hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
種々のプロティンキナ-ゼとGTP結合蛋白質による遺伝子発現の制御機構

本年度は遺伝子発現におけるras p21とsmg P21及びrafキナ-ゼの作用機構に関して検討を行ない、以下の結果を得た。私共は既にras p21類似低分子量GTP結合蛋白質smg p21に対するGOP/GTP交換反応促進蛋白質,smg GDS,を精製し、その全一次構造を決定している。ras p21に対するGDP/GTP交換反応制御蛋白質は現在まで同定されていなかったが、私共はsmg GDSがKiーras p21にも同様に作用することを明らかにした。また、NIH/3T3細胞にkiーras p21とsmg GDSを同時に発現させると、cーfos遺伝子の発現が促進されることを明らかにした。一方、smg p21はras p21と同じアミノ酸配列のエフェクタ-領域を持つため、ras p21の作用に拮抗、あるいは類似の作用を示すと考えられている。私共はNIH/3T3細胞を用いた実験で、smg p21がPDGFやCキナ-ゼ,ras p21によるcーfos遺伝子発現を抑制するが、Aキナ-ゼとrafキナ-ゼによるcーfos遺伝子発現を抑制しないことを明らかにした。ところで、Swiss 3T3細胞をPDGFで刺激するとras p21がGDP結合型からGTP結合型へと変換されること、NIH/3T3細胞にras遺伝子を発現させるとrafキナ-ゼのリン酸化が促進され活性化されることが、既に報告されている。このことと、本年度の私共の研究成果より、PDGF受容体の下流に存在するras p21がrafキナ-ゼを介してcーfos遺伝子の発現を制御していること、及びその際のras p21の活性化にsmg GDSが関与している可能性が高いことが明らかになった。今後は、ras p21がrafキナ-ゼを活性化する機構、rafキナ-ゼがcーfos遺伝子を発現制御する機構について解析を進めたいと考えている。
マイクロドメインにおける光受容体フォトトロピンシグナリングの解明

青色光受容体フォトトロピンのシグナリングが細胞膜マイクロドメインで起こることを検証するため、シロイヌナズナとコケ植物ゼニゴケを用いて、フォトトロピン結合タンパク質であるBTB/POZタンパク質である、光屈性で関わるNPH3と葉緑体運動に関わるNCH1の解析をおこなった。これまでシロイヌナズナNPH3がマイクロドメイン様構造に局在することがわかっていたが、本研究によりシロイヌナズナとゼニゴケ両方においてNCH1もマイクロドメイン様構造に局在することを明らかにした。さらにNPH3同様にNCH1のフォトトロピン依存の青色光による脱リン酸化を検出した。本年度は、(1)シロイヌナズナにおけるNPH3-GFPの局在解析、(2)シロイヌナズナNCH1のフォトトロピンシグナリングにおける役割、(3)ゼニゴケにおけるNPH3とNCH1ホモログの解析を行った。(1)NPH3-GFPは黄化芽生えや葉の表皮細胞の細胞膜上で粒状構造を形成しているが、黄化芽生えにおいてNPH3-GFPの粒状構造が光照射により細胞質に現れることが観察されたが、葉では顕著な局在変化は観察されなかった。黄化芽生えによるNPH3-GFP光照射による局在変化は青色光だけでなく赤色光によっても誘導されたことから、青色光受容体フォトトロピンのシグナル伝達におけるNPH3の局在変化の役割は不明である。(2)nch1変異体において光屈性は正常であるが葉緑体運動に異常が見られたので、フォトトロピンにより制御される他の現象に関しても調べた。フォトトロピン依存の青色光による気孔開口と葉の展開を調べたところ、nch1変異体はどちらの反応も正常であった。このことから、NCH1は葉緑体運動に特異的な因子であることがわかった。(3)フォトトロピン/NPH3ファミリーのマイクロドメインシグナリングの陸上植物における保存性を検証するため、ゼニゴケNPH3とNCH1ホモログの解析を行った。ゼニゴケnch1ノックアウトはシロイヌナズナ同様葉緑体光定位運動を欠損していたので、NCH1の葉緑体運動における機能は保存されていることがわかった。ゼニゴケnph3ノックアウトの解析は現在進行中である。NPH3とNCH1の局在を解析するため、NPH3あるいはNCH1のC-末端側に蛍光タンパク質Citrineを融合したタンパク質を発現するラインを作出したので、融合タンパク質の機能性と細胞内局在を観察する予定である。マイクロドメインにおけるフォトトロピンシグナリングの検証とその構成物の解明のため、シロイヌナズナとゼニゴケを材料として、フォトトロピンシグナリングの必須因子であるNPH3様タンパク質(特にNPH3, NCH1とRPT2)を中心とした解析を行い、陸上植物においてフォトトロピンにより制御される光応答反応のシグナリング経路の全体像を明らかにする。シロイヌナズナとゼニゴケにおけるNPH3ファミリーの解析に関して、局在解析とプロテオーム解析用の蛍光タンパク質のタグを融合したNPH3ファミリータンパク質を発現する形質転換株を作成した。ゼニゴケのNPH3とNCH1オルソログに関してはノックアウト株を作成し、解析をおこなった。少なくともNCH1の機能はシロイヌナズナとゼニゴケで保存されていることがわかった。ゼニゴケNCH1も細胞膜に局在することがわかった。シロイヌナズナNPH3はフォトトロピン依存で青色光により脱リン酸化されるが、シロイヌナズナとゼニゴケのNCH1も同様にフォトトロピン依存で青色光により脱リン酸化される可能性を発見した。ゼニゴケNCH1に関しては、リン酸化プロテオーム解析からリン酸化サイトが見つかっているので、現在そのサイトに変異を入れることにより、フォトトロピン依存の青色光によりる脱リン酸化の重要性を確認する予定である。NCH1の研究成果に関しては論文を投稿中であり、現在審査後の校正に取りかかっている。本若手研究の研究は、本年度より交付される国際共同研究加速基金により発展させる予定であり、さらなる局在の詳細な解析とプロテオーム解析は共同研究先のグラスゴー大学にて行う予定である。申請者は平成26年4月から京都大学河内研究室に異動したため、モデル植物としてシロイヌナズナだけでなくゼニゴケを利用することにした。そのため当初の目的であったプロテオーム解析に関しては、シロイヌナズナではなくゼニゴケを用いて行うことにした。すでにゼニゴケNPH3とNCH1のCitrine融合タンパク質を発現する形質転換体は作出しているので、市販の抗体カラムを使用してゼニゴケNPH3とNCH1の結合タンパク質を免疫沈降により精製し、プロテオーム解析する予定である。また、ゼニゴケNCH1がフォトトロピンによる葉緑体運動を制御することを明らかにし、フォトトロピンによるNPH3ファミリーマイクロドメインシグナリングが陸上植物の基部に位置する植物ですでに獲得されていた可能性を示唆する結果を得た。

