hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子治療のための発現制御可能なベクターの開発

遺伝子治療をより安全にしかも効果の期待できる治療法にするためには遺伝子の発現調節機構の開発は重要である。そこで本研究は平成9年より2年間でheat shock protein promoterやテトラサイクリンの誘導体(ドキシサイクリン)とTet repressor geneとの組合わせを利用した遺伝子発現調節システムの開発を目的とし、行われた。(1)heat shockprotein(HSP)70B promoterを用いた遺伝子発現制御機構の開発:HSP 70Bのpromoterでドライブされるβ-ガラクトシダーゼ遺伝子あるいはインターフエロン-β遺伝子をアデノ随伴ウイルス(AAV)に組込んだAAVベクターを作製した。これをヒトグリオーマ細胞に感染させ、遺伝子発現効率をβ-ガラクトシダーゼ遺伝子で、抗腫瘍効果をインターフェロン-β遺伝子でそれぞれ評価した。その結果、39°C、8時間の加温によりβ-ガラクトシダーゼ遺伝子の発現は数十倍に増強されることが確認された。一方39°C、8時間の加温によりインターフェロン-β遺伝子の発現増強が観察され、著明な抗腫瘍効果が誘導できた。この抗腫瘍効果は温熱誘導をかけずに、SV40プロモータでドライブされるインターフェロン-β遺伝子を単独で遺伝子導入したときより有意に強かった。(2)Tet repressorsystemを用いた遺伝子発現制御機構の開発:アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクタープラスミドpVLacZをベースにpVtetO-LavZとpVrtTAを調製し、ドキシサイクリンによる発現状況をin vtro及びin vivoで観察した。ヌードマウスの皮下に移植されたヒトグリオーマ細胞に上記ベクターをリポソーム法で導入し、ドキシサイクリンを与えることでその遺伝子発現を確認した。Bluescriptをベ一スにHSP 70Bのpromoterでドライブされるインターフェロン-β発現プラスミドpBShsp-IFN-βを作製した。このプラスミドをリポソームに包埋した後ヒトグリオーマ細胞株U251-SPに遺伝子導入した。24時間後培養液を39°Cに加温して8時間インキュベートし、37°Cに戻してさらに40時間培養を続けた。その後培養液中のインターフェロン-βの産生量をEIAにて測定した。39°Cに加温した群では約40IU/mlのインターフェロン-βが検出されたが、加温しなかった群では2.5IU/ml以下と測定限界以下であった。次に磁性微粒子マグネタイトと同時にpBShsp-IFN-βをリポソームに包埋し、細胞内に導入後細胞をペレット状にして外から3850eの磁場を8時間あて再びシャーレにまき直した。40時間後インターフェロン-βの産生量をEIAにて測定し、その発現を確認した。本年度はアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクタープラスミドpVLacZをべ一スにpVtetO-LavZとpVrtTAを調製し、ドキシサイクリンによる発現状況を観察した。ヒトグリオーマ細胞ではpVtetO-LavZとpVrtTAの比が1:50ないしは1:100で最も発現量が高いことがわかった。またこのときのバックグラウンドはわずかであった。次にpVtetO-LavZとpVrtTAをもとに組換え型AAVベクターを調製した。これをヒトグリオーマ細胞に感染させドキシサイクリンによる発現制御が可能であることを確認した。今後は発現状況や発現に必要な至適条件を検討する予定である。そこで本年度は昨年度に引き続きheat shock protein promoterやテトラサイクリンの誘導体(ドキシサイクリン)とTet repressor geneとの組合わせを利用した遺伝子発現調節システムの開発を押し進めた。(1)heat shock

protein(HSP)70B promoterを用いた遺伝子発現制御機構の開発:HSP70Bのpromoterでドライブされるβ-ガラクトシダーゼ遺伝子あるいはインターフェロン-β遺伝子をアデノ随伴ウイルス(AAV)に組込んだAAWベクターを作製した。これをヒトグリオーマ細胞に感染させ、遺伝子発現効率をトガラクトシダーゼ遺伝子で、抗腫瘍効果をインターフェロン弔遺伝子でそれぞれ評価した。その結果、39°C、8時間の加温によりβ-ガラクトシダーゼ遺伝子の発現は数十倍に増強されることが確認された。一方39°C、8時間の加温によりインターフェロン-β遺伝子の発現増強が観察され、著明な抗腫瘍効果が誘導できた。この抗腫瘍効果は温熱誘導をかけずに、SV40プロモータでドライブされるインターフェロン弔遺伝子を単独で遺伝子導入したときより有意に強かった。(2)Tet repressorsystemを用いた遺伝子発現制御機構の開発:本年度は昨年度調製したアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクタープラスミドpVtetO-LavZとVrtTAのドキシサイクリンによる発現状況をin vivoで観察した。ヌードマウスの皮下に移植されたヒトグリオーマ細胞に上記ベクターをリポソーム法で導入し、ドキシサイクリンを与えることでその遺伝子発現を確認した。
スーパーインテグレーションによるデータ駆動プロセッサシステムの開発支援環境の研究

