hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コミュニケーションのためのロボットの目：外見と機能の総合的デザイン

そこで、目の全体の形状を完全な円から扁平なものまで3種類、瞳の大きさを大きいものから小さいものまで3種類、したがって、それぞれの組合せで9種類の目を準備した。これを用い、ロボットが前方に置かれた多くのマーカーの中の一つに視線を向けたとき、どれを見ているかを被験者に答えてもらう実験を行った。その結果、人間の目の形状(中ぐらいの扁平度、中程度の瞳の大きさ)から、白目の部分が見えていれば瞳が大きめの場合に、ロボットの視線方向が読み取りやすいことが分かった。また、この9種類のロボットの外見について、好みを聞くという感性評価実験を行った。その結果、全体形状が円で、瞳も大きいものが、好まれることが分かった。これはアニメ等で多く用いられている目の形状である。以上の結果、ロボットの目としては視線の読み取り易さと好感度の両者を考えると、人間の目の形状程度から、全体形状をさらに丸くし、瞳も大きくする、ただし、目を動かしたときに白目の部分が見えるようにしておくというものが、コミュニケーションの点では適切であろうということが分かった。人間にとって、視線が読み取りやすく、親しみやすいロボットの目の形状を明らかにし、国際会議で成果を発表した。また、学会誌論文も投稿した。この結果をもとに実際にロボット頭部も開発した。以上により、研究目的のうち、静的な形状についての目標は達成できた。次の目標は、この目を適切に動かす動的な部分についての検討である。これについても、どのように目を動かせばよいかの知見を得るために、状況に応じた人間の視線の動きについて、視線計測装置を借りて実験を始めている。以上のことから、研究は順調に進展していると判断できる。最初から様々なロボット頭部を作る代わりに、研究実績の概要で述べたように、発泡スチロールの半球を利用したロボットを製作した。これにより、目全体の大きさや瞳の大きさなどを変えた、統制された実験を行うことができた。その結果、適切な目の形状についての知見が得られた。また、次年度以降に行う計画であった、ロボットの顔に対する感性的評価も、このロボット頭部を用いて行った。以上の点では、研究は計画より進展していると言える。ただし、本年度の計画にあった頭部を自由に取り換えられるロボット頭部の開発は、本年度のものを基本に改良することにより実現できるものではあるが、実際の開発は次年度に繰り越したので、全体の評価としてはこの評価になる。ロボットの目の形状という静的な部分に関しては成果が得られたので、今後は状況に応じて視線をどう動かすかという動的な部分を中心に研究を進めていく。まず、人間が状況に応じてどのように視線を動かしているかを被験者を用いた実験で明らかにする。そして、この知見に基づいて、ロボットの視線を動かせるようにする。ロボットシステムが開発できたら、このような視線の動きが人間とのコミュニケーションに有効か評価実験を行う。平成23年度は当初の計画では、実験用のロボット頭部としていくつかの種類のものを作る予定であった。
介護負担軽減のための新しい安全な移乗方法および支援装置の研究開発

医療介護現場での移乗動作には,複雑で3次元的な身体操作が必要なため,患者や高齢者の転倒リスクと,介護者側の身体負担が問題となっている.我々は安全かつ容易な移乗法を創案するとともに,専用の移乗・移動支援装置を設計し,さらに日常生活活動をも支援できる電動車いすロボットとして開発を進めた.最終年度までに試作機を製作して試乗テストや動作解析を行い,従来製品と比較しつつ,製品化へ向けて改良を行った.医療介護現場での移乗動作には,複雑で3次元的な身体操作が必要なため,患者や高齢者の転倒リスクと,介護者側の身体負担が問題となっている.我々は安全かつ容易な移乗法を創案するとともに,専用の移乗・移動支援装置を設計し,さらに日常生活活動をも支援できる電動車いすロボットとして開発を進めた.最終年度までに試作機を製作して試乗テストや動作解析を行い,従来製品と比較しつつ,製品化へ向けて改良を行った.初年度の研究では,1.新しく創案した移乗法に関する技術的な方法論を定める事と,2.これを実現するためのロボット技術を用いた専用装置を設計する事を目標として作業を進めた.1.については,大学病院リハビリテーション部の医師,理学療法士,作業療法士のメンバーで開発検討会議を行って,現状の問題点を抽出して解決法を探った.その結果,(1)対象者の年齢や障害内容は多様なため,運動能力や介助レベルに対応した移乗法を定める事,(2)前進走行は容易だが,後退操作が難しく危険も伴うため,超信地旋回または座面回旋機構を新規設計することにより,後進走向そのものを排除する事,(3)座面昇降機能は視点を高め上肢リーチ範囲の拡大によりADL支援や社会参加に寄与するが,全高と重心位置の上昇による不安定性が問題となり,基底面拡大のための補助輪伸縮機能や自動的な車輪ロック機能を設計する事,(4)操舵装置は現状のジョイスティック式だけでなく,ハンドル駆動式も有効である事,その他,小型・軽量化,段差昇降,デザインの工夫など,様々な課題と解決方法について突き詰め,設計図面作成に反映させた.2.については,開発企業側の技術者と,医療スタッフとの間で意見交換を行い,打合せ会議を繰り返して,現場のニーズを開発者側に提言し,移乗支援装置の図面を完成させ,必要部品を絞り込んで発注・納品を行った.但し,座面昇降用ユニットだけは,納品時期が東日本大震災と重なったため納品が間に合わず,次年度に持ち越しとなった.次年度からは,初年度の実績を背景にして移乗支援装置の試作マシンを組み上げて,これを用いた動作解析および体圧測定を行って,実用化へ向けて開発を進める予定である.医療や介護の現場で,ベッドから車いす等への「移乗」に際しては,身体を回旋させて重心を移動させる複雑な手順が必要であり,患者や高齢者が転倒するリスクが高く,また介護者側の身体負担も非常に大きい.そこで我々は,身体の向きを変えずに,安全かつ容易に移乗できる方法と専用の装置を創案した.本年度研究では,(1)移乗支援装置の1次試作機の組み上げを完了するとともに,(2)これを用いた移乗動作解析および体圧測定を行って問題点を抽出して企業側にフィードバックし,実用化へ向けた改良試行を繰り返して最適化を図る計画を立てた.(1)試作機については,企業側の開発チームに対して,大学病院の医師,理学療法士,作業療法士からなる研究チームから詳細な要求性能を伝え,問題点を解決しつつ設計を進めて,1次試作機を完成させて納品に至った.(2)動作解析については,この1次試作機を用いて,ベッドからの移乗動作について健常者による検証を実施し,動作解析用ダートフィッシュソフトウェアを用いて,従来の標準的車いすと異なる特性に関して比較検討を行った.その結果,新しい移乗方法では従来の方法と比べて,手順が少なく,身体を回さずに直線的な重心移動が行われるため,半分以下の時間で移乗動作を完了できる事が明らかとなった.ところがテスト中に,試作機のハードウェアに複数の不具合が見つかり,修正が必要と判断した.その具体的内容は,胸当てパーツの改良(可動式へ),座面昇降方式の設計変更(x-z方向のみに単純化),シート傾斜方式の仕様変更(座面と胸当てが連動するティルト方式を採用)であった.これらは初期設計では予見できない問題点であり,研究計画の一部を最終年度に繰り越して,体圧測定に着手する前に課題を解決して,最適化した2次試作機を前倒しで製作する方針とした.医療や介護の現場で,ベッドから車いす等への「移乗」に際しては,中腰のままで身体を回旋させて重心を移動させる複雑な手順が必要であり,患者や高齢者が転倒するリスクが高く,また介護者側の身体負担も非常に大きい.

