hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視覚-体性感覚のクロスモーダル特性とその脳内過程の検討

本研究課題では、2年間の研究期間内に、以下のような3つの実験的検討を主軸として研究を行ない、一定の「区切り」となる成果を得た。以下のすべては、国内外の学会において発表・報告がなされた。1.空間的な刺激-反応適合性効果の検討従来の研究では刺激に幾何学図形が用いられてきたが、円形の内部に「目」「鼻」などに当たる要素を含ませた「顔」図形や「時計」図形を用いることで、従来の身体中心枠の効果を上回る対象中心枠の効果が見られた。2.視覚と触覚のクロスモーダルな注意の瞬き現象の検討視覚と触覚に対する刺激の「タイプ」を統一することで、視覚単独・触覚単独・視覚から触覚、また触覚から視覚という4つのパターンで課題の干渉がどのように起こるかを検討した。その結果、視覚や聴覚で知られている特徴と触覚課題が加わった場合の特徴とが異なること、また視覚から触覚と触覚から視覚という逆方向で干渉の仕方が異なっているという、われわれのこれまでの実験結果が、今回の統一された刺激タイプにおいても確かめられた。3.長期的な視野反転に伴う順応過程と体性感覚への影響の検討長期間の視野反転に対する順応に関して、行動心理学的アプローチと脳生理学的アプローチの二つの観点から実験・検討を行なった。第一は行動場面においてどのような順応過程が存在するのかを調べるものであり、第二はどのような形で脳の「適応」が起こるのか、その過程をfMRIによって測定・検討するものであった。一連の研究からは、特定刺激に対する脳内の特定部位の学習過程が、視野反転の持続によって変化することが示された。空間的な刺激-反応適合性効果の検討、逆転眼鏡着用による順応過程の検討および視覚-触覚間のクロスモーダルな注意の瞬き現象の検討を行った。【空間的な刺激-反応適合性効果の検討】空間的な刺激-反応適合性効果が、身体中心枠だけでなく対象中心枠にも規定されるかどうかを検討するために、円形の内部に目、鼻などにあたる要素を含み顔として知覚可能な図形と、それらの要素を除いた図形を刺激として実験を行った。左右どちらかの目の位置に提示される図形の形態に応じてキーを押す応時間を測定した。多くの条件で身体中心枠の効果を上回る対象中心枠の効果が見られたが、図形の種類や目の形の組合わせによる明瞭な差異は見られなかった。【逆転眼鏡着用による順応過程の検討】左右反転2名・上下反転2名で16日間、左右反転2名・上下反転2名・視野制限2名で7日間の実験を行った。上下さかさ絵の見え判断・書字・左右判断・SRC・ポインティング・ナンバーバイセクション・両眼立体視・フラッシュラグ・視覚学習・fMRI実験等が試みられた。上下反転眼鏡への順応における上下さかさ絵の見え判断・視覚学習実験で発見的結果を得た。また、2002年・2003年の着用者中6名・2004年4名の残効を視覚学習実験で検討した。逆転眼鏡への順応は単なる運動学習的・自己受容感覚的なものでないことが明白になりつつある。【視覚-触覚間のクロスモーダルな注意の瞬き現象の検討】「注意の瞬き」バラダイムを用いて、視覚と触覚のクロスモーダル知覚特性について検討した。視覚、触覚のユニモーダル実験、及び視覚から触覚、触覚から視覚への影響をみるクロスモーダル実験を行った。その結果、触覚課題の正答率が低いため、触覚から視覚への影響は明らかにならなかったが、視覚から触覚へは300400msecの処理不全期が見出された。平成17年度は、昨年度までに(およびこれまでの科学研究費補助金採択研究において)行なってきた複数の実験研究を進め、一定の「区切り」となる成果を得た。

第一は、空間的な刺激-反応適合性効果を規定する参照枠を検討する実験である。これまでは刺激に幾何学図形を用いていたが、「顔」図形や「時計」図形をもちいることで、従来の身体中心枠の効果を上回る対象中心枠の効果が見られた。これらの成果は日本心理学会などで報告された。第二は、視覚と触覚のクロスモーダルなアテンショナル・ブリンク現象についての実験である。視覚と触覚に対する刺激の「タイプ」を統一し、視覚単独、触覚単独、視覚から触覚、また触覚から視覚という4つのパターンで課題の干渉がどのように起こるかを検討した。その結果、視覚や聴覚で知られている特徴と触覚課題が加わった場合の特徴とが異なること、また視覚から触覚と触覚から視覚という逆方向で干渉の仕方が異なっているという、われわれのこれまでの実験結果が、今回の統一された刺激タイプにおいても確かめられた。さらに第三に、研究協力者らの助力を得て、以前から行なってきた左右(上下)反転眼鏡装着実験を行い、長期間の視野反転に対して、どのような形で脳の「適応」が起こるのか、その過程をfMRIによって測定・検討した。その結果、特定刺激に対する脳内の特定部位の学習過程が、反転眼鏡の装着によって変化することが示された。これらの成果はSociety for Neuroscienceで報告された。
発生過程における神経回路網形成に関与する機能分子の樹立神経幹細胞株を用いた解析

発生過程の脳における神経回路網形成は、神経細胞の領域特異的な形態的・機能的分化をその基礎とする。最近になってこの過程を制御する分子として、脳の特定の領域に限局して発現する多くの遺伝子が同定されてきた。これら領域特異的遺伝子の発現制御ならびに機能を明らかにすることは、神経回路網形成の分子機構を理解する上で極めて重要な課題である。我々は最近、不死化細胞株を用いて多能性神経幹細胞よりニューロン及びグリア細胞が発生する過程を試験管内で再構成することに成功している。本研究では、初代培養神経上皮細胞ならびに不死化細胞株を用いて領域疾く夷狄遺伝子を解析した。まず初代神経上皮細胞においては、領域特異的な遺伝子発現が試験管内培養した際にも維持されることを明らかにした。次に我々が樹立した神経上皮細胞株についても、それぞれ異なる細胞株において異なるセットの領域特異的遺伝子が発現しており、さらにそのパターンは細胞が増殖・分化する際にも厳密に保存されることを見出した。今回の我々の解析から、脳の領域特異性を制御する遺伝子の発現においては、細胞系譜に依存した細胞内在的な制御機構が重要な役割を果たしていることが明らかになった。次に領域特異的転写因子の機能解析のための新たな実験系として、特定の領域特異的遺伝子群を発現している神経幹細胞株を、胎児あるいは生後発達期の脳に細胞移植するシステムの構築を試みた。特にPax遺伝子群に着目し、外来遺伝子の導入によって特定のPax遺伝子を構成的に発現した細胞株を樹立した。親株および遺伝子導入細胞株を用いた移植実験を行い、Pax遺伝子の発現が細胞の移動、分化、領域特異性、などにどのような影響を持つかを現在解析中である。
インターネット天文台と計算機シミュレーションによる科学教育の新展開

