hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
現代人の日常生活における潜在的ストレスや疲労蓄積の実態把握とその軽減のための試み

現代社会におけるストレスや疲労の蓄積の実態を把握し、それらを解消する重要な手がかりや指標ともなる睡眠や生活行動について研究を進め、健康な暮らしの実現をはかる一助としたいと考えた。そこで研究計画に従い、1993年は現代人の睡眠と生活に関する実態調査、1994年は一夜断眠により生活リズムを乱した時の心身への影響を分析する実験を行った。そして1995年は効果的な睡眠を得るための睡眠環境と生活行動を検討したいと考え、応用実験と学生7名の睡眠日誌の分析を行った。研究の成果の概要はつぎのとおりである。1.睡眠調査の結果(1)1982年と1993年の調査の比較から、現代人は睡眠時間が短縮し、夜更かしの朝寝坊タイプが増加していた。(2)女性の社会進出により生活リズムの性差は少ないが、女性の方がやや睡眠時間は短く不満を感じていた。(3)精神的疲労が睡眠の質を低下させていた。(4)高齢者介護の担当者の疲労や睡眠に関する不満は大きく、特に介護者の高齢化とともに夜間の介護負担と自分の中途覚醒が夜間睡眠を妨げていた。2.断眠実験の結果(1)一夜断眠後の睡眠は質も量も最も良くなる傾向が認められたが、被験者9名中2名は寝つきが悪くなり睡眠も浅くなった。(2)断眠の疲労は断眠直後に現れるタイプが5名、一夜睡眠後に現れるタイプが4名であった。(3)断眠の疲労は3夜後に回復した被験者が5名、3夜後も疲労が残っていた者が4名であった。3.睡眠環境と生活行動(1)睡眠評価が最も良くなった環境温度は2024°Cで、30°C以上になると著しく低下した。(2)騒音や香りが睡眠や覚醒レベルに与える影響は個人差や慣れの違いが大きかった。(3)入浴は入眠前13時間前が寝つきに効果的であった。(4)学生の場合、日中の活動量が少ない方が睡眠評価は良かった。(5)コーヒーは確実に覚醒レベルを高め、アルコールは覚醒レベルを低下させた。(6)精神的疲労、特に心配事が睡眠評価を低下させた。本年度は、研究計画に従い、現代人の疲労やストレスと、睡眠を含む生活実態を把握するために、富山県内においてアンケート調査を行った。一般生活者として、20歳以上の男女を対象に幅広い年齢層から、550サンプルの有効票を回収した。調査結果の検討は、適宜1982年に行った同様の調査(620票)の結果と比較しながら行った。また、疲労・ストレスが大きいと思われる在宅高齢者介護の現状についても別に調査し、213票の有効票を得たので、合わせて結果の概要を報告する。1.現代社会で生活する様々な生活条件の人々の疲労と睡眠(1)富山県においても睡眠時間は短縮化傾向が認められ、平均7時間10分であった。11年前の調査との比較により、平日で入床時刻が32分、起床時刻が13分遅くなり、睡眠時間は20分程短縮している。休日は、さらに夜更し朝寝坊傾向が強い。

(2)女性の社会進出により、生活リズムに性差がなくなりつつあるが、起床時刻は女性が早いことから、睡眠時間が短く、睡眠満足度も低い傾向が認められた。(3)年齢ともに寝つきが悪くなり、睡眠中の中途覚醒も増える傾向があるが、睡眠のとり方が規則的になるので、睡眠満足度は高くなる。(4)肉体的疲労は睡眠の質を高め、目覚めを爽快にするが、精神的疲労は睡眠の質を低下させる傾向が認められた。2.高齢者介護をしている人の疲労と睡眠(1)高齢者介護の担い手の9割近くは女性で、60歳代が最も多く高齢化している。(2)介護者の7割以上が肉体的、精神的疲労を訴えており、この疲労の度合が大きいほど睡眠評価も低い傾向が有意に認められた。(3)介護者の睡眠の特徴として、夜間の中途覚醒が挙げられ、3回以上が半数で、0回は4%であった。平成5年度の生活実態調査の結果から、現代人の生活リズムが不規則で、夜更かし、短眠型になってきている現状がわかった。これを踏まえて、睡眠時間が日常生活に及ぼす影響を検討するために、生活リズムの乱れの典型的な状態である断眠実験をおこない、その前後の生活行動や、睡眠の内容・パターンの変化と回復の経過を観察記録した。実験は3夜の基準夜記録後、1夜断眠し、続けて3夜の回復夜の記録をおこない連続7夜を1セット(1被験者分)とし、9名の被験者についておこなった。結果の概要はつぎのとおりである。1.