hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ルーブリックとポートフォーリオを利用した英語教員養成プログラムの研究

発音練習を行うATR CALL Brix 4.0(c2013 ATR Learning Technology Corporation)には発音練習以外にも多くの学習教材が用意されており、今回の練習を機に発音練習から広がる学習機会の利用を期待した【自己選択で学習の機会を拡げる】。2週間の練習期間には、各自の取り組みについて記録させ、練習終了後にアンケート調査を行った。英語教育、教職課程H25年度に計画した自主トレーニング(英語教職課程受講生50名を対象に、受講生を4グループに分け「語彙、発音、リスニング、スピーキング」向上のための学習方法を検討させ、10週間自らにトレーニングを課し、学習者として取り組むだけでなく教師の立場で学習に取り組むことでメタ認知的視点を意識させる試み)を、諸事情のため実施することができなかった。H26年度の教職課程受講生50名を対象に行うことにし、その中間報告を、2015年3月にカナダ、トロントで予定されているアメリカ応用言語学会(AAAL)にて行う予定である。研究実施計画通りおおむね順調に進んでいると考える。本調査とは別の大学1年生3年生に対して予備調査を実施し、質問紙の原案となるフレームワークを作成し、さらにこのフレームワークをもとに質問紙原案をまとめることができた。また、英語教職課程受講生のポートフォリオを提出させ、内容チェックおよび記入例指導を行うことができた。2015年3月21日24日にカナダ、トロントで予定されているアメリカ応用言語学会(AAAL)にて、研究成果の発表を行う予定である。(1)引き続き自律的学習者とは何か、先行研究文献をもとに研究および質問紙による調査を行い、データの蓄積を図り、H24年度の結果との整合性を図る。(2)英語教職課程受講生に対し、学習方略と音声学習という観点から、自らが英語学習者という立場で自律的学習に取り組ませる。ルーブリックを作成しスピーキング能力の評価をさせ、その方法を教師としていかに利用できるかリフレクションをポートフォリオに記入させ、意識的に「振り返り(復習)」を行わせる。2年間の英語力の伸長を確認させると共に、その結果をふまえ、自律的学習者育成のための英語教員養成プログラムの原案をまとめる。2015年3月下旬にカナダ(トロント)で予定されているアメリカ応用言語学会(AAAL)にて、研究成果の発表を行う予定である。海外学会参加・発表(カナダ)8日間×3名H25年8月に予定されている全国英語教育学会(北星学園大学、北海道)にて、本研究におけるH 24年度H25年度6月までの研究成果の中間報告を行う予定である。
ユビキチン関連経路を介した選択的ミトコンドリア分解の制御機構

余剰または不良ミトコンドリアの丸ごと隔離・除去は、単細胞から多細胞の真核生物まで保存された基本的な仕組みであり、ミトコンドリアの量や品質の管理に寄与していると考えられているが、その詳細な分子機構は未だ多くの謎に包まれている。本研究では出芽酵母をモデル生物に用いて、ユビキチン関連経路がどのように選択的ミトコンドリア分解を正または負に制御しているかを解明してゆく。
シュタイナー学校における教員養成プログラムを支える理論とその実態の解明

シュタイナーの教育実践は世界的に高く評価されており、その数は近年、世界規模で拡大している(全世界で1000を超える)。だが、シュタイナー教育の実践は広く受容されているものの、その教育実践を支える思想(人智学)は秘教的色合いが強いため、学術的調査が十全には進められていない。本研究ではシュタイナー学校における教員養成の内実を明らかにする試みの一環として、シュタイナー教育の意義を科学的データに基づいて論証することを目指した。シュタイナー学校の教師たちが日々、子どもたちに対して行っていることの意義を科学的に裏付けるためである。2018年度はフォルメン線描とオイリュトミーに焦点を絞り、脳波測定を通じてシュタイナー教育の科学的検討を行った。たとえば、シュタイナー教育独自の実践であるフォルメン線描を行うことで、散漫な状態の子どもたちの心が静まることがしばしば指摘されるが、本研究の中でフォルメン線描時の脳波測定を行うことで、実践者のα波の数値が高まり、興奮状態が抑えられていることが示された。本研究を通じて、シュタイナー学校の教師が日々の実践において行っている実践の裏付けを取ることができたように思われる。脳波測定をつうじてシュタイナー学校において、子どもたちの集中力を高める際にフォルメン線描が取り入れられていることも極めて合理的であることが示された。本研究の成果は「フォルメン線描とマインドフルネスー脳波測定を通じたフォルメン線描の分析ー」(『ホリスティック教育/ケア研究』第22号、日本ホリスティック教育/ケア学会、2019年)を含む3本の論文のうちに結実した。【研究実績の概要】欄に示した通り、2018年度はフォルメン線描とオイリュトミーに焦点を絞り、脳波測定を通じてシュタイナー教育の科学的検討を行った。100年に及ぶシュタイナー学校の歴史において、フォルメン線描の意義は実践者によって直観的に把捉されてきた。本研究をつうじて科学的データに基づく裏付けを示したことによって、実践者が直観的につかみ取ってきた事柄に客観性が付与されることとなった。また、これまでの状況においてはフォルメン線描の意義をシュタイナー教育の実践に慣れ親しんだ者以外に伝えることは難しく、その特殊さゆえに、一般的な学校教育の文脈においてフォルメン線描の意義を語ることは困難であった。だが、本研究を通じて示されたデータに基づくならば、フォルメン線描の実践をシュタイナー教育の独特の世界に留めておくのではなく、広く一般的な教育に開いてゆく可能性がもたらされる。そうであるならば、フォルメン線描を広く公教育の中に取り入れていくような動きにもつながってゆくだろう。たとえば、公教育における数学教育において、あるいは道徳教育においてフォルメン線描を実施する可能性も開かれるように思われる。2019年度は沖縄シュタイナー教育実践研究会において、おもに公立学校の教員を対象としてシュタイナー教育の科学的検討に関する研究発表を行う。また、シュタイナー教育の教員養成に際しても「なぜフォルメン線描を行うのか」について、客観的なデータに基づいてその意義を示すことができれば、その実践的意義を多くの人々に理解可能な形で提示することができる。今後も引き続き、シュタイナー教育の科学的研究を進めていく予定である。2018年度に実施したフォルメン線描実践時の脳波測定において被験者は成人男性であった。今後、本研究を深めていくためにはフォルメン時の児童、生徒の脳波を測定するということも必要となってくる。また、被験者の数自体も増やし、様々な年齢層において脳波の違いを見ていく実験も進めていきたい。さらには、フォルムの種類自体も様々なバリエーションもので実験を試みることが必要となる。また、オイリュトミー研究に関して、2018年度は比較的動きの小さなオイリュトミー時の脳波を測定したが、よりダイナミックな動きの際に、いかなる脳波が示されることになるか、様々な状況の下で実験を行いたい。オイリュトミー時に使用する曲に関して、2018年度に取り上げたのは一曲であったが、曲調を変えることで脳波にどのような変化が見られるのかを明らかにしたい。また、今回、オイリュトミー時の脳波測定を行うにあたって被験者は一人であったが、今後はシュタイナー学校の卒業生などにも協力を仰ぎ、プロのオイリュトミストのみならず、広くシュタイナー学校の在学生・卒業生のオイリュトミー時の脳波測定も行っていきたい。さらに、オイリュトミーのみならず、にじみ絵など、シュタイナー学校独自の諸々の実践における脳波の測定を行ってゆく。研究成果については日本ホリスティック教育/ケア学会で発表する。また、2019年度中にシュタイナー教育の入門書を出版予定である。