インターネット天文台はインターネット上のユーザがリモートでリアルタイムに観測できる装置である。その操作はWebブラウザ上で行われる。我々は口径35cmシュミットカセグレン式望遠鏡と冷却CCDカメラを装備した「津山インターネット天文台」を構築した。また、天文教育のため、世界天文年2009より小中学生を対象とする公開講座としての「天体観測会-君も未来のガリレオだ!-」を9回開催した。計算機シミュレーションの活用も含めて、今後も継続して科学教育を行う。研究代表者は、高等専門学校や高等学校の物理系科目をより魅力的にするための方策として、宇宙・天文についての教育とJavaやFlash等を用いた計算機シミュレーションによる物理現象の視覚化に注目している。まず、本計画の主目的である「津山インターネット天文台」については、申請書記載の通り(直接経費での建物設置が不可のため)スライディングルーフ観測室は別予算で設置し、中に格納する装備品について科研費で用意した。ここで、主要装備品の口径35cm望遠鏡については、業界標準の制御コマンドを有している世界最大望遠鏡会社の国内総代理店の事情で、シュミットカセグレン式望遠鏡の中古品が3月に納入された。性能調整の結果、現在、その他の装備品と合わせて通常の天文台として機能しており、インターネット天文台としての完成を目指して作業を進めている。また、世界天文年の今年は、小中学生対象の天体観測会を5回開催する。もう1つの柱である計算機シミュレーションによる物理現象の視覚化については、本校5年選択科目「理科課題研究」にて、有志学生とFlashのAction Scriptを用いる簡単なe-Learningコンテンツ作成を行った。最新の科学成果を背景とする計算機シミュレーションの手法については、調査・研究を進めており、現在の所、関連する研究成果が多い状況となっている。まず、本計画の主目的である「津山インターネット天文台」については、底面2m×3m、高さ1.7mの電動スライディングルーフ観測室に口径35cmシュミットカセグレン式望遠鏡を入れている。この口径35cm望遠鏡には口径8cmガイドスコープ(屈折望遠鏡)と口径4cm太陽望遠鏡(現有品)を同架し、通常の天文台として予定の構成になっている。平成21年度の科学教育としては、小中学生など約135名を対象として6月1日「口径35cm望遠鏡で土星を見よう」、7月22日「太陽望遠鏡で日食を見よう」、8月3日「手作り望遠鏡で月を見よう」、11月20日「クジラ座のミラと木星を見よう」、1月29日「地球に接近した火星を見よう」について計5回の天体観測会を実施した。インターネット天文台化については、望遠鏡と室内モニタカメラからの映像を切換機能、望遠鏡・冷却CCDカメラ・気象観測装置・制御BOXのシリアル制御機能について制御PC上で調整中である。また、取り込んだビデオ画像をストリーミングし、WWWブラウザからアクセスするクライアントとのユーザインタフェイスを担うWWWサーバも準備している。また、もう一つの柱である計算機シミュレーションによる物理現象の視覚化について、最新の科学成果を背景とする計算機シミュレーションの手法の調査・研究を進めている。研究代表者は、高等専門学校や高等学校の物理系科目をより魅力的にするための方策として、宇宙・天文についての教育とFlash等を用いた計算機シミュレーションによる物理現象の視覚化に注目している。まず、本計画の主目的である「津山インターネット天文台」については、底面2m×3m、高さ1.7mの電動スライディングルーフ観測室に、口径8cmガイドスコープと口径4cm太陽望遠鏡を同架した口径35cmシュミットカセグレン式望遠鏡を設置した。インターネット化については、望遠鏡と室内モニタカメラからのビデオ信号切換、望遠鏡・冷却CCDカメラ等の電源ON/OFFをリレー制御する制御BOXを制作した。また、機器のシリアル制御を行う制御PC、取り込んだビデオ画像をストリーミングしWWWブラウザからアクセスするクライアントとのユーザインタフェイスを担うWWWサーバを構築し、「インターネット天文台」を完成させた。現在公開へ向けた作業中である。平成22年度の科学教育としては、小中学生など約117名を対象として5月17日「口径35cm望遠鏡で金星、火星、土星を見よう」、7月23日「手作り望遠鏡で月を見よう」、10月12日「接近した木星と天王星を見よう」、1月7日「冬の星を見よう・月球儀を作ろう」について計4回の天体観測会を実施した。また、約43名を対象として「金星のお話し君も未来のガリレオだ!」について市内図書館の夏休み講座を行った。副目的の計算機シミュレーションによる物理現象の視覚化については、最新の科学成果を背景とする計算機シミュレーションの手法の調査・研究を進めている。次の計画に発展させていく予定である。
癌細胞の染色体不安定性を統御する中心体キナーゼの機能解析

癌細胞が悪性化するとは「癌細胞が細胞分裂ごとに娘細胞への染色体不均等分配を高頻度に起こす」即ち「染色体不安定性」という特徴を獲得することにある。その細胞・分子レベルでの主要な原因として「中心体の過剰増幅とM期チェックポイントの制御異常」が知られている。本研究ではM期で中心体から染色体へ移行する「中心体キナーゼ」であるLats1/2がALB経路とCLP経路を、GAKがGBC経路を形成することで染色体不安定性を統御するという我々の独自な発見を展開した。そのために、Lats1/2、GAK、Cyclin G1/G2欠損マウスやTALEN/Crispr系を用いたLats2欠損癌細胞株を作製して活用した。本研究は染色体の正確な分配を制御している重要因子としてLats1/2とGAKという中心体キナーゼに着目し、その異常が引き起こす染色体不安定性の分子統御機構について新規な3つのシグナル伝達経路の提唱を基盤として解明することを目的とする。ほぼ研究計画どおり順調に進み以下の成果を得た。1)Aurora-A-Lats2-Aurora-B(ALB)経路:M期において中心体キナーゼAurora-AによるLats2の特定のリン酸化がLats2の細胞内局在を変化させてAurora-A-Lats2-Lats1-Aurora-B(ALB)経路を形成し、正確な染色体分配と細胞質分裂の制御に機能していることを見出し、その成果を学術論文として発表した(「研究発表・成果」参照)。2)Chk1-Lats2-14-3-3-P-body(CLP)経路:DNA損傷(UV照射)に応答してChk1キナーゼがLats2の別の部位をリン酸化することでCLP経路から分岐して別の経路でアポトーシスを引き起こすことを発見した(投稿準備中)。3)GAK-PP2A-B'γ-Chk2/CondensinII(GBC)経路:GAKがPP2A B'γのThr104をリン酸化すことを見出し、この非リン酸化型T104A変異体は触媒サブユニットであるCsubunitと結合できなくなることを見出した。さらに、我々が作製したGAKのキナーゼコード領域を欠失させたノックアウトマウス(GAK-kd^<-/->)は、出生後間もなく血中酸素飽和濃度が上がらずに肺機能不全を発症して死に至る。詳細な解析を行ったところ、間質性肺炎のマーカーであるSP-Aの肺組織での異常分布が見られ、GAKのキナーゼ活性の阻害が肺胞の形態形成や酸素交換機能に重大な欠損を与え、すなわちこれが間質性肺炎の原因となることを示唆する結果を得た(「研究発表・成果」参照)。本研究の目的は、染色体分配を正確に制御している重要因子としてLats1/2とGAKという中心体キナーゼに着目し、その異常が引き起こす染色体不安定性の分子統御機構について新規な3つのシグナル伝達経路の提唱を基盤として解明することである。研究はほぼ計画どおり順調に進み、本年度は以下の研究成果を得た。1)Aurora-AーLats1/2ーAurora-B(ALB)経路:ALB経路においてLats1/2キナーゼが新たにAurora-Bの制御因子の一つであるINCENPをリン酸化することを見出した。キナーゼアッセイやTALEN技術により作製したLats2欠損癌細胞株を用いてリン酸化部位の同定を行い、そのリン酸化部位のアラニン置換(非リン酸化)変異体をテトラサイクリン誘導下で発現させたところ細胞質分裂の異常が認められた(投稿準備中)。また、Lats1 null KOマウスを作製し、これに由来する培養細胞(MEF)を解析したところ、中心体の過剰増幅と染色体分配異常、細胞質分裂の異常を引き起こした。2)Chk1ーLats2ー14-3-3ーP-body経路: UV照射によるDNA損傷に応答して活性化したChk1キナーゼがLats2の新たな部位をリン酸化することでLats2の自己リン酸化と活性化を引き起こし、活性化したLats2がCdk阻害因子p21をリン酸化して、不安定化することでカスパーゼ依存的なアポトーシスを引き起こす新たな経路を同定したので学術論文に公表した(Suzuki et al., JCS, 2013)。3)GAKーPP2A-B'γ;経路:Cyclin G2のKOマウスを作製し、これに由来するMEFを用いてCyclin G2/PP2A-B'γ;複合体が放射線照射後のDNA修復の完了に重要な役割を果たしていることを明らかにしたので学術論文に公表した(Naito et al., Cell Cycle, 2013)。