睡眠に及ぼす影響(1)全睡眠時間は、9名中8名において断眠直後の第1回復夜が最も長く、基準夜3夜よりも、回復夜3夜の睡眠時間が長くなっていた。(2)睡眠の質については、断眠後の睡眠において、基準夜よりも徐波睡眠もREM睡眠も増加するタイプが1名、徐波睡眠のみが増えるタイプが3名、REM睡眠が増加するタイプが3名、どちらも減少するタイプが2名であった。(3)寝つきの良さを示す、入眠潜時は9名中6名に短縮がみられ、2名はかえって延長し、1名は変化がみられなかった。(4)睡眠中の体動は、断眠後の第1回復夜が最も睡眠時間が長くなるにもかかわらず、最も少なくなった。2.生活行動への影響(1)朝の心身状況についての主観的評価は、断眠後最も低くなるが、回復夜睡眠ごとに評価は良くなり、9名中、5名は基準夜3夜の評価より、回復夜3夜の評価が良くなり、断眠による疲労は回復したと考えられるが、4名は3夜後も回復しなかった。(2)断眠による疲労を脳波やフリッカー値等による客観的測定方法で検討したところ、断眠直後に疲労が現れるタイプが5名、回復第1夜後に現れるタイプが4名であった。平成5年度の睡眠調査と平成6年度の断眠実験の結果を踏まえて平成7年度は、効果的な睡眠を確保し、ストレスや疲労を解消するための、生活や環境条件について検討する応用実験ならびに、詳細な生活記録調査を実施した。実験は、環境や生活行動が脳波的覚醒レベルに与える影響について検討するもので、環境温度、明るさ、騒音、香り、運動、コーヒー、アルコール等の条件を設定し、脳波による覚醒レベルの変化を観察、測定した。生活観察記録では、7名の男女大学生を起用し、各自8カ月1年間の記録(延べ1149サンプル)の中から環境や生活行動が睡眠に及ぼす影響について検討した。結果の概要はつぎに示す通りである。1.脳波的覚醒レベルに影響を及ぼす条件(脳波実験より)(1)環境温度が30°C以上の条件下では、暑さが刺激となり脳波的に興奮状態になる場合と、脳の活動のレベルが低下する場合が見られた。(2)騒音と香りについては、個人差と慣れの違いが認められ、覚醒レベルを左右する効果は、個人に合った条件を検討する必要があると思われる。(3)コーヒーを摂取した実験では、全被験者において、周日高い覚醒効果が認められた。
環境配慮行動における文化的フレームと意思決定モデルとの統合的アプローチ

地球温暖化防止のための環境活動を「環境配慮行動」と捉え、文化的フレームおよび行為者の意思決定過程の相違を含んだ統合的な説明モデルを構築し、これを検証するために、北東北および北海道の5都市において郵送による質問紙調査を実施した。調査結果の分析から、地球温暖化をめぐる環境配慮行動には、出現パターンや影響要因の異なる3つのタイプが存在すること、行動タイプや行為者のタイプによっては、周辺的情報を使用し簡略化された推論を通じて行われるヒューリスティックな意思決定が、環境配慮行動に影響を与えていることが確認できた。本研究は、地球温暖化防止をめぐる環境配慮行動を理解するための統合的な説明図式を構築し、社会調査を通じてその有効性を検証することを目的としている。より具体的には、(1)温暖化防止のための環境配慮行動をめぐる代表的な文化的フレームを解明すること、(2)情動選択性理論の環境配慮行動への適用可能性について理論的・実証的考察を加えること、(3)文化的フレームおよび意思決定モデルを組み込んだ環境配慮行動の説明図式を構築し、これに基づいてデザインした質問紙調査の結果からその有効性を実証することが、研究の目標である。平成24年度は、文化的フレームに関する理論的研究、および地球温暖化問題と環境配慮行動に関する文化的フレームの分析に取り組んだが、平成25年度は、こうした文化的フレームの観点および認知心理学的な意思決定要因を環境配慮行動に関する先行研究における説明モデルに導入した、統合モデルの構築に取り組んだ。環境配慮行動に関する既存の研究の多くは、環境配慮行動を集合的な利益の追求(または集合的なリスクの回避)と捉え、また環境問題のリスクやそれに対処する行動についての合理的な認知・評価の結果として説明する。これに対し統合モデルでは、環境配慮行動は個人的な利益追求(経済的利益の可能性や感情的満足など)を含み、かつヒューリスティックな情報処理によって生起するものと捉えられる。こうした統合モデルは、地球温暖化という長期的・間接的なリスクをめぐる対処行動において、より有効性を増すと考えられる。