たとえば、シュタイナー教育独自の実践であるフォルメン線描を行うことで、散漫な状態の子どもたちの心が静まることがしばしば指摘されるが、本研究の中でフォルメン線描時の脳波測定を行うことで、実践者のα波の数値が高まり、興奮状態が抑えられていることが示された。本研究を通じて、シュタイナー学校の教師が日々の実践において行っている実践の裏付けを取ることができたように思われる。脳波測定をつうじてシュタイナー学校において、子どもたちの集中力を高める際にフォルメン線描が取り入れられていることも極めて合理的であることが示された。本研究の成果は「フォルメン線描とマインドフルネスー脳波測定を通じたフォルメン線描の分析ー」(『ホリスティック教育/ケア研究』第22号、日本ホリスティック教育/ケア学会、2019年)を含む3本の論文のうちに結実した。【研究実績の概要】欄に示した通り、2018年度はフォルメン線描とオイリュトミーに焦点を絞り、脳波測定を通じてシュタイナー教育の科学的検討を行った。100年に及ぶシュタイナー学校の歴史において、フォルメン線描の意義は実践者によって直観的に把捉されてきた。本研究をつうじて科学的データに基づく裏付けを示したことによって、実践者が直観的につかみ取ってきた事柄に客観性が付与されることとなった。また、これまでの状況においてはフォルメン線描の意義をシュタイナー教育の実践に慣れ親しんだ者以外に伝えることは難しく、その特殊さゆえに、一般的な学校教育の文脈においてフォルメン線描の意義を語ることは困難であった。だが、本研究を通じて示されたデータに基づくならば、フォルメン線描の実践をシュタイナー教育の独特の世界に留めておくのではなく、広く一般的な教育に開いてゆく可能性がもたらされる。そうであるならば、フォルメン線描を広く公教育の中に取り入れていくような動きにもつながってゆくだろう。たとえば、公教育における数学教育において、あるいは道徳教育においてフォルメン線描を実施する可能性も開かれるように思われる。2019年度は沖縄シュタイナー教育実践研究会において、おもに公立学校の教員を対象としてシュタイナー教育の科学的検討に関する研究発表を行う。また、シュタイナー教育の教員養成に際しても「なぜフォルメン線描を行うのか」について、客観的なデータに基づいてその意義を示すことができれば、その実践的意義を多くの人々に理解可能な形で提示することができる。今後も引き続き、シュタイナー教育の科学的研究を進めていく予定である。2018年度に実施したフォルメン線描実践時の脳波測定において被験者は成人男性であった。今後、本研究を深めていくためにはフォルメン時の児童、生徒の脳波を測定するということも必要となってくる。また、被験者の数自体も増やし、様々な年齢層において脳波の違いを見ていく実験も進めていきたい。さらには、フォルムの種類自体も様々なバリエーションもので実験を試みることが必要となる。また、オイリュトミー研究に関して、2018年度は比較的動きの小さなオイリュトミー時の脳波を測定したが、よりダイナミックな動きの際に、いかなる脳波が示されることになるか、様々な状況の下で実験を行いたい。
筋電義手のための両腕協調動作生成システムにおける単腕動作への切り替え機能の評価

本課題では、健常腕と義手の運動を力学的に模擬するリアルタイムモーションシミュレータを用いて、健常腕の姿勢に合わせた義手の両腕協調動作生成のオン・オフを切り替える機能を構築することに取り組んだ。被験者の肩部の筋電信号を用いて両腕協調動作生成のオン・オフを行う。3名の大学院生を被験者として、被験者の肩部の筋電信号を計測し、オン・オフのための入力信号として利用可能であることを確認した。本機能より、健常腕による単腕動作と両腕協調動作生成をスムーズに切り替えることが可能となる。本年度は、健常腕と義手の運動を力学的に模擬するリアルタイムモーションシミュレータを用いて、両腕協調動作生成のオン・オフを切り替える機能を構築することに取り組んだ。筋電信号計測システムとして、無線方式の装着型筋電信号計測装置を新たに導入した。両腕協調動作生成のオン・オフを切り替える方式として、筋電信号の振幅が一定のしきい値を越えた時点で両腕協調動作生成をオンにする方式について考察した。(a)の方式は簡単であるが、義手の運動を突然止めたり、動かしたりすることになり、安全対策を十分考慮する必要がある。安全対策の一つとして、健常腕が静止しているときのみ両腕協調動作生成をオンにする方法を考案した。つまり、両腕協調動作は常に静止した状態から始めるという制約を付けるということである。これにより、健常腕を動かしているときに、不意に両腕協調動作生成がオンになり、義手が勝手に動き出すという状況を防ぐことが可能となる。筋電信号計測システムとして、無線方式の装着型筋電信号計測装置を導入した。本機能の実装方式として、筋電信号の振幅が一定のしきい値を越えた時点で両腕協調動作生成をオンにする方式(a)について考察した。安全対策の一つとして、健常腕が運動しているときは筋電信号がしきい値を越えても両腕協調動作生成をオンにせず、健常腕が静止しているときのみ両腕協調動作生成をオンにする方法を考案した。つまり、安全のために両腕協調動作は常に静止した状態から始めるという制約を付ける。被験者の肩部の筋電信号を計測することが両腕協調動作生成のオン・オフを切り替える機能の基礎となる。そこで、3名の大学院生を被験者として、被験者の肩部の筋電信号を計測し、オン・オフのための入力信号として利用可能であることを確認した。プログラムの開発遅延のため研究計画で挙げた点をすべて検証できなかったが、被験者の肩部の筋電信号を用いた本機能が実現可能であることを示した。本機能より、健常腕による単腕動作と両腕協調動作生成をスムーズに切り替えることが可能となり、使用者が食器を載せたトレーや布団を健常腕と義手の両手で持ち運んだり、健常腕のみでコップを持ったりといった日常生活動作を円滑に行えるようになることが期待できる。本年度は、健常腕と義手の運動を力学的に模擬するリアルタイムモーションシミュレータを用いて、両腕協調動作生成のオン・オフを切り替える機能を構築することであったが、切り替え機能を実現するプログラムの開発、検証が完了していない。プログラム開発に時間を要していることと、実験補助担当の研究協力者である大学院生1名が中退し、人手が減ったことが理由である。ロボット工学両腕協調動作生成のオン・オフを切り替える方式として二つの方式を提案していたが、計画に遅れが生じていることから、筋電信号の振幅が一定のしきい値を越えた時点で両腕協調動作生成をオンにする方式(a)に集中して研究に取り組む。具体的には、方式(a)による切り替え機能を実現するプログラムの開発、検証を完了させ、被験者による両手作業実験による評価、使用者への影響解析に取り組む。
電気化学的手法を応用した人工関節材料表面の吸着膜の機能評価

