hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
基部陸上植物のモデル植物としての苔類ゼニゴケの高度利用化のためのアトラス作成

生殖器官の発生に関しては、網羅的な解析により、造精器特異的に発現する遺伝子を同定し、遺伝子発現という観点から造精器分化・精細胞分化過程の全体像を描くことが可能になった。また、異なるステージの精原組織を識別する有用なマーカー系統を確立できた。生殖器官の誘導過程に関わることが期待される遺伝子も見いだされており、雄生殖器官の発生過程の研究進展への寄与が期待できる。他に、頂端細胞領域のマーカー系統、受精前と後の卵で発現する遺伝子リストの作成などの成果があった。また、日本植物生理学会のPlant & Cell Physiology誌に、国際誌としては最初のゼニゴケ特集号を企画し、刊行準備を進めている。当初に設定した7つの研究課題のうち、初年度(平成24年度)に主に進展があった(1)生殖器および胞子体において組織・細胞を識別するためのマーカー系統の確立と(2)生殖器および胞子体において組織・細胞特異的な発現を示す遺伝子の探索、(7)生殖器托を中心にした発生過程の形態学的な観察と記載、の3つを中心に研究を進めた。また、(4)組織・細胞特異的な活性をもつプロモーター・コレクションの構築にも部分的に着手した。(3)頂端細胞あるいは気室特異的なマーカー系統の確立に関しては、頂端細胞に限定して進めることにした。一方で、ゼニゴケ研究コミュニティーにおける研究の進展に照らして、(5)miRNA活性のレポーター系統の確立、(6)オルガネラや細胞区画を識別するためのマーカー系統の確立に2課題に関しては、他の5つの課題に努力を傾注するために、着手しない方が適当であると判断した。(1)に関しては、MpLFY, MpPRT等の同定済み遺伝子の発現レポーター株の作出・確立に加えて、エンハンサートラップ系統のスクリーニングがある程度進み、生殖器でレポーター遺伝子の発現が確認できる系統が蓄積し始めている。(2)に関しては、当研究室で別途に進めているRNA seq解析や他の研究室で進められている同様の解析から得られる情報、シロイヌナズナやヒメツリガネゴケにおける知見などにもとづいて探索を進めている。再現性良く受精させ、胞子体を得る系の確立が予想外に難しいこともあり、生殖器に比べて胞子体の進展が遅れている。(7)に関しては、造精器と雄器床を中心に観察と記載を進めている。(4)に関しては、シロイヌナズナに比べ、より長大な領域が必要であるが、同定済みの遺伝子のプロモーターの情報が蓄積しつつある。(3)に関しては、MpLFY遺伝子が頂端細胞を含む領域で発現することがレポーター解析から明らかになった。(1)生殖器および胞子体において組織・細胞を識別するためのマーカー系統の確立、(2)生殖器および胞子体において組織・細胞特異的な発現を示す遺伝子の探索、(3)頂端細胞あるいは気室特異的なマーカー系統の確立、の3つを中心に進める予定であったが、(1)と(2)には着手することができたが、(3)は未着手のままにとどまった。(7)生殖器托を中心にした発生過程の形態学的な観察と記載の一部にも着手した。(1)と(2)および(7)に関しては、雄性生殖器官(雄器床)、雌性生殖器官(雌器床)、胞子体の発生過程を、それぞれをわかりやすい外部形態の指標にしてステージ分けした。これに基づいて、RNAサンプルを取得し、いくつかの遺伝子をテストケースとして、発生過程における発現プロファイルの解析をおこなった。今後、3つの器官の特定のステージで優先的に発現している遺伝子を、特定の蛋白質(例えば、転写因子、蛋白質キナーゼ)の遺伝子の中から選抜し、発現パターンの詳細な解析に供する際に、有用となると期待できる。(2)に関しては、クラミドモナスの知見とヒメツリガネゴケのゲノム情報のアノテーションを参考にして、造精器の精原細胞で特異的に発現すると予想される鞭毛関連遺伝子を、ゼニゴケ・ゲノムのドラフト・シークエンスから抽出することを試み、約80遺伝子を得た。そのうちの約半数については、発生後期における雄性生殖器官(雄器床)で特異的に発現していることを確認した。本研究は、「ゼニゴケ・アトラス」の作成に向け、(1)生殖器および胞子体において組織・細胞を識別するためのマーカー系統の確立、(2)生殖器および胞子体において組織・細胞特異的な発現を示す遺伝子の探索、(3)頂端細胞あるいは気室特異的なマーカー系統の確立、(4)組織・細胞特異的な活性をもつプロモーター・コレクションの構築、(5) miRNA活性のレポーター系統の確立、(6)オルガネラや細胞区画を識別するためのマーカー系統の確立、(7)生殖器托を中心にした発生過程の形態学的な観察と記載、の7つを柱として研究を進めてきた。

(1)および(2)については、造精器で特異的に発現する遺伝子を多数同定し、いくつかのステージの精原組織を識別する有用なマーカー系統が確立できた。(3)については、頂端細胞とその近傍の細胞で発現する転写因子遺伝子(LFY, SPL1など)を用いたマーカー系統が得られている。(4)については、(1)(3)以外の組織・細胞で特異的に発現する遺伝子に関してはほかの多数の研究室で研究が進められていることを鑑みて努力を傾注しなかった。(5)は進めることができなかった。(6)も同様であるが、受精卵と初期胚でオルガネラや細胞区画を識別するためのマーカー系統の作出に着手した。正常に発生が進行することが必要であり、難易度が予想よりも高いことがわかってきた。(7)については、遠赤色光照射により生殖器官形成を誘導した後の形態変化の観察と記述に着手した。この過程に関わると予想されるSPL1遺伝子の発現パターンや遺伝子破壊株の表現型の解析を合わせて、今後の進展が期待できる。アトラス作成に先立つ研究コミュニティーへの発信として、日本植物生理学会の国際学術誌Plant & Cell Physiologyにゼニゴケ特集号を企画し、2015年夏の発行に向けて準備を進めている。植物生理・分子生物学労力が拡散し散漫になることを避けるため、初年度の手応えをもとに、進めている5つの課題について、努力を傾注し進展させるべき部分を見極めるようにして研究をおこなっているが、エンハンサートラップ系統の作出のための形質転換のトラブルや原因不明の受精効率の低下(胞子体が得られない)などの影響もあり、全体に遅れがあることは否めない。一方で、別途に進めているRNA seq解析で自前のデータが蓄積するなど、研究課題(2)、(1)、(4)を中心に、研究課題の進展を今後加速することが期待できる材料も得られてきていることから、「やや遅れている」という自己評価とした。予定していた主要な3つの課題のうち、頂端細胞あるいは気室特異的なマーカー系統の確立については着手することができなかったものの、着手した部分については大きく進展した内容があり、また、一部の課題に前倒しで着手することができたため。最終年度であることから、進めてきた5つの研究課題について、それぞれ、今後の研究で活用できる成果と材料(植物の系統、遺伝子コンストラクト、情報)の蓄積を目指して研究を進める。まず、雄株の生殖能力に変動を生じさせている環境条件や培養条件を特定し、再現性良く受精を実現できる系を確立する。(1)に関しては、同定済み遺伝子の発現レポーター株の解析と特異性が良好なエンハンサートラップ株の確立を進める。(2)に関しては、造精器のRNA seq解析から得られる情報を優先的に用いて、造精器についての材料・情報を充実させることを優先する。また、シロイヌナズナやヒメツリガネゴケの知見をもとに、受精卵から胚を経て胞子体に至る過程で発現する遺伝子の同定を進める。(7)に関しては、造精器と雄器床を中心に進めている観察と記載を完成させる。(4)に関しては、(2)の進展と合わせて、造精器を中心に研究を進めるとともに、初年度に得られた鞭毛関連蛋白質遺伝子など約100個の遺伝子の情報を活用する。(3)に関しては、MpLFY遺伝子の頂端領域における発現を詳細に解析し、この領域を識別できるマーカーとしてMpLFY遺伝子レポーターを利用できる系統を確立する。
フッ素-炭素クラスター錯体の生成とπ電子系の物性制御、機能発現

