hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古代ローマ史・初代キリスト教史研究におけるパソコン利用の試行的研究

3.インターネットのgoogle検索で調査することにより、多くの関係諸情報、図版、画像を獲得し得た。4.上記の諸作業を活用して論文を作成し、それの短縮版をホームページに掲載するとともに、完全版のCD-ROMを作成した。(3)スキャナとOCRソフトによる文書の読み込み・デジタル化は、英語やラテン語では比較的容易な作業であるが、アクサンやウムラウトがある仏語や独語文書に関しては、文中のギリシア語の存在を含めて、修正作業に多大の労力が費やされることが確認された。4今般の碑文・文書資料集のデジタル化においては,外字や多言語混在の問題が出てきた.スキャナ作業は簡単とはいえ修正に多大の時間を要するので,とりあえず全頁の読み込みと史料本文のデジタル化のみを先行させ,註その他は先送りすることとした.以上,未だ資料のデジタル化作業が主眼であるが,次年度以降においてそれらをもとにした研究業績の提出,ならびに全文検索が可能なデータ・ベースをCD-ROM版などの形で提供することができる段階に至っている.1)本年度の目標は、Hrsg.von E.Diehl,Inscriptiones Latinae Christianae Ueteres,4vols.,Dublin/Zurich,1970のデータベース完成にあった。作業手順としては、まずスキャナでデジタル画像にする。それをOCRソフト(Omni Page)によってワード文書に変換・修正する。データベースとして至便で有効なのは、全文検索が可能なシンプルテキスト化であるが、今回直面した困難は、ギリシア語、アクサンやウムラウトの処理のほかに、碑文や石棺に刻まれている記号・象徴をどう処理するか、であった。これについてはとりあえず略号を付して原文を参照することとせざるを得なかった。こうして、かなりの手間を要したため、今年度の成果としてようやく最初の2巻のデジタル化を行うことができただけであった。残りは来年度の作業に先送りせざるをえなかった。2)これまでデジタル化していた文書、とりわけ、Liber Pontificalisの翻訳作業を継続中である。3)イタリアにおける古代遺跡・文化財・博物館展示物等の画像・動画データを入手した。また、周辺機器の充実で、それのCD=ROM化による保存と配布が容易に可能となった。こういったヴィジュアルな素材も簡単にデジタル化でき、文書史料と並んで利用可能なことは、従来の研究・教育では及びもつかない効果を発揮するはずである。(1)昨年度からの継続作業(E.Diehl, Inscriptiones Latinae Christianae Veteres, 4 vols.,Dublin/Zurich, 1970のデジタル化およびWord文書化)を、予算の範囲で可能な限りおこない、最初の2巻については、完了することができた。総計32.6MB。知的所有権の侵害にならない限りでの専門家向きの配布を考えている。(2)最終年度なので、これまで作成したデータベースを利用しての成果をまとめる努力をし、以下の学会口頭発表、論考作成をおこなうことができた。「『ペルペトゥア殉教者行伝』をめぐる一考察:「兄弟・姉妹」の意味するもの」日本西洋史学会第51回大会(東京都立大学:東京)、平成13(2001)年5月13日.「はたしてペルペトゥアはキリスト教徒だったのか」古代史の会例会(東京大学:東京)、平成13(2001)年12月14日.「殉教者と北アフリカ--『ペルペトゥアとフェリキタス殉教者行伝』を読み解くために(1)--」『上智史学』第46号、平成13(2001)年11月、37-64ページ.
生後環境に起因するミクログリアの異常からみた精神発達遅滞の病態解明アプローチ

早期の生育環境が子の発達に大きな影響を与えることは古くから知られており、生後のストレス脆弱性やうつ病などの精神・神経疾患に影響を与えることは既に報告されている。脳内免疫細胞のミクログリアは幼若期の環境で活性化が左右され、生後の神経細胞や脳内免疫システムの破綻を生み出している知見を既に得ている。本研究では、決定された脳内免疫細胞の特性がどの位シナプスの可塑性や成熟に関わるのかその解明を目指す。上記の疾患が幼児期、すなわち脳内に侵入する時期の早期ミクログリアの神経-グリア相関の破綻にあると位置づけ、ミクログリアの異常が成熟脳のシナプス刈り込み異常に起因している事を証明する。
ゲルの体積相転移に基づく相互拡散と自己拡散のダイナミックスの分光学的研究

Poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPA)ゲルは温度誘起体積相転移を起こすことでよく知られている.この転移現象はPNIPAゲルのアミド基と水の水素結合に起因すると考えられている.更に,PNIPAゲルは体積相転移と同時に白濁(多分,相分離現象)することもよく知られている.したがって,本研究では,PNIPAゲルの相分離現象を伴った体積相転移のメカニズムを解明することを目的とし,先ず,体積相転移における水の役割の概観をイメージするために,各種金属イオン水溶液中でのPNIPAゲルの体積相転移温度を測定し,水和との関係を議論する.測定したいずれの金属イオンでも,金属イオンの添加によって,PNIPAゲルの体積相転移温度は低くなった.金属イオンを1M添加すると,PNIPAゲルの体積相転移温度が数°C程度降下する.又,その依存性の曲線はイオン種によって特徴があるように見える.どの金属イオン添加においても,イジングモデルから誘導した次式でフィテイングすることができた.Poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPA)ゲルは温度誘起体積相転移を起こすことでよく知られている.この転移現象はPNIPAゲルのアミド基と水の水素結合に起因すると考えられている.更に,PNIPAゲルは体積相転移と同時に白濁(多分,相分離現象)することもよく知られている.したがって,本研究では,PNIPAゲルの相分離現象を伴った体積相転移のメカニズムを解明することを目的とし,先ず,体積相転移における水の役割の概観をイメージするために,各種金属イオン水溶液中でのPNIPAゲルの体積相転移温度を測定し,水和との関係を議論する.測定したいずれの金属イオンでも,金属イオンの添加によって,PNIPAゲルの体積相転移温度は低くなった.金属イオンを1M添加すると,PNIPAゲルの体積相転移温度が数°C程度降下する.又,その依存性の曲線はイオン種によって特徴があるように見える.どの金属イオン添加においても,イジングモデルから誘導した次式でフィテイングすることができた.
投与回数とゲノム薬理学による統合失調症の抗精神病薬アドヒアランス向上戦略