また、Cyclin G1とPP2A-B'γ;の結合領域を決定し、その相互作用を阻害するペプチドを癌細胞に発現させると放射線存在下で効率的に細胞死を誘導した。染色体の正確な分配を制御している重要因子としてLats1/2とGAKという中心体キナーゼに着目し、その異常が引き起こす染色体不安定性の分子統御機構について新規な3つのシグナル伝達経路の提唱を基盤として解明することを本研究の目的とする。研究はほぼ計画どおり順調に進み、本年度は以下の研究成果を得た。1)Aurora-AーLats1/2ーAurora-B(ALB)経路:Lats1/2の新たなリン酸化標的を同定した。一方、N末端領域が欠損したLats1蛋白質を発現するLats1-ΔNノックアウト(KO)マウスを作製し、これに由来する細胞(MEF)においてDNAマイクロアレイ解析を行ったところ、Lats2の発現が顕著に減少し、そのリン酸化標的であるYapが異常に安定化して核移行することを見出した。このMEFは、中心体の過剰増幅と染色体分配異常、細胞質分裂の異常を引き起こし、この細胞をヌードマウスに皮下注射すると腫瘍を形成した。2)Chk1ーLats2ー14-3-3ーP-body (CLP)経路:DNA損傷に応答して活性化したChk1キナーゼがLats2の新たな部位をリン酸化し、活性化したLats2がCdk阻害因子p21をリン酸化してアポトーシスを引き起こす新たな経路を見出した。3)GAKーPP2A-B'γーChk2 /CondensinII (GBC)経路:CyclinG1、Cyclin G2およびダブルKOマウスがDNAアルキル化剤である発癌剤に対して抵抗性を有していることを見出した。また、放射線照射後のCyclin G2 KOマウス由来のMEFにおいて、DNA修復関連因子であるγH2AXの脱リン酸化が顕著に遅延することを見出した。すなわち、Cyclin G2/PP2A B'γ複合体が放射線照射後のDNA修復の完了に重要な役割を果たしていることを示唆している。本研究の目標の一つであったALB経路の発見とそのメカニズムの解析について研究計画の2年目で既に論文発表に至ることができた。この研究成果はCell Cycle誌のNews & viewsにも採り上げられ注目された。また、CLP経路については、そこから分岐してアポトーシスを制御する新しい経路を見出し、現在この論文は投稿間近である。さらに、GBC経路ではGAK-PP2Aの機能を明らかにし論文発表した。さらにGAKノックアウトマウスの肺発生の組織学的解析から肺癌の抗がん剤ゲフィチニブ(イレッサ)の標的でもあるGAKが、イレッサの副作用で起こるとされる間質性肺炎の原因の一つとなる可能性を示唆できたので論文として報告した。以上のことから、実験は予定以上に順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究計画の一つであるALB (Aurora-A-Lats2-Lats1-Aurora-B)経路の分子メカニズムの解明に繋がる成果としてLats1のノックアウトマウスの作製と解析からLats1/2が染色体不安定性の抑制と腫瘍形成の抑制に重要であることを見出し、学術論文に発表することができた。この研究成果はJ. Cell Sci.誌のIn This Issueにも選択され注目された。また、この他にCLP経路に関する論文のうち1報が現在リバイズ中で、GBC経路に関する論文のうち1報もリバイズ中である。実験は予定以上に順調に進んでいる。
モバイル環境におけるマルチメディア情報の獲得と共有に関する研究