研究代表者・分担者らは,本研究の研究期間を通じて,スーパーインテグレーションによるデータ駆動プロセッサアーキテクチャの性能予測・検証を目的とした,データ駆動型開発支援環境,および,本環境を活用して,ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャの実現法について,以下のような検討を加えた.(データ駆動型開発支援環境)プログラム上に生じた副作用および仕様の誤りの検出支援,さらには,性能・時間制約を含めた仕様に基づく性能予測・検証のための対話的なプロトタイピング機能を持つデータ駆動型開発支援環境のプロトタイプを構築した.具体的には,入出力部における実時間性を含めた要求仕様の記述手法を提案するとともに,部分的に実行可能となったプログラムに対する実時間性を含めた記号実行結果,ならびに,ターンアラウンドタイム,負荷の予測・検証結果を仕様記述上に提示する機能を実現した.さらに,データ駆動プロセッサのマルチプロセッサへのプログラムの分散配置,命令セットアーキテクチャ,およびパイプライン構成の設計・性能予測,および検証の実現法を検討し,仕様記述からプロセッサアーキテクチャの水準まで一貫したデータ駆動パラダイムによる開発支援が可能であることを明らかにした.(ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャ)分散オブジェクト環境におけるプロトコル処理,ならびにメディア処理のデータ駆動型実現法の検討を通じて,ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャの基本仕様を明らかにした.具体的には,データ駆動型開発支援環境を駆使して,プロトコル・メディア処理向きに命令セット,およびパイプライン構成を最適化し,適切なプログラム分散配置を行えば,上記のプロトコル処理が1チップで実現できることを明らかにした.研究代表者・分担者らは,本研究の研究期間を通じて,スーパーインテグレーションによるデータ駆動プロセッサアーキテクチャの性能予測・検証を目的とした,データ駆動型開発支援環境,および,本環境を活用して,ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャの実現法について,以下のような検討を加えた.(データ駆動型開発支援環境)プログラム上に生じた副作用および仕様の誤りの検出支援,さらには,性能・時間制約を含めた仕様に基づく性能予測・検証のための対話的なプロトタイピング機能を持つデータ駆動型開発支援環境のプロトタイプを構築した.具体的には,入出力部における実時間性を含めた要求仕様の記述手法を提案するとともに,部分的に実行可能となったプログラムに対する実時間性を含めた記号実行結果,ならびに,ターンアラウンドタイム,負荷の予測・検証結果を仕様記述上に提示する機能を実現した.さらに,データ駆動プロセッサのマルチプロセッサへのプログラムの分散配置,命令セットアーキテクチャ,およびパイプライン構成の設計・性能予測,および検証の実現法を検討し,仕様記述からプロセッサアーキテクチャの水準まで一貫したデータ駆動パラダイムによる開発支援が可能であることを明らかにした.(ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャ)分散オブジェクト環境におけるプロトコル処理,ならびにメディア処理のデータ駆動型実現法の検討を通じて,ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャの基本仕様を明らかにした.具体的には,データ駆動型開発支援環境を駆使して,プロトコル・メディア処理向きに命令セット,およびパイプライン構成を最適化し,適切なプログラム分散配置を行えば,上記のプロトコル処理が1チップで実現できることを明らかにした.研究期間初年度にあたる本年度は,スーパーインテグレーションによるデータ駆動プロセッサアーキテクチャの検証・評価を目的とした,データ駆動型開発支援環境,およびデータ駆動プロセッサエミュレーションシステムについて,以下のような検討を加えた.(データ駆動型開発支援環境)要求性能仕様に応じた最適なデータ駆動プロセッサシステムの開発支援を行う環境を実現するために,仕様に対するプログラムの正当性を検証支援するデータ駆動型仕様記述環境に加えて,システムの性能を決定する要因となる,プログラムのマルチプロセッサへの配置において,対話的にボトルネックを極小化できる分散配置支援手法を提案した.さらに,想定するシステムの最大スループット・最短ターンアラウンドタイムを仕様記述上に提示し,実時間プログラムの生成支援を行う環境のデータ駆動型実現に着手した.(データ駆動プロセッサエミュレーション)対話的,かつ自己発展的なデータ駆動プロセッサシステムの開発支援環境を構築するために,データ駆動プロセッサエミュレーションのデータ駆動型実現法を検討した.具体的には,本エミュレーションの核となる,我々のデータ駆動プロセッサを構成するエラスティックパイプラインのエミュレーションにおいて,データ駆動プロセッサの細粒度の多重処理性を最大限に活用できる,パイプラインステージ間のハンドシェイク動作をイベントとする要求駆動方式を採用した.加えて,プロセッサ内の機能要素のエミュレーションを同時並行に実行可能とすることで,プロセッサアーキテクチャの検証・評価に十分な精度を維持しながら,対話的な環境が構築可能な時間でエミュレーションできることを予測的評価により明らかにした.研究第2年度にあたる本年度は,スーパーインテグレーションによるデータ駆動プロセッサアーキテクチャの性能予測・検証を目的とした,データ駆動型開発支援環境,および本環境を活用して行うネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャの実現法について,以下のような検討を加えた.(データ駆動型開発支援環境)プログラム上に生じた副作用および仕様の誤りの検出支援,さらには,性能・時間制約を含めた仕様に基づく性能予測・検証のための対話的なプロトタイピング機能を持つデータ駆動型仕様記述環境のプロトタイプを構築した.具体的には,入出力部における実時間性を含めた要求仕様の記述手法を提案するとともに,部分的に実行可能となったプログラムに対する実時間性を含めた記号実行結果・性能予測結果を仕様記述水準に提示する手法として,シーケンスチャートを用いたターンアラウンドタイムの表示,ならびに,グラフを用いた負荷の表示の実現法を検討した.さらに,データ駆動プロセッサのマルチプロセッサへのプログラムの分散配置,命令セットアーキテクチャ,およびパイプライン構成の設計・性能予測,および検証の実現法について提案し,アプリケーションからプロセッサアーキテクチャに至るまでのデータ駆動型開発支援環境として発展できる見通しを得た.(ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャの実現法)

スーパーインテグレーションによるデータ駆動プロセッサアーキテクチャの具体例として,分散オブジェクト環境におけるプロトコル処理向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャについて検討した.データ駆動型開発支援環境を駆使して,プロトコル処理向きに命令セット,およびパイプライン構成を最適化し,適切なプログラム分散配置を行えば,上記のプロトコル処理が1チップで実現できることを明らかにした.研究最終年度にあたる本年度は,スーパーインテグレーションによるデータ駆動プロセッサアーキテクチャの性能予測・検証を目的として,データ駆動型開発支援環境,および本環境の対象とするネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャについて,以下のような成果を得た.(データ駆動型開発支援環境)プログラム上に生じた副作用および仕様の誤りの検出支援,さらには,性能・時間制約を含めた仕様に基づく性能予測・検証のための対話的なプロトタイピング機能を持つデータ駆動型開発支援環境のプロトタイプを構築した.具体的には,入出力部における実時間性を含めた要求仕様の記述手法を提案するとともに,部分的に実行可能となったプログラムに対する実時間性を含めた記号実行結果,ならびに,ターンアラウンドタイム,負荷の予測・検証結果を仕様記述上に提示する機能を実現した.さらに,データ駆動プロセッサのマルチプロセッサへのプログラムの分散配置,命令セットアーキテクチャ,およびパイプライン構成の設計・性能予測,および検証の実現法を検討し,仕様記述からプロセッサアーキテクチャの水準まで一貫したデータ駆動パラダイムによる開発支援が可能であることを明らかにした.(ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャ)分散オブジェクト環境におけるプロトコル処理,ならびにメディア処理のデータ駆動型実現法の検討を通じて,ネットワーキング向きデータ駆動プロセッサアーキテクチャの基本仕様を明らかにした.具体的には,データ駆動型開発支援環境を駆使して,プロトコル・メディア処理向きに命令セット,およびパイプライン構成を最適化し,適切なプログラム分散配置を行えば,上記のプロトコル処理が1チップで実現できることを明らかにした.
心臓由来株化細胞におけるイオンチャネルの発現に関する研究