1.C_<60>F_x、C_<70>F_xの熱的性質と表面エネルギー:TG-DTAにより評価したC_<60>F_x、C_<70>F_xの昇華熱はそれぞれ110kJ/mol、122kJ/molであり、C_<60>のそれ(181kJ/mol)と比べて著しく小さい。また、C_<60>薄膜上の水の接触角は104でC_<60>のそれ(90)よりなかり大きい。これらの結果はC_<60>F_x、C_<70>F_xの分子間力、表面エネルギーが非常に小さいことを示しており、C_<60>F_xの分子結晶が10Kまで回転転移を起こさないことと関連している。2.C_<60>F_x、C_<70>F_xの電子構造と電気化学的性質:フッ素付加による電子構造の変化の詳細がXPS、UPS、XANES等の電子分光とDV-Xα計算によって明らかにされた。C_<60>のフェルミ準位Efの深さとバンドドギャップEgはそれぞれフッ素付加数xの関数となる。このことは、C_<60>へ付加するフッ素の原子数を制御することによって、C_<60>のEfとEgを任意に制御できることを示しており、C_<60>のデバイス化への一手法といえよう。C_<60>F_xを正極とするリチウム電池の放電特性、起電力の正極利用率依存性、Li/C_<60>F_xセルのボルタンメトリーから得られる可逆的な還元電位等の電気化学的性質はフッ素付加によるC_<60>のエネルギーバンドの変化を直接的に反映する。C_<70>F_x分子の電気化学的酸化還元挙動から、C_<70>F_<54>の電子親和はC_<70>より1.56eV大きいことも明らかにされた。3.C_<70>F_x単結晶作製とX線構造解析:結晶育成温度200220°CでC_<70>F_x(x=52)の単結晶作製に成功した。プリセションカメラと4軸X線回折実験からC_<70>F_xは空間群Fm3mで格子定数17.97Aの面心立方構造をとることが明らかにされた。4.C_<60>F_xの体積弾性率とその圧力微分値:C_<60>F_xの高圧力下X線回折実験の結果から評価した体積弾性率とその圧力微分値はそれぞれ17.2GPa,10.7であった。
脱着可能な分子－電極接合法の確立と応用

本年度に行った研究は主に次の2つである。(1)可逆な分子接合制御を機能性分子に対して応用することを目的として,まずポルフィリンアレー分子をAu(111)表面に蒸着してSTM観測を行った。分子はA01班の小川研究室から提供を受けて領域内の共同研究を進めた。一般に機能性分子は質量数が高く不揮発性なため,エレクトロスプレー法を導入して蒸着を行った。溶媒分子が基板に残らないようにするなど蒸着条件を精査することで,表面上で単分子の単離,観察に成功し,さらにアレーに沿って電子状態を測定した。その結果,伝導度に大きく寄与するHOMOやLUMOの空間分布を明らかにした(RSC Advance 5, 79152, 2015)。(2)クロロ基をアンカーとして用いる可能性を探るため,クロロフェノールをCu(110)に吸着し,その吸着状態をSTM. EELSを用いて評価したのち,STMによる非破壊接合の形成を行った。STM探針はベンゼン環とクロロ基に対してそれぞれ独立に接合することが明らかとなり,新しい分子接合の制御を達成した(投稿準備中)。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はフェニル基に代わる安定した接合を探索した。そこで,ハロゲンと金属の相互作用に着目し,パラクロロフェノキシ分子(p-C6H4ClO)を用いてスイッチ実験を行った。分子は基板表面に対して酸素原子を介して強く結合しており,一方のパラ位に導入した塩素原子を介して探針との接合形成を試み,その可逆スイッチングに成功した。特徴としては,フェニル基との接合に比べて,構造的に「高い」位置まで接合が安定に保持される。これにより分子の特徴がより顕著な伝導特性が期待される。現在は非弾性トンネル分光による振動モードの検出を進めている。加えて,分子周りの環境が伝導度に与える影響について実験を行った。非破壊のまま可逆的に接合を形成することにより,接合状態を変化させずに環境だけを変化させて伝導度を比較することが可能になった。具体的には,孤立分子に対する伝導度,および様々な分子密度のアイランドの分子に対する伝導度を計測し,分子密度が伝導度に与える影響を検出することに成功した。さらに機能性分子の表面蒸着とその実空間分析を目的として,A01小川グループと共同研究を行った。小川研で設計,合成されたポルフィリンアレー分子を金表面に蒸着し,STMを用いた単分子観測と電子状態計測を行った。まずアレーの構成ユニットである,freebase porphyrin (2-H)をAu(111)に真空蒸着し,その構造と電子状態の分析を行った。STM像には,中央のポルフィリン環と,4本のアルキル鎖,および1つのヒドロキシフェニル基が区別して観察される。電子状態については,HOMOとLUMOのピークがそれぞれ±1.2 eVに観測された。さらに,ポルフィリンアレー(Zn-P)3をエレクトロスプレー法により表面に単離し,単分子レベルでSTM観測を行うことに成功した。3量体アレー内部の構成ポルフィリン分子が明瞭に観測され,それぞれに局在する電子状態の評価を行った。非破壊的に分子と電極の接合を脱着させる方法をより一般化するため、塩素原子と電極の接合に拡張した。塩素原子は安定して電極に脱着することを示した。加えて、A01班の小川グループとの共同研究により、機能性ポルフィリンアレーの実空間観察を行った。個人研究に加えて共同研究で成果を出すことができた。昨年度はフェニル基に加えてクロロ基を用いた分子接合に成功した。今年度はこれら安定な分子接合を用いた非弾性トンネル分光の実験を行う。それにより、分子接合における振動ー電流相互作用に関する知見を獲得し、分子接合の安定性について精密な議論を行う。さらに、環境が与える分子伝導への効果として、電極の酸化反応が分子伝導に与える影響について調べる。大気中では電極は酸化しており、その影響は分子デバイスの性質に直結するものであり、原子レベルで明らかにする。さらに、エレクトロスプレー法による非破壊的な分子蒸着とSTM観測により、今後はプログラム合成されたポルフィリンアレーの電子状態分析を進める。
バイオイメージング法によるテトロドトキシンと輸送タンパク質の動態解析