人工関節の摩擦摩耗挙動に大きな影響を与える蛋白質吸着膜について電気化学的手法を用いて挙動について調査を行った.蛋白質にはアルブミンとγグロブリンを用いた.超高分子量ポリエチレン(GUR1050)とCoCrMo合金(ASTMF75)の組み合わせにおいて,CoCrMo合金の表面電位を摩擦試験中に測定することで合金表面での蛋白質吸着膜の挙動について調査を行った.アルブミンは摩擦による剥離が観察された.γグロブリンは摩擦を受けても剥離しないことが観察された.これら2つの蛋白質には吸着力に差があることが明らかとなった.この吸着力の差が摩擦摩耗を増減する蛋白質吸着膜の構造形成に影響していると考えられる.人工関節の摩擦特性に影響を与える,生体関節液に含まれる蛋白質吸着膜についての検討を行った.昨年度までに蛋白質吸着膜がCoCrMo合金表面の酸化膜と同様な機能を持つことが明らかにし,摩擦試験中に蛋白質が剥離していることを示した.本年度は蛋白質吸着膜の構造に着目し,摩擦が吸着膜に与える影響,特に膜構造メカニズムについて検討した.電気化学的測定から,基板上に静的吸着した牛血清アルブミン(BSA)は摩擦負荷により直ちに剥離することが明らかとなった.摩擦負荷を繰り返すと吸着膜が成長することが観察された.一方,ヒト血清γグロブリン(HGG)では摩擦負荷による蛋白質の剥離は観察されなかった.吸着量の測定から,摩擦負荷下で形成されたHGG膜に対してはBSAの静的吸着は4ng/cm2と非常に少なく,HGGは24ng/cm2であり,基板への吸着量とほぼ同じであった.静的に吸着したHGG膜に対してはBSAの静的吸着量は76ng/cm2,HGGの静的吸着量は66ng/cm2であり,摩擦負荷下で形成されたHGG膜は特徴的な表面特性を持つことが明らかとなった.本研究の結果により以下のメカニズムが明らかとなった.BSAとHGGを含む潤滑液中では基板上へBSAとHGGが静的に吸着する.その静的吸着膜にせん断が与えられると,BSAが剥離しHGGは基板上へ残留するためHGGを多く含む蛋白質吸着膜が形成される.この摩擦負荷により形成された吸着膜はBSAの吸着が非常に少ないという特性を持つため,HGG膜へはHGGが多く静的吸着する.静的吸着したHGGはさらに摩擦負荷を受けることにより,HGGを多く含む吸着膜が成長する.この過程を繰り返すことにより,HGG単一の吸着膜が形成される.BSAはHGG膜上に存在するが,HGG膜との吸着力が弱いため,吸着膜で滑りが発生し低摩擦低摩耗を実現する.人工関節の摩擦摩耗挙動に大きな影響を与える蛋白質吸着膜について電気化学的手法を用いて挙動について調査を行った.蛋白質にはアルブミンとγグロブリンを用いた.超高分子量ポリエチレン(GUR1050)とCoCrMo合金(ASTMF75)の組み合わせにおいて,CoCrMo合金の表面電位を摩擦試験中に測定することで合金表面での蛋白質吸着膜の挙動について調査を行った.アルブミンは摩擦による剥離が観察された.γグロブリンは摩擦を受けても剥離しないことが観察された.これら2つの蛋白質には吸着力に差があることが明らかとなった.この吸着力の差が摩擦摩耗を増減する蛋白質吸着膜の構造形成に影響していると考えられる.人工関節のトライボロジー特性に大きく影響する蛋白質吸着膜についての検討を行った.これまでに蛋白質吸着膜により摩擦摩耗特性が大きく変化することを報告しており,摩擦摩耗に対する最適な蛋白質吸着膜構造が明らかになっている.これらの構造は摩擦負荷時に蛋白質吸着膜がせん断を受けることにより摩擦に対して最適な膜構造を形成することが考えられる.この構造変化のメカニズムを明らかにするために,電気化学的手法を用いて摩擦負荷時の蛋白質吸着膜の挙動について調査を行った.試験片には超高分子量ポリエチレンとCoCrMo合金を用いた.潤滑液とCoCrMo合金の電位差(ポテンシャル)を測定することで,CoCrMo合金表面への蛋白質の脱吸着挙動を測定することが可能となる.蛋白質には生体関節液に含まれるアルブミンを用いた.蛋白質をPBS(pH7.4)へ添加した潤滑液と,コントロールとして蛋白質を含まないPBS(pH7.4)を用いた.蛋白質を添加することで,CoCrMo合金と潤滑液のポテンシャルは-0.45[V]から-0.40[V]へ上昇した.このことから,CoCrMo合金上に潤滑液に含まれるアルブミンが静的吸着したことが示された.また,摩擦を開始するとポテンシャルは全ての潤滑液中において減少した.ポテンシャルの減少はCoCrMo合金表面の還元を示しており,本試験ではCoCrMo合金の腐食・摩耗は考えにくいため,表面に吸着した蛋白質の剥離もしくは薄膜化を示す.アルブミンを含む潤滑液中では静的に吸着した蛋白質が摩擦によるせん断をうけたため,剥離していると考えられた.摩擦開始から1200秒後に摩擦係数が安定した.このときにはポテンシャルは一定の割合で増加していること,増加率はPBS中との違いがみられないことから,CoCrMo合金表面の蛋白質は脱吸着挙動が安定したと考えられた.これまでに表面の変化の計測に電気化学的手法は用いられておらず、世界で初めてin situで蛋白質の脱吸着挙動を測定することが可能となった.金属の酸化還元によるポテンシャルの変化と,蛋白質吸着膜によるポテンシャルの変化を分ることが可能であった.

