hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨形成プログラムの起動と終了の分子機構解明

本研究では、発生過程と骨折治癒過程における内軟骨性骨化の起動メカニズムを解明した。発生過程の軟骨形成は正常で、骨折時の炎症性メディエーターの産生が低下しているトランスジェニックマウスを解析したところ、骨折線の融合不全を起こしていた。徐放性のPGE2ペレットを骨折線近傍に投与したところ、軟骨形成が回復し、骨折融合が促進された。すなわち、骨形成プログラムの起動メカニズムが発生過程と修復過程とで異なることが明らかになった。骨形成を「骨リモデリング」の最終段階と捉え、骨リモデリングを「開始期」「(骨吸収から骨形成への)移行期」「終止期」の3期に分けることを提唱し、破骨細胞と骨芽細胞系譜の細胞間相互作用について論じた(Matsuo and Irie,2008,Arch Biochem Biophys,印刷中)。特に開始期においては、破骨細胞分化が、骨芽細胞との相互作用により細胞内カルシウム濃度の周期的変動に非依存的に起こることを示した(Kuroda, et. al.,2008,PNAS,印刷中)。これは、破骨細胞分化にはカルシウムオシレーションが必須であるというこれまでの常識を覆す知見である。さらにFralトランスジェニック(Tg)マウスにおいて「骨折後の骨修復のための骨形成が起動しない分子機構」を明らかにするために、脛骨の骨梁破壊実験や脛骨骨折の作製実験を行った。FralTgマウスにおける骨折治癒の遅延は、骨折部位周辺の炎症の低下を伴うことが、サイトカインの産生低下、Cox2遺伝子の発現低下などから示された。さらにPGE_2の投与により、骨折治癒の遅延が改善した(Yamaguchi, et. al.,投稿中)。しかし、炎症の低下と骨折時の軟骨形成不全とがどのように関わっているのかは不明である。さまざまな炎症性の遺伝子群は転写因子NF-_KBによって活性化されることが知られているが、少なくとも破骨細胞においては、NF-_KBの欠損がc-Fos/AP-1によってレスキューされることが分かった(Yamashita, et. al.,2007,JBC)。さらに骨修復の開始にAP-1が関与していたこと、Fralトランスジェニックマウスの長管骨だけでなく耳小骨で血管の異常が認められた(論文準備中)。骨形成を「骨リモデリング」の最終段階と捉え、骨リモデリングを「開始期」「(骨吸収から骨形成への)移行期」「終止期」の3期に分けることを提唱し、破骨細胞と骨芽細胞系譜の細胞間相互作用について論じた(Matsuo and Irie, 2008, Matsuo, 2009印刷中)。特に開始期においては、破骨細胞分化が、骨芽細胞との相互作用により細胞内カルシウム濃度の周期的変動に非依存的に起こることを示した(Kuroda et al, 2008)。さらに、ephrinA2-EphA2を介する破骨細胞と骨芽細胞の間の相互作用を解析したところ、破骨細胞分化の亢進と骨芽細胞の分化抑制が同時に起こることが明らかになった(Irie et al, 2009)。一方、Fralトランスジェニック(Tg)マウスにおいて「骨折後の骨修復のための骨形成が起動しない分子機構」を明らかにするために、脛骨骨折の作製実験を行なったところ、予想に反して骨形成に先立つ軟骨分化が障害されており、未分化間葉系細胞の集団が骨形成を邪魔しているらしいことが明らかになった。軟骨分化が起こらない理由の一端は、骨折部位周辺の炎症の低下によることが、サイトカインの産生低下、Cox2遺伝子の発現低下などから推察された。そこで、徐放性のPGE2ペレットの投与実験を行ったところ、軟骨分化が一部回復し、骨折治癒の遅延が改善した(Yamaguchi et al,改訂版を投稿中)。Fral Tgマウスにおいて、骨形成の終了を司ると考えられているSOST (sclerostin)関連の遺伝子発現を解析したが、野生型と比べて有意な差は見出されなかった。以上から、Fral Tgマウスでは、骨折治癒過程の内軟骨性骨化における骨形成の起動には、炎症に基づく軟骨分化が必要であることが示唆された。
「ブラック企業」問題とこれからの企業経営ー新たな日本的経営の模索ー

今日、日本において大きな社会問題となっているのが「ブラック企業」である。ブラック企業とは、新卒正社員を大量に採用するも、その社員たちを入社後に過当な選別競争にさらし、そのために異常な長時間労働と残業代の未払いを当然のこととして受け入れさせ、競争からあぶれた社員を自発的な退職へと追い込むような戦略的パワーハラスメントが行われている企業のことを指す(今野, 2012)。我々は、この現象に対し定性型調査と定量的調査を用いて、(1)CMSやディスコース分析の知見を用いてブラック企業の日本企業の伝統的な「家」の戦略的利用について検討、(2)ブラック企業を乗り越え、様々なステークホルダーの利害を包摂した新たな経営理念に基づく企業のあり方について研究を行うことを目的としてしている。そのうえで2018年度は、「CMSおよびディスコース分析についての理論的・方法論的研究」について検討することとし、研究を重ねてきた。この理由として、本研究プロジェクトではブラック企業という現象を単に現状を記述するのではなく、なぜこのような現象が生じたのかを明らかにすることが必要であると考え、そのためには現状記述型ではなく、CMSやディスコース分析に代表されるような、「なぜこの現象が生じたのか、その理由は何か」を明らかにする分析方法が必要と考えたためである。また、我々は資料調査のみならず、元従業員やマネジャー等にもインタビューを行い、彼らの中でどのように「家」や「家族」といった表象が構築され、それに基づく行為が生じていったのかについてディスコース分析により記述した。2018年度は上述の課題について、学術論文2本、学会発表1回を行っている。またインタビューも予定通り行っており、研究が順調に進展しているといえる。2019年度は、「なぜ、このようなブラック企業問題が現在の日本において現れたのか」についてを中心に研究を展開し、バブル経済が弾けるとともにグローバリズムの波に飲み込まれ、崩壊したと言われている日本的経営の1つの変容した姿を浮き彫りにする。すなわち、短期的な成果のみを追求し、安易に従業員を切り捨てることを可能とするようなマネジメント思想が「家の論理」と歪な形で結合することによって、従業員には滅私奉公を強いる一方で、企業は温情と庇護を与えることなく肉体的にも精神的にも追い込み、言わば、人間性を抑圧することによって、従業員が使い捨てにされてしまっているのである。そのため、第2の研究として、日本的雇用慣行がどのように変化したのかを振り返るとともに、そこからブラック企業の問題がいかに発生したのかについて四本が中心となり明らかにする。そのため、アメリカの研究者が中心となって行われた日本的経営の研究(e.g., Pascale & Athos, 1981; Ouchi, 1981; Jacoby, 2004)や、日本的経営の背景にある原理・原則を明らかにする間(1989)、津田(1981)等の研究をベースにしつつ、それ以降の変遷を研究論文、経団連等の資料、各種労働組合資料から示す。そして、すべての利害関係者の繁栄をもたらすコミュニティ企業の姿を模索し、該当企業の予備調査を実施する予定である。