本研究は、フグの毒化機構解明のため、1)放射性テトロドトキシン(TTX)を用いたSPECT/PETバイオイメージング法によるTTXの可視化検出法を確立し、2)TTXの体内輸送にかかわるタンパク質の特性と機能の解明を行い、3)フグ体内におけるTTXの動態を明らかにすることを目的とした。1)放射性TTXを用いたSPECT/PETバイオイメージング法によるTTXの可視化では、TTXにテクネシウムを付加した放射性TTXを合成し、これを無毒の養殖トラフグの腹大動脈に単回投与し、ガンマカメラを用いて経時的にγ線を測定した。放射性TTXは投与30分後から肝臓への移行が観察され、1時間後に肝臓に集積している様子が確認された。本結果は、TTXの体内動態をリアルタイムで撮影した世界初の例である。2)TTX輸送運搬タンパク質では、卵黄タンパク質ビテロジェニン(Vg)とTTXの結合をin vitro試験で調べた。TTXはヒガンフグから精製したVgのみならず、シロザケ由来のVgとも結合したことから、魚類VgはTTXを結合するというVgの新たな機能を明らかにした。TTXの取り込みトランスポーターに関しては、TTXの輸送が予想される有機カチオントランスポーターoct6をコードするslc22a16遺伝子をクローニングした。本遺伝子のcDNAは全長1,971 bpで、フグゲノムデータベースのchromosome 16に8個のエクソンとして存在し、翻訳領域には582アミノ酸からなるトランスポータータンパク質がコードされており、12ヶ所の膜貫通ドメインが存在することがわかった。Real-time PCR法でトラフグ組織における発現分布を調べたところ、肝臓での発現レベルは他組織の28260倍も高く、トラフグslc22a16遺伝子は、肝臓に特異的に発現する有機カチオントランスポーターであることがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、フグの毒化機構解明のため、1)放射性TTXを用いたSPECT/PETバイオイメージング法によるTTXの可視化検出法を確立し、2)TTXの体内輸送にかかわるタンパク質の特性と機能の解明を行い、3)フグ体内におけるTTXの動態を明らかにすることを目的としている。1)バイオイメージングについては、放射性TTX物質を有機合成するため、TTXとNaチャネルタンパク質との結合部位をin silico計算し、さらに、放射性TTX物質とNaチャネルタンパク質の結合様式についてモデリング計算を行い評価した。非放射性TTXとNaチャネルの結合は、リガンドの配置から結合自由エネルギーを算出するGBVI/WSAスコアリングから、主鎖構造のカルボニル基と水素結合を形成していることを推測した。放射性ヨウ素を結合させたTTX物質も同様のスコアリングを与えたことから、放射性ヨウ素を結合させたTTX物質のNaチャネルタンパク質との結合部位は変わらないことがわかり、放射性TTX物質の有力な候補となることが明らかとなった。2)TTX輸送運搬にかかわるタンパク質として、ヒガンフグの有毒卵巣からフグ毒結合タンパク質を単離し、cDNAクローニングで一次構造を決定し、ビテロゲニン類似タンパク質と同定した。TTX取り込みトランスポーターに関しては、ヒトのカルニチントランスポーターOCTNを問い合わせ配列として、フグゲノムデータベースからトラフグのOCTNをコードすると推定されるcDNA配列を5つ検出した。得られた推定cDNA配列をトラフグ肝臓の次世代シーケンスデータベースで解析したところ、実際に発現している可能性が高い推定cDNA配列を3つに絞り込むことができた。次世代シーケンスデータベース配列が多数ヒットした領域に対してPCRを行ったところ、それぞれの推定cDNA配列で目的のPCR産物が確認できた。1)バイオイメージングについては、放射性TTX物質を有機合成するために、in silicoでTTXに放射線ラベルする置換位置やラベル化する放射性元素の検討を計画していたが、ほぼ計画通り進行している。通常の非放射性TTXとNaチャネルタンパク質との結合部位や結合様式などの基本情報を得ることができた。TTXとNaチャネルタンパク質との結合構造を維持した状態で、新たに放射性物質をTTXに結合させるための部位について検討したところ、放射性ヨウ素を結合させたTTX物質は、非放射性TTXとNaチャネルタンパク質の結合様式はほとんど変わらず、有力な候補となることがわかった。また、これ以外の放射性TTX候補物質についても検討した。2)TTX輸送運搬にかかわるタンパク質に関しては、ヒガンフグ卵巣からフグ毒結合タンパク質を単離し、その一次構造を決定した。そして、フグ毒結合タンパク質が卵黄タンパク質のビテロゲニン類似タンパク質であることを初めて明らかにした。ビテロゲニンは肝臓で合成されて卵巣に運搬され、蓄積する。したがって、TTXといつどこで結合するのかによって、本フグ毒結合タンパク質の役割が異なる。すなわち、肝臓でTTXを結合するなら卵巣への輸送、卵巣でTTXと結合するなら卵巣中での保持蓄積に関与していると考えられる。TTX取り込みトランスポーターに関しては、当初計画したTTXトランスポーター遺伝子の探索を着実に実行し、フグゲノムデータベースとトラフグ肝臓の次世代シーケンスデータベースを利用することで遺伝子スクリーニングの効率が向上した。そして、フグゲノムデータベースから検出された推定cDNA配列について、次世代シーケンスデータベース配列が多数ヒットした推定cDNA配列では,目的のPCR産物が確認され、データベースを活用したin silicoスクリーニングの有効性が確かめられた。

