hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医療者自身のホリスティックヘルスを促す養生法の効果

これらを養生法の柱として定期的に体験講座を開催することとし、毎週1回90分のワークショップを行う計画を立てた。協力施設において看護職を対象に参加者募集し10月からワークショップを開始した。応募者が5名と少なく、勤務の都合などでワークショップへの参加率にもばらつきがあり、継続的な養生法の実践を推進することの難しさが挙げられた。24年3月現在まで定期的なワークショップを開始し続けており、継続することができた参加者の評価は良好である。体験に対する内省報告では、40代以降は生理的に代謝機能の低下が起こりやすい状況にあるが、逆にゆったりとしたい医療(保健)気功の動作により機能活性化が感じられる、全身の柔軟性の高まり感がある、瞑想法やリラクセーション法では精神的ゆとりとストレス認知の寛容さを得られる、などが報告された。本研究の目的は、看護職自身が、自らの資質を高めることによって、臨床看護におけるケアの質を高めることに寄与する、との前提のもとに、自分自身の健康生成力を高める取組を実施してもらい、その効果を評価することである。24.25年度に、A大学病院看護部に所属する現役の看護師を対象(性別・年齢制限なし)に、ホリスティックヘルスを促す健康生成実践講座を企画した。課題1ボディーワークは、身体面・精神面、スピリチュアルな意識の拡張と環境とのつながりを広げる働きかけを目指して保健気功(八段錦・知能功)を実施した。課題2ホリスティックアロマでは、アロマオイルの取り扱いとセルフマッサージを実施した。26年度は、2つの講座の参加者から得られたデータをもとに、その効果について分析した。18か月に渡って延べ57回開催した課題1の参加者は30名であった。実施前後に血圧、脈拍が有意に低下し安定した。リラックス尺度(RE尺度)の上昇によるリラックス感の高まり、精神的健康パターン診断検査(MHP-1)では、ストレス度の低下とともに生きがい度の低下がみられた。内省報告では、初めの1ヶ月は、仕事や人間関係の苦痛についての記述が見られたが、2ヶ月目以降は「多少疲労感があるも、楽しく気持ち良くできた」などの記述に変わった。さらに「自分の心身の状態に注意するようになった」「気持ちがおおらかになった」などの記述があり、健康生成への意識の高まりがみられた。課題2への参加者は述べ18名であった。アロマオイルに親しむための精油の調合とそのオイルを使ったセルフマッサージ・他者から受けるマッサージの体験をした。「癒される感覚」「豊かな時間の享受」「疲れていても楽しい」などの報告が聞かれた。この講座を通して、自分への気づきの感覚と、健康生成への意識が高まる可能性があると評価した。同一施設内で実施することの良否、指導者確保が課題である。基礎看護学医療者自身を対象とした取り組みであり、多忙な中でも一定の参加がえられると期待したものの、実参加者数が少ないままで9か月間の講座を経過した。課題内容と目標については適切であると考えるものの、さまざまな年代の医療職(看護職)を対象としていくためには、テーマの提示の仕方、講座の実施時間帯、気功やアロママッサージへの関心を喚起する方法など、さらに工夫する必要がある。看護職が気兼ねなく利用できるような関わりの仕方も重要であると考える。
光周波数コム長さ校正ネットのための実時間・高精度空気揺らぎ補正システムの開発

計測現場における計測精度の向上を図るためには、光周波数コムに直接リンクした長さ計測技術を開発する必要がある。光周波数コムを用いた長さ計測の精度を向上させるために不可欠な空気の揺らぎ補正を取り上げ、構築した光学システムを用いて空気の揺らぎによる誤差を補正する技術要件を検討し、高精度で絶対的長さを計測できる方法を用いて提案法の検証を目標に研究を進めた。2009年7月、日本における長さの国家標準はヨウ素安定化ヘリウムネオンレーザからフェムト秒光周波数コム(光周波数コム)へと変わった。これまでは、パルス列間干渉現象の基本である光周波数コムの時間コヒーレンス関数に関する研究を取り上げ、それに基づいて新たな計測法などを提案した。空気の揺らぎをどのように補正するかは残された問題である。従来の研究では、干渉計に非線形結晶により発生させた第2高調波を用いた空気ゆらぎの除去法があったが、第2高調波を発生させるためには、数ワットの高出力パワーを持つ光源が必要である。目に安全な数十ミリワットの出力パワーを持つ光源でいかに空気ゆらぎを除去するかの研究は、光周波数コムによる安全安心な長さ計測を実現するために避けては通れない研究である。今年度は、これまでの経緯を踏まえて、光周波数コムを用いた長さ計測の精度を向上させるために不可欠な空気の揺らぎ補正を取り上げ、そのモデルを構築し、空間光変調器を用いて空気の揺らぎにより生じる波面揺らぎを抑え、揺らぎによる誤差を補正する技術要件を検討し、高精度で絶対的長さを計測できる方法を用いて提案法の検証、またその不確かさの評価を実現することを目標とした。具体的には、以下のことを目的として研究を行った。(1)生産環境におけるメートルオーダーに渡って空気の揺らぎに関するモデルを構築した。(2)補償光学に基づいた空気揺らぎの10-8オーダーでの補正に関する技術要件を検討した。(3)補正システムの高精度での補正を活かした長さ計測を試みた。今年度は、これまでの経緯を踏まえて、光周波数コムを用いた長さ計測の精度を向上させるために不可欠な空気の揺らぎ補正を取り上げ、そのモデルを構築し、構築した光学システムを用いて空気の揺らぎによる誤差を補正する技術要件を検討し、高精度で絶対的長さを計測できる方法を用いて提案法の検証、またその不確かさの評価を実現することを目標とした。(1)生産環境におけるメートルオーダーに渡って空気の揺らぎに関するモデルについて、調査・考案した。(2)補償光学に基づいた空気揺らぎのの補正に関する技術要件を検討した。また、得られた結果を国外・国内学会で成果を報告した.提案した補正システムの構築が予想以上に難しかったため、光学系を変更した。そのために、本年度は、当初の計画と比べて、やや遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。変更した光学系を利用し、引き続き、実験部品のスペックを見積もって、調達し、高精度な補正機能を活かした長さ比較計測実験を行う。具体的には、長さ計測部分は光周波数コムを用いて参照鏡を基準に物体鏡までの長さ計測をし、計測した長さデータが得られる。異なる干渉計を用いて、揺らぎを含んだ変位データが得られる。計測した長さデータから検出された揺らぎ成分を引くことにより、補正された長さを得る。
大名家文書の構造と機能に関する基盤的研究―津軽家文書の分析を中心に―

