での応用実験について(友田幸一が担当)現在、挿入用の各種ダミー電極を作成中で、システムプログラムの完成とともに実際に挿入しその位置確認を行う予定である。平成14年度からの経緯人工内耳植え込み術において、挿入電極の先端が蝸牛内のどの位置にあるかをイメージガイド下に術中に確認することを目的に、実験用ネコの蝸牛骨迷路をCT撮影し、ナビゲーションモニターとして画像再構築を試みたが、解剖学的構造とサイズとからモデルとしてはふさわしくないことが明らかとなっためヒト側頭骨標本を用いることとした。次に電極先端の自由度補正装置と仮想位置化するソフトを開発しCT再構築画像上で表示できるように試みたが、申請したワークステーション(O2)は画像の処理能力、3次元位置検出ならびにリアルタイム性において問題があり、新たにVolume Pro 1000-1GおよびVLIライセンス(ライブラリー)とCPUを購入することになった。平成15年度研究成果

1,画像撮影と再構築化について(村田英之が担当):ヒト側頭骨標本ならびに正常ボランティアの蝸牛骨迷路のCT画像を撮影し、3次元画像ならびに仮想内視鏡像を再構築することができた。人工内耳挿入の位置確認には問題ないが、しかし現在のCTの能力では蝸牛鼓室階までの描出は困難であった。2,システムプログラムの開発について(温慶華が担当):新しいグラフィックボードとして上記のVolume Pro 1000-1G他を用いることで、側頭骨の3次元立体構造の再構築と人工内耳電極位置ならびに自由度補正のためのシステムを立ち上げることができた。画像再構築の部分で加納滋氏(耳鼻咽喉科医師、富山県)に協力を求めた。3,ヒト側頭骨ならびに動物での応用実験について(友田幸一が担当):従来の蝸牛挿入用のダミー電極を用いて応用実験を行ってきたが、位置確認において大きく誤差が生じる場合のあることが判明した。その原因として電極の材料、形状、強度などの問題が考えられ、今後改良が必要であると判断された。
家族教育における倫理ガイドライン策定のための日米比較研究

本研究の目的は、家庭科の家族教育における「倫理ガイドライン」の基礎的資料を得ることである。具体的には、(1)教育における倫理に関する文献研究、(2)日米の教員を対象とした「倫理的な指導不安」調査の実施を通して、「倫理ガイドライン」策定に必要な基礎的資料を得ることを目的とした。平成21・22年度は(産休育休のため中断:平成21年10月22年9月)、教育と倫理に関する文献収集および検討をおこなった。文献研究をもとに、指導の過程で倫理的な判断をせまられたときに教員が感じる懸念・心配・自信の喪失を「倫理的な指導不安」とした。続いて、この「倫理的な指導不安」について明らかにすべく、日本の家庭科教員を対象に「家族・家庭領域における『倫理的な指導不安』調査」を実施した。質問紙調査を通して得られた結果を現象学的に分析した結果、家族・家庭領域を指導する教員の「倫理的な指導不安」には、(1)生徒につらい思いをさせているのではないかと気になる、(2)淡々と語り感情をこめないようにする、(3)生徒の家庭環境に配慮する、(4)「生まれた家族」より「生む家族」に生徒の目を向ける、という4つのエッセンスが明らかになった。これらは、消極性・積極性という観点から「倫理的な指導不安」の構造として表現することができた。平成23年度は、米国における文献収集と調査を実施した。米国の「家族・家庭領域における『倫理的な指導不安』調査」は、研究代表者がミネソタ大学大学院在学中に築いた人的資源を活用し、家庭科教員のメーリングリストを利用して実施した。その結果には、日本の調査結果とほぼ同様の傾向がみられた。日米調査を通して、家庭科教員は家族や家庭生活について教える際に迷ったり、戸惑ったり、心配りをしたりといった経験を有していることが明らかになった。これらは、家族教育における「倫理ガイドライン」の基礎的資料となった。本研究の目的は、(1)日本と米国における調査をもとに、「教員の教えたい内容」と「生徒の受けるリスク」の間にある「倫理的なジレンマ」を解消するための要件を明らかにし、(2)家族・家庭生活に関する教育(以下、家族教育)における「倫理ガイドライン」を策定することである。日米比較研究からその要件を探る理由は、米国が研究・教育倫理領域において世界的な牽引役であるからである。家族教育に携わる教員は倫理的なジレンマと常に直面している。家族関係、子どもの社会化、高齢者の介護、配偶者選択と結婚、家族と社会のつながり、乳幼児の保育など、生徒のプライバシー問題とかかわる内容をあつかう家族教育は、教員が倫理的なジレンマに陥りやすいことが既に指摘されている。本研究はこのような状況を解決する一助となることが期待される。2年間にわたる本研究は、(1)家族教育における倫理ガイドラインについての文献研究、(2)日本における授業観察、(3)日本における教員対象インタビュー、(4)米国における授業観察、(5)米国における教員対象インタビュー、(6)家族教育のための倫理ガイドライン策定、という6つの段階から成る。平成21年度の計画として(1)(3)の実施を予定していたが、平成21年9月より研究代表者が産休・育休を取得したため、平成21年4月8月は(1)のみ実施した。具体的には、教育における倫理問題の動向を明らかにすべく、The Ethics of Teaching、Understanding Ethics in Early Care and Educationなどの文献の検討をおこなった。