そこで我々は,身体の向きを変えずに,安全かつ容易に移乗できる方法と専用の装置を創案した.本研究では,この移乗法に関する技術的な方法論について検討を加えるとともに,移乗のみならず移動や日常生活活動をも支援できる電動車いすロボットの設計・開発を目指した.2年目からは1次および2次試作機を作製してテストを繰り返し,問題点を抽出しては解決法を探り,大学病院の医師,理学療法士,作業療法士からなる研究チームの要求性能を実現できるよう,企業側の製作チームとともに設計開発を進めた.動作解析ソフトウェア(ダートフィッシュソフトウェア)を用いて健常者の移乗動作解析を行い,従来法との比較検討を行った結果,新しい移乗法では,手順が少なく,身体回旋を要さず,直線的な重心移動が行われるため,従来法の半分以下の時間で移乗動作を完了できる事が明らかとなった.また,体圧測定センサ(SRソフトビジョンセンサ,東海ゴム工業製)を用いて,座面と胸当ての身体接触圧を測定したところ,坐骨部から恥骨部にかけて局所的にやや高圧な部位があることが分かり,シート形状と素材に関しては,今後改善すべき課題として残された.今後は,実用化へ向けて残された課題を解決し,機能の最適化を図ってゆく必要がある.さらに座面昇降機能や前傾ティルト機能を活用し,走向系にはロボット機能を搭載して,日常生活活動をも支援できるデバイスとして新たな付加機能加え,老若男女が世代を超えて利用可能なユニバーサルデザインを実現できるよう開発を進めてゆく.本年度の中盤までは予定通りに進み,1次試作機を用いた移乗動作について,動作解析ソフトウェアを用いて従来の標準的車いすとの比較検討を行い,「新しい移乗方法では従来法と比べて,直線的な重心移動が行われ,半分以下の時間で移乗を完了できる事」を明らかにした.ところがこの検証試験中に,1次試作機のハードウェアに複数の不具合が見つかり,修正が必要と判断した.その詳細な内容は,(1)胸当てパーツの交換(固定式から→可動式へ),(2)座面昇降方式の設計変更(x方向z方向の独立2系統制御から→x-z斜面方向のみに単純化)(3)シート傾斜方式の仕様変更(リクライニング方式でなく→座面と胸当てが連動して傾くティルト方式を採用)であった.これらは初期設計からは予見できない問題点であり,やむを得ず研究計画の一部を最終年度に繰り越して,複数の課題を解決して,最適化した2次試作機を前倒しで製作する方針とした.24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度では,残された課題の解決を目指して,身体接触部位における体圧測定を行うとともに,移乗動作の解析を繰り返して残る課題を抽出し,実用化へ向けて試作機の手直しと機能の最適化を図る.さらには,移乗と移動だけでなく,日常生活活動をも支援できるデバイスとしての新たな付加機能を模索する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
微小亀裂形成による岩石からのガス放出機構の解明

本研究では、岩石の一軸圧縮に伴うガス放出の過程を調べた。岩石破壊の直前に大量にガスが放出されることから、地震発生前のガス濃度増加にかなり関与していることが示唆される。地球化学的地震予知研究では、地下水に溶けているガスやイオンの濃度の時間変化が時間に応答するという観測結果に基づいて、そのメカニズムモデルの構築や的確なシグナル観測の技術開発を行ってきている。そこで本研究では、メカニズムモデル構築のための基礎データを得ることを目標とした。使用した試料は、稲田花崗岩でφ50、L100の円柱である。この形状の花崗岩の場合およそ25tの荷重、約2mmの軸方向の変形の後破壊に至る。試料は真空容器内に入れ、4.2kg/sの荷重速度で圧縮した。このときの荷重はロードセルを使用して同時にモニターした。また同時に、破壊に至るまでの亀裂生成率はアコースティックエミッションでモニターした。アコースティックエミッションセンサーは真空容器内で岩石に貼り付けられている。亀裂生成に伴って放出されるガスを精密に分析するために、英国HIDEN社の四重極質量分析計HAL201を使用した。測定をした質量数は、時間分解能を上げるために2,4,5,16,18,28,32,36,40,44とした。これらの質量数をスキャンするのに要した時間は10秒であった。アコースティックエミッションの頻度は、破壊に至る時間の80%程度の時間から指数関数的に増加した。測定されるアコースティックエミッションのシグナルの強さとガスの放出パターンに相関が確実に見られるのは指数関数的な増加が始まってからと判断された。放出されるガスの組成には系統性があるとは言い難く、指標とできるガス種についてはさらに詳細な実験が必要である。一方、当初目標としていた亀裂生成の三次元可視化は、使用したシグナル解析装置の不備により実現できなかったが、解析装置の改良を行うことで可能になると考えられ、ガス発生を引き起こすアコースティックエミッションを特定が可能になることが期待される。本課題は、岩石の変形に伴う微小な亀裂形成によるガス放出の機構について、実験的に検証することを目的としている。本年度は、真空チャンバ内での岩石圧縮と放出ガスの測定岩石中の亀裂成長の可視化を行うことを目標とした。亀裂形成に伴って放出されるガスは、量が非常に少ないと考えられる。そこで、四重極質量分析計[STANDAM(ULVAC)]を用いてガス分析を行うこととした。また、減圧下で岩石の圧縮変形を行うことのできる真空チャンバを製作した。チャンバは、(1)真空を保ちつつ岩石に応力を与えられる、(2)岩石に貼り付けたマイクロホンのリード線のための導入端子を有する、という点に特徴がある。放出ガスで今回注目した質量数は4,18,28,32,36,40,44である。ここで、ガス放出に対して寄与した亀裂がどこにどのように存在するかを調べることが重要である。そこで、真空チャンバ内からAEマイクロホンの出力を取り出し、亀裂の位置評定を行うシステムを製作した。
C型肝炎ウイルス感染と慢性肝障害による肝発癌モデルの開発