そのため、第2の研究として、日本的雇用慣行がどのように変化したのかを振り返るとともに、そこからブラック企業の問題がいかに発生したのかについて四本が中心となり明らかにする。そのため、アメリカの研究者が中心となって行われた日本的経営の研究(e.g., Pascale & Athos, 1981; Ouchi, 1981; Jacoby, 2004)や、日本的経営の背景にある原理・原則を明らかにする間(1989)、津田(1981)等の研究をベースにしつつ、それ以降の変遷を研究論文、経団連等の資料、各種労働組合資料から示す。そして、すべての利害関係者の繁栄をもたらすコミュニティ企業の姿を模索し、該当企業の予備調査を実施する予定である。できる限り早く航空券等を予約するよう研究代表者および研究分担者で心掛けたことにより、当初予定よりも安価な航空券が購入できたため次年度使用額が生じることとなった。
次世代分子理論の開発

本研究の目的は新しい分子理論の開発やアルゴリズム、ソフトウエアの開発をもとに、モデル系ではなくリアル系を対象とした「次世代分子理論」を開発することにある。年度の当初に特別推進研究「リアル系のシミュレーションとダイナミクス」が採択されたために、本基盤研究Sは辞退した。研究は特別推進研究に引き継がれ、大きな成果をあげている。そのいくつかを以下に記す。大規模分子にも適用できるab initio分子軌道理論として、多配置摂動論(MRMP, MC-QDPT)などの開発を行い、分子の励起スペクトル、化学反応に適用してきた。これまで開発してきた理論的手法を土台にした適用可能な系の拡張、アルゴリズム、プログラムの整備、および、これまでとは異なった視点から新たに大規模系にアプローチする手法の探索を目的として研究を行った。具体的には、1.新しいMCSCF法であるstring product space SCF法、およぴ、それを基礎とした摂動論の開発、2.非直交Kohn-Sham DFT法、3.新しい多参照Brillouin-Wigner摂動論の開発、4.局在化軌道を利用したLocal MP2法の開発である。相対論的方程式に基づいた相対論的分子理論の開発にも力を注いだ。Dirac方程式は4成分の波動関数を持つので、実際に分子系に適用する場合には多大な計算量が必要となる。4成分相対論的Hamilton演算子に基づく分子理論とその近似となる相対論的近似Hamilton演算子に基づく分子理論を展開し、相対論的分子積分アルゴリズムの更なる改良を行った。われわれの相対論的分子積分のアルゴリズムは世界最速である。また多電子系の相対論的Hamilton演算子に対する相対論的方程式であるDHF方程式及びDKS方程式が1電子方程式であることに着目し、これらの一体ポテンシャルに対しDK変換を施す方法を開発した。さらに4成分Dirac-Hartree-Fock法に電子相関効果を取り込むために、原子積分から分子積分への積分変換の新しいアルゴリズムを開発した。DFT法ではこれまで扱うことができなかったvan der Waals相互作用を取り入れる新しい理論を開発した。また、領域的自己相互作用補正(RSIC)法による化学反応障壁エネルギー過小評価の改善した。UTChemプログラム開発においては基本設計を終え、量子化学の計算において必須であるHartree-Fock法、密度汎関数法、および、CI法、Moller-Plesset摂動法、coupled-cluster法などの電子相関法に加えて分子構造の探査に必要な構造最適化法、相対論的分子軌道法などのプログラムを整備した。本研究の目的は新しい分子理論の開発やアルゴリズム、ソフトウエアの開発をもとに「次世代の分子理論」を開拓し、「理論に先導された分子設計、反応制御」を達成することにある。特に数百から千原子系を定量的に扱える分子理論の開発を目標にしている。本年度は以下に述べるように、(1)新しい分子理論の開発、ソフトウエアの開発、(2)相対論的電子状態理論の開発、(3)大規模分子計算に向けた密度汎関数理論の開発および応用研究として(4)分子理論の触媒反応系への適用、の4つのテーマに重点をおいてプロジェクトを推進してきた。大規模分子にも適用できるab initio分子軌道理論として、多配置摂動論(MRMP, MC-QDPT)などの開発を行い、分子の励起スペクトル、化学反応等に適用してきた。多配置摂動論は少ない計算コストで精度よく分子の電子状態を記述することができる方法として現在では確立した手法となっている。しかしメゾスコピック系を実際に取り扱うには、i)基底関数による物理量演算子の表現である多量の分子積分の高速計算、ii)メゾスコピック系の多数ある分子軌道の効率よい決定、iii)孤立分子だけでなく、溶液中の電子状態、反応の理論的記述に必要な溶媒効果の取り込み、表面における分子の電子状態、反応の記述を可能にするバルクの効果の取り込み、など数多くの解決すべき問題が残されている。これらの問題を新たな電子状態の手法、アルゴリズム、およびプログラムを開発することによって、一つ一つ解決していくことをめざしている。最終的にはこれらの手法を系統的に適用し、メゾスコピック系の電子状態計算を最初から最後まで、一貫して行うことができるようなプログラム・ソフトウェアを開発することを視野に置いている。すでに高速積分プログラムパッケージSPHERICAの開発に成功している。重い原子を含む系を研究する際には相対論効果が重要になってくる。これまで困難とされてきた高次Douglas-Kroll法を開発した。また、新しいアルゴリズムに基づくDirac-Hartree-Fock法およびDirac-Kohn-Sham密度汎関数法を開発し、プログラムREL4Dを作成した。密度汎関数法ではパラメータを一切含まないParameter-free交換汎関数の導出に成功した。また、パラレルアルゴリズムを採用した高速のDFTプログラムも作成した。さらに開発された分子理論を実際の系、解くに触媒反応系、溶液内反応に応用し、原子・分子レベルでの反応機構や触媒効果を解析するとともに、触媒設計や反応制御の指導原理を明らかにした。