本研究では、このような統合モデルの有効性を検証するため、北東北の5都市で質問紙調査を実施することとしており、平成25年度に質問紙調査の調査票を設計した。本調査は平成26年度に実施する予定である。より具体的には、(1)温暖化防止のための環境配慮行動をめぐる代表的な文化的フレームを解明すること、(2)情動選択性理論の環境配慮行動への適用可能性について、理論的・実証的考察を加えること、(3)文化的フレームおよび意思決定モデルを組み込んだ環境配慮行動の説明図式を構築し、これに基づいてデザインした質問紙調査の結果からその有効性を実証することが、研究の目標である。本研究は、環境配慮行動についての社会心理学的な説明に、一方では文化的フレームというマクロ社会学的な要素を、他方では社会情動的選択性という認知心理学的な要素を導入する点に、理論上の特色を持つ。また研究計画で後述するように、エネルギー問題の文化的フレームが大きく変動したと思われる東日本大震災の直後に、北東北を調査地とする社会調査によって、人びとが特定の環境配慮行動をとる(あるいは取らない)メカニズムを実証する点も、本研究の特徴と言える。さらに本研究は、温暖化防止のための環境配慮行動を促進するための効果的な方策を提示するという、実践的意義を持つものでもある。平成24年度は、本調査の準備段階として、文化的フレームに関する理論的研究、および地球温暖化問題と環境配慮行動に関する文化的フレームの分析を行った。フレーム概念の検討作業からは、メディア・フレームとオーディエンス・フレームを軸としたメディア研究を社会運動の経験的研究に応用する可能性を示唆することができた。また、同年7月の再生可能エネルギー固定価格買取制度の導入後の動向、および家庭用太陽光発電設備の導入経験者からのインタビュー結果から、再生可能エネルギー施設への投資行動の文化的フレームが大きく変動しつつあることが分かった。より具体的には、(1)温暖化防止のための環境配慮行動をめぐる代表的な文化的フレームを解明すること、(2)社会情動的選択性理論の環境配慮行動への適用可能性について理論的・実証的考察を加えること、(3)文化的フレームおよび意思決定モデルを組み込んだ環境配慮行動の説明図式を構築し、これに基づいてデザインした質問紙調査の結果からその妥当性及び有効性を実証することが、研究の目標である。平成26年度には調査票を用いた郵送調査を行い、それまでの研究成果をもとに構築した環境配慮行動の統合モデルの妥当性及び有効性を検証した。

調査対象地域は、北東北および北海道の5都市(青森市・八戸市・盛岡市・秋田市・函館市)で、選挙人名簿から無作為に各市200名、全体で1,000名のサンプルを抽出し、その内、協力不可の意志を示さなかった724名を調査対象者とした。有効回答者数は346で、回収率は47.51%であった。分析の結果、環境配慮行動の生起に強い影響を及ぼしていると考えられる要因は、対処有効性(r=.47)、環境問題への関心(r=.43)、そして社会的規範評価(r=.49)であることが明らかとなった。この3変数を独立変数とし、環境配慮行動を従属変数とした重回帰分析では、全ての独立変数は1%水準で有意で、重回帰方程式の決定係数は.35であった。しかし、この重回帰分析の結果は、年齢グループや教育レベルグループで相当の相違を示しており、更に詳細な分析が必要である。社会情動的選択性は、高齢者において環境配慮行動と相関が低く、予測通りの結果であった。今後、共分散構造分析を用いて、文化的フレームに関する評価を更に進める予定である。社会学、環境学研究開始時の計画では、質問紙調査は平成25年度に行う予定であったが、調査票の設計までにとどまった。研究の進行が遅れた理由としては、環境配慮行動に関する先行研究の包括的レビューに時間を要したこと、および研究分担者4名のうち2名が勤務校で管理職に就任したことがあげられる。その一方で、統合モデルの構築と調査票の作成作業には十分に時間をかけ、完成度の高いものができたと評価している。平成26年度の早い時期に質問紙調査を実施すべく準備作業を行っており、研究全体としては平成26年度中に所定の目標を達成できるものと考えている。当初の研究計画では、インタビューと参与観察調査、および質問紙を用いた予備調査を行う予定であったが、実際にはこれに加えてフレーム概念についての理論的研究を行った。