シロイヌナズナにおけるNCH1に関して論文がほぼ出来上がったが、ゼニゴケでの結果を論文に加えることにより、論文のインパクトがあがったことは、特筆に値する。光反応すでに作出済みのゼニゴケNPH3-CitrineとNCH1-Citrineの形質転換体を用いて、NPH3とNCH1の結合タンパク質のプロテオーム解析を行う予定である。形質転換体のうち、Citrineを認識するGFP抗体を用いて発現量の多いラインを選抜し、細胞分画により膜局在を確認する。GFP抗体によるNPH3-CitrineあるいはNCH1-Citrineの免疫沈降により共沈したタンパク質をマス解析する予定である。シロイヌナズナでも同様の解析を行いたい。また、ゼニゴケはシロイヌナズナよりも体制が単純で顕微鏡観察が容易なので、NPH3-Citrineラインを用いてゼニゴケでもNPH3がマイクロドメイン用構造をとるかどうか、また光による局在変化が起こるかなど検証したい。NPH3とNCH1のキメラタンパク質を発現するそれぞれのノックアウト株で発現する形質転換体を作成し、NPH3ファミリータンパク質の機能ドメイン、特にフォトトロピンにより制御される各現象を特異的に制御するために必要なドメインの決定を行いたい。研究が順調に進行したため、次年度に費用のかかる実験をする必要が出たので節約した。費用のかかる消耗品費として使用する。
興奮性ニューロンと抑制性ニューロンとを識別するトランスジェニック動物の開発

脳は、興奮性と抑制性のニューロンで構成される神経ネットワークの集まりからできている。しかしながら、興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの両者ともin vitroおよびin vivoで正確に同定することは一般に困難である。抑制性ニューロンを黄色蛍光蛋白質、Venusで標識したトランスジェニックマウス(VGAT-Venusマウス)4系統を樹立、繁殖させた。各系統の脳について、Western法、in situ hybridization法で解析した結果、系統39でVenusの発現が最も強く、その発現分布もVGATの分布と類似していた。そこで、系統39の組織学的解析をさらに進め、VGAT-Venusマウスの有用性について検討した。抗GFP抗体と抗GABA抗体を用いた2重免疫染色法で、大脳皮質、海馬(CAl領域と歯状回)、小脳皮質の各領域について、Venus分子がGABAニューロン特異的に局在するかどうか検討した。海馬歯状回では共局在する細胞が75%程度であったが、海馬CAl領域(97%)、大脳皮質(96%)、小脳皮質(99%)では高率で発現の一致を観察した。従って、VGAT-Venusマウス系統39は、上記領域におけるGABAニューロンの機能や形態を研究する上で有用な研究資材と期待される。VGATは、GABAニューロンとグリシンニューロンの両方に発現し、背側蝸牛神経核では両方のニューロンが含まれている。そこで、系統39の背側蝸牛神経核で、抗GFP抗体と抗GABA抗体あるいは抗グリシン抗体を用いた2重免疫染色法でVenusとGABAあるいはグリシンの共局在を調べた。Venus陽性細胞の中で、グリシン陽性が85%、GABA陽性が9%であった。一方、グリシン陽性細胞とGABA陽性細胞はいずれもVenusが発現していた。従って、背側蝸牛神経核抑制性ニューロンの研究にもVGAT-Venusマウス系統39は有用であると結論した。抑制性ニューロンを黄色蛍光蛋白質、Venusで標識したトランスジェニックマウス(VGAT-Venusマウス)4系統(系統04、29、39および49)を樹立した。GABAニューロンに特異的に緑色蛍光蛋白質が発現するGAD67-GFPノックインマウスとVGAT-Venusマウスとについて、脳における蛍光蛋白質の発現を比較解析し、VGAT-Venusマウスの有用性について検討した。VGAT-Venusマウスで繁殖が順調な系統04、39および49の3系統とGAD67-GFPノックインマウスの前脳における蛍光蛋白質の発現について、抗GFP抗体を用いたWestern法で検討した。その結果、系統39の蛍光蛋白質発現量は系統04と系統49よりも高く、GAD67-GFPノックインマウスより5-7倍高かった。一方、系統39とGAD67-GFPノックインマウスの前脳における蛍光強度について分光蛍光光度計を用いて検討した結果、系統39はGAD67-GFPノックインマウスよりはるかに高い蛍光強度を示した。以上の結果は、系統39はGAD67-GFPノックインマウスよりも蛍光蛋白質の発現量が多く、蛍光シグナルが強いことを示している。GAD67-GFPノックインマウスではGAD67遺伝子破壊のため、特に幼若期の脳内G佃A含量が減少する欠点がある。VGAT-Venusマウス系統39の脳内GAD67, GAD65, VGATの各発現量は野生型マウスと同等であった。以上の結果は、VGAT-Venusマウス系統39は幼若期の神経回路発達や可塑性の研究に適していることを示唆する。

そこで、系統39の背側蝸牛神経核で、抗GFP抗体と抗GABA抗体あるいは抗グリシン抗体を用いた2重免疫染色法でVenusとGABAあるいはグリシンの共局在を調べた。Venus陽性細胞の中で、グリシン陽性が85%、GABA陽性が9%であった。一方、グリシン陽性細胞とGABA陽性細胞はいずれもVenusが発現していた。従って、背側蝸牛神経核抑制性ニューロンの研究にもVGAT-Venusマウス系統39は有用であると結論した。
オリンピック競技大会の招致問題に関する総合的研究