この結果により,蛋白質吸着膜の脱吸着について議論できるようになった.OCP測定で蛋白質吸着膜による表面の変化を測定することが出来た.これらの知見から表面での蛋白質の挙動,蛋白質吸着膜の構造変化について検討することが可能となった.生体関節液に含まれる蛋白質のうち,最も分子量が大きく,アルブミンと電気的特性,コンフォメーションが異なるγ-グロブリンを用いて昨年度と同様の試験を行う.それぞれの蛋白質を単体で含む潤滑液の知見から,それぞれの蛋白質の摩擦に対する機能,吸着構造について検討する.これまでに最も摩擦摩耗が低減する蛋白質吸着膜はこれまでに明らかとなっているため,2種の蛋白質を添加した条件において,摩擦摩耗に対する最適蛋白質吸着膜の構造,せん断強さについて電気化学的測定法から検討する.蛋白質が摩擦により剥離する条件について,荷重をパラメータとした試験を行う.これにより,蛋白質が剥離する境界荷重が明らかとなる.この境界荷重についてアルブミン,γ-グロブリンそれぞれについて測定し,それぞれの蛋白質の吸着力について明らかにする.この蛋白質の吸着力の差異が摩擦摩耗に大きく影響すると考えられるため,それぞれの蛋白質の吸着力の差異を利用した,摩擦摩耗に対して最適な構造をもつ蛋白質吸着膜について同様の試験を行い,単一の蛋白質のみを含む試験との比較から,最適な構造を持つ蛋白質吸着膜について,せん断強さについて検討を行う.物品として,摩擦試験用試験片,各種蛋白質,実験器具等を購入する.試験に使用するCoCrMo合金は医用グレードのASTMF75を用いるが,非常に高価な材料であるため,試験に必要な最小枚数を購入する.繰越金はCoCrMo合金の購入に使用する.
イワヅタにおける微小管の滑り機構の解明

真核細胞のベン毛・せん毛運動をはじめ、神経軸索内の輸送や巨大アメ-バ-の糸状仮足内の流動など、多くの細胞運動に微小管-ダイニン系が関与することが知られている。しかし植物細胞内の原形質流動の原動力発生にはアクトミオシン系が働いていると考えられて来た。微小管の関与する植物細胞内での原形質流動は、本研究者らの報告したイワヅタ以外知られていない。本研究はイワヅタの原形質流動における微小管の滑りの分子機構を明らかにすることを目的とする。海産の緑藻イワヅタ(Caulerpa)の細胞の中では活発な多条型原形質流動(3μm/sec)がみられる。この流動はサイトカラシンBで全く阻害されないが、コルヒチンで完全に停止する。また、EHNAで濃度依存的に阻害を受ける。更に電子顕微鏡による観察からイワヅタの原形質流動の原動力の発生にチュ-ブリン-ダイニン系が関与することが強く示唆された。イワヅタからダイニンを抽出する試みは、本研究者らが数年来種々の方法を試みたが、植物細胞特有の強い蛋白質分解酵素に阻まれて、成功していない。今回は、イワヅタをTCA中で切開裂し、液胞中の蛋白質分解酵素を瞬時に不活性化して後、SDS-PAGEにかけると高分子領域に数本のペプチドを検出することができた。現在この高分子領域のバンドの抗ダイニン抗体によるブロッティングを試みている。また、100kd-200kdの間にも数本のバンドを検出することができた。これらの中に、ダイニン以外の、微小管依存性のトランスロ-ケ-タ-が存在するか否かをしらべることも早急の課題である。次に石崎らの方法を用いて、ダイニン様蛋白質の抽出、精製に是非とも成功したい。更にイワヅタのダイニンに対する抗体を作成し、抗体による流動の阻害を検討する。
加齢性筋萎縮のメカニズム解明及び予防・治療法開発

骨格筋は可塑性(肥大・萎縮)と共に,筋線維タイプ(遅筋・速筋)および代謝変換能(酸化系・解糖系)を有する.各種運動や疾患等に伴い筋肥大・萎縮が惹き起こされる事がよく知られるが,その過程で様々な筋線維タイプ変化も同時に生じる.しかし,この詳細なメカニズムと生理的意義は不明な点が多い.これまでに,全ての筋線維タイプを蛍光蛋白で識別できるマウスを作製し,そのマウス由来筋管細胞を用いて筋線維タイプ変換誘導因子を探索する為に,生体内因子・薬剤を用いて網羅的スクリーニングを行った.その結果,遅筋線維(Type I)或は速筋線維(Type IIB)を誘導する複数の新規因子を同定する事ができた.その因子の1つであるCCL19は,培養条件下で速筋線維から遅筋線維に誘導し,且つ代謝機能を低下させる事を見出している.本研究では, 1CCL19が加齢性筋萎縮の原因の1つであるかを解明する, 2CCL19を介した筋線維タイプの変換シグナル経路を解明する,さらに3加齢性筋萎縮の予防・治療法を開発する事を目的としている.平成30年度は, CCL19が加齢性筋萎縮と関連するか否かを確かめる為,各月齢マウスの血中CCL19濃度を測定した結果,血中CCL19濃度は若齢に比べ老齢マウスで顕著に上昇する事を見出した.一方,加齢に伴うCCL19濃度上昇の原因を明らかにする為に,各組織・細胞におけるCCL19 mRNA発現量を調べた結果,血管内皮細胞および筋衛星細胞において発現が特に高い事が分かった.さらに加齢に伴う発現量の変化を調べた結果,加齢に伴い骨格筋では変化しないが,血管内皮細胞で増加する事を見出し,加齢に伴う血中CCL19濃度の上昇は血管内皮細胞に起因している可能性を考えられた.平成30年度は, In vitro実験系で得られた筋線維タイプ変換を誘導する生体内因子であるCCL19が加齢性筋萎縮と関連するか否かを確かめる事を目標とし,1血中CCL19濃度が加齢に伴い変化するか否かを確認する事, 2その濃度が筋肥大・萎縮あるいは,筋重量の指標となり得るか否かを確認する事,さらに3CCL19がどこに由来するかを明らかにする事を目標としていた.各月齢のマウスから血清を採取し, ELISA法を用いて血中CCL19濃度を測定した結果,若齢(24ヶ月齢)に比べ成人(12ヶ月齢)および老齢マウス(2024ヶ月齢)で顕著に上昇する事を見出した.また血中CCL19濃度と筋重量との関連を調べた結果,血中CCL19濃度は筋重量(腓腹筋)との間に相関関係がある事が明らかとなった.一方,各組織・細胞におけるCCL19 mRNA発現量を調べた結果,血管内皮細胞および筋衛星細胞において発現が特に高く,さらに加齢に伴い骨格筋ではCCL19発現量は変化しないが,血管内皮細胞で増加する事を見出した.またヒト由来血管内皮細胞を用いて継代培養を繰り返し老化させた結果, CCL19発現量が上昇する事が分かった.すなわち加齢に伴う血中CCL19濃度の上昇は,主に血管内皮細胞に起因している可能性を考えられた.更に現在では,血管由来CCL19発現上昇が筋線維タイプ変換誘導および加齢性筋萎縮を惹き起こすか否かを確認する為に遺伝子改変マウスの作製を行っており,随時解析を行う予定である.以上の通り,研究計画はおおむね予定通り進行している.これまでに得られた結果をふまえて, 1筋線維タイプ変換誘導因子であるCCL19が,加齢性筋萎縮の原因であるか否かをIn vivoで確認する.CCL19をマウスに継続投与する,或はCCL19を過剰発現させる遺伝子改変マウスを作製する事でCCL19の骨格筋への影響を明らかにする.遺伝子改変マウスから採取した骨格筋を用いて,筋線維タイプの分布を免疫染色法・遺伝子発現などで評価し,筋線維タイプ変換を制御するか否かを確認する.加えて,筋重量を測定し, CCL19と加齢性筋萎縮との関連を評価する.同時に2CCL19による筋線維タイプ変換シグナル経路の同定を目指す.筋線維タイプ変換を誘導する既知遺伝子(Sirt-1等)が筋特異的に欠損したマウス,或はCCL19の下流因子を同定し作製した遺伝子改変マウスを用いてIn vitroおよびIn vivoで解析を行う.骨格筋は可塑性(肥大・萎縮)と共に,筋線維タイプ(遅筋・速筋)および代謝変換能(酸化系・解糖系)を有する.各種運動や疾患等に伴い筋肥大・萎縮が惹き起こされる事がよく知られるが,その過程で様々な筋線維タイプ変化も同時に生じる.しかし,この詳細なメカニズムと生理的意義は不明な点が多い.これまでに,全ての筋線維タイプを蛍光蛋白で識別できるマウスを作製し,そのマウス由来筋管細胞を用いて筋線維タイプ変換誘導因子を探索する為に,生体内因子・薬剤を用いて網羅的スクリーニングを行った.その結果,遅筋線維(Type I)或は速筋線維(Type IIB)を誘導する複数の新規因子を同定する事ができた.その因子の1つであるCCL19は,培養条件下で速筋線維から遅筋線維に誘導し,且つ代謝機能を低下させる事を見出している.本研究では, 1CCL19が加齢性筋萎縮の原因の1つであるかを解明する, 2CCL19を介した筋線維タイプの変換