大規模分子にも適用できるab initio分子軌道理論として、多配置摂動論(MRMP, MC-QDPT)などの開発を行い、分子の励起スペクトル、化学反応に適用してきた。これまで開発してきた理論的手法を土台にした適用可能な系の拡張、アルゴリズム、プログラムの整備、および、これまでとは異なった視点から新たに大規模系にアプローチする手法の探索を目的として研究を行った。具体的には、1.新しいMCSCF法であるstring product space SCF法、およぴ、それを基礎とした摂動論の開発、2.非直交Kohn-Sham DFT法、3.新しい多参照Brillouin-Wigner摂動論の開発、4.局在化軌道を利用したLocal MP2法の開発である。相対論的方程式に基づいた相対論的分子理論の開発にも力を注いだ。Dirac方程式は4成分の波動関数を持つので、実際に分子系に適用する場合には多大な計算量が必要となる。4成分相対論的Hamilton演算子に基づく分子理論とその近似となる相対論的近似Hamilton演算子に基づく分子理論を展開し、相対論的分子積分アルゴリズムの更なる改良を行った。われわれの相対論的分子積分のアルゴリズムは世界最速である。また多電子系の相対論的Hamilton演算子に対する相対論的方程式であるDHF方程式及びDKS方程式が1電子方程式であることに着目し、これらの一体ポテンシャルに対しDK変換を施す方法を開発した。さらに4成分Dirac-Hartree-Fock法に電子相関効果を取り込むために、原子積分から分子積分への積分変換の新しいアルゴリズムを開発した。DFT法ではこれまで扱うことができなかったvan der Waals相互作用を取り入れる新しい理論を開発した。また、領域的自己相互作用補正(RSIC)法による化学反応障壁エネルギー過小評価の改善した。UTChemプログラム開発においては基本設計を終え、量子化学の計算において必須であるHartree-Fock法、密度汎関数法、および、CI法、Moller-Plesset摂動法、coupled-cluster法などの電子相関法に加えて分子構造の探査に必要な構造最適化法、相対論的分子軌道法などのプログラムを整備した。
気道食道シャント（Provox）使用者に対する実態調査

喉頭摘出後の代替発声手段としてProvoxを用いている患者のリハビリの実態や日常生活上の問題についてアンケートを用いて検討した。その結果、1発声リハビリを受けた割合が55.9%であること、2日常生活上、困難に感じる項目は「におい」、「熱いものを飲食すること」、「痰の量」であること、3嗅覚リハビリを受けた割合は4.7%であること、5嗅覚リハビリを経験したことがある患者群はリハ無し群に比べ嗅覚の自覚度が有意に高いこと、6嗅覚リハビリを開始した時期と嗅覚の自覚度に相関はないことを明らかにした。結果より、発声リハビリだけでなくQOL向上に向けたさらなる指導が必要であることが明らかになった。喉頭摘出後の代替発声手段のうち気道食道シャント(Provox)発声は世界的に広がりを見せている。しかし日本の医療機関において体系的なリハビが行われている実態は少なく、喉頭摘出者団体による自助努力に頼っている現状である。本来であれば、医療機関において提供されるべきリハビリが喉頭摘出者団体において行われている背景には、Provox使用者の声に関する問題や日常生活上の問題が明らかではなく、リハビリの必要性が明確でないことが挙げられる。そこで日本のProvox使用者団体における発声リハビリおよび日常生活上の問題に関するアンケート調査を行い次の結果を得た。1Provoxの発声リハビリを受けた患者の割合は55.9%(66/118)2Provox発声のリハビリが必要と考える割合は92.4%(109/118)3Provox発声については、家族との会話および病気のことを知っている人との会話をとても良好または良好と回答した割合は80.8%(93/115)と72.8%(83/114)であった。一方で病気のことを知らない人との会話および電話をとても良好または良好と回答した割合は34.4%(40/116)と34.2%(39/114)であり、上記した2の項目に比べ低い割合となった。4日常生活上の問題について「においを嗅ぐこと」が、とても不良または不良と回答した割合が94%(110/117)と高かった。結果より、provox発声のリハビリを受けた患者の割合は低いがそのニーズはとても高いことが示された。また発声は出来ても未だ困難な場面があることから、より発声の質を向上させる発声リハビリの新技術が必要であることが示唆された。併せて日常生活上の問題として「においを嗅ぐこと」に困難を来たしている患者がとても多いことから嗅覚リハビリの必要性が示された。今後は嗅覚リハビリテーションの実態を調査していく予定。当初の予定である発声リハビリテーション(以下、リハビリ)と嗅覚リハビリの実態調査のうち発声リハビリのアンケート調査は終了している。併せて日常生活における問題についてもアンケート調査は終了しており、嗅覚リハビリについての実態調査を残すのみである。その嗅覚リハビリの実態調査も嗅覚リハビリのアンケート用紙はすでに発送しその返信期間も終了しているため、残すはアンケート用紙の解析と嗅覚の状態の把握のみであることからおおむね順調に進展していると考える。しかし日本の医療機関において体系的なリハビリが行われている実態は少なく、喉頭摘出者団体による自助努力に頼っている現状である。本来であれば、医療機関において提供されるべきリハビリが喉頭摘出者団体において行われている背景に歯、Provox使用者の声に関する問題や日常生活上の問題が明らかではなく、リハビリの必要性が明確でないことが挙げられる。そこで日本のProvox使用者団体における発声リハビリ、日常生活上の問題および嗅覚リハビリに関するアンケート調査を行い次の結果を得た。1Provoxの発声リハビリを受けた患者の割合は55.9%(66/118)2Provoxnoリハビリが必要と答えた割合は92.4%(109/118)3日常生活上、不良と答え割合が多い項目は「嗅覚」、「熱いものを飲食すること」、「鼻をかむこと」、「痰の量」であった。4嗅覚リハビリを受けた患者の割合は4.7%(5/105)5嗅覚リハビリを経験したことがある患者群はリハ無し群に比べ嗅覚の自覚度が有意に高かった6嗅覚リハビリを開始した時期と嗅覚の自覚度に相関はなかった。結果より、発声リハビリに関しては患者のニーズは高いが実際に受けている患者が少ないことが示された。日常生活上の困難に関してはリハビリ指導により改善される項目あり指導の重要性が示された。嗅覚リハビリに関しても、実際に嗅覚リハビリを受けた患者は少ないがリハビリを実施することである程度嗅覚が回復することが示され、今後Provox使用者に対しリハビリを行っていく必要があることが明らかになった。