本研究では、大名史料(大名家文書+藩庁文書)のうち、大名家文書に対象をしぼり、その全体構造を解明することを第1の課題とした。次に、それらを構成する個々の文書類型と現存する史料との同定作業を進め、個別文書認識の体系化を進めることを第2の課題とした。さらに、上記の検討により、現存する大名家文書の現用時秩序復元にとりくむための理論を構築し、従来の個別文書認識論の限界点を克服するとともに、大名史料論の体系化・理論化を進めることをめざした。史料収集では、前橋市立図書館・東京大学史料編纂所・国立公文書館内閣文庫・彦根城博物館・国文学研究資料館史料館等においてマイクロフィルムによる収集を行った。特に、散逸してしまって現在では伝存しない史料情報を補うために、江戸幕府日記などの一次的史料に書写された史料情報も重点的に収集した。研究成果としては、津軽家文書「二の丸御宝蔵御書物並御道具目録全」のデータベース化を行い、現存史料との同定作業を進め、研究論文を発表した。また、諸大名家に伝来する現用時目録のデータベース化を進め、津軽家文書との比較検討を行った。その分析の主要なものについては報告書に<資料解題>を載せ、現用時目録も<資料>として全文を翻刻掲載した。個別文書の類型に関しては、「御内書」についての研究論文を発表したが、それ以外の個別文書については未着手に終わった。今後の課題としては、上記のような現用時目録の分析を蓄積し、データベース化をはかり、文書類型や文書名称の標準化を引き続き進め、個別文書の史料空間を解明しつつ、その体系化をはかっていく必要があろう。平成11年度は、本研究計画の最初の年として、次の3つの課題を設定していた。1)現用時目録の分析による大名家史料の基礎モデルの作成2)現用時目録データと現存史料の同定3)個別史料情報の類型化、および個別史料情報の収集そこで、まず大名家史料の基礎モデルと指定した津軽家の現用時目録である天保3年(1832)『二の丸御宝蔵御書物并御道具目録全』のデータをパソコンに入力し、基礎データベースを構築した。次に、このデータベースをもとに、国文学研究資料館史料館(以下、史料館と略記)が所蔵する津軽家文書に伝存する個々の史料との同定作業を進めた。計画当初では、史料館所蔵津軽家文書約5300点は、上記目録に記載された史料を中心とした史料群であり、さらに天保3年(1832)以降の大名家史料によって構成されると考えていたが、上記の作業の結果、同史料群には多くの津軽藩庁文書が含まれていることが明らかとなった。津軽家文書を補うための史料調査では、前橋市立図書館(酒井家)、新潟県立文書館(堀家)、九州大学文化史研究所(黒田家)、東京大学史料編纂所(宗家)、姫路市立城内図書館(酒井家)、彦根城博物館(井伊家)で調査をおこなった。特に、酒井家文書、宗家文書、井伊家文書は、大名家文書の授受過程のわかる貴重な史料群として集中的に史料収集をおこなった。その成果の一部を論文として研究代表者が所属する機関の紀要に発表した。上記の作業と並行して、「大名文書所蔵先一覧」データベースを作成し、次年度計画の準備のために既刊目録の収集を進めた。平成12年度は、本研究計画の2年度目として、次のような研究を重点的に進めた。(1)大名家文書の現用時目録の収集とそのデータベース化(2)津軽家文書「二の丸御宝蔵御書物並御道具目録全」のデータベース化と(1)のデータとの比較検討(3)(2)の作業によって確定した共通領域と非共通領域の史料のうち、特徴ある個別史料情報を収集する。(4)以上の作業をもとに、個別史料情報を画像史料として活用するため、マイクロフィルムによる収集をおこなう。

以上の計画により、酒井家文書(譜代)・榊原家文書(譜代)・上杉家文書(外様)・中川家文書(外様)・黒田家文書(外様)に伝来する現用時目録を収集し、データベース化を進め、津軽家文書の「二の丸御宝蔵御書物並御道具目録全」との比較検討を行った。その作業のなかで、中川家文書の伝存状況が比較的良好であることが確認できたが、本年度は十分な現地調査ができなかったので次年度に果たしたい。史料収集では、前橋市立図書館・東京大学史料編纂所・国立公文書館内閣文庫・彦根城博物館・国文学研究資料館史料館で調査をおこない、マイクロフィルムによる収集をおこなった。特に、散逸してしまって現在では伝存しない史料情報を補うために、江戸幕府日記などの一次的編纂史料に写された史料情報によって補う必要が確認されため、現物史料の収集に加えて日記史料も重点的に収集した。(1)昨年度にデータベース化を進めた大名家文書目録と個々に伝来する文書との同定作業を津軽家文書を中心に進めた。また、国文学研究資料館史料館所蔵津軽家文書と津軽市立図書館所蔵の津軽家文書との関係を分析する必要から、津軽市立図書館に出張し、大量な藩庁記録について現状を調査した。(2)津軽家文書を補うために、黒田家文書、彦根井伊家文書、中川家文書、島津家文書、榊原家文書について調査し、必要な史料についてマイクロフィルムおよび資料複写による収集を終えた。(3)本年度までに収集した大名家文書の共通領域と非共通領域についての分析をおこない、大名家文書の構造モデルの構築、および個別文書ごとの機能に基づく類型化を進めた。(4)(1)から(3)の研究成果をもとに、最終年度である次年度にむけて報告書の草稿を作成し、データ公開にむけての準備を進めた。その結果、大名家文書目録の構造が大名家ごとの固有性を持っており、共通領域は領知状・目録、位記・宣旨、系図など、大名家のいわゆるお手許系の文書に限られており、その保管の形態も同系列の文書でありながら大名家によって江戸・国元と異なる保管をしていることなど、が明らかとなった。本年度は本研究の最終年度(4年目)として、これまでに収集したデータの分析を進め、研究成果報告書を作成した。報告書にはこれまでに発表した2本の論文と収集した現用時目録のうちから9点を選び、史料翻刻を行い、掲載し、各史料についての<資料解題>を付した。また巻末には参考資料として本研究で調査した大名家文書目録の一覧表を載せた。計画の段階では大名家文書の構造モデルの構築と個別文書の機能に基づく類型化を進め、現存史料群の現用時秩序を復元するための理論化を進めることを課題としていた。大名家文書の構造モデルの構築については、報告書に掲載した<研究論文1>において津軽家文書を中心に概容を示し、<資料解題>において若干の比較検討を進めたが、今後もこうした現用時目録の分析を蓄積することが必要である。また、個別文書の機能に基づく類型化に関しては、かつて執筆した論文を加筆・訂正して<研究論文2>とし、「内書」の文書類型の史料学的分析を進めたが、それ以外の個別文書の機能については未着手に終った。これについても、今後は朱印状、奉書などについての史料学的分析を蓄積し、その体系化をはかっていく必要がある。なお、当時は現用時目録のデータベース化をめざしていたが、史料分析の結果、まず史料翻刻の形でデータを提示する方法をとった。
円偏波放射メタマテリアルラインを基礎とした特性再生可能アンテナの理論構築と実現