平成24年7月の再生可能エネルギー固定価格買取制度の導入以降、太陽光発電を中心に再生可能エネルギー施設の導入が一気に拡大したが、本研究における文化的フレーム分析においても、社会運動の提示するフレームだけではなく、広告を含めたマスメディアが提示するフレームも分析対象とする必要があると判断したためである。メディア研究におけるフレーム概念の理論的・実証的研究成果を検討することによって、次年度の質問紙調査に向けた理論モデルを精緻化することができたと評価している。他方、当初予定していた予備調査は実施できなかったが、これは研究計画全体の遅れを生じさせることなく次年度に実施可能なものと考えている。「現在までの達成度」欄に記したとおり、平成25年度に予定していた質問紙調査を実施することができなかった。現在、質問紙調査実施に向けた学内倫理審査や選挙管理委員会へのサンプリング申請の手続を行っており、平成26年度の早い時期に質問紙調査を実施できる予定である。質問紙調査実施後は、結果の分析および研究成果の学会発表及び論文執筆・投稿を行う予定である。研究分担者のエフォートに関しては、勤務校における管理業務の内容・担当者間の役割分担を見直し、本研究課題の遂行に支障がないよう配慮する。平成25年度には、前年度実施できなかった予備調査(質問紙調査)を実施するとともに、年度の後半で本格的な質問紙調査を実施する予定である。
先行虚血の心筋保護作用におけるATP感受性Kチャネルの役割と麻酔薬の影響

ラットの単一心室筋細胞における細胞膜ATP感受性K(K_<ATP>)チャネル活性をパッチクランプ法により記録し、静脈麻酔薬であるプロポフォールの細胞膜K_<ATP>チャネルに対する影響について検討するとともに、ischemic preconditioning(IPC)の心筋保護作用に細胞膜K_<ATP>チャネルがどの程度関与しているか検討した。プロポフォールは、cell-attached法においてK_<ATP>チャネル活性を濃度依存性に抑制した。また、inside-out法においても同様に、プロポフォールはK_<ATP>チャネル活性を濃度依存性に抑制した。以上の結果は、プロポフォールの作用が細胞内伝達物質などを介さずにK_<ATP>チャネルを直接抑制している可能性を示唆している。次に、先行虚血の心筋保護作用に細胞膜K_<ATP>チャネルがどの程度関与しているか検討するため、単一心室筋細胞を15分間虚血にした群(対照群)と、5分間虚血、5分間再灌流、5分間再虚血にした群(先行虚血群)のK_<ATP>チャネル活性の変化を比較検討した。虚血モデルとしてcell-attached法の場合はATP合成阻害薬である2,4-dinitrophenol(DNP)を使用し、inside-out法の場合は低ATP濃度の溶液で灌流した。Cell-attached法においては、対照群では緩やかに開口率が上昇するのに対して、先行虚血群では有意に2回目の虚血での開口率の上昇が認められた。Inside-out法の場合、対照群と先行虚血群で有意な開口率の変化は認められなかった。以上の結果より、IPCの心筋保護効果は先行した虚血による刺激が、それに引き続いた虚血時に開口率を上昇させるという細胞膜K_<ATP>チャネルの特性により生じ、この特性は細胞膜K_<ATP>チャネルに対する直接作用ではなく細胞内伝達系を介してもたらされる可能性が考えられる。我々は今までに、ランゲンドルフ法にて採取したラットの遊離単一心筋細胞を用い、麻酔薬(静脈麻酔薬、吸入麻酔薬)のATP感受性Kチャネル(K_<ATP>チャネル)に及ぼす影響を検討してきた。本研究においては、これまでの研究に基ずき、先行した短時間(5分間)の心筋虚血により誘発されるK_<ATP>チャネル活性と、それに引き続いた長時間(30分間)の心筋虚血時のK_<ATP>チャネル活性に及ぼす麻酔薬の影響を測定し、先行虚血時のK_<ATP>チャネル活性による心保護作用に麻酔薬がどの程度関与しているのか比較検討中である。K_<ATP>チャネルは、心筋虚血時にのみ活性化されるため、2,4 dinitrophenol(DNP、ミトコンドリアでのATP合成阻害剤)で標本を潅流し心筋虚血モデルとしている。Inside-outパッチクランプ法にて先行虚血により活性化したK_<ATP>チャネルに及ぼすチアミラールの影響を検討した結果、チアミラールは濃度依存性にK_<ATP>チャネルを抑制することがわかった。