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マイスター・エックハルトの人間理解－純然たる無である被造物と「何故なき生」

本年度は、10月5日よりドイツ・フライブルク大学において、著名なエックハルト研究者の一人であるMarkus Enders教授のもとで在外研究を行い、最新の研究状況についての情報や各種資料の収集に努めた。12月4日には教授が主催するコロキウムでディートリヒについて発表する機会を得ることができた。また、3月18-20日にはドイツ・ハンブルクで開催されたエックハルト学会に参加し、最新の研究状況について知見を得ることができた。本年度の研究成果については、在外研究の影響により論文投稿の時期が遅れた結果、本年度中の公開はかなわなかったが、エックハルトについての論文が日本宗教学会『宗教研究』387号(2016年12月発行)に掲載されることが確定している。本研究は、中世ドイツの神学者マイスター・エックハルト(1260頃-1328)の思想に関して、哲学的・形而上学的側面を中心に検討を行い、そのこと通じて、従来の神秘主義者としてのエックハルト像の刷新を試みるものである。前年度までの研究においては、フライベルクのディートリヒ(1240頃-1320頃)の知性論と、そのエックハルトに対する影響関係について詳細に検討が行われた。前年度に行った研究の成果については、本年度発行の二つの学術雑誌上で発表された。本年度は、前年度までの研究とは異なり、エックハルトの存在理解について体系的な考察を行った。とりわけ、近年公刊された、中世における理念主義(idealism)の存在理解に関する専門書の詳細な検討によってエックハルトの存在理解に対するガンのヘンリクスの影響性の重大さが明らかとなったため、当初の計画にはなかったが、ヘンリクスの存在理解についてのおおよその把握を、先行研究等を手掛かりにして試みた。エックハルトにおいて見受けられるところの「理念主義」とは、〈あれ〉や〈これ〉といった仕方で言明される事物の根底に、理念(イデア)的なものがあり、そうしたものによって事物は本当の意味で存在せしめられているのだ、というものである。その意味で、理念とは神の知性によって永遠に認識されている知性的なものであり、まさにそうした知性的なものを根拠として、あらゆる事物はそれ自体では真なる意味で存在するものではないにも拘わらず、その存在性において根拠づけられたものとして理解されるのである。現在、本研究期間中に行われた成果を基礎として、2017年10月を目途に博士学位請求論文の提出を予定している。当初の計画通り、本年度の研究においては、フライベルクのディートリヒの知性論についてその大枠を明らかとすることができた。しかし、個々の論点に関しては依然として不明瞭なことが多く残されている。こうした事柄が明らかにされて初めて、エックハルトとディートリヒの適切な比較が可能になるであろう。本年度の研究により、エックハルトの理解の上でディートリヒの思想の理解が必要不可欠であることがより明白になった。また、在外研究を通じて、エックハルト研究が最も盛んなドイツにおいても、エックハルト理解におけるディートリヒの重要性については、一部の研究者を除いてはいまだ十分に認知されていない状況が明らかとなった。最終年度は、エックハルトが、ディートリヒの知性論をどのように変容させることで彼独自の人間理解の内に取り込んだのかを明らかにすることで、本研究を完成させることを目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。
COUP-TFI及びIIを標的とした神経幹細胞の時間特異性制御機構の解明

COUP-TFs下流遺伝子の同定とその機能解析から神経幹細胞のcompetence変化による神経新生からグリア新生へのスイッチの主要な分子メカニズムを解明することができた。さらに、その制御によって神経幹細胞の分化ではなく分化能をbidirectionalに制御することができるまでになり、ドラッグスクリーニングなどを想定した神経幹細胞の応用的利用の点でも重要な成果を得ることができた。1、「目的」申請者の先行研究において、新しくGliogenic competency(グリアへの分化能を発揮することができる適格性、グリア誘導シグナル応答能)の獲得という段階があり、Neurogenesis-to-gliogenesis switchingを含む神経幹細胞の発生依存的な分化能の変化にCOUP-TFI/IIが必須であるということを明らかにした(Naka H,Nature Neuroscience,2008)。しかし、このGliogenic competency獲得の分子メカニズムは全く分かっていない。そこで本研究は、神経幹細胞の発生依存的な分化能の変化の制御においてKeyとなるこのGliogenic competency獲得の分子メカニズムの解明を目的とした。2、「1年間の成果」Expression array、ChIP-seqなどのデータを元に、先行研究で成功実績のあるNeurosphere法とレンチウイルスを使った機能的スクリーニングを行い、COUP-TFI/IIの下流ターゲットをいくつか同定した。これらの同定したターゲット候補は、それぞれCOUP-TFI/IIの発現抑制効果の一部を担っており、Neurogenesis-to-gliogenesis switchingに関与する主目的のターゲットだけでなく、Early-born neuronの分化やグリアの分化に必要、もしくはこれらを促進するようなものが含まれていた。このことは、時間特異性に関与するいくつかの並行するシグナルを、COUP-TFI/IIが起点となって変化させていたことを示唆している。近年グリアが中枢神経系の再生に重要であることが示唆されつつあるにもかかわらず、ヒトES細胞やヒトiPS細胞由来の神経幹細胞はグリアへの分化能が低いことが分かってきているので、再生医療実現のためにも更なるメカニズムの解明が重要であると思われる。先行研究において、新しくGliogenic competency(グリアへの分化能を発揮することができる適格性、グリア誘導シグナルへの応答能)の獲得という段階があり、Neurogenesis-to-gliogenesis switchingを含む神経幹細胞の発生依存的な分化能の変化にCOUP-TFI/IIが必須であるということを明らかにした(Naka H, Nature Neuroscience, 2008)。そこで本研究は、神経幹細胞の発生依存的な分化能の変化の制御において鍵となるこのGliogenic competency獲得の分子メカニズムの解明を目的としてCOUP-TF下流遺伝子の探索を行ってきた。今年度はマイクロアレイやChIP-seq解析で得られた候補遺伝子について、先行研究でも実績のあるレンチウイルスとNeurosphere法を組み合わせた機能的スクリーニングを行い、COUP-TF下流遺伝子の同定を昨年度から引き続き行った。その結果、Is1-1陽性ニューロンの分化に関与する遺伝子と、Neurogenesis-to-gliogenesis switchingに関与する遺伝子を同定することができた。このことはニューロンサブタイプへのspecificationとcompetence changeは独立する機構で制御されており、発生段階ではCOUP-TFの発現を起点に協奏的に機能するということを示唆している。現在は本研究の目的である神経幹細胞の時間特異性の分子メカニズムの解明に向け、in vitroおよびin vivoの実験を通してcompetencechangeの分子メカニズムについての詳細な検討を行っている。前年度までにマイクロアレイ解析で得られた候補遺伝子群をスクリーニングして下流遺伝子の同定に成功していた。今年度はこの同定した下流遺伝子の機能解析を行い、competence変化の分子メカニズムの解明を試みた。一連の実験からこの遺伝子がNeurogenic competenceの分子実体であり、その抑制によってGliogenic competenceが獲得されることが明らかとなった。特筆すべきは、この遺伝子を強制発現させることによって発生段階が進んでGliogenicとなった神経幹細胞でさえNeurogenic competenceを回復させ、高効率に神経分化を誘導できるようにすることができたことである。また、この遺伝子の発現制御による神経幹細胞の分化能制御において、GFAPのpromoter領域のDNAメチル化頻度に有意な変化が見られなかったことも興味深い。3年間の研究を通して、COUP-TFs下流遺伝子の同定とその機能解析から神経幹細胞のcompetence変化による神経新生からグリア新生へのスイッチの主要な分子メカニズムを解明することができた。(抄録なし)
自在凝固流体(FFF)の提案とその基本性能の実験調査および免震・防振技術への応用