オリンピック競技大会を招致する上で、国際オリンピック委員会(IOC)から求められる諸条件と評価される点について最近の動向を明らかにした。さらに、日本における過去のオリンピックの招致活動をその後の状況を含めて検証し、問題点と評価される点を明らかにした。将来のオリンピック競技大会を招致、開催するにあたり、重視すべき観点は、環境・人権・教育の3点に集約された。平成18年度の研究実績は以下のとおりである。1.海外においてオリンピック競技大会の開催地に立候補した都市の招致活動に関する資料収集および分析(1)IOCオリンピック研究センター所蔵の立候補都市ファイル(Candidature Files)について以下のものを入手した。・2012年オリンピック競技大会(ロンドン、パリ、マドリード、ニューヨーク、モスクワ)・2008年オリンピック競技大会(北京、パリ、大阪、イスタンブール、トロント)・2004年オリンピック競技大会(アテネ)・2000年オリンピック競技大会(シドニー)・2010年オリンピック冬季大会(バンクーバー)(2)2008年および2012年のIOC評価委員会による評価報告書を入手し、テーマ毎に分担して、翻訳作業および分析、考察、まとめを行った。(3)研究協力者の協力を得て、カナダのオリンピック・アカデミーに参加し、オリンピック教育に関する情報を入手した。(4)イギリスのラフバラ大学オリンピック調査研究センター所長のイアン・ヘンリー(Ian Henry)教授を招いて研究会を開催し、オリンピック・ムーブメントにかかわるイギリスとEUのスポーツ政策について講演を聴き、意見交換を行った。2.日本においてオリンピック競技大会の開催地に立候補した都市の招致活動についての資料収集および分析(1)名古屋:1988年オリンピック競技大会の招致に関する資料の収集と整理を行った。(2)福岡:2016年オリンピック競技大会の国内候補地選定までの経緯およびその後の動きについて情報収集を行った。(3)札幌:1968年、1972年、1984年オリンピック冬季大会の招致に関する資料収集を行った。以上のように、本年度は資料の収集に重点をおいた研究活動を行った。平成19年度は、国内外のオリンピック招致活動について、幅広い情報収集と分析を行うこと、および海外の著名な研究者を招聘して国際シンポジウムを開催し、意見交換を行うことで、本研究に資することを目的とした。近年の外国におけるオリンピック招致について、開催候補都市に対するIOC評価委員会の報告書を分析した結果、開催が決定した都市には以下の特徴がみられた。2008年北京:国の全面的な支持・保証があること、国民の開催支持率が95%を超えていること、世界に向けて「中国」の発展を示す国威発揚型のオリンピックを目指していること。2012年ロンドン:選手中心主義を貫き、選手にとってベストな環境を提供し、選手にとって一生一度の体験であることを重視、中長期的な都市計画と招致計画との整合性、国際的に知名度の高いキーパーソンの存在と牽引力。立候補ファイルの作成では、環境、医療体制(ドーピングを含む)、選手村、パラリンピック、輸送などで好条件が整っていることが、他の候補都市との差別化につながると考えられた。また、オリンピック競技大会の計画の全体像が明快なコンセプトに貫かれていること、および大会を開催することによって都市とオリンピックの双方にもたらされることが期待される有益なレガシー(遺産)が評価されなければならない。2000年シドニー大会は、その開催によって顕著なレガシーを国内外に示すことができた好例であった。一方、日本で開催されたオリンピックの招致について検証した結果、今日求められるような明快なコンセプトは見出されず、招致の目的が開催都市の自己目的的である傾向がみられた。招致の目的・視野を、具体的な計画と相まって、いかにして開催都市からより広い範囲(地方、アジア、世界)へと高めていけるかが、今後の招致の際の課題になると思われた。本年度は、招致活動における成果と評価、問題点と課題を明らかにし、今後のオリンピック招致のあり方を展望することを研究の目的とした。長野冬季オリンピック競技大会(1998年)において小中学校を中心に展開された「一校一国運動」は、今日でも長野市の約20校で活動が継続されていた。ほとんどのオリンピック大会の開催地では、大会終了とともにオリンピック教育が終息しているだけに長野市のケースは特筆すべきものがある。同市で活動が継続されている背景には、担当教員の複数配置や長野国際親善クラブとの連携など、学校におけるシステム的な取り組みがあった。長野オリンピック当時、「一校一国運動」に参加した児童・生徒の中には、教育、スポーツ、国際貢献活動などに従事している者も多く、教育の成果が確認された。また、北京オリンピック競技大会(2008年)において、北京市の小学校と交流活動を行った小学校では、児童の国際的な視野の広がりが認められた。札幌冬季オリンピック競技大会(1972年)では、コンパクトな大会を実現するため、恵庭岳にスキー滑降競技施設を建設し、大会終了後に施設を完全撤去して15年をかけて植林するという前代見聞の自然保護対策が実施された。恵庭市では、札幌オリンピックが環境問題への無形のレガシー(遺産)として位置ついている。

一方、近年の諸外国におけるオリンピック大会招致では、インフラ整備や競技施設などのハード面に加えて、これまでは評価対象としては注目度が低かった聖火リレー、オリンピック休戦、映像を用いたオリンピック教育など、文化プログラムや教育などのソフト面においても、工夫がなされるようになり、オリンピック・ムーブメントにかかわるプログラムの重要性が高まってきていることが示唆された。
ＲＮＡ結合タンパク質が司る新規細胞周期制御メカニズム