その結果、1発声リハビリを受けた割合が55.9%であること、2日常生活上、困難に感じる項目は「におい」、「熱いものを飲食すること」、「痰の量」であること、3嗅覚リハビリを受けた割合は4.7%であること、5嗅覚リハビリを経験したことがある患者群はリハ無し群に比べ嗅覚の自覚度が有意に高いこと、6嗅覚リハビリを開始した時期と嗅覚の自覚度に相関はないことを明らかにした。結果より、発声リハビリだけでなくQOL向上に向けたさらなる指導が必要であることが明らかになった。喉頭摘出者患者の嗅覚リハビリテーションに関する現状と今後の展望嗅覚リハビリのアンケートを行った際に自由記載欄に「嗅覚のリハビリがあるのであれば知りたい」や「嗅覚についてはあきらめている」とのコメントが多数あった。当たり前であるが患者は嗅覚の回復を切望している。研究がおおむね順調に進展していることから、当初の予定である実態調査に幅を持たせ、患者の嗅覚の状態を確認することが必要と考える。嗅覚の状態を確認することで、当初の目的でもある気道食道シャント(Provox)使用者のQOL向上のための指導・リハビリテーションをより詳細に検討することが可能となる。また今回の研究ではないが今後、嗅覚リハビリテーションの効果を測定していく必要がある。臨床看護学使用額がプラスとなった理由は以下の通りである。1想定した被験者数を下回り謝礼金の額が少なくなったため。2嗅覚リハビリの実態調査に用いる嗅覚閾値検査(Sniffin Sticks)の使用期限が6ヶ月であることから、今年度は購入せずに次年度購入・実施予定であるため。3今年度は時間的制約がない発声リハビリの実態調査を行った。次年度、嗅覚リハビリの実態調査を実施する際に、嗅覚閾値検査、嗅覚同定検査を行う必要がある。その際に消耗品としてSniffin Sticks(嗅覚同定検査)、Open Essence(嗅覚同定検査)を購入予定である。また、調査実施場所が東京(港区三田)、福岡県(福岡市)であるため、研究代表者の所在地である福岡県大川市からの旅費を使用する。併せて、日本言語聴覚学会(松本)および10th Asia Pacific Conference of Speech, Language, and Hearing(APCSLH Narita)において学会発表を検討している。その他、APCSLHに論文投稿予定であり、英文校正費として使用予定である
アルゴンプラズマ内NHiラジカル生成機構とNHiラジカル連鎖反応機構の解明

ラジカルインジェクション脱硝反応機構解明の基盤的知見となるアルゴンプラズマ内NHiラジカル生成およびその連鎖反応について実験および理論計算を行った。放電条件とNHラジカル生成挙動の関係を定量的に明らかにし,高いNHラジカル濃度を得るための最適条件を得た。この結果をもとに,脱硝反応におけるNHiラジカル連鎖反応について理論計算を行い,これまで不可能であった広い酸素濃度領域での高効率脱硝を得るブレイクスルーを得た。大気圧アルゴンプラズマでNHiラジカル(NH_2, NH, N)を生成させ,それを排ガス中に注入することによりラジカル連鎖反応で高効率に脱硝を行う独創的な反応装置を開発した(特許第3826085号,特許第4096068号)。しかしながら,アルゴンプラズマ内で生成するNHiラジカルの生成メカニズムおよび脱硝反応場におけるNHi, OHラジカルの寿命やその反応メカニズムは不明であり,学術的な解明が急がれる。脱硝反応場に吹き込まれたラジカル種の違いによる反応温度と脱硝率の関係を機軸に反応機構を推定し,シミュレーションを行った。NHおよびNラジカルは低温で脱硝反応に寄与し,高温ではNH_2ラジカルが主に寄与することが明らかになった。これをもとに反応速度定数を調整し,3次元熱流体素反応シミュレーションに拡張したところ,反応場でのガス混合もまた脱硝反応に大きく影響を及ぼしていることがわかった。今後,反応場でのラジカル種の濃度計測が反応機構解明の糸口となる。次年度は,印加電圧,パルス周波数,アンモニアガス滞留時間,ラジカル吹き込み速度をパラメータとして,N, NHラジカルの自発光強度の変化を調べる。大気圧アルゴンプラズマでNHiラジカル(NH_2,NH,N)を生成させ,それを排ガス中に注入することによりラジカル連鎖反応で高効率に脱硝を行う独創的な反応装置を開発した(特許第3826085号,特許第4096068号)。しかしながら,アルゴンプラズマ内で生成するNHiラジカルの生成メカニズムおよび脱硝反応場におけるNHi,OHラジカルの寿命やその反応メカニズムは不明であり,学術的な解明が急がれる。平成20年度は,脱硝反応場でのラジカル種の濃度計測を行い,電離反応などで生成するNHiラジカルの濃度シミュレーションを行い,プラズマで生成するNHiラジカルの生成メカニズムを明らかにした。投入電力(印加電圧とパルス周波数),アンモニアガス濃度,ガス滞留時間(ガス流量)をパラメータとして,分光計測によりNHラジカルの自発光強度の変化を調べ,独自の電離反応機構を組み込むことにより,大気圧非平衡プラズマ内で生成するNHiラジカルのメカニズムを明らかにした。本成果に基づき,ラジカルインジェクション法はNOxのみならず,N_2OやVOC等の種々の環境汚染物質の除去にも有効であることが示唆された。
ツォンカパを中心とするチベットの仏教と美文詩に関する総合的研究

本研究(課題名:ツォンカパを中心とするチベットの仏教と美文詩に関する総合的研究)は、チベット仏教ゲルク派の創始者ツォンカパ・ロサンタクパ(1357-1419)の中観思想の特色と、それが後代に与えた影響を、思想史的観点から考察すると共に、卓越した詩人としても知られるツォンカパの詩作品を中心として、14世紀から15世紀頃のチベット古典文学の形成と発展を分析することにより、当時のチベットにおける仏教思想と文学世界の融合がいかにして成立したかを明らかにするものである。本研究の目的は、チベット仏教ゲルク派の創始者ツォンカパ(1359-1419)の中観思想・菩薩思想を考察すると共に、詩人として知られる彼の美文詩を中心に、1415世紀頃のチベット古典文学の形成と発展について精査し、チベットにおける仏教思想と文学世界の融合について明らかにすることである。当該年度は以下の四点について研究を実施した。[1]ツォンカパ『縁起讃』の思想研究。『縁起讃』に対する註釈書や関連文献を精査した。これによりツォンカパの自性論に見られる言語論を解明し、その成果を「チベット中観思想における自性の概念」としてまとめ『インド論理学研究』第7号に公表した。また、ツォンカパの空性論証の修道論的性格を、後代のジャムヤンシェーパ(1648-1721)の理解に沿って検討し、その成果に基づく口頭発表「ジャムヤンシェーパの空性論証と修道論」を広島哲学会にて行なった。[2]『縁起讃』の文学世界に関する研究。チベット詩論書を参照しながら、従来学界で注目されていなかった『縁起讃』の文体と修辞法についての分析を行ない、得られた知見に基づく口頭発表「ツォンカパ『縁起讃』の文学世界」を日本チベット学会にて行なった。[3]サンスクリット詩論『詩鏡』のチベット撰述註釈の研究。プーケーパ(1618-85)による『詩鏡』註釈の第一章冒頭部の解読を行ない、訳注を作成した。[4]チベットにおけるサンスクリット叙情詩『雲の使い』の受容に関する研究。14世紀に成立したチベット語訳を原典と比較し検討すると共に、チベット古典文学に詳しいギャイ・ジャブ教授(青海師範大学)と共同でチベット語新訳を作成した。本研究は、チベット仏教ゲルク派の創始者ツォンカパ・ロサンタクパの中観思想・菩薩思想と、彼の詩的世界の接点を探り、14世紀から15世紀頃のチベットにおける仏教と文学の融合の過程を明らかにすることである。当該年度においては、ツォンカパ『縁起讃』とそれに関連するインド・チベット文献の比較考証を中心に研究を実施し、特に以下の二点について成果を挙げた。[1]『縁起讃』の詩的世界についての考察。[2]『縁起讃』並びに『道次第大論』に説かれる自性論の考察。第一に、インド仏教の讃文学(『一百五十讃』など)の文体が『縁起讃』に影響を与えていること、また、インドのサンスクリット詩論書『詩鏡』に規定される隠喩の技法が『縁起讃』に用いられていることを明らかにし、そこから浮かび上がってくる美文詩としての『縁起讃』の意義について考察し、その成果を『日本西蔵学会々報』に発表した。また、『縁起讃』は、論理学・修道論・詩論を等しく重要視するツォンカパの学問観を体現する作品であることを指摘すると共に、当時のチベット仏教における詩の役割について考察し、その成果を『印度学仏教学研究』に発表した。第二に、『縁起讃』の中心思想「およそ縁起するものは無自性」を思想史的観点から解明するため、ツォンカパ『道次第大論』の自性論を同書の割註と共に精読し、インド中観思想の自性論がツォンカパによっていかなる変更を遂げたかを明らかにし、その成果を学術誌としてまとめ『比較論理学研究』に発表した。なお、これと併せて、チベット古典文学の研究で知られるギャイ・ジャブ教授(青海師範大学)と共同研究を実施し、サンスクリット叙情詩『メーガドゥータ』チベット語訳の分析と、新訳作成を進めてきたことを付言する。当初の計画に従って、[1]ツォンカパ『縁起讃』の思想研究、[2]『縁起讃』の文学世界に関する研究、[3]サンスクリット詩論『詩鏡』のチベット撰述註釈の研究、[4]チベットにおけるサンスクリット叙情詩『雲の使い』の受容に関する研究を行なった。進行状況はおおむね順調であり、学術大会における研究発表(2点)と、学術誌への論文投稿(1点)を行ない成果を残すことができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。仏教学今後も当該年度と同様の方法で研究を進める予定である。