本研究では,上部構造と基礎との間に設けられる免震層に,磁性流体を利用した新しい機能性流体である自在凝固流体(FFF)を適用することにより,簡便な構造で高性能な免震システムの提案を行った.また,提案したシステムの有用性を調べるため,小型モデルによる実験を行い免震装置としての基本性能(絶縁性能,復元性能,減衰性能,支持性能,保持性能)の実現法について検討を行った.【研究方法および結果】提案したシステムの小型実験モデルを製作し,各種実験によりFFFの基本性能を調査した.調査法としては,基礎が振動している状態において上部構造に伝達する最大加速度を測定する動的実験,および,静止状態での保持力を測定する静的実験などにより,印加する磁場の大きさ(電磁コイルに印加する電流の大きさ)とFFFの降伏せん断力の関係などを詳細に調査した.各種の実験結果から,以下のような結論を得た.(1)絶縁性能,減衰性能は,FFFの物性から,実現可能であることを立証した.(2)支持機能もFFFのスペーサ粒子により十分に備えていることを確認した.(3)保持機能については,振動基礎の加速度および上部構造の質量に依存するものの,ある一定値以上の電流を印加することによって実現されることを確認した.(4)復元性能については,基礎の振動に対して,絶縁機能と保持機能(印加電流)を連続的に制御することによって実現した.以上のように,本研究で提案した免震装置によって,免震装置に求められるすべての機能を,非常に小型,簡便かつ安価なシステムによって同時に実現することを可能とした.本研究では,小型モデルによる検討を行った.この装置により,微振動を嫌う半導体製造施設や美術品展示ケースなどのように,比較的小型の構造物の免震に対して,実用的な装置を提供することができると考えられる.今後は,一般住宅や低層ビルなど大型構造物に対する適用も検討したい.地震国である我国においては建築物や産業設備、精密機器などに対しては地震対策を行うことが必須である。これまでの免震・制振装置の研究・開発により、高層ビルや超精密機器に対してはある程度の対策がとられるようになってきたが、装置が高価で大型化するという理由から、一般的な低層建築物や精密機器に対策がなされる例は希というのが現状のようである。このような背景のもと、我々の研究グループでは、小さな震度では安定した保持力により構造を維持し、設備や構造物にダメージを与えるような力が加わる震度では、地面と基礎の間に相対変位を生じさせて、地震による力の伝達を構造物基礎部において遮断する、いわゆるヒューズ構造を利用する免震装置の開発を行っている。そこでまず、任意のヒューズ特性を引き出すことのできる材料としては、従来の磁性流体の欠点を補った新しい機能性流体FFFの開発を行っている。また、FFFを利用した免振装置の開発を行っている。FFFは、従来のMR流体に新たにナノメートルオーダの直径を持つ超微粒子粉体、および1001000ミクロンの直径を持つスペーサ粒子を混入した新しい機能性流体である。このFFFと永久磁石の安定した磁界、および電磁コイルを組み合わせ、構造が簡単で有効な免震システムの開発・研究を行っている。現在は、FFFのもつ基本特性(磁場と粘性との相関関係、耐沈降性、摩耗・潤滑特性)の試験、および小型免震装置モデルによる性能試験などを鋭意遂行中である。FFFの今後の展開としては、免震装置の他に安全弁やトルクリミッタ、また振動を利用した推進装置などへの応用も考えていきたい。本研究では,上部構造と基礎との間に設けられる免震層に,磁性流体を利用した新しい機能性流体である自在凝固流体(FFF)を適用することにより,簡便な構造で高性能な免震システムの提案を行った.また,提案したシステムの有用性を調べるため,小型モデルによる実験を行い免震装置としての基本性能(絶縁性能,復元性能,減衰性能,支持性能,保持性能)の実現法について検討を行った.【研究方法および結果】提案したシステムの小型実験モデルを製作し,各種実験によりFFFの基本性能を調査した.調査法としては,基礎が振動している状態において上部構造に伝達する最大加速度を測定する動的実験,および,静止状態での保持力を測定する静的実験などにより,印加する磁場の大きさ(電磁コイルに印加する電流の大きさ)とFFFの降伏せん断力の関係などを詳細に調査した.各種の実験結果から,以下のような結論を得た.(1)絶縁性能,減衰性能は,FFFの物性から,実現可能であることを立証した.(2)支持機能もFFFのスペーサ粒子により十分に備えていることを確認した.(3)保持機能については,振動基礎の加速度および上部構造の質量に依存するものの,ある一定値以上の電流を印加することによって実現されることを確認した.(4)復元性能については,基礎の振動に対して,絶縁機能と保持機能(印加電流)を連続的に制御することによって実現した.以上のように,本研究で提案した免震装置によって,免震装置に求められるすべての機能を,非常に小型,簡便かつ安価なシステムによって同時に実現することを可能とした.本研究では,小型モデルによる検討を行った.この装置により,微振動を嫌う半導体製造施設や美術品展示ケースなどのように,比較的小型の構造物の免震に対して,実用的な装置を提供することができると考えられる.今後は,一般住宅や低層ビルなど大型構造物に対する適用も検討したい.
肺上皮特異的Pten 欠損マウスを用いた肺線維症病態解析と新規分子標的治療の検討