昨年度までの研究により見出した複数のZFP36L2ターゲット候補mRNAについて、コントロール細胞とZFP36L2ノックダウン細胞における発現量を定量的PCRにより比較した。その結果、CCND3やCCNA2、CCNE2などのG1-SサイクリンをコードするmRNAがZFP36L2ノックダウン細胞で増加することを発見した。この結果から、ZFP36L2はG1-SサイクリンmRNAsの分解を誘導し、細胞周期進行を抑制する働きがあると考えられた。実際に、ZFP36L2ノックダウン細胞はDNA損傷時にS期停止する細胞の割合が減少しており、DNA修復時の細胞周期停止においてZFP36L2が重要な因子であることが明らかになった。また、ZFP36L2ノックダウン細胞は、DNA損傷時のアポトーシスの割合が高くなった。この結果は、DNA損傷時にZFP36L2が細胞周期進行因子mRNAの分解を介して細胞周期を停止させ、アポトーシスを抑制している可能性を示す。さらに、質量分析の結果から、ZFP36L2が細胞周期の各phaseで異なる因子群と複合体を形成している可能性を見出した。ZFP36L2結合タンパク質の多くが核内タンパク質であったことから、ZFP36L2が核内機能を持つと考えられる。結合因子との相互作用を調べることで、これまで不明であったZFP36L2核移行の意義を明らかにすることができるかもしれない。本研究では、ZFP36L2がmRNA分解を介して細胞周期進行を抑制する新規細胞周期制御因子であることに加え、ZFP36L2がDNA損傷時の細胞の運命を決定する重要な因子であることを初めて明らかにした。また、細胞周期依存的な動的複合体形成や核内機能など、ZFP36L2の新たな知見を提供することができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.リン酸化の生理的意義ZFP36L2の分解が、C末端領域の3つのセリンによって制御されることを明らかにした。これまでに、490番目と492番目セリンのリン酸化によってZFP36L2とRNA分解因子の結合が制御されることが明らかにされている。本研究では、これらのセリンとは別のセリンをZFP36L2の分解制御サイトとして同定した。これらのセリンはリン酸化修飾を受けることが予想されており、ZFP36L2の分解はリン酸化によって制御されると考えられる。しかし、これらのセリンをアラニンに置換してもウエスタンブロットによるZFP36L2のシフトダウンは観察されなかった。そこで、質量分析によるリン酸化解析を行うことにした。現在、同定した3つのセリンのリン酸化と、細胞周期依存的なリン酸化の解析を行っている。2.ターゲットmRNAの同定ZFP36L2は細胞周期依存的に発現量が変動し、過剰量のZFP36L2はS期進行を遅らせる。また、本研究ではZFP36L2の減少が細胞増殖を抑制することを明らかにした。これらのことから、細胞周期制御因子mRNAがZFP36L2のターゲットであると考えた。そこで、mRNAにZFP36L2結合サイト(ARE)を持ついくつかの細胞周期制御因子について、ZFP36L2の減少がmRNA量に与える影響を検証した。その結果、ZFP36L2の発現を減少させた細胞では、複数のサイクリンファミリータンパク質mRNAが増加することを見出した。サイクリンファミリータンパク質は適切な時期に合成・分解されることで細胞周期を制御している。本研究では、ZFP36L2の極端な増加と減少が、細胞周期の広い範囲でサイクリンファミリーmRNAの量的コントロールを阻害し、細胞周期・細胞増殖に影響を与えている可能性を示した本研究の開始以前に同定していたZFP36L2の分解を制御するリン酸化サイトについて検討し直したところ、異なるリン酸化サイトが同定された。そのため、いくつかの実験についてやり直しを必要とした。したがって、リン酸化解析については当初の予定より、やや遅れている。しかし、質量分析による解析を開始しており、リン酸化の生理的意義の解明に道筋をつけることができた。ZFP36L2ターゲットの同定では、予想よりも多くの因子をターゲット候補として見出すことができ、細胞周期制御におけるZFP36L2の機能解析を大きく前進させることができた。当初、ZFP36L2は主に分裂期で機能すると考えていたが、本研究の結果より、実際には細胞周期のより広範囲においてZFP36L2がmRNA分解を担っていることが明らかにできた。さらに、これまで観察できなかった細胞周期におけるZFP36L2ノックダウンの表現型を観察することに成功した。また、予定していた内在性ZFP36L2を検出する抗体の作製は困難であると判断し、ペプチド抗体を発注することにした。そのため、内在性ZFP36L2の解析が多少遅れるが、研究全体の進行はおおむね順調である。

実際に、ZFP36L2ノックダウン細胞はDNA損傷時にS期停止する細胞の割合が減少しており、DNA修復時の細胞周期停止においてZFP36L2が重要な因子であることが明らかになった。また、ZFP36L2ノックダウン細胞は、DNA損傷時のアポトーシスの割合が高くなった。この結果は、DNA損傷時にZFP36L2が細胞周期進行因子mRNAの分解を介して細胞周期を停止させ、アポトーシスを抑制している可能性を示す。さらに、質量分析の結果から、ZFP36L2が細胞周期の各phaseで異なる因子群と複合体を形成している可能性を見出した。ZFP36L2結合タンパク質の多くが核内タンパク質であったことから、ZFP36L2が核内機能を持つと考えられる。結合因子との相互作用を調べることで、これまで不明であったZFP36L2核移行の意義を明らかにすることができるかもしれない。本研究では、ZFP36L2がmRNA分解を介して細胞周期進行を抑制する新規細胞周期制御因子であることに加え、ZFP36L2がDNA損傷時の細胞の運命を決定する重要な因子であることを初めて明らかにした。また、細胞周期依存的な動的複合体形成や核内機能など、ZFP36L2の新たな知見を提供することができた。ZFP36L2はp53の下流に位置することが示唆されており、ZFP36L2の過剰発現はS期進行を妨げる。このことから、ZFP36L2がp53経路に関与することが考えられる。また、ZFP36L2ノックアウト個体はある程度発生が進み、ZFP36L2ノックダウン細胞の細胞周期は完全に停止しない。以上のことから、正常な細胞よりも、DNA障害などによりp53経路が活性化した細胞において、ZFP36L2はより重要な役割を果たしていると考えられる。そこで、ZFP36L2ターゲットとして見出した因子のうち、p53が関与するG1-S期に特異的に発現するものについて重点的に解析を進める。まず、ZFP36L2によって引き起こされるmRNAの量的変化がどのようにタンパク質レベルに影響するかを明らかにする。具体的には、細胞周期依存的なタンパク質量の変動や局在を検討する。さらに、ZFP36L2をノックダウンした細胞でp53経路を活性化し、中心体の複製やDNA損傷への応答にどのような異常が生じるか検討する。また、リン酸化修飾が活性と分解を細胞周期依存的に制御する機構を、リン酸化解析により明らかにする。これらすべての結果を統合し、ZFP36L2の量的制御からターゲットmRNAの分解を介した細胞周期制御までの一連の機構を明確に示す。28年度が最終年度であるため、記入しない。
新規脳分子であるニューロステロイドによる本能行動のモティベーション制御