我々の開発したCre/loxPスイッチング発現系を利用したHCVトランスジェニックマウス(CN2マウス)に、Creを発現する組み換えアデノウイルス(AxCANCre)を投与してマウスの肝臓にHCV遺伝子の発現を誘導すると、HCV遺伝子産物に対する宿主の免疫反応により急性肝障害が発症する。HCV蛋白質発現細胞を標的とする細胞障害活性(CTL活性)を検討すると、CD8陽性細胞によるHCV蛋白質特異的なCTL活性が検出された。この細胞障害の標的となっている蛋白質はH2dではE1,E2,NS2で、H2bではE1,NS2、H2kではNS2のみであった。この結果からHCV感染においてウイルス特異的細胞性免疫反応が肝障害という臓器障害を引き起こすと考えられた。さらに、同じ遺伝子型のHCV遺伝子によりCTLを効率よく誘導しておくことによりHCV感染の慢性化の阻止や肝障害の治療が可能となると考えられた。そこでDNA免疫法によりHCVに対するCTL反応の誘導を試みている。さらにhSAPプロモーターにより肝臓特異的にHCVコアタンパク質を発現するトランスジェニックマウスを開発した。このマウスの肝臓では、ヒトHCV感染患者肝と同程度のHCVコアタンパク質が、ウエスタンブロット法およびEIA法で検出できる。しかし自然経過で18ヶ月令まで観察しても肝臓に腫瘍性の病変は発生しなかった。この結果はHCVコアタンパク質単独では腫瘍原性がそれほど強くないことを示唆していると考えられた。そこで、慢性肝障害の腫瘍発生に対する関与を調べるために、四塩化炭素による一過性の肝障害を繰り返し起こすことによりヒトの病変と類似の慢性肝障害をマウスの肝臓におこすことを試みた。四塩化炭素の投与を40週間継続することによりHCVトランスジェニックマウスにおいてコントロールの非トランスジェニックマウスに比べて有意に腫瘍発生数の増加をみた。このHCVコアタンパク質と慢性肝障害による肝腫瘍の発生機構を分子レベルで解析していくとともに、炎症の改善およびウイルス複製の抑制により肝発癌を減少させる治療法の開発が期待できる。HCVの感染は高率に慢性化し、慢性肝炎から肝硬変、肝臓癌へ1030年かけて進行する。ウイルス感染のない自己免疫性肝炎ではウイルス性肝炎に比べ肝発癌が少ないことないことから、肝炎ウイルス自体が発癌に重要である。さらに慢性肝障害では肝細胞破壊と肝再生の促進により、肝細胞が高癌化状態にあると考えられる。つまり、HCVによる肝発癌はウイルス側の因子と慢性持続性炎症による要因が相乗的に作用していると考えた。本研究ではHCV遺伝子を肝臓特異的に発現するTgマウスに慢性肝障害を導入してHCVによる肝発癌モデルの構築を試みた。TgマウスにはCre/loxPによるスイッチング発現システムによるHCVTgマウスと、肝臓特異的なSAPプロモーターによりHCVコアTgマウスを用いた。炎症の導入にはHCV特異的免疫細胞の移入と非特異的肝障害を用いた。DNA免疫法あるいは組み換えアデノウイルスにより誘導したHCV特異的細胞障害性T細胞(CTL)をHCV発現Tgマウスに移入することにより肝炎を発症させることができた。また、DENおよび四塩化炭素などを反復投与することにより非特異的な慢性肝障害を誘導することができた。Tgマウスの肝臓に炎症の無い状態では肝腫瘍の癌化は自然経過ではほとんどおこらなかった。しかし、非特異的な慢性肝障害を誘導した状態ではマウスの肝臓にアデノーマおよび肝細胞癌が発生することを観察した。さらにこれらの肝腫瘍の発生はTgマウスにより多くみられた。

慢性肝障害の状態では、肝細胞の遺伝子障害が増加したり、肝再生が促進されさまざまな癌遺伝子が活性化されて、肝炎ウイルスによる発癌がおこりやすい状態になると考えられた。このモデルでHCVの発癌に関与するウイルス因子と細胞内の因子をさらに探索していく予定である。我々の開発したCre/loxPスイッチング発現系を利用したHCVトランスジェニックマウス(CN2マウス)に、Creを発現する組み換えアデノウイルス(AxCANCre)を投与してマウスの肝臓にHCV遺伝子の発現を誘導すると、HCV遺伝子産物に対する宿主の免疫反応により急性肝障害が発症する。HCV蛋白質発現細胞を標的とする細胞障害活性(CTL活性)を検討すると、CD8陽性細胞によるHCV蛋白質特異的なCTL活性が検出された。この細胞障害の標的となっている蛋白質はH2dではE1,E2,NS2でH2bではE1,NS2、H2kではNS2のみであった。この結果からHCV感染においてウイルス特異的細胞性免疫反応が肝障害という臓器障害を引き起こすと考えられた。さらに、同じ遺伝子型のHCV遺伝子によりCTLを効率よく誘導しておくことによりHCV感染の慢性化の阻止や肝障害の治療が可能となると考えられた。そこでDNA免疫法によりHCVに対するCTL反応の誘導を試みている。さらにhSAPプロモーターにより肝臓特異的にHCVコアタンパク質を発現するトランスジェニックマウスを開発した。このマウスの肝臓では、ヒトHCV感染患者肝と同程度のHCVコアタンパク質が、ウエスタンブロット法およびEIA法で検出できる。しかし自然経過で18ヶ月令まで観察しても肝臓に腫瘍性の病変は発生しなかった。この結果はHCVコアタンパク質単独では腫瘍原性がそれほど強くないことを示唆していると考えられた。そこで、慢性肝障害の腫瘍発生に対する関与を調べるために、四塩化炭素による一過性の肝障害を繰り返し起こすことによりヒトの病変と類似の慢性肝障害をマウスの肝臓におこすことを試みた。四塩化炭素の投与を40週間継続することによりHCVトランスジェニックマウスにおいてコントロールの非トランスジェニックマウスに比べて有意に腫瘍発生数の増加をみた。このHCVコアタンパク質と慢性肝障害による肝腫瘍の発生機構を分子レベルで解析していくとともに、炎症の改善およびウイルス複製の抑制により肝発癌を減少させる治療法の開発が期待できる。
酵素合成コンドロイチン硫酸のナノ粒子複合体の調製と，CS受容体の探索と機能解析