ラット胚心臓由来の株化筋細胞H9c2の分化に伴うイオンチャネルの発現を、平成6年度にL型Caチャネルについて特異抗体による検出とパッチクランプ法により調べたが、本年度はこの標本での研究が遅れていた外向きKチャネルについてホールセル・クランプ型のパッチクランプ法で検討した。外向きK電流はCa電流よりも遙かに大きな電流でH9c2での主な電流であった。未分化の筋芽細胞と多核に分化した筋管細胞で、脱分極ステップパルスでK電流を誘発した。単核の筋芽細胞では、速い上昇、遅い減衰と保持電位の脱分極によって不活性化される電位依存性外向きK電流(I_<KV>)が活性化された。このI_<KV>はTEAによってIC_<50>、1.9mMで抑制された。筋管細胞でもほぼ同様のI_<KV>が電流密度の僅かの現象を伴って存在した。さらに筋管細胞では、再分極で遅い尾電流に伴われる別のK手電流が生じた。この遅いK電流は、H9c2における新たな発見であって、無Ca溶液やピペットからの10mMのEGTAの適用による消失から、Ca活性化K電流(I_<KCA>)と結論された。I_<KCA>の阻害剤カリブドトキシンとアパミンは最大上濃度の100nMで、全体のI_<KCA>を各々単独で57.0と43.0%抑制し、同時適用で完全な抑制をもたらした。筋管細胞における全K電流に対するI_<KV>とI_<KCA>の割合は半々に近かった。I_<KV>の性質とI_<KCA>の発現は、クローン化されたH9c2細胞株が、外向きKチャネルの性質に関して骨格筋に近いことを示す。培養液中の牛胎児血清の濃度を、従来の10%から数%に減少すると細胞の分化が促進される一方、I_<KCA>の密度は減少する傾向があった。Kチャネルの成果は論文を投稿中であるが、チャネル発現の調節およびKチャネル関するチャネルタンパクの分子生物学的な同定が今後の課題となった。
新しいY染色体特異的STR多型マーカーの開発に関する研究

Genome Data Base(GDB)収載のDYS19,DYS390,DYS395,DYS384を対象に,福井県在住者のアレルの分布とその出現頻度を,変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動・SYBR GrcenI染色により調査し,主要なアレルの塩基配列の決定を行った。アレル数,PD値,PCR産物の大きさ,検査数は以下の様であった。DYS19:5個,0.72,186-202bp,n=131;DYS390:6個,0.75,216-236bp,n=129;DYS395:5個,0.58,116-132bp,n=128;DYS384:30個,0.95,350-440bp,n=181。この内,DYS384は男性で2本,女性で4本又は2本のバンドが検出されること,ヒトの染色体を一本含むハイブリッド株化細胞のDNAを使った実験では、ヒトX染色体を含む細胞から抽出したDNAでのみDYS384を検出できることから,DYS384はDXS^<***>と名称変更が必要なことを見出し,GDBに対して訂正を申し入れた。一方,我々は大きさが200bp以下で,日本人集団においてより多型性に富む,Y染色体の4塩基繰り返し配列多型マーカーの新規開発をめざしている。Y染色体cosmidlibraryより,12種類の4塩基繰り返し配列のprobeを用いて,繰り返し配列を含むcosmidをつりあげたところ,261個のクローンのうち12個にプローブとハイブリッドするものが得られた。今後はそれらのcosmidからplasmidを調製して,適当な制限酵素で切断し,subcloningする。再度probeで選択し,塩基配列の決定,PCR用プライマーの設計・合成,Y染色体特異性の検討をする。更に,allele頻度分布の調査,親子間の遺伝性の検討,変異体の検索などをおこなって,多型マーカーとして確立することをめざす。
Saffold ウイルス感染は自己免疫疾患（特にⅠ型糖尿病）のトリガーとなるか？

1型糖尿および膵炎を対象とした解析結果は、SAFVの膵臓に対する病原性を強く示唆するものであるが、研究期間内に十分な症例数に拡大することができず因果関係を証明するには至らなかった。SAFV感染受容体の同定についても継続中である。一方、本研究において想定していなかった新たな知見が得られた。SAFV VP1の不安定性に関わる責任領域はPEST配列であることが明らかとなった。さらに、他の構造蛋白の共存によりVP1の安定性は向上し、カプシド形成に伴いPEST領域がマスクされVP1の分解が抑制されることが示唆された。加えて、IRES依存的な発現において、未知のウイルス蛋白が産生されることが見出された。本年度は、1. SAFV感染受容体の同定と、2. 1型糖尿病患者におけるSAFV感染の調査を中心に研究を実施した。1.SAFV感染受容体の同定: SAFV感受性の異なるHeLa-N細胞(FCS添加培地で培養、SAFV高感受性)とHeLa-R細胞(CS添加培地で培養、SAFV低感受性)の間で、2倍以上の発現差の認められた55種の膜タンパク遺伝子を対照に、発現系およびブロッキングアッセイによりSAFV感染受容体としての可能性を個別に解析したが、SAFV感染受容体を同定することは出来なかった。しかし、55遺伝子をランダムにグループ分けしてSAFV非感受性細胞に共発現させたところ、7つの遺伝子の組み合わせで共発現させた細胞において、一部、SAFVの感染が認められた。ただし、7遺伝子の共発現で必ずしもSAFV感受性が認められるものではなく、これらの遺伝子のある組み合わせかつ適した分子比での発現がSAFV感受性には必要である可能性が示唆された。2.1型糖尿病患者におけるSAFV感染の調査:剖検例を用いた解析では、新たな1型糖尿病剖検例が入手できず、2型糖尿病剖検例におけるSAFV抗原陰性例を追加するに留まった。末梢血単核球を対照としたRT-PCRによるSAFV遺伝子の検出(1型糖尿病21例、2型糖尿病14例、および型不明糖尿病20例)では、1型糖尿病から2例、2型糖尿病から1例、および、型不明糖尿病から2例の陽性例が確認された。1型糖尿病に特異的な傾向を確認することは出来なかったが、流行性の季節性感染を検出している可能性も否定できないため、結論に至るには継続した調査が必要である。昨年度に引き続き、SAFV感染受容体の同定を試みた。また、1型糖尿病患者におけるSAFV感染(持続感染)の追跡調査は検体入手困難となったため、対象を膵炎にまで拡大し調査した。SAFV感染受容体同定の試みでは、これまでに7つの遺伝子を共発現させた場合にSAFVの感受性を獲得する可能性が示されていたが、安定した感受性獲得には至らず、責任遺伝子を絞り込むには至っていない。最適な分子比のコントロールが不十分である可能性や、安定した感染に必要な因子が含まれていない可能性も考えられることから、更なる検討が必要である。1型糖尿病剖検例におけるウイルス抗原の検出および患者末梢血からの遺伝子検出によりSAFV感染を疑う結果が得られているが、持続感染についてはin vitroにおける証明に留まっている。代わりに膵臓への病原性を明らかにする目的で急性膵炎患者を対象として解析したところ、手足口病様症状を呈した後に急性膵炎を発症した、他のウイルス感染が否定的な小児の便からSAFV遺伝子が検出され有意な抗体価の上昇が認められた(Ito et al. Jpn J Infect Dis. (in press))。この結果は、SAFVの膵臓病原性を示唆するものであり、より大規模な調査が必要であると考えられた。ただしこの検体からウイルスを分離培養することは出来なかった。SAFVは、分離培養が困難であることが知られている。そこで、より効率的な分離培養法を確立するために、ウイルス蛋白の性状を解析する目的で発現系による解析を行ったところ、カプシド蛋白であるVP1が極めて分解されやすいこと、および、未知のウイルス蛋白が合成されていることを示す結果が得られた。これらの機序を詳細に解明することで、分離培養に適した細胞の選択や、添加剤の検討などが可能になることが期待される。SAFV感染受容体同定の試みでは、7つの候補遺伝子の発現系を用いて、責任遺伝子の絞り込みを進めているが、安定した感受性獲得のための条件を検討中であり、感染受容体遺伝子の同定には至っていない。また、エンテロウイルス感染受容体同定に倣い、SAFV感受性細胞のゲノムを非感受性細胞に導入し感受性を獲得した細胞をクローニングすることで受容体遺伝子を同定する方法も検討しているが、こちらも同定には至っておらず、当初の目的からはやや遅れていると判断される。他方、疫学的解析では、1型糖尿病症例の増大を予定していたが、剖検例を含む検体は入手が困難となったため、対象を急性膵炎にまで拡大し、膵臓に対する病原性の調査を進めた。その結果、急性膵炎を発症した小児の便からSAFV遺伝子が検出され有意な抗体価の上昇も認められ報告した(Ito et al. Jpn J Infect Dis. (in press))。これは、膵炎におけるSAFV感染の関与を示しており、SAFVの膵臓病原性を示唆するエビデンスの集積という観点から、おおむね進展していると考えられる。

