hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大陸辺縁部における遺伝的多様性の解析:家畜化プロセスの解明をめざして

本研究では、日本在来のイヌ、ネコ、ウマのDNA分析を通じて、在来品種の起源を明らかにするとともに、家畜化プロセスへの理解を深めることを目的とした。ミトコンドリアDNAやY染色体DNAのSNP(一塩基多型)だけでなく、毛色や尾型等に関連する遺伝子多型を分析することで、これまで知られていない、日本在来品種固有の変異を発見することができた。本研究は、家畜化当初の古い特徴を遺伝的に保持している可能性がある日本在来家畜種、特にイヌ・ネコ・ウマに焦点をあて、遺伝的多様性の分析を通じて家畜化の過程を解明することを目的とする。初年度は、以下の3つに重点的に取り組んだ。(1)遺伝的サンプルの収集イヌについては、日本犬保存会・天然記念物柴犬保存会等の協力を得て、各種展示会において口腔細胞を採取した。また、岐阜大学動物病院の協力のもと、イヌとネコの体毛を収集した。これらを通じて、合計100個体以上の貴重なサンプルを集めることができた。一方、ウマについては、木曽馬の血液試料の収集を進めた。これらの口腔細胞・体毛・血液試料などから、市販のキットを用いてDNAを抽出した。(2)注目するDNA領域の決定特にイヌについて、活発な研究がおこなわれてきたミトコンドリアDNAの分析結果と比較する上で重要な、Y染色体DNAのSNP解析に取り組むことを決定した。当初はDNAの増幅が困難であったが、Nested-PCR法に基づくプロトコルを確立した。この他、味覚受容体遺伝子、体毛に関する遺伝子、性決定遺伝子等について予備解析をおこなった。(3) DNA多型の解析日本在来犬種のうち、柴犬・紀州犬・四国犬・甲斐犬の4品種に注目して、ミトコンドリアDNAとY染色体DNAの多様性の分析を進めた。甲斐犬に関して、他の3品種と異なるY染色体DNAハプロタイプが発見され、さらなる解析を進めている。本年度は、以下のような項目に重点的に取り組んだ。(1)遺伝的サンプルの収集イヌ・ネコについては、前年度の試料を補完するサンプル収集をおこなった。ウマについては、共同研究として、対州馬に関するサンプル収集に協力し、ほぼ全頭の試料を集めることができた。(2)DNA多型の解析イヌ、ウマについて、日本在来品種とそれ以外の品種の比較を念頭に、DNAの多型解析を進めた。具体的に対象としたのは、ミトコンドリアDNA、マイクロサテライトDNA、および毛色、味覚、嗅覚、ストレス耐性に関する遺伝子である。対州馬についての共同研究に関しては、遺伝的多様性の度合い、遺伝的構造および木曽馬との関係に関して、予備的な結果を得た。また、ドイツの共同研究者と協力し、世界的な視野からみたウマのDNA多型解析を進めた。(3)DNA資料の統計学的解析・集団遺伝学的シミュレーションイヌについては、既に出版されているイヌ・オオカミの遺伝的データと合わせて遺伝的解析をおこない、系統関係、分岐年代、日本への渡来時期などについて結果を得た。現在投稿準備中である。この他、自然選択・人為選択の強さを適切に評価し、種間比較をおこなう方法に関する理論研究を進め、その成果を学術雑誌に投稿中である。さらに、比較研究として、家畜以外の動物の渡来時期と渡来数に関するシミュレーション研究をおこなった。1遺伝的サンプルの収集を進めた。特にネコについて、過去2年間の試料収集を上回る本格的なサンプル収集をおこなった。これまでは、家庭内で飼育されているものにとどまっていたが、野外で自由に行動するいわゆる「ノラネコ」について、100以上のサンプルを得た。2DNA多型の解析を進めた。イヌ、ウマ、ネコについて、日本在来品種とそれ以外の品種の比較を念頭に、DNAの多型解析を進めた。具体的には、ミトコンドリアDNA、マイクロサテライトDNA、および毛色、ストレス耐性、筋肉特性(瞬発力/スタミナ)、尾型に関する遺伝子を分析し、新たな知見を得た。これらの実験結果については、現在とりまとめを進めている。3DNA資料の統計学的解析・集団遺伝学的シミュレーションをおこなった。イヌに関して、既に出版されている遺伝的データと合わせて遺伝的解析をおこない、オオカミを含めた全世界的な系統関係、分岐年代、日本への渡来時期などについて論文にまとめて投稿した。ウマに関して、ミトコンドリアDNAのデータを再検討をおこない、分岐年代や過去の個体数変動に関する論文にまとめ、現在、投稿準備中である。この他、自然選択・人為選択の強さを適切に評価し、種間比較をおこなう方法に関する理論研究を進め、その成果を学術雑誌に発表した。

イヌやウマについての共同研究が進行し、日本在来品種の特徴や祖先種との関係について、興味深い知見が得られ始めている。DNA多型の度合いが明らかにされるだけでなく、統計解析により、そこから個体群の過去に関する情報が引き出されつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。試料収集・分析がやや遅れているネコについて、相対的に力を注ぐことにより、バランスのとれた研究の進行をめざす。最終年度を迎えるにあたり、不足している試料の収集や分析を進めるのは当然であるが、それと同時に、成果の発表につとめる。
分子テンプレートを用いたメソポーラス金属の合成