本研究は3ヶ年計画であり、抗精神病薬を1日複数回服用している統合失調患者を対象とし、1日1回投与に変更することで服薬事象監視システム(もしくは自動服薬記録薬瓶)(MEMS)によって測定した服薬アドヒアランスが向上するかについて、無作為化比較試験(RCT)によって検証するものである。同時に、薬物動態学・薬力学関連分子の遺伝子多型を調べ、どのような患者が1日1回投与に適しているかについても明らかにする。研究初年度である昨年度は、研究の準備に多大な時間を要した。まず、遺伝子検査ができる施設を選定し、当該施設および遺伝子を専門とする研究者と協力体制を構築した。また、抗精神病薬の血中濃度測定ができる施設を選定した。次に、会議を重ね、遺伝子検査に関するプロトコールの詳細について決定した。現在、倫理委員会に申請準備中であり、あわせてUMIN臨床試験登録システム(UMIN-CTR)に登録準備中である。また、本研究における方法の詳細を決定する上で、これまでに施行された統合失調症におけるMEMS研究を概観する必要があった。このため、統合失調症を対象としてMEMSによって服薬アドヒアランスを測定した研究のシステマティックレビューおよびメタアナリシスを開始した。まず、独立した2名の研究者により系統的文献検索(一次および二次スクリーニング)を行い、適格基準を満たす研究を同定した。次に、独立した2名の研究者によりデータ抽出を行った。現在、論文作成中である。遺伝子検査および抗精神病薬の血中濃度測定ができる施設の選定および協力体制の構築、遺伝子検査に関するプロトコール詳細の決定に多大な時間を要した。研究2年目である今年度は、倫理委員会の承認取得後、急ピッチで研究対象者のリクルートを進めていく。研究初年度である昨年度は、研究の準備に多大な時間を要したため、実質的な支出が生じなかった。研究2年目である今年度は、急ピッチで研究対象者のリクルートを進めていくと同時に、複数の評価者を雇用し迅速な評価体制を構築する。
雄性配偶子由来セントリオールの鞭毛基底小体から中心体への機能転換に関する研究

本年度は、昨年度に引き続き、同形配偶子接合を行なう褐藻カヤモノリの配偶子、接合子を用いて、鞭毛基底小体から中心体へと機能転換する際の中心体構成既知タンパク質の局在変化(ex.セントリン、γチューブリン)について、抗体を用いた蛍光顕微鏡、及び、免疫電子顕微鏡法での観察を行なった。セントリンに関しては、鞭毛基底小体と中心体として機能する際の各々で、セントリオールへの局在箇所に変化が生じている可能性が十分に示唆された。しかしながら、γチューブリンに関しては、蛍光顕微鏡、および、電子顕微鏡での局在観察に関して、市販の抗γチューブリン抗体(SIGMA社、ポリクローナル抗体)では、ウェスタンブロットでの解析、および間接蛍光顕微鏡においては陽性反応を示すものの、電子顕微鏡用の試料上では、非特異的な反応が著しかったこともあり、局在変化を微細構造レベルでとらえることは困難であった。そのような理由もあり、褐藻カヤモノリのγチューブリンに由来する抗体を作製するため、遺伝子のクローニングを試みることとした。また、同時に、セントリオールを構築するトリプレット微小管に存在し、その構造維持に関係していることが知られている新規チューブリンと呼ばれるε(イプシロン)チューブリン遺伝子のクローニングも試みた。γチューブリンに関しては、生物間で保存性の高いアミノ酸配列部位をもとにプライマーを設計し、εチューブリンに関しては、ゲノムプロジェクトの一貫として進められている褐藻シオミドロのEST解析の情報を利用することとしてRT-PCRを行なった。εチューブリンに関しては、700bpの断片配列を得ることができ、現在、全長配列のクローニングを進めている。γチューブリンに関しては、その局在性の解析からも、細胞周期特異性が非常に強いと予想され、発現に偏りがあるため、継続して遺伝子の単離を行なっている。同形配偶子接合を行う褐藻カヤモノリを用いて、配偶子および接合子においてセントリオールが鞭毛基底小体から中心体へと機能転換する際のタンパク質の局在変化(ex.セントリン、γチューブリン)について免疫電子顕微鏡、および蛍光顕微鏡による観察を行った。蛍光顕微鏡下での免疫染色の結果では、受精後の雄性配偶子由来のセントリオールでは鞭毛基底小体から中心体への機能転換期を通して、セントリンは常に局在が観察される。一方、γ-ューブリンは、配偶子形成の最終段階で一旦消失し、受精後の雄性配偶子由来のセントリオールの周辺から微小管が放射状に発達する時期に再度、局在が認められた。しかしながら、免疫電子顕微鏡による観察は、受精し、細胞壁が肥厚していくにつれて試料の固定、作製が極めて困難になることが明らかにった。微細構造と分子の局在変化を同時におさえることが目下の課題ではあるが、これらの結果は、来年度開催される学会にて公表を予定している。また、本年度は、細胞骨格系のタンパク質を生細胞において観察することを目的として、遺伝子導入技術の確立にむけた準備実験も行った。カヤモノリのゲノム(eleongation factor 1 alpha: EF1α)由来のプロモーター、ターミネーターおよびレポーター遺伝子としてGFPを組み込んだ発現ベクターの構築、および褐藻植物シオミドロに感染するウィルス由来のプロモーターを利用した発現ベクターを用いて、有効な遺伝子導入法(パーティクルボンバートメント法、ガラスビーズ法、エレクトロポレーション法、PEG法)について検討を行った。現在のところ、一過性でも発現している細胞を得ることができていないが、プロモーターとして用いたEF1αの発現は、ESTの結果やノーザン解析の結果から高いことが示唆されているので、細胞への導入方法についてさらなる検討が必要と思われる。
一分子ＤＮＡシーケンサーによる細菌叢情報の完全な再構成