また、ウイルス分離条件改善を検討するための実験から、ウイルスのカプシド蛋白VP1の不安定性と未知のウイルス蛋白(read-throughにより合成される新たなLeader蛋白と想定される)の存在を示唆するデータが得られた。この結果からは、SAFVの病原性をウイルス学的観点から解明するための新たな知見が得られることが期待される。さらにVP1不安定性の機序が解明されれば、その分解を抑制しウイルス増殖しやすい(細胞変性効果の現れやすい)培養条件を設計することで受容体同定をより効率化させることも期待される。以上より、当初の目的からはやや遅れているものの、予期していなかった新たな知見が得られ、SAFVの病原性解明としては、おおむね順調に進んでいるといえる。本研究内で得られた1型糖尿および急性膵炎を対象とした解析結果は、SAFVの膵臓に対する病原性を強く示唆するものであるが、本研究期間内に十分な症例数に拡大解析することが困難であり、因果関係を断定するには至らなかった。本件については、引き続き調査解析を継続する。SAFVの効率的な分離培養法確立を目指したウイルス蛋白の性状解析では、構造蛋白VP1はタンパク質の分解シグナルPEST配列を有することでその安定性が極めて低く、他の構造蛋白の共存下ではカプシド形成に伴いPEST領域がマスクされ分解が抑制されることが示唆された。また、プロテアソーム阻害剤MG132の添加によってもVP1の分解は抑制された。これらのことから、培養時にタンパク質分解を抑制することでウイルスの分離効率が上昇する可能性が示された。ウイルス蛋白成熟に関わるプロテアーゼを阻害しないタンパク質分解阻害薬の探索・同定は今後の課題である。また、本実験系において見出された未知のウイルス蛋白は、ウイルスポリ蛋白の開始コドンより上流の非AUGコドンから翻訳が起こり、かつその途中に現れる終止コドンが読み飛ばされたサイズの大きいLeader蛋白(Large-Leader, LL)であることが明らかとなった。しかし、LLの具体的な翻訳開始点は依然不明である。このLLの発現機序を詳細に解析することは、IRES依存的翻訳における新たな発現制御機序を明らかにし、SAFVの病原性解析を大きく前進させるものと期待される。感染受容体の同定については、非感受性細胞に感受性を獲得させる方法での探索を種々試みたが同定には至らなかった。今後は、マウスノロウイルスの感染受容体同定に利用されたCRIPR knockout Pooled libraryを用いて、感受性細胞の感受性を消失させることから感染受容体を同定する方法を検討する予定である。1型糖尿および膵炎を対象とした解析結果は、SAFVの膵臓に対する病原性を強く示唆するものであるが、研究期間内に十分な症例数に拡大することができず因果関係を証明するには至らなかった。SAFV感染受容体の同定についても継続中である。一方、本研究において想定していなかった新たな知見が得られた。SAFV VP1の不安定性に関わる責任領域はPEST配列であることが明らかとなった。さらに、他の構造蛋白の共存によりVP1の安定性は向上し、カプシド形成に伴いPEST領域がマスクされVP1の分解が抑制されることが示唆された。加えて、IRES依存的な発現において、未知のウイルス蛋白が産生されることが見出された。1.SAFV感染受容体の同定には至らなかったが、SAFV感染受容体は単一分子ではなく、複合体である可能性が示唆された。
イヌDectin-2プロモーターによる新しい抗腫瘍DNAワクチン開発の基礎研究

ランゲルハンス細胞(LC)は表皮に存在する樹状細胞(DC)の一つで、極めて強い抗原提示能を有する。すぐれた免疫学的特性を持つにもかかわらず、LCを標的とした蛋白発現システムは今まで開発されなかったが、これはLC選択的な遺伝子発現を可能にする転写調節ユニットが同定されなかった事による。昨年、我々はLC関連分子、Dectin-2遺伝子の転写調節領域(Dec2FR)とLuc遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウス(Dec2FR-Lucマウス)を用いて、Dec2FRの下流に組み込まれた遺伝子はLC選択的に発現できることを報告した。今年、このマウスを用いてDec2FRのLC選択性をさらに検討し、その転写活性の調節を解析した。Dec2FR-LucマウスよりLC、DC、マクロファージ、T細胞およびB細胞を分離し、これらの細胞をLPSあるいはConAで刺激しLuc活性を測定した。非刺激下のLuc活性はLCで高値を示し、他の細胞ではほとんど認められなかったが、刺激下ではLCのLuc活性に変化は認められず、DC、マクロファージ、T cellおよびB cellで様々な程度の活性増加が認められた。しかしながら、刺激下においてもLCのLuc活性は他の細胞に比べて高値を示し、活性化された条件下においてもDec2FRのLC選択性が認められた。また、Dec2FRにはAP-1結合領域、IFN-γ-responsible elementなどを含むシス調節領域が認められたが、LCにおけるDec2FRの転写活性はPMAやIFNγによっても増強されなかった。一方、Dec2FR-LucマウスへのUVB照射によりLCのDec2FR転写活性は著しく増加した。Dec2FRには活性化された条件下においてもLC選択性が認められ、さらにUVBによりその活性を増加できることから、LCを標的とした遺伝子/蛋白発現システムの構築に利用できるプロモーターであると考えられた。
典型元素の協同作用を活用した感応性化学種の創製