モバイル環境において実世界上のオブジェクトに対する傾注を眼球運動より判定し,その際の視線分布により傾注対象をオブジェクト単位ではなくそのオブジェクトを構成する部分領域単位で識別する.それにより人の興味対象をより詳細に特定し,傾注部位に関する注視情報を元に,各ユーザの興味対象に関するモデルを構築する.そして,他者の体験に基づく興味対象モデルをユーザ間で相互に参照することを許すことで,実世界情報に関する検索・推薦を実現する手法について提案し,実験システムによる評価を行った。その結果,眼球運動計測に基づく本手法はユーザの興味対象モデルを獲得する上でユーザによる明示的な入力操作を必要としないという長所があるのみならず,従来のオブジェクト単位の興味対象モデルより情報検索・推薦の質が向上し,また,明示的に入力した振る舞いに関するデータに基づく手法と比較しても同程度の検索・推薦の質を維持できることが確認できた.この過程で,絵画,図形,風景などの視覚情報に対する傾注状態の判別には眼球の停留状態だけでなく一定時間長の停留の時間的な発生頻度による判別が精度向上のためにはより有効であるという知見が得られた.さらに,実世界上の行動に関する情報の検索に着目し,そのような情報を情報空間から効率的に検索するための手法として,実世界上の複数ユーザの行動に関する情報から行動のパスを暗黙的に検出し,それを滞在地点をノードとして表すことでグラフ化し,そのようにして得られた複数ユーザのグラフを統合することで集団の体験情報から情報空間中の情報の重みを再定義し,それに基づき情報検索を実現する枠組みを定義した.これにより,木の実世界上の体験情報を共有し,それに基づいて情報空間を人の行動(体験)の視点から再構成し,情報検索する新しい枠組みを構築することができた.モバイル環境において実世界上のオブジェクトに対する傾注を眼球運動より判定し,その際の視線分布により傾注対象をオブジェクト単位ではなくそのオブジェクトを構成する部分領域単位で識別する.それにより人の興味対象をより詳細に特定し,傾注部位に関する注視情報を元に,各ユーザの興味対象に関するモデルを構築する.そして,他者の体験に基づく興味対象モデルをユーザ間で相互に参照することを許すことで,実世界情報に関する検索・推薦を実現する手法について提案し,実験システムによる評価を行った。その結果,眼球運動計測に基づく本手法はユーザの興味対象モデルを獲得する上でユーザによる明示的な入力操作を必要としないという長所があるのみならず,従来のオブジェクト単位の興味対象モデルより情報検索・推薦の質が向上し,また,明示的に入力した振る舞いに関するデータに基づく手法と比較しても同程度の検索・推薦の質を維持できることが確認できた.この過程で,絵画,図形,風景などの視覚情報に対する傾注状態の判別には眼球の停留状態だけでなく一定時間長の停留の時間的な発生頻度による判別が精度向上のためにはより有効であるという知見が得られた.さらに,実世界上の行動に関する情報の検索に着目し,そのような情報を情報空間から効率的に検索するための手法として,実世界上の複数ユーザの行動に関する情報から行動のパスを暗黙的に検出し,それを滞在地点をノードとして表すことでグラフ化し,そのようにして得られた複数ユーザのグラフを統合することで集団の体験情報から情報空間中の情報の重みを再定義し,それに基づき情報検索を実現する枠組みを定義した.これにより,木の実世界上の体験情報を共有し,それに基づいて情報空間を人の行動(体験)の視点から再構成し,情報検索する新しい枠組みを構築することができた.屋外モバイル環境において、ユーザの視界映像と予め用意された実世界のパノラマ画像とのマッチングにより眼球運動から検出した注目状態にある建造物などのオブジェクトを認識する手法を考察し、プロトタイプシステムを構築した。ユーザが装着するウェアラブルコンピュータは眼球を撮影するモノクロCCDカメラと視界を撮影するカラーCCDカメラ、GPSレシーバおよび方位センサを備え、コンピュータ内には実世界上の特定地点毎の全周囲を撮影したパノラマ映像を保持する。パノラマ画像には撮影地点の緯度・経度情報、方位情報、および画像中の建造物(オブジェクト)領域情報を関連付けてデータベース化しておく。そしてGPSレシーバから得られた位置情報からその地点の近傍に対応するパノラマ映像を検索し、次に方位センサの情報から注目対象オブジェクトの探索範囲を限定する。そして、パノラマ画像と視界画像とのマッチングにより、視界中のオブジェクトの認識を即時的なインタラクションができる程度に高速に行う。1つのパノラマ画像で位置合わせ可能な範囲が広いほうが少ないパノラマ画像で広範囲でのマッチングに対応できることになるため、パノラマ画像データベース生成や処理の負荷を軽減できる。しかしパノラマ画像、視界画像の撮影地点が異なると同一オブジェクトの映像であってもその領域の大きさや形状が異なるため、その影響を考慮したマッチングが必要となる。そこで、パノラマ画像,視界画像から注目対象候補である建造物の垂直方向のエッジを抽出し、一定範囲内でのユーザ位置の自由度を前提とした際のエッジ出現位置の変化を考慮したマッチングにより視界画像とパノラマ画像の位置合わせを高速に行い、その際の視線情報から注目オブジェクトを認識することとした。そして、プロトタイプシステムを実世界環境で稼動させ、オブジェクト認識精度、応答性を評価した。モバイル環境において実世界上のオブジェクトに対する傾注を眼球運動より判定し,その際の視線分布により傾注対象をオブジェクト単位ではなくそのオブジェクトを構成する部分領域単位で識別する.それにより人の興味対象をより詳細に特定し,傾注部位に関する注視情報を元に,各ユーザの興味対象に関するモデルを構築する.そして,他者の体験に基づく興味対象モデルをユーザ間で相互に参照することを許すことで,実世界情報に関する検索・推薦を実現する手法について提案し,実験システムによる評価を行った.

その結果,眼球運動計測に基づく本手法はユーザの興味対象モデルを獲得する上でユーザによる明示的な入力操作を必要としないという長所があるのみならず,従来のオブジェクト単位の興味対象モデルより情報検索・推薦の質が向上し,また,明示的に入力した振る舞いに関するデータに基づく手法と比較しても同程度の検索・推薦の質を維持できることが確認できた.この過程で,絵画,図形,風景などの視覚情報に対する傾注状態の判別には眼球の停留状態だけでなく一定時間長の停留の時間的な発生頻度による判別が精度向上のためにはより有効であるという知見が得られた.さらに,実世界上の行動に関する情報の検索に着目し,そのような情報を情報空間から効率的に検索するための手法として,実世界上の複数ユーザの行動に関する情報から行動のパスを暗黙的に検出し,それを滞在地点をノードとして表すことでグラフ化し,そのようにして得られた複数ユーザのグラフを統合することで集団の体験情報から情報空間中の情報の重みを再定義し,それに基づき情報検索を実現する枠組みを定義した.これにより,人の実世界上の体験情報を共有し,それに基づいて情報空間を人の行動(体験)の視点から再構成し,情報検索する新しい枠組みを構築することができた.
エネルギーと環境をめぐるグローバルシナリオ