界面活性剤の自己組織化プロセスと電気化学的な手法を融合させ,様々な組成・形態・構造のメソポーラス金属を作製する.特に,電池の電極やセンシング材料などへの応用を第一段階のターゲットにし,メソポーラス金属のテーラーメイドなデザインを行い,応用例を提案する.界面活性剤の自己組織化プロセスと電気化学的な手法を融合させ,様々な組成・形態・構造のメソポーラス金属を作製する.特に,電池の電極やセンシング材料などへの応用を第一段階のターゲットにし,メソポーラス金属のテーラーメイドなデザインを行い,応用例を提案する.Snをベースにしたメソポーラス合金を合成し,それをリチウムイオン二次電池の負極として用いることで,以下のことが実現した.細孔の大きさと細孔壁の合金組成の精密設計により,何回充電しても,もの落ちしないリチウムイオン二次電池が実現した.(1)電極自体をナノポーラス化することにより,電解液と電極との接触面積を大幅に増加させ,電気化学反応場を向上させることで高エネルギー化.また,多孔質になった電極は,Liイオンを電極内部までスムーズに運び,高い拡散性も可能になった.(2)Liと合金化しない金属をSnと合金化した電極は,原子レベルでSnと混合した状態であるため,より有効に電極の崩壊・欠落を防ぐことができる。Sn単独系よりも,充電時の体積変化による電極の崩壊・欠落を緩和し,電極の長寿命化に寄与した.充放電時にLiイオンが電極と余計な副反応を起こさないために,Snと合金化させる金属種としては,「Liと合金化しない金属」を選ぶことが重要である.また,現在,更なる骨格組成の多様化として,金属の場合と析出手法が似ている半導体に注目している.金属が主に電気化学的分野へ用いられるのに対し,半導体は可視光を利用した光電池・光触媒などの光エレクトロニクス材料として応用できる.メソポーラス半導体は,メソ構造由来の高比表面積により特性が大幅に向上すると考えられる.自己組織化によりナノ規則配列した超分子鋳型によるメソポーラス金属の合成は,従来にない反応場を利用した高反応性電極・高活性触媒を具現化するための画期的手法であり,非常に期待される新規ナノ材料である.メソポーラス金属は,骨格が金属のみから形成し電気伝導性の高い多孔体であり,従来の無機酸化物系メソポーラス物質とは異なる応用が期待される.本研究では,組成・構造・形態の精密な制御を展開し,高い表面積を持つ反応触媒担体電極・二次電池用電極や化学センサー等の電気化学系デバイスや金属触媒等への応用をターゲットにする.平成23年度は,メソポーラス金属の薄膜化,及びその応用を研究の目標にした.従来のメソポーラス金属薄膜の細孔方向はランダムであり,薄膜におけるメソチャネルの配向性を制御することは,材料をより精緻に設計する上で非常に重要であり,それらの実現に向け強磁場などの外場プロセスなど様々な手法を試してきたが,金属薄膜中のメソ細孔の配向制御までには至らなかった.しかし,白金のみならず,他の金属と合金化する手法の一般化には成功し,初めてメソポーラス白金・金合金薄膜の合成に成功した.メタノール酸化反応の結果,通常のメソポーラス白金と比較しても,CO被毒があまり起こらず,長時間高い活性を維持することが可能となった.また,グルコースセンサーの初歩的な検討も始めており,通常の無孔質白金薄膜と比較して,およそ20倍以上のセンシング能力があることも初めて分かってきた.
液液反応界面に生成されるゲルの粘弾性測定手法の確立とゲル生成を伴う反応流の研究

高粘性液体と低粘性液体の液液界面で化学反応により生成するゲルが流動場に及ぼす影響を実験的に検討した。またその液液界面で生成されるゲル粘弾性測定を提案、実行した。ゲル生成が流動場に及ぼす影響はゲルの種類により大きく異なることを示した。またゲルの種類によりその粘弾性特性が異なることを示した。その粘弾性測定結果を基にゲルが流動場に及ぼす影響の差異を説明しうる物理モデルを提案した。平成25年度、ポリアクリル酸ナトリウム水溶液を高粘性液体とし、それと反応する二つの金属イオン(Al3+、Fe3+)水溶液を低粘性液体とし、ヘレ・ショウセル内での置換実験を行った。ある流動条件下で、両方の場合でゲルが生成されるにもかかわらず、置換効率は非反応の場合に比べ、Al3+の場合は減少し、一方、Al3+の場合は増加した。この結果は、ゲル生成が置換効率に及ぼす影響は、ゲルの種類によることを示している。この理由を明らかにするために、ダブルウォールリングセンサーを用いた、液液反応界面レオロジー測定を行った。その結果、ゲル生成(G'(貯蔵弾性率)、G"(損失弾性率)の急激な増加)後、Al3+の場合、G"が時間と共に減少し、一方、Fe3+の場合、G'が時間と共に増加することが明らかとなった。このレオロジー測定結果を下に、両ゲルが置換流れ場に及ぼす影響の差異を説明する物理モデルを提案した。今年度、キサンタンガム水溶液を高粘性液体とし同様の実験を行った。キサンタンガム水溶液の場合、二つの金属イオン水溶液に対して、置換パターンに大きな差異はなかった。また液液反応界面レオロジー測定でも、両者に大きな差異はなかった。昨年度と今年度の結果は、液液反応界面レオロジー特性とゲル生成反応を伴う高分子液体反応流が強く相関していることを示している。高粘性液体をポリアクリル酸ナトリウム(SPA)水溶液、低粘性液体をFe3+水溶液とした場合にViscous fingering(VF)実験を行うと、低流速において、Fractureパターンが発生する。一方、高粘性液体をキサンタンガム(XG)水溶液、低粘性液体をFe3+水溶液とした場合、高流量においてFractureパターンが発生する。この現象にダブルウォールリングセンサーを用いた反応界面レオロジー測定から検討を加えることに注力した。まず、昨年度まで行っていた微小振動測定を行ったが、この測定では、先の実験結果の解釈に資する結果を得ることが困難であった。これは、先のVF実験結果は流速がパラメータとなり、変形の速度が重要であるが、微小振動測定では、この変形速度の差異を抽出するのには適していないことに起因していると考えた。そこで昨年度、ダブルウォールリングセンサーを用いた反応界面レオロジー大変形測定に着手した。その結果、以下を明らかにした。(1)XG水溶液の場合、ある臨界流速を超えるとFractureが発生するのは、大変形測定によりゲルが破壊される剪断速度の違いに起因していると推察した。(2)SPA水溶液では高流速でFractureが、XG水溶液では低流速でFractureが発生するのは、大変形測定により、界面粘度の剪断速度依存性の差異に起因していると推察した。SPA系では、剪断速度が大きくなると界面粘度が減少し、XG系では、剪断速度が大きくなると界面粘度が増加するという結果が得られた。この現象にダブルウォールリングセンサーを用いた反応界面レオロジー大変形測定から検討を加えた。その結果、XG水溶液の場合、ある臨界流速を超えるとFractureが発生するのは、大変形測定によりゲルが破壊される剪断速度の違いに起因していると推察した。また、SPA水溶液では高流速でFractureが、XG水溶液では低流速でFractureが発生するのは、大変形測定により、界面粘度の剪断速度依存性の差異に起因していると推察した。また、高粘性液体を、塩酸を含むグリセリン水溶液、低粘性液体をSPA水溶液とポリエチレンオキサイド(PEO)水溶液と塩化カリウムの混合液体とした場合、化学反応によるゲル生成により条件によってVFを完全に抑制することを明らかにしていたが、この系では流速が大きい方がVF抑制能が大きかった。この結果を、レオメータ販売会社の協力の下、反応界面の大振幅振動せん断流れ(Large Amplitude Oscillatory Shear Flow: LAOS)測定を行い、せん断速度が大きくなると、弾性の影響が大きくなり、これがVF抑制能の増加につながっていると推察した。