同様の手技を用いてK_<ATP>チャネルに及ぼす他の麻酔薬(リドカイン、イソフルラン)の影響も検討した。今回検討した全ての麻酔薬においては、チアミラールと同様K_<ATP>チャネルを抑制することがわかった。今後、これらの結果を踏まえ、これまで行ってきたinside-outパッチクランプ法によるチャネルへの直接的作用の検討だけでなく、cell-attachedパッチクランプ法を使用し、細胞膜の内側からの影響(セカンドメッセンジャーによる影響)も併せて検討する予定である。さらに、虚血再潅流後に長期間の心筋虚血を行った場合に活性化するK_<ATP>チャネルの麻酔薬に対する作用を検討し、ischemic preconditoningに及ぼす麻酔薬の影響を考察する予定である。

ラットの単一心室筋細胞における細胞膜ATP感受性K(K_<ATP>)チャネル活性をパッチクランプ法により記録し、静脈麻酔薬であるプロポフォールの細胞膜K_<ATP>チャネルに対する影響について検討するとともに、ischemic preconditioning(IPC)の心筋保護作用に細胞膜K_<ATP>チャネルがどの程度関与しているか検討した。プロポフォールは、cell-attached法においてK_<ATP>チャネル活性を濃度依存性に抑制した。また、inside-out法においても同様に、プロポフォールはK_<ATP>チャネル活性を濃度依存性に抑制した。以上の結果は、プロポフォールの作用が細胞内伝達物質などを介さずにK_<ATP>チャネルを直接抑制している可能性を示唆している。次に、先行虚血の心筋保護作用に細胞膜K_<ATP>チャネルがどの程度関与しているか検討するため、単一心室筋細胞を15分間虚血にした群(対照群)と、5分間虚血、5分間再灌流、5分間再虚血にした群(先行虚血群)のK_<ATP>チャネル活性の変化を比較検討した。虚血モデルとしてcell-attached法の場合はATP合成阻害薬である2,4-dinitrophenol(DNP)を使用し、inside-out法の場合は低ATP濃度の溶液で灌流した。Cell-attached法においては、対照群では緩やかに開口率が上昇するのに対して、先行虚血群では有意に2回目の虚血での開口率の上昇が認められた。Inside-out法の場合、対照群と先行虚血群で有意な開口率の変化は認められなかった。以上の結果より、IPCの心筋保護効果は先行した虚血による刺激が、それに引き続いた虚血時に開口率を上昇させるという細胞膜K_<ATP>チャネルの特性により生じ、この特性は細胞膜K_<ATP>チャネルに対する直接作用ではなく細胞内伝達系を介してもたらされる可能性が考えられる。
合成開口処理によるディジタルホログラフィの高解像再生

従来の写真乾板を用いたホログラフィーに代わって、近年注目されているディジタルホログラフィに関する研究を行った.ディジタルホログフィーではイメージセンサの大きさの影響で、写真乾板を用いたホログラムより再生像の解像度が低下する欠点があった.そこで本研究では,一つのシーンに付いて複数枚のホログラムを,異なった観測位置から観測し,個々のホログラムについて合成開口処理することで,開口の大きなイメージセンサーで、ホログラムを観測した状態を擬似的に実現した従来の写真乾板を用いたホログラフィーに代わって、近年注目されているディジタルホログラフィに関する研究を行った.ディジタルホログフィーではイメージセンサの大きさの影響で、写真乾板を用いたホログラムより再生像の解像度が低下する欠点があった.そこで本研究では,一つのシーンに付いて複数枚のホログラムを,異なった観測位置から観測し,個々のホログラムについて合成開口処理することで,開口の大きなイメージセンサーで、ホログラムを観測した状態を擬似的に実現したコンピュータメモリにディジタルデータとして蓄積されるディジタルホログラムを、一つの物体について複数枚蓄積し、合成開口処理を応用した信号処理を行うことで、高解像で物体像の再生を行うことを目的として研究を行った。まず合成開口処理を行うソフトウエアを作成した。ホログラムデータにフレネル変換を施し、得られた複素数データを記録するソフトウエアと別々のホログラムデータから得た計算結果に、観測位置の違いを付加するソフトウエア、そして、それぞれを足しあわせて合成開口処理を行うソフトウエアを作成した。