前年度までに合成した5配位リンー3配位ホウ素結合化合物の反応性を検討するために、アルケンおよびアルケンとの反応を検討した。その結果、炭素ー炭素二重結合および三重結合が内部にあっても末端にあっても、ヒドロホウ素化反応が進行した。X線結晶構造解析および多核NMRスペクトル測定によって生成物の構造を解析した結果、出発物質ではリン原子に結合していた二つの酸素原子がホウ素原子へと分子内転位し、二つの五員環からなるスピロ環が環拡大して六員環となった縮環骨格が構築されていることがわかった。また、出発物質ではホウ素原子に結合していた水素原子がリン原子へと転位していた。この反応に関して重水素標識実験の結果から、水素原子は分子内転位していることを明らかにした。ジヒドロボランによるアルキンのヒドロホウ素化は二段階進行する可能性があったが、過剰量のアルキンを作用させた場合でも一段階目で停止できた。分子内転位反応性がその原因であることがわかった。反応機構を検討した結果、このような反応性は配位状態がアンバランスなリンとホウ素の二つの原子が結合していることに起因していることを見出した。また、5配位リン原子と4配位ホウ素間の結合をもつトリヒドロボラートから環拡大反応を起こす方法として、従来はトロピリウムカチオンやトリチルカチオンといったヒドリド引き抜き剤を使用していたが、より簡便な方法としてアルキルトリフラートやヨウ素を用いる方法も有効であることを見出した。また、前年度に引き続き、5配位ケイ素と4配位ホウ素間の結合をもつ化合物の合成検討を行ったが合成には至らず、同じ周期の元素であるリンとケイ素で反応性の違いを見出した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、複数の典型元素の性質を活用した新規な結合様式を有する化合物の合成と、その構造および性質の解明を目的とする。本年度は5配位リンー3配位ホウ素結合化合物の合成と、5配位ケイ素ー4配位ホウ素化合物の合成について検討した。5配位リンー3配位ホウ素化合物の合成に向けてホウ素上に脱離基を有する化合物を合成し、ホウ素から置換基を引き抜くことで目的化合物の合成を試みた。脱離基としてエトキシ基を用いた場合には、強いルイス酸を作用させてもホウ素のルイス酸性が勝ってしまい、脱離反応が進行しなかった。脱離基としてヒドリドを用いてトリチルカチオンを作用させたところ、ヒドリド引き抜き反応が進行した。期待される5配位リンー3配位ホウ素結合化合物の発生は、ピリジンによる捕捉反応によって確認できた。また、11B, 31P NMRで溶液中での生成を示唆する結果を得た。次に、5配位ケイ素ー4配位ホウ素化合物の合成のために、前駆体となる4配位ケイ素ジアニオン種の発生を試みた。4配位ケイ素化合物に対して、低温条件でリチウムナフタレニドを作用させることで、還元反応が進行してジアニオニオンを発生させた。その生成はプロトンでクエンチすることによるヒドロシリカートの生成により確認できた。生成したジアニオン種は温度の上昇に伴って徐々に分解し、熱的に不安定であることがわかった。今後、このジアニオン種と各種ホウ素試剤との反応を行うことで、5配位ケイ素ー4配位ホウ素化合物の生成が期待される。当初の予定では、5配位ケイ素ー4配位ホウ素結合をもつ化合物の合成を完了しているはずだったが、前駆体の不安定性ゆえに前駆体の合成にとどまっているため。

これまでに発生方法を確立した4配位ケイ素ジアニオン種を利用して、ホウ素試薬との反応を検討し、5配位ケイ素ー4配位ホウ素化合物を合成する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ホルモン依存性プログラム細胞死の開発と応用

1研究目的本研究は、プログラム細胞死を脂溶性ホルモンにより自由にコントロールしうるシステムを作り出すこと,このシステムを応用発展させることにより、全く新しい癌の遺伝子療法を確立することを目的としている。さらにこのシステムと動物への遺伝子導入法を組み合わせることにより、種々の変性疾患モデル動物の作製を試みる。2研究成果fas抗原受容体のプログラム細胞死に必須な蛋白領域とエストロジェンホルモン受容体もしくはレチノイン酸受容体のリガンド結合領域を結合した融合蛋白質をコードする融合遺伝子を作出し、fas抗原に感受性があることが知られているL929細胞及びHeLa細胞に恒常的に発現するように導入した。得られた細胞株に、導入した融合遺伝子の受容体部分に対応するリガンド(エストラヂオール、レチノイン酸)を加えたところ、どちらの細胞においても0.1nMのエストラヂオール、10nMのレチノイン酸で処理後約3時間ですべての細胞が死滅することが観察された。つまり、現時点で少なくとも培養細胞レベルにおいて脂溶性ホルモンによりプログラム細胞死を自由にコントロールしうるシステムの確立に成功した。現在、遺伝子導入したL929細胞及びHeLa細胞をヌードマウスに移植しin vivoにおいても細胞死が脂溶性ホルモンにより誘導されることを確認する実験を行っている。また、このシステムに感受性のあるヒト癌細胞株を系統的にスクリーニングしているところであり、これにより将来的に治療の標的となりうる癌の種類が特定できると考えている。さらに、in vivoの癌細胞に効率よく融合遺伝子を導入するために、レトロウィルス、アデノウィルス、リポゾームを用いる方法を検討している。また、これらの融合遺伝子を小脳特異的なプロモーターの支配下に繋いだ遺伝子を導入したトランスジェニック・マウスを作りつつある。このマウスに脂溶性ホルモンを与えることにより、小脳変性疾患のモデルマウスの作出を試みる。
発色団を持つ自己組織化単分子膜を用いた2次元系の光物性の研究

2次元系の光物性を詳しく研究するため色素分子を自己組織化単分子膜として累積し、光学測定を行うことが本研究の目的である。まず、色素として棒状のメロシアニン色素を選びそれをチオレート誘導体として金属基板上の累積することにした。本研究の前半はこの化合物を高い純度で合成することに費やした。その結果、自己組織化単分子膜を形成するために十分な純度の目的物質を合成することに成功した。このメロシアニン色素は溶媒効果を示すため、まず、様々な溶液中での吸収スペクトルや蛍光スペクトルの測定を行った。既に報告されているメロシアニン色素単体の吸収スペクトルとの比較を行った結果、そのメロシアニンの性質を失うことなく金属基板上に累積できる誘導体となっていることがわかった。次にこの化合物を金属基板上に自己組織化単分子膜として累積できているかどうかを調べるためX線光電子スペクトルを測定し吸着速度等を調べた。1mMのエタノール溶液中に金基板を浸したところ、約2時間で95%以上の被服率で表面を自己組織化単分子膜が覆っていることがわかった。得られた自己組織化単分子膜を様々なpHの水溶液に暴露したところ、溶液中と同じく溶媒効果を示すことが反射スペクトルの測定によってわかった。さらに様々な極性の有機溶媒にも暴露しその反射スペクトルを調べた。興味深いことに各々のピークの帰属は溶媒中のそれと若干異なるため、現在その理由を色素分子間の双極子-双極子相互作用を取り入れた計算機実験を行っている。用いた2次元結晶に関する数値は、既に報告されている走査型トンネル顕微鏡での観察結果を用いた。この計算では想定している双極子数が5000と非常に大がかりであるため終了まで数カ月が必要である。
ミクログリアによる神経回路修飾とその破綻による精神疾患