シグナル経路を解明する,さらに3加齢性筋萎縮の予防・治療法を開発する事を目的としている.平成30年度は, CCL19が加齢性筋萎縮と関連するか否かを確かめる為,各月齢マウスの血中CCL19濃度を測定した結果,血中CCL19濃度は若齢に比べ老齢マウスで顕著に上昇する事を見出した.一方,加齢に伴うCCL19濃度上昇の原因を明らかにする為に,各組織・細胞におけるCCL19 mRNA発現量を調べた結果,血管内皮細胞および筋衛星細胞において発現が特に高い事が分かった.さらに加齢に伴う発現量の変化を調べた結果,加齢に伴い骨格筋では変化しないが,血管内皮細胞で増加する事を見出し,加齢に伴う血中CCL19濃度の上昇は血管内皮細胞に起因している可能性を考えられた.平成30年度は, In vitro実験系で得られた筋線維タイプ変換を誘導する生体内因子であるCCL19が加齢性筋萎縮と関連するか否かを確かめる事を目標とし,1血中CCL19濃度が加齢に伴い変化するか否かを確認する事, 2その濃度が筋肥大・萎縮あるいは,筋重量の指標となり得るか否かを確認する事,さらに3CCL19がどこに由来するかを明らかにする事を目標としていた.各月齢のマウスから血清を採取し, ELISA法を用いて血中CCL19濃度を測定した結果,若齢(24ヶ月齢)に比べ成人(12ヶ月齢)および老齢マウス(2024ヶ月齢)で顕著に上昇する事を見出した.また血中CCL19濃度と筋重量との関連を調べた結果,血中CCL19濃度は筋重量(腓腹筋)との間に相関関係がある事が明らかとなった.一方,各組織・細胞におけるCCL19 mRNA発現量を調べた結果,血管内皮細胞および筋衛星細胞において発現が特に高く,さらに加齢に伴い骨格筋ではCCL19発現量は変化しないが,血管内皮細胞で増加する事を見出した.またヒト由来血管内皮細胞を用いて継代培養を繰り返し老化させた結果, CCL19発現量が上昇する事が分かった.すなわち加齢に伴う血中CCL19濃度の上昇は,主に血管内皮細胞に起因している可能性を考えられた.更に現在では,血管由来CCL19発現上昇が筋線維タイプ変換誘導および加齢性筋萎縮を惹き起こすか否かを確認する為に遺伝子改変マウスの作製を行っており,随時解析を行う予定である.以上の通り,研究計画はおおむね予定通り進行している.これまでに得られた結果をふまえて, 1筋線維タイプ変換誘導因子であるCCL19が,加齢性筋萎縮の原因であるか否かをIn vivoで確認する.CCL19をマウスに継続投与する,或はCCL19を過剰発現させる遺伝子改変マウスを作製する事でCCL19の骨格筋への影響を明らかにする.遺伝子改変マウスから採取した骨格筋を用いて,筋線維タイプの分布を免疫染色法・遺伝子発現などで評価し,筋線維タイプ変換を制御するか否かを確認する.加えて,筋重量を測定し, CCL19と加齢性筋萎縮との関連を評価する.同時に2CCL19による筋線維タイプ変換シグナル経路の同定を目指す.筋線維タイプ変換を誘導する既知遺伝子(Sirt-1等)が筋特異的に欠損したマウス,或はCCL19の下流因子を同定し作製した遺伝子改変マウスを用いてIn vitroおよびIn vivoで解析を行う.民間財団から支援を受けている研究内容が、科研費によって遂行される内容と一部重複している箇所が存在していた為、平成30年度は、物品費・学会参加費用・旅費等は全て民間財団からの研究助成金を優先的に使用した。その結果、次年度使用額が生じている。平成31年度は、遺伝子改変マウスを複数作製、抗体作製、実験試薬・キット等の購入および学会参加を予定しており、科研費から使用する予定である。
大学を中核とした地域ビジネスの起業・事業化プロセスとモデル構築に関する調査研究