二酸化炭素排出は地球温暖化を招く要因であり、国際的には排出権取引を導入することによりエネルギー価格に環境コストを上乗せするスキームに合意ができている(京都プロトコル)。しかし実施についてはCOP6において合意ができず、COP6.5において継続審議が予定されている。COMPASSはこの面の分析に適した構造を有する。COMPASSは経済、エネルギー、環境をリンクしている点に特徴がある。特に経済を多部門分割している点、時系列産業連関表をダイナミックに利用しておりテクノロジーとの接点を明示している点に国際的評価を得ている。米国はCOPへの参加を取りやめることを決定した。しかしヨーロッパは実施について強い意志を維持しており、日本も2010年の目標実現に大きな困難を感じつつも基本的な方針を転換することはできないであろう。こうした中でエネルギー、環境の分野において中国と日本の関係はきわめて重要となっている。中国は今後10年で経済規模を2倍にすることを決定(2001年3月13日付『人民日報』)した。これは年率7%の経済成長を意味する。中国は上海、北京など沿海部を中心に高度成長を続けており、今後の課題は地域格差是正などとともに、エネルギー需要の急拡大に如何に対応するか、二酸化炭素排出など環境面の制約を如何に克服するか、が大きな課題である。排出権取引にあわたって国際的に唯一の売り手はロシアである。体制移行による混乱でエネルギー消費が低下したためであるが、経済改革の進展により将来的には経済の回復が実現すれば排出権を売却するゆとりはなくなる。本年度はロシアについても分析を強化した。「エネルギーと環境をめぐるグローバル・シナリオ」はわが国自身にとっても、先進工業国においても、発展途上国においても、共通に求められている。本研究により、国際的かつ学術的なチームによる実証的な政策シナリオが開発されつつある。平成10年度(1998年度)においては、重点は理論的検討、データベース構築、モデル・フロー開発、貿易データ開発、各国モデル開発である。重点項目は次の通り。エネルギー・環境リンクの理論的検討(需要、供給、所得・投資)各国モデル・フロー開発(各国30部門)貿易による国際リンクデータ開発(18品目程度)貿易モデルのプロトタイプ(各国輸入、貿易による波及、各国輸入)日本,ドイツ,米国(国際産業連関学会における特別セッション開催)における研究集会の開催性能に付いては地球サミットにおいて採択された「アジェンダ21」に見られるように、今や国際的に認知された共通の課題である。重要なことは、産業により異なるエネルギー重要構造および技術進歩などを反映できるようにマクロではなく、産業を多部門に分割した分析フレームを用意することであり、本プロジェクトはそのための国際的な実験システムといえる。本プロジェクトは地球温暖化をめぐり急迫している国際的な政策協調シナリオが描けるか否かを国際的な研究チームにより研究してきた。実証性を確保するために開発したシミュレーション・モデルは経済、貿易、エネルギー消費などの面で世界の99%(約60カ国・地域)を産業別(OECD36部門、アジア等25部門)にカバーしていおり、2020年までの国際リンク・シミュレーションが可能である。ロシア、中国などブラックボックスとなりがちな国について海外共同研究者の協力を得て分析を進めている。世界的に知られている経済・エネルギー・環境モデルとの比較をおこなったところ、地域区分(61)、産業部門(36)、貿易(26部門、53カ国)、多様な政策課題への応用可能性、などの点で大きく他をしのぐことが判明した。方法的には経済とエネルギーを内生化しており、他の多くのエネルギー環境モデルが経済を外生として扱っていることに比較して優れている。本年度は研究の重点をエネルギー・バランス表のシミュレーションに置いた。国際エネルギー機関、エネルギー・モデル・フォーラム、ILASA共催のシンポジウム、OECD、APERC、環境勘定に関するロンドングループなどにおける政策シナリオ討議にプロジェクトとして参加、国際的な評価をえることができた。特徴は各国経済とエネルギー需給の関係、それに関わる利害対立を明らかにしていることである。

本プロジェクト「エネルギーと環境をめぐるグローバルシナリオ」は世界全域を60の地域・国、36の産業に分類、経済・エネルギー・環境(主として二酸化炭素排出)に関するモデル化をおこない、シミュレーション実験を実施、地球温暖化を防止するためのグローバルな政策シナリオを描くことを目的としている。世界経済の一体化が進む一方、各地域・国は環境と成長の二律背反に関して立場を異にする。このため国際交渉の場においては「総論賛成、各論反対」の状況から脱することができない事態となっている。OECD諸国、APEC諸国、産油国、発展途上国、体制移行国など各国の利害を客観的に示す必要がある。また将来にわたる予測も不可欠である。本プロジェクトは国際機関による統計をデータベース化し、計量モデルを構築、各種の政策シナリオに基づき2020年までのシミュレーション実験が可能である。モデルは経済(マクロ、金融、産業、貿易)、エネルギー・バランス、二酸化炭素排出と排出権取引、の3ブロックに大別される。全体がオブジェクト指向設計である点に特徴がある。本プロジェクトは日本の研究グループのみならず、中国、ロシア、インド、ドイツ、ベルギーから各分野の専門家が参加して1998年から2000年にわたり実施された。現在までに開発されたモデルとしては地域区分、産業分類などが詳細である点において他を大きく凌駕している。政策手段が排出権取引など市場を経由したものを中心とする現在、各国におけるエネルギーの相対価格を内生化している点が長所である。
水中翼付高速双胴艇の波浪応答と振動に関する研究

船体をカタマランとし,船体構造と独立構造としたキャビンの前後に水中翼を取り付けて,キャビンと船体とを柔らかいばねとゴムの複合構造支柱4本で結合した高速艇の波浪応答特性について実験的ならびに理論的研究を行った.この研究により,高速走行中はキャビンの前後の水中翼の揚力でキャビンの重量を支え,主船体の波浪による縦運動変位をキャビンに伝達しないために柔らかいばねでキャビンを支持することによりキャビンの縦運動を小さくすることができることが分かった.本高速艇は船尾に高速回転の主機を搭載しており,その起振力による振動をキャビンに直接伝達しないで,柔らかい複合ばね支柱で高い振動数の起振力をカットする効果について研究した.実験は(財)シップアンドオーシャンの補助事業で建造された概念設計船の1/2縮尺の実験艇(船の長さ7m)を仕様して,実海域実験を行った.これに搭載設置する複合支柱(つる巻ばね1.5tonf/mにゴムを巻き付け,減衰効果を大きくするとともに,つる巻きばねの横方向の変形をゴムにより防止する)を試作して,実海域実験を行った.この結果,主機の回転数と同じ振動数の振動が主船体に激しく生じているが,キャビンには全く生じていないことが分かった.これは数値シミュレーションによっても確認することができた.したがって,今後この方式の高速艇の設計のための複合支柱の剛性の最適値の設定,水中翼の設計などに有用な資料が得られた.また,このような高速艇のコンセプトの妥当性を明らかにすることができた.船体をカタマランとし,船体構造と独立構造としたキャビンの前後に水中翼を取り付けて,キャビンと船体とを柔らかいばねとゴムの複合構造支柱4本で結合した高速艇の波浪応答特性について実験的ならびに理論的研究を行った.この研究により,高速走行中はキャビンの前後の水中翼の揚力でキャビンの重量を支え,主船体の波浪による縦運動変位をキャビンに伝達しないために柔らかいばねでキャビンを支持することによりキャビンの縦運動を小さくすることができることが分かった.本高速艇は船尾に高速回転の主機を搭載しており,その起振力による振動をキャビンに直接伝達しないで,柔らかい複合ばね支柱で高い振動数の起振力をカットする効果について研究した.実験は(財)シップアンドオーシャンの補助事業で建造された概念設計船の1/2縮尺の実験艇(船の長さ7m)を仕様して,実海域実験を行った.これに搭載設置する複合支柱(つる巻ばね1.5tonf/mにゴムを巻き付け,減衰効果を大きくするとともに,つる巻きばねの横方向の変形をゴムにより防止する)を試作して,実海域実験を行った.この結果,主機の回転数と同じ振動数の振動が主船体に激しく生じているが,キャビンには全く生じていないことが分かった.これは数値シミュレーションによっても確認することができた.したがって,今後この方式の高速艇の設計のための複合支柱の剛性の最適値の設定,水中翼の設計などに有用な資料が得られた.また,このような高速艇のコンセプトの妥当性を明らかにすることができた.本研究で検討している水中翼付高速双胴艇は,キャビンの前後に水中翼を有しキャビンと主船体を独立した構造となっている.両者は4本のばね支柱で結合され,キャビンの縦揺は水中翼により減衰できる.平成6年度の研究実績を以下に示す.1ばねとゴムの複合構造支柱の試作を行なった.また,引張試験および振動試験により試作された複合構造支柱のばね定数及び減衰係数の特性を調べた.2実船にゴム巻ばね支柱を取り付け,宇品湾にて無動揺艇実船実験を行なった.15ノット,20ノット,23.4ノットで航走しさせ,船底の掛かる衝撃圧および船体の振動加速度を計測した.3水中翼付高速双胴艇(主船体,キャビン分離独立型)の模型製作のための製作図の策定した.規則波中における水中翼付高速双胴艇の運動方程式を導出し,その計算プログラムを作成した.模型船の波浪中運動の測定法その解析法について検討した.平成7年度は上記の結果を整理・統合する.また,試作船体模型を用いた水槽模型実験とその解析および数値解析の妥当性を評価する予定である.今年度は,長さ2mの模型船を用いて,向波規則波中での波浪応答実験を曳航水槽にて行った.模型の船体形状としては一体型と分割型の2種類を検討した.一体型模型では,船体とキャビンを剛体で結合したものとばねで結合したものとの2ケースにおける船体の縦運動及びキャビンの垂直加速度を計測した.分割模型の場合では,主船体片舷のみ4分割,キャビンを2分割し,各分割構造をストレインゲージを貼付したアルミ板で結合して,波浪曲げモーメントを計測した.また,船体の縦揺,上下揺をポテンショメータで計測し,船体及びキャビンの船の長さ方向に加速度計を配置して垂直方向の加速度を計測した.水中翼はキャビンの前後に取り付け,水平翼と後退翼によるキャビン縦運動の軽減効果について実験的に調べた.以上の模型実験に対して数値シミュレーションを実施し,実験値と計算値の比較により良好な対応が得られた.これらの実験と数値シミュレーション結果から,ばねを付けることによりキャビンの縦運動が減少できることが分かった.また,フル-ド数が増加するに従い,水中翼によるキャビンの縦運動を減少させる効果が大きくなることが分かった.