ツォンカパ『縁起讃』については、関連文献を網羅的に精査し、思想史と文学の両側面から作品に新たな光を当てる研究を遂行したい。1415世紀のチベット古典文学の形成と発展を解明するに当たっては、ギャイ・ジャブ教授との共同研究会を開催し、意見交換を行なう予定である。また、当該年度内に作成したプーケーパ(1618-85)による『詩鏡』註釈の第一章冒頭部の訳注に立脚して、次年度で研究成果を発表することを予定している。27年度が最終年度であるため、記入しない。
リビング超分子重合を機軸とするπ電子系ソフトマテリアルの機能開拓

平成30年度は,昨年度に引き続きアミノ酸ジアミドを利用する精密超分子重合の確立に向けて,アミノ酸残基の効果について検討した.残基の異なるアミノ酸のC末端とN末端に,発光性のπ電子系化合物であるピレン誘導体と可溶性基をそれぞれ導入したピレン置換アミノ酸ジアミドを合成した.低極性溶媒中,ジアミド部位の分子内水素結合の形成によるフォールディング過程と,分子間水素結合を駆動力とする自己集合過程を種々のスペクトル測定と顕微鏡観察により評価した.その結果,超分子重合の初期過程において,フォールディングした単分散状態の速度論的な安定性と,超分子ポリマーの熱力学的な安定性がアミノ酸残基によって異なることがわかった.残基の異なるピレン置換アミノ酸ジアミドを混合させた準安定な単分散溶液に対し,対応する集合体の断片(種,タネ)を添加したところ,選択的に超分子重合を開始できることを見出した.また,水媒体中において準安定状態を利用する超分子重合の確立を目指し,親水性基とベンズアミド基を有するジケトピロロピロール(DPP)誘導体を設計,合成した.DPP骨格は集合化により特異な光・電子特性の発現が期待できる色素である.集合特性を評価した結果,長波長側に新たな吸収帯をもつファイバー状集合体を形成することがわかった.また,時間依存吸収スペクトル測定により集合過程を追跡した結果,自発的な集合が抑制された誘導期を確認した.単分散状態に関して量子化学計算を行った結果,水分子存在下ではベンズアミド基のフェニル部位がDPP部位に重なるように折りたたまれた構造がエネルギー的に安定であることが示され,誘導期における分子構造について重要な知見が得られた.また,種の添加により超分子重合の開始過程と集合体構造の速度論的制御に成功した.平成29年度は,超分子ポリマーの成長過程を時間で制御する精密超分子重合法の実現に向けて,汎用分子骨格の開発に取り組んだ.本研究で着目したジアミド化合物は,アミノ酸誘導体から容易に合成でき,分子間水素結合により超分子ポリマー形成を促す汎用分子骨格である.一方で,アミノ酸ジアミドはタンパク質の最小の構成単位であり,分子内水素結合によりエネルギー的に安定な折り畳み構造を形成する.このフォールディング特性により,超分子ポリマー生長する分子構造と生長しない構造の二状態間を動的に変化すると考えた.アミノ酸誘導体とアミド化反応により,発光性のπ電子系化合物であるピレン誘導体をN末端とC末端それぞれに導入し,溶液中における超分子重合過程を種々のスペクトル測定(IR,NMR,吸収,蛍光)と顕微鏡観察(AFM,TEM)により評価した.その結果,超分子重合の初期過程において,ジアミド部位の分子内水素結合により折り畳まれた構造を形成し,超分子ポリマー成長が一時的に抑制されることを見出した.この準安定状態に対し,超音波処理で調製した会合体の断片(種,たね)の溶液を添加したところ,直ちに超分子ポリマー化が進行することが分かった.すなわち,アミノ酸ジアミド骨格のフォールディング特性(分子内水素結合)と超分子ポリマー形成特性(分子間相互作用)を生かし,ピレン分子の超分子重合過程を時間で制御できることを実証した.汎用分子骨格であるジアミド骨格に,精密超分子重合の実現に向けた新たな価値を見出した成果は,世界的にも初めての事例であり独創的と言える.この成果は国際学術誌(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2339-2343)に掲載されており,同誌のバックカバーにハイライトされている.平成29年度の研究実施計画に記載した「非平衡系のデザイン」と「開始剤のデザイン」の進捗状況について評価した.非平衡系のデザインに関して,当初の計画通り,アミノ酸ジアミド骨格のフォールディング特性と超分子ポリマー形成特性を生かし,ピレン分子の超分子重合過程を時間で制御できることを実証した.また,アミノ酸残基を変えることで,アミノ酸ジアミドの時間発展的な超分子重合を制御できることがわかってきている.具体的には,超分子重合の初期過程において生成する折り畳み構造の速度論的な安定性がアミノ酸によって異なることを確認している.さらに,一時的にトラップされたモノマー混合溶液に,対応する超分子ポリマーの断片を添加することで,選択的な超分子重合を達成できることを見出している.上記の研究と並行して,一時的に抑制されたアミノ酸ジアミドの超分子重合を効率良く開始できる添加剤の開発に取り組んだ.開始剤として機能させるには,アミノ酸ジアミドと効果的に相互作用させる分子設計が必要である.ジアミド二分子を共有結合により連結すれば,ジアミド同士の水素結合により開いた構造で固定され,ジアミド単量体と強く相互作用すると考えた.そこで,システイン誘導体を出発原料とし,ジスルフィド結合により連結させたジアミド二量体を合成した.少量のジアミド二量体を添加してジアミド単量体の超分子重合過程を追跡した結果,ジアミド二量体は開始剤としてではなく重合加速剤として機能することがわかった.当初想定していた成果とは異なるが,ジアミド二量体が特殊な分子構造を取り,ジアミド単量体とは異なる興味深い自己集合特性が明らかになりつつある.以上の成果から,おおむね順調に進展していると考えられる.平成30年度は,昨年度に引き続きアミノ酸ジアミドを利用する精密超分子重合の確立に向けて,アミノ酸残基の効果について検討した.残基の異なるアミノ酸のC末端とN末端に,発光性のπ電子系化合物であるピレン誘導体と可溶性基をそれぞれ導入したピレン置換アミノ酸ジアミドを合成した.低極性溶媒中,ジアミド部位の分子内水素結合の形成によるフォールディング過程と,分子間水素結合を駆動力とする自己集合過程を種々のスペクトル測定と顕微鏡観察により評価した.