まず、特別研究員採用前から研究し続けている前者のメタゲノムに関する論文をまとめ、現在は海外の論文誌に投稿中である。この論文では、これまで技術的な制約からほとんど見過ごされてきた、細菌叢中のプラスミドおよびファージの塩基配列を直接同時に多数再構成することに成功し、それらの各国の細菌叢データにおける存在分布の比較など、生物学的に重要な解析を行っている。加えて、近年有用であることが示されたDNAメチル化によるプラスミドやファージの宿主細菌推定も行い、その結果が他の配列などに基づく手法とも良く一致することを示している。さらに、今年度は脊椎動物のセントロメアに関するゲノムアセンブリ手法開発を活発に行った。現在はショウジョウバエのデータを扱っているが、将来的にほぼ全ての脊椎動物の生物種に対して適用できるように一般的な枠組みで開発しているため、完成すれば極めて大きな意義を持つはずである。それだけでなく、そこで用いられる中心的な手法は上述の通り一般の反復配列の問題にも関わる応用範囲の多いアルゴリズムであるため、細菌叢メタゲノムの株レベル解析も可能になると期待される。脊椎動物セントロメアアセンブリの論文は手法が完成次第論文を投稿する予定である。また、細菌叢メタゲノムの研究において、アセンブリにおけるプラスミドおよびファージDNAの形状決定問題という、やや特殊だが生物学的に重要な意味を持つ問題も発見した。この問題もやはり根本的には反復配列が原因であり、それまでの手法では見逃されてきたことを明らかにしつつ、反復配列の性質に基づく理論的かつ厳格な手法を考案した。こちらも手法の精密化およびテストデータに対するベンチマークを取ってから論文を執筆および投稿する予定である。申請者が現在投稿中のヒト腸内細菌叢メタゲノム解析の論文では、究極的な目標である細菌叢の株レベルでの解析は未だ実現していないものの、近年注目度の高いモバイローム解析を主軸として、それまで技術的な制約からほとんど見過ごされていた細菌叢中のプラスミドおよびファージの塩基配列を単離培養することなく細菌叢から直接多数完全に再構成することに成功し、比較解析や宿主細菌推定などの生物学的に重要な解析を行えることを示した。さらに、その過程でプラスミドおよびファージDNAの形状決定問題という新しい問題も発見し、それまでの手法では見逃されてきたことを明らかにしつつ、原因となる反復配列の性質に基づく理論的かつ厳格な手法を考案している。申請者が目的としているのは、繰り返し構造(反復配列)を持つような複雑なゲノムおよびゲノム領域の塩基配列を再構成(アセンブリ)する理論的枠組み、および具体的手法の開発である。ゲノムアセンブリを最も困難にするようなゲノム中の反復配列としては、細菌叢メタゲノムに含まれる近縁種の複数のゲノム配列をはじめとして、他にもセントロメアにおけるタンデムリピート配列やトランスポゾンも知られている。これらの問題はどれも共通した性質を持っており、したがって統一的な反復配列アセンブリの枠組み構築を目指す上では、いずれの問題も取り組む価値がある。脊椎動物セントロメアのアセンブリはそのような観点から取り組んでおり、さらに、その手法は将来的にほぼ全ての脊椎動物の生物種に対して適用できるように一般的な枠組みで開発している。脊椎動物のセントロメア配列アセンブリは現在でも最も困難な問題の一つであるだけでなく、当然細菌叢メタゲノムの株レベルアセンブリにも少なからず応用できるはずなので、完成すれば極めて大きな意義を持つはずである。前年度までに反復領域の一種である、ほとんど同じ数百塩基対のDNA配列ひたすら繰りが返し並んでいるような構造(タンデムリピート)を持つ脊椎動物のセントロメア領域の配列アセンブリを行うアルゴリズムの開発を一般的な枠組みの下で進めており、まずはこのアルゴリズムの完成を急ぐ予定である。そのために、本年度も共同研究先であるドイツMax Planck InstituteのGene Myers研究室を訪問、滞在して積極的に議論や論文の執筆および投稿作業を進める予定である。必要に応じて秋頃に国際学会にて発表も行う(ASHGを予定している)。その後、セントロメアと同じく反復領域が最重要の課題となっているヒト腸内細菌叢メタゲノムのアセンブリアルゴリズムおよびソフトウエアを、上述のアルゴリズムを応用することで開発する。そして、完成したソフトウエアを用いて実際にヒト腸内細菌叢メタゲノムのデータをアセンブリして、従来では不可能だった、それぞれの菌株の個別ゲノム配列を分離して精度良く再構成できることを確認する。可能であればこれまでに共同研究を行ってきた理化学研究所服部研究室、もしくは議論経験のあるEMBL HeidelbergのBork研究室と共同研究を行い、疾病患者を含む多数のサンプルについて、具体的な疾病について従来手法では観察できなかった株レベルでの高解像度データをもとに比較解析等を行う。このメタゲノムアセンブリの手法および解析結果も、必要に応じて国際会議にて発表し、論文としてまとめて投稿する予定である。

現在はショウジョウバエのデータを扱っているが、将来的にほぼ全ての脊椎動物の生物種に対して適用できるように一般的な枠組みで開発しているため、完成すれば極めて大きな意義を持つはずである。それだけでなく、そこで用いられる中心的な手法は上述の通り一般の反復配列の問題にも関わる応用範囲の多いアルゴリズムであるため、細菌叢メタゲノムの株レベル解析も可能になると期待される。脊椎動物セントロメアアセンブリの論文は手法が完成次第論文を投稿する予定である。また、細菌叢メタゲノムの研究において、アセンブリにおけるプラスミドおよびファージDNAの形状決定問題という、やや特殊だが生物学的に重要な意味を持つ問題も発見した。この問題もやはり根本的には反復配列が原因であり、それまでの手法では見逃されてきたことを明らかにしつつ、反復配列の性質に基づく理論的かつ厳格な手法を考案した。こちらも手法の精密化およびテストデータに対するベンチマークを取ってから論文を執筆および投稿する予定である。申請者が現在投稿中のヒト腸内細菌叢メタゲノム解析の論文では、究極的な目標である細菌叢の株レベルでの解析は未だ実現していないものの、近年注目度の高いモバイローム解析を主軸として、それまで技術的な制約からほとんど見過ごされていた細菌叢中のプラスミドおよびファージの塩基配列を単離培養することなく細菌叢から直接多数完全に再構成することに成功し、比較解析や宿主細菌推定などの生物学的に重要な解析を行えることを示した。さらに、その過程でプラスミドおよびファージDNAの形状決定問題という新しい問題も発見し、それまでの手法では見逃されてきたことを明らかにしつつ、原因となる反復配列の性質に基づく理論的かつ厳格な手法を考案している。申請者が目的としているのは、繰り返し構造(反復配列)を持つような複雑なゲノムおよびゲノム領域の塩基配列を再構成(アセンブリ)する理論的枠組み、および具体的手法の開発である。ゲノムアセンブリを最も困難にするようなゲノム中の反復配列としては、細菌叢メタゲノムに含まれる近縁種の複数のゲノム配列をはじめとして、他にもセントロメアにおけるタンデムリピート配列やトランスポゾンも知られている。これらの問題はどれも共通した性質を持っており、したがって統一的な反復配列アセンブリの枠組み構築を目指す上では、いずれの問題も取り組む価値がある。脊椎動物セントロメアのアセンブリはそのような観点から取り組んでおり、さらに、その手法は将来的にほぼ全ての脊椎動物の生物種に対して適用できるように一般的な枠組みで開発している。脊椎動物のセントロメア配列アセンブリは現在でも最も困難な問題の一つであるだけでなく、当然細菌叢メタゲノムの株レベルアセンブリにも少なからず応用できるはずなので、完成すれば極めて大きな意義を持つはずである。
車椅子トータルサポートシステムの開発と有用性の検証