生体イメージング技術の革新によりグリア細胞の様々な新規生理的機能が明らかとなってきた。その中でも我々はミクログリアに着目して研究を行ってきた。ミクログリアは中枢神経系唯一の免疫細胞で、病態に対するその役割のほかに、私たちは成熟動物においてシナプスに直接接触することによってその活動を監視することを見出した。またさらに発達、障害期においてシナプスを貪食することによって、シナプス除去過程に関与し、その数を制御することを見出してきた。そこで本課題ではミクログリアによってどのような神経回路活動制御が行われるかに着目して研究を行った。まず発達期に着目してミクログリアが発達早期に樹状突起に接触することによってスパインの形成を促進し、成熟シナプス数の制御に寄与することを見出した(Miyamoto,Wake et al., in revision)。さらに成熟動物においてミクログリアがシナプス活動を修飾することで学習などの生理的機能に寄与しうるかどうか検討した。まずミクログリアがスパインに接触することでその活動を変化させるかどうかを検証するために、ミクログリアにGFPが発現するマウスにカルシウム感受性蛍光タンパク質及び赤色蛍光タンパク質を神経細胞に発現させ、ミクログリアが接触した際のシナプス活動の変化をとらえた。ミクログリアの接触によって、シナプスのカルシウム上昇の頻度が増加することがわかった。全身炎症の際に引き起こされる学習障害の神経飽回路基盤を検討するため、SLEモデルマウスに運動学習行動を適用した。正常群に比べ学習効率の低下を認めたため、神経回路活動の変容をカルシウム感受性タンパク質を発現させたマウスに2光子顕微鏡下で運動学習を行わせること検討した。さらに全身炎症におけるミクログリアは活性化していることを明らかにし、その際のシナプス活動修飾機構の変化も示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。イメージング技術の革新によってグリア細胞が神経回路の恒常性を維持し、その破綻によって発達障害、精神・神経疾患の形成に関与することが示唆されている。そのなかでもミクログリアは中枢神経系における免疫担当細胞であり、その由来は他のグリアと異なる。ミクログリアはこれまで発達期・病態における形態変化が著明であることが知られていた。そのためその発達・病態における変化をもたらす遺伝子発現変化そしてそれに引き続き起こる神経栄養因子、サイトカインの放出を介した神経保護作用や神経毒性作用に着目して研究が進められてきた。近年、ミクログリアは生理的な脳においてその突起を絶えず伸展させ、この動きによって1時間に1度5分程度、神経シナプスの活動を特異的にモニターしている。また発達期・障害時には、活動の弱いシナプスなどを貪食することによって除去し、シナプス数の制御を介して神経回路の形成・再編成を促進している。しかしながら実際に直接神経シナプスの活動を測定しながらミクログリアの動態がシナプス活動によってどのように変化するか、そしてミクログリアの動態が神経シナプスの形態に及ぼすかは未だ調べられていない。そこで成熟動物の運動学習課題下でのシナプスの活動とミクログリアにどのような相関があるかを調べ、ミクログリアがどのように神経シナプスの形態、数およびその活動を修飾しうるかさらにミクログリアの生理的な機能によって神経回路の恒常性が維持され、その破綻によって生じる疾患について考察する。本年度ミクログリアに緑色蛍光たんぱく質が発現しているマウスに緑色カルシウム感受性蛍光たんぱく質および赤色タンパク質をウィルスによって発現させ、2光子顕微鏡下でシナプス活動とミクログリアの接触の相関を検定することに成功した。またミクログリアの生理的な機能をリポ多糖類の腹腔内投与によって阻害した結果学習行動が損なわれることが明らかとなった生体イメージング技術の革新によりグリア細胞の様々な新規生理的機能が明らかとなってきた。当初赤色カルシウム感受性蛍光たんぱく質を使用していたが、シナプス反応が検出できず緑色カルシウム感受性蛍光たんぱく質と赤色蛍光たんぱく質を同時に発現させる方法に変更した。

またこれらの実験を最適化するために時間を要した。個々の運動学習下でのシナプス活動の分布、強度とミクログリア機能の相関、つまりミクログリアが学習過程においてシナプスの恒常性および機能維持・修飾に働くかを検証する。その上で学習過程での神経シナプスの入力の強弱により起こるシナプスの選別にミクログリアが関わることを実証する。またミクログリアの機能を落として、シナプスの選別過程を阻害することによる学習過程の変化を個体の運動をモニターすることで明らかにする。次に、ミクログリアの機能が、シナプスの選別に関わっていることで生じる、シナプスレベルでの変化が単一細胞レベルでの入力出力の相関に影響するかを、電気生理学的手法とオプトジェネティックスを組み合わせることにより明らかにする。
低温（≦150℃）成長法によるIV族半導体結晶の面方位制御