その結果,超分子重合の初期過程において,フォールディングした単分散状態の速度論的な安定性と,超分子ポリマーの熱力学的な安定性がアミノ酸残基によって異なることがわかった.残基の異なるピレン置換アミノ酸ジアミドを混合させた準安定な単分散溶液に対し,対応する集合体の断片(種,タネ)を添加したところ,選択的に超分子重合を開始できることを見出した.また,水媒体中において準安定状態を利用する超分子重合の確立を目指し,親水性基とベンズアミド基を有するジケトピロロピロール(DPP)誘導体を設計,合成した.DPP骨格は集合化により特異な光・電子特性の発現が期待できる色素である.集合特性を評価した結果,長波長側に新たな吸収帯をもつファイバー状集合体を形成することがわかった.また,時間依存吸収スペクトル測定により集合過程を追跡した結果,自発的な集合が抑制された誘導期を確認した.単分散状態に関して量子化学計算を行った結果,水分子存在下ではベンズアミド基のフェニル部位がDPP部位に重なるように折りたたまれた構造がエネルギー的に安定であることが示され,誘導期における分子構造について重要な知見が得られた.また,種の添加により超分子重合の開始過程と集合体構造の速度論的制御に成功した.平成30年度は,アミノ酸ジアミドを利用する精密超分子重合に確立に向けて,平成29年度に得られた研究成果を基に研究を推し進める.具体的には,「アミノ酸残基の効果」と「ジスルフィド結合による二量化の効果」について評価を進め,精密超分子重合の実現に向けた最適なアミノ酸ジアミド骨格を明らかにする.最適アミノ酸なジアミド骨格が見つかれば,末端ピレンの代わりに多様なπ電子系化合物を導入し,超分子ポリマーの形成過程に及ぼすπ電子系化合物の効果を明らかにする.また,速度論的アプローチである精密超分子重合により,構造要素が制御された超分子ポリマーが示す物性について興味が持たれる.熱力学的に調製された分子集合体の物性と比較し,精密超分子重合の意義と効果を探索する.さらに,超分子ポリマーのチューブ状,シート状集合体構造など次元と形状の異なる集合体についても,ジアミド化合物を導入することで準安定状態を創り出し,構造要素と機能の精密制御に挑む.ジアミド化合物の原料となるアミノ酸には,N末端,C末端,そしてアミノ酸残基に三種類の異なる機能性置換基を導入できる.この特徴を利用し,親水性・疎水性,置換基の嵩高さ,剛直性・柔軟性などのバランスを考慮した様々な分子をデザインできる.実際に,末端ピレンを他の分子骨格に置き換えたジアミド化合物を設計,合成しており,自己集合特性がどのように変化するのか評価を進めている.自己集合プロセスの熱力学と速度論について理解を深め,時間軸を考慮に入れた精密超分子合成を実現し,サイズ,形状,分子配列などの構造要素に基づく物性・機能の開拓を進める.本研究計画は大きく分けて,「非平衡系を実現する分子ユニットと開始剤の合成」,「分子集合特性の熱力学的・速度論的評価」,そして「材料物性・機能性の評価」の三段構えで構成されており,それぞれに関わる研究経費を予測していた.
佐度金銀山絵巻の分類に関する基礎的研究

江戸中期から作製がはじまったとされる佐渡金銀山絵巻は多数の所在が知られているが,作者・年代・成立事情等が記されるのは稀で,それらの分類を明らかにすることが課題である。本年度は,東京国立博物館や個人が所蔵する原史料10点を調査・撮影した。また写真等で11点の絵巻史料のデータを入手し,計21点の構成・内容等を分析した。現在所在が確認されている佐渡金銀山絵巻は100点ほどと思われるが,これまでに17年度30点,18年度32点,19年度21点,計83点の調査を行なった(これ以外に,本研究交付申請以前10点を調査済)。さらに,鉱山技術書等の文献調査を行い,絵巻に描かれる諸事象(坑内における各種排水器具等)の年代的検討を行なった。この結果,絵巻巻頭の表現等から年代順に大きく4分類でき,さらにそれらの分類のなかでもいくつかに小分類できることが明らかになった。これにより,全国に伝わる個々の佐渡金銀山絵巻が,絵巻群全体の中でどのような位置づけになるのかの指標を提示することが可能となった。そして,このような佐渡金銀山絵巻の内容の相違は,絵巻が江戸中期から幕末期にいたる長期間にわたって,新技術の導入,作業工程や管理体制の変化等に伴い,内容の一部が更新されて作製され続けたことを反映していることを指摘した。佐渡金銀山絵巻作製の目的については,江戸中期以降に佐渡奉行やその補佐役である組頭の交代ごとに作製,提出されたという従来の説を踏襲しながら,その他様々な目的で書き写されたことを指摘した。本年度は、佐渡島内および国立公文書館、国立国会図書館をはじめとする県外の機関が所蔵する原史料15点を調査・撮影し、また、写真やデジタルデータで15点の絵巻史料のデータを入手し、計30点の内容・構成などを分析した。現在確認されている佐渡金銀山絵巻の所在は100点前後と思われるので、全体の3割程の調査を行なったことになる。この結果、佐渡金銀山絵巻はその内容・構成からいくつかのカテゴリーに分類されるとともに、それらの年代の前後関係が明らかになるものもあった。次年度以降の調査データの集積に伴い、より詳細な分類を行なう。また、新たな佐渡金銀山絵巻の所在が複数確認され、次年度以降調査する予定とした。佐渡金銀山絵巻は作者や年代の記載がほとんどなく、そこに描かれる鉱山技術・道具等の導入時期などから年代を推察する必要がある。そのためには絵巻そのものの分析だけでなく、当時の鉱山技術書等の文献調査が不可欠である。本年度は、従来の研究史を整理する目的も兼ね、鉱山・冶金技術等に関する各種文献資料を収集した。さらに、ドイツボーフム大学東アジア学部日本史学科教授で、日本の鉱山に関する研究プロジェクトに従事しているR.マティアス氏と鉱山絵巻の分析、分類方法に関する情報交換を行なった。今後、ドイツをはじめとするヨーロッパの博物館が所蔵する日本鉱山絵巻、特に佐渡金銀山絵巻についての情報を提供いただく予定とした。江戸中期から制作が始まったとされる佐渡金銀山絵巻は多数の所在が知られているが、作者・筆写年代・成立事情等が記載されるのは極めて稀で、それらの分類・位置づけを明らかにすることが大きな課題である。本年度は、秋田大学、東京大学、東海大学、京都大学、九州大学などが所蔵する原史料21点を調査・撮影した。また写真やデジタルデータで11点の絵巻史料のデータを入手し、計32点の構成・内容等を分析した。現在所在が確認されている佐渡金銀山絵巻は約100点ほどを思われるが、昨年度約30点、今年度は32点のデータを蓄積したので、これまでに全体の6割程度の調査・分析を行なって事になる。さらに、鉱山技術書等の文献調査を行ない、絵巻に描かれる諸事象(坑内における各種排水器具等)の年代的検討を行なった。この結果、昨年度おぼろげに見通しを立てた佐渡金銀山絵巻の分類がより明確となった。すなわち、巻頭の表現等から年代順に大きく4分類でき、さらにそれらの分類のなかでもいくつかに小分類できる見通しが立った。これは、佐渡金銀山絵巻が、作業工程や管理体制が変わるたびごとに内容の一部が更新されて制作されたことを示すものである。今後は未調査絵巻の調査を引き続き進め、佐渡金銀山絵巻の分類指標の確立を目指す。