その粘弾性測定結果を基にゲルが流動場に及ぼす影響の差異を説明しうる物理モデルを提案した。反応流実験におけるVFパターンの速度依存性については、微小振動測定では、それを説明するレオロジー測定データの取得が難しいと判断し、大変形測定を試みた。その結果、反応流実験結果を説明しうるレオロジー測定データを取得できたため。液相反応流昨年度までは、VFパターンからFractureパターンに遷移する反応流実験結果に対してレオロジー測定による裏付けを試みた。我々は、現時点で、VFパターンを化学反応により、抑制することのできる溶液・反応系を確立している(この傾向はVFパターンかたFractureパターンの逆の傾向)。今年度はこの系に対して大変形測定を行い、その妥当性を検証する。論文が書けるだけのデータを取得することができた。流れ場での生成されるゲルは大変形を受ける。平成25年度は、これを微小変形に対する応答で評価しているが、その妥当性に疑問が残り、今後はこの点も考慮にいれながら研究を進めてゆく。
2017年3月27日に栃木県那須町で発生した雪崩災害に関する調査研究

2017年3月27日,那須岳で発生し登山講習中の高校生7名を含む8名が犠牲となった雪崩に関する調査を行った.その結果,今回の雪崩は低気圧性の降雪が弱層(弱い層)となり,その上に多量の降雪が積もったために発生した雪崩であることがわかった.さらに今回の事例と同規模の大雪は,3月としては約19年に1度発生していることを明らかにした.また雪崩運動解析により,現地調査では判明できなかった雪崩の発生個所の推定を行った.事故再発防止のために,周辺における雪崩事故の履歴をデータベース化するとともに,低気圧性の雪崩発生の危険性がいつどこで高まるかを予測するシステムの開発を進めた.2017年2月27日,栃木県那須町の那須岳東斜面で発生した雪崩により,登山講習中の高校生7名、引率教師1名の8名が犠牲となり40名が負傷する雪崩災害が発生した.本研究では,その原因並びに実体の究明及び再発防止のために,現地調査並びにデータの解析・研究を行った.その結果,事故直後の現地調査と気象状況から,今回の雪崩は低気圧性の降雪が弱層(弱い層)となり,その上に多量の降雪が積もったために発生した雪崩であることが明らかになった.さらに降積雪解析より,今回の事例と同規模の大雪は約3年に1度,3月としては約19年に1度発生していることを明らかにした.また複数の数値モデルを用いた雪崩運動解析により,現地調査では判明できなかった雪崩の発生個所の推定を行った.事故再発防止のために,周辺における雪崩事故の履歴をデータベース化するとともに,低気圧性の雪崩に特化した地形や気象的な特徴をもとに低気圧性の雪崩発生の危険性がいつどこで高まるかを予測するシステムの開発を進めた.さらに低気圧性の雪崩の危険性を周知するために,雪崩事故防止に資する研修資料を作成するとともに,実際にそれらの資料を基に全国5県で高校登山部の教師や県によっては登山部に属する高校生に対する研修も実施した.2017年3月27日,那須岳で発生し登山講習中の高校生7名を含む8名が犠牲となった雪崩に関する調査を行った.その結果,今回の雪崩は低気圧性の降雪が弱層(弱い層)となり,その上に多量の降雪が積もったために発生した雪崩であることがわかった.さらに今回の事例と同規模の大雪は,3月としては約19年に1度発生していることを明らかにした.また雪崩運動解析により,現地調査では判明できなかった雪崩の発生個所の推定を行った.事故再発防止のために,周辺における雪崩事故の履歴をデータベース化するとともに,低気圧性の雪崩発生の危険性がいつどこで高まるかを予測するシステムの開発を進めた.雪氷防災
金属ナノ粒子－タンパク質複合体の生体内一段階調製プロセスの開発

本研究では、グリセロールデヒドロゲナーゼ(GLD)によるNADH補酵素再生系に対して、金結合性ペプチドを融合した機能性タンパク質を共存させることで、目的とする機能性タンパク質が金ナノ粒子表面に修飾された金ナノ粒子-タンパク質複合体の調製を試みた。まず、3つの異なる機能(精製用タグとしてヘキサヒスチジンタグ(His-tag)およびグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)、抗体結合ドメインとしてプロテインGおよびプロテインA、金結合ペプチドとしてA3ペプチド)を有する機能性タンパク質をデザインした。また、各ドメインが金ナノ粒子の形成や結合に与える影響を評価するために、A3ペプチドを欠損させたタンパク質および精製用タグを欠損させたタンパク質も調製し、評価に用いた。その結果、抗体結合ドメイン融合タンパク質存在下においてもGLD酵素反応による金ナノ粒子合成反応は進行し、生成した金ナノ粒子表面に当該融合タンパク質が結合していることを確認した。さらに、得られた抗体結合ドメイン修飾金ナノ粒子を用いたEnzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)の結果から、金ナノ粒子上に固定化された融合タンパク質は、金結合性ペプチドを介してその機能を保持した状態で金ナノ粒子上に固定化されていることが明らかとなった。さらに、大腸菌由来GLDに代え、より安定で結晶構造が入手可能なBacillus stearothermophlius由来GLD (BsGLD)を用いてタンパク質修飾金ナノ粒子の調製を試みた。BsGLDの高次構造情報を基に、機能性タンパク質と金結合ペプチドの双方を遺伝子工学的手法により融合させた新規キメラタンパク質を調製することで、単一タンパク質成分によるタンパク質修飾金ナノ粒子の一段階合成を試みた。その結果、金ナノ粒子合成と粒子表面への提示を一種類の融合タンパク質が担う金ナノ粒子-タンパク質複合体の調製に成功した。また、本手法により調製された金ナノ粒子上に固定されたタンパク質の機能が十分に保持されていることをELISAにより確認した。本年度はGLD酵素反応を利用したタンパク質修飾金ナノ粒子の調製法の開発を目的として研究を遂行し、おおむね期待した結果が得られている。その結果、二つの学術論文を作成することができた。しかしながら、大腸菌内でのタンパク質修飾金ナノ粒子の合成は達成できておらず、更なる検討が必要である。これまでの研究から、in vitroでの酵素反応を利用したタンパク質修飾金ナノ粒子の調製が可能となってきた。本研究の最終目標は大腸菌内でのタンパク質修飾金ナノ粒子の作製であるが、形成した金ナノ粒子に対して如何に目的のタンパク質を結合させることができるかが課題となってくると考えられる。さらに、大腸菌を用いて金ナノ粒子を形成させる場合、大腸菌のどこの部分で金ナノ粒子が形成するのかを確認する必要があると考えられ、この点も含めて今後検討を進めていく予定である。本研究では、グリセロールデヒドロゲナーゼ(GLD)の酵素反応より産出される電子伝達物質(NADH)を電子供与源としてもちいることで、大腸菌を反応場として、金イオンからの金ナノ粒子の調製を試みている。さらに、金表面に親和性を有するペプチドを遺伝子工学的手法で導入した機能性タンパク質をGLDと共発現させることで、金ナノ粒子の形成と機能性タンパク質の修飾をワンポットで行うことを目指している。まず、金ナノ粒子上に固定化するタンパク質のデザインをおこなった。抗体のFcドメイン特異的に結合するプロテインGとプロテインAを機能性部位、His-tagとGSTを精製用の部位、A3ペプチド(AYSSGAPPMPPF)を金結合部位とし、この三つのドメインから成る融合タンパク質を調製した。次に、GLD酵素反応系に加えることで金ナノ粒子の形成と同時に融合タンパク質が固定化できるかを評価した。GLDと融合タンパク質をそれぞれ大腸菌を用いて発現・精製したものを用いて、in vitroでタンパク質-金ナノ粒子複合体の調製を行った。その結果、金ナノ粒子の形成および融合タンパク質の固定化に成功した。A3ペプチドは金ナノ粒子の形成を促進することが示され、A3ペプチドの存在により金ナノ粒子の分散性が向上することが示唆される結果が得られた。しかしながら、金表面に対する相互作用は、A3ペプチドよりも精製用のタグとして導入したHis-tagの方が強いことが明らかとなった。このことから、金ナノ粒子上の融合タンパク質はHis-tagを介して結合していることが明らかとなった。このことから、次にA3ペプチド側ヘシステインを導入することで、Au-S結合を介してA3ペプチド側での融合タンパク質の固定化を試みた。その結果、システインの導入により、金ナノ粒子の形成と融合タンパク師の安定な固定化に成功した。本年度の研究は現在、国際誌に論文を投稿中である。