本研究代表者が構築したコンドロイチン硫酸(CS)およびヘパラン硫酸(HS)糖鎖ライブラリーを用いて、各種グリコサミノグリカン(GAG)結合生理活性分子との相互作用解析解析を行ってきた。昨年度から今年度にかけて、脊髄損傷にも関連する神経細胞のGAG受容体であるタンパク質チロシンホスファターゼ受容体シグマ(PTPRσ)の組換えタンパク質と、固相化合成CS/HS誘導体ライブラリーとの親和性解析を表面プラズモン測定装置(ビアコア)を用いて解析を行った。さらにPTPRσを発現させた培養細胞への蛍光標識CS/HSライブラリーの相互作用を蛍光顕微鏡で観察し、PTPRσ発現神経細胞への培養皿固相化CS/HSリン脂質誘導体による神経軸索進展の効果を解析した。これらの結果をまとめて学術雑誌J. Biochem.誌に投稿し、受理・公開された。熱帯熱マラリアの病原体であるマラリア原虫が産生し、その感染赤血球の表面に出現する膜タンパク質VAR2CSAは胎盤血管(絨毛)細胞表面のCSプロテオグリカン(PG)に結合する。そして、マラリア原虫感染赤血球は胎盤内に潜伏して、体内の防御機構から逃れるため、患者(妊婦)の病態は悪化・長期化する。本研究代表者はVAR2CSA組換えタンパク質と酵素合成CSライブラリーを利用して、VAR2CSAと固相化CS-PGとの結合を強く阻害するCSA20糖鎖を見出した。このCSA糖鎖を利用して、マラリア原虫感染赤血球に対抗できるナノ粒子の創製を試みている。CSA20とリン脂質との結合体を化学合成し、別途調製した脂質リポソームに導入して、CSA-リポソーム型ナノ粒子を調製した。このCSA-リポソームは単独遊離のCSA20糖鎖よりも、VAR2CSAタンパク質の固相化CSAに対する結合を、約600倍強く阻害した。(1)酵素合成CS/HSライブラリーを用いた神経細胞GAG受容体PTPRσとの親和性解析、およびCS/HSリン脂質誘導体による神経細胞軸索伸展への影響の結果は、学術雑誌J. Biochem.誌に発表した。神経細胞に対するCS構造の重要性を示す成果が得られた。(2)マラリア原虫が産生し、感染赤血球表面に出現する膜タンパク質VAR2CSAと強い相互作用を示すCS糖鎖が、A構造を70%含む平均二十糖鎖長のオリゴ糖鎖CSA20であることを見出した。そのCSA20の還元末端にリン脂質(ホスホエタノールアミン, PE)との結合体(CSA-PE)を還元アミノ化法により化学合成した。別途、リン脂質(ホスホコリン, PC)とコレステロール(Cho)からなる脂質リポソームを調製し、そのリポソームにCSA-PEを導入したナノ粒子CSA-リポソームを作製した。CSA-リポソームは粒子径が揃い、安定なナノ粒子であった。(3)CSA-リポソームは単独遊離のCSA20糖鎖に比べ、VAR2CSAと固相化CSAとの結合活性を焼く600倍強く阻害した。これは、今後の抗マラリア剤開発への大きな礎となり得る。以上、研究目標に対して、研究の進捗は順調に進んでいる。(1)CSA-リポソームにおいて、CSA含量や粒子径およびリポソーム含有脂質などを変化させて、CSAのVAR2結合阻害効果やリポソームの安定性などの影響を測定する。そして、ナノ粒子製剤としてより適したCSA-リポソームの調製方法を確定する。(2)CSA-リポソームに蛍光分子を封入する方法を検討し、その蛍光標識CSA-リポソームを用いて細胞との親和性解析や血中安定性および動物へ投与した時の血中動態・組織移行性などを測定する。(3)CSA-リポソームに低分子抗マラリア剤を封入する方法を検討し、その抗マラリア剤封入CSA-リポソームの調製方法を確立する。VAR2CSA発現マラリア原虫感染赤血球をCSA産生細胞によって選別し、感染株を樹立する。その感染赤血球を使って、CSA-リポソームによる固相化CSへの結合阻害活性の測定と、抗マラリア剤封入CSA-リポソームによる感染阻害効果・マラリア原虫への攻撃作用を測定する。これらにより新たな抗マラリア製剤開発への基盤とする。(4)GAG受容体PTPRσは中枢神経系のみならず、筋シナプス接合部などの末梢神経系や、抗原提示などにおける免疫細胞系においても重要な役割を担っていることがわかってきた。これら末梢のPTPRσ受容体にもCSやHSが機能調節に働いていると考えられる。例えばPTPRσを発現している樹状細胞などの免疫細胞の抗原提示作用や活性化機構、サイトカイン類の分泌刺激作用において、PTPRσの発現状況とCS/HS糖鎖ライブラリーを用いて相互作用を解析する。さらにPTPRσを発現させた培養細胞への蛍光標識

CS/HSライブラリーの相互作用を蛍光顕微鏡で観察し、PTPRσ発現神経細胞への培養皿固相化CS/HSリン脂質誘導体による神経軸索進展の効果を解析した。これらの結果をまとめて学術雑誌J. Biochem.誌に投稿し、受理・公開された。熱帯熱マラリアの病原体であるマラリア原虫が産生し、その感染赤血球の表面に出現する膜タンパク質VAR2CSAは胎盤血管(絨毛)細胞表面のCSプロテオグリカン(PG)に結合する。そして、マラリア原虫感染赤血球は胎盤内に潜伏して、体内の防御機構から逃れるため、患者(妊婦)の病態は悪化・長期化する。本研究代表者はVAR2CSA組換えタンパク質と酵素合成CSライブラリーを利用して、VAR2CSAと固相化CS-PGとの結合を強く阻害するCSA20糖鎖を見出した。このCSA糖鎖を利用して、マラリア原虫感染赤血球に対抗できるナノ粒子の創製を試みている。CSA20とリン脂質との結合体を化学合成し、別途調製した脂質リポソームに導入して、CSA-リポソーム型ナノ粒子を調製した。このCSA-リポソームは単独遊離のCSA20糖鎖よりも、VAR2CSAタンパク質の固相化CSAに対する結合を、約600倍強く阻害した。(1)酵素合成CS/HSライブラリーを用いた神経細胞GAG受容体PTPRσとの親和性解析、およびCS/HSリン脂質誘導体による神経細胞軸索伸展への影響の結果は、学術雑誌J. Biochem.誌に発表した。神経細胞に対するCS構造の重要性を示す成果が得られた。(2)マラリア原虫が産生し、感染赤血球表面に出現する膜タンパク質VAR2CSAと強い相互作用を示すCS糖鎖が、A構造を70%含む平均二十糖鎖長のオリゴ糖鎖CSA20であることを見出した。そのCSA20の還元末端にリン脂質(ホスホエタノールアミン, PE)との結合体(CSA-PE)を還元アミノ化法により化学合成した。別途、リン脂質(ホスホコリン, PC)とコレステロール(Cho)からなる脂質リポソームを調製し、そのリポソームにCSA-PEを導入したナノ粒子CSA-リポソームを作製した。CSA-リポソームは粒子径が揃い、安定なナノ粒子であった。(3)CSA-リポソームは単独遊離のCSA20糖鎖に比べ、VAR2CSAと固相化CSAとの結合活性を焼く600倍強く阻害した。これは、今後の抗マラリア剤開発への大きな礎となり得る。以上、研究目標に対して、研究の進捗は順調に進んでいる。酸性多糖体コンドロイチン硫酸(CS)およびヘパラン硫酸(HS)はグリコサミノグリカン(GAG)と呼ばれ,生体内ではコアタンパク質と結合したプロテオグリカンとして存在している。神経損傷や病原体感染に関与するなど,GAG結合分子(受容体)を介してさまざまな生理機能を発揮している。本研究者は,その生理機能はそれらGAG結合分子に特異的な親和性を持つ特定の糖鎖構造に由来すると考え,明確な構造を有する人工糖鎖を酵素化学的に合成して,各種GAG結合性分子との親和性を解析している。本研究は,代表者が構築した合成CS/HS糖鎖ライブラリーを使って,GAG結合分子との相互作用を解析することである。
動物モデルを用いた脳アルツハイマー病変進展過程の検討