作成したソフトウエアは、一枚のホログラムデータを2枚のデータに分離して作成したホログラムデータにより、合成開口処理を行い、その動作特性を解析し、その正当性を確認できた。観測位置が異なっているホログラムデータの位置関係をピクセル単位で正確に求めるために、ホログラム間で、相互相関演算を行い、相関値最大値か得られる場所から、相対位置が求められることを確認した。ホログラムデータにフーリエ変換を施すことで高速に相互相関関数が得られるソフトウエアも作成した。物体光と参照光の干渉強度分布をCMOSイメージセンサで撮影する際に、撮影位置を左右上下に設定量だけ移動できるように、移動ステージにCMOSイメージセンサを設置した。一つの物体に対して、撮影位置を変えて5枚のホログラムデータをコンピュータに蓄積した。得た観測データを合成開口処理を施し、解像度が向上していることを定性的に確認した。観測位置の異なる複数枚のディジタルホログラムを合成開口処理するこてとで、解像度が向上することが確認できたが、定量的な解析がまだ行えていない。さらに、光学系を導入して微細構造からの散乱光のホログラムデータから高解像再生を試みたい。従来の写真乾板を用いたホログラフィーに代わって、近年注目されているディジタルホログラフィに関する研究を行った,ディジタルホログラフィでは,CCD等のイメージセンサーを用いて、ホログラムの光強度分布を測定し,電子ファイルとしてコンピュータに蓄積する.従来の写真乾板で構成するホログラムでは現像、定着過程を化学処理で行う必要があったことに比べ,イメージセンサーで観測したディジタルデータのホログラムは、厄介な処理が必要ないので広く応用が期待されている.しかし一方、写真乾板に比べてセンサーの大きさが小さいため,ディジタルホログラムからの再生像の解像度が低下する欠点があつた.そこで本研究では,一つのシーンに付いて複数枚のホログラムを,異なった観測位置から観測し,個々のホログラムについて合成開口処理することで,開口の大きなイメージセンサーで、ホログラムを観測した状態を擬似的に実現することを目的に研究を行った.合成開口処理において重要となるのは,ホログラム観測を行った観測位置間の関係を、イメージセンサの画素サイズと同等の精度で求めることであった.本研究では,ホログラム中で一部分が,もう一つのホログラムと同じ場所が含まれるように,ホログラム観測を行い.二つのホログラム強度分布の相互相関関数を計算することでその位置関係を求めた.評価した結果,ほぼ1画素,6.4μmの精度で,ホログラム間の位置関係を求めることができた。測定したホログラムについて,位置関係を加味して合成開口処理を行った.二枚一組で合成開口処理を行い,良好な結果を得た.相関関数で求めた位置関係と異なる位置関係として合成開口処理すると,再生像全体に,干渉縞が発生した。これは二枚のホログラムをコヒーレントに合成開口処理できている証拠であると考えた.解像度がどの程度改善したかを定量的に測定している.現状では,1.2倍ほどの改善であろうと評価している.今後検討を進めたい
強レーザー光子場におけるドレスト分子の電子構造

強電磁場中におかれた原子・分子の電子構造を解明することを目的とした理論研究を行い,本年度は以下に示す1-3の成果を得た.1.レーザープラズマ中における原子の電子構造強レーザー光と固体表面やクラスターとの相互作用によって生成する,高温・高圧の「レーザープラズマ」中における原子およ原子イオンの電子構造を解明することを目的として,Debye遮蔽モデルに基づく多電子ハミルトニアンを構築した.このモデルをHeおよびLiに適応し,遮蔽パラメーターの関数としてエネルギー準位構造および振動子強度の変化を明らかにした.さらに2次のDouglas-Kroll変換に基づく相対論の定式化を導入することによって,「相対論的Debye遮蔽モデル」を構築し,核電荷が大きい原子および多価イオン原子についてプラズマ環境下における電子構造の計算が可能となった.2.強外場中に閉じ込められた電子系のエネルギー準位構造強外場による閉じ込めを調和ポテンシャルを用いて表現し,ナノスケールの擬2次元調和ポテンシャル中に閉じ込められた少数電子(N=2,3,4)のエネルギースペクトルおよび電子密度分布を多参照配置間相互作用法を用いて計算した.その結果,スピン多重度が大きい状態ほど電子相関の効果が小さいこと,および,閉じ込めの強さが小さくなるに従い,多電子励起に起因する全角運動量が大きい状態が低エネルギー領域に現れることが見出された.