そして,このような佐渡金銀山絵巻の内容の相違は,絵巻が江戸中期から幕末期にいたる長期間にわたって,新技術の導入,作業工程や管理体制の変化等に伴い,内容の一部が更新されて作製され続けたことを反映していることを指摘した。佐渡金銀山絵巻作製の目的については,江戸中期以降に佐渡奉行やその補佐役である組頭の交代ごとに作製,提出されたという従来の説を踏襲しながら,その他様々な目的で書き写されたことを指摘した。
機能的なクロマチンの再構成と高分解能3D構造・機能解析

本研究では、染色体が機能統合体として働く仕組みを、クロマチン構造ユニットの立体構造を明らかにすることで解明することを目的とした。転写を抑制すると考えられるヘテロクロマチンおよび転写のon/offを制御する転写制御領域近傍のクロマチンにおける基本ユニットを試験管内で再構成する系の構築を行った。並行して、再構成したクロマチンユニットを用いた機能解析を、生化学的手法にて行い、クロマチン構造における転写反応の機構を理解し、クロマチンの基本構造ユニットが、染色体において機能を果たすメカニズムを理解することを目指した。構成的ヘテロクロマチンに特徴的な、H3K9me3修飾、この修飾を認識するヘテロクロマチンタンパク質HP1を含むクロマチンユニットを試験管内で再構成した。得られた複合体に、リンカーヒストンH1を結合させ、その3D構造をクライオ電子顕微鏡解析によって決定することを試みた。そして、リンカーヒストンH1の添加によって、ヘテロクロマチンの基盤構造が大きく変動することを見出した。30年度が最終年度であるため、記入しない。
集団行動における相互作用のモデルに関する基礎的研究

自律分散システムや分散人工知能システムのような,全体の組織形態や制御構造が所与でなく構成要素の自律性や協調関係に依存して変化・発現するシステム,すなわち協調計算システムの構築基盤を確立すべく,本研究では,構成要素の集団行動の抽象化という方向から,特に構成要素間の相互作用に焦点を当ててモデル化を図った。前年度の同一課題の研究成果を受けて,研究実施計画に従って研究を進め,本年度は下記の成果を得た。1暗黙的相互作用の導入:構成要素どうしの間や構成要素と集団との間などに生じる相互作用の形態として,これまでの基本的なモデルでは,他のモデルの多くと同様に「通信」という明示的・操作的なものしか提供していなかった。しかし実際の問題においては,「関係」というような暗黙的・宣言的な相互作用の形態も存在する。そこで,この暗黙的相互作用をモデルに導入すべく分析検討を行い,当初の研究計画の段階で考えていた「制約」に代えて,より実現の容易な「委譲」の機構を採用し,これに基づいて暗黙的相互作用の基礎を固めた。2環境との相互作用による状況依存行動の実現:昨年度までの基本的なモデルでは,集団はその構成員に対して抽象化カプセルおよび相互作用媒体という受動的な形で機能するのみで,集団が構成員の行動に積極的に関与するには至っていなかった。一般に協調計算システムにおいては,構成要素はその属する集団,そのおかれている環境に応じて自らの行動を変化させるという,適応ないし状況依存と呼ばれる能力を持つきりが要求させる。そこで,この状況依存行動について,これまでの枠組の中で実現できる可能性や,新たに「自己反映」や1で導入した「委譲」の機構を用いて実現する方法について分析検討を行い,良好な見通しを得た。
昆虫飛翔筋の神経系を介さないメカノセンシング機構の解明