フル-ド数が小さいうちはやや水平翼の方が後退翼よりも縦運動の減少効果は大きくなる.船体の波浪曲げモーメントには出会い波周期の曲げモーメントと船体低次の固有周期の振動曲げモーメントが重畳して生じる場合があること,またキャビンの振動応答にもばねの低次固有周期の振動と出会い波周期の振動が重畳する場合があることが実験的にも計測され,計算値でもこれを確認できた.
プロテオーム解析によるENaCが関わる創傷治癒因子の同定

ENaC(epithelial sodium channel)は種々の上皮の頂側細胞膜に局在する。腎臓集合管上皮においてはNaの再吸収を介して血圧調節に関わる。最近、ENaCが創傷治癒に関与していることが報告されている。ENaCの頂側への局在の調節の解明は血圧調節、創傷治癒の解明につながる。成体両生類皮膚は頂側細胞膜に局在するENaCを介し、表皮側から真皮側に向けて皮膚を横切ってNaを輸送している。ENaCは幼生皮膚にも発現しているがNa輸送機構の発現はない。幼生皮膚はENaCを頂側細胞膜に局在させるメカニズムが未分化なのではないかと考えた。幼生から成体への転換の研究は、ENaCの頂側局在の分化のメカニズムの研究となり、それは血圧調節、創傷治癒の研究になる。幼生皮膚を成体皮膚へと人為的に機能分化させる培養条件を用い、ENaCの頂側への局在のメカニズムを研究し、創傷治癒に結びつけようと試みた。これまでに、幼生皮膚を成体型または幼生型に分化誘導する2条件で器官培養し、表皮のタンパク質を抽出し、2次元電気泳動し、ゲルのディファレンシャル解析を行った。発現差異のある蛋白質を質量分析装置で同定した。その中から炎症調節やシグナル伝達に関わるAnnexin-A1に着目し、抗体を作成した。本年度、作成した抗体を用い発現解析し、次のような結果を得た。幼生の皮膚では、表皮の最上層のアピカル細胞の頂側に発現していた。脂質ラフトでの発現が多かった。成体化に伴い、表皮の基底層を除く細胞の細胞境界に存在し、脂質ラフト以外にも発現してくることが明らかになった。創傷後Aldosterone添加、Aldosterone+ amiloride(ENaC阻害剤)添加で実験したが、創傷閉鎖速度に有意な差はなかった。創傷治癒に対するENaCの関与を調べるためには、新たな実験系の構築が必要と思われた。ENaC(上皮型ナトリウムチャネル)はNa輸送に関わるイオンチャネルである。両生類から哺乳類にいたるまで、成体表皮を横切る電位差(皮膚電位)が発生している。この皮膚電位は表皮の幹細胞である基底細胞が分裂し、分裂娘細胞が有棘細胞、顆粒細胞へと頂側に向かって最終分化していく過程で発生し、創傷治癒におけるcell migrationに関わっていると考えられている。皮膚電位の発生に、ENaCが関わっている。本研究はプロテオーム解析によりENaCが関わる損傷治癒促進因子を同定し、その機能評価を行うことで、創傷治癒メカニズムの解明を目指す基礎研究である。両生類成体皮膚にはNa輸送機能の活性が見られるが、両生類幼生皮膚にENaCのmRNAおよびENaCタンパク質の発現があるにもかかわらずNa輸送機能の活性が見られない。機能発現の有無でのENaCタンパク質の比較を行う。H27年度中にαENaCに対する抗体特異的な両生類幼生皮膚タンパク質のプロテオーム解析と幼生両生類皮膚の器官培養の確立を予定していた。抗体特異的な両生類幼生皮膚タンパク質の2次元電気泳動による分離は完了し、現在質量分析中である。両生類幼生皮膚をEDTA処理することで,表皮幹細胞である基底細胞のみからなる皮膚を作成でき,この試料をaldosterone存在下で培養すると形態的にも機能的にも成体皮膚を分化誘導できる。この培養系について、基礎検討を行った。H27年度に研究補助者の雇用を計画していたが、学内規則の制約によって雇用できず、やや研究計画に遅れが生じ、計画を修正した。H27年度中に抗体特異的な両生類幼生皮膚タンパク質のプロテオーム解析と幼生両生類皮膚の器官培養の確立を予定していた。現在、抗体特異的な抗体特異的な両生類幼生皮膚タンパク質の分離は完了し、これから質量分析を行う。幼生両生類皮膚を用いた器官培養については基礎検討を行った。ENaC(上皮型ナトリウムチャネル)は腎尿細管を横切るNaと水の吸収に直接的、間接的に関与し生体の電解質、体液調節に関わる分子の一つである。近年、ENaCが創傷治癒におけるcell migrationに関与していることが報告されている。ENaCが関与する損傷治癒促進因子を同定し、その機能評価を行うことで、創傷治癒メカニズムの解明を目指す。本年度は、αENaCに対する抗体特異的な両生類幼生皮膚タンパク質の質量分析、抗体特異的な幼生皮膚蛋白質と成体皮膚蛋白質との比較、誘導条件での二次元電気泳動ゲルのディファレンシャル解析を予定していた。抗体特異的な両生類幼生皮膚タンパク質の質量分析については、免疫沈降し、2次元電気泳動した後のspotを解析したが、特異的な抗体で捉えた量が予想以上に少なく解析が困難であった。また、年度途中に機器の故障があり、解析が遅延した。抗体を再精製、免疫沈降後の沈降物を濃縮するなどして検出量を増やし、機器の修理が終了次第、再度解析する。誘導条件でのプロテオーム解析については、幼生両生類皮膚を2種の培養条件(aldosterone, aldosterone +prolactin)で器官培養し、タンパク質を抽出した。抽出タンパク質について、2次元電気泳動し、ゲルのディファレンシャル解析を行っている。これから、発現差異のある蛋白質スポットを特定。発現差異のある蛋白質を質量分析装置で同定する。損傷治癒機能評価の予備実験を行い、条件検討を終えた。