任意のレーザー波長における原子・分子のドレスト状態を計算するために,「高周波数フロケモデル」を拡張し,フロケ空間における異なる光子数状態との結合を非摂動的に扱うことによって,任意のレーザー波長において成立する多電子ドレスト状態を計算する方法を開発した.この方法を,HeおよびLiに適用し,ドレスト状態における電子状態の計算を行った.その結果,真空状態におけるHeおよびLiの電子基底状態は,800nmの直線偏光レーザー場が照射された場合には,0.003auのレーザー電場強度において,Heはほぼ真空の電子状態を保持するのに対して,Liは零光子チャンネルにおいて,p性の電子状態が基底状態となることが示された.強レーザー電磁場中におかれた原子・分子の電子構造を解明することを目的とした理論研究を行い,以下に示す(i)-(iii)の成果を得た.(i)強外場中に閉じ込められた原子の遷移モーメント強外場中による閉じ込めを,調和ポテンシャルを用いて表現し,調和ポテンシャル中に拘束された2,3電子量子ドット,He,およびLiのエネルギースペクトルおよび波動関数を,配置間相互作用法を用いて計算した.そして,これらの系の遷移モーメントが,閉じ込めの強さ,および,閉じ込めポテンシャルの形状とどのように相関するのかを明らかにした.(ii)強外場中に閉じ込められた分子のポテンシャル曲面の変化調和ポテンシャル中に閉じ込められたLi分子のポテンシャルエネルギー曲線を,多参照配置間相互作用法を用いて計算した。その結果,閉じ込めの強さが大きくなるに従い,ポテンシャル曲線が大きく変形し,複数の非交差部位が形成されることが示された.すなわち,強外場中に拘束されたLi分子は,孤立状態とは異なる化学反応過程を持ちうることが示された.(iii)準定常フロケ法の開発超短パルスレーザーを用いた通常の実験条件下における強レーザー場中の分子ダイナミクスを,フロケの定理に基づくドレスト状態の立場から理解するために,従来のフロケ法を,レーザー振幅が時間とともに緩やかに変化する場合に拡張した「準定常フロケ法」を開発した.そして,高強度超短パルスレーザー中におけるH_2^+の核波束の時間依存シミュレーションを行い,光子数チャンネル別の解離経路を明らかにした.強電磁場中におかれた原子・分子の電子構造を解明することを目的とした理論研究を行い,本年度は以下に示す1-3の成果を得た.1.レーザープラズマ中における原子の電子構造強レーザー光と固体表面やクラスターとの相互作用によって生成する,高温・高圧の「レーザープラズマ」中における原子およ原子イオンの電子構造を解明することを目的として,Debye遮蔽モデルに基づく多電子ハミルトニアンを構築した.このモデルをHeおよびLiに適応し,遮蔽パラメーターの関数としてエネルギー準位構造および振動子強度の変化を明らかにした.さらに2次のDouglas-Kroll変換に基づく相対論の定式化を導入することによって,「相対論的Debye遮蔽モデル」を構築し,核電荷が大きい原子および多価イオン原子についてプラズマ環境下における電子構造の計算が可能となった.2.強外場中に閉じ込められた電子系のエネルギー準位構造強外場による閉じ込めを調和ポテンシャルを用いて表現し,ナノスケールの擬2次元調和ポテンシャル中に閉じ込められた少数電子(N=2,3,4)のエネルギースペクトルおよび電子密度分布を多参照配置間相互作用法を用いて計算した.その結果,スピン多重度が大きい状態ほど電子相関の効果が小さいこと,および,閉じ込めの強さが小さくなるに従い,多電子励起に起因する全角運動量が大きい状態が低エネルギー領域に現れることが見出された.任意のレーザー波長における原子・分子のドレスト状態を計算するために,「高周波数フロケモデル」を拡張し,フロケ空間における異なる光子数状態との結合を非摂動的に扱うことによって,任意のレーザー波長において成立する多電子ドレスト状態を計算する方法を開発した.この方法を,HeおよびLiに適用し,ドレスト状態における電子状態の計算を行った.その結果,真空状態におけるHeおよびLiの電子基底状態は,800nmの直線偏光レーザー場が照射された場合には,0.003auのレーザー電場強度において,Heはほぼ真空の電子状態を保持するのに対して,Liは零光子チャンネルにおいて,p性の電子状態が基底状態となることが示された.