我々は、瀰漫性老人斑におけるβアミロイド沈着の超微形態学的研究から、形質膜の一部分にβタンパクが異常集積して沈着を開始することを報告した。この膜の特定部分と脂質ラフトとの関係を明らかにしたいと考え、本年度は免疫電顕で正常脳の脂質ラフトを形態学的に捉えることを目的に実験を行った。正常ラット(10週齢)を4% formaldehyde + 0.2% glutaraldehyde固定液で潅流し、取りだした脳をさらに同固定液に浸潤固定した。Vibratomeで40μmに薄切後、flotillin-1抗体を反応させ、さらに(1)HRP標識第二抗体とDAB反応、または(2)金標識第二抗体(ナノプローブ)と銀増感で可視化した。岩下らの開発したコレステロールに富む膜ドメインのマーカーであるBCθ(限定分解後ビオチニル化により無毒化したコレステロール結合毒素)は、(1)アビジンHRP+DABまたは(2)アビジン金(ナノプローブ)+銀増感で可視化した。さらに両者の二重染色を行った。その結果、flotillin-1抗体は、神経細胞などの細胞表面形質膜に沿って点状に陽性反応が散在した。この反応は神経細胞の胞体や太い樹状突起、軸索には少なく、オリジンを同定できないようなニューロピルの小突起や軸索終末の形質膜に多く出現する傾向を認めた。この陽性反応の大きさは50-300nm程度であり、文献的にいわれている脂質ラフトの大きさに一致した。BCθも類似の所見を示したが、flotillin-1より多くの膜部位で染まる傾向があった。カベオラのようなフラスコ状の陽性構造物(pit)は見られなかった。細胞質内では、flotillin-1はER、Golgi近傍、リポフスチン顆粒などに反応がみられた。BCθでは細胞質内の染まりは不良であった。二重染色では、flotillin-1とBCθ陽性部位の重なりが高頻度に見られた。このようにコレステロール濃度の高い部位に特異的に結合するBCθとflotillin-1抗体が同様な染色パターンを示すことから、flotillin-1陽性の点状構造物は脂質ラフトと判断された。Flotillin-1をマーカーとすることで脂質ラフトを電顕下で可視化できた。今後は、APPトランスジェニックマウス(Tg9576)を用い、βアミロイド沈着と脂質ラフトの関係を研究したい。
アジャイル生産における生産実施プロトタイプの開発

(1)本研究では,予測困難な変化に対して機敏に対応する能力(Agility)を有するアジャイル生産の実施形態を具体的な物理モデルとして実現し,システム形態,設備構成,運用方策などについて具体的に検討するためのプロトタイプを構築した.構築したプロトタイプは,生産系と搬送系から構成されている.(2)生産系において各設備が自律的に意思決定を行いながら,なおかつ高性能なスケジューリングを行うための方法を提案した.提案手法では,さまざまな情報をネットワークを介して収集し,それを基に次に処理するジョブの選択を逐次行っていく.このために階層型ニューラルネットワークを学習する方法を提案した.(3)生産系において断続的に発生する搬送要求をリアルタイムで処理するためのAGV運行管理方策を提案した.提案手法では,搬送系ホストコンピュータにおいてAGVの効率的な搬送経路を高速に求めることができ,障害物やAGVの一時的な停止による突発事象に対しても,AGVが自律的に行動したり,ホストコンピュータに再計画を依頼したりして柔軟に対処できる.(4)提案した生産スケジューリング法とAGVの運行管理法の有効性をプロトタイプによって確認した.すなわち,生産対象の部品情報ファイルを各設備を摸擬したコンピュータ間で自動的に転送することによって生産系における評価シミュレーションを行うことができた.また,この時発生するジョブの搬送要求を搬送系コンピュータに送り,実際にAGVをレイアウト上で走行させる実験を行った.実験の結果,AGVは互いに衝突せず効率的な経路を走行した.各搬送要求が達成されると,それが搬送先の設備に送られ,それを起点にして更に生産実験が進行していくことを確認した.また,障害物などによってAGVの走行に遅れが発生した場合でも,自律的に障害物を回避し,また必要に応じて搬送系ホストコンピュータでの再経路探索を行うことで,柔軟に搬送を行うことができることを実際に確認した.(1)本研究では,予測困難な変化に対して機敏に対応する能力(Agility)を有するアジャイル生産の実施形態を具体的な物理モデルとして実現し,システム形態,設備構成,運用方策などについて具体的に検討するためのプロトタイプを構築した.構築したプロトタイプは,生産系と搬送系から構成されている.(2)生産系において各設備が自律的に意思決定を行いながら,なおかつ高性能なスケジューリングを行うための方法を提案した.提案手法では,さまざまな情報をネットワークを介して収集し,それを基に次に処理するジョブの選択を逐次行っていく.このために階層型ニューラルネットワークを学習する方法を提案した.(3)生産系において断続的に発生する搬送要求をリアルタイムで処理するためのAGV運行管理方策を提案した.提案手法では,搬送系ホストコンピュータにおいてAGVの効率的な搬送経路を高速に求めることができ,障害物やAGVの一時的な停止による突発事象に対しても,AGVが自律的に行動したり,ホストコンピュータに再計画を依頼したりして柔軟に対処できる.(4)提案した生産スケジューリング法とAGVの運行管理法の有効性をプロトタイプによって確認した.すなわち,生産対象の部品情報ファイルを各設備を摸擬したコンピュータ間で自動的に転送することによって生産系における評価シミュレーションを行うことができた.また,この時発生するジョブの搬送要求を搬送系コンピュータに送り,実際にAGVをレイアウト上で走行させる実験を行った.実験の結果,AGVは互いに衝突せず効率的な経路を走行した.各搬送要求が達成されると,それが搬送先の設備に送られ,それを起点にして更に生産実験が進行していくことを確認した.また,障害物などによってAGVの走行に遅れが発生した場合でも,自律的に障害物を回避し,また必要に応じて搬送系ホストコンピュータでの再経路探索を行うことで,柔軟に搬送を行うことができることを実際に確認した.アジャイル生産の実施プロトタイプとその評価システムを構築するため,本年度は以下の計画に従って研究開発を実施した.1.各機械設備の制御用コンピュータ間ネットワークの構築4台の機械設備(コンピュータ)間のネットワークを構築し,各機械が自律制御を行うために機械間でリアルタイムな情報交換を行う実験を行った.2.通信手順の設定各機械が自律制御を行うために機械間で通信すべき情報コンテンツとその形式を検討し,リアルタイムな情報の通信手順を決定した.3.機械設備の自律型リアルタイムスケジュール方策の確立生産要求とリアルタイムな生産状況に関する情報に基づいて,自律的に自己の生産手順を決定する方策を開発した.すなわち,構築したネットワークを介して収集される情報を階層型ニューラルネットワークによって統合し,各機械設備が自律的に最適な生産手順を決定する方法を検討した.4.機械制御コンピュータと自律搬送ロボット間9情報通信方式の確立搬送物(生産物)の生産工程情報を,機械と自律搬送ロボットとの間で送受信するための情報内容を検討し,通信規約を設定した.5.自律搬送ロボットの走行制御方式の検討磁気テープによる自律搬送ロボットの自己位置の認識と誘導制御方式を検討した.6.GUIによるヒューマンインターフェースの構築生産システム管理者が,システムの運行状況をリアルタイムに把握,理解できるように,GUIによるヒューマンインターフェースを構築した.アジャイル生産の実施プロトタイプとその評価システムを構築するため,本年度は以下の計画に従って研究開発を実施した.1.自律搬送ロボットの走行制御方式の確立アジャイル生産の実施プロトタイプにおいて機械設備間の搬送を行うための自律搬送ロボット誘導方式について検討した.現状では,敷設コストやその変更の容易性から磁気テープ誘導方式を採用することとし,それに沿って搬送ロボットが自律走行する制御系を構築した.2.自律搬送ロボットシステム運用管理方式の確立複数の搬送ロボットが互いに衝突することなく,効率的な経路をリアルタイムで選択しながら走行するための運行管理方式について検討した.