さらに、得られた抗体結合ドメイン修飾金ナノ粒子を用いたEnzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)の結果から、金ナノ粒子上に固定化された融合タンパク質は、金結合性ペプチドを介してその機能を保持した状態で金ナノ粒子上に固定化されていることが明らかとなった。さらに、大腸菌由来GLDに代え、より安定で結晶構造が入手可能なBacillus stearothermophlius由来GLD (BsGLD)を用いてタンパク質修飾金ナノ粒子の調製を試みた。BsGLDの高次構造情報を基に、機能性タンパク質と金結合ペプチドの双方を遺伝子工学的手法により融合させた新規キメラタンパク質を調製することで、単一タンパク質成分によるタンパク質修飾金ナノ粒子の一段階合成を試みた。その結果、金ナノ粒子合成と粒子表面への提示を一種類の融合タンパク質が担う金ナノ粒子-タンパク質複合体の調製に成功した。また、本手法により調製された金ナノ粒子上に固定されたタンパク質の機能が十分に保持されていることをELISAにより確認した。機能性タンパク質のデザインからin vitroでのタンパク質修飾金ナノ粒子の調製には成功したが、A3ペプチドよりもHis-tagの方が強く金表面に結合してしまうことが明らかとなり、安定した固定化を達成するという所で研究が滞ってしまった。しかしながら、本問題はA3ペプチド側にシステインを導入することにより解決することができ、新たな知見を得ると共に成果を論文化することができた。本年度はGLD酵素反応を利用したタンパク質修飾金ナノ粒子の調製法の開発を目的として研究を遂行し、おおむね期待した結果が得られている。その結果、二つの学術論文を作成することができた。しかしながら、大腸菌内でのタンパク質修飾金ナノ粒子の合成は達成できておらず、更なる検討が必要である。研究計画の基本方針に変更はないが、得られた知見をもとに、大腸菌内でのタンパク質修飾金ナノ粒子を達成するために融合タンパク質を再デザインをおこなう。具体的には、His-tagおよびA3ペプチドを繋げたタグを融合タンパク質に導入した機能性のタンパク質を調製する。結合力が弱い場合は、システインを導入することで問題を克服できると考えられる。まず、精製したGLDと機能性タンパクを用いてin vitroでの実験により確認を行う。次に、大腸菌内でのタンパク質修飾金ナノ粒子の調製を試みる。これまでの研究から、in vitroでの酵素反応を利用したタンパク質修飾金ナノ粒子の調製が可能となってきた。本研究の最終目標は大腸菌内でのタンパク質修飾金ナノ粒子の作製であるが、形成した金ナノ粒子に対して如何に目的のタンパク質を結合させることができるかが課題となってくると考えられる。
1分子計測法を駆使したヘテロ界面電荷移動への包括的アプローチ