年度途中に質量分析機器の故障があり解析が遅延した。ENaC(epithelial sodium channel)はNaの再吸収を介して生体の浸透圧調節に関わるイオンチャネルである。最近、ENaCが創傷治癒におけるcell migrationに関与していることが報告されている。本研究はENaCが関与する損傷治癒促進因子を同定し、その機能評価を行うことで、創傷治癒メカニズムの解明を目指すものである。両生類幼生皮膚をEDTA処理することで,表皮幹細胞である基底細胞のみからなる皮膚を作成でき,この試料をaldosterone存在下で培養すると形態的にも機能的にも成体皮膚を分化誘導できる。この誘導条件下で器官培養し、タンパク質を抽出した。抽出タンパク質について、2次元電気泳動し、ゲルのディファレンシャル解析を行ったところ、複数の発現差異のある蛋白質スポットを特定し、発現差異のある蛋白質を質量分析装置で同定した。これら、同定したタンパク質について解析を進めるため、抗体を作成した。抗体特異的な両生類幼生皮膚タンパク質の質量分析については、MALDI-QIT-TOF-MSを用いて解析しているが同定には至っていない。これから損傷治癒機能評価の実験をする予定である。本科研費で購入したパソコンにHDDの物理的故障が生じたことで画像解析に予想外の日数を要したためENaC(epithelialsodiumchannel)は種々の上皮の頂側細胞膜に局在する。腎臓集合管上皮においてはNaの再吸収を介して血圧調節に関わる。最近、ENaCが創傷治癒に関与していることが報告されている。ENaCの頂側への局在の調節の解明は血圧調節、創傷治癒の解明につながる。成体両生類皮膚は頂側細胞膜に局在するENaCを介し、表皮側から真皮側に向けて皮膚を横切ってNaを輸送している。ENaCは幼生皮膚にも発現しているがNa輸送機構の発現はない。幼生皮膚はENaCを頂側細胞膜に局在させるメカニズムが未分化なのではないかと考えた。幼生から成体への転換の研究は、ENaCの頂側局在の分化のメカニズムの研究となり、それは血圧調節、創傷治癒の研究になる。幼生皮膚を成体皮膚へと人為的に機能分化させる培養条件を用い、ENaCの頂側への局在のメカニズムを研究し、創傷治癒に結びつけようと試みた。これまでに、幼生皮膚を成体型または幼生型に分化誘導する2条件で器官培養し、表皮のタンパク質を抽出し、2次元電気泳動し、ゲルのディファレンシャル解析を行った。発現差異のある蛋白質を質量分析装置で同定した。その中から炎症調節やシグナル伝達に関わるAnnexin-A1に着目し、抗体を作成した。本年度、作成した抗体を用い発現解析し、次のような結果を得た。幼生の皮膚では、表皮の最上層のアピカル細胞の頂側に発現していた。脂質ラフトでの発現が多かった。成体化に伴い、表皮の基底層を除く細胞の細胞境界に存在し、脂質ラフト以外にも発現してくることが明らかになった。創傷後Aldosterone添加、Aldosterone+ amiloride(ENaC阻害剤)添加で実験したが、創傷閉鎖速度に有意な差はなかった。創傷治癒に対するENaCの関与を調べるためには、新たな実験系の構築が必要と思われた。
ゲノム複製開始の制御

1.原核生物の研究:小笠原は枯草菌のdnaA変異株のsuppressor遺伝子の解析、プラスミドレプリコンによるdnaA及びoriC欠失を相補できる株の解析を行った。榊原は大腸菌の新しく同定した複製開始遺伝子dnaR(PRPP合成酵素遺伝子)がDnaA蛋白に加えRNAポリメラーゼとも機能的に相互作用することを明らかにした。今本は大腸菌ヒストン様蛋白ファミリーがDNA局所高次構造の形成を介して、複製蛋白の機能発現を補佐していることを解析した。このように細菌染色体複製については開始制御蛋白ネットワークの解析が進んだ。山口はプラスミドpSC101のRep蛋白の分子形態の変化と複製開始における機能変化を明かにし、堀内は繊維状ファージf1の複製開始蛋白によるDNAの高次構造の逐次適変化を明らかにするなど、複製開始蛋白の詳細な解析を発展させた。2.真核生物の研究:吉川は出芽酵母第VI染色体の自己複製配列(ARS)に対する、各種複製蛋白の変異の影響を系統的に解析し、シスとトランスの因子の相互作用の特異性を明らかにした。升方はヒトのゲノムDNAから自立複製能をエンハーンスする特異的配列を単離し、その構造を明らかにする共に、それが転写抑制機能を持つことを示した。四宮はショウジョウバエのDNA polymerase α遺伝子の下流に複製開始領域を同定し、その近傍21Kbの塩基配列を解析し、複製開始領域の両側には核骨格結合部位が存在することを明らかにした。杉野は複製の"3ポリメラーゼ説"を提唱したが、DNA polymeraseIIと相互作用する遺伝子産物を探索し、新たな必須遺伝子を同定し、それが複製のみならず細胞周期調節にも関与することを明らかにした。正井は出芽酵母のARSと相互作用する蛋白の単離を試み、いくつかの新たな蛋白遺伝子を同定した。このように、真核生物の複製研究についてもその多様な制御因子の解明が進んだ。1.原核生物の研究:正井らはプライミングシグナル上での精製蛋白によるプライマー合成反応の組識的な研究によって、大腸菌の多種類のprimosomeをその分子構成と識別配列の違いで分類することに成功した。小笠原は枯草菌のoriCプラスミドの分離に成功し、これを素材にして、複製開始のin vitro実験に成功した。これは大腸菌に次ぐ第二の系であり、開始の不偏性と多様性の分子機構の研究に進展が期待できる。榊原は大腸菌の新しく同定した複製開始遺伝子dnaR(PRPP合成酵素遺伝子)がDnaA蛋白と相互作用することを発見、ゲノムレベルの複製開始の調節に特異的に機能する可能性を示唆した。2.真核生物の研究:吉川は出芽酵母第VI染色体の全ての自己複製配列(ARS)を分離同定、ゲノム上の位置を決定し、さらにすべてのARSについて、開始に必須なシス調節領域の構造を明かにした。升方はARSの存在すら殆ど分かっていないヒトのゲノムDNAから組織的なARSの分離に挑戦し、10-15kbの巨大なARSプラスミドの分離に成功している。杉野は酵母の複製酵素群の分離精製と機能の解析を組織的に行い、3種類のポリメラーゼの機能分担を明かにし、複製の′′3ポリメラーゼ説′′を提唱した。特に最近、トポイソメラーゼの分離精製に成功し、これを従来の酵素群に加えて、優れたin vitro複製系を初めて確立した。その他のin vitro複製では、SV40ウイルスゲノムをモデルとして、複製におけるクロマチン(ヌクレオソーム)の調節的機能の研究が進展した。3.新しい方法の開発:真核生物のゲノムの複製開始点の同定を目標に2次元電気泳動方の改良、複製領域及び複製順序の決定に有効なFISH法の改良が行われ、班員間での共同研究の可能性が開けた。1.本研究はゲノム複製の分子機構とその制御機構を原核生物と真核生物を対比させながら徹底的にかつ総合的に研究することを目指して平成3年度に発足し、世界をリードする成果をあげている。2.ウイルス・ファージ・細菌ゲノムの複製:山口は大腸菌プラスミドの開始蛋白によりその識別配列中に局所的な構造変化が生ずること、開始蛋白の活性化に大腸菌GrpE等のシャペロニンが関与することを解明した。堀内も繊維状ファージの複製開始における蛋白-DNA相互作用の詳細な解析を進めた。正井はレプリコンのシグナル構造に対応して2種類の開始複合体が形成され、それぞれ可動型と非可動型となることを解明した。今本は大腸菌ヒストン様蛋白がDNAの湾曲化を介してoriCの活性に関与すること、榊原はPRPP合成酵素の変異が染色体oriCの活性を阻害し、それはdnaAの変異により抑制されることを明らかにした。小笠原は枯草菌染色体oriCにおいては、2個の制御配列のDnaA蛋白を介した相互作用が開始に必須であることを解明した。石見はSV40ゲノムのin vitro複製系を確立し、ヌクレオソーム構造の重要性を解明した。3.真核生物ゲノムの複製:杉野は酵母の5種のDNAポリメラーゼの精製、その遺伝子のクローニングを行い、それらの機能の解析をin vivo、in vitroで進めた。吉田はヒトリンパ腫細胞からin vitro複製系を作り、複製酵素・複製促進因子の精製・機能解析を進めている。吉川は分裂酵母第VI染色体の全整列クローンを作成し、この染色体上に分布する9個の自己複製配列(ARS)の構造を決定した。升方はヒト染色体からの系統的なARS配列の同定を進めた。釣本はSV40ウイルスのin vitro