その結果,運行管理用ホストコンピュータが機械設備の荷積み荷降ろし地点や交差点などへの進入時間帯をタイムウインドウとして管理し,互いに衝突しないで目的地に最短時刻に到着する経路探索法を構築したまた,障害物などの不測の事態への対処を考慮して,各搬送ロボットによる自律的な障害物回避や,場合によってはホストコンピュータへの再計画依頼を行う方法も組み込んだ.3.ハードおよびソフト技術を統合した性能評価用物理モデルの構築機械設備を摸擬した6台のコンピュータがネットワークで連結され,自律走行のための制御系を組み込んだ搬送ロボット3台が磁気テープ上を走行しながら機械設備問の搬送を行う物理実験モデルを構築し,上述の運行管理方策の性能評価を行った.コンピュータ間で部品情報を自動転送することで生産スケジューリングを行い,その際断続的に発生する搬送要求を3台の搬送ロボットによって処理する。その結果,互いに衝突することなく効率的な経路を走行し,また,計画外の障害物に対しても柔軟に対処できることが構築した物理モデルによって確認された.
細胞集団の数理的研究

本研究では細胞内・細胞膜上の化学物質の濃度分布は細胞内の器官から、細胞の形や細胞集団の運動までの系統的な理解を目指している。平成30年度の研究結果は以下の通りである。【細胞分裂に関する研究】細胞分裂面を計算するための紡錘体にかかる力の計算を修正し、これまでの卵割や嚢胞の形成の数値計算をやりなおした。連携研究者の北大の秋山氏、九大の手老氏、広大の小林氏と共に、数値計算結果を論文をまとめた。今後は、細胞の分化を考慮した数値計算や、細胞内や細胞膜上の分子の局在などを考慮した数値計算を行い、実際の実験で得られている嚢胞形成と比較し、嚢胞形成に必要な要素をモデルに導入し検討を行う予定である。【細胞の集団運動に関する研究】集団運動の動きの実験と解析を、連携研究者であるNIMSの中西氏と千葉大の菅原氏とともに行なってきた。粒子画像流速測定法(PIV解析)によって得られた移動ベクトルを用いて計算した細胞集団性を表す指標を提案し、細胞の集団性を定量化した結果を論文にまとめ、現在、海外の英文雑誌に投稿中である。次年度では、中西氏にこれまでとは別の条件での実験をいくつかお願いし、その実験結果のPIV解析を行う予定である。解析結果を分析することで、数理モデルが細胞の集団性を表現できているかを検討できると考えている。また、PIV解析とは別の細胞集団の運動追跡法を考案中であるが、まだ追跡精度は高くないのが現状である。今後は、追跡精度をさらに高めるように手法の改良を重ねる予定である。平成29年度に時間をかけてプログラムを完成させていたため、平成30年度の研究はスムーズに勧められた。ただ実験解析には少し時間がかかり、今年度に予定していた実験を変更する必要が生じた。現在のモデルを発展させて、細胞の分化の数値計算や細胞内の局在の数値計算を行い、実験結果との比較・検討を行う予定である。他にも形態形成で重要と考えられる要素を数理モデルに取り入れる。細胞集団性の研究では、これまでとは異なる条件で実験を使って、解析を行うことで、数理モデルが細胞の集団性を捉えることができているかを検討する。本研究では、細胞内・細胞膜上の化学物質の濃度分布や細胞内の器官から、細胞の形や細胞集団の運動までの系統的な理解を目指している。そのために、基板上における細胞集団の動的挙動と卵割の数値計算の2つを軸に研究を進めている。平成28年度の研究結果と平成29年度の計画は以下の通りである。卵割の数理的研究は、主として連携研究者である北海道大学の秋山氏とともに進めている。この研究は、卵割様式を数理的に理解することを目指している。ここで考えている手法は、フェーズフィールド法による細胞集団の数理モデルに紡錘体の計算を組み込むというものである。平成28年度は、ある生物の卵割様式を再現する条件を見つけることに成功した。現在は、この結果をその計算手法とともに論文にまとめている段階である。さらに、平成29年度は別の卵割様式についても研究を進める予定である。また、細胞の運動を数理モデルに取り入れるための足がかりとして、連携研究者であるNIMSの中西氏や千葉大学の菅原氏の協力のもと、細胞集団の動きの実験とその結果に対するPIV解析を行っている。平成28年度は、PIV解析で得られた移動ベクトルの中で、細胞の運動以外の要素、例えば細胞分裂など要素を除く手法を、先行研究などを参考にして、いろいろと試すことからはじめている。平成29年度はそれらの手法を使って求めた移動ベクトルを参考に、細胞運動の数理モデルを考案するなど、新たな研究を展開していく予定である。平成28年度の研究は当初の計画よりやや遅れてしまった。その主な原因は、以下の3つである。(1)プログラムのバグ探しに思ったより時間がかかってしまった(2)3次元の数値計算結果の可視化に手間取っている(3)連携研究者との予定が合わずなかなか研究の打ち合わせをすることができなかったこの3つの原因のうち、(1)についてはすでに解決しており、(2)は今現在解決に取り組んでいる状態である。(3)は先方との時間調整ができるよう早めに計画を立てるよう心がけることで改善されると考えられる。平成29年度の研究結果と平成30年度の計画は以下の通りである。【卵割に関連した研究】現在、投稿中の論文では、細胞分裂面と細胞集団の形作りを表す数理モデルについて述べている。この論文では、数理モデルの詳細について述べるだけでなく、その応用例として、嚢胞の形成や卵割の数値計算結果を載せている。平成30年度では、様々な卵割様式が作られるメカニズムを解明するために、様々な条件での数値計算を行う予定である。また、細胞の分裂面決定についての理論的な研究も北大の秋山氏と連携して進めていくことを計画している。【細胞集団の動的挙動に関連した研究】細胞の運動を数理モデルに取り入れるための足がかりとして、連携研究者であるNIMSの中西氏や千葉大学の菅原氏の協力のもと、細胞集団の動きの実験とその結果に対するPIV解析を行っている。PIV解析から得られた移動ベクトルを用いて、細胞集団性を定量化することに成功した。