単一分子分光を用いて、光電変換過程の舞台となる界面や膜中における色素の電荷移動ダイナミクスに関する研究を実施した。とりわけ、光誘起電荷移動に基づく蛍光ブリンキングのon-timeおよびoff-time分布の光子積算時間性の評価とそれらの分布の最尤推定法(MLE)による最良パラメータ推定とそのKolomogorov-Smirnov(KS)検定を組み合わせたMLE-KS解析によるアプローチを確立し、高分子膜中や金属酸化物半導体表面上に置かれた色素分子が示す蛍光ブリンキングの解析に適用した。その結果、高分子膜中や酸化チタン半導体界面における色素の光誘起電荷移動ダイナミクスの全容を明らかにした。本研究では、単一分子の蛍光ブリンキングから得られるon-time、off-time分布の光子積算時間性の評価とそれらの分布のMLE-KS検定を、高分子膜中や酸化チタン界面に置かれた色素分子が示す蛍光ブリンキングに対して適用した。これにより、“電荷移動に基づくon-time, off-timeの分布を再現する真のモデル関数が何か?"という議論の大前提となる問題について結論を与え、そのような分布がどのような要因によって生じているかを明らかにした。1. PMMA高分子膜中における色素の光誘起電荷移動:ポリメチルメタクリレート(PMMA)薄膜中におけるペリレンジイミド(PDI)誘導体の蛍光ブリンキングを通じて、PDI-PMMA間の光誘起電荷移動に関する研究を行った。その結果、on-time分布はWeibull関数,off-time分布は対数正規関数で最も良く再現されるという従来の認識を覆す事実を明らかにした。この結果に基づき、この系の励起状態過程のスキームを構築し、その全容を定量的に明らかにした。現在この成果は、アメリカ化学会のThe Journal of Physical Chemistry C誌に投稿中である。2.酸化チタン界面における色素の光誘起電荷移動本研究では,色素-半導体系の界面電荷移動(ICT)が単一の時定数では記述できない“dispersive kinetics"を示す起源を明らかにするため、表面構造の異なる様々な酸化チタン上に吸着させたATTO647N色素のICTに基づくon-time,off-time分布が、どのようなモデル関数で最もよく再現されるかを精査した。その結果、on-time分布はべき乗則関数,off-time分布は対数正規関数で再現されることが分かった。とりわけoff-timeの対数正規分布は、CR過程のエネルギー障壁のガウス分布を仮定するAlberyモデルによって説明でき、電子拡散とCRを連動させたシミュレーションによって、実験結果を完全に再現することに成功した。本研究では下記の3つの取り組み課題をあげ、それらを研究期間中に実現する提案をした。課題1.光電流による1分子計測法の確立課題2. SMFS法による低速なヘテロ界面電荷移動ダイナミクスの解明課題3.超高速ヘテロ界面電荷移動を起こす吸着色素の挙動の解明課題2では、色素増感太陽電池における界面電荷移動の解明を目的としているが、そこに至る前段階として、最も単純な部分系である色素/半導体のみから成る系の界面電荷移動過程についてまず精査したうえで、構成要素を1つずつ段階的に増やしていき、その都度,素過程を精査するという方策をとることを計画した。実際、Atto647N色素と酸化チタンの系に対してこの方針で研究を進め、色素/酸化チタン、ホール輸送材料/色素/酸化チタンといった段階的に構成要素を増やした系に対して,蛍光マルチパラメータの時間変化の測定と蛍光ブリンキングの統計解析を実施し、ホール輸送材料や共吸着剤が界面電荷移動の時定数や不均一性の程度に及ぼす影響を明らかにした。これらの成果を国際論文誌に投稿する準備を現在進めており、課題2はほぼ当初の計画を達成することができた。課題1と3については、互いに関連した課題であり、課題3を行うには、まず課題1の“光電流による1分子計測法"を確立させる必要がある。これについては、Ru錯体を用いた顕微計測用の色素増感太陽電池デバイス試料を作製し、顕微光照射条件下での光電流計測とその解析法の確立を進め、極微空間での光電流生成に関わる色素数を定量評価できる段階まで到達した。この成果はアメリカ化学会のLangmuir誌に掲載され(M. Mitsui et al., Langmuir, 2015, 31, 7158-7165.)、査読者からはTechnical QualityおよびBroad Interestの項目でTop 5%の非常に高い評価をいただいた。以上のように課題1についても着実に研究が進展しており、H28年度とH29年度の2年間で、当初の計画を全て達成できると考えている。これまでのエネルギー変換材料・デバイスにおける光電変換過程の研究のほとんどは、試料全体を評価する、いわゆるアンサンブル測定によって行われてきた。本研究では、エネルギー変換デバイスの一部分を切り出して単純化した系(例えば、高分子薄膜系や半導体電極系)から実デバイスに至る系までを対象とし、光電変換に関わる素過程(電荷分離、電荷再結合、電荷拡散など)を空間分解分析し、究極的には単一分子のレベルで解明することを目的としている。本年度は以下に記す13の研究成果を挙げた。1.単一分子分光による高分子膜中における光誘起電荷移動と電荷キャリア挙動の解明:ポリメチルメタクリレート(PMMA)ポリマー薄膜中においてペリレンジイミド(PDI)誘導体が示す蛍光ブリンキングの光子積算時間依存性を考慮してMLE-KS解析を実行することにより、PDIとPMMA間の電荷分離・電荷再結合および電荷拡散に由来するon-time、off-time分布を明らかにし、この系における励起状態ダイナミクスの全容を明らかにした。

2.アントラセン誘導体の超分子錯体の光物性の解明:Dimericな高発光性アントラセン誘導体を包接した超分子カプセル錯体の単一分子蛍光分光を行い、その励起状態緩和過程や光安定性を明らかにした。また、Trimericな環状アントラセン誘導体の光物性と自己集合特性を明らかにした。3.光電流-発光顕微計測(SPCM)による色素増感太陽電池(DSC)の空間分解分析:SPCM法をRu錯体系および有機色素系から成るDSCに適用し、マクロな計測手法では得られないDSCの光電変換を特徴づける各素過程の時定数の分布やそれらの微視的相関を明らかにした。本研究では、次の3つの課題を実現することを目指している。課題1:単一分子蛍光分光法による低速なヘテロ界面電荷移動ダイナミクスの解明、課題2:超高速ヘテロ界面電荷移動を起こす吸着色素の挙動の解明、課題3:光電流による1分子計測“SM-PCM法"の確立課題1では、Atto647N色素と酸化チタンの系に対して単一分子蛍光分光を適用し、色素と酸化チタンの間の電子移動により酸化チタンへ注入された電子はべき乗則に従う拡散過程を通じて、最終的に酸化した色素とAlberyモデルに従う電荷再結合過程を起こすことが分かった。これまでの研究では、電子拡散と電荷再結合過程のどちらか一方だけを考慮した理論モデルで実験結果の解釈が行われてきたが、本研究では、両過程が競合・連動して起こっていることを示すことに成功した。課題2については、Ru錯体やMK-2有機色素を用いた色素増感太陽電池デバイス系に対して光電流と発光の並列顕微測定を行い、光電流生成に寄与する超高速電子移動を起こす吸着色素と発光に寄与する低速電子移動を起こす吸着色素の数や相対的な割合を決定することに成功した。現在、これらの成果を国際論誌へ投稿する準備を進めている。課題3については、顕微計測装置の感度や1分子あたりの光電流量を定量評価することで、現状で50分子程度の光電流を検出することが可能であることを明らかにした。本研究課題の最終年度となる平成29年度は、セルの作製条件の最適化と装置の検出方式の改良を更に進めることで、太陽電池デバイス環境下における1分子レベルの光電流検出が実現可能になると期待される。以上のように提案課題全てに対して着実に研究が進展しており、おおむね順調に進展していると判断できる。これまでのエネルギー変換材料・デバイスにおける光電変換過程の研究のほとんどは、試料全体を評価する、いわゆるアンサンブル測定によって行われてきた。本研究では、エネルギー変換デバイスの一部分を切り出して単純化した系(例えば、高分子薄膜系や半導体電極系)から実デバイスに至る系までを対象とし、光電変換に関わる素過程を単一分子レベルで解明することを目的として研究を推進した。
がん検診のための高速・低コストPET装置の開発