本研究では、地方で展開される地域ビジネスの起業・事業化のプロセスを分析した。高知工科大学と芸西村と地域企業が取り組んだ木質バイオマスビジネスを事例とした。地方のビジネスでは、一定規模の需要と一定規模の供給が存在せねばならず、クラスター三層構造(事業間、組織間、相互利益)が必要である。クラスターにおける利害関係者が少なければ少ないほど、調整に時間や労力を奪われず、ビジネスが成功する可能性が高くなる傾向が見られた。当該年度は調査研究計画年次の2年目であった。初年次に行った既往研究の文献・資料の収集とレビューおよび当該分野の研究者と研究会や情報交換から得られた知見を基に本研究の調査項目に関する検討と確認を行った。国内調査の実施を進めながら、地域ビジネスの起業・事業化に至るビジネスプロセスの分析検討を行った。これらの成果としては、初年度(国内外の学会報告7報、論文8報、書籍3件)に続き、2年次には国内学会報告5報、論文4報(内、査読付2報)、報告書3報を公表した。今後も所属機関内外で実施している地域ビジネスの起業・事業化プロセスの理論化に関する研究会をさらに深化させ知識集約とビジネスプロセス研究の理論化に努める。なお本年度で5回目となった内閣府共催科目「地域活性化システム論」(高知工科大学公開講座、講座運営:那須清吾、桂信太郎)も継続して開講、各回200名超の参加を得た。特に農業ビジネス部門(進行:桂信太郎)では、木内岳志氏(農林水産省・大臣官房参事官)、大原一郎氏(フードコーディネータ)、楠元武久氏(船井総合研究所株式会社・チーフコンサルタント)、長崎雅代氏(ファームベジコ・代表)、林篤志氏(土佐山アカデミー・プロデユーサー)らに講義・パネル討議いただきながら、知識集約と成果の公開を継続的に進めている。現在まではおおむね計画書通りの調査研究進行状況となっている。最終年次の調査研究を進めている。当該年度は、研究実施の最終年度であった。初年次2年次における既往研究の分権レビューと当該分野との情報交換や研究会から得られた知見をもとに本研究の調査項目に関する検討と確認を行った。また国内調査とともに地域ビジネスの起業・事業化に至るビジネスプロセスの分析検討をさらに進めた。これらの成果として、初年度(国内外学会報告7報、論文8報、書籍3件)、2年次(国内学会報告5報、論文4報:査読付き2報、報告書3報)に続き、3年次は、国内外学会発表8報、論文6報:査読付3報、報告書2報を公表した。なお、本年度で6年目となった内閣府連携公開講座「地域活性化システム論」も実施し、各回とも170名前後の参加者を得た。特に中山間ビジネスおよびスモールビジネス部門(進行:桂信太郎)では、藤本隆宏氏(東京大学教授、組織学会長、進化経済学会長)、原陽一郎氏(前・長岡大学長、研究・技術計画学会長)、上治堂司氏(馬路村長)、宇野善昌氏(内閣官房参事官)、高橋智之氏(経産省四国経産局地域経済部長)の参加を得て講義とパネル討議を実施し、学術的および実務的知識の集約と情報公開に努めた。こうした活動の結果、地域ビジネスの事業比較を行うことで、産業クラスター安定化のための三要素・三層構造(事業間、組織間、相互利益)を抽出するとともに、これらの検証作業を進めている。これらの成果を引き続き報告書、書籍、論文などで公表していきたいと考えている。初年度は、本調査研究の理論的基盤を形成する既往研究である地域産業論、クラスター論、及び地域活性関連理論の国内外の文献・資料の収集とレビューを行い、当該分野の研究者と研究会や討議を重ねた。得られた知見を基に本研究の調査項目に関する検討と確認を行った。具体的には、知識技術ニーズ・シーズ発掘、研究を基礎とした地域活性化ビジョン形成、中立的立場としての調整機能、プロセスマネジメント、集団指導体制等である。ビジョンに基づく組織化と実行に関する項目は、産業連関、利害関係者との折衝、リスク要因、利益安定化、経営不安定要因の解消、技術的進歩の把握等、また、ビジネスモデル比較と標準的理論化については、地域との段階的コミュニケーション、地域環境、地域の満足度、連携体制等である。これらの作業と同時並行して国内調査地域の選定および調査を実施した。起業・事業化プロセスの調査研究対象は、筆者らが直接的に関与する石垣島における農業と観光を融合した島野菜販売プロジェクト及び高知における木質バイオマスプロジェクトを中核事例とした。また中山間起業事例として宮崎県綾町における葡萄園スギヤマの調査を行い事業化に至るビジネスプロセスの分析検討を行った。これらの成果として初年度は国内外の学会報告7報、論文8報、書籍3件を公表した。今後は既に所属機関内外で実施している地域ビジネスの起業・事業化プロセス理論化に関する研究会をさらに深化させ知識集約とビジネスプロセス研究の理論化に努める。なお本年度で4年目となった内閣府共催科目「地域活性化システム論」も継続して開講、各回200名超の参加を得た。

社会人公開講座、四大学連携遠隔講義も実施し、特に1/28には、著名デザイナー梅原真氏、石垣観光公社真栄田義世専務、札幌国際大吉岡宏隆教授を迎えパネル討議を実施し約140名の一般参加を得る等、知識集約と成果公開を継続的に進めている。研究計画調書に従って、2011年度2013年度の研究を進め研究活動を報告してきた。2014年度は、最終成果報告としての書籍出版についてさらに時間をかけて進めた関係から研究期間の延長を申請して認められた。研究期間中、国内外学会報告18報、論文18報、書籍3件、報告書5報を公表した。2015年3月に東京千倉書房から『地方のための経営学、高知発地域ビジネス創造から事業化へ』を出版した。地域ビジネスの創造から事業化に至るプロセスに着目し、事例調査から帰納法的に得られた知見を理論化した。例えば、地域ビジネスの起業事業化期には、需要と供給の関係が安定化すること、つまり、一定規模の需要者と一定規模の供給者が存在することが必要条件である。また、産業クラスタービジョンの各参画者の相互協力と相互利益調整も、ビジネス安定化には必要条件である。つまりクラスター三層構造(事業間、組織間、相互利益)を確保する必要がある。クラスターにおける利害関係者が少なければ少ないほど、調整に時間や労力を奪われず、ビジネス成功に近くなる。また要素のどこかに不具合が出にくいうえに、バランスが崩れた場合でも発見しやすく修正しやすい可能性が高い。利害関係者が増えれば増えるほどクラスターは複雑化し、調整に時間と労力が奪われる。結果、クラスターが安定化する可能性が低くなるという傾向がみられた。他にも、ビジネス特性把握と資金調達理論、事業形成プロセス理論、地域産業連関ビジョン理論等が導出できた。内閣府共催「地域活性化システム論」(公開講座)も継続開講、各回200名超の参加を得た。内閣府、農水省、四経局からの講師、原田誠司長岡大学副学長、角本伸晃・椙山女学園大学現代マネジメント学部長、古屋紀人・ミズーリ大学教授、藤本厚子様(アツコプラニング代表)、斎藤俊幸様(イング総合計画代表)等の参画を得て国民への情報発信を行った。経営学採択当初に提出した計画書に基づき調査研究を実施しているが、おおむね順調に進展している。具体的には、初年次の研究計画の構想化の確認、調査研究の実施、ここからえられた知見に基づく勉強会や研究会の定期的な実施、学会報告と雑誌論文と書籍・報告書刊行による成果の公表、地域活性化システム論や公開シンポジウムの実施とフィードバックである。今後もさらなる成果公表に努めたいと考えている。採択当初に提出した計画書に基づき調査研究を実施しているが、最終の成果公表の進捗がやや遅れており、1年の期間延長を許可された。採択当初に提出した計画書に基づき調査研究を実施しているが、おおむね順調に進展している。具体的には、研究計画の構想化の確認とチェック、沖縄と高知と宮崎における調査研究の具体的な実施、ここからえられた知見に基づく勉強会や研究会の定期的な実施、学会報告と雑誌論文と書籍・報告書刊行による成果の公表、地域活性化システム論や公開シンポジウムの実施とフィードバックである。今後もすでに東京の有力出版社からの書籍刊行を計画しており、さらなる成果公表に努めたいと考えている。
魚油の精密分析法の開発とその応用