従来のビーム走査アンテナは,移相器を装着した多数の直線偏波放射素子から構成されている.放射ビームを特定方向に向けるためには,各放射素子からの放射界の位相を移相器によって変える必要がある.この場合,放射ビーム方向がアンテナ正面からずれるにつれて,利得(感度)が落ちる等の不具合が生じる.つまり,従来の走査アンテナでは,ビーム方向が異なると同じアンテナ特性が再生されないという欠点があり,特性再生可能アンテナ(RecANT)とは言えない.さらに付け加えるならば,直線偏波放射素子を使用した通信では,「送信アンテナと受信アンテナの偏波面を同方向(平行)にしなければならない」という制約がある.これに対し,円偏波放射素子を使用した通信では「偏波面を合わせる必要がない」ことが学術上から既に知られている.この優位性があるにもかかわらず,円偏波走査アンテナの構築がむずかしい故に,これまでのところ,ビーム方向が変わっても同じアンテナ特性(放射パターン,入力インピーダンスなど)を再現する円偏波用特性再生可能アンテナの実現例は皆無に近い.換言すれば,「新概念を構築し,移相器を用いないで,円偏波用特性再生可能アンテナ(RecANT)を創造することは可能であろうか?」との学術的問いが生じている現況にある.上記の問いに答えるためには円偏波を放射する最小構成素子であるメタマテリアル細胞を創造することが急務となる.この背景の基に, 2018年度は円偏波メタマテリアル細胞の創造に力を注ぎ急務を完遂した.さらに,この細胞から成る線状メタラインを考察し,基礎データを収集した.これにより伝搬位相定数が負となる左手系特性の周波数範囲が解明できた.3年計画の第一段階が予定通り完了した.具体的に述べれば,(1)円偏波メタマテリアル細胞を創造したこと.(2)メタマテリアル細胞をつなぎ合わせて線状メタラインを構成し,伝搬位相定数が負となる左手系特性の周波数範囲を解明したこと.(3)線状メタラインのアンテナ特性評価を可能にしたこと.円偏波放射パターン,円偏波率,円偏波利得,入力インピーダンスなどの振る舞いを解明したこと. (4)円偏波率3dB以下の周波数帯域,円偏波利得3dB降下の周波数帯域,電圧定在波比2以下の周波数帯域を解明したこと.更には, (5)次年度のための準備として,アンテナ高を(3/100)波長レベルに低背化した線状メタラインの配列を一部解析したこと.2018年度の結果をもとに, 2019年度は,円偏波用線状メタラインを円の中心から放射状に複数本配列した構造(放射状RecANT)を構築し,その特性を解明する.以下の項目を実施する予定である.(1) 4本の線状メタラインを放射状に配列し, RecANTとしての最適構造を獲得するために, 4本の線状メタラインの1つに給電をおこない,残りのメタラインの給電点を無給電(開放)状態にする.(2)前記(1)の場合の円偏波放射パターン,円偏波率,円偏波利得,入力インピーダンスなどの諸特性を,一本の線状メタラインの諸特性と比較する.(3)前記の比較により4本の線状メタライン間の相互影響を明らかにしていく.相互影響を解明するために散乱定数(S-パラメータ)を検討する.以上の結果を,最終目的である小型RecANT創造のための準備とする.従来のビーム走査アンテナは,移相器を装着した多数の直線偏波放射素子から構成されている.放射ビームを特定方向に向けるためには,各放射素子からの放射界の位相を移相器によって変える必要がある.この場合,放射ビーム方向がアンテナ正面からずれるにつれて,利得(感度)が落ちる等の不具合が生じる.つまり,従来の走査アンテナでは,ビーム方向が異なると同じアンテナ特性が再生されないという欠点があり,特性再生可能アンテナ(RecANT)とは言えない.さらに付け加えるならば,直線偏波放射素子を使用した通信では,「送信アンテナと受信アンテナの偏波面を同方向(平行)にしなければならない」という制約がある.これに対し,円偏波放射素子を使用した通信では「偏波面を合わせる必要がない」ことが学術上から既に知られている.この優位性があるにもかかわらず,円偏波走査アンテナの構築がむずかしい故に,これまでのところ,ビーム方向が変わっても同じアンテナ特性(放射パターン,入力インピーダンスなど)を再現する円偏波用特性再生可能アンテナの実現例は皆無に近い.換言すれば,「新概念を構築し,移相器を用いないで,円偏波用特性再生可能アンテナ(RecANT)を創造することは可能であろうか?」との学術的問いが生じている現況にある.上記の問いに答えるためには円偏波を放射する最小構成素子であるメタマテリアル細胞を創造することが急務となる.この背景の基に, 2018年度は円偏波メタマテリアル細胞の創造に力を注ぎ急務を完遂した.さらに,この細胞から成る線状メタラインを考察し,基礎データを収集した.これにより伝搬位相定数が負となる左手系特性の周波数範囲が解明できた.3年計画の第一段階が予定通り完了した.具体的に述べれば,(1)円偏波メタマテリアル細胞を創造したこと.(2)メタマテリアル細胞をつなぎ合わせて線状メタラインを構成し,伝搬位相定数が負となる左手系特性の周波数範囲を解明したこと.(3)線状メタラインのアンテナ特性評価を可能にしたこと.円

偏波放射パターン,円偏波率,円偏波利得,入力インピーダンスなどの振る舞いを解明したこと. (4)円偏波率3dB以下の周波数帯域,円偏波利得3dB降下の周波数帯域,電圧定在波比2以下の周波数帯域を解明したこと.更には, (5)次年度のための準備として,アンテナ高を(3/100)波長レベルに低背化した線状メタラインの配列を一部解析したこと.2018年度の結果をもとに, 2019年度は,円偏波用線状メタラインを円の中心から放射状に複数本配列した構造(放射状RecANT)を構築し,その特性を解明する.以下の項目を実施する予定である.(1) 4本の線状メタラインを放射状に配列し, RecANTとしての最適構造を獲得するために, 4本の線状メタラインの1つに給電をおこない,残りのメタラインの給電点を無給電(開放)状態にする.(2)前記(1)の場合の円偏波放射パターン,円偏波率,円偏波利得,入力インピーダンスなどの諸特性を,一本の線状メタラインの諸特性と比較する.(3)前記の比較により4本の線状メタライン間の相互影響を明らかにしていく.相互影響を解明するために散乱定数(S-パラメータ)を検討する.以上の結果を,最終目的である小型RecANT創造のための準備とする.理由:次年度に実験材料費,国際学会旅費,論文掲載費が予想以上にかかると推察し, 2018年度の人件費と謝金を節約したため.計画:2019年度の実験材料費,国際学会旅費,論文掲載費の補填にあてる予定である.
Smad7を標的遺伝子としたRNAi医薬の象牙質再生療法への応用