本研究では車いす使用者を対象とした身障者支援システムの試験的開発とそのシステムを活用した新たな福祉のまちづくり支援手法の提案を目的とする。身障者支援システムは二つの機能を持っており,ひとつは車いす使用者の移動支援(ソフト)として,現在の場所から目的地までの最適なルートを探索する「車いすナビゲーション・システム」,もうひとつは福祉のまちづくり検討支援(ハード)として,どの歩道を整備すれば,車椅子使用者の負担がどれくらい軽減されるかなどをシミュレーションする「まちなか整備検討支援機能」である。【支援システムの改良】平成26年度の取り組みではシステムの対象地を拡大し,インターフェイスの改善を行った。前年度の実証実験結果で車いす利用者からブロックモデルのビジュアルではユーザーがどこのルートを走行しているか分かりにくいといった意見があり,建物のテクスチャーを貼るなどビジュアルの改善に取り組んだ。また,整備案検討支援機能については身体負担の多い路面の整備や身障者トイレ,駐車場を整備するとどれだけ効果があるかを検証する機能を改良した。【身体負担を詳細に計測】システムの精度向上を目的に,より詳細に身体負担を計測した。対象地の10m以上のリンク(198箇所)の全ルートを調査員が車椅子で走行し筋電計を用いて測定した。今回の計測では健常者が車椅子で走行し,両腕の1右腕橈骨筋,2右上腕二頭筋,3右上腕三頭筋,4右三角筋,5左腕橈骨筋,6左上腕二頭筋,7左上腕三頭筋,8左三角筋を実測した。【車いすの振動調査】車いす使用者のまちなか回遊における問題点として,歩道の整理不良や歩道素材から受ける車いすの振動や横断勾配が挙げられている。そこで各通りの振動と歩道の傾斜を測定し,考察した。測定方法は車椅子の左右の車輪に角速度センサ,座席の下には加速度・方位・角速度センサ,さらに位置確認兼・タイムスタンプ送信用GPS受信機を取り付けて測定した。【経路探索の検証とワークショップ】車いすナビゲーション機能における経路探索の検証のため,自走式車いす使用者6名を被験者として実証実験を2回実施した。実証実験を通じて1最短経路,2身体負担の小さい経路,3歩道のみの経路,4車いす使用者らが選択した経路を走行し,その後,ワークショップを実施し,形式で走行した経路について議論した。【身障者支援組織設立に向けた研究会の立ち上げ】大学関係者と車いす使用者やその関係者らを含めた研究会を設置。意見交換等を行った。本研究課題は,身障者やお年寄りが安全で,安心してまちなか活動を楽しめるよう福祉のまちづくり支援として身障者支援システムの開発に取り組んでいる。平成27年度の取り組みは,本システムのひとつで自走式車いすの使用者が現在地から目的地まで安全で最適な経路を探索する「車いすナビゲーション・システム」の広域モデル開発手法の提案とその実証実験による検証に取り組んだ。広域モデルでの探索経路は「車いす使用者の通りの評価」によって算出する。車いす使用者の評価とは,車いす使用者がまちなか活動をした際,回遊した通りについて,整備状況や安全性,使用したい通りかどうかなどの評価であり,スマートフォンなどのアプリ「通り評価アプリ」で通りの評価を行う。評価したデータはサーバーで蓄積され,評価結果に基づきナビゲーション・ルートを算出する。また,本手法の最終目標は,車いす使用者だけでなくまちなかを訪れた健常者も,車いすの使用者の立場として「通り評価」を行い,車いす使用者の評価と同様の結果を得ることである。開発した「通り評価アプリ」を用いて2015年11月3日,車いす使用者5名を対象に93の通りすべての評価を実施した。また,健常者の実験については2015年11月1日,8名で行った。身障者支援システムについては,1対象地の建物,歩道,街路樹等のモデリング・テクスチャの追加,2経路探索の追加(健常者の通り評価,車いす使用者の通り評価),評価結果や同時に複数ルート表示機能を追加した。2015年11月21日,2016年1月17日に通り評価結果と身障者支援システムの検証を目的としたワークショップを実施し,参加者である車いす使用者の議論,アンケートを通じてその有用性を検証した。平成27年度では,前年度精度向上を目的とした「詳細モデル」を基調とし,簡易的に対象地を広げる「広域モデル」の開発手法の提案と実証実験に取り組むことを目的とした。広域モデルの実証実験によって車いす使用者の通り評価データを蓄積し,まちづくりワークショップを実施,車いす使用者や介護者から一定の評価を得ることができた。また同時展開として国内の福祉のまちづくり組織を結成,そしてデンマークのコペンハーゲン大学との連携等,国際的な展開も進んでいる。本研究課題の計画に対して1年早く研究が進んでいると考える。平成28年度は研究最終年度として,研究開発を進めてきた身障者支援システム(車いす使用者のまちなか回遊を支援する車いすナビゲーション機能とまちなかのバリアフリー整備を検討する整備案検討支援機能で構成)のプログラムの整理(プロトタイプモデル:筋力負担率による疲れにくいと思われるルート探索,詳細モデル:ルート探索の精度の向上,広域モデル:汎用性と高めることを目的に車いす使用者の通り評価に基づくルート探索),3年に渡り実施してきた車いす使用者が参加する福祉のまちづくりワークショップで議論したシステムの評価を整理し,研究成果をまとめ,システムの有用性と今後の課題を明らかにし,システムの実用化に向けたプロセスを立案した。そして,これまでの成果を国際会議等で発表した。

加えて,本プロジェクトの国際展開として,申請者がコペンハーゲン大学に客員研究員として(デンマーク),1身障者支援の先進事例調査として自治体(オーフス市,ラナス市,コペンハーゲン市,クーエ市,オーデンセ市),民間支援団体・研究所等(デンマーク・ハンディキャップ協会,グッドアクセス,国立建築物研究所,コムブロット)にヒアリング調査を実施し,身障者支援のマスタープラン(ハンディキャッププラン)の立案プロセスの実態を明らかにした。また,2コペンハーゲンの中心市街地をフィールドとした身障者支援システムの開発に向けた基礎調査を実施した。そして対象となる約500の通りについてGIS(地理情報システム)上に整理,リンクとノードを設定し,データを整備した。デンマークにおける研究プロジェクトは平成29年度,科研費国際共同加速基金(国際強化)において引き続き取り組む。本研究では車いす使用者を対象とした身障者支援システムの試験的開発とそのシステムを活用した新たな福祉のまちづくり支援手法の提案を目的とする。身障者支援システムは二つの機能を持っており,ひとつは車いす使用者の移動支援(ソフト)として,現在の場所から目的地までの最適なルートを探索する「車いすナビゲーション・システム」,もうひとつは福祉のまちづくり検討支援(ハード)として,どの歩道を整備すれば,車椅子使用者の負担がどれくらい軽減されるかなどをシミュレーションする「まちなか整備検討支援機能」である。平成26年度は申請時の2年分の計画案(平成26年度,27年度)を1年で概ね達成したことに加えて,計画案にはない1スマートフォン版の試験的開発,2車いすの振動の計測に取り組んだ。1スマートフォン版の開発は研究終了後に取り組む予定であったが,研究成果をフィードバックする受け皿として同時並行で取り組むこととした。スマートフォン版の試験的開発によって今後,実用化に向けた動きが加速することが期待できる。2車いす使用者が参加するワークショップの成果として,走行時の身体負担の要因のひとつに車いすの振動が挙げられた。そのため最適ルートの探索条件のひとつに車いすの振動を追加するため,対象地の全ルールを実測調査し,路面の整備状況と車いすの振動との関係性を明らかにした。以上ふたつの成果は平成27年度の取り組みに大きく貢献できると思われる。車いすナビゲーション・システムの詳細モデル,広域モデルはすでに開発と実証実験,ワークショップを通じた車いす使用者らの検証を終えた。今後はこれまで開発したデータの洗い直しと開発モデルのあるアルゴリズムの見直しを行う。また実用化に向けたロードマップを作成する。また今年度は研究プロジェクトの国際連携強化としてコペンハーゲン大学(デンマーク)のGISチームと連携して,福祉のまちづくりの事例調査を実施する。都市計画平成27年度は計画案に従い,精度向上を目的とした身障者支援システムの改良に取り組む。さらに平成26年度の成果から導き出した新たな追加テーマとして,車いす使用者に対する大規模アンケート調査を実施し,車いす使用者のまちなか活動の実態を調査,分析し,その成果を支援システムにフィードバックする。
オピオイドシステムのメカニズムと癌発現に関する多角的遺伝子研究