申請者は、原因不明で有効な治療法がなく、予後不良の疾患である肺線維症の病態を解明するために主に肺上皮特異的Pten欠損マウスを用いて研究を行った。その結果、肺上皮でのPten発現は肺線維症の発症抑制に決定的な役割を有すること、その機序として、Ptenは肺線維芽細胞活性化や上皮間葉形質転換の制御に重大な役割を有することを明らかにした。特発性肺線維症は慢性進行性の肺線維化疾患で、予後不良であり、その発症機序は不明である。PTENは脂質ホスファターゼで、PI3K/Akt経路を負に制御する癌抑制遺伝子である。これまでに、肺線維症発症における肺上皮細胞のPTENの役割を生体で報告したものはない。今回、細気管支肺胞上皮特異的Pten欠損マウスを用いてブレオマイシン(BLM)肺線維症モデルを作製した。方法として、野生型及びKOマウスにBLM 0.62mg/kgを気管内投与し、投与2週後のKaplan-Meier生存曲線、肺組織像、肺コラーゲン含有量を評価した。肺組織α-SMA免疫染色を用いて筋線維芽細胞数を評価した。肺組織pSmad2免疫染色を用いてTGF-βシグナル伝達を評価した。細気管支肺胞上皮特異的Pten欠損マウスは野生型と比較して生存率が低く、著しい肺線維化がみられた。投与1週間後における肺組織像の検討の結果、KO群において著明な肺水腫を認めた。気管支肺胞洗浄液中蛋白定量、肺wet/dry重量比の結果から、Pten欠損マウスではBLM肺傷害後の肺血管透過性が著明に亢進していることがわかった。肺線維化について、KO群では肺コラーゲン含有量とα-SMA陽性細胞数が増加していた。KO群でpSmad2免疫染色における陽性細胞率が高く、TGF-βシグナル活性が有意に上昇していた。以上より、細気管支肺胞上皮でのPten発現は、肺線維症発症抑制に重要であることが示唆された。今後は、Pten/Akt経路とTGF-β経路との連関因子の解明とそれを標的とした経気道的投与による新規分子標的治療を行う予定である。特発性肺線維症(IPF)は慢性進行性の肺線維化疾患で、予後不良でその発症機序は不明である。申請者は前年度までに、細気管支肺胞上皮特異的Pten欠損マウスを用いてブレオマイシン(BLM)肺線維症モデルを作製し、細気管支肺胞上皮でのPten発現は肺線維症の発症制御に決定的に重要であることを突き止めた。今年度は、1.上皮Pten欠損による肺線維症増悪のメカニズム、2. Akt阻害剤を用いた新規分子標的治療の検討、3.ヒトIPF症例でのPTEN発現動態について解析した。野生型及びKOマウスにBLMを気管内投与し、肺炎症細胞集族と肺血管透過性および基底膜傷害を評価した。細気管支肺胞上皮特異的EGFP発現マウスを用いて、上皮Ptenが与えるEMTへの影響をin vivoで検討した。Akt阻害剤による肺線維症への治療効果を評価した。ヒトIPF症例における肺上皮PTEN・pAKT発現を免疫染色で評価した。結果、肺傷害後の炎症細胞集簇に両群に差はなかったが、KOマウスでは肺傷害後の肺血管透過性と基底膜破綻が亢進していた。KOマウスでは、肺上皮傷害後における肺線維芽細胞の増殖能、遊走能、アポトーシス抵抗性、分化能が亢進していた。肺上皮Pten欠損マウスにて、肺上皮傷害後のEMTが亢進していた。Akt阻害剤投与にてKOマウスでの肺線維化が軽減し生存率が改善した。ヒトIPF症例では肺上皮細胞でのPTEN発現が減弱し、pAKT発現が亢進していた。以上のことから、肺上皮でのPten発現は肺線維芽細胞活性化と基底膜維持並びにEMTを制御し、肺線維症発症抑制に重要な役割を有すると考えられた。さらに、Pten/Akt経路が現在有効な治療法のないIPFの分子標的に成り得る可能性が示唆された。
カイコが中学校理科と高等学校理科を紡ぐ

(1)体(幼虫,蛹,成虫)の成長と細胞(生殖細胞)の分裂・変化について本校の2年生(160名)全員に飼育を行わせた。幼虫期,蛹期,成虫期での形態や体長や体重の変化を,4名1班で8頭ずつ「ぐんま200」の飼育を約1ヶ月半程度の継続的な飼育観察を伴いながら行った。飼育しているカイコの身長・体重の平均値をはかったところ,脱皮後から身長は伸びるが,体重は次の脱皮直前にやや減少することが分かった。この観察では,配布するカイコを脱皮の日にちを合わせることにより容易にそろえることができることがわかった。また,4齢幼虫,5齢幼虫のそれぞれで,解剖を行わせ,生殖巣の発達,絹糸腺の発達,頭部の発達など観察させ,生殖巣での細胞分裂を観察させた。(2)形態形成に対する,幼若ホルモンの影響について「ぐんま200」の5齢幼虫(蛹化2日前)背側に,原液と水で10倍希釈したメトプレンを,塗布した。塗布後役1週間で次のような結果が得られた。a体節の一部(体節は異なっても同じ部分)の皮膚が蛹化し,縞模様となった幼虫が観察された。bからだ全体が透き通って見える幼虫が観察された。c触覚が発達した幼虫が観察された。d小さな羽が外部に発生した幼虫が観察された。e胸脚が発達した幼虫が観察された。bの幼虫を人為的に脱皮させたところ,多くの場合aのような幼虫が観察されたが一部外見上幼虫のままの場合もあった。また,この際に体液が漏出しbが透明に見えたのは,脱皮すべき表皮と準備された新たな表皮の間に体液が満ちていたことによると考えた。体液が黄色の「ぐんま黄金」にメトプレンを塗布して作出したaの色が黄色であったことからも,脱皮すべき表皮と準備された新たな表皮の間に体液が満ちていたことが原因とわかった。さらに,触覚,羽。胸脚の発達など,全体的には蛹の前部の蛹化がより速やかに進行しているように見える。これらのことより,場所によって作用にメトプレンの濃度依存性がある。場所によってメトプレンが作用する時期が異なる。などの可能性を考えている。さらに,触覚,羽。
メラピーウンガラン火山システムの地熱系発達史解明と地熱資源量評価に関する研究