PGE2は低濃度で歯髄の石灰化を促進し、高濃度で抑制する二面性の働きを持つとの報告がされている。本研究ではヒト歯髄培養細胞にPGE2を添加し、western blot法によりSmadのリン酸化に及ぼす影響の検索を行った。その結果、PGE2刺激によりBMPのシグナル伝達は細胞内において調節されるとの結果が得られ、歯髄の炎症時における硬組織形成調節機構にはSmad6が関わるものと示唆された。このことからsiRNA医薬における標的遺伝子としてSmad6が有効であると期待される。歯髄は軽度の外来刺激を受けると硬組織形成を促進し,修復象牙質を形成する。炎症が惹起されるとアラキドン酸からシクロオキシゲナーゼ(COX)を律速酵素としてプロスタグランジンE2 (PGE2)が産生され, PGE2は中枢性の発熱や疼痛,局所での疼痛,血管透過性のケミカルメディエーターとしてその役割を担っており、PGE2は歯髄炎の進行に伴って産生量が増加していると報告されさらに低濃度(0.1 μM)のPGE2は歯髄の石灰化を促進し、高濃度(1μM)で抑制する二面性の働きを持つとの報告がされている。その結果、0.1 μM PGE2刺激によるSmad1,5,8のリン酸化の促進および1μM PGE2によるリン酸化の抑制が確認された。また、細胞外におけるBMP活性調節にかかわるMGP、HSP70およびBMP受容体の発現量に対するPGE2の影響を確認したところ、硬組織形成およびsmadのリン酸化とは異なる発現パターンが認められた。このことからPGE2刺激によりBMPのシグナル伝達は細胞内において調節されるものと考えられ、抑制型smadであるsmad6の発現を検索したところ1μM PGE2刺激により発現の上昇が認められた。このことから歯髄の炎症時における硬組織形成調節機構にはSmad6が関わるものと示唆され、siRNA医薬における標的遺伝子として有効であると期待される。歯髄は軽度の外来刺激を受けると硬組織形成を促進し,修復象牙質を形成します.炎症が惹起されるとアラキドン酸からシクロオキシゲナーゼ(COX)を律速酵素としてプロスタグランジンE2 (PGE2)が産生され, PGE2は中枢性の発熱や疼痛,局所での疼痛,血管透過性のケミカルメディエーターとしてその役割を担っており、PGE2は歯髄炎の進行に伴って産生量が増加していると報告されさらに低濃度のPGE2は歯髄の石灰化を促進させるとの報告がされている。一方、骨形成因子(BMP)はこれまでに知られている生理活性物質の中で最も強い骨形成を示す因子の一つで,ヒト歯髄細胞においてもBMP-2を添加することによりALP活性を亢進させ,象牙芽細胞への分化を促進することが報告されており、そのシグナル伝達の過程においてはSmadが関わると報告されている。本研究ではヒト歯髄培養細胞にPGE2を添加し、ALP活性の測定, BMP, mRNA発現量の比較をおこなった。その結果、0.1 &#61549;M PGE2刺激によりALP活性の促進, 1&#61549;M PGE2刺激により抑制されることを確認されたもののBMP-2 mRNAの発現量はPGE2濃度依存的に増加を認めた.このことから高濃度のPGE2刺激を行った際には細胞内のシグナル伝達の過程で硬組織形成が抑制されるものと予測され、western blot法によりSmadのリン酸化に及ぼす影響の検索を行った。その結果、0.1 &#61549;M PGE2刺激によるSmad1,5,8のリン酸化の促進および1&#61549;M PGE2によるリン酸化の抑制が確認された。このことから歯髄の炎症時における硬組織形成調節機構にはSmadが関わるものと示唆された。本研究では象牙質再建療法にRNA干渉(RNAi)を応用することを目的としている。RNAiにはターゲット遺伝子の特定が必須であることから、現段階においてSmad7をターゲット遺伝子にすることにより歯髄炎症時における硬組織形成制御にRNAiを応用することが有効であると認識された。また現在siRNAによるsmad7ノックダウン時におけるcalcified nodule形成量に与える影響の検索を行っていることから、おおむね順調に進展していると思われる。平成23年度に得られた結果を基にして、siRNAによるSmad 7のノックダウンによる硬組織形成関連タンパク質の遺伝子(type-1 collagen, osteocalcine, DSPP)発現に与える影響を観察する。また、実験動物(ラット)を用いてin vivoの硬組織形成能におけるSmad 7のノックダウン効果の確認を行う。

ラットを人為的に露髄させ、アテロコラーゲンを担体としてsiRNA導入を行いグラスアイオノマーセメントで封鎖を行う。処置後3日目に免疫染色およびin situハイブリダイゼーション法にてRNAi効果の確認を行い、30日後に硬組織形成の評価を行う。real time PCR法やウェスタンブロット法などは現有の物を使用することにより対応可能であり、研究経費は試薬(siRNA、各種抗体、細胞培養用プレート、細胞培養用血清)等の消耗品費が大半を占める事となる。旅費について、国内は歯科保存学会、海外はInternational Association For Dental Reserchでの発表を予定しており、その際に利用する予定である。細胞培養に用いるウシ胎児血清は測定結果の安定性を図る意味で、同じロットのものをまとめて購入するため、またsiRNAは導入試薬そのものが高価であるため研究費の大半を占めることとなる。
高次元代数多様体の双有理幾何学