文献の検討によって、教育における倫理問題には結果主義的理論・非結果主義的理論からのアプローチがあることや、文化的・宗教的多様性との関連から考察しなければならないことなど多くの知見が得られた。これらの文献研究と並行して、全米教育協会(National Education Association)が策定した倫理綱領(Code of Ethics)の解釈についても取り組んだ。本研究の目的は家族教育における倫理ガイドライン(Ethical Guidelines)を策定し、指導者の「倫理的な指導不安」を軽減することである。具体的には、(1)教育における倫理に関する文献研究、(2)日米の教員を対象とした「倫理的な指導不安」調査の実施、(3)「倫理ガイドライン」の策定、を目的としている。平成21・22年度は(育児休業のため平成21年10月22年9月まで中断)、先に掲げた目的のうち、まずは教育と倫理に関する文献収集および検討をおこなった。文献研究をもとに、指導の過程で倫理的な判断をせまられたときに教員が感じる懸念・心配・自信の喪失を「倫理的な指導不安」とした。続いて、「倫理的な指導不安」について明らかにすべく、日本の家庭科教員を対象に「家族・家庭領域における『倫理的な指導不安』調査」を実施した。調査は自由記述式の質問紙調査、調査時期は平成22年1112月であった。調査では、家庭科の家族・家庭領域を指導する過程で感じる「倫理的な指導不安」とはどのようなものであったか、その生活体験をできるだけ具体的かつ詳細に記述するよう求めた。具体的かつ詳細な記述を求めたのは現象学的な分析をおこなうためである。分析は、(1)語られたインタビューテキストを意味ユニット(Meaning Unit)にわける、(2)ユニットごとの主題(Theme)を発見する、(3)主題の中から基幹的な主題(Essential Themes)を発見するという手順でおこなった。香川県の公立中学校・高等学校計108校の家庭科教員に調査を依頼し、約40名から得られた記述を現象学的に分析した結果、「とまどいながら教える」「懸念を抱きながら教える」「配慮しながら教える」「淡々と教える」などの基幹的な主題が明らかになった。平成23年度は同様の調査を米国ミネソタ州で実施し、日米比較を行う予定である。平成23年度は、(1)「倫理ガイドライン」に関する文献研究(前年度からの継続)、(2)米国における文献収集と検討、(3)米国における調査、を実施した。米国の「家族・家庭領域における『倫理的な指導不安』調査」は、研究代表者がミネソタ大学大学院在学中に築いた人的資源を活用し、家庭科教員のメーリングリストを利用して実施した。その結果は、日本の調査結果とほぼ同様の傾向がみられた。日本における「家族・家庭領域における『倫理的な指導不安』調査」を現象学的に分析した結果、家族・家庭領域を指導する教員は、(1)生徒につらい思いをさせているのではないかと気になる、(2)淡々と語り感情をこめないようにする、(3)生徒の家庭環境に配慮する、
トリプトファン合成酵素α/βサブユニット複合体の活性増幅機構