本研究は、従来にない高速・高感度・低コストのPET(陽電子放出型断層撮像法)装置を開発することを最終目標とし、それに関わる様々な要素技術を開発することを目的とする。以下に得られた成果を記す。がん検診用PET装置(浜松ホトニクスを中心とした共同研究)として、体軸方向有効視野70cm(世界最大)という大型高速PET装置の開発を終え、既にがん検診に供している。この結果、全身スキャンのために必要な総ベッド移動量を抑えることに成功した。また、粗セプタ(我々が開発した遮蔽効果を弱めた特殊なセプタ)を導入し雑音成分を低減することに成功した。ただし、粗セプタを用いた新しい散乱補正法については、画質向上につなげるにはさらなる検討が必要なことがわかった。次に、高感度化と高分解能化を同時に可能とする深さ認識型(DOI)検出器の開発を進め、DOI検出器を実装したプロトタイプ次世代PET装置(放射線医学総合研究所を中心とした共同研究)の製作を終了し、装置全体の物理特性評価が可能な段階に至った。以上の装置開発に関連し、以下要素技術の開発を進めた。まず、装置物理特性評価に必要なモンテカルロシミュレーションプログラムの開発を行った。Geant4(高エネルギー物理学分野で開発されたプログラム)の活用を進め、新たに64ビット型計算機装置の導入とプログラム移植を済ませ、効率的な性能評価を可能とした。がん検診用PET装置やプロトタイプ次世代PET装置の性能評価を行い、新しい散乱補正法や次世代PET装置の感度特性の問題点などを明らかにした。次に、交付申請書に記した通り、被験者の動きを補正するための要素技術の検討にも着手した。独自の動き計測手法の考案と開発を進め、それに対応する新たな画像再構成法の検討も進めた。この結果、次世代PET装置における動き計測と補正が可能だという見通しがえられた(平成18年度科研費申請中)。本研究は、被験者の精神的・肉体的負担の少ない、検査時間を短縮化できる、低コストのPET(陽電子放出型断層撮像法)装置を開発することを最終目標とし、従来にない新しいPET装置の開発、及びそれに関わる様々な要素技術に取り組むことを研究内容とする。これまでの成果に基づき、平成16年度、体軸方向視野70cm以上で特殊なセプダ(粗セプタ)を用いた画期的ながん検診専用PET装置の臨床運用が浜松ホトニクスを中心に進められており、申請者は以下の通り、装置物理特性の分析・評価に関わる研究を進めると共に、さらに、被験者負担の低減化や装置低コスト化に向けての要素技術開発を着実に進めた。1.PET装置の物理特性を分析・評価するためのモンテカルロシミュレーションプログラムの開発と整備を進めた。特に、(1)これから急速に普及することが期待される64ビット型CPUを備えたワークステーション装置を新たに導入し、従来型ワークステーションで開発されたプログラムの移植などを進めた。また、(2)これまで主として活用してきたGeant3とともに、視覚的分析機能が強化されているGeant4という新しいプログラムの利用をさらに進めた。これにより、普及型PET装置とは異なる新しいPET装置の物理特性の分析をより直感的・効率的に進めることが可能となった。2.上で開発したモンテカルロシミュレーションプログラムにより、上述のがん検診用PET装置などの様々な物理特性の分析を進めた。3.装置の小型化及び低コスト化のため、従来の大きくかさばる光電子増倍管に代わる放射線検出器用光検出器、すなわち、フォトダイオード、アバランチフォトダイオードについての基礎実験を進めた。4.被験者の精神的・肉体的負担を低減するための1つの方策として、被験者の動きを計測し補正する手法の開発を進めた。
脳障害ミュータントマウスによる神経特異的遺伝子発現機構の解析

(第1部)myelin deficient(wld)は、ミエリン塩基性蛋白質(MBP)遺伝子の発現障害によると考えられる中枢神経系のミエリン形成不全を特徴とするミュータントマウスである。mldのMBP遺伝子は、同一染色体上で、全領域にわたり、重複変異をおこしており、上流に位置する遺伝子内で、エクソン3から7を含むDNA領域の逆位を伴う再編成が生じていると考えられている。本年度は、(1)逆転したDNA領域に相当するアンチセンスRNAが生成されていること、及び、(2)上流からの異常転写産物の伸長が、下流遺伝子の転写開始部位に到達していることを明らかとした。更に、このアンチセンスRNAは、核内に局在し、MBP mRNAの前駆体と二本鎖を形成していることを明らかにした。RNA量の定量結果からも、(2)より(1)のアンチセンスRNAが、mldマウスのMBP遺伝子の抑制の上で、主に働くものと考えられた。(第2部)ラットC6グリオーマ細胞は、培養液中の血清を除くことにより、突起を伸ばし、オリゴデンドロサイト様に分化することが知られている。この過程で、ミエリン構成成分であるプロテオリピド蛋白質(Proteolipid protein;PLP)のmRNA量が増大することを明らかとした。マウスPLP遺伝子のプロモーター領域(1.6Kb)の下流に、大腸菌lacZの構造遺伝子を連結し、βーガラクトシダーゼ活性を指標に、プロモーター活性を測定し、この領域にPLP mRNAの誘導に対応したcis因子及び細胞型特異性を決定するcis因子が存在することが明らかとなった。現在このプロモーター領域とラットPLP cDNA及びマウスPLP染色体遺伝子からなるmini geneを構築し、マウス受精卵に導入し、トランスジェニックマウスを作成し、PLP遺伝子の発現の組織特異性とPLPの変異のあるjimpyマウス(62年度報告)における正常PLP遺伝子の発現の解析を行っている。(第1部)ミエリン形成過程における遺伝子発現調節機構を解析するために、まず主要な構成蛋白質であるマウスプロテオリピッド蛋白質(PLP)遺伝子をラットPLP-cDNAをプローブに用いてクローニングした。現在迄に、第1エキソンから第5エキソン迄の部位と構造を明らかにした。転写開始点は、mRNAのプライマー伸長反応とRNaseマッピングによって決定した。転写開始点上流の塩基配列を解析したところ、TATA box,CAAT boxのコンセンサス配列は見つからなかったが、ユニークな11塩基より成る配列が存在した。類似の配列が、やはり主要なミエリン構成蛋白質であるマウスエミリン塩基蛋白質(MBP)遺伝子のプロモーター領域にも存在するので、発現調節におけるその機能が注目される。(第2部)ミエリン形成機構を解析する上で、ミエリン形成不全を示す遺伝性突然変異マウスは、格好の材料となる。そこで、中枢神経系ミエリンに限局して障害を示すjimpyを選んでMBPと比較しつつPLP遺伝子の発現を解析した。まずペプチド性の抗PLP抗体を作製し免疫組織化学的に検討したところjimpyではMBPはモザイク状に検出されるのにたいし、PLPはまったく検出されなかった。一方、RNAレベルにおいては、やはりMBP-mRNA以上に著減していたが、ミエリン形成の盛んな生後21日で対照の1%程度存在していた。ノーザンブロット解析では対照と同じ位置にバンド(3.7k,2.6k)が検出された。サザンブロット解析でも有意差を認めなかった。