本研究は逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)と質量分析法(MS)を組み合わせて魚油成分の分子種組成を位置異性体を含めて精密に分析する方法の開発とその応用を目的として行われたものである.得られた成果は以下のように要約される.(2)上記の方法にMSを併用して,魚油(カツオ油)から初めてに適用して,16:0/16:0/22:6と16:0/22:6/16:0の位置異性体が2:1の比率で存在することを初めて明らかにした(投稿準備中).本研究は逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)と質量分析法(MS)を組み合わせて魚油成分の分子種組成を位置異性体を含めて精密に分析する方法の開発とその応用を目的として行われたものである.得られた成果は以下のように要約される.(2)上記の方法にMSを併用して,魚油(カツオ油)から初めてに適用して,16:0/16:0/22:6と16:0/22:6/16:0の位置異性体が2:1の比率で存在することを初めて明らかにした(投稿準備中).
ディープラーニングと図工・美術科教育―子どもの空間把握の問題を中心として―

2018年度は、8月に「みんなでつくるイメージの世界生き物の形」展を開催し、その成果と課題について、展示空間とイメージの問題を通して考察した。本展覧会を通して年代の異なる子供たちや保護者、大学生が一緒になって、造形を通してイメージの世界を共有し、その世界を造形的に調和を図りながら創出できることを確認した(「芸術文化」第23号)。また、中学2年生と小学6年生を対象に、学校の中庭(パティオ)で造形表現する授業実践を取り上げ、彼らの空間把握の実態について対比的に考察した。クラスごとに選んだ主題によって、造形のまとめ方も、中2は俯瞰視、小6は水平視と、視点もその表現方法も異なったが、ともに材料を活用し、制作した立体物を高さや奥行きを考えながら配置するなどして、新たな「造形空間」をつくり出した。どちらの実践でも「場所の空間」の特徴が生かされ、その場所の空間全体が造形的な表現を通して把握された。1214歳頃の子供の造形的な空間把握の実態を対比的に考察することができた(「弘前大学教育学部紀要クロスロード」第23号)。小学生の造形活動による空間把握については、「子どもの造形活動と空間に関する実践的考察ー造形遊びと、絵や立体題材の比較を通してー」で、造形遊びと、絵や立体題材の授業実践を比較して、表現領域の違いからその特徴を抽出した。「場所の空間」と「造形空間」に分けながら、それぞれの表現ジャンルの違いから彼らの造形行為と空間との関わりについて考察し、両者が密接に関わっていることを明かにした(「美術教育学」第40号)。上記の表現ジャンルの違いを、小学校教員をめざす大学生に対して、授業で取り入れ実践した。同一の材料(古紙)から表現ジャンルの違いによって、その取り扱い方が異なってくる点を体験的に実感させるべく行ったもので、その成果について考察した(「弘前大学教育学部紀要」第121号)。子供の発達過程において、周囲との空間とどのように関わりながら表現活動をしているかについて、授業実践や筆者が企画した展覧会のワークショップを通してその実態を考察してきた。併せて図工・美術科の表現ジャンルの違いからくる関連についても言及できた。子供の造形表現と空間認識の関係は密接であり、子供の発達過程においても違いが見られる。そこには彼らのイメージの問題だけではなく、身体的発達、身体感覚が大きく影響している。子供の成長期に造形活動がもたらす空間認識の実態とその効果について、明らかにすることができた。子供の実態を通して、造形活動と周囲との空間認識について、さらに考察を進めていく。また、AIのDeep learningの考え方に直接言及しながら、理論的に、人間の発達とどのような違いがあるのか、これまでの実践的研究を踏まえて考察をしていく。研究の最終年度でもあるので、これまでの成果をまとめる方向で進めていきたい。一年目の研究として、子ども達の実践的考察を次の二つの観点から行う。一つは学校教育における図画工作の表現である、造形遊びと絵や立体・工作について。二つ目は学校外で実施した展覧会である。一つ目は、これまでの実践から、子どもの造形活動と空間の問題を振り返った。子どもは自らの身体感覚を働かせながら,造形空間を感じ取り認識していく。造形遊びではそれが顕著で,場所の空間を確かめながら,より大きな造形空間が把握されている。絵や立体・工作では,主題に応じて造形空間が作品とともに見出されていく。共同製作ではさらに充実した展開を見せた。同じ造形活動によって意識される「空間」であっても,そのプロセスに異なった方向性が見られる(「子どもの造形活動による空間把握の特性ー実践的考察を通してー」「弘前大学教育学部研究紀要クロスロード」第22号に掲載)。二つ目の学校外での実践では、2017年8/46にかけて開催した「みんなでつくる形と空間」展の内容について、これまで実施した展覧会と対比的に考察した。課題を明確にし、次の展覧会に向けての方向性を探った。「空間」について定義づけながら、これまで筆者が先に行った3つの展覧会と比較して、本展覧会の成果と課題について考察したが、特に子どもの造形活動と空間の問題に注目して、造形空間と展示空間が論点となる。その切り口からそれぞれの展覧会の特徴について整理すると、本展覧会は遊具を設置した展示空間でありながら、光と影の造形空間を創り出すことができた点が特徴的である。今後は「形をつくる」方向をさらに強め、イメージの問題に関連づける。造形遊びからよりイメージに訴え、仕掛けによる展示空間を準備しながら、その空間を造形空間として創っていくような場が課題となる(「『みんなでつくる形と空間』展の成果と課題ーワークショップ型展覧会の比較考察を通してー」「芸術文化」第22号に掲載)。小学校の子ども達の実践を中心に振り返り、造形活動とそれに伴う空間把握の問題について実践的観点からまとめることができた。また、ワークショップ型展覧会を企画し実践した。その内容を振り返り、これまでの筆者が行った展覧会と比較考察した上で、改めて特徴を明確にし、次の展覧会に向けての方向性と課題を抽出することができた。