麻薬性鎮痛薬は癌細胞分化や細胞死も促進するという反する報告がある。内因性オピオイドは免疫系も調節し、オピオイド(以下OP)受容体は癌細胞にも発現する。乳癌ではエストロゲン受容体が内因性OPに制御され、OP受容体遺伝子変異は、乳癌の危険因子と考えた。これまで、変異型アリル保有患者では乳癌罹患率低下または増加の報告がある(1)。欧米からの研究結果が一致しない一因として変異型頻度が少なく、homo変異型を独立群とした3群比較がなされていないことが考えられる。そこで、変異型頻度の多い日本において3群で比較した。倫理委員会の承認を得、日本人の乳癌患者63名と健常一般人口758名を対象とした。麻薬性鎮痛や内因性OPとの親和性に関する報告が多いrs1799971(2)に注目、6q24-q25のExon1領域A118Gを解析。PCR-RFLPやSSCPで解析・検出、シークエンスし塩基配列を確認。統計はカイ二乗検定でp<0.05を有意。結果;乳癌は63名全て女性、一般人口は758名で男性416、女性342名。遺伝子型3群の頻度に有意な群間差は認なかった。考察;以前に米国白人と日本人におけるA118G変異頻度の逆転現象を報告した。本邦ではhomo変異型を独立群とした3群比較が可能であり、信頼性の高い結果が得られたと考えられる。また、海外の研究結果は日本人に当てはまらないことが懸念される。結語;A118G変異頻度に関し、homo変異型を独立群とした詳細な報告は極めて少なく正確な研究結果は得られていなかったと判断される。A118G変異は、乳癌の発現に影響しないことが示唆された。ただし、今回は1つのSNPのみの検討であり、周辺遺伝子などの研究を進める必要があり、研究を進めている。文献:(1)Tumour Biol. 2015, (2)Anesthesia2000代謝酵素やシグナル伝達系の遺伝多型の影響も未解明の課題であり、これらを含めて解析を進める。解析方法などには適宜変更を加え、適切に効率よく対応していく。個人情報保護法を遵守し、倫理委員会の意見を尊重し、適切に対応する。麻薬性鎮痛薬は癌細胞分化を促進するが癌細胞死も促進する反する研究報告があり、その原因としてオピオイド受容体からのシグナル伝達等に関わる周辺遺伝子の遺伝子変異が考えられる。変異型の少ない欧米の臨床研究結果は一致していない。女性の死因第一位の乳癌では、エストロゲン受容体が内因性のオピオイドペプチドに制御されるためオピオイド受容体の遺伝子変異も危険因子と考える。また内因性オピオイド・システムが神経・内分泌系や免疫系を調節しμオピオイド受容体も乳癌細胞に発現している。最も多い腺癌には内因性オピオイドペプチドが発現し、A118G変異型Gアリル保有患者では乳癌の罹患率低下や食道癌の進展抑制も報告されている。OPRM1の報告は1編で1つのSNPsのみの調査であり、詳細に検討した研究は皆無である。以上のように、内因性オピオイドペプチドを含むオピオイド関連システムを多角的に検討し、外因系のオピオイドの効果における多様性の機序を解明するとともに内因性オピオイド・システムが関連する乳癌発現機序を多角的な解析技術を駆使して明らかにすることを目的とした。第一段階として、日本人1000名以上を対象に6番染色体上のμ受容体周辺の遺伝多型を調査した。日本人一般人口1000名と米国白人一般人口100名を比較した。その結果、米国白人におけるμ受容体A118G変異20%に対し、日本人では70%超で、頻度の逆転現象(P < 0.001)を確認した。日本人乳癌患者では70%であった。μ受容体のA118G変異頻度に関し、homo変異型を独立群とした国内外からの詳細な報告は極めて少なく、正確な研究結果は得られていないと判断される。海外の研究結果は、日本人に当てはまらないことが強く懸念され、周辺遺伝子の研究を進めている。代謝酵素やシグナル伝達系の遺伝多型の影響も未解明の課題であるため解析を進める。解析方法などには適宜変更を加え、適切に対応していく。

統計はカイ二乗検定でp<0.05を有意。結果;乳癌は63名全て女性、一般人口は758名で男性416、女性342名。遺伝子型3群の頻度に有意な群間差は認なかった。考察;以前に米国白人と日本人におけるA118G変異頻度の逆転現象を報告した。本邦ではhomo変異型を独立群とした3群比較が可能であり、信頼性の高い結果が得られたと考えられる。また、海外の研究結果は日本人に当てはまらないことが懸念される。結語;A118G変異頻度に関し、homo変異型を独立群とした詳細な報告は極めて少なく正確な研究結果は得られていなかったと判断される。A118G変異は、乳癌の発現に影響しないことが示唆された。ただし、今回は1つのSNPのみの検討であり、周辺遺伝子などの研究を進める必要があり、研究を進めている。文献:(1)Tumour Biol. 2015, (2)Anesthesia2000代謝酵素やシグナル伝達系の遺伝多型の影響も未解明の課題であり、これらを含めて解析を進める。解析方法などには適宜変更を加え、適切に効率よく対応していく。個人情報保護法を遵守し、倫理委員会の意見を尊重し、適切に対応する。測定解析方法を向上させることにより、試薬類の効率的な使用を予想以上に進めることができた。今後も試薬類の購入および学術発表に適切に使用していく。測定解析方法を向上させ効率化することにより、試薬類の効率的使用を予想以上に進めることができた。
ロータリエンコーダの超高精度校正システムの開発