本研究は、フグの毒化機構解明のため、1)放射性テトロドトキシン(TTX)を用いたSPECT/PETバイオイメージング法によるTTXの可視化検出法を確立し、2)TTXの体内輸送にかかわるタンパク質の特性と機能の解明を行い、3)フグ体内におけるTTXの動態を明らかにすることを目的としている。1)放射性TTXを用いたSPECT/PETバイオイメージング法によるTTXの可視化では、これまで放射性TTXの合成について検討し、今年度は、TTXのタンパク質ドッキング分子配座に影響のない箇所に放射性物質を結合するため、分子力学計算した結果、ヨウ素またはテクネチウムが分子エネルギー的に最適であることを見出した。これら放射性物質を結合したTTX合成品は、マウス心筋細胞を用いたパッチクランプ法でナトリウムチャネルに対する結合親和性を保持することを確認した。2)TTX輸送運搬タンパク質では、ヒガンフグ卵巣から単離したフグ毒結合タンパク質(ビテロゲニン類似タンパク質)の構造、性状ならびに機能を調べており、今年度は、ビテロゲニン類似タンパク質をコードするmRNAのヒガンフグにおける発現部位をRT-PCR法で調べ、雌の肝臓と卵巣で発現していることを明らかにした。さらに、ビテロゲニン類似タンパク質とTTXの結合活性を調べるため、フグと一般魚の卵からビテロゲニン類似タンパク質の精製に着手した。TTX取り込みトランスポーターに関しては、これまでにフグゲノムデータベースと次世代シーケンスアーカイブデータを利用して、遺伝子のスクリーニングを行ってきた。今年度は、TTXを輸送すると予想される有機カチオン/カルニチントランスポーターOCTNをコードする推定塩基配列を抽出し、PCRにてトラフグの肝臓での発現を確認した。1)放射性TTXを用いたSPECT/PETバイオイメージングについては、放射性TTX物質を有機合成するために、TTXに放射線ラベルする置換位置やラベル化する放射性元素の検討を計画し、ほぼ計画通り進行している。具体的には、TTXと高い結合親和性を示し、タンパク質構造が解明されているナトリウムチャネルをモデルにして、TTXのタンパク質ドッキング分子配座に影響のない箇所に放射性物質を結合するため分子力学計算を行った。その結果、ヨウ素またはテクネチウムが分子エネルギー的に最適であることがわかった。そして、これらを結合したTTX合成品は、マウス心筋細胞を用いたパッチクランプ法でナトリウムチャネルに対する結合親和性を保持することを確認した。2)TTX輸送運搬にかかわるタンパク質に関しては、昨年度、ヒガンフグ卵巣からフグ毒結合タンパク質を単離し、その一次構造を決定し、本フグ毒結合タンパク質が卵黄タンパク質のビテロゲニン類似タンパク質であることを初めて明らかにした。ビテロゲニンは肝臓で合成され、卵巣に運搬され蓄積するので、ビテロゲニン類似タンパク質をコードするmRNAのヒガンフグにおける発現部位をRT-PCR法で調べた。その結果、ビテロゲニン類似タンパク質は雌の肝臓と卵巣で発現していることを明らかにした。
気管挿管における技能教育のための触力覚提示装置の開発

本研究では、技能教育における喉頭展開の仕方を学習者に指導するための、外装型触力覚提示装置(Outer-Covering Haptic Display, OCHD)と、それを用いた誘導手法の研究をおこなった。本研究によって開発したOCHDは、喉頭鏡を握る手の甲に触力覚を与え、学習者にその動かし方を誘導する装置である。これにより,学習者は喉頭鏡に力を加えて動かすことで,掌に喉頭鏡の正しい動作力を知覚することができる.従来のように,アクチュエータによって道具を直接駆動し,学習者の掌に動作フィーバックを知覚させる場合と比較して、OCHDを用いた誘導手法によってより高い学習効果がえられることが示された。本研究の目的は、気管挿管における喉頭展開のように、道具を利用する際に強い力を必要とする技能の訓練を支援する外装型触力覚提示装置(OCHD: Outer-Covering Haptic Display)を開発することである。平成24年度は開発したOCHDが、気管挿管における喉頭鏡の動作を学習するために効果があるかどうかを検証する実験をおこなった。喉頭鏡を直接駆動する方式と、視覚的なインタフェースによって動作を提示する方式をOCHD方式と比較した結果、OCHDが最も学習効果が高いことが示された。平成25年度はウェアラブル型のOCHDを試作し、皮膚へのせん断力の与え方が、手の運動距離に与える影響を明らかにするための実験をおこなった。その結果、手の甲の皮膚にステップ上の剪断力を提示した場合、提示する最大せん断力を強くすれば、より長い時間学習者の手を運動させられることがわかった。しかし、2秒以上のせん断力提示が運動距離に与える効果は小さかった。一方、時間に比例して強くなる剪断力を手の甲の皮膚に与えた場合は、ステップ上の提示よりも長い時間運動を継続させられることがわかった。本研究では、気管挿管における喉頭展開のように、道具を利用する際に強い力を必要とする技能の訓練を支援する触力覚提示装置を開発することを目的としている。従来は、アクチュエータで道具を直接駆動することによって、道具を握る学習者の手のひらに力を知覚させて、正しい動作に誘導する手法が一般的であった。しかし、喉頭展開のように道具を強く握っている場合には、ウェーバーの法則に従って外力を感じにくくなるため、強い力で道具を駆動する必要があり、装置の大型化につながる。そこで本研究では、あたかも指導者が学習者の手を外側から握って正しい動作に誘導するかのように、学習者の手の外側から触力覚を提示することによって、小さい駆動力で効果的に6自由度の動作を誘導できる、外装型触力覚提示装置(Outer-Covering Haptic Display, OCHD)を開発している。平成24年度はOCHDの学習効果を検証した。OCHDは学習者の手を強制的に動かすのではなく、動作方向を手の甲に提示することによって、学習者に自主的に手を動かすようにしむける点が特徴である。従って、アクチュエータによって直接駆動される道具に引っ張られるようにして手を動かす場合と比較して、OCHDを使用した方が学習効果が高いことが期待された。実験の結果、OCHDによって学習した方が、動作力の誤差が有意に小さいことが確認された。当初の計画では、まず6自由度の動作の誘導が可能なOCHDの開発を開始する予定であった。しかしその後計画を修正し、まずはOCHD方式が、動作の学習に有効であることを確認したのちに、設計・開発をすることとした。この実験のために、ばねと6軸力センサを利用して、喉頭鏡の動作に対して抵抗力を提示するとともに、喉頭鏡に加えられている力を計測できる装置を製作した。この装置の製作と本実験に至るまでに、予備実験と実験装置の改良を複数回繰り返したことにより、予想以上に時間がかかった。その後、6自由度のOCHDの設計を開始したが、マニピュレータを使ってOCHDを駆動するよりも、腕に装着するタイプにした方が良いと判断し、新たに設計をおこなっている。このために、当初の計画よりも開発が遅れている。まず、腕部装着型のOCHDを設計・製作をし、弁別閾の実験と動作学習の実験をおこない、その有効性を確認する。また、マスタースレーブ操作によって、指導者がOCHDを操作できるようにする。マスターは、喉頭鏡に磁気センサもしくは6軸慣性センサをとりつけたものを利用することを検討している。すなわち、指導者がボタンを押しながらマスター喉頭鏡を動かすと、その方向の触力覚を提示するように、OCHDを制御する。このようにすることによって、装置を簡略化し、実用性を高める。マスタースレーブ操作による教示の他に、学習者の喉頭鏡の動きを判定し、正しい動作に自動的に誘導するためのアルゴリズムを開発する。

これによって、必ずしも教示者がいなくても、学習者は一人で練習できるようになる。予算のほとんどは、腕部装着型OCHDの製作、調査、論文発表に使用する。まず、腕部装着型のOCHDを製作するための部品代、加工代として約80万円を計画している。部品は主に、モーター、ギヤ、金属部品、電子部品などである。また、人とコンピュータのインタラクションに関する国際会議(CHI)や人と人の協調作業に関する国際会議(CSCW)において、情報収集や発表をおこなうために、国内出張を含めて約56万円使用する。次年度は査読つき論文誌に論文を2本採択されることを目標としているため、掲載料として10万円を計画している。
量子ホール系の熱流体力学