動物を本能行動に駆り立てるのがモティベーションであるが、その実体は不明である。本研究はモティベーションの制御機構を明らかにすることを目的として、我々が最近見いだした新規脳分子であるニューロステロイドに着目して研究を実施した。本能行動の中枢でありモティベーションを制御する脳領域(間脳の視索前野・視床下部)では、チトクロームP450scc、3□-HSD、5□-還元酵素、チトクロームP45017□,lyase、17□-HSDなどのさまざまなニューロステロイド合成酵素が発現しており、コレステロールからプレグネノロン、プレグネノロン硫酸エステル、プロゲステロン、プロゲステロン代謝ステロイド、アンドロステンジオン、テストステロンなどの多くのニューロステロイドが合成されることが明らかになった。プロゲステロンとテストステロンは生殖腺が合成する性ステロイドとして知られているが、モティベーションを制御する間脳の視索前野・視床下部でも性ステロイドが合成される事実は大変重要な発見である。さらに、この脳領域では新規のニューロステロイドが多く合成されていることが明らかになった。この新規ニューロステロイドは脳で特異的に合成される7□-プルグネノロンであった。次に、これらのニューロステロイドの生理的変動を解析したところ、ニューロステロイドは明確な季節変動と日内変動を示すことが見いだされた。ニューステロイドの変動と繁殖活動周期に類似性があり、ニューロステロイドは視索前野のニューロン活動を高める作用があることが明らかになった。この作用を詳しく解析したところ、ニューロステロイドは膜受容体を介したnon-genomic作用によりニューロン活動を制御することが示された。新しく見いだされた新規のニューロステロイドにはその作用が強いことが示された。従って、ニューロステロイドは視索前野のニューロン活動に変化を導くことで、繁殖行動のモティベーションを制御すると考えられる。動物の多くは、一年の限られた時期に活動的となり、繁殖地に移動して繁殖活動をする。繁殖地への移動行動と繁殖行動は密接に結びついた本能行動であり、動物をこれらの行動に駆り立てるのがモティベーションである。本研究課題では、未だ解明されていないモティベーションの制御機構について、我々が最近見いだした新規脳分子であるニューロステロイドに着目して研究を実施した。生化学的・分子生物学的に解析したところ、本能行動の中枢でありモティベーションを制御する脳領域(間脳の視索前野・視床下部)では、ニューロステロイド合成酵素であるチトクロームP450sccと3β-HSDが発現し、プレグネノロン、プレグネノロン硫酸エステル、プロゲステロン、プロゲステロン代謝ステロイドなどのニューロステロイドが合成されることが明らかになった。次に、野生両生類を用いた生化学的解析により、これらのニューロステロイドは明確に季節変動することが見いだされた。野生鳥類の脳でも同様な変動が確認され、ニューロステロイドの季節変動は一般化される重要な発見である。ニューロステロイド合成酵素はモティベーションを制御する間脳の視索前野・視床下部に局在することやニューステロイドの変動と繁殖活動周期に類似性があることもわかった。さらに、ニューロステロイドは視索前野のニューロン活動を高める作用があることが明らかになった。この作用を電気生理学的手法から詳しく解析したところ、ニューロステロイドは膜受容体を介したnon-genomic actionによりニューロン活動を制御することが示された。一方、ニューロステロイドの季節変動の制御機構を明らかにするために、その変動を導く外部環境要因を解析した。

その結果、脳内ニューロステロイドは長日の光周期下では高く、短日では低いことがわかった。従って、野生脊椎動物が示すニューロステロイドの季節変動は光周期により制御されると考えられる。動物の多くは、一年の限られた時期に活動的となり、繁殖地に移動して繁殖活動をする。繁殖地への移動行動と繁殖行動は密接に結びついた本能行動であり、動物をこれらの行動に駆り立てるのがモティベーションである。本研究では、未解明の重要課題であるモティベーションの制御機構について、我々が最近見いだした新規脳分子であるニューロステロイドに着目して研究を実施した。生化学的・分子生物学的に解析したところ、本能行動の中枢でありモティベーションを制御する脳領域(間脳の視索前野・視床下部)では、チトクロームP450scc、3β-HSD、5-還元酵素、チトクロームP450_<17α,lyase>、17β-HSDなどのさまざまなニューロステロイド合成酵素が発現しており、コレステロールからプレグネノロン、プレグネノロン硫酸エステル、プロゲステロン、プロゲステロン代謝ステロイド、アンドロステンジオン、テストステロンなどの多くのニューロステロイドが合成されることが明らかになった。プロゲステロンとテストステロンは生殖腺が合成する性ステロイドとして知られているが、モティベーションを制御する間脳の視索前野・視床下部でも性ステロイドが合成される事実は大変重要な発見である。次に、野生両生類・鳥類を用いた生化学的解析により、ニューロステロイド合成酵素はモティベーションを制御する間脳の視索前野・視床下部に局在することやニューロステロイドは明確な季節変動を示すことが見いだされた。ニューステロイドの変動と繁殖活動周期に類似性があり、ニューロステロイドは視索前野のニューロン活動を高める作用があることが明らかになった。この作用を電気生理学的手法から詳しく解析したところ、ニューロステロイドは膜受容体を介したnon-genomic actionによりニューロン活動を制御することが示された。従って、ニューロステロイドは視索前野のニューロン活動に変化を導くことで、繁殖行動のモティベーションを制御すると考えられる。一方、ニューロステロイドの季節変動の制御機構を明らかにするために、その変動を導く外部環境要因を解析したところ、野生脊椎動物が示すニューロステロイドの季節変動は光周期により制御されることが明らかになった。動物を本能行動に駆り立てるのがモティベーションであるが、その実体は不明である。本研究はモティベーションの制御機構を明らかにすることを目的として、我々が最近見いだした新規脳分子であるニューロステロイドに着目して研究を実施した。本能行動の中枢でありモテイベーションを制御する脳領域(間脳の視索前野・視床下部)では、チトクロームP450scc、3β-HSD、5β-還元酵素、チトクロームP45017α,lyase、17β-HSDなどのさまざまなニューロ
ニワトリ抗体遺伝子組換えにおけるクロマチン構造の役割

ニワトリDT40細胞の抗体遺伝子座における遺伝子組換えの制御機構をクロマチンレベルで解析した。組換え活性の異なる対立遺伝子間での組換え・転写活性の相異に着目し、両対立遺伝子間でクロマチン構造やヒストンアセチル化レベルを比較した。その結果、遺伝子変換の活動度とDNA近接性・ヒストンアセチル化レベルの間に相関を認めた。また、細胞をヒストン脱アセチル化酵素阻害剤TSAで処理し、抗体遺伝子座における組換えや転写を調べ、TSA処理による遺伝子変換頻度の大幅な上昇を検出した。この現象と磁気ビーズに固定した抗原を用いて、迅速にモノクローナル抗体を作製する手法を開発した(Nature Biotech.2005)。抗体遺伝子座における組換え活性は、転写活性と相関を示したが、ヒストンアセチル化は活性型・不活性型対立遺伝子双方で昂進しており、ヒストンアセチル化レベルとは相関が見られなかった。そこで、組換えと転写の関係を調べる目的で、誘導可能な転写プロモーターを上流に持つ組換えマーカー遺伝子(テトラサイクリン誘導プロモーター配列を挟む形で配置した不完全な緑色蛍光タンパク質(eGFP)および青色蛍光タンパク質(eCFP)遺伝子、その下流に核マトリックス結合配列と抗体遺伝子座の3'エンハンサー配列を連結したもの)をDT40の染色体に挿入し、ドキシサイクリン非存在下で培養を行った。組換え体検出は、FACSによる蛍光強度測定でより蛍光強度の強いeGFPの蛍光を発する細胞集団の出現頻度を測定して行った。その結果、転写誘導5日後には全く観察されなかったeGFP発現細胞が0.3%程度出現した。これらの細胞の抗体遺伝子DM配列から相同組換えの誘導的活性化を確認し、ニワトリ抗体遺伝子座などの相同組換え活性化には転写活性化が重要であることを見出した。この系は新機能遺伝子の創製に応用可能である。本研究ではニワトリDT40細胞の抗体遺伝子座における遺伝子組換え(遺伝子変換)の制御機構をクロマチンレベルで解析する。本年度は、遺伝子変換の起きる抗体遺伝子座の対立遺伝子間における遺伝子変換・転写活性の相異に着目し、両対立遺伝子間でクロマチン構造の差異を間接末端標識法などで検証した。その結果、遺伝子変換を活発に行う対立遺伝子座では、ヌクレオソームの配置が疎になっている一方で、不活性な対立遺伝子ではヌクレオソームが密に配置し、DNAのアクセシビリティーが低下していることが明らかになった。また、両対立遺伝子座におけるヒストンアセチル化レベルを抗アセチル化ヒストン抗体によるクロマチン免疫沈降法で調べたところ、組換え・転写が活発な対立遺伝子では、不活性な対立遺伝子に比べて、有意にヒストンアセチル化レベルが高くなっていることを見出した。活性型対立遺伝子のアセチル化レベルは、他の転写活性の高い領域と同程度であり、活性型対立遺伝子座における転写活性と相関していると考えられる。次に、DT40細胞をヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)で処理し、抗体遺伝子座における組換えや転写に及ぼす影響を調べた。その結果、低濃度のTSA処理によって抗体遺伝子座における遺伝子変換頻度が100倍程上昇すること、転写活性は組換え活性を示す対立遺伝子においてのみ処理初期に数倍程度増大したが、長期間のTSA処理では漸減することを見出した。一方ヒストンアセチル化レベルは活性型・不活性型両対立遺伝子で上昇していた。以上の結果は、1)組換え活性と転写活性は正の相関を示す、2)組換え・転写の活動度は必ずしもヒストンアセチル化レベルと一致しないことを示す。組換え活性化における転写の役割について、誘導可能な転写プロモーターを持つ組換えマーカー遺伝子を染色体に導入し、転写と組換えの関係を調べている。