私は主に高次元代数多様体の双有理幾何学を研究した。混合ホッジ構造の理論を用いて様々な消滅定理を得た。これら新しい消滅定理により、私は対数的標準対についての極小モデル理論の基礎定理を確立した。また、アバンダンス予想、孤立した対数的標準特異点、混合ホッジ構造の変形等も研究した。上記の研究に加えて、私はトーリック幾何学、特異点を持った代数曲面、小平の標準束公式の一般化などに興味がある。高次元代数多様体の双有理幾何学の研究を推進する。複素射影代数多様体の双有理分類は代数幾何学の最も基本的な問題の一つである。私は極小モデル理論の立場からこの問題に取り組んでいる。20年度は主に極小モデル理論の枠組みの整備を行った。数年前からの研究の総まとめである。具体的には、対数的標準対と言われる正規な多様体とその上の実係数因子のペアに対して、固定点自由化定理、有理性定理、錐定理、収縮定理を示した。これはもともとAmbroによって宣言されていた結果である。Ambroの方法に従い、消滅定理や捻れ不在定理を可約な多様体上で、混合ホッジ構造の詳しい解析の結果として証明し、それらを駆使して擬対数的多様体の理論を再構築した。これによって、上記結果はすべて証明出来る。これらの結果は1冊の本として出版予定である。すでに原稿は投稿済みである。ここまではAmbroの理論の厳密化、精密化に過ぎない。その後、全く違う方法でAmbroの擬対数的多様体の枠組みを用いずに、もっと直接的に対数的標準対に対する固定点自由化定理、有理性定理、錐定理、収縮定理を証明することに成功した。この新証明は、擬対数的多様体の理論のような巨大な枠組みを使ったものより直接的であるばかりか、従来の川又によるX論法よりもある意味簡潔である。Ambroに始まる新しい消滅定理の考え方、従来の川又のX論法、Nade1に始まりSiu達によって効果的に用いられた乗数イデアル層を用いた議論の良い点をすべて吸収し、発展させたのが私の新証明である。適用範囲は川又のX論法や乘数イデアルのより遥かに広く、Ambroの擬対数的の理論より明らかに簡単で応用に適していると思われる。今後はこの手法をつかって極小モデル理論の様々な結果の対数的標準化を目指したい。今年は極小モデル理論の基本定理について様々な考察を行った。その結果、従来の議論より簡単で遥かに強力な論法を編み出すことに成功した。極小モデル理論が始まった頃からの長年の問題であった基本定理の対数的標準化を完成させたのである。結果は論文としてまとめ、現在投稿中である。また、この新しい論法を駆使することにより、曲面の極小モデル理論についても新しい結果を得ることに成功した。この結果は専門家が想像していたより遥かに良い結果だと自負している。これについても既に論文を執筆し、プレプリントとして配布済みである。この2つの仕事が極小モデル理論に関するものである。東京大学の大学院生の権業さんとファノ多様体について共同研究を行った。この共同研究は全く予定外の研究であった。12ヶ月の電子メールを中心とした議論で共著論文を一つ書き上げることに成功した。弱ファノ多様体の性質について調べただけでなく、ファノ多様体についてのよく知られた結果の別証明を得るなど、有意義な共同研究であったと思う。共同研究によって興味の対象が確実に広がったのは喜ばしい副産物である。上で述べた部分は、おそらく1年前に考えていた以上の成果である。研究は順調である。予定通りに進まなかった部分としては、本の原稿の執筆と予定外の海外出張キャンセルがあげられる。オランダ出張が豚インフルエンザ(その当時はこのように呼ばれていた)で不可能になったのは残念であった。国際的な会議で招待講演者という絶好のアピールの場を、大学の過剰な反応で棒に振ってしまった形になった。本の原稿の執筆の遅れは、さらに重要と思われる他の論文の執筆を優先した結果なので、特に問題は生じていないと思う。来年度中の完成を目指したい。本年度は主に極小モデル理論について研究した。昨年度に続き、東京大学大学院博士課程の權業善範氏と共同研究した。具体的には、対数的標準対の極小対数的中心に対して劣随伴公式を証明した。これは川又雄二郎氏(東大)による疑問に完全に答えたことになっている。川又氏による劣随伴公式は豊富因子を少し足してやる必要があったのだが、我々の公式ではそのような補正項は不必要である。現在、極小モデル理論で最も重要と思われているアバンダンス予想の証明等で、我々の公式が有効に使われることを期待したい。極小モデル理論に関するもう一つの研究としては、標準因子が自明な多様体の半安定的極小モデル理論である。

極小モデル理論はここ数年爆発的な発展を遂げているが、基本的に対数的標準因子がある種の巨大性を持った場合に限られていた。ところが、Drue1氏と権業氏によって(中山の意味での)数値的小平次元がゼロの多様体の極小モデルが構成された。大雑把にいうと、小平次元で代数多様体を分類したとき、一番大きい方だけでなく、一番小さい方も極小モデル理論が完成した、ということである。この權業氏の数値的小平次元ゼロの場合の極小モデルの構成と松下大介氏(北大)のアーベル多様体の半安定退化の話に触発され、標準因子が数値的自明になる代数多様体の半安定極小モデルの構成を実行してみたのである。私の結果は高山茂晴氏(東大)の標準因子が数値的自明になる多様体の退化ファイバーについての結果の極小モデル理論的な観点からの一般化にもなっている。このように、本年度は比較的順調に研究が進んだと思う。来年度以降も研究に励みたいと思う。高次元代数多様体論は数年前の[BCHM]と呼ばれる大論文で劇的に発展したが、その後も発展は続いている。一番重要であると思われていた標準環の有限生成性は証明されたが、フリップの停止問題、アバンダンス予想など、問題はまだまだたくさんある。平成23年度の最初の仕事として、孤立した対数的標準特異点の構造を極小モデル理論の最先端の道具を使って調べてみた。これは数年前に暇つぶしに考えた問題である。その当時は極小モデル理論が現在のように発展しておらず、極小モデル理論が発展すればいろいろなことが出来るな、と夢のように考えて個人的にノートに書きためていたものであった。博士課程のときに考えていた特異点の研究の延長である。この研究は最先端の極小モデル理論、比較的最近証明された特異点解消の精密化などを駆使しており、私が学生のころには不可能な研究であったと思う。今回の私の研究の結果、80年代から90年代にかけて石井志保子氏(東大教授)によってなされた特異点の研究は自然に極小モデル理論の枠組みに吸収することが出来たと思っている。道具の進歩が特異点論の研究を劇的に発展させてくれたと思っている。ただ、一昔前は特異点論は流行っていたように思うが、最近は石井氏の研究を継ぐような研究は全く見かけないので、今回の私の話が特異点論の専門家にどのように思われているのかは気になる点である。この特異点の研究は思わぬ副産物をもたらしてくれた。高木俊輔氏(東大准教授)によって私の上記の仕事は有効利用され、対数的標準特異点とF-pureなる環論的な特異点に関する深い予想について部分的な結果を得ることが出来た。たとえば、大雑把に言うと、3次元で孤立している対数的標準特異点はF-pureである、ということが証明出来た。環論的な特異点論に関しては私はあまり詳しくないのだが、これは高木俊輔氏によると非常に良い結果のようである。
東北地方中山間地におけるスポーツによる都市-農村間の交流と地域形成に関する研究