1.量子ホール系の熱流体力学理論を局所平衡仮定のもとで非線形領域も含めて構築した。この理論では、電子温度と電気化学ポテンシャルの時空間変動を電子数保存則とエネルギー保存則の方程式で記述する。この理論を適用することにより、下記のそれぞれの系における電子温度と電気化学ポテンシャルの空間変動を計算した。2.圧縮性・非圧縮性帯領域をもつ量子ホール系における電子温度分布と電流分布電流に垂直の方向の電子温度分布と電流分布を、閉じこめポテンシャルが緩やかに空間変動し圧縮性・非圧縮性帯領域をもつ場合について、線形領域および非線形領域で計算した。熱流体力学の電子数保存およびエネルギー保存の方程式とポアッソン方程式を連立することにより閉じこめポテンシャルをセルフコンシステントに計算し、次のことを明らかにした。(1)線形応答領域では、格子温度が低い場合電子温度の空間変動が非圧縮性帯領域に集中する。電子温度分布は反対称性をもち、電子温度のピークおよびディップが現れる。(2)この線形応答領域での反対称分布を反映して、量子ホール効果のブレークダウン近傍の非線形領域において電流分布の非対称性が顕著になる。3.量子ホール系と電流電極の接合部分における電子温度分布とホットスポット電流電極の近傍における電子温度の空間変動を線形および非線形領域において計算した。高電流領域では両方の電流電極の近傍に電子温度のピーク(ホットスポット)が現れるが、低電流領域では一方では電子温度が高く他方では低くなることを見いだした。量子ホール系の電子温度と電気化学ポテンシャルの時空間変動を記述する熱流体力学理論を局所平衡仮定のもとで非線形領域も含めて構築した。これを用いて以下のそれぞれの系における電子温度と電気化学ポテンシャルの空間変動を計算した。1.緩やかに空間変動する閉じこめポテンシャルをもつ量子ホール系における電子温度分布と電流分布電流に垂直の方向の電子温度分布と電流分布を、緩やかに空間変動する閉じこめポテンシャルをもつ長い量子ホール系において、線形領域および非線形領域で計算した。閉じこめポテンシャルはセルフコンシステントに計算した。(a)格子温度が低い場合に現れる非圧縮性帯領域において電子温度のピークあるいはディップが現れること、(b)非線形領域での電流分布の非対称性が顕著であることを明らかにした。2.量子ホール系と電流電極の接合部分における電子温度分布とホットスポット電流電極の近傍における電子温度の空間変動を線形および非線形領域において計算した。3.ポテンシャル・ステップをもつ量子ホール系における電気化学ポテンシャルと電子温度の分布電流方向にポテンシャル・ステップをもつ系について、電気化学ポテンシャルと電子温度の空間変動の計算を線形領域で行った。(a)ステップにおいて電気化学ポテンシャルの勾配が試料端に集中すること、(b)その場所で電子温度のピークあるいはディップが現れることを明らかにした。平成16年度に、量子ホール系の電子温度と電気化学ポテンシャルの時空間変動を記述する熱流体力学理論を局所平衡仮定のもとで非線形領域も含めて構築した。今年度はこれを応用して以下の計算を行った。1.圧縮性・非圧縮性帯領域をもつ量子ホール系における電子温度分布と電流分布電流に垂直の方向の電子温度分布と電流分布を、緩やかに空間変動する閉じこめポテンシャルをもつ長い量子ホール系において、線形領域および非線形領域で計算した。2.量子ホール系の非線形伝導における電子温度とホール電場の時間発展リング上の量子ホール系において磁場を時間変化させると誘導電場がリングに沿って生じる。この誘導電場が(量子ホール効果のブレークダウンに伴う)負性微分抵抗の領域にあるとき一様定常状態が不安定になる。ここでは一様状態を仮定し時間発展を求めた。ホール電場および電流の自励振動が生じ、このとき電子温度も振動する。ホール電場と電子温度の2次元相空間における軌跡を明らかにした。

3.量子ホール細線の熱流体力学的不安定性リング上の量子ホール系において、誘導電場が負性微分抵抗の領域にあり一様定常状態が不安定化する場合の空間変動を計算した。簡単のため細い系を考え、電流方向の変動のみを考慮した。一様定常状態からのゆらぎの一次のみを考慮して線形安定性解析を行った。ゆらぎの成長率は電流方向の波数がゼロからはずれたところに最大値をもつことが分かった。この結果は一様定常状態から周期的な空間変動の状態へ転移することを示唆している。平成16年度に構築した(量子ホール系の電子温度と電気化学ポテンシャルの時空問変動を記述する)熱流体力学理論を応用して以下の計算を行った。1.量子ホール細線の熱流体力学的不安定性リング形状をもつ量子ホール系において、誘導電場が負性微分抵抗の領域にあり一様定常状態が不安定化する場合の時間空間変動を計算した。平成17年度には一様定常状態からのゆらぎの一次のみを考慮して線形安定性解析を行い、ゆらぎの成長率は電流方向の波数がゼロからはずれたところに最大値をもつことを見いだした。そこで本年度は、この時間発展を求めるため時間と空間について離散化した数値計算を始めた。計算手法の開発はほぼ終了したが、結果の解析は次年度に行う予定である。1.量子ホール細線の熱流体力学的不安定性リング形状をもつ量子ホール系において、誘導電場が負性微分抵抗の領域たあり一様定常状態が不安定化する場合の時間空間変動を計算した。平成17年度には一様定常状態からのゆらぎの一次のみを考慮して線形安定性解析を行い、ゆらぎの成長率は電流方向の波数がゼロからはずれたところに最大値をもつことを見いだしている。本年度は、この時間発展を求めるため時間と空間について離散化した数値計算を行った。その結果、電場ドメインが形成されること、複数の電場ドメインが時間とともに合体していく場合があることを明らかにした。2.量子ホール系の熱流体力学によるスピン流とスピン偏極の計算実験で観測されている電流に垂直な方向のスピン偏極を、その方向のスピン流の存在によって説明することを試みた。熱流体力学に基づく計算により、スピン偏極の向きについて実験と一致する結果を得た。
交換結合巨大磁歪薄膜の合成に関する研究