結果については、現在、論文にまとめているところである。今後は昨年度に考案したPIV解析以外の画像解析法を、実際の実験結果の解析に用いて、PIV解析では得られないような別の視点から細胞の集団性を議論して行く予定である。数値計算のプログラムのバグ取りに時間がかかってしまったため、平成29年度の研究は当初の計画よりやや遅れてしまった。本研究では細胞内・細胞膜上の化学物質の濃度分布は細胞内の器官から、細胞の形や細胞集団の運動までの系統的な理解を目指している。平成30年度の研究結果は以下の通りである。【細胞分裂に関する研究】細胞分裂面を計算するための紡錘体にかかる力の計算を修正し、これまでの卵割や嚢胞の形成の数値計算をやりなおした。連携研究者の北大の秋山氏、九大の手老氏、広大の小林氏と共に、数値計算結果を論文をまとめた。今後は、細胞の分化を考慮した数値計算や、細胞内や細胞膜上の分子の局在などを考慮した数値計算を行い、実際の実験で得られている嚢胞形成と比較し、嚢胞形成に必要な要素をモデルに導入し検討を行う予定である。【細胞の集団運動に関する研究】集団運動の動きの実験と解析を、連携研究者であるNIMSの中西氏と千葉大の菅原氏とともに行なってきた。粒子画像流速測定法(PIV解析)によって得られた移動ベクトルを用いて計算した細胞集団性を表す指標を提案し、細胞の集団性を定量化した結果を論文にまとめ、現在、海外の英文雑誌に投稿中である。次年度では、中西氏にこれまでとは別の条件での実験をいくつかお願いし、その実験結果のPIV解析を行う予定である。解析結果を分析することで、数理モデルが細胞の集団性を表現できているかを検討できると考えている。また、PIV解析とは別の細胞集団の運動追跡法を考案中であるが、まだ追跡精度は高くないのが現状である。今後は、追跡精度をさらに高めるように手法の改良を重ねる予定である。平成29年度に時間をかけてプログラムを完成させていたため、平成30年度の研究はスムーズに勧められた。ただ実験解析には少し時間がかかり、今年度に予定していた実験を変更する必要が生じた。今後は、今ある3次元の卵割の数値計算結果やPIV解析結果などの研究成果を論文にまとめつつ、次に行うべき別の卵割様式の数値計算や実験を中心に研究を進めていく予定である。スムーズに研究を推進するためには、連携研究者とこれまで以上に密に連絡を取りあうことが必要不可欠となってくる。また、当初の計画で大学院生1名としていた実験補助を増やし、必要な実験を確実に行っていく予定である。連携研究者と密に連絡を取り合いながら、卵割様式の数値計算、細胞運動のモデリング、新たな画像解析法による細胞の集団移動の定量化の3つの軸で、研究を進めて行く。昨年度まで実験に協力してくれていた大学院生が卒業してしまったので、必要な実験を確実に行うための研究補助者の雇用も考えている。現在のモデルを発展させて、細胞の分化の数値計算や細胞内の局在の数値計算を行い、実験結果との比較・検討を行う予定である。他にも形態形成で重要と考えられる要素を数理モデルに取り入れる。細胞集団性の研究では、これまでとは異なる条件で実験を使って、解析を行うことで、数理モデルが細胞の集団性を捉えることができているかを検討する。
ラテンアメリカにおけるポスト移行期の正義比較分析