生体の構成成分が自他を識別し、必要な相手を選択し、分子間相互作用によって必要な仕事を成し遂げる仕組みを理解することは、生命現象を解明する上で重要である。分子識別と分子間相互作用の問題を解明するために、本研究課題ではトリプトファン合成酵素α/β複合体の活性増幅機構をとりあげる。トリプトファン合成酵素はαとβサブユニット各2分子からなるα_2β_2複合体で、それぞれのサブユニット固有の触媒活性が複合体形成によって2桁増幅される。本酵素の4量体はαββαの順に結合している。αサブユニットはモノマーとして単離できるが、βモノマーには単離できない。本酵素の増幅機構に関して得られた特徴的な成果を列挙する。(1)αサブユニットのβサブユニットへの結合のメカニズムがββに結合する場合とαββに結合する場合とで著しく変化することが等温滴定型カロリメトリーの結果より判明した。第一のαサブユニットのβサブユニットへの結合により、著しいコンフォーメーション変化を伴うことが判明した。その構造変化の程度は、残基に換算すると、ほぼ120残基がD状態からN状態に変換したのに相当する。つまり、この複合体形成は鍵と鍵穴の関係ではなく、誘導型(Induced-fit)であることが判明した。(2)大腸菌とサルモネラ菌の違った起源からの同酵素とアミノ酸置換による変異型(接触界面から離れた部位での大腸菌タイプからサルモネラ菌タイプへの)を用いて、それらのホモ・ヘテロ複合体形成を、等温滴定型カロリメータを用いて調べたところ、接触界面から離れた残基のロングレンジの影響が活性増幅に有効であることが分かった。(3)接触界面にあるαサブユニットの変異型を用いて活性増幅能の低下の機構を熱力学的に調べたところ、それは結合のエンタルピーの著しい減少に起因してβサブユニットとの結合定数を減少させていることが判明した。具体的には、接触界面残基変異型とプロリン変異型トリプトファン合成酵素αサブユニットの作製を行なった。得られた結果の特徴を次ぎに記す。(1)接触界面から遠く離れて分子表面にある残基、P63とP261でのアラニンへの置換が複合体形成にともなう活性増幅効果に影響していることが分かった。等温滴定型カロリメータによって、両変異型サブユニットのβサブユニットとの結合定数が一桁低下していることが判明した。しかし、結合の△Hはほとんど変化していない。これはサブユニット接触面に存在する残基の置換が著しい結合定数の低下(ほぼ二桁)と結合の△Hの著しい低下を来すのとは対比している。このことはサブユニット接触面から離れた残基も複合体形成にともなう活性増幅効果にロングレンジの役割をしていることを示す。(2)プロリンからアラニンへの置換は変性状態のエントロピーの増大にともなう安定性の低下が期待される。しかし、P261A変異型は安定性を著しく増加させた。それはエントロピー項の減少によっていることが分かった。(3)大腸菌のαサブユニットの一つの変異型(P78A)でX線結晶解析に期待できそうな結晶が得られたので、今後構造解析を行なう。このことにより、本研究がより本質的理解へと発展する。

生体の構成成分が自他を識別し、必要な相手を選択し、分子間相互作用によって必要な仕事を成し遂げる仕組みを理解することは、生命現象を解明する上で重要である。分子識別と分子間相互作用の問題を解明するために、本研究課題ではトリプトファン合成酵素複合体の活性増幅機構をとりあげる。トリプトファン合成酵素はαとβサブユニット各2分子からなるα_2β_2複合体で、それぞれのサブユニット固有の触媒活性が複合体形成によって2桁増幅される。本年度は、次のような成果が得られた。1)αββα4量体のαサブユニットのβサブユニットへの結合のメカニズムがββに結合する場合とαββに結合する場合とで著しく変化することが判明した。最初のαサブユニットへの結合によって、第二のαサブユニットの結合は負のアロステリック効果を受けていることを等温滴定型カロリメトリーにより定量的に評価した。2)大腸菌とサルモネラ菌の違った起源からの同酵素の比較と適当なアミノ酸置換による変異型を用いて、置換残基の活性増幅機構を、とりわけ両サブユニット間の結合定数への影響を等温滴定型カロリメータを用いて調べたところ、接触界面残基の直接的な影響(特に結合のエンタルピー項に著しい)とともに接触界面から離れた残基のロングレンジの影響が顕著であることが分かった。3)αサブユニットの活性阻害剤、インドールプロパノールの共存も両サブユニットの結合定数に影響した。これはロングレンジ効果の一種である。そして、これらロングレンジ効果の接触界面への影響のメカニズムを熱力学的に解明した。
AI技術と加圧的造形粘膜面デジタル印象法による自動床縁設定法の開発

義歯床縁形態のデジタル記録法は全く示されていない。この部分の自動的形態決定は補綴歯科領域では古典的な問題であるにもかかわらず、全く解決されておらず、極めて重要な課題である。空気圧負荷によるデンチャースペース造形後の顎堤・歯肉頬移行部のデジタル形態記録とAI技術を用いての義歯床縁部の自動形態設定法の開発を目的とし、機器開発とその効果の検証を行うものである。