インドネシア・ジャワ島中央部にある、火山弧に直交する方向に直線的に並ぶ3つの火山、メラピ火山、メルバブ火山およびウンガラン火山において、地球物理学的、地球化学的、および地質学的調査を行い、活動年代、地下構造を解明するとともに、火山体内に発達する熱水系(熱と水の流れのシステム)をコンピュータを使って定量的に解明した。さらに、熱水系が十分発達しているウンガラン火山に関しては、地熱資源量評価を行い、地熱発電(電気出力: 240MW)が可能な資源量が存在していることを明らかにした。4年間にわたる研究の初年度である今年は、最も地熱系が発達していると推定されるウンガラン火山と最も地熱系が発達の未熟と推定されるメラピ火山において地球物理学的フィールド調査を中心に行った。それぞれ以下のような結果が得られた。ウンガラン火山の調査から得られた結果は以下のようなものである。1)赤外熱影像に熱収支法を適用し、噴気放熱量を評価した。また、温泉湧出量と泉温から温泉放熱量を評価した。2)自然電位の測定から、山頂すぐ南側における深部地熱流体の上昇、南側山腹への側方流動が予測された。3)微小地震の観測により、極めて活発な地震活動ゾーンを山頂南側の旧火口壁内と思われる領域で見出した。これは深部地熱流体の上昇ゾーンを反映したものと理解される。以上の結果から、ウンガラン火山に発達する地熱系の概念モデルをほぼ確立できた。一方、メラピ火山については、山腹部で地温測定を行い、目に見える地熱徴候は存在しないが、2000mより高い標高の山腹部で、地温異常が存在することが確認された。このメラピ火山においては、これまでに行われた地震観測結果、約1000年以上継続する噴火活動等を考慮した、ダイク熱源モデルを作成し、非定常3次元流体流動モデルを作成した。その結果、メラピ火山体内には、活発な熱水対流系は未発達ではあるが、火道内を上昇する高温ガスにより、山体中心部の地温異常を説明できる可能性が示された。メラピ-ウンガラン火山列を構成する他の火山、メルバブ火山およびテロモヨ火山いついては、地球物理学的測定は行わなかったが、火山活動年代を推定するために火山岩試料を採取するとともに、現地聞き込み調査を行い、小規模な温泉が存在することが確認された。以上の観測の結果、メラピ-ウンガラン火山列における、予備的な地熱系発達のイメージを作成することが出来た。研究対象となっている、メラピーウンガラン火山システム(メラピ、メルバブ、テロモョ、ウンガランの各火山)に関し、種々の手法により研究を進めた。メラピ火山に関しては、これまでの観測結果を総合し、熱過程に関し、概念モデルを作成するとともに、数値モデルを作成した。熱源として、深部のマグマおよび浅部の火道が存在し、それらによって駆動される熱水系の発達を明らかにした。その結果、火山体中心部に高温の蒸気の上昇流が卓越する熱水系が発達することが明らかになぅた。数値モデルから推定される脆性-延性転移温度は、火山体内に発生する地震の分布をよく説明する。また、蒸気流動から予想される地下浅層の温度分布は、実測されている浅層地下温度異常をよく説明する。すなわち、メラピ火山の熱的構造について、精度の商いモデルが作成されたと言える。ウンガラン火山に関しては、再度現地調査を行った。昨年度の観測では、山腹噴気地域直下に非常に活発な微小地震活動を検出したが、本年度の観測においても、微小地震活動が存在することが確認された。噴気活動の調査も行ったが前年と大きな変化はなかった。また、ウンガラン火山の重力構造の解析を行った。基本的には、第4紀火山岩と第3紀火山岩の2層構造に近似できることが明らかにされた。これらのデータは次年度に実施予定の数値モデル作成に利用される。各火山の構成岩石の採取と火山岩年代の決定を始めた。ウンガラン火山の活動は古期と新期の2つに大別され、それぞれ今から約50万年前および今から30万年前程度であることが明らかにされた。これらの火山活動年代は、噴気活動の存在と整合的であると判断される。研究対象となっている、メラピ-ウンガラン火山システム(メラピ、メルバブ、ウンガランの各火山)に関し、種々の手法により研究を進めた。メルバブ火山において、微小地震観測及び地中温度・土壌中の炭酸ガスの測定を行い、熱水系発達状況を把握することに努めた。地震観測の結果は、火山体内に微小地震が発生しているが活動状況は極めて低いことがわかった。また、火山体山腹において行った地中温度の観測結果は、標高1800mより高地部では、高地温異常が見られることが明らかにされた。

一方、土壌中のCO2ガスは標高1850mより高地部では、標高が増すと共に濃度が減少し、明確な脱ガスの証拠は認めなれなかった。これらのことは、メルバブ火山においては、山体中心部に熱水系発達の可能性が推定されるが、それ程活発ではないと考えられた。メラピ火山においても地中温度と土壌中のCO2ガスの測定を行った。地中温度の観測結果は標高2150mより高地部では明瞭な高地温異常が観測された。これに対応して、高CO2濃度が期待されたが、測定の結果、高CO2異常は観測されず、すでに得られた数値モデルの予測とは異なり、CO2拡散メカニズムを再検討する必要が生じた。ウンガラン火山に関しては、すでに現地調査はほぼ終了し、これまでのデータを総括し、まず、多様な量力構造解析法を適用し、新期火山と古期火山体の識別をさらに明確に行うと共に、地熱系発達においで重要なパラメータである断層解析を行った。また、これまで得られた地球物理学的・地質学的および地球化学的データを総括し、熱水系モデルを作成した。その結果、冷却するマグマからの熱伝導的加熱により火山体内を上昇した熱水は、火山体中心部を上昇し、地表近くで、火山体南側への側方流動に転じ、その一部がゲドンソン噴気地城で流出し、残りの地熱流体は火山体深部をさらに流下するという地熱系概念モデルを作成するとともに、予備的な数値モデルを作成した。ウンガラン火山に関しては、前年度までに作成した地熱系概念モデルおよび予備的な数値モデルに墓づいて、より詳細な数値モデリングを行い、噴気地域形成に至る熱水系モデルを構築するとともに、地熱資源量評価を行った。その結果、火山体中心部の深部から供給される200°Cを超える深部地熱流体が火山体を上昇し、およそ地表下500m深程度で側方流動に転じ、その一部が、地表までに達する断層状構造を上昇し、地表で地熱徴候ゲドンソンゴ噴気地域を形成し、地熱流体の大部分はさらに山体下方へ流動するとのモデルを作成した。ウンガラン火山では、地表から地下深部へ浸透した降水が地下深部のマグマによって熱伝導的に加熱され、深部地熱流体が形成され、火出体中心部にある高透水性ゾーンを上昇することによって、熱水系が発達したものと推定され、十分に発達した熱水系と考えられる。得られた数値モデルに基づいて容積法によって地熱資源量評価を行った結果、発電出力にして2.3MW40.4MWと推定され、有望な地熱資源が存在することが推定された。推定幅がやや大きいが、これは深部構造に不確かさがあることによる。今年度は更に、ウンガラン火山とメラピ火山の中間にある、メルバブ火山の地熱系発達の状態を確認するために、微小地震観測、電気探査、1m深地温測定、土壌CO2ガス測定を行った。山腹の一部の火口状地形に対応して低比抵抗構造が検出されたが、火山体内の微小地震活動は1日1個程度で低調であり、また、明確な地温異常はなく、土壌CO2ガス濃度異常もごく限られた地域にしか検出されなかった。従ってメルバブ火山では十分な熱水系が発達している可能性は低いと判断された。本研究における現地調査及びそれに基づく熱水系の数値モデリングの結果、メラピ火山ではマグマからのマグマ性流体の供給による気相を含む若い熱水系が発達している一方、ウンガラン火山では十分発達した熱水卓越型の熱水系が存在しており、地熱発電が可能な有望な地熱資源が賦存していることが明らかにされた。
IT野の物体認識メカニズム解明のための多重安定アトラクタを持つ神経回路モデル