本研究は以下の手続きによって実施した。(1)東北地方6県の全市町村を対象にした機関調査によって体育・スポーツに関する資料収集を行った。そこでは市町村の社会体育行政、地域で盛んに行われているスポーツ、地域の独創的なユニークなスポーツの事例について考察した。その結果、以下の特徴が認められた。(1)市町村では生涯スポーツの実現のための振興計画が作成されている。(2)地域で伝統的に盛んなスポーツ種目がある。(3)スポーツを含んだ地域の行事やイベントが組まれている。(4)誰れもが手軽にできるニュースポーツの開発に取り組んでいる。以上(1)(4)の特徴は市町村の人口規模にあまり関係がない。(2)次いで中山間地の市町村に注目して機関調査による資料収集を実施した。その結果以下のことがわかった。東北地方の市町村の半数以上が中山間地を抱えており、人口減少と高齢化、そして第一次産業の危機に直面しているという課題がある。スポーツはそうした地域の諸条件に規制される側面があった。そうした状況の中で次の動向が注目された。(1)高齢者をはじめとし誰もが参加できる軽スポーツの開発と採用、(2)都市住民との交流を図る山村体験ツアーやアウトドアスポーツの振興、(3)自然環境や資源、そして伝統を活かしたイベントと結びついたスポーツ実践、(4)こうした動向が「地域づくり」「地域形成」の一環として取り組まれていること。このような中山間地の地域スポーツの課題は、住民の生涯学習・健康を目指した総合的な「地域計画」の一翼を担う位置を占めている。以上、(1)(2)をふまえて中山間地の市町村を対象とした縦断的な実証研究が必要である。
粒子表面の静電場制御による金ナノ粒子の磁性発現機構の解明

金ナノ粒子に生じる磁気偏極現象のメカニズムを探るため,金ナノ粒子表面に極性分子を修飾して粒子表面と修飾分子との界面に生じる電気二重層を制御することで,有機分子修飾金ナノ粒子の磁気的性質の変化を調べた。紫外光電子分光による金の仕事関数測定の結果,極性分子による真空準位のシフトと磁気偏極との相関が得られた。この結果から粒子表面の電場が磁性発現に重要な役割を果たしていることが示唆される。本研究では有機分子で保護された金ナノ粒子表面の環境を改質することにより、金ナノ粒子に生じる特異な磁気偏極現象の起源を調べ、ナノ粒子の磁性の制御に向けた展開を目的とした。1.極性をもつ官能基で被覆された金ナノ粒子の合成とその構造、磁気特性評価金ナノ粒子表面を分子修飾することで金表面に電気2重層を形成し、その電場勾配と金の大きなスピン軌道相互作用によって生じる磁気偏極効果を調べた。被覆分子として、ポリアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン等、官能基に極性をもつ有機分子を使用し、化学的な合成手法によって粒径23nm程度の金ナノ粒子を合成した。被覆分子の極性の違いに依存した磁気特性の変化を調べた結果、極性の強い分子で修飾した試料と極性の小さな分子で修飾した試料の磁化に違いがあることを明らかにした。2.金ナノ粒子表面のポテンシャル勾配に起因した磁気偏極状態の観測粒子表面の磁気偏極状態を調べるために、電子スピン共鳴によって試料の磁気偏極状態を調べた。表面ポテンシャル勾配に起因するRashba型スピン軌道相互作用は、伝導電子による共鳴のg値に反映するため、この手法は表面敏感な磁気プローブとなりうる。極性分子で修飾された金ナノ粒子のESRスペクトルはg=2付近にシャープな共鳴を示した他、高調波ピークが観測された。極性の小さい分子と大きい分子で修飾された試料の間でメインピークに明らかなg値のシフトが観測され、磁気偏極の情報が得られることが分かった。今後解析を進め定量的な評価を行う。本研究では有機分子で修飾された金ナノ粒子表面の環境を改質することにより,金ナノ粒子に生じる特異な磁気偏極現象の起源を調べ、ナノ粒子の磁性の制御に向けた展開を目的として行った。金ナノ粒子表面を有機分子で修飾することで、極性官能基は金表面との界面に電気二重層を形成するが、その電気分極は真空準位にずれを起こし、結果として金の仕事関数に変化が生じる。紫外光電子分光装置によって金の仕事関数の変化量を測定することで、金ナノ粒子と修飾分子の界面に生じる電気分極を定量的に調べたところ、修飾分子としてポリアリルアミン、ポリアクリルニトリルのような官能基に極性をもつ高分子を使用した金ナノ粒子の紫外光電子分光スペクトルはいずれも参照物質の金薄膜より低エネルギー側へのシフト、すなわち仕事関数の減少が観測された。また、ドデカンチオールのような共有結合性の強い分子で修飾した場合も仕事関数の減少が観測され、高分子で修飾した場合よりシフト量が大きいことが分かった。従来のモデルでは、金ナノ粒子表面からチオール基への電子移動によって金ナノ粒子に5dホールが形成されて磁性が発現する機構が提案されていたが、この場合金ナノ粒子表面が正に帯電し、チオール基側が負に帯電するため真空準位のシフトは正となって仕事関数は増大するはずである。これは、ドデカンチオールのアルキル鎖と硫黄原子間の電気二重層による分極が、金表面と硫黄原子間の分極に比べて非常に大きいことで、実効的に負のシフトとなったためと考えられる。これらを考慮し、それぞれの修飾分子で観測された仕事関数シフト量とXMCDピーク強度との相関の検討を行って磁性発現機構を調べた。
証明を振り返り活用させる活動を通して発展的に考察させる図形論証の指導

○本研究の目的本研究の目的は,図形の論証指導において,根拠をもとに発展的に考察させる指導法を探ることにある.証明を発展的に探らせる際,杉山吉茂氏の「根拠をもとに発展的に考察させる指導」に着目した.具体的には,書いた証明の中の使われていない要素に着目し,「それらのものを変更しても結論に影響はない」という考えのもと,新たな知識を得たり,命題をつくらせたりする指導法である.証明の根拠を探るべく証明を振り返る活動を行うことで,その本質が明らかになり,それをもとに新しい知識・命題が見いだされるといわれる.この理論をもとに実際中学校第2学年の生徒を対象に実践を行いたい.そして,証明を発展的に考察させる際の観点の一つとして,対称な図形の性質があると考える.図形に内在する対称性を顕在化させることに焦点を当て,教材研究・授業実践を行い,行った実践を分析したい.○研究の方法平成24年度に実施した実践授裳についてプロトコールとワークシート,学習感想から分析した.分析した結果をまとめ,日本数学教育学会夏の全国(山梨)大会で発表した.○研究の成果実践授業について,証明に基づく発展のさせ方,特に対称性を顕在化することに焦点を当てて検証したところ,生徒は「結論に影響がなければ仮定は変更しても構わない」という考えのもと,証明の根拠を探りながら,証明の何を変えていいのか判断することができた.また,第1時に,この図に内在している対称性を顕在化させたことで,第2時はそれをもとに点のとり方を探ることができた.対称性が,証明を活用させる際の視点の1つになり得ることを示すことができたと考える。
脳死判定のための血清学的補助診断法の開発