しかしながら、ブライマー伸長反応及びRNaseマッピングによるmRNAの詳細な解析により、転写開始点及び、第1から第3エキソンまでは正常に用いられていることがわかったが、第4、第5エキソンにおいてjimpyと対照とで差を認めた。特に、第5エキソン部分に対応する部位がmRNAに存在しない事が明らかとなった。即ち、jimpyは、おそらくスプライシング障害を伴った突然変異マウスである事が示唆された。mylin deficient(mld)マウスは,中枢神経系のミエリン形成障害を特徴とし,常染色体劣性の遺伝様式をとる.以前我々は,このミエリン形成障害は,ミエリン塩基性蛋白質(Myelin Basic Protein: MBP)遺伝子の転写障害にもとずき,その遺伝子は重複していることを明らかにした.今回, mldマウスに於けるMBP遺伝子の分子機構を明からにするために,重複したMBP遺伝子(geneー1,geneー2)のプロモーター領域のクローニングとプロモーター活性の測定を行った.mld肝より抽出した染色体DNAから遺伝子ライブラリーを作製し, geneー1,geneー2のプロモーター領域のクローンを単離し,構造を決定した.一方,我々はHeLa粗抽出液を用いた無細胞系により, MBP遺伝子の転写に成功しており,この系を用いて, geneー1,geneー2のプロモーターを活性を測定したが,両方ともに正常のものと差が無かった.同様の結論は,神経系の株化細胞(NG108)を用いたtransient transfection assayからも得ることができた.MBP遺伝子の効率よい転写のためには,転写開始部位から251bpまでの配列が重要であるという結論が我々の他の実験から得られているが,この部分の塩基配列は, mldのgeneー1,geneー2ともに,対照のものと完全に一致した.これらの事実は, mldにおけるMBP nRNA量の低下を,プロモーター領域の欠陥に帰することが出来ないということを示している.一方, mldのMBP遺伝子は,以下に述べるような複雑な構造をとる.染色体in situ hybridizationにより2つの遺伝子は,第18染色体上で極めて近い位置に存在していることが明らかとなった.又, geneー2の約10kb上流にexon3が逆方向に存在していた.mldの1つの遺伝子の内部で, exon2と3の間にjunction pointをもち,述位を伴う再編成が生じていると考えられた.mldのMBP遺伝子の抑制機構として,このような遺伝子再構成にもとずく, transcriptional interference等の可能性が考えられた.ミエリン塩基性蛋白質(Myelin Basic Protein;MBP)とプロテオリピド蛋白質(Proteolipid protein;PLP)は、中枢神経系ミエリンの主要構成成分であり、オリゴデンドロサイトで特異的に合成されている。これらの遺伝子の発現が特異的に障害されている髄脱性のミュータントマウスは、これら遺伝子の調節と機能を解析する上で重要であると考えられる。(第1部)
ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼの立体構造解析と機能改変

近年,ピリドキサミンが糖尿病合併症の予防および治療薬として期待され,抗老化物質として,食品,化粧品分野からも注目されている.ピリドキサミンは現在化学合成されているが,環境および経済的な配慮から発酵法もしくは酵素法での生産が望ましい.そこで,酵素ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ(PPAT)を利用したピリドキサールからピリドキサミンの生産系を検討してきた.本年度は,合成コストをさらに減少させるために,PPATの基質特異性をL-アラニンからより安価なL-グルタミン酸に改変することを目的とした.野生型PPATのL-グルタミン酸に対する反応性は,L-アラニンに対する反応性の1%以下であった.そこで,立体構造に基づく分子デザインやerror-prone PCRを用いたランダム変異等のタンパク質工学的手法を駆使し,PPATの基質特異性の改変を試みた.酵素活性を指標にスクリーニングを行ったところ,野生酵素のL-アラニンに対する反応性に匹敵し,大幅にL-グルタミン酸に対する親和性が増加した3重変異酵素が得られた.得られた変異酵素のL-グルタミン酸複合体の高次構造を解析したところ,変異残基がL-グルタミン酸のγ-カルボキシル基と相互作用できることが明らかとなった.得られた変異酵素を発現させた大腸菌細胞を触媒として,ピリドキサールおよびL-グルタミン酸を基質として合成反応を行ったところ,収率よくピリドキサミンを合成することでできた.以上より,ピリドキサールとL-グルタミン酸から効率よくピリドキサミンを合成することが可能となった.ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼは,補酵素としてピリドキサール5'-リン酸(PLP)を要求しない唯一の酵素である.また,PLPやピリドキサミン5'-リン酸を補酵素とも基質ともせず,それらのリン酸基を欠くピリドキサールやピリドキサミンを基質とする.本酵素とPLP依存性アミノトランスフェラーゼの構造的・機能的関連性を明らかにするため,本酵素のX線結晶構造解析を試みた.遊離型酵素および基質ピリドキサール,基質ピリドキサミン,2基質複合体アナログであるピリドキシルL-アラニンとの複合体の構造をそれぞれ2.0,1.7,1.7,2.0Å分解能で決定した.本酵素のサブユニットは,大ドメイン,小ドメインの2つのドメインからなり,4つのサブユニットが会合した4量体構造であった.PPATとPLP依存性アラニン-グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼの全体構造および活性中心の構造は非常に類似していた.この結果と速度論解析および分光学的解析から,本酵素とPLP依存性アミノトランスフェラーゼは,触媒塩基であるリジンを介したよく似た機構により触媒されることが明らかになった.しかしながら,本酵素は、グルタミン酸68の存在により,PLPのリン酸基が結合する空間がなく,ピリドキサミンやピリドキサールに特異的に作用することが明らかになった.また,本酵素の活性部位近傍には,基質の出入りが可能な大きな空間が存在することから,ピリドキサミンやピリドキサールを解離しやすい構造をもつことが示唆された.近年,ピリドキサミンが糖尿病合併症の予防および治療薬として期待され,抗老化物質として,食品,化粧品分野からも注目されている.ピリドキサミンは現在化学合成されているが,環境および経済的な配慮から発酵法もしくは酵素法での生産が望ましい.そこで,酵素ピリドキサミン-ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ(PPAT)を利用したピリドキサールからピリドキサミンの生産系を検討してきた.本年度は,合成コストをさらに減少させるために,PPATの基質特異性をL-アラニンからより安価なL-グルタミン酸に改変することを目的とした.野生型PPATのL-グルタミン酸に対する反応性は,L-アラニンに対する反応性の1%以下であった.そこで,立体構造に基づく分子デザインやerror-prone PCRを用いたランダム変異等のタンパク質工学的手法を駆使し,PPATの基質特異性の改変を試みた.酵素活性を指標にスクリーニングを行ったところ,野生酵素のL-アラニンに対する反応性に匹敵し,大幅にL-グルタミン酸に対する親和性が増加した3重変異酵素が得られた.得られた変異酵素のL-グルタミン酸複合体の高次構造を解析したところ,変異残基がL-グルタミン酸のγ-カルボキシル基と相互作用できることが明らかとなった.得られた変異酵素を発現させた大腸菌細胞を触媒として,ピリドキサールおよびL-グルタミン酸を基質として合成反応を行ったところ,収率よくピリドキサミンを合成することでできた.以上より,ピリドキサールとL-グルタミン酸から効率よくピリドキサミンを合成することが可能となった.
興奮収縮連関の分子機構に関する研究