これまでの報告されてきたIT野の複数の生理学的知見を、Amit型連想記憶モデルで統一的に説明できることを示した。さらに、Amit型連想記憶モデルを詳細に調べることで、IT野のニューロンの反応を予測し、新たな生理学実験パラダイムを提案した。予測した反応が実在すれば、Amit型連想記憶モデルの実在可能性が高くなる。また、Amit型連想記憶モデルが情報処理装置として有効であるかについても検証した。その結果、モデル自体を変更することなく、入力刺激の提示順における統計情報から対象物体を自動分類できることを示した。IT野にはヒトやサルの顔認識ニューロンが存在し、これは次のような挙動をすることが生理学者によって発見されている。まずサルに,複数のヒトやサルの顔を学習させる。続いて、このサルに既に学習したAさんの顔を見せる。すると最初に、ヒトをコードしている全ニューロンが発火し、その後、Aさんの顔をコードしているニューロンだけが発火を持続し、それ以外は発火しなくなる。つまり、最初は物体の大まかな認識(ヒトかサルかのグループ認識)が行われ、続いてそれが誰なのかという詳細な認識が時間を追って行われるということが分かってきたのである。18年度は、連想記憶モデルをこうした生理実験に対応させるために、サル群/ヒト群にグループ分けした記憶パターンを用意してグループ分け情報をモデルに獲得させるために同一グループに属する記憶パターン同士を関連付け学習するようにした。そして、このモデルの想起ダイナミクスを解析した。その結果、関連付け学習パラメータをある値以下に設定すると、生理学実験と類似と考えられる反応が得られた。一方、関連付け学習パラメータを上記より大きな範囲に設定すると、新たに概念形成の情報処理が行えることが分かってきた。繰り返し同じ順番で出てくる記憶パターンは、同一物体を様々な方向からみているだけである可能性もあり、各々の画像を別の物体として記憶するより、いずれが入力されても同じものとして認識するのも重要である。一方、学習順番が毎回異なる場合は、別の物体であると認識するのが自然であろう。そのため、記憶パターンの学習順番を連続的にしたり、バラバラにしたりしたところ、連続的な場合はいずれの記憶パターンが入力されても同じ反応が出るようになった。IT野にはヒトやサルの顔を認識するニューロンが存在し、学習済みのAさんの顔を見せると最初に、ヒトをコードしている全てのニューロンが発火し、その後、Aさんの顔をコードしているニューロンだけが発火を持続し、それ以外は発火しなくなる。つまり、最初は物体の大まかな認識(ヒトかサルかのグループ認識)が行われ、続いてそれが誰なのかという詳細な認識が時間を追って行われる。18年度は、連想記憶モデルをこうした生理実験に対応させるために、サル群/ヒト群にグループ分けした記憶パターンを用意して、同一グループに属する記憶パターン同士を関連付けて学習するようにした。19年度は、より実際の脳のモデルに近づけるために、記憶パターンの発火率を下げるスパースコーディングをモデルに適用すると共に、発火率を制御するための発火率制御層を設けた。その結果、スパースコーディング下でも、関連付け学習パラメータをある値の範囲に設定すると、生理学的知見と類似の反応が得られた。このパラメータの範囲は、発火率50%モデルの場合と比較すると、より大きな値にシフトすることも分かった。ただし、パラメータの値が小さな領域では、逆に、生理学的知見を再現できないことも分かった。つまり、パラメータ範囲が広がることはなかった。また、関連付け学習パラメータを理学的知見が再現できる上限よりさらに大きな範囲に設定すると、新たに概念形成の情報処理が行えることが分かった。最後に、想起ダイナミクスの解析も行い、その過程に特徴的な性質が見られたので、それを元に、脳のメカニズムの可能性を調べる新たな実験パラダイムの提案を行った。18年度と19年度は、Amit型連想記憶モデルでIT野の顔認識ニューロンの生理学実験をより広く説明できる可能性を示した。20年度は、生理学実験との比較から離れ、本研究で使用しているAmit型の連想記憶モデル自体の包括的性質の調査に焦点を置いた。その目的は、Amit型連想記憶モデルがIT野の生理学実験を説明できる一方で、矛盾する性質も内在しないかを調べることと、単に生理学的知見と一致することを示すのではなく、情報処理装置として有効モデルと言えるかを示すことである。まず、Amit型連想記憶モデルが獲得するアトラクタの種類を可能限り探した。これまでは、生理学的知見を説明しうるアトラクタの存在は分かっていたが、詳細に調べると、未知のアトラクタが膨大な数存在することが分かった。ただし、粗実験のレベルではあるが、未知であったアトラクタの引き込み領域は非常に狭く、実際には想起されないことが分かった。よって、従来から知られていたアトラクタのみが実際には想起しうるものであり、Amit型連想記憶モデルで生理学的知見を説明できるとした仮説は崩れないことが分かった。

次に、情報処理装置としての有効性を調べた。Amit型連想記憶モデルは、記憶パターンの学習順番の情報をアトラクタ間の相関の強さとして格納する。これは生理学的知見と合致する大きな性質である。しかし、学習順番に、例えばランラム性などが入った場合、アトラクタの性質がどのように変化するか知られていなかった。調査の結果、ランダム性が入るとアトラクタ間の相関関係は壊れることが分かった。学習順番に相関がない場合は、アトラクタの相関もなくなるので、リーズナブルな性質である。以上から、Amit型の連想記憶モデルが情報処理装置として有効である可能性を示せた。
分かり易さ向上のためのテキストコンテンツ変換に関する研究

本年度の研究では,特定領域研究初年度から続けて収集しているWeb新聞記事と携帯端末向け新聞記事の対応付けコーパスを対象にし,携帯端末向け新聞記事で頻繁に使われる短縮された簡潔な表現をWeb新聞記事から生成するための言い換えパターンの抽出の研究を進展させた.Step:1携帯文の文末表現(2形態素以内で意味のとれる表現)の候補集合の作成Step:2 Step1の候補集合の表現を文末に含む携帯文とそれに対応するWeb文集合を抽出Step:3 Step2で作成した各Web文集合において,形態素解析した結果を文末からの形態素列マッチングによって、言い換えパターンを抽出した。BackBranch(s)はsの直ぐ左に接続する形態素の種類数,長さ(s)はsを構成する形態素数である.この結果、上位200位程度の順位までの表現に対する言い換えでスコアW(s)が第1位のものは,70%程度の正解率、上位3位までの言い換えでは50%強の正解率の平均である.昨年の結果では,サ変名詞の上位10位までの言い換えは90%に近い正解率であり,100位までみると80%強の正解率であった.また,700位程度までは50%の正解率であるが,それ以降,正解率は漸減する.この結果,我々が使用した3年間にわたって収集した88333文対のデータで機械的に取り出せ,スクリーニングにかかる人手が小さい言い換え候補は,大雑把に言って1000種類程度の文末表現に対応するものと考えられる.なお、これ以外にもカタカナ異表記の自動抽出、Webからの用例検索システム、図書抄録の縮約方式、XML文書への情報ハイディングなどの研究を行い、成果を得た。Web環境の発展,モバイル技術の発展によって,テキスト処理は新しい局面を迎えている.すなわち,計算機にとって大切な意味理解から人間の利用者にとって大切な分かり易いテキストの生成,表示が大きな目的になってきた.この研究では,昨年から引き続き行っている,(1)Webの新聞記事と携帯端末向け新聞記事の対応付けコーパスからの要約のための言い換えパターンの抽出,(2)Webページからの属性,属性値情報の検索,(3)多言語用例抽出の各研究について報告する.(1)言い換え抽出:既に開発済みの携帯端末向け記事とパソコン端末向け記事の文対応した大量のデータを用いて以下の方法で文末表現の言い換え抽出を行った.Step:1携帯文の文末表現(2形態素以内で意味のとれる表現)の候補集合の作成Step:2 Step1の候補集合の表現を文末に含む携帯文とそれに対応するWeb文集合を抽出Step:3 Step2で作成した各Web文集合において,文末からの文字列マッチングその結果、第1位のものは,70%程度の正解率、上位3位までの言い換えでは50%強の正解率の平均を得た。また,700位程度までは50%の正解率であるが,それ以降,正解率は漸減する.この結果,我々が使用した3年間にわたって収集した88333文対のデータで機械的に取り出せ,スクリーニングにかかる人手が小さい言い換え候補は,大雑把に言って1000種類程度の文末表現に対応するものと考えられる.(2)Web検索:「Webページに掲載されたオブジェクトを検索するシステム」を提案し試作した.具体的には,「人間」「PC」等,ユーザーが探したいカテゴリに対し,「自己紹介」「PCカタログ」等,オブジェクトに関するスペック情報(属性・属性値情報)を載せたページをWWWから検索するタスクと,それに対する有効なアルゴリズムを考案した.(3)多言語用例検索:Webの検索エンジンの結果を文字列に対するTrie構造化と、後続文字種類数に関する統計処理を行うことによって、部分的に与えた表現を補完する用例を効率的に抽出するシステムを開発した。
医療文章からの部位表現の抽出と正規化