実用上有用な低磁界で応答する軟磁性を有する巨大磁歪薄膜を合成するため、巨大磁歪化合物と軟磁性合金との交換結合膜に着目し、巨大磁歪化合物中に軟磁性合金が微細に分散したナノ結晶組織をもつ薄膜の合成を試みた。本研究では最も大きな磁歪量が期待できる交換結合膜の巨大磁歪化合物と軟磁性合金の組み合わせとして、TbFe_2とFeとの組み合わせを選び、種々の組成のTbFe系2元合金薄膜をスパッタ法を用いて作製した。水冷基板上で作製した薄膜は成膜後、作製条件によらず非晶質であったため、熱処理して結晶化させることで非平衡状態であるTbFe_2とFeとの2相共存化を試みた。しかしながら、熱処理によりTbFe_2は生成させることができたものの、TbFe_2とFeとの共存状態は得られなかった。しかしながら、本研究では磁歪の最大値としてこれまでTbFe系2元合金薄膜で報告されている飽和磁歪値とほぼ同等の410×10^<-6>を得た。この値は測定最大磁場2kOeでの磁歪値が磁場に対して飽和に達していない領域での値であり、測定磁場2kOeでの値としてはこれまでの報告値と比較して2倍程度大きいことがわかった。磁歪の最大値が得られた薄膜は、そのTb濃度がTbFe_2より低い28at%Tbであり、400°C、1時間で熱処理したものである。この薄膜はX線的にはTbFe_2のブロードな回折線のみよりなっており、薄膜組成および磁歪値の測定磁場依存性より判断してTbFe_2化合物と低Tb濃度の磁気的にソフトな非晶質との2相よりなるものと推察される。以上より比較的良い磁界応答性が得られたものと考えられる。今後、この詳細を検討するとともに、新たに交換結合巨大磁歪薄膜としてさらに優れた磁界応答性が期待できるTbFe_2とFeよりなる積層膜を作製し、その磁歪および磁気特性を検討する予定である。
古典期アテーナイ演劇におけるジェンダー描出の研究

今回の研究のおもな成果は、アリストパネースの「女もの」3篇の喜劇におけるジェンダー描出についてである。これについて、服装倒錯と言語とステレオタイプ表現を中心にした分析を行い、その成果を2009年に「ギリシア喜劇全集別巻」(岩波書店)で発表した。その内容を要約すると、アリストパネースのジェンダー表現はまず服装倒錯という手段によって視覚的観点から見て非常に顕著なしかたで表現される。また言語面ではとくに、猥雑な語あるいは語句の使用の有無や使用状況などに明らかな男女差が設定されている。そして女は酒を好み、食糧貯蔵庫から食べ物や飲み物をひそかに盗み出す、セックスを好むなどといったお決まりのステレオタイプ表現が頻出し、ひねりを加えたパラドクシカルな描出が観客の笑いを誘うことになる。(1)古典学におけるジェンダーの研究に関する先行研究を点検する。(2)文献学の方法を踏まえながら紀元前5世紀アテーナイで上演された悲劇・喜劇作品を分析し、服装倒錯・言語・ステレオタイプ表現などの観点からジェンダー描出を解明する。古代ギリシアの喜劇の研究に関しては、アリストパネース『女の議会』の翻訳および解説、『ギリシア喜劇全集』別巻に所収されることになっている「ギリシア喜劇とジェンダー」の論文をすでに脱稿した。それらは2008年7月以降の全集刊行をめざしてもっか校正段階に入っている。悲劇に関しては、科研費申請にさいして国際学会での研究発表を目標に掲げていた。ロンドンの古典学研究所(Institute of Classical Studies)が古代ギリシア・ローマ演劇の受容に関する国際会議(The Reception of Ancient Greek ahd Roman Drama Conference)を2008年6月11日から13日に行うことを知り、応募した。科研の研究テーマはジェンダー描出だが、この会議の趣旨や他の発表との関係から『日本におけるギリシア悲劇の受容』というテーマで研究発表を行うことになった。現在は、この発表に向けて資料の収集や演劇(舞台およびビデオなど)の実見を行いながら、発表原稿を作成している段階である。明治時代の川上音二郎の翻案劇、東京大学ギリシア悲劇研究会の1950年代末から1960年代にかけての上演、演出家の鈴木忠志、蜷川幸雄、宮城聡による1970年代以降のギリシア悲劇上演および彼らの演出と日本の伝統芸能である能・歌舞伎・文楽との関係を中心に述べ、さらに、2000年代以降、他の演出家たちも上演を試みていることにも触れる予定である。この研究発表はジェンダー描出を中心に据えた内容ではないが、この発表の試みを通して、実際の上演にかかわる多くの要素にも眼を向けることができるようになった。これを最大限に活かして、今後、このテーマを探求していく上でテクストだけではなく、実際の上演にともなう衣装、所作、首楽などの問題にも眼を向けていきたい。昨年度から今年度にかけて、アテーナイ演劇だけではなく、古曲学全体におけるジェンダー研究の歴史を振り返り、最新の動向を述べ、未来を展望する論文を紀要に書いた。古典学とジェンダーの関係についての研究は我が国にはあまりないので、貴重である。この論文では古代ギリシアにおけるジェンダーとセクシュアリティの研究が1970年代から活発になり、21世紀に入った現在どのような動向にあるかを述べた。古代ギリシアの喜劇の研究に関しては、「ギリシア喜劇とジェンダー」という論文が昨年11月に刊行された『ギリシア喜劇全集』別巻に所収された。この論又ではアリストパネースのいわゆる「女もの」と呼ばれる三編の喜劇、つまり『リューシストラテー』、『テスモポリア祭を営む女たち』、『女の議会』を取り上け、服装倒錯とスピーチ(言語)さらにステレオタイプ(類型的描写)に焦点を当てて論じた。「女もの」三編においてはこれら三つの要素が相互補足的な関係にあり、最終的には祝祭へと収束するという結論を得た。また、アリストパネース『女の議会』の翻訳および解説を脱稿し、現在はすでに再校段階に入っており、今年中には刊行される予定である。喜劇に関してはまた、断片の翻訳も現在は仕上け段階に進みつつある。以上のような喜劇作品と翻訳の仕事に携わるなかで、喜劇とジェンダーについての研究意識もますます先鋭化されている。さらに今年度の予定としてはかねてより執筆要請のあった『オデュッセイア』についての書物を完成させるべく、とくにジェンダーの観点から、これまで男性研究者があまり重視してこなかったぺネロペに光を当てて論じたい。一昨年度から昨年度にかけてはアテーナイ演劇だけではなく、古典学全体におけるジェンダー研究の歴史を振り返り、近年の動向を調べ、未来を展望する論文を器用に提出した。古典学とジェンダーの関係についての研究はわが国にはあまりないため、有益であろう。この論文では古代ギリシアにおけるジェンダーとセクシュアリティーの研究が1970年代から活発になり、21世紀に入った現在、どのような動向に向かっているかを述べた。