ジヒドロピリジン受容体とリアノジン受容体(カルシウム放出チャンネル)は骨格筋・心筋における興奮収縮連関の中心的役割を果たすことが知られており、ジヒドロピリジン受容体の分子内繰り返し単位(リピート)IIとIIIの間にある推定細胞内領域が興奮収縮連関において重要であることが明らかされた。本研究ではこれまでの研究をさらに発展させ、リピートIIとIIIの間の領域をさらに詳細に検討し、興奮収縮連関に関与するアミノ酸残基を同定することを目的としている。リピートIIとIIIの間の領域の一部が骨格筋ジヒドロピリジン受容体に由来し、他の部分は心筋ジヒドロピリジン受容体に由来するような6種類のキメラジヒドロピリジン受容体cDNAを遺伝子工学的技術を用いて作成した。そして興奮収縮連関を欠く変異であるmuscular dysgenesisを持つマウスの骨格筋細胞の核にマイクロインジェクション法を用いてキメラ受容体cDNAを導入した。cDNAを導入された骨格筋細胞の電気刺激に対する収縮を検討した結果、導入された6種類のジヒドロピリジン受容体cDNAはいずれも機能的なキメラ受容体を発現していることが明らかになり、興奮収縮連関に関与する領域を漸次限定していくことができた。骨格筋型興奮収縮連関に関与する部位は骨格筋ジヒドロピリジン受容体のリピートIIとIIIの間の領域のほぼ中央に位置する約3分の1の長さの領域で充分であることが明らかになった。この結果をもとに現在、該当する部位のアミノ酸配列から3種類の合成ペプチドを合成中である。
発達障害児のコミュニケーション訓練対話システムの研究

我々は、基本コミュニケーションが困難である発達障害児・者を対象に「自動SST」と題して、ソーシャルスキルトレーニング(以下、SST)の過程の一部を人間と対話エージェントの会話によって自動化する研究を進めている。自動SSTはノートPCで動作し、どこにいてもSSTの基本部分を受けることが可能になる。システムは、音声・言語・画像情報を認識し、ユーザに即時のフィードバックを行う。システムの設計は、従来のステップ方式の枠組みに沿っており、課題設定、モデリング、ロールプレイ、フィードバック、正の強化を含んでいる。本年度では、新たに「話を聞くスキル」を課題として取り上げた。本研究は、奈良先端科学技術大学院大学の倫理委員会の承認を受け実施されている。研究協力者に、研究目的、方法、結果発表について文書で説明し、同意を得た。27名の大学院生(女性6名、男性21名,年齢平均25.1歳(SD: 2.13))が研究協力者として参加した。対話エージェントが話している時の、協力者の聞いている様子を収録し、臨床心理士2名による動画評価を行なった。収録の際、眼球運動計測装置により協力者の注視領域を記録した。また対人応答性尺度とTen Item Personality Inventoryの取得も行った。うなずきの回数および発話の回数を合計した値と、聞くスキルの評価値に相関係数0.59の関係性が見られた。また重回帰による聞くスキルの線形推定モデルを作成し、26名でのモデル学習および1名の予測における交差検証を行い、実測値と予測値において相関係数0.38 (p<0.05)で予測が可能であることを示した。本年度では、話を聞くスキルに関して新たにスキルを拡張することができた。また、未だ対外発表はしていないが、医療指揮者の行うSSTのデータを収集することができた。来年度以降にデータの詳細な分析、および対話のモデル化を進める予定である。人間の行うSSTデータの詳細な分析、および対話のモデル化を進める予定である。また、脳活動を含めた介入効果の測定、中長期的な訓練効果に関しても、実験デザインの設計、倫理承認を進めていく予定である。本年度は、SSTのデータ収集を小規模単位で行ったため、謝金などの支払いが少額となったため。次年度以降にこれらの研究を進めて行く予定である。
障害のある子どもとない子どもが共に行う身体表現活動とその支援に関する研究

本研究では、5歳から16歳までの障害のある子ども9名とない子ども9名が、月に2回の割合で定期的に身体表現活動を行った。毎回の活動では、子どもたちの様子をVTRに収録したり感想を収集し、それらを題材に子どもたちの身体的・心理的な発達を継続して検討した。加えて、障害のある子どもとない子どもが即興表現を行う機会を実験的に設定し、その際の映像をモーションアナライザーを使用して分析したり、活動中に考えたことや感じたことの記述を一定のカテゴリーによって分類・整理した。結果として、個々の子どもたち、特に障害のある子どもの上肢の動きや、車いすを操作する動きが著しく発達する可能性が示唆された。また、全般的には、身体的な差異の大きい他者と共に表現することで、他者の動きや表現を受動しようとする意識が強化され、そこから子どもたち同士の身体が一体化するような感覚が生じていることが明らかとなった。さらに、このような間身体的な感覚を通して、間主観的な相互理解が築かれることが示唆された。また、子どもたちの変化ばかりではなく、参加するボランティアスタッフや家族の障害に対する考え方が大きく変化した。それを基盤に、子どもたちの活動を支える新しいネットワークのあり方を、積極的に模索する姿勢が築かれていった。本研究では、肢体不自由の障害のある子ども6名とない子ども6名が、月に12回の割合で身体表現活動を行い、その活動状況の映像記録や感想の収集等を行った。また、こういった定期的な活動以外にも、社会参加の経験として舞台でのパフォーマンス(9月)やワークショップ(4月,11月,2月)を企画し、多くの人々との交流を行った。結果として、動きの変化については、特に障害のある子どもでは、単一の動きから徐々に表現の題材に見合った動きの創出が行われるようになり、動きのバリエーションが豊かになったことが確認された。また、他者とタイミングを合わせて動く等の同期も、ズレが大きい状態から比較的スムーズに行えるようになった。社会・心理面の変化については、身体表現での受容体験を契機に障害のよって阻害されていた言語表現が活発になった事例や、活動への継続的参加を通して親への日常的な依存度が低くなった事例、他の身体活動を積極的に試みるようになった事例等が確認された。