本研究では、Ge材料をベースとした高品質半導体結晶薄膜を150度以下の低温で形成できる手法の探索を行なっている。本年度は、3年計画の2年目にあたり、1Au触媒を用いた結晶成長機構の解明、2Sn触媒を用いた低温成長の可能性探索、2つの課題に注力した。1Au触媒を用いた結晶成長機構の解明Au触媒成長法は、Au触媒を非晶質Ge薄膜に導入し原子間結合状態を弱めることで低温結晶成長を実現できる方法である。しかし、本手法の課題として、成長した結晶Ge薄膜中にAu原子が大量に混入してしまう。このジレンマを解決するため、本研究課題の初年度では、200300°Cの温度領域で非晶質Ge薄膜の結晶化に必要なAu触媒量の解明に至った。この結果をベースとし、2年目においては、Au混入抑制を目指し、Au触媒の結晶性に着目して低温結晶成長過程を評価した。現状、Au薄膜の結晶性向上に伴い、Ge薄膜中へのAu混入が抑制できるとともに、200°Cで低温形成したGe薄膜の面方位は(111)方向に揃い、結晶粒径が拡大する成果が得られている。最終年度は、成長温度の低温化の可能性について検討して行く予定である。2Sn触媒を用いたGeSn結晶/絶縁基板の低温形成Sn触媒材料は、Au触媒材料同様、Geと共晶を形成する材料であり、非晶質Ge薄膜の低温結晶成長が期待される。初年度において、Ge-Sn共晶温度(231°C)以下ではSn触媒がGe薄膜中に混入できず、非晶質Ge薄膜の低温結晶化が誘起されないことを明らかにした。2年目は、申請者が保有するシーズ技術、高エネルギービーム重畳法を用い実験を遂行した。現状、200°Cの低温で絶縁基板上に結晶半導体を形成することに成功している。最終年度は、エネルギービームの条件をパラメータとして系統的な実験を行ない、更なる低温化、また、面方位制御の可能性について検討して行く予定である。ラマン分光分析装置の故障・修理の影響もあり、Au触媒の結晶成長機構解明の研究に若干遅れが生じている。Sn触媒を用いた低温成長の可能性探索に関しては順調に進展し、多くのデータ、知見が蓄積されている状態にある。本年度は、3年計画の2年度にあたり現有金属触媒手法の課題解決に尽力した。最終年度は、新たに発現した課題を打破する手法を検討するとともに保有するシーズ技術と組み合わせ、独自性ある結晶成長手法を高度化させていく予定である。本年度は、3年計画の初年度にあたり、1Au触媒を用いた結晶成長機構の解明、2Sn触媒を用いた低温成長の可能性探索、2つの課題に注力した。しかし、本手法の課題として、成長した結晶Ge薄膜中にAu原子が大量に混入してしまうことが挙げられる。このジレンマを解決するため、本研究課題の初年度では、Au膜厚を変調した非晶質Ge薄膜の横方向結晶化過程について評価を行ない、非晶質Ge薄膜の低温成長に必要な最小限度のAu触媒量、結晶Ge薄膜中に含まれるAu触媒量を調査した。現状、200300°Cの温度領域で非晶質Ge薄膜の結晶化に必要なAu触媒量の解明に至った。2Sn触媒を用いた低温成長の可能性探索Sn触媒材料は、Au触媒材料同様、Geと共晶を形成する材料であり、非晶質Ge薄膜の低温結晶成長が期待される。本年度は、Sn材料を用いた非晶質Ge薄膜の横方向結晶化過程について評価を行ない、本技術の状況把握並びに課題抽出を行なった。現状、Ge-Sn共晶温度(231度)以上ではGe薄膜が結晶化されるものの、共晶温度以下ではSn触媒がGe薄膜中に混入せず非晶質Ge薄膜の低温結晶化が誘起されないことを明らかにした。今後、結晶化温度の低温化を目指し研究を推進する。ラマン分光分析装置、エネルギー分散型X線分析装置の故障・修理の影響もあり、初年度着手予定の1Au触媒の結晶成長機構解明の研究に若干遅れが生じている。2Sn触媒を用いた低温成長の可能性探索に関しては順調に進展し、多くのデータ、知見が蓄積されている状態にある。

この結果をベースとし、2年目においては、Au混入抑制を目指し、Au触媒の結晶性に着目して低温結晶成長過程を評価した。現状、Au薄膜の結晶性向上に伴い、Ge薄膜中へのAu混入が抑制できるとともに、200°Cで低温形成したGe薄膜の面方位は(111)方向に揃い、結晶粒径が拡大する成果が得られている。最終年度は、成長温度の低温化の可能性について検討して行く予定である。2Sn触媒を用いたGeSn結晶/絶縁基板の低温形成Sn触媒材料は、Au触媒材料同様、Geと共晶を形成する材料であり、非晶質Ge薄膜の低温結晶成長が期待される。初年度において、Ge-Sn共晶温度(231°C)以下ではSn触媒がGe薄膜中に混入できず、非晶質Ge薄膜の低温結晶化が誘起されないことを明らかにした。2年目は、申請者が保有するシーズ技術、高エネルギービーム重畳法を用い実験を遂行した。現状、200°Cの低温で絶縁基板上に結晶半導体を形成することに成功している。最終年度は、エネルギービームの条件をパラメータとして系統的な実験を行ない、更なる低温化、また、面方位制御の可能性について検討して行く予定である。ラマン分光分析装置の故障・修理の影響もあり、Au触媒の結晶成長機構解明の研究に若干遅れが生じている。Sn触媒を用いた低温成長の可能性探索に関しては順調に進展し、多くのデータ、知見が蓄積されている状態にある。本年度は、3年計画の初年度にあたり現有金属触媒手法の課題抽出に注力した。次年度以降は、この課題を打破する手法を検討するとともに保有するシーズ技術と組み合わせ、独自性ある結晶成長手法を高度化させていく予定である。本年度は、3年計画の2年度にあたり現有金属触媒手法の課題解決に尽力した。最終年度は、新たに発現した課題を打破する手法を検討するとともに保有するシーズ技術と組み合わせ、独自性ある結晶成長手法を高度化させていく予定である。
動的な自動チューニング機能をもつ並列実行方式の研究