古代ギリシアの喜劇に関しては、「ギリシア喜劇とジェンダー」という論文を2008年11月に発表した。この論文では、アリストパネースのいわゆる女もの三篇を取り上げ、服装倒錯とスピーチ、ステレオタイプに焦点を合わせて論じた。女もの三篇ではこの三つの要素が相互補足的な関係にあり、最終的には祝祭へと収束するという結論を得た。2009年にはその三篇のうちの一遍である『女の議会』のギリシア語原典から日本語への翻訳を刊行した。喜劇前週に関しては、断片の仕事も残っているが、現存は仕上げ段階に入っている。以上のような仕事に携わるなかで、喜劇とジェンダーについての研究意識もますます先鋭化していると言えよう。今後の執筆予定としては、『オデュッセイア』に関する書籍の原稿完成とエレゲイア詩集の原典からの翻訳がある。時間何に完成させるべく、鋭意研究努力中である。アテーナイ演劇だけではなく古典学全体におけるジェンダー研究の歴史を振り返り、最新の動向を述べ、未来を展望する論文を一昨年度から昨年度にかけては紀要に書いたのに続き、今年度も『和歌山県立医科大学保健看護学部紀要』に、ルネサンスにおける古典の受容に関する研究を発表した。また平成22年12月には、京都大学文学部において、『オデュッセイア」受容に関する研究発表も行った。古代ギリシアの喜劇の研究に関しては、「ギリシア喜劇とジェンダー」という論文が2008年11月に刊行された『ギリシア喜劇全集』別巻に所収され、この論文ではアリストパネースのいわゆる「女もの」と呼ばれる三編の喜劇、つまり『リューシストラテー」、『テスモポリア祭を営む女たち』、『女の議会』を取り上げて、服装倒錯とスピーチ(言語)さらにステレオタイプ(類型的描写)に焦点を当てて論じた。「女もの」三編においてはこれら三つの要素が相互補足的な関係にあり、最終的には祝祭へと収束するという結論を得た。2009年11月にアリストパネース『女の議会』の翻訳および解説を刊行したのに続き、喜劇全集に関しては、断片の翻訳も平成23年4月現在、初校のゲラを出版社に返却したところである。したがって数力月以内に上梓される予定である。以上のような喜劇作品と翻訳の仕事に携わるなかで、喜劇とジェンダーについての研究意識もますます先鋭になってきている。さらに今年度の予定としてはかねてより執筆を依頼されている『オデュッセイア』についての書物およびエレゲイア詩集の翻訳を完成させるべく、鋭意研究中である。
四国における近世名の比較研究

筆者はかって「戦国期名本の存在形態」(『新居浜工業高等専門学校紀要』7、昭和46年)、「近世の名および名頭」(『伊予史談』210、211合併号、昭和48年)で伊予における近世名の成立および展開とその構造について考察した。幸いに平成5年度「四国における近世名の比較研究」で科研費が認められ、残されていた讃岐、阿波、土佐の近世名の比較研究にとりくみ、次のごとき新知見を得ることができた。1.近世名には(1)中性名の系譜をひくもの(2)近世になって新しく成立したもの、の二類型があり、それが時代と共に消滅したり、変質しながらも近代まで存続したりした。そしてその相違は、夫々の名の置かれた自然的社会的環境などの相違によった。2.近世名は村の中の村としての性格をもったので、近世村と近世名とは対立する関係ではなく、むしろ近世村の存立を補強する関係にあった。従って近世名は村共同体をより強固なものとする役割を果たした。3.名単位に(1)検地、(2)新田改、(3)隠田改などがなされ、(4)貢組、(5)小物成、(6)夫役などが賦課され、(7)免引、(8)川成引などがなされ、(9)氏宮、(10)氏堂があり、名がすべてのものの単位として機能していた。4.名には名頭がおり、名内の(1)貢組提出の責任者、(2)共有財産・用水設備などの管理者、(3)土地売買・金銭貸借などの請人、(4)氏宮・氏堂の司祭者、(5)農民相互の救済・共同生活の中心者であった。5.讃岐の近世名には独自なものがみられ、それが免名であったように、それぞれの国の近世名には相違する点もあり、それぞれの国の近世名の特質となっていた。
胆道系の神経支配に関する形態学的研究(主に一酸化窒素合成酵素含有神経について)

ハムスター、イヌ、サル、ブタ、ヒトを用い、胆道系におけるペプチド含有神経、コリン性神経、NOS含有神経の分布様式を免疫組織化学法、酵素組織化学法により形態学的に検討した。ハムスター、イヌ、サル、ブタとも神経のマーカーであるprotein gene product 9.5の組織化学では、胆道系には消化管と同様、豊富な壁内神経が存在した。種々のペプチドの免疫組織染色ではvasoactive intestinal peptide、neuropeptide Y様免疫活性が壁内神経線維にみられ、また数は少ないながらもsubstance P、calcitonin gene-related peptide、enkepharin様免疫活性も認められた。コリン性神経、NOS含有神経も広く分布しており、特にNOS含有神経は肝外胆管系すべてに神経細胞体が見られ神経叢を形成していた。このような分布様式から胆道系には多種の神経が存在し、胆道機能はこれらの神経により複雑に神経性調節されているものと考えられた。ハムスターの胆道系におけるNOS含有神経の分布様式はマウスとほぼ同様であり、イヌ、サル、ブタの高等哺乳類では、ハムスター、マウスに比べ、胆道系のNOS神経細胞体、神経線維ともやや多い傾向が見られた。このように、胆道系におけるNOS含有神経の詳細な分布様式は、ハムスターと、高等哺乳類ではイヌのみならず、サル、ブタにおいても形態学的に明らかとなり、マウスとの相違も比較検討された。また胆道系のコリン性神経の分布、種々のペプチド含有神経の分布についても、イヌ、サル、ブタの高等哺乳類ではすでに検討がなされ、正常の神経分布様式が解明された。二重染色法を用いた検討では、マウス、イヌ、サル、ブタにおいてNOS含有神経とコリン性神経との共存は見られず、胆道のNOS含有神経は非コリン性と考えられた。このことより胆道系のNOS含有神経も消化管と同様、抑制性の非アドレナリン・非コリン性神経である可能性が推測された。またハムスター胆石症実験モデルの作製に成功し、特殊飼料で46週間飼育した全例に、直径1mm未満の黒色のビリルビンカルシウム石様の結石が胆嚢内に認められた。現在、胆石症病態下におけるNOS含有神経の神経構築の変化の解明にとりくんでいる。平成7年度は主に、ハムスター、イヌ、サル、ブタを用い、胆道系におけるペプチド含有神経、コリン性神経、NOS含有神経の分布様式を免疫組織化学法、酵素組織化学法により形態学的に検討した。