1.校正システムの製作このシステムは、1)2つの基準ロータリエンコーダA,Bを同軸に取り付けた精密等速回転機構、2)割出機構、3)誤差測定回路、4)コンピュータから成る。両基準ロータリエンコーダは36000P/Rの光学式で、周囲に10個の検出ヘッドが取り付けられるようになっている。回転機構は精密回転型空気軸受と直流モータからなり、1rpmから20rpmで回転できるようになっている。割出機構はロータリエンコーダAの検出ユニットを精密回転型空気軸受で支え、割出専用のロータリエンコーダ信号をフィードバックし、任意の位置に割り出せる。また、機械的なブレーキ機構によって、割出完了後の完全固定を行う。誤差測定回路は40個のロータリエンコーダの角位置信号を同時に取り込めるようになっており、高分解能な時間変換法による角度の比較測定を行う。コンピュータは割出動作、測定動作を自動化し、測定終了後の等分割平均法による校正演算を行う。2.実験結果時間変換法による単一検出ヘッド同士の比較測定値の標準偏差は0.008秒であるが、軸受の回転中心の振れ、振動などにより、ロータリエンコーダBにおいては0.01秒、軸振れ、検出ユニットの固定の剛性が低いロータリエンコーダAにおいては0.02秒であった。5個の検出ヘッドを使ったロータリエンコーダA,Bにおいては、標準偏差は0.003秒を得た。両基準ロータリエンコーダを等分割平均法で校正した結果、両ロータリエンコーダとも精度は±0.2秒であった。13分割の等分割平均法の結果、校正精度は±0.03秒程度であったが、再現性は0.003秒と非常に高いことがわかった。校正精度が目標の±0.005秒に届かなかった原因は割出精度にある。割出精度の向上によって、更なる高精度化が期待できる。1)校正システムの設計と製作精密回転型空気軸受上に、基準ロータリエンコーダとして2つのエンコーダA、Bを取り付け、エンコーダBの信号をフィードバック信号として用い、同軸に取り付けた直流ダイレクトドライブモータで等速回転制御を行う。基準エンコーダA、Bはそれぞれ10個の検出ヘッドを取り付けられるようにした。また、エンコーダAの検出ヘッドは割出用の回転型空気軸受上にあり、高精度エンコーダとACダイレクトドライブモータを使った割出機構によって、1秒の精度で任意の位置への割出しが可能である。また割出後の完全固定化のために、板バネのディスクブレーキ方式を採用した。2)誤差測定回路の設計と製作これまでの誤差測定回路に大幅なメモリ追加と見直しにより、これまでの回路が70万点の誤差を16ビットで測定していたのに対し、6400万点の誤差を32ビットで測定できるようにした。また、エンコーダの同時測定数を11個から42個と増加させ、基準クロックを50MHzから100MHzに向上させ、測定分解能をあげた。また、エンコーダの分周比も細かく設定できるようにし、測定状況をモニターできるようにした。内挿信号も測定できるようにした。また、時間変換法のほかにカウンタ法での測定も可能とした。以上の機能をもつLSIを搭載したDOS/Vコンピュータ用のPCIバスボードを開発した。3)誤差測定演算プログラムの開発測定条件として、基準エンコーダ、パルス数、エンコーダパルス分周比、測定原点、測定エンコーダを指定し、測定開始する。測定中は測定の状況を1秒ごとにモニターし、測定終了後、データファイルを作る。

その後、誤差演算を行い、結果を表示する。1)校正システムの開発昨年度はオープンタイプのエンコーダ2つにそれぞれ検出ヘッド10個を組み込めるロータリエンコーダの校正装置を製作した。また、独立に計42個のエンコーダの誤差を32ビットで測定できる誤差測定回路の設計と製作を行った。また、測定ソフトを製作した。今年度は性能試験を行ったが、校正装置については重要部品であるモータの破損、エンコーダ信号のノイズ、誤差測定回路においても、ノイズの問題が発生し、十分な性能を評価することができなかった。2)基礎実験そこで今年度は、この校正システムの最大の特徴である複数検出ヘッドを使った高精度化についての基礎実験を行い、高精度化の見通しを得ることとした。内蔵する基準エンコーダは2つあり、それぞれをエンコーダA,エンコーダBとする。これらを精度±0.1秒の高精度エンコーダを基準に、エンコーダBの10個とエンコーダAの4つの各検出ヘッドで読み取った誤差とばらつきを調べ、その平均化効果を調べた。その結果、エンコーダBの各ヘッドは約±4秒の誤差を持ち、個々の信号のばらつきは標準偏差で約0.01秒であった。個々のヘッドの誤差の大半は一次成分誤差で機械的偏心誤差の影響である。この10ヘッドを平均化したものの誤差とばらつきはそれぞれ±0.15秒、0.003秒であった。この測定がデジタル平均を可能としているため理想的な高精度化が行われ、ほぼ計算通りの高精度化が確認できた。また、もうひとつのエンコーダAに関しては個々のヘッドは誤差±2.5秒、ばらつき0.05秒、4つの検出ヘッドの平均化の結果は誤差±0.2秒、ばらつき0.02秒であった。エンコーダBと比較してばらつきが数倍大きい。この原因は信号線のシールドの不完全さにあることがわかった。3)結論平均化効果により、標準偏差0.003秒と高精度化の見通しを得た。今後、モータの修理、ノイズ対策、誤差測定回路の改良を行い、完成した校正システムとしての性能評価を行う。
「君天型体験学習」の全国展開実施方法の開発と教育効果の分析