本研究は、ラテンアメリカ諸国における「ポスト移行期の正義」のパフォーマンスの違いがなぜ生まれるのかを検討したものです。研究成果の一部として、最終年度にはアルゼンチン、メキシコ、ペルーにおける過去の人権侵害をめぐる取り組みに関する一般向けの論考を発表しました。事例の考察からは、「記憶」政策に積極的な政権の登場と人権団体の政策への関与の重要性が示唆される一方で、政策の継続性を担保するための課題も示されました。また、人権問題に深く関わるテーマとして、麻薬紛争および労働政策に関する研究を並行して行い、将来的に複数の政策領域における政策形成のあり方を検討するための重要な成果を得られたと考えています。本研究は、ポスト移行期のラテンアメリカにおける、過去の人権侵害をめぐる正義追求力学の解明を目的としている。1年度目の本年度は、移行期の正義に関する近年の重要な研究を整理し、理論枠組みを構築する上で有用であると思われる諸理論の検討を行った。また、メキシコおよびペルーへの実地調査を実施し、具体的に、次の2つの点について、両国での資料収集およびインタビューを実施した。第1は、民主化および内戦の終結からある程度の時間が経過した段階において、過去の人権侵害を記憶する試みがどのように行われているのかという点である。第2は、同じくこの段階において、正義追求を促す/阻む要因とは何か、という点である。両国での比較調査の結果、上記2点について次のような成果を得ることができた。まず前者については、記憶の試みがより活発なペルーにおいては、NGOなどの市民団体のほかにも、自治体主導のイニシアティヴが多く見られた。ただし、展示については軍や保守派からの反発も強く、使用する語彙への配慮など慎重さも必要となっている。後者については、特にメキシコの人権活動家へのインタビューの中から、国際司法の重要性を確認できた。国内で正義追求の手段、進展が行き詰まったとき、国際司法を通じた外からの政府への圧力は事態を打開するきっかけとなりうる。今後他国の事例も参照しつつ、国際司法を用いた正義追求メカニズムについて、議論の精緻化を行っていきたい。民主化後のラテンアメリカ諸国では、過去の内戦や軍事独裁、あるいは文民による独裁体制下で起こった超法規的処刑、強制失踪、拷問といった人権侵害とどう向き合うかという問題をめぐって、多くの議論がなされてきた。この問題を「移行期の正義」(transitional justice)と呼ぶ。本年度は、ラテンアメリカ各国の過去の記憶をめぐる取り組みについて理解を深めることを目標に、現地調査とその成果の発信を行った。現地調査では、2015年7月から8月にかけて、アルゼンチンとメキシコを訪れた。アルゼンチン軍政下では、市民の誘拐を体系的に行う軍の秘密施設(拷問拘留所)が全国に作られた。こうした施設のうち主要ないくつかは、現在、行政と市民団体の協力の下で、「記憶と人権推進・擁護のためのスペース」とされ、一般向けの施設ツアーなどが開催されている。こうした取り組みは、より弾圧の規模や程度が小さかったといわれるメキシコでもみられ、メキシコシティ中心部に近いトラテロルコ広場にある「68年記念館」が、その代表的なものである。本研究では、各国の記憶の試みがどのような条件の下で進み、どのように行われるのかについての考察を進めた。その成果の一部は、アルゼンチン、メキシコにペルーの事例も加え、一般向けのエッセイとして発表した。そのほか、並行して進めてきた社会保障分野の改革についての論文や、メキシコについての現状分析についての論稿も発表した。現地調査、調査結果のまとめ、一般向けの情報発信などを行えたため。最終年度は主に、南米諸国およびメキシコの「ポスト移行期の正義」にかかわる研究成果の執筆に従事した。その一部として、アルゼンチン、メキシコ、ペルーにおける過去の人権侵害をめぐる取り組みに関する論考を発表した。3カ国の事例からは、「記憶」の保存と市民への発信を進めるうえで、行政府と市民団体の協力が重要となっていること、とりわけ、行政府が「記憶」事業に積極的である場合には事業がきわめて迅速に進められるが、政権交代後の事業の継続を保証するためには下位の自治体や市民団体を巻き込んだ枠組み作りが欠かせないことが示唆された。加えて、より広く人権にかかわる問題として近年重要性を増しているメキシコの麻薬紛争と自警団運動についても考察を進め、学会にて研究成果の報告を行った。また、雇用の柔軟化の弊害が長らく指摘されてきたラテンアメリカの労働政策についても取り上げ、メキシコの労働法制改革に関して政策形成の側面から分析を行った。研究成果は研究叢書所収の論文として発表した。本研究は長期的には、メキシコを中心とするラテンアメリカ諸国の人権をめぐる政策形成について、複数の政策領域についての知見を統合したモデルを提示することを目的としているが、その重要な一部をなす成果を得られたと考えている。先行研究レビューと理論的検討については、現段階までの成果を研究ノートにまとめることができた(発表は2年度目の予定)。また、現地調査でもおおむね予定通りの成果を得ることができた。

3年目は最終成果論文の執筆に取り組む。年度後半、補足的現地調査を実施する予定である。比較政治、ラテンアメリカ政治今後も、基本的に当初の研究目的および方法に沿って、研究を進める。物品購入が少額にとどまったため。当該年度中に図書の購入の必要が生じたため、次年度経費の前倒しを行ったが、図書購入費に余剰が生じたため次年度使用額が発生した。関連図書の購入と海外実地調査に使用する予定。図書の購入費に使用する。
シャペロニン依存タンパク質の非依存体への変換によるシャペロニン依存性の解明

蛋白質はポリペプヂドが正しい立体構造をとることで機能する。蛋白質の中にはシャペロニンGroEの助けなしに正しい立体構造をとれないもの(GroE依存基質)が存在する。この理由を明らかにするために、GroE依存基質とGroEに依存しない蛋白質を比較した。先行研究において、GroELへの細胞内での結合頻度から、GroE依存基質が予測されていた。そこで、細胞内でフォールディングアッセイを行い、推定GroE依存基質のGroE依存性を解析した。結果、推定GroE依存基質の4割はGroE依存基質ではないことが明らかとなった。この結果は、メタボロミクスやプロテオミクスの解析によっても支持された。この4割とGroE依存基質、さらに細胞質全体の蛋白質は、アミノ酸組成、試験管合成時の凝集のしやすさ、好む立体構造が異なることが明らかとなった。特に、GroE依存基質はGroEが存在しない試験管合成時に凝集するものが濃縮されていること、アラニンとグリシンの含量が高い蛋白質が多いことが特徴であった。また、GroE依存基質のホモログのフォールディングを解析したところ、同じ生物でのホモログではGroE依存性が保存される傾向があること、GroEを持たない生物のホモログはGroEに依存しないことが明らかとなった。特にGroEを持たない生物のGroE依存基質ホモログは大腸菌のGroE依存基質と比べてアラニン、グリシンの含量が低く、アラニンとグリシンの含量の高さがGroE依存性に関与していることを支持した。また本研究で同定したGroE依存基質の分布や特徴は、シャペロンが蛋白質や生命システムの進化に関与してきたという仮説を支持した。シャペロニンGroEL/ESが存在しないとフォールディングできないタンパク質群(GroEL/ES依存基質)が存在する。この原因を解明するために、GroEL/ESの正常発現時と発現抑制時において、可溶性に変化が観測されるタンパク質を同定した。まず、従来までの報告にある、細胞内におけるGroELとの結合率からGroEL/ES依存性を算出する方法では、ただ結合しやすいタンパク質を間違ってGroEL/ES依存と同定していることが明らかとなった。結果、現在まで知られていたよりも、GroEL/ES依存基質は数が少なく、50個程度であることが明らかとなった。この結果から、GroEL/ES依存基質の特徴として、TIMバレル構造が半分を占めること、シャペロンを含まない再構成型の無細胞合成系における可溶性が著しく低いタンパク質群であること、分子量はGroEL/ESで形成される空洞内に入りうる大きさであることが明らかとなった。さらに、GroELが存在しない生物における、大腸菌のGroEL/ES依存基質MetK(EcMetK)のホモログ(UuMetK)のGroEL/ES依存性を大腸菌にて解析したところ、UuMetKはGroEL/ESに依存せずにフォールディングしていることが明らかとなった。これらのことから、GroEL/ES依存性は構造に依存するが、同じ構造であっても配列の変換により変化することが示された。今後、UuMetKとEcMetKのキメラ解析や、今回同定した約50個のGroEL/ES依存基質の性質を解析することで、フォールディング段階でGroEL/ESを必要としなければならないタンパク質が存在する理由が解明されることが期待される。