ハムスターの胆道系におけるNOS含有神経の分布様式はマウスとほぼ同様であり、イヌ、サル、ブタの高等哺乳類では、ハムスター、マウスに比べ、胆道系のNOS神経細胞体、神経線維ともやや多い傾向が見られた。このように、第1の研究目的である、胆道系におけるNOS含有神経の詳細な分布様式は、ハムスターと、高等哺乳類ではイヌのみならず、サル、ブタにおいても形態学的に明らかとなり、マウスとの相違も比較検討された。また胆道系のコリン性神経の分布、種々のペプチド含有神経の分布についても、イヌ、サル、ブタの高等哺乳類ではすでに検討がなされ、正常の神経分布様式が解明された。現在第2の研究目的である、胆道系の神経支配様式の全貌を明らかにするために、NOS含有神経とコリン性神経、種々のペプチド含有神経との関係を二重染色法を用いて検討している。ハムスター、イヌ、サル、ブタを用い、胆道系におけるペプチド含有神経、コリン性神経、NOS含有神経の分布様式を免疫組織化学法、酵素組織化学法により形態学的に検討した。ハムスター、イヌ、サル、ブタとも神経のマーカーであるprotein gene product 9.5の組織化学では、胆道系には消化管と同様、豊富な壁内神経が存在した。種々のペプチドの免疫組織染色ではvasoactive intestinal peptide、neuropeptide Y様免疫活性が壁内神経線維にみられ、また数は少ないながらもsubstance P、calcitonin gene-related peptide、enkepharin様免疫活性も認められた。コリン性神経、NOS含有神経も広く分布しており、特にNOS含有神経は肝外胆管系すべてに神経細胞体が見られ神経叢を形成していた。このような分布様式から胆道系には多種の神経が存在し、胆道機能はこれらの神経により複雑に神経性調節されているものと考えられた。このように、胆道系におけるNOS含有神経の詳細な分布様式は、ハムスターと、高等哺乳類ではイヌのみならず、サル、ブタにおいても形態学的に明らかとなり、マウスとの相違も比較検討された。二重染色法を用いた検討では、マウス、イヌ、サル、ブタにおいてNOS含有神経とコリン性神経との共存は見られず、胆道のNOS含有神経は非コリン性と考えられた。このことより胆道系のNOS含有神経も消化管と同様、抑制性の非アドレナリン・非コリン性神経である可能性が推測された。またハムスター胆石症実験モデルの作製に成功し、胆石症病態下におけるNOS含有神経の神経構築の変化を解明するため、現在も経時的、形態学的変化の有無を検討し、また実験モデルと正常ハムスターとの相違も比較検討している。
TCDDによる糖代謝異常モデルを用いた新規メタボリックシンドローム関連因子の探索

本研究はダイオキシン(TCDD)曝露により細胞内グリコーゲンが減少し、その現象にヘム合成系の律速酵素であるアミノレブリン酸合成酵素(ALAS)の誘導が関与することから、ALASを中心としたヘム合成系と糖代謝、脂質代謝との関連及び相互作用を分子生物学的に検討し、糖代謝におけるALASの生物学的意義、新規メタボリックシンドローム関連因子を同定することを目的としている。TCDDによりなぜALASが誘導されるのか、その機序に関与すると想定したCYP1A1タンパク質の発現抑制及び強制発現実験を行ったところ、細胞内のALASの発現量はCYP1A1により規定されていた。この結果からTCDDはCYP1A1を介してALASを誘導することが明らかとなった。グリコーゲン代謝調節機構におけるALASの作用するシグナル経路として、ウエスタンブロッテイングによる解析を行ったところ、TCDDを曝露した細胞ではグリコーゲンの合成を行う酵素であるGSのリン酸化が更新し、活性型の量が減少していた。一方ALASをノックダウンした細胞ではこの現象は確認されなかったため、ダイオキシンはALASを誘導しGSを不活性化することによってグリコーゲンを減少させていることが明らかどなった。一方インスリンを添加した場合、細胞に対しTCDDをGSのリン酸化の更新は認められないため、本研究で行った細胞実験では、TCDDはインスリンの作用を阻害しないことが示された。本研究の結果より、TCDDによる毒性発現機序の一端である、CYP1A1、ALAS、GSと作用する一連のシグナル経路が明らかとなった。本研究で対象としているALASは糖制御に関与することが示され、メタボリックシンドローム治療の標的となることが示唆される。また、TCDDによる誘導を詳細に検討することは、未知であったヘムによるネガティブフィードバック制御の解明に繋がる可能性がある。本研究はダイオキシン曝露により細胞内グリコーゲンが減少し、その現象にヘム合成系の律速酵素であるアミノレブリン酸合成酵素(ALAS)の誘導が関与することから、ALASを中心としたヘム合成系と糖代謝、脂質代謝との関連及び相互作用を分子生物学的に検討し、糖代謝におけるALASの生物学的意義、新規メタボリックシンドローム関連因子を同定することを目的としている。グリコーゲン代謝調節機構におけるALASの作用するシグナル経路として、ウエスタンブロッテイングによる解析を行ったところ、インスリンシグナル下流に位置するGSK3βのリン酸化がダイオキシン曝露により亢進していることが明らかとなった。一方ALASをノックダウンした細胞ではこの現象は確認されず、ALASの関与が特定された。また、ダイオキシンによるALASの誘導に関して、概日リズムを制御する転写抑制因子であるRev-erbαの関与を想定し、レポーター試験を行った。ダイオキシンは概日リズム制御因子でありRev-erbαによる抑制を受けるBmal1を誘導し、さらにALASプロモーター上にRev-erbαが結合することを見出した。本研究で対象としているALASは糖新生並びにインスリンシグナルの制御に関与することが示唆され、メタボリックシンドローム治療の標的となることが示唆される。また、ダイオキシンによる誘導を詳細に検討することは、未知であったヘムによるネガティブフィードバック制御の解明に繋がる可能性がある。
一階偏微分方程式と特異点

一階偏微分方程式の一般的解は1ーjet束のつくる接融多様体のルジャンドル部分多様体と考えられる.特に,完全積分可能系はこの完全積分のパラト-タを考えると,Nジャンドル開折として理解できることがわかり,そのパラメ-タに治った解の特異点の分類を考えることができる.さらに,ホロノミ-系に対しては,両方に開いた型の写像芽のダイアグラムに対応しており,その写像芽のダイアグラムの自然な分類がリ-によって考えだされた,微分方程式の点変換による分類に対応している事がわかった。このことから,ホロノミ-系から誘導される写像芽のダイアグラム(ホロノミ-積分図式と呼ぶ)の分類を行なえば,ホロノミ-系自体の分類が行なわれることとなる.今年度は,ホロノミ-積分図式の分類のアルゴリズムを発見し,次元が2以下の場合に分類を実行した現在,次元が3以下の場合と,R^+ー単純とよばれるクラスの分類を継続中である。また,ハミルトンーヤコビ型方程式のコ-シ-問題を考えると,初期条件がなめらかになっているにもかかわらず,ある一定時間後には,その解に特異点があらわれることが知られている.このプロセスは,次元が低い場合にかぎられた情況における研究しかしられてない。本研究では,ハミルトンーヤコビ型方程式の一般化された意味でのコ-シ-問題は,ルジャンドル開折としてみる事が出来ることが発見され,その分類理論と適用することにより,解の幾何学的特異点があらわれるプロセスをあきらかにした.一階偏微分方程式の一般的解は1ーjet束のつくる接融多様体のルジャンドル部分多様体と考えられる.特に,完全積分可能系はこの完全積分のパラト-タを考えると,Nジャンドル開折として理解できることがわかり,そのパラメ-タに治った解の特異点の分類を考えることができる.さらに,ホロノミ-系に対しては,両方に開いた型の写像芽のダイアグラムに対応しており,その写像芽のダイアグラムの自然な分類がリ-によって考えだされた,微分方程式の点変換による分類に対応している事がわかった。本研究では,ハミルトンーヤコビ型方程式の一般化された意味でのコ-シ-問題は,ルジャンドル開折としてみる事が出来ることが発見され,その分類理論と適用することにより,解の幾何学的特異点があらわれるプロセスをあきらかにした.