我々は、物質的(生化学的)な検査が脳死判定の補助診断法となるか否かを検討してきた。14年度は、福井医科大学付属病院において脳死状態と判定された9例および、植物状態と診断された1例の血清中のNSE濃度、S-100蛋白濃度、および、CK-BB活性を測定した。対照として、脳神経外科患者21例からの血清を同様に測定した。結果は、脳死患者群では、NSEは334.1(ng/ml)、S-100蛋白は22.6(μg/l)、CK-BBは6.1(IU/l)で、対照群[15.0(ng/ml)、0.25(μg/l)、0.81(IU/l)]と比べ有意に高値であった。植物状態の患者血清では、経過中NSEが最大27.2(ng/ml)まで上昇したが、S-100蛋白とCK-BBは経過中、増加は見られなかった。15年度には、同一患者において、脳死前後の血清が得られた一症例について、二次元電気泳動を行い、前後での蛋白スポットの差を検討した。その結果、脳死後新たに出現するあるいは増強するスポットの他に、脳死後には消失ないしは減弱するスポットも見られた。これらの結果は、第50回日本臨床検査医学会総会(広島)で発表した。その後、新たに出現したスポット6つと消失したスポット2つについて、還元アルキル化、trypsin処理、脱塩精製後、CHCAをマトリックスとしたMALDI-TOFによる質量分析を行い、Mascot Searchによって蛋白同定を試みた。その結果、新たに出現したスポットは、溶血などによると思われるヘモグロビンやミオグロビンの他に、アンチトリプシンなどがヒットした。また、消失したスポットは、ハプトグロビンおよびプロアポプロテインと思われた。以上、血清中のS-100蛋白などを測定することは脳死判定の補助診断となることを明らかにした、また、脳死に特異的と思われる候補蛋白質を検出した。我々は、物質的(生化学的)な検査が脳死判定の補助診断法となるか否か検討した。福井医科大学付属病院において、脳死状態と判定された9例および、植物状態と診断された1例の血清中のNSE濃度、S-100蛋白濃度、および、CK-BB活性を測定した。NSE濃度とS-100蛋白濃度は三菱化学BCLにて、CK-BB活性は当院検査部にて測定した。また、対照として、脳神経外科患者21例からの血清を同様に測定した。尚、測定にあたり、日本臨床検査医学会の「臨床検査を終了した検体の業務、教育、研究のための使用について」を遵守した。結果は、脳死患者群では、NSEは334.1(ng/ml)、S-100蛋白は22.6(μg/l)、CK-BBは6.1(IU/l)で、対照群〔15.0(ng/ml)、0.25(μg/l)、0.81(IU/l)〕と比べ有意に高値であった。植物状態の患者血清では、経過中NSEが最大27.2(ng/ml)まで上昇したが、S-100蛋白とCK-BBは経過中それぞれ0.5(μg/l)未満と0.9(IU/l)以下であった。脳死患者では、病理医が剖検で経験する高度に融解した脳、つまり「レスピレーター・ブレイン(人工呼吸器脳)」を反映して、血清中の神経系特異的蛋白の有意な増加がみられた。植物状態では脳死状態のようには血清中の神経系特異的蛋白は上昇しないと思われるが、今後、さらに症例数を増やすとともに、対象疾患を広く検討する必要がある。これらの結果は2003年4月福岡で行われる第92回日本病理学会総会にて発表予定である。さらに、同一患者において、脳死状態に陥る前の血清と脳死状態に陥った血清とが得られた。現在、これらを二次元電気泳動によって比較検討し、脳死特異的蛋白の検討を行っている。

その後、新たに出現したスポット6つと消失したスポット2つについて、還元アルキル化、trypsin処理、脱塩精製後、CHCAをマトリックスとしたMALDI-TOFによる質量分析を行い、Mascot Searchによって蛋白同定を試みた。その結果、新たに出現したスポットは、溶血などによると思われるヘモグロビンやミオグロビンの他に、アンチトリプシンなどがヒットした。また、消失したスポットは、ハプトグロビンおよびプロアポプロテインと思われた。以上、血清中のS-100蛋白などを測定することは脳死判定の補助診断となることを明らかにした、また、脳死に特異的と思われる候補蛋白質を検出した。
光テープ・メモリ用記録・再生光学系に関する研究

本研究グループは、記録・再生用の回転する光学系と情報検知用の固定光学系を光テープの光学系に用いることで、光テープレコーダの性能向上及びコンパクト化が図れることを目的に、理論と実験によってその性能を検討した。本研究によって得られた成果を以下に示す。1.光テープ方式の光学系を記録・再生用の回転する光学系と情報検知用の固定光学系に分離する提案と、これを用いた情報信号、焦点誤差信号及びトラッキング誤差信号の3信号を分離・検出するための補正式を理論解析した。2.上述の回転光学系からの光信号の変化に対する補正式を確認するため、基礎的な実験装置により情報信号、焦点誤差信号及びトラッキング誤差信号の3信号を分離・検出し得ることを実証し、本光テープ方式の有用性を見い出した。3.光テープ面上での集光特性を幾何光学回折理論より求めこれを実験により実証し、本光テープ方式でもスポットサイズ1μm以下が、得られることを確認した。4.回転光学系のより一層の軽量化を図るため、プリズムをパラボリックミラーに代え、レンズ等を使用しない光学系を提案し、基礎的な実験によって、トラッキング誤差信号が得られることを確認した。今後の課題として、より実用的な光テープ装置を試作し、3信号の分離・検出法について実証する。また、本光テープ方式の固定光学系に於ける追尾機構の最適な方法等も検討する。本研究グル-プは、新しい記録・再生用の回転光学系と、固定された情報検知光学系から成るコンパクトな光テ-プ方式を提案し、光テ-プのカセット化、高速デ-タ転送、超大容量メモリを目標に、その基本特性を理論と基礎的な実験により検討した。本研究により該当年度に得られた研究成果を以下に示す。1.回転する光学系からの光信号を、固定の光検出器によって、焦点誤差信号、トラッキング誤差信号、情報光信号の3信号を分離して、受光する可能性についての理論解析を行い、これ等3信号の分離検出するための補正式を導入し、これを用いることで回転による誤差信号を除去し得ることを確認した。2.上述の理論計算を基に、回転する光学系からの光信号を、固定の光検出器によって、焦点誤差信号、トラッキング誤差信号、情報光信号の3信号を分離して、受光する可能性について、模擬的な実験装置の設計・試作を行い、本装置を用いその特性を確認し一応の目安が得られた。3.光学系の機械的精度の向上を計るため、上述の方法と伴行して、回転する光学系のプリズム部にパラボリックミラ-を用いた場合の、集光特性の理論計算を行い、その有用性を見い出した。今後の研究の展開として、以上の理論計算及び実験結果を踏まえて、記録・再生用の回転光学系と情報検知用の固定光学系から成る、具体的デバイスに近い光テ-プ装置を設計・試作し、焦点誤差信号、トラッキング誤差信号、情報光信号の分離・検出を行い、総合的に本デバイスの基本特性を評価することを検討する。本研究によって得られた当該年度の研究成果の概要を以下に示す。1.回転光学系からの回転角に対する光信号の変化を、提案した信号処理式により補正するため、基礎的な実験装置を試作し、これによって情報信号、焦点誤差信号及びトラッキング誤差信号の3信号を分離・検出し得ることを実証し、本光テープ方式の有用性を見い出した。2.光テープ面上での集光特性を幾何光学回折理論より求め、これを基礎的な実験装置により実証し、本光テープ方式でもスポットサイズ1μm以下が得られる可能性を見い出した。3.回転光学系のより一層の軽量化を図るため、回転光学系の光テープの集光部に用いているプリズム及びレンズをパラボリックミラーに代えレンズ等を使用しない光学系を提案し、基礎的な実験装置を構成した。