また、中学2年生と小学6年生を対象に、学校の中庭(パティオ)で造形表現する授業実践を取り上げ、彼らの空間把握の実態について対比的に考察した。クラスごとに選んだ主題によって、造形のまとめ方も、中2は俯瞰視、小6は水平視と、視点もその表現方法も異なったが、ともに材料を活用し、制作した立体物を高さや奥行きを考えながら配置するなどして、新たな「造形空間」をつくり出した。どちらの実践でも「場所の空間」の特徴が生かされ、その場所の空間全体が造形的な表現を通して把握された。1214歳頃の子供の造形的な空間把握の実態を対比的に考察することができた(「弘前大学教育学部紀要クロスロード」第23号)。小学生の造形活動による空間把握については、「子どもの造形活動と空間に関する実践的考察ー造形遊びと、絵や立体題材の比較を通してー」で、造形遊びと、絵や立体題材の授業実践を比較して、表現領域の違いからその特徴を抽出した。「場所の空間」と「造形空間」に分けながら、それぞれの表現ジャンルの違いから彼らの造形行為と空間との関わりについて考察し、両者が密接に関わっていることを明かにした(「美術教育学」第40号)。上記の表現ジャンルの違いを、小学校教員をめざす大学生に対して、授業で取り入れ実践した。同一の材料(古紙)から表現ジャンルの違いによって、その取り扱い方が異なってくる点を体験的に実感させるべく行ったもので、その成果について考察した(「弘前大学教育学部紀要」第121号)。子供の発達過程において、周囲との空間とどのように関わりながら表現活動をしているかについて、授業実践や筆者が企画した展覧会のワークショップを通してその実態を考察してきた。併せて図工・美術科の表現ジャンルの違いからくる関連についても言及できた。子供の造形表現と空間認識の関係は密接であり、子供の発達過程においても違いが見られる。そこには彼らのイメージの問題だけではなく、身体的発達、身体感覚が大きく影響している。子供の成長期に造形活動がもたらす空間認識の実態とその効果について、明らかにすることができた。小学校の実践から、中学校へとさらに研究を展開したい。加えてワークショップ型展覧会については、視点を変えて新たなコンセプトで引き続き継続して行う。また、ディープラーニングに言及し、理論的考察に関しては、認知心理学の知見が得られるよう進める。子供の実態を通して、造形活動と周囲との空間認識について、さらに考察を進めていく。また、AIのDeep learningの考え方に直接言及しながら、理論的に、人間の発達とどのような違いがあるのか、これまでの実践的研究を踏まえて考察をしていく。研究の最終年度でもあるので、これまでの成果をまとめる方向で進めていきたい。予定した人件費・謝金が、次年度の計画に一部変更になったことから、翌年分として請求した助成金と合わせて使用される予定である。引き続き、展覧会を企画し実施するため、材料費、人件・謝金等が使用される。旅費は主に学会に参加し、研究成果を発表するために使用される。
光回復酵素によるDNA修復の分子機構に関する結晶学的研究

光回復酵素(photolyase)はDNA修復酵素の一つで,紫外線によってDNAに生じる損傷であるピリミジン二量に結合し,その後に吸収する光のエネルギーを用いて元の単量体に修復する.細菌型の光回復酵素には2種類の欠分子が含まれる.DNA修復反応に直接関与するとされる触媒補欠分子は,多くの種で共通してFADである.方,可視光を吸収して,そのエネルギーを触媒補欠分子FADに伝達する集光補欠分子は種によって異なり,デザフラビン型のもの,プテリン型のものが知られる.本研究は,デアザフラビン型の集光補欠分子(8-hydroxy deazaflavin)を有するラン色細菌Anacystis nidulans由来の光回復酵素(分子量53,000)の立体構造をX線構造解析より決定し,光によるDNA修復の分子機構を原子レベルで理解しようとするものである.多重同型置換法によて得られた結晶構造のモデルを精密化し,シンクロトロン放射光で測定した6.0-1.8Å分解能の回折強度反射42,8個に対してR値0.197が得られた,分子はα/βおよびヘリカルドメインという2つのドメインからなり,そのフォルディングは,プテリン型集光補欠分子,5,10-methenyltetrahydorofolic acidを持つ大腸菌由来の酵素とよく似てい両者の一次構造の相同性は約52%であり,触媒補欠分子FADの結合は,周辺のアミノ酸残基との接触を含めてとんど同じであった.ところがα/βドメインにある集光補欠分子の結合位置は両者でまったく異なっていた.こ部分もアミノ酸の相同性は両者で保持されており,保存されていない僅かの異なるアミノ酸が,それぞれで異る集光補欠分子の認識に重要な役割を果たしていることがわかった.これは相同なアミノ酸配列が,異なる補分子を認識・結合している希な例であり,この集光補欠分子の結合の違いが,両者における補欠分子間のエネギ-伝達効率にも密接に関係していると思われる.光回復酵素(photolyase)はDNA修復酵素の一つで,紫外線によってDNAに生じる損傷であるピリミジン二量に結合し,その後に吸収する光のエネルギーを用いて元の単量体に修復する.細菌型の光回復酵素には2種類の欠分子が含まれる.DNA修復反応に直接関与するとされる触媒補欠分子は,多くの種で共通してFADである.方,可視光を吸収して,そのエネルギーを触媒補欠分子FADに伝達する集光補欠分子は種によって異なり,デザフラビン型のもの,プテリン型のものが知られる.本研究は,デアザフラビン型の集光補欠分子(8-hydroxy deazaflavin)を有するラン色細菌Anacystis nidulans由来の光回復酵素(分子量53,000)の立体構造をX線構造解析より決定し,光によるDNA修復の分子機構を原子レベルで理解しようとするものである.多重同型置換法によて得られた結晶構造のモデルを精密化し,シンクロトロン放射光で測定した6.0-1.8Å分解能の回折強度反射42,8個に対してR値0.197が得られた,分子はα/βおよびヘリカルドメインという2つのドメインからなり,そのフォルディングは,プテリン型集光補欠分子,5,10-methenyltetrahydorofolic acidを持つ大腸菌由来の酵素とよく似てい両者の一次構造の相同性は約52%であり,触媒補欠分子FADの結合は,周辺のアミノ酸残基との接触を含めてとんど同じであった.ところがα/βドメインにある集光補欠分子の結合位置は両者でまったく異なっていた.こ部分もアミノ酸の相同性は両者で保持されており,保存されていない僅かの異なるアミノ酸が,それぞれで異る集光補欠分子の認識に重要な役割を果たしていることがわかった.これは相同なアミノ酸配列が,異なる補分子を認識・結合している希な例であり,この集光補欠分子の結合の違いが,両者における補欠分子間のエネギ-伝達効率にも密接に関係していると思われる.光回復酵素(photolyase)はDNA修復酵素の一つで,紫外線によってDNAに生じる損傷であるピリミジン二量体に結合し,その後に吸収する光のエネルギーを用いて元の単量体に修復する.このDNA修復は光回復と呼ばれる.本研究は,ラン藻Anacystis nidulans由来の光回復酵素の立体構造をX線構造解析により決定し,含まれる2種の補欠分子とアポタンパク質の相互配置を解明することによって,光によるDNA修復の分子機構を原子レベルで理解しようとするものである.Anacystis nidulans由来の光回復酵素については,大腸菌での大量発現系が確立しており,これによって得られたものに補欠分子を再構成した酵素標品を結晶化に用いた.その結晶は,正方晶系と三方晶系のものが得られているが,構造解析にはより高分解能の回析を与える前者の結晶形を用いた.高エネルギー物理学研究所のシンクロトロン放射光で測定した,native結晶および重原子誘導体結晶の回析強度に基づいて,多重同型置換法を適用して位相計算を行ったところ,分子領域を完全に認識できる良好な電子密度図が得られた.さらにsolvent flatteningなどの電子密度改良法を適用して改良を加え,その結果,グラフィックス上で,本酵素の完全な分子モデルを構築することができた.全体のフォールディイングは,これまでその立体構造が解明されている大腸菌由来の光回復酵素とよく似ていた.また,この酵素が持つ2種の補欠分子(還元型FADおよび8-ヒドロキシ-5-デアザフラビン型補欠分子,8-HDF)の一も決定するとがてきた.