本研究ではニワトリDT40細胞の抗体遺伝子座における遺伝子組換えの制御機構をクロマチンレベルで解析した。昨年度は組換え活性の異なる対立遺伝子間での組換え・転写活性の相異に着目し、両対立遺伝子間でクロマチン構造やヒストンアセチル化レベルを比較した。その結果、遺伝子変換の活動度とDNA近接性・ヒストンアセチル化レベルの間に相関を認めた。また、細胞をヒストン脱アセチル化酵素阻軍剤TSAで処理し、抗体遺伝子座における組換えや転写を調べ、低濃度のTSA処理による遺伝子変換頻度の大幅な上昇を検出した。ヒストンアセチル化は活性型・不活性型対立遺伝子双方で昂進していたことから、抗体遺伝子座における組換え活性と転写活性は相関を示すが、それらはヒストンアセチル化レベルと相関しないことが示された。そこで今年度は、組換え活性化における転写の役割を誘導可能な転写プロモーターを上流に持つ組換えマーカー遺伝子を用いて調べた。マーカーとしては、テトラサイクリン誘導プロモーター配列を挟む形で配置したクラゲ緑色蛍光タンパク質(eGFP)(不完全な部分配列)および青色蛍光タンパク質(eCFP)遺伝子、その下流に核マトリックス結合配列と抗体遺伝子座の3'エンハンサー配列を連結したものをDT40細胞染色体に挿入し、ドキシサイクリン非存在下で培養を行った。組換え体の検出は、FACSによる蛍光強度測定でeCFPより蛍光強度の強いeGFPの蛍光を発する細胞集団の出現頻度を測定して行った。その結果、転写誘導5日後にはそれまで全く観察されなかった、eGFP発現細胞が0.3%程度出現した。これらの細胞の抗体遺伝子DNA配列から相同組換えの誘導的活性化を確認し、ニワトリ抗体遺伝子座などの相同組換え活性化には転写活性化が重要であることを見出した。この系はDNAシャッフリングにより新機能遺伝子の創製に応用可能である(特許出願中)。
ロックの自然主義的認識論の研究と、その現代的意義の解明

2007年度の実績としては、共著1冊、学術論文2本、研究会/学会での発表4回が挙げられる。ロックの認識論の起源、展開、および後世への影響という側面から、ロック哲学を科学史の中に位置づけ、自然主義認識論の活きた歴史的事例として扱う研究を主に行った。共著(Studies on Locke:Sources,Contemporaries,and Legacy)では、国内外でも十分な研究が行われていないロックの物質概念について論じ、ロックが行ったデカルト批判および経験的な物質探求の方法論の提唱が、ボイルを始めとするイングランド実験哲学者の認識論的な基盤を与えるものであったことを明示した。2つの論文では、ロックの認識論が17世紀のイングランド実験医学に起源を持つことを詳細にし(『イギリス哲学研究』)、また、その体系性により初めてイングランド実験哲学の認識論的原理の定式化に成功したものであったことを、先行するフックやグランヴィルらの認識論との比較研究によって明らかにした(Nagoya Journalof Philosophy)。4回の研究会・学会発表のうち、後者の2つ(ジョン・ロック研究会、イギリス哲学会総会)では、そうしたロックの認識論が、ニュートン自然学と親和性を持ち、18世紀のニュートン自然学の認識論的基盤を提供するものとしてニュートン主義者に取り込まれていった点を明らかにした。前者の2つ(創造的哲学者の会、科学基礎論学会講演会)では自然主義認識論の現代的展開を追及し、認知行動学に基づいた経験的アプローチが、自然主義の代表的立場である信頼性主義をどのように変容させていく可能性があるのかを論じた。2005年度の主な実績としては、学会誌論文1本、研究会および学会での発表4本が挙げられる。学会誌論文(『イギリス哲学研究』26号)では、17世紀中期から後期にかけて、いわゆるイギリス経験論を確立したと言われるジョン・ロックの認識論を取り上げ、それまでイギリスで支配的な思想であったデカルト哲学を、ロックがどのようにして解体・克服していったのかを、実体とその本質という2つの点に注目して論じた。こうして本論文は、感覚経験を重視したロックが、一般的な命題が感覚を経ずとも(生得的に)一挙に得られるとするデカルトの独断主義を批判解体し、感覚経験に基づく漸次的な知識拡張のモデルを体系化・定式化させる上で重要な役割を果たした、という点を明らかにした。研究会・学会発表のうち、初めの2本(創造的哲学者の会・イギリス哲学会関西例会)の内容は、上記論文の土台となったものである。1本目の発表ではとりわけ、ロック認識論への英国実験哲学者(フック、ボイル、シドナムら)の影響が強調され、ロックの自然主義的認識論の骨格が明らかにされた。3本目の研究会発表(創造的哲学者の会)では、ロックの認識論を、17世紀中期に設立された科学者学会である英国王立協会の設立という文脈で捉え、当時の科学と哲学との相互交流という視座から、当世の認識論の営みが「科学の内部活動」という意味での自然主義認識論の先駆例として位置づけられることを明らかにした。4本目の学会発表(イギリス哲学会総会)は、上の3本目の発表をより原典資料に忠実な仕方で論証したものであり、国内ではこれまで殆ど注目されてこなかったフック、グランヴィルらの科学方法論の研究に基づきつつ、ロックによる経験論認識論が持つ意義を、王立協会が推進する実験哲学の擁護という観点から明らかにしたものである。2006年度の主な実績としては、学術論文1本、研究会/学会での発表4回、辞典項目2点が挙げられる。いずれも、ロックおよび現代の自然主義認識論の裾野を広げる研究として位置づけられる。学術論文(Nagoya Journal of Philosophy)では、現代自然主義認識論の1バージョンである、知識論での経験的アプローチを標榜するコーンブリスの自然種理論を分析評価した。その結果、コーンブリス説は幾つかの点で修正が要されるものの、その体系性・具体性という点において有望な自然主義認識論のプロジェクトであることを明示した。4回の研究会・学会発表のうち、初めのもの(日本哲学会)は、アプリオリな方法論により物質の本質を延長とするデカルトに対し、実験的な方法論によって物質の本質を漸次的に明らかにしていくべきであるとするロックの経験的認識論を取り上げ、それが当時未だ揺籃期にあったイングランド実験哲学の土台作りに寄与するものであったことを明らかにした。2-3回目の発表(京都科学哲学コロキアム・科学基礎論学会)は上記学術論文の土台となったものである。4回目の発表(イギリス哲学会総会)では、イギリス経験論の端緒となったロックの記述的方法論の起源がシドナムの医学方法論にあったことを綿密なテキスト考証から明らかにした。辞典項目(『イギリス哲学・思想辞典(仮題)』における「第一性質と第二性質」「ロイヤル・ソサエティ」)では、ロックまでの近代粒子説の発展史、およびロックによる王立協会の認識論的擁護を含んだ叙述を行い、本年度までの研究成果の定式化を公にした。