身体部位表現の内部構造モデルを構築し、身体部位表現を自動解析して内部構造を得る手法を提案した。これにより「角結膜」が角膜と結膜から構成されることを計算機で扱うことができるようになった。内部構造解析の結果は次に正規化をしなければならないが、解剖学用語と実際の身体部位表現を比較した結果、身体部位表現の正規化結果としてその要素になっている解剖学用語を抽出するのでは不十分であることが分かった。したがって正規化では解剖学知識の利用が必要である。そこで本邦で構築が進められている解剖オントロジーと身体部位表現を比較し、正規化技術の実現のために解剖オントロジーおよび自然言語処理技術に必要な事項を明らかにした。国内の医療機関では電子カルテなどの導入が進みつつあり、診療情報がコンピュータで処理しやすい形式として蓄積されている。このような情報を医療者の診療業務や臨床研究を支援するために活用することが期待されているが、人間の言葉で書かれた情報は同じことを表すのにも違った表現をすることがあるので、そのままでは活用できない。本研究は診療情報の中でも基本的な情報である身体部位に焦点を当てて、この問題の解決を目指している。本年度は、身体部位の表現の基本である解剖学用語の分析結果に基いて、表現がどのように組み立てられているのかを表すモデルを構築した。モデル構築にあたっては、日本語の言葉一般について言語学分野で蓄積されている知見を取り入れた。この知見に加え、医学医療分野特有の言葉の使い方を表現できるように、解剖学用語の構成要素として使われる語の分類や、それをどのように組み立てるのかの規則を作り、実際に解剖学用語を組み立てられるかどうか実験を行った。その結果、自動的な組み立てがほぼできることがわかった(現在論文投稿中)。また、このモデルは身体部位のためのものだが、拡張することで病名や手術名などにも適用できる。病院情報システムの普及とともに診療テキストが電子的に蓄積されつつあり、その利活用のためには記述されている情報がどこの身体部位についてのものであるかを特定することが必要である。身体部位を表す用語集は解剖学の専門家により編纂されているが、診療テキストで使われる身体部位表現は様々なバリエーションがあるため、そのような用語集ではカバーしきれない。本研究ではこのギャップを埋めることを目指し、上述の用語集を基盤としてテキスト中の身体部位表現を抽出し、さらにその表現が指し示す実際の身体部位を特定する技術の研究・開発を行う。本年度は正規部位表現モデルの構築を目指し、解剖学用語の分析を行った。分析対象は標準部位表現として想定しているもので、日本解剖学会監修の用語集に収載されているものである。この結果、当初モデルとして想定していた、修飾語と標準部位表現の組み合わせの再帰的構造では、その構造に曖昧性がある場合があるため不十分であると分かった。また、「角結膜=角膜|結膜」のような並列・縮退を含む合成語の解析を高精度に行うためには「角」「結」「膜」のような従来形態素として扱われなかった文字列を形態素として定義し、適切な品詞体系を用いることが必要と考えられた。この他に、実験用のデータとして症例報告のアブストラクトを1000件収集した。アブストラクト中には明らかに複合名詞として出現する部位表現だけでなく、所見や病態表現の一部として出現する場合も多く見られた。病態表現には「狭心症」のように病名として広く用いられる名詞から「脊柱管内(の)ガングリオン」のように助詞の欠落とも捉えられるものまであり、後者は病名辞書のみでカバーするのは難しいことから本研究の対象とするべきであると考えた。本研究ではこのギャップを埋めることを目指し、上述の用語集を基盤としてテキスト中の身体部位表現を抽出し、さらにその表現が指し示す実際の身体部位を特定する技術の研究・開発を行った。本年度は昨年度行った分析結果に基づき、身体部位表現の内部構造モデルを構築した。このモデルは、1)要素語、2)要素語の分類体系、3)要素語の合成規則、4)辞書から構成される。このモデルによって、これまで扱うことが難しかった「胸椎+腰椎=胸腰椎」のような縮退を表現することができ、また表層文字列のみならず要素語間の関係も表現されるため修飾語の付加による意味変化に対して頑健な処理の実現が可能である。医療情報学本年度は正規化処理のための核となる内部構造モデルの構築を行い、基本モデルの策定が完了した。本モデルによりテキストからの身体部位情報の抽出と内部構造解析の両方が実現可能である。