平成19年度の研究計画は,前年度に考案した動的にチューニングを行うマスタ・ワーカ方式のような,複雑な並列プログラムを容易に記述できるプログラム記述方式を考案することであった.この計画を実現するために,本年度の研究ではオブジェクト指向モデルを用いた並列プログラム言語を提案した.具体的には,(1)メッセージ通信を意識しない並列アルゴリズムの記述,および(2)ハードウェア依存の処理と並列アルゴリズムの記述の分離,の2点が可能な並列プログラム言語の提案と,実機上で実行可能なメッセージ通信型の並列プログラムへの変換手順について検討した.(1)については,オブジェクト指向の考え方に着目し,並列アルゴリズムを構成する役割(例えばマスタやワーカなど)単位でクラスを定義し,各インスタンスを並列計算環境の計算ノードに配置する手法を検討した.また,(2)を実現するために,オブジェクト指向プログラミングにおける多態性に着目した.ハードウェア依存の処理は,前述の役割を表すクラスを継承したサブクラスにおいて記述する.そして,並列アルゴリズム自体はスーパークラスのみを用いて記述する.これにより,並列プログラムの記述時には,ハードウェア依存の処理と並列アルゴリズムの記述を分離でき,実行時には,多態性により,インスタンスが割り当てられた計算ノードに適合したハードウェア依存の処理が実行される.提案方式は,並列プログラムの開発者が並列アルゴリズムの考案と記述に注力することを可能とし,並列プログラムの開発効率を向上させる観点から有用といえる.本研究で得られた成果は,電子情報通信学会総合大会にて発表した.平成18年度の研究計画は,マスタ・ワーカ(MW)方式と呼ばれる並列実行方式の自動チューニングアルゴリズムの考案,およびその性能評価に取り組むことである.本年度に取り組んだ研究の成果は,情報処理学会HPC研究会および電子情報通信学会総合大会において発表した.本研究では,MW方式におけるマスタ数およびタスク粒度を,並列プログラムの実行状況に応じて動的に調整し,様々な並列計算環境に自動的に適応させることを目的としている.これを実現するために,プログラム実行時のマスタの負荷に着目してマスタ数およびタスク粒度を調整する並列実行方式を提案した.提案方式では,マスタに到着しているワーカからのメッセージ数を利用してマスタの負荷の表す.具体的には,マスタが一つのタスクの割り当てを終えた時点において,マスタに到着しているメッセージ数の平均が1以上の場合,マスタが過負荷状態にあると判定する.提案方式の性能を,PC18台から成るPCクラスタ上で評価した.その結果,実行時にマスタ数を増加させることで,タスク割当にかかるマスタの負荷を分散でき,単一マスタでは性能が飽和する場合においても,提案方式では性能飽和を回避できることを確認した.また,タスク粒度を調整することで,MW型並列プログラムの実行開始時にユーザが適切なタスク粒度を設定することなく,適切なタスク粒度を設定したときと同等に良好な性能を得ることを確認した.これらの結果によって提案方式の有用性を示すことができた.現時点では,マスタ数を調整する方式とタスク粒度を調整する方式はそれぞれ独立しており,両者の併用までは至っていない。両者を併用する方式の性能評価については今後の課題である.また,より簡単に提案方式を並列プログラムに適用できる手法を考案することも今後の課題である.平成19年度の研究計画は,前年度に考案した動的にチューニングを行うマスタ・ワーカ方式のような,複雑な並列プログラムを容易に記述できるプログラム記述方式を考案することであった.この計画を実現するために,本年度の研究ではオブジェクト指向モデルを用いた並列プログラム言語を提案した.具体的には,(1)メッセージ通信を意識しない並列アルゴリズムの記述,および(2)ハードウェア依存の処理と並列アルゴリズムの記述の分離,の2点が可能な並列プログラム言語の提案と,実機上で実行可能なメッセージ通信型の並列プログラムへの変換手順について検討した.(1)については,オブジェクト指向の考え方に着目し,並列アルゴリズムを構成する役割(例えばマスタやワーカなど)単位でクラスを定義し,各インスタンスを並列計算環境の計算ノードに配置する手法を検討した.また,(2)を実現するために,オブジェクト指向プログラミングにおける多態性に着目した.ハードウェア依存の処理は,前述の役割を表すクラスを継承したサブクラスにおいて記述する.そして,並列アルゴリズム自体はスーパークラスのみを用いて記述する.これにより,並列プログラムの記述時には,ハードウェア依存の処理と並列アルゴリズムの記述を分離でき,実行時には,多態性により,インスタンスが割り当てられた計算ノードに適合したハードウェア依存の処理が実行される.提案方式は,並列プログラムの開発者が並列アルゴリズムの考案と記述に注力することを可能とし,並列プログラムの開発効率を向上させる観点から有用といえる.本研究で得られた成果は,電子情報通信学会総合大会にて発表した.
感性教育のためのリズミカル・ムーブメント・プログラムの開発

(1)指導実践による測定調査作成したリズミカル・ムーブメント・プログラムを、主として小学校・中学校・大学の計11校30クラスで実践した。リズミカル・ムーブメント・プログラム実践による感性に及ぼす効果を次の観点から検証した。1)感性に関するアンケート調査:リズム体操とそれ以外の学習内容との感性に関する自己評価について、単元前後を比較検討2)モルフォロギー:動作分析による「運動のリズム」と「音楽のリズム」との関係3)音楽表現:音楽演奏表現の立場からのリズムと動きの関連の解析、指導プログラムの構成4)芸術表現:時間的空間的な造形表現性から解析5)運動工学:動的な運動特性・評価(人体の運動、生理、熱計測システムによる実験・動的特性と定量評価)6)運動生理学:運動時の瞬時心拍数の分析による評価(2)成果のまとめと発表感性教育のためのより有効なリズミル・ムーブメント・プログラムを開発のために、実証された効果と特性を明確にした。アンケート調査からは、リズム体操は単元後に「自分の気持ち」「仲間との係わり」「自分の動き」「仲間の動き」「音楽を使っての動き」の5領域に関する感性項目について平均値が高いことがわかった。また、音楽・芸術・体操の連携により、表現意欲を喚起し学習を効果的なものにしていることが明らかになった。また、感性に関する運動工学・運動生理学的な評価の基礎資料が得られた。(3)成果の発表開発したリズミカル・ムーブメント・プログラムの成果を、研究論文として発表するとともに国内外の学会で口頭発表した。(1)リズミカル・ムーブメントの理解リズム体操の概念、歴史、世界の体操事情、授業実践等に関する研究報告などにより、リズミカル・ムーブメントの共通理解を得た。(2)文献研究体育的立場からの「リズミカルな動きによる感性教育」のあり方の理論的研究を行い、ホリステック教育の観点に基き「感性」教育を定義付けた。また、リズム体操の現代教育における可能性をまとめた。(3)運動と音楽分析これまでに構成してきたリズム体操の運動材をもとに、リズミカルな動きと音楽とを、テンポ、リズム構造、旋律、音の高低、強弱等について予備調査を行い、基礎的資料を得た。(4)分析方法の検討指導実践効果の測定方法の検討を次の通り行った。1)心理学:音楽と調和したリズム・ムーブメントの心理的効果の測定方法2)モルフォロギー:動作分析による「運動のリズム」と「音楽のリズム」との関係3)音楽表現:音楽演奏表現の立場からのリズムと動きの関連の解析4)芸術表現:時間的空間的な造形表現性から解析5)運動工学:動的な運動特性の研究の展開6)運動生理学:自律神経反応・情動反応の生理心理学的指標の検討(1)リズミカル・ムーブメントの理解リズム体操の概念、歴史、世界の体操事情、授業実践等に関する調査を継続して行った。(2)文献研究体育的立場からの「リズミカルな動きによる感性教育」のあり方の理論的研究を行い、種々の観点に基づき「感性」教育を定義付けた。(3)音楽と動きの分析ボーデらのリズム体操のためのピアノ音楽を分析し、音楽と動きの関係をテンポ、リズム構造、旋律、音の高低、強弱等について調査し、運動プログラム作成とその音楽作曲の一助とした。(4)運動プログラム作成と体操用音楽の作曲リズミカル・ムーブメントからなるリズム体操プログラムの一例を構成した。上記の基礎資料を得て、動きと一体となった音楽を作曲した。(5)指導実践作成した体操プログラムによる指導実践を、小学校3校7クラス約210名、大学2校5クラス約120名に実施、予備調査を行い指導上の問題点等についてについて把握した。(6)アンケートの作成と予備調査リズム体操の現代教育における可能性をまとめ、感性の観点から、アンケート(案)を作成した。授業を実践し、単元前後にアンケートの予備調査を実施し、調査方法の再検討を行った。