共著(Studies on Locke:Sources,Contemporaries,and Legacy)では、国内外でも十分な研究が行われていないロックの物質概念について論じ、ロックが行ったデカルト批判および経験的な物質探求の方法論の提唱が、ボイルを始めとするイングランド実験哲学者の認識論的な基盤を与えるものであったことを明示した。2つの論文では、ロックの認識論が17世紀のイングランド実験医学に起源を持つことを詳細にし(『イギリス哲学研究』)、また、その体系性により初めてイングランド実験哲学の認識論的原理の定式化に成功したものであったことを、先行するフックやグランヴィルらの認識論との比較研究によって明らかにした(Nagoya Journalof Philosophy)。4回の研究会・学会発表のうち、後者の2つ(ジョン・ロック研究会、イギリス哲学会総会)では、そうしたロックの認識論が、ニュートン自然学と親和性を持ち、18世紀のニュートン自然学の認識論的基盤を提供するものとしてニュートン主義者に取り込まれていった点を明らかにした。前者の2つ(創造的哲学者の会、科学基礎論学会講演会)では自然主義認識論の現代的展開を追及し、認知行動学に基づいた経験的アプローチが、自然主義の代表的立場である信頼性主義をどのように変容させていく可能性があるのかを論じた。
野性コウモリが繰り広げる大規模空間ナビゲーション戦略に関する実験的・数理的追究

昨年度より研究実施計画は大きく分けて2つの計画から構成されていた。1つ目の計画は、2匹の獲物を見失うことなく連続して捕食するためのコウモリの飛行と音響の選択的注意の運用方法を検討することと、またその過程において数理モデルの整合性についても検討すること、であった。一方2つ目の計画は、ソナーの出力特性だけではなく入力(エコー聴取)・出力(飛行・パルス放射)双方の特性を考慮した数理モデルに拡張するために、コウモリが超音波エコーから何がどのように見えているのかをヒトを用いた音響心理実験を通じてトップダウン的に理解すること、であった。昨年度は論文投稿など1つ目の研究計画をメインに進めていたため、今年度は2つ目の研究計画の方に特に力を入れて研究した。標準サイズのダミーヘッドを超音波の波長サイズに合わせて縮小したミニチュアダミーヘッドにより計測した超音波バイノーラルエコーを用いて、晴眼かつ健聴なエコーロケーション未経験者を対象に形状、テクスチャー、材質弁別に関する基礎データを計測した。その結果、コウモリのエコーロケーションパルスを模擬した超音波信号を用いることで、視覚情報のみではその形の違いが分かりにくい物体であっても、エコー情報から弁別できることがわかった。また音響分析および統計モデル解析から、ラウドネスや音色を音響的手掛かりとすることで物体の形状やテクスチャーを弁別できることもわかった。現段階では、ピッチ変換した超音波バイノーラルエコーを被験者にパッシブに聴かせて物体を弁別させる実験系であるが、今後、被験者がアクティブセンシングにより複数の獲物を(自身も移動しながら)捕らえる実験系に拡張できれば、ヒトの感覚知覚を利用した、数理モデルにおける入出力特性の評価や、コウモリのソナー戦略の理解に対する新たなアプローチが可能になると期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はコウモリの飛行と超音波センシングの相互関係の数理モデル化に対して集中的に取り組んだ.具体的には,これまでの研究で共同研究者とともに構築したコウモリが2匹の獲物にアプローチする際の飛行方向のダイナミクスを表現した数理モデルに基づいて,コウモリが飛行方向だけではなくパルス放射方向(コウモリが超音波を放射する方向)も同時に変化させる数理モデルへと拡張した.その結果,野外計測で明らかになりつつあるコウモリの“先読み"行動と同様の振る舞いを数値シミュレーション内でも確認できた.すなわち,コウモリが2匹の獲物にアプローチする際に,あらかじめ先の獲物にもパルスを放射した際には,双方の獲物を見失うことなく連続して捕食できることを数値シミュレーションでも確認した.さらに,飛行のattentionを1匹目の獲物へ,音響のattentionを2匹目の獲物へとそれぞれattentionを分散させることで捕食成功確率が高くなることも分かってきた.当該研究成果は,2015年12月に非線形数理分野の国際学会にて発表した.現在,本研究では,野外計測および数理モデリングの双方の観点において,コウモリのソナーにおける出力特性(飛行方向,パルス放射方向)について検討を行っており,入力特性(エコー聴取)については全く検討できていない.そこで来年度以降は,ソナーの出力特性に加えて入力特性についても検討し,そもそも世界を“音で見る"とはいったいどのような感覚なのかという根本的な疑問についても取り組む必要があると考えた.その手段として,コウモリの超音波帯域でのエコーロケーションをより臨場感を持たせてヒトに体験させるための音響心理実験システムを試験的に確立させ,その有用性を検討するとともに,材質や表面構造が異なる物体を弁別させる音響心理実験を実施した.当該研究成果は,国内外の学会にて発表した.今年度は,コウモリの飛行方向およびパルス放射方向のダイナミクスを表現した数理モデルを構築できた.これは,当初からの課題であるコウモリの飛行と超音波センシングの相互関係の数理モデル化の土台となる重要な研究成果であると考えている.当該研究成果は,非線形数理分野の国際学会にて発表しており,査読付き学会プロシーディングスとしても公開できた.学会中には,数学を専門とする研究者から今回構築した数理モデルに対するアドバイスをいただくこともできた.またそれだけにとどまらず,コウモリのソナーの入力特性の効果について検討する必要性を独自に見出し,ヒトを対象とした音響心理実験システムの確立にも精力的に取り組んだ.当該研究成果は,国内外における学会発表や学会プロシーディングスとして公開している.以上のことから,論文投稿には至らなかったものの,採用年度1年目として順調なスタートを切ることができたと考えている.昨年度構築したコウモリが野外において2匹の獲物にアプローチする際の飛行方向とパルス放射方向のダイナミクスを記述した数理モデルに基づいて,実データを用いたパラメータ推定と数値シミュレーションを行ったところ,両者の分布が一致しない箇所が見つかった.そこで,実データと数理モデルの整合性を検討するために,今年度は野外計測データ解析に立ち戻り,野外におけるコウモリの飛行と超音波センシングの協調的制御について詳細に解析と分析を繰り返した.その結果,コウモリが音響的視野を利用し,複数の獲物に対して超音波で“先読み"するセンシングを行うことがわかった.さらに,コウモリが水平面および垂直面において異なるセンシングおよび飛行計画を行っている可能性も示唆された.本研究成果は,2017年1月にPLOS ONEにて論文として公開した.現在,本研究では,野外計測および数理モデリングの双方の観点において,コウモリのソナーにおける出力特性(飛行方向,パルス放射方向)について検討を行っており,入力特性(エコー聴取)については全く検討できていない.そこで今年度は,ソナーの出力特性に加えて入力特性についても検討するために,世界を“音で見る"とはいったいどのような感覚なのかという根本的な疑問を,ヒトを用いた音響心理実験を通して明らかにしようと考えた.