またこのモデルに基づいた内部構造解析アルゴリズムの開発を行った。本研究の目的は、この内部構造を用いた部位表現の正規化技術の構築であり、次年度中に完了する予定である。本年度は正規部位表現モデルおよび語彙集の構築を終了する予定であったが、いずれも半分程度の状態である。これは、分析の結果、部位表現が多数の形態素・語から成る合成語であり、当初想定していたよりも複雑な構造を持っていることが判明したためであり、またこれを扱うことのできる既存の知見が言語学、形態論分野においても不十分であるためである。次年度は、1)部位表現の内部構造に基づいた正規化アルゴリズムの実装、2)内部構造解析に必要な知識リソースの整備、3)正規化アルゴリズムの評価実験を行う。正規化アルゴリズムは内部構造に要素として含まれる解剖学用語を核として、部位表現を任意個数の修飾語付き解剖学用語に分割するものである。既に内部構造が解析できるようになっているため、実装は上半期に完了する見込みである。知識リソースは部位表現の要素となる最小単位の辞書と、解剖学用語の辞書が必要である。共に語のみでなく分類等の属性情報も含むものである。本年度行った実験では実験データを解析可能な範囲でこれを構築しており、次年度は解剖学用語全体を解析可能となる範囲まで広げる。さらに解剖学用語には含まれない要素語も存在しており、これについては教科書や症例報告から可能な範囲で収集する。リソース構築も上半期に完了する見込みである。以上2つを用いることで部位表現の正規化が現実的に可能となる。最後に、正規化の評価を行う。評価対象としては、教科書および症例報告に現れる部位表現を想定している。必要に応じて実際の診療録で用いられた部位表現も対象とする。1.部位表現に特化した品詞体系および形態素辞書の構築既存の形態素の定義では複雑な部位表現の記述に不十分である。「角膜」を「角|膜」、「結膜」を「結|膜」と2形態素とし、「角結膜」を「角|結|膜」と分割し、さらに「角→膜」「結→膜」の係り受け関係を解析できるように「角」と「結」を同一の品詞として定義したい。そのためにはいわゆるクランベリー形態素を扱う必要があると考えている。平成25年度はこのような形態素辞書と適切な品詞体系の構築を目指す。2.解剖学用語集の整備分析に用いた用語集は上位下位関係や全体部分関係を情報として含む非常に豊富なものであるが、人が読むことを想定して作られており、そのままでは本研究で利用できない。例えば「上縁」には「(膵体の)上縁」と「(副腎の)上縁」があり、このことは「上縁」がインデントされており直近のインデントされていない語が「膵体」か「副腎」かを見れば判別できるようになっている。他にも手や足などについての左右の情報も付けられていない。この用語集を人手で整理し、更に症例報告のアブストラクトや医学教科書から不足分を補充して、標準部位表現集として整備する。本年度は対象範囲とする解剖学用語を少数に絞って研究を行ったことから、必要となる作業量が少なかったため。
狂言絵画の新資料発掘・分析による近世初期の古演出を解明する画証的研究

●最終年度に実施した研究の成果ー→1狂言絵画資料の博捜。博物館、美術館、能楽堂等の公的収蔵機関の収蔵品から目的の資料の選出、閲覧、撮影等を行った。演出解明の資料としての意義において未知のものばかりであったそれらを、研究の目的に沿って活用すべく手元に蓄積した。また個人蔵品の調査は困難な事案も多かったが、閲覧、複写の作業を慎重に行った。2研究実施計画に則り、海外の伝存資料の調査を行った。ロンドン大学、オックスフォード大学、大英図書館にて調査、閲覧、複写の入手作業を行った。特にロンドン大学SOASにおいては研究的図録には記載されながらも記事に誤りが多く、史料性の確定もなされていなかった絵画資料情報を持ち帰り、画像を公刊することができた。3以上の蓄積した資料を総合的に分類し、資料相互の関連性を考察し、史料性の確定を行った。そこで得られた結論の重要な一点は、近世期の狂言の絵画資料はすべて江戸初期に非常に狭い制作圏において描かれたものの伝承形であること、よって近世末制作のものであっても近世初期の狂言の芸態を留めると考えられること、である。4以上の成果につき、能楽学会大会、例会、芸能史研究会等の当該研究関連学会で講演、研究発表を複数回行った。●研究期間全体を通じて実施した研究の成果ー→1狂言絵画資料の博捜。調査、分析、古演出の考察を行った。2この間に江戸初期の貴重な個人蔵資料の公刊があり、発掘してきた新資料とあわせてその総合的な関連性を徳川美術館本、『狂言記』挿絵を基軸に考察した。多くが新出資料で、既発表の資料も含めて狂言絵画、特に狂言古図の史料的な意味はほぼ明らかにできたと確信する。●今後の研究の展開ー→狂言絵画資料の調査はこの2年間の科研費の助成を得て大きく進展させることができた。資料調査はエンドレスであるが、これまでの成果をまとめ『狂言の画証的研究』として著書の公刊を予定している。本研究の目的を踏まえ、今年度当初の計画に沿って研究活動は実施できたと考える。1.公的・私的収蔵機関の収蔵品の検索・・・(1)東京国立博物館の資料室に通い、同館の狂言絵画の収蔵状況、また国内外の絵画資料の検索を行った。特に在外の狂言の古図を検索することができたことは具体的な成果で、その調査分析が次年度の課題となる。また同館所蔵の、有力資料でありながら分析、資料批判、活用のされてこなかった「能狂言絵巻」については研究の着手に入っている。(2)国立能楽堂の特別展と資料閲覧室に通い資料の熟覧を行い、また担当者から国立能楽堂の収集状況の情報入手ができた。今年度は2011年度末刊行された「国立能楽堂調査研究」6収載の狂言古図の公開が本研究にとって最大の収穫であり、その内容の分析については「国立能楽堂調査研究」次号に投稿執筆する予定である。近接の初期歌舞伎研究と相互の研究の必要性が明らかとなったことも、本研究を進めてきたことの成果のひとつである。(3)徳川美術館の未公開狂言古図について再度分析、また資料の価値について考察でき、早稲田大学演劇博物館にては新資料の検出、既知の資料の分析を行い、研究発表し、まもなく論文化できる。これらが具体的な成果である。2.個人所蔵資料の検索・・・本年度は上記(2)に記したが、この個人蔵、すなわち能楽関連資料の一大収集家鴻山文庫蔵の狂言古図は既に拙稿で出現と公開を切望してきた資料で、それが実現したことは本研究にとって画期的なことであった。今後これを活用するに際しての基礎的、基幹的研究を積み上げてきたことの総まとめができたことが本年度の成果といえる。3.典籍資料からの検索・・・『秘蔵日本美術大観』からの検索を行い論文化した。これは今後の在外作品の発掘におおいに役立つ実績であったと考えられ、今後もその他諸本から継続作業を行っていく。当初「研究目的」に記した、本年の資料発掘の目標数値は30件であったが、その数は達成された。本年度は当初の計画通り、主として主要所蔵機関の調査を行った。狂言絵画資料については研究の対象とされることが少なかったので、そうした首都圏の機関であっても未発掘未活用の資料が多かった。それらの発掘と、それらを活用しての狂言の古演出の解明は確実に進ませることができたと考える。さて現時点での本研究に非常に重要な意味を持つ狂言古図の一群(江島本)が出現したことは本研究にとっての僥倖であったが、本研究を行ってこなければこの新資料の出現の意味と研究上の価値は研究者にも正確には認知されなかったかもしれず、本研究を進展させてきた意義はそこに見出せると確信している。またその他の新資料の発掘および、絵画資料の整理分析による古演出解明の新見解のいくつかの提示は口頭発表数回において行うことができ、論文化もできた。大型美術本からの在外資料の検索と考察も、研究上まったく行われていない分野の取り組みであったので、初動の作業としての意義はあったと考える。これらが現在までの達成度を(1)とする理由である。1.23年度の継続と総括(1)資料検索調査の継続による新出本の発掘、また分析による古演出の未解決課題の解明。