国立天文台(三鷹)で実施してきた「君天型体験学習」は、参加者に学習意欲を向上させる特徴がある。この指導方法を全国に広めるため、3つの施設(科学館、公共天文台、大学)で君天を実践した。その結果、実施する施設(観測する望遠鏡や指導するスタッフ)が変わっても、解析用のパソコンと画像解析ソフト、天文関連の書籍を集めた「君天文庫」等と指導スタッフ(10人程度)が集まれば実施でき、同様の教育効果を得られることが確認できた。本年度は、2009年3月20日22日にかけて郡山市ふれあい科学館を会場に、君天型体験学習「出前君天」をおこなった。高校生の指導には、地元東北大学の学生3名と国立天文台の君天スタッフを経験した大学院生3名が担当し(初めてスタッフをする学生のサポートと指導もおこなった)、国立天文台の研究者もサポートにあたった。なお参加した高校生は9名で、4人と5人の班に分かれて研究活動をおこなった。その結果、天文関連の書籍を集めた君天文庫と解析用のパソコンと画像解析ソフト、観測用の望遠鏡、そして指導スタッフがいれば研究施設でなくても実施でき、今後、他の地域や施設でおこなうときに参考となる意義ある研究事例となった。特に、多くの科学館が設備として持っているであろう口径15cmクラスの小口径の望遠鏡でも、天文学の研究にチャレンジすることができる観測システムを用意することができ、高校生が研究をおこなうに十分な質と量のデータを得ることができるという確認ができた。また、参加者9人中7人が地元福島の高校生であり、開催数日後に電話で1人、また2週間後には科学館に直接、研究方法の相談をしに尋ねて来た高校生が2人いた。高校生が気軽に再び訪れることはこれまでは距離的に難しく、地域開催ならではの特徴であり、「科学館と高校生がより密接につながることにより、継続的な活動の支援を目指す」本研究の特色が活かされた例だと言える。また、君天で経験した研究はデータさえあれば、高校生の学校や自宅でも解析ができると予想されるが、参加者への事後アンケートでは、9人中8人ができると思うと回答している。今後は、それに対応する地域での支援体制作りと君天型体験学習を継続しておこなうための体制作りの強化を課題としている。本年度は、2009年8月17日20日にかけて姫路市宿泊型児童館「星の子館」を会場に、君天型体験学習「出前君天」をおこなった。高校生の指導には、地元兵庫をはじめ、京都、大阪周辺の大学院生8名と国立天文台の君天スタッフを経験した大学院生等3名が担当し(初めてスタッフをする学生のサポートと指導もおこなった)、国立天文台の研究者もサポートにあたった。なお、参加した高校生は11名で、4名、4名、3名の3班にわかれて研究活動をおこなった。参加者および指導にあたった学生スタッフへ事後アンケートをとった結果、郡山市ふれあい科学館での実践と同様、天文関連の書籍を集めた「君天文庫」と解析用のパソコンと画像解析ソフト、観測用の望遠鏡、指導スタッフがいれば、研究施設でなくても(天文学者が常駐していなくても)君天型体験学習は実施でき、今後、他の地域や施設でおこなうときに参考となる意義ある研究事例となった。特に、ドーム等に常設されている望遠鏡および宿泊施設を備えた公共天文台では実施しやすいと言える。また、「星の子館」周辺には科学館、大学、高校などが多くあり、8月19日の研究発表会には近隣施設の職員や研究者も参加した。それによって研究施設でなくても、参加者が国立天文台スタッフ以外の研究者と交流する機会を作ることもできた。また、参加者11名中10名が関東より西側の地域の高校生であり、開催後も4名が「星の子館」に集まって研究を続けた。その4名は日本天文学会2010年春季年会における「ジュニアセッション」でも研究発表をおこなった。これは、日頃から一般市民に公開されている地方の天文台だからこそ高校生が再び気軽に訪れることができ、職員の研究支援が受けやすかったものと考えられる。今後は、昨年度、本年度の実績に基づいた君天の運営や指導ノウハウを文書化し、公開する。本年度は、2010年8月9日-12日にかけて広島大学宇宙科学センター東広島天文台を会場に、君天型体験学習「出前君天」を実施した。参加した高校生は16名で、4名ずつの4班にわかれて研究活動をおこなった。高校生の指導は、広島大学をはじめ、神戸・大阪周辺の大学院生8名と国立天文台の君天スタッフを経験した大学院生等3名、広島大学(3名)および国立天文台(3名)の研究者を合わせ合計17名が担当した。今回はこれまでの指導ノウハウをまとめた指導マニュアルを作成し、院生スタッフに事前に配布したことによって、指導をスムーズに進めることができた。本年度も参加者にアンケートをとり、過去2回の実践(自治体が運営する科学館および公共天文台で実施)のアンケートと比較した結果、これまでと同様の教育効果を得ることができた。

また、参加者のうち8名は、その後も研究を継続し、日本天文学会2011年春季年会における「ジュニアセッション」での研究発表をおこなった(3月の地震で会場での口頭発表は中止となった)。院生スタッフへの事後アンケートからは、院生にとっても君天型指導法は、ファシリテーションの能力を得る貴重な機会となることがわかった。これまでの3回の実践により、君天型体験学習は、実施する施設(観測用の望遠鏡)が変わっても、解析用のパソコンと画像解析ソフト、天文関連の書籍を集めた「君天文庫」等と指導スタッフ(10名程度)が集まれば実施でき、同様の教育効果を得られることが確認できた。特に、本年度のように研究に使用されている観測装置が常設されている施設では、観測のための準備(事前性能評価など)の負担が少ないという利点もあり、今後、他の大学でおこなうときに参考となる意義ある研究事例となった。
流域一貫土砂管理のための水理構造物の機能評価と地形変動に関する研究

流域一貫の土砂管理を実施するには、土砂生産、流送、堆積のプロセスを把握する必要がある。そこで、土砂生産の観測を実施し、豪雨での崩壊等による土砂生産が卓越しないような通常時では、凍結・融解によって土砂生産場の状態が土砂生産に大きな影響を及ぼし、降雨量とは相関が高くないことが明らかにされた。また、降雨・土砂流出に関するモデル化、現地観測および模型実験を行い、土壌水分の消長を考慮した本モデルで、斜面崩壊の発生時期を精度よく評価できることを確認した。土砂の流送過程では、砂防ダムや貯水ダムから適度な量の土砂と多様な粒径の土砂を下流に流すことが重要である。格子型砂防ダムの開口部が閉塞する現象を考慮した1次元河床変動モデルを構築し、格子間隔や洪水規模の違いが砂防ダムの土砂調節効果に及ぼす影響が数値解析モデルにより明らかにされた。貯水池堆砂土砂の有効な排砂法を確立することも土砂管理を実施するうえで重要である。そこで、水圧吸引土砂排除システムを考案し、排砂模型実験を実施してその有効性を示すとともに、水理モデルを構築し、排砂機能の評価を行った。下流への土砂供給によって洪水時には流砂が活発となり、沖積河川においては地形変動が生じやすくなる。これをコントロールする手段として水制を取りあげ、水制の配置の仕方、水制の形状、水制の高さと砂州の高さとの比などの違いにより、地形の多様性が変化することがわかり、ここでの成果が多様性の与え方の指標につながると期待される。一方、水理構造物周辺の地形変動予測については、非構造格子を用いた有限体積法による移動床流れの3次元解析モデルを構築し、本モデルを用いた数値解析により、ワンド群等が存在する場での水理模型実験結果をよく再現できることが分かった。さらに、洪水時の河道変動の分析やバンダルをはじめとする伝統的河川工法の機能評価についても成果をあげている。格子型砂防ダムは流砂系の一貫した土砂管理を行う観点から、下流へ積極的に土砂を流すとともに、土石流などの危険な土砂流出を制御しなければならない。本研究においては、数値シミュレーションによって格子型砂防ダムの設置適地について検討した。本手法は土石流の発生・発達・堆積過程を評価できるのみならず、格子型砂防ダムによる石礫の補足機能も評価でき、さらに河川を上下流に分断することが無く、環境にも優しい。本モデルを用いることで、透過型砂防ダムの設置適地を合理的に設定できるようになった。これまで崩壊土塊が流動化して土石流として流出する過程が未解明であった。本研究では、崩壊土塊の流動化に関する模型実験を行い、現象のモデル化を図るとともに、実験結果を再現し得る数値シミュレーション手法を開発した。また、流出した土石流に対する砂防施設の効果、貯水池堆砂の排砂法についても数値シミュレーションによって評価する手法を開発した。さらに、実流域を対象として土砂の生産と流出に関する現地調査を実施し、生産土砂の量と質を予測するための方法論について検討した。1998年の余笹川の洪水では大きな被害が発生し、災害助成事業によって一挙に全川改修された。余笹川の災害の実態を明らかにし、改修による安全性の向上および河川環境と調和した河川構造物の水理機能の評価、ならびに改善するべき問題に関して検討を行った。さらに、河川環境を大きく変化させずに長年治水機能を失わずにいる例として桂川中流・亀岡市の江戸初期に設置された石積み水制について調査するとともに水理実験を行ってその水理機能を検討した。