複製系を用いてヒト染色体の複製開始点の特性の解明を進めた。四宮は二次元電気泳動法によりin vivoでの複製開始点を同定する方法を改良・確立した。1.原核生物の研究:小笠原は枯草菌のdnaA変異株のsuppressor遺伝子の解析、プラスミドレプリコンによるdnaA及びoriC欠失を相補できる株の解析を行った。榊原は大腸菌の新しく同定した複製開始遺伝子dnaR(PRPP合成酵素遺伝子)がDnaA蛋白に加えRNAポリメラーゼとも機能的に相互作用することを明らかにした。今本は大腸菌ヒストン様蛋白ファミリーがDNA局所高次構造の形成を介して、複製蛋白の機能発現を補佐していることを解析した。このように細菌染色体複製については開始制御蛋白ネットワークの解析が進んだ。山口はプラスミドpSC101のRep蛋白の分子形態の変化と複製開始における機能変化を明かにし、堀内は繊維状ファージf1の複製開始蛋白によるDNAの高次構造の逐次適変化を明らかにするなど、複製開始蛋白の詳細な解析を発展させた。2.真核生物の研究:吉川は出芽酵母第VI染色体の自己複製配列(ARS)に対する、各種複製蛋白の変異の影響を系統的に解析し、シスとトランスの因子の相互作用の特異性を明らかにした。升方はヒトのゲノムDNAから自立複製能をエンハーンスする特異的配列を単離し、その構造を明らかにする共に、それが転写抑制機能を持つことを示した。四宮はショウジョウバエのDNA polymerase α遺伝子の下流に複製開始領域を同定し、その近傍21Kbの塩基配列を解析し、複製開始領域の両側には核骨格結合部位が存在することを明らかにした。杉野は複製の"3ポリメラーゼ説"を提唱したが、DNA polymeraseIIと相互作用する遺伝子産物を探索し、新たな必須遺伝子を同定し、それが複製のみならず細胞周期調節にも関与することを明らかにした。正井は出芽酵母のARSと相互作用する蛋白の単離を試み、いくつかの新たな蛋白遺伝子を同定した。このように、真核生物の複製研究についてもその多様な制御因子の解明が進んだ。
同期発電機の磁気飽和を表現する非線形モデル

本年度は,同期発電機の磁気飽和が過渡状態に与える影響について,モデル化および実験による検証を行った.・従来の同期機の飽和モデルは,電流と磁束の関係を示す非線形方程式である.これに過渡状態を表す微分方程式を追加して,過渡状態の飽和を表すモデルを導出した.・界磁鉄心胴部が飽和する発電機を例題として過渡飽和モデルを解析し,この発電機では直軸過渡リアクタンスは飽和により変化しないこと,過渡時定数は飽和によって短くなることを理論的に導いた.・直軸過渡リアクタンスは,一般には飽和によって小さくなること,供試発電機のように,飽和が界磁巻線鎖交磁束に依存して発生する場合には,これが一定となることを示した.・発電機の突発短絡試験を行うに際して,電流波形データをリアルタイムでパーソナルコンヒュータ上に記録して,過渡定数(直軸過渡リアクタンスおよび短絡過渡時定数)を求めるソフトウェアを作成した.過渡モデルから導出された電機子電流波形および界磁電流波形は,実測された波形とよく一致することを確認した.供試発電機において直軸過渡リアクタンスの飽和による変化はほとんど見られず,飽和モデルから予想された性質が実証された.本年度は,同期発電機の磁気飽和が過渡状態に与える影響について,モデル化および実験による検証を行った.・従来の同期機の飽和モデルは,電流と磁束の関係を示す非線形方程式である.これに過渡状態を表す微分方程式を追加して,過渡状態の飽和を表すモデルを導出した.・界磁鉄心胴部が飽和する発電機を例題として過渡飽和モデルを解析し,この発電機では直軸過渡リアクタンスは飽和により変化しないこと,過渡時定数は飽和によって短くなることを理論的に導いた.・直軸過渡リアクタンスは,一般には飽和によって小さくなること,供試発電機のように,飽和が界磁巻線鎖交磁束に依存して発生する場合には,これが一定となることを示した.・発電機の突発短絡試験を行うに際して,電流波形データをリアルタイムでパーソナルコンヒュータ上に記録して,過渡定数(直軸過渡リアクタンスおよび短絡過渡時定数)を求めるソフトウェアを作成した.過渡モデルから導出された電機子電流波形および界磁電流波形は,実測された波形とよく一致することを確認した.供試発電機において直軸過渡リアクタンスの飽和による変化はほとんど見られず,飽和モデルから予想された性質が実証された.