具体的には今年度調査の行き届かなかった全国の博物館・美術館等の総検索の課題が残っている。今年度は主として首都圏の主要所蔵機関の調査に終わったが、当初計画した旧大藩所在地の所蔵機関の検索を行っていく。一見、貴重資料は東京に集中しているように考えられるが、狂言絵画の古書肆、古物売り立ての現場をみると意外な地方であることも多い。インターネット等の活用にてそうした地方情報にも目を向けていく予定である。京都もそうした資料の出る可能性の高い地域である。資料収集ネットワークの充実を図りたい。(2)収集した資料の総覧の作成と活用。具体的には一読して明瞭な時代別、作品種別の狂言古図の分類と50音順の表の作成である。近年、日文研にて日本古楽器の絵画資料の調査分析がなされているが、そうした領域の方法にも学びつつ、画証資料としての活用が一般的なものにできるような段階までの作業を進めたい。2.海外の狂言古図の検索・調査具体的にはロンドン大図書館、大英博物館関連の施設を現在は考えている。資料調査受け入れ等の依頼に取り掛かっている。在外資料に関しては東京国立博物館等による「海外所在日本美術品調査報告」や日文研の海外美術館所蔵日本美術品図録によって検索し、必要な場合は現地調査を試みたいと考える。当初計画の通りに実行したいと考える。すなわち資料調査旅費、研究成果発表旅費、撮影許諾依頼謝金等である。資料調査費は具体的には申請当初海外で100万にて計画している。しかし、国内の調査にも必要であるので、節約しつつの計画の実行がなされねばならない。撮影許諾依頼謝金については、徳川美術館等私立機関の許諾料が非常に高額であることは研究推進の過程でも痛感されたところである。撮影済みの写真の論文の掲載料が一枚につき4000円で、在外資料に係っては今のところ具体的な金額は予測できず、国内並みの用意はしておかねばならない。現地に調査に行けず、撮影依頼のみの場合はネガがない場合は国内においても、撮影願いをせねばならず、これも高額となる。画像の入手は本研究の基本的なかつ重要事項であるのだが、これまでの過程で在外資料については一件の体験があるのみで、予算の策定が非常に難しい。しかしながらこの作業過程は後進にとってのよい先例になると考えられるので、個人研究の枠内でもっとも効率よい研究費使用に取り組みたいと考えている。
巨大葉緑体イネ変異体の利用による葉緑体ゲノム改変技術の確立

作物での葉緑体への遺伝子導入は、花粉による遺伝子拡散防止、大量のタンパク質発現、相同組換えによる遺伝子ターゲティングなどに有効な技術であるが、イネなどの主要穀物では効率的な導入法の確立に至っていない。効率的な遺伝子導入へのポイントとしては、ターゲットとなる葉緑体サイズがイネでは小さいことが挙げられる。本研究では、イネで葉緑体形質転換を可能にする方策の1つとして、葉緑体が巨大化する変異体を用いることを試みた。そこでまず、葉緑体が巨大化するイネ変異体を単離してこの変異を詳しく調べるとともに、葉緑体形質転換への利用と効率化のための研究を試みた。本研究では、イネにおける葉緑体ゲノムへの遺伝子導入を可能にするためのツールとして葉緑体が巨大化したイネ突然変異体に着目しており、本年度は、得られた変異体の解析を進めた。(1)イネ巨大葉緑体変異体gicの単離と解析温室で生育させた個体ごとに第3葉からプロトプラストを単離して葉緑体を観察する方法を確立し、約2000個体のスクリーニングにより、葉緑体が肥大化した変異系統(giant chloroplast ; gic)を得た。葉肉細胞における葉緑体のサイズを確認するために、gicのイネ葉より切片を作成し、レーザー共焦点顕微鏡による観察を行った。切片作製には凍結切片法あるいは振動刃ミクロトームなどを使用したが、良好な観察像を得ることができなかったので、来年度以降も継続して研究を行う予定である。さらに今年度はgicの日本晴への戻し交雑を行って、今後の実験のための材料を得た。(2)イネ巨大葉緑体変異体の原因遺伝子同定gicとKasarathとの交雑後代F2の種子が今年度得られたので、これらの材料を用いてマップベースによる原因遺伝子の単離を進めた。プロトプラストによる表現型の解析がうまくいかず、マッピングに用いる個体が17個体しか得られなかったため、精密なマップを行うことができなかったが、4番染色体の末端に弱い連鎖が観察されたので、来年度以降、遺伝子単離のためのより詳細なマッピングを進める。(3)葉緑体形質転換用コンストラクトの作製タバコで使われている既存のスペクチノマイシン耐性遺伝子カセットを、イネ葉緑体ゲノムライブラリー由来のプラスミドクローン(Baml)へ挿入した形質転換用のコンストラクトを作製することができたので、来年度以降、このコンストラクトとgicを用いた形質転換の実験をパーティクルガンを用いて進める。本研究では環境に安全な遺伝子導入法としてイネ葉緑体ゲノムへの形質転換に着目し、これを可能にするための有用リソースを活用した技術開発への基盤研究を行う。このため本年度は、(1)葉緑体が肥大化し遺伝子導入を高率化する変異体gicの解析、(2)上記の変異体を用いだ遺伝子導入を試みた。(1)のgic変異体の解析では、Kasalathとの交配F2世代を得て、巨大葉緑体を示す後代を得てマップベースクローニングを試みた。これまでのプロトプラストを用いた葉緑体の観察法よりも簡便な方法として、共焦点レーザー走査顕微鏡による葉の直接観察法を開発し、本年度はこの方法を用いて判定を行った。約30個体を用いたラフマップによる解析では、gic変異が4番染色体に座乗すると予想されたため、来年度以降も詳細な解析を進める予定である。さらに、gic変日本晴との戻し交雑によるF2系統からgic個体を今年度は系統化し、それらの自殖によりF3種子を増殖すると同時に個体の特性も調査した。肥大化葉緑体を持つ個体の分離から劣性の1遺伝子による変異であると推定され、さらに系統化されたgic変異体では、草丈がやや矮性を示すが出穂や稔性には異常が見られず、形質転換の材料として利用可能であることがわかった。(2)では、上記の系統化したgic系統を用いて葉緑体形質転換を試みた。昨年度までに作製したイネ葉緑体形質転換用のベクターを用いて、gic系統から誘導した種子由来のカルスをパーティクルガンにより遺伝子導入し、スペクチノマイシンおよびストレプトマイシンによる形質転換体の選抜を現在進めている。本研究では環境に安全な遺伝子導入法としてイネ葉緑体ゲノムへの形質転換に着目し、これを可能にするための有用リソースを活用した技術開発への基盤研究を行った。イネでは葉緑体形質転換が困難である1つの原因として葉緑体がきわめて小さいことが考えられるので、本研究では葉緑体サイズが大きくなる変異を得て活用するための研究を行った。今年度は、1イネ巨大葉緑体変異体<i>