そこで,コウモリの超音波帯域でのエコーロケーションをより臨場感を持たせてヒトに体験させるために,超音波バイノーラルエコーを用いた音響心理実験システムを確立した.さらに,当該システムに基づいて,材質や表面構造が異なる物体や物体のエッジ形状を弁別させる音響心理実験を実施し,手かがりとなるエコーの音響特徴量やセンシングに効果的な送信信号やパルス放射時間間隔についてコウモリの野外計測で得られた知見と比較することで明らかにした.当該研究成果は,国内外の学会にて発表した.当初は,昨年度に構築したコウモリの飛行方向およびパルス放射方向のダイナミクスを表現した数理モデルに基づいて,数値シミュレーションを行う予定であったが,数理モデルと実際のコウモリの整合性を再度見直す必要があると考え,当初の計画を調整した.具体的には,野外計測のデータ解析を通して,コウモリの飛行と音響的視野の協調的制御について検討した.当該研究成果は,米オンライン科学誌(PLOS ONE)にて論文として公開できた.また,筆頭著者ではないものの,4月には既に本研究と関連する研究成果を米国科学アカデミー紀要(PNAS)にて発表しており,今年度はこれまでの研究成果を合計2本の論文にまとめることができた.さらに,コウモリのソナーの入力特性の効果についても検討するために,ヒトを対象とした音響心理実験を実施した.当該研究成果は,国内外の学会発表にて公開した.これより,当初の研究計画の微調整はあったものの,当該研究課題は順調に進展していると言える.昨年度より研究実施計画は大きく分けて2つの計画から構成されていた。1つ目の計画は、2匹の獲物を見失うことなく連続して捕食するためのコウモリの飛行と音響の選択的注意の運用方法を検討することと、またその過程において数理モデルの整合性についても検討すること、であった。一方2つ目の計画は、ソナーの出力特性だけではなく入力(エコー聴取)・出力(飛行・パルス放射)双方の特性を考慮した数理モデルに拡張するために、コウモリが超音波エコーから何がどのように見えているのかをヒトを用いた音響心理実験を通じてトップダウン的に理解すること、であった。昨年度は論文投稿など1つ目の研究計画をメインに進めていたため、今年度は2つ目の研究計画の方に特に力を入れて研究した。標準サイズのダミーヘッドを超音波の波長サイズに合わせて縮小したミニチュアダミーヘッドにより計測した超音波バイノーラルエコーを用いて、晴眼かつ健聴なエコーロケーション未経験者を対象に形状、テクスチャー、材質弁別に関する基礎データを計測した。その結果、コウモリのエコーロケーションパルスを模擬した超音波信号を用いることで、視覚情報のみではその形の違いが分かりにくい物体であっても、エコー情報から弁別できることがわかった。
都市並びに近郊における環境の維持・向上と国土利用制度

国土の適正利用は、環境保全の観点からも必須の要請である。環境保全は、人間の社会活動を停止させることによって実現されるものではなく、いろいろな社会活動との調整を図りつつ実現されるものである。つまり、環境保全は、環境の適正利用と同義であるということができる。人間にとっての環境の物質的基盤(環境資源)は、土地、大気、水および空間であり、この基盤の上に生存する動・植物もまた人間にとって重要な環境要素である。これらの環境要素をもとにして人間の社会が組織され、社会活動が展開されるが、社会活動の結果生じる工作物やそれらの組みあわせによる社会生活の物的システムや無形の社会システムもまた高次の環境要素ということになる。環境要素の保持、創出を図りつつ、社会活動を推進するため環境要素の適正な利用と調整を図ることが、環境保全の基本となる。以上の観点からいえば、上記の環境保全は、人間と国土との適正なかかわりあいを図ることを目的とする国土利用の課題と重複する部分が多く、いくつかの側面については、国土利用そのものの問題であるといっても過言ではない。従って、国土利用は、環境を犠牲にして開発を図る施策を中心課題とするものであって環境保全とは対立的な概念であるとする一部の伝統的な考え方は、今や改められるべきである。以上のような観点から、総括的研究(土地利用制度、開発関係制度、法技術・制度、税財政制度)および事例研究(神奈川県、豊橋市、明日香村、福岡市)が行われた。