蚊のような小型の昆虫は、500Hz以上の周波数で羽ばたいて飛ぶ。通常の収縮・弛緩の繰返しでは実現不可能な高周波の羽ばたきを可能にするのは、昆虫飛翔筋の高い自励振動能力であり、これには「伸長による活性化」というメカノセンシング機構が必須である。本研究では、大型放射光実験施設SPring-8の発生する高輝度X線とCMOS型超高速ビデオカメラを使用し、生きた昆虫の羽ばたき中の飛翔筋内の分子の動きを毎秒5000コマで記録することにより、「伸長による活性化」の分子機構に関する重要な手がかりを得ることができた。脱膜したマルハナバチ飛翔筋線維をカルシウムで活性化し、伸張したときにX線回折像中に最初に現れる変化は第1層線上の1,1反射スポットの増強であり、これが昆虫飛翔筋の高速振動にとって重要な「伸張による活性化」の引き金となる構造変化を反映している可能性が高い。この考えが正しければ、「伸張による活性化」を示す他の昆虫種の飛翔筋も伸張時に同様の回折像変化を示すと期待される。そこで今回、タガメとガガンボの2種の昆虫の飛翔筋を用いて同様の回折実験を行なった。その結果、この2種の昆虫の場合も伸張時に第1層線上の1,1反射スポットが増強することが明らかになった。特にガガンボの場合、反射スポットの増強は顕著であった。従って1,1反射スポットの増強は、「伸張による活性化」を示す昆虫の飛翔筋に普遍的な現象であると考えられる。また、予定通り生きたマルハナバチを用い、羽ばたき中の飛翔筋からの回折像と羽の動きを同時記録した。これによりマルハナバチの胸部にある2種の拮抗する飛翔筋の動作タイミングを記録できたばかりでなく、回折像より筋肉長、発生張力、ミオシン頭部の結合解離などの時間経過を克明に記録することができた。何よりも重要なのは上記の1,1反射スポットの増強は生きた昆虫の飛翔筋においても起こっており、その強度変化は脱膜した標本の場合より顕著であることが明らかとなったことである。この1,1反射スポットの増強はアクチンに結合したミオシン頭部が伸張時に特定の構造変化を起こすことで説明できる。この成果について現在論文投稿中である。通常の収縮・弛緩の繰返しでは実現不可能な高周波の羽ばたきを可能にするのは、昆虫飛翔筋の高い自励振動能力であり、これには「伸長による活性化」(SA)というメカノセンシング機構が必須である。しかしSAの分子機構は今まで分かっていなかった。本研究は昆虫飛翔筋のSAの分子機構を明らかにする目的で行われた。3年間の研究期間で明らかになったのは以下のとおりである。まず、SAの分子機構について従来最も有力だった説は、伸長のシグナルが昆虫飛翔筋特有のトロポニンIの長大な延長部によってトロポニン複合体に伝えられ、これが収縮装置を活性化するという仮説である。しかし、本研究で酵素処理によってこの延長部を97%取り除いてもSAは殆ど影響を受けなかったため、この仮説は否定された。それでは一体何が伸長のシグナルを検知しているのかを明らかにするため、マルハナバチから単離した脱膜飛翔筋細胞標本を用いて高速時分割X線回折像記録を行った。その結果は、1msで完了するステップ伸長を加えたとき、111反射と201反射の相補的強度変化が最も早く起こる変化であることを示した。この変化はSAと同じくカルシウム依存的に生じたため、SAとの関連が予想された。さらに生きて羽ばたいているマルハナバチを用いて直接に高速時分割X線回折像記録を行ったところ、上記強度変化は伸長が起こるタイミングで一層顕著に起こることが明らかになり、理論計算によって、この強度変化がアクチンに結合したミオシンの変形で説明できることが示された。25年度はさらに理論計算を3次元に拡張することで、伸長時にまさに予想されるミオシン頭部の長軸方向の変位が上記強度変化を説明することを明らかにした。これらにより伸長によるミオシン頭部の変形がSAの引き金になっていることはほぼ明らかと思われる。伸長による活性化は昆虫飛翔筋の非同期型動作にとって重要な機構である。我々の以前の研究はマルハナバチ飛翔筋のX線回折像中の第1層線上の1,1反射スポットが伸長に対して最初に反応する反射であることを示した。モデル計算によれば、この反応はトロポニンの構造変化によって説明できる。この結果は、昆虫飛翔筋のトロポニンが現在解明されていない伸長センサーの有力な候補であることを示す。それならば、次の疑問は何が伸長の信号をトロポニンに伝えているかである。

昆虫のトロポニンIはプロリン・アラニンに富んだ長い延長部を持つことが知られ、これがアクチン繊維からミオシン繊維まで伸びて伸長の信号を受け取るのではないかということが言われてきた。この可能性を試すため、マルハナバチ飛翔筋のトロポニンI延長部を特異的な蛋白分解酵素(Igase)で切断し、飛翔筋の力学特性とX線回折像に及ぼす変化を調べた。予想に反し、伸長による活性化は切断によって影響を受けなかった。切断は、回折像には劇的な変化をもたらした。昆虫飛翔筋では一般的に赤道2,0反射が1,0反射より遥かに強度が高いが、延長部の切断後は2つの反射の強度がほぼ等しくなった。もしこの強度変化が(トロポニンの結合している)細いフィラメントの質量の減少に由来するなら、その質量は処理前の1/4にならないといけない。しかし延長部の質量は細いフィラメントの10%程度しかない。SDS電気泳動パターンでは、酵素処理によってトロポニンIの75kDaのバンドが消失するのと同時に、溶液中に幾つかの蛋白のバンドが新たに出現している。可能性としては、飛翔筋の高いミトコンドリア活性の結果生じる過酸化物を処理するためのグルタチオンS転移酵素が延長部に多数結合しているため(Clayton et al., 1998)、細いフィラメントの質量が大きくなっていることが考えられる。上記の生きた昆虫を用いた実験は成功に終わり、予想以上に重要な知見を得ることができた。昆虫飛翔筋の高速振動を可能にする非同期型動作について重要な知見を得ることができたこと。具体的には、昆虫飛翔筋を伸長したときに最初に現れる分子構造変化を捉えるとことができたこと、また伸長のシグナルが、従来それを伝えるといわれてきたトロポニンI延長部以外の構造を通じて伝えられていることを明らかにしたことである。当初の予定通り、X線ホログラフィー法による構造解析、RNAi法による機能解析等を行なう予定。またトロポニンIの長い延長部の役割を解明する実験、ガガンボに見られる特異な子午線反射の起源の解明、昆虫飛翔筋の進化に関する実験、飛翔筋研究のモデル動物であるタガメのゲノム解析などを予定。上記「昆虫飛翔筋を伸長したときに最初に現れる分子構造変化」はマルハナバチ飛翔筋を用いて得られた結果であるが、これが昆虫飛翔筋に普遍的にみられる現象であるかを調べるため、他の昆虫(タガメなど)でも同様の現象が見られるかを確認する。またトロポニンI延長部を切断した飛翔筋線維を伸長したときに、細いフィラメントが延びるかどうかをX線精密解析により調べる予定。その他当初の予定通り、生きた昆虫の羽ばたき時の飛翔筋構造変化、X線ホログラフィー法による構造解析、RNAi法による機能解析等を行なう予定。上記「生きた昆虫を用いた羽ばたき中の飛翔筋からの回折像と羽の動きの同時記録」に係る経費が予想より少なく済んだたため当該助成金が発生した。当該助成金は25年度に請求した助成金と合わせて、X線ホログラフィー法に必要な機材の購入、タンパク同定、電子顕微鏡による構造解析、ゲノム解析の外注費用、X線ビームライン使用に必要な消耗品実費負担(定額制)などに使用予定。23年度、昆虫飛翔筋線維を動作中に撮影する装置の一部を製作したが、これにかかる費用が当初予想より押さえることができたので次年度への繰越が生じた。一方、飛翔筋の酵素活性を測るための試薬類等は高額で当初の予想を上回る支出が生じている。24年度も試薬類にかなりの支出を予想している。