4.上述のパラボリックミラーを用いた実験装置によっても、新たな信号処理を行えばトラッキング誤差信号が得られることが可能であることを実証した。今後の課題として、より実用的な光テープ装置を試作し、3信号の分離・検出法について実証する。また、本光テープ方式の固定光学系に於ける追尾機構の最適な方法等も検討する。
ショウジョウバエを用いた概日周期と睡眠類似行動の制御機構の分子生物学的解析

本研究では、概日周期生物時計の出力系として、最重要なものの一つである睡眠覚醒制御機構について、ショウジョウバエを対象に、遺伝学・分子生物学的な解析を行った。近年の研究の進展に伴い、脊椎動物と昆虫の間で、核酸レベルで保存された時計遺伝子が、概日周期を制御することが示された。また、昆虫などの無脊椎動物にも、睡眠類似行動があることが示されているが、睡眠は、基本的に高等脊椎動物の脳機能であると考えられるし、また昆虫の睡眠の分子レベルでの機構は、全く未知だった。私たちは、ショウジョウバエが遺伝学手法に優れることに着目し、その睡眠の解析を行うプログラムを開発し、測定する系を確立した。そのシステムを使って、概日周期変異と睡眠の量の関係を調べたところ、ネガティブフィードバックを行う転写因子の、ピリオドとタイムレスの変異では、睡眠に対する影響はなかった。しかし、これらの転写因子の発現を正に制御する、サイクルの変異では、睡眠の量が減っていることを見い出した。また、それに加えて、睡眠が量的にも質的にも減少したショウジョウバエの発見した。この変異株を、加刀変異と名付け、遺伝学的解析をしたところ、原因がドーパミントランスポーターの欠失であることを突き止めた。このトランスポーターは、哺乳類においても、コカインやアンフェタミンなどの覚醒物質の標的になることから、睡眠覚醒制御に働いている。この結果は、行動レベルだけでなく、遺伝子・物質レベル札、睡眠覚醒制御機構に昆虫と哺乳類の間に類似性があることを初めて示した。神経回路が単純で、概日周期の多くの変異が使用可能なショウジョウバエを用いて、概日周期と睡眠の解析を行った。睡眠の観察は、赤外線ビームによる行動解析装置を使用し、従来法よりサンプリング・レートを上げて時間分解能を向上させ、データを自動解析できるプログラムを自作した。また、睡眠をほとんど取らない常染色体劣性の変異株(不眠:fmn変異株)を発見し解析を進めてきたが、今年度は、その変異遺伝子を最終的に同定した。fmn変異株は、概日周期は正常で、睡眠時間が野生型の10%程度まで減少しているが、活動時間中の、単位時間当たりの活動度は野生型と差がない。しかし、活動時間が長いため、1日当たりの活動量は著明に増加している。さらに、fmn変異株は、野生型よりも寿命が短く、生存率の半減期が約3-4週間、短い。fmn変異を、交配による組み替えを用いて解析したところ、第2染色体上のコカイン感受性のドーパミン・トランスポーター遺伝子(dDAT)のごく近傍にマップされた。そこで、fmn変異株で、dDATの発現を調べると、野生型よりも短い3'側が欠失したmRNAが発現していた。ゲノムDNAとcDNAの配列を決定したところ、dDAT遺伝子の第6イントロンに、トランスポゾンの挿入があり、その部位にスプライシング異常があり、dDAT機能が失われていた。dDATのノックアウトマウスは、ドーパミン・シグナルの過剰によると考えられる活動性の亢進と、寿命の短縮が認められ、fmn変異株の表現形と類似している。これらの結果は、昆虫でも、哺乳類と同じく、覚醒・睡眠調節にドーパミンが使われていることを示し、遠く離れた2種類の動物で、覚醒・睡眠調節が、遺伝子・物質レベルで類似していることを示した。これまでも、行動学的な類似性は示されてきたが、遺伝子レベルでの相似性の証明は、今回の結果が、世界でも最初である。引き続き、神経回路が単純で、概日周期の多くの変異が使用可能なショウジョウバエを用いて、概日周期と睡眠の解析を行った。昨年度までの研究で、睡眠をほとんど取らない常染色体劣性の変異株(不眠:fmn変異株)が、第2染色体上のコカイン感受性のドーパミン・トランスポーター遺伝子(dDAT)の変異であることが示されたので、この変異株のさらに詳細な解析を行った。

まず、変異株を、2種類の野生株との間で、6-7世代にわたりバッククロスを行い、遺伝的な均一化を行った。その結果、もともと活動度の低い野生株と背景をそろえたものでは、同じfmn変異を持っていても、より睡眠をたくさん取ることが示された。この系統を用いることで、従来、不可能だった、fmn変異の、覚醒域値、覚醒時間、および、睡眠剥奪に対する影響を調べることが可能となった。その結果、fmn変異は、睡眠時の覚醒域値を下げた。また、強制的に覚醒された場合には、反応性の覚醒時間は延長し、また睡眠剥奪による過睡眠現象に対しては、抑制的な効果があることも示された。これらの結果は、ショウジョウバエにおいて、ドーパミンが、覚醒レベルの制御にも強く関与することを示した。さらに、哺乳類では、ドーパミン制御系の作用を、カフェインが増強することが知られているが、ショウジョウバエの、fmn変異においても、野生型よりも強く、カフェインの効果が認められため、この点でも、哺乳類との類似性が示された。また、fmn変異に加えて、新たに睡眠・覚醒制御に関与する遺伝子を探索するため、神経系に特定の遺伝子を過剰発現させることにより、行動に変化をもたらす遺伝子の探索を行った。その結果、ある転写因子の過剰発現が、睡眠・覚醒のリズムパターンを変化させることがわかり、現在、その効果をさらに探求中である。