実河川における水制群周辺の流れについて、平水時および洪水時において表面流の観測を実施し、得られた流況から水制群周辺部の速度分布と水制群による付加抵抗特性について検討した。扇状地における土石流や土砂流の氾濫を防止・軽減あるいは制御する構造物として砂防ダムと流路工をとりあげ、与えられた外力条件や境界条件のもとで、このような砂防施設の配置の効果について数値シミュレーションにより検討を行い、実績との比較でシミュレーション手法の妥当性を検証した後で、種々の規模の砂防施設の効果を明らかにした。また、外力条件となる山地流域での土砂生産についても試験流域で水文観測および濁度観測を行い、濁度を指標とした土砂動態のモニタリング手法の可能性について方向性を得た。流砂系の概念として最も重要な「流す砂防」を実施すると、それが下流の水理構造物等に影響し、ひいては治水安全度の低下にも繋がりかねない。河道の安定を図るためには水制による澪筋の確保と河岸侵食の防止が必要であり、本研究では、不透過性、透過性、およびバンダルと呼ばれる半透過性の水制を用いた水理模型実験および数値シミュレーション手法の開発を行い、各種水制の水理機能の評価を行った。その結果、河川上層の高流速部を水路中央部に水刎ねできる不透過部を持ち、かつ低流速で高濃度の土砂を含む下層の流れを河岸側に寄せることができる不透過部を持つバンダルが河道の安定に極めて有用であることが明らかになった。また、実河川を対象としてこのような水理構造物の機能評価を実施する場合、配置区間の上下流端での流砂量や水位などの境界条件を設定する必要が生じる。また、水理構造物を配置した場合、掃流砂や浮遊砂のみならずウォッシュロードのような粘着性の微細土砂による地形変動も考慮する必要がある。そこで、このような微細土砂の存在を考慮した1次元の河床変動計算手法を開発し、実測データと比較検討し、モデルの妥当性を検証した。さらに、伝統的河川構造物の水理機能や河道災害資料をもとにした河道変動解析による適切な土地利用のあり方についても明らかにしている。流域一貫の土砂管理を実施するには、適度な量の土砂と多様な粒径の土砂を下流に流すことがまず重要である。砂防ダムにおいては下流に対して有害な土砂を拝止し、それ以外の土砂は下流に流すような機能を有する格子型砂防ダムやスリット型の砂防ダムなど、オープンタイプの砂防ダムが有効である。そこで、本研究では土石流に含まれる大粒径の土砂によって格子型砂防ダムの開口部が閉塞する現象を考慮した1次元河床変動モデルを構築し、格子間隔や洪水規模の違いが砂防ダムの土砂調節効果に及ぼす影響について検討した。その結果、従来から水理模型実験を通して提案されてきた開口部の幅を安全側を見て最大粒径の1.5倍程度とすることの妥当性が数値解析モデルにより明らかにされた。また、流域土砂管理においては土砂生産の実態を時系列的に解明し、土砂生産の量と質を知ることが重要である。そこで、土砂生産の観測を実施し、豪雨での崩壊等による土砂生産が卓越しないような通常時では、凍結・融解によって土砂生産場の状態が土砂生産に大きな影響を及ぼし、降雨量とは相関が高くないことが明らかにされた。砂防ダムのみならず貯水池堆砂土砂の有効な排砂法の確立することも土砂管理を実施するうえで重要となる。そこで、水圧吸引土砂排除システムを考案し、排砂模型実験を実施してその有効性を示すとともに、水理モデルを構築し、排砂機能の評価を行った。
ゴルジ体の構造がタンパク質の成熟の・輸送・品質管理に果たす役割の解析

低pH処理などの細胞へのストレスが、ゴルジ体の分散を引き起こす分子メカニズムを明らかにするとともに、ゴルジ体の構造がタンパク質の成熟・輸送・品質管理にどのような役割を果たしているのかを解析する事を目的として実験を行った。(1)高張と低張処理でのゴルジ体の変化を形態学的に解析したところ、ゴルジ体の分散が観察されたが、低pH処理程の効果は見られなかった。そこで、細胞外液の組成を詳しく検討したところ、カリウムイオンの濃度が低いとゴルジ体の分散が見られる事が明らかとなった。カルシウムイオンやマグネシウムイオンによる効果は顕著ではなかった。現在、低pH処理や低カリウム処理によってゴルジ体が分散する原因をさらに検討中である。(2)GRASP65のリン酸化が細胞のストレス時に上昇する可能性が明らかになっているので、このGRASP65のリン酸化とゴルジ体構造変化の因果関係の解析を行った。GRASP65のリン酸化部位の解析を行ったところ、284番目のセリン残基(Ser284)が顕著にリン酸化されることを見いだした。Ser284は、血清やEGF刺激によってリン酸化が上昇する事が明らかとなった。また、細胞分裂期にも顕著なリン酸化の上昇を示す事が明らかとなった。現在、培養細胞を用いたアッセイ系及び、in vitroのゴルジ体再構成系を構築し、Ser284のリン酸化の機能の解析を行っている。(3)GTP結合変異型Sarlpを培養細胞に発現させると小胞体からゴルジ体への輸送が阻害される。この条件下でのゴルジ体の形態変化の解析を行った。変異型Sarlp発現後4時間でゴルジ体の多くのタンパク質が小胞体へ逆行輸送されるが、シスゴルジ層板の多くのタンパク質が小胞体へは輸送されず、細胞質の独立した膜構造体に残る事が明らかとなった。この結果は論文にまとめ現在投稿中である。
膵腺房細胞のカルシウム動態に及ぼすアルコールの影響-ホスホリパーゼC系およびカルシウムチャンネルを中心に-

Wistar系雄性ラットから調整した遊離膵腺房を用い以下の成績を得た。1.600mMエタノールは、単独では膵腺房からのアミラーゼ分泌を刺激するが100pMCCK-8刺激に対するアミラーゼ分泌は抑制した。2. 600mMエタノールは、G蛋白を直接刺激するNaF刺激に対するアミラーゼ分泌も抑制した。3.600mMエタノールは、単独では膵腺房の細胞内カルシウム濃度を上昇させるが、100pMCCK-8刺激による細胞内カルシウム濃度の上昇には影響を与えなかった。4.600mMエタノールは、100pMCCK-8刺激によるカルシウムの細胞内流入に影響を与えなかったが、細胞外流出を抑制した。5.100pMCCK-8刺激に対するアミラーゼ分泌とカルシウム細胞外流出の600mMエタノールによる抑制は、細胞膜カルシウムポンプを直接賦活する0.3mM8Br-cGMPの添加により解除された。以上の結果から、エタノールは膵腺房細胞に対しカルシウムポンプ活性を抑制することによりCCK-8刺激に対するアミラーゼ分泌を抑制することが明かになった。