フラビウイルスの感染臓器特異性に関する研究

神経向性フラビウイルスをモデルとして,病原微生物の感染臓器特異性を解明することを目的として,以下の実験を行った。ウイルスの感染を可視化するため,感染細胞で赤色蛍光蛋白質を発現するフラビウイルスのレポーターウイルス様粒子(RVPs)を作製した。次に,マウスから摘出した脳のスライス標本培養系を作製した。さらに,培養脳スライス標本を用いてRVPsの感染系を構築した。本法を用いることで,フラビウイルスの臓器特異性についての研究を,さらに推進できるものと考えられる。ウイルスには感染臓器特異性が認められる。しかし,自然感染では,機械的障壁や宿主免疫応答によりウイルスが排除される。致死に至る臓器への感染が抑制されると,ウイルスの臓器特異性の解明は困難となる。本研究課題では、神経向性フラビウイルスの感染臓器特異性を解明することを目的として,脳実質へのウイルス感染について検討した。本年度は,ウエストナイルウイルス(WNV)の赤色蛍光蛋白質(DsRed2)遺伝子を発現するウイルス様粒子(RVPs)の作製方法について再検討した。RVPsの一般的な作製法は,in vitro転写したWNVのレプリコンRNAと,その構造蛋白質発現ベクターをBHK-21細胞に供導入するものである。しかし,この方法は複雑でステップも多い。また、操作に熟練を要する。そこで,より迅速で簡便な方法の開発を試みた。まず,レプリコンRNAが持続的に自己複製しているBHK-21細胞を作製した。次に,この細胞にウイルスの構造蛋白質発現ベクターを導入する。この新法を用いたRVPsの産生量は,従来法と同等であった。さらに,作製したRVPsを用いて,培養脳スライスへの感染実験を行った。マウスの脳を摘出し,スライサー(WPI)を用いて200400μm厚にスライスした。脳スライス標本は,作製後1日目にRVPsを感染させ,10%FBSを含むDMEM培地中で12週間培養した。感染後,経時的にDsRed2の発現を観察したところ、感染3日目よりDsRed2の発現が観察された。以上の結果、脳スライス培養を用いたRVPsの感染系が確立できた。しかし,本研究期間において,当初予定していた脳以外の臓器への感染実験と,フラビウイルス感染抵抗性Oasb1マウスを用いた評価について検討することができなかった。今後,本研究で開発した実験系を用いて,残された課題について詳細に検討していく予定である。赤緑蛍光蛋白質DsRed遺伝子を導入したフラビウイルスの一種であるウエストナイル(WNV)のレプリコンRNA (ウイルスのゲノムの構造蛋白質遺伝子領域をDsRed遺伝子に置換しているため、細胞内で自己複製するが粒子形成されない。また、レポーター蛋白質としてDsRedが発現するため、レプリコン導入細胞が蛍光顕微鏡下で観察される)を内包したWNV様粒子(VLP/DsRed)を作製した。パイロット実験として、VLP/DsRedを、マウスから採材した各種の臓器に注射筒を用いて直接投与したところ、VLP/DsRed感染細胞(DsRed発現細胞)は接種部位に局在した。したがって、この方法では各臓器におけるウイルス感受性細胞を同定することは困難である。そこで次に、各種臓器のスライス培養を確立し、VLP/DsRedを感染させ、ウイルス感受性細胞を同定できるか否かを試みた。まず、マウスの脳を分離し、1mmおよび2mm厚の連続脳スライスを作製した。このように作製した脳スライスは約2週間ダルベッコ変性最少必要培地(DMEM)+10%牛胎子血清(FCS)中で培養が可能であった。作製後2日目の脳スライスにVLP/DsRedを感染させたところ、脳組織の一部に限局してDsRedの発現が観察された。本方法を用いて、研究の当初の目的である、各種臓器のフラビウイルス感受性細胞(宿主臓器特異性)を同定することが出来るものと考えられる。当初の実験計画では、1年目にフラビウイルス感受性マウスおよび抵抗性マウス(Oas1bマウス)の両マウスから様々な臓器を採材し、各臓器に作製した赤色蛍光蛋白質発現ウエストナイルウイルス様粒子(VLP/DsRed)を直接投与することによって、フラビウイルスの臓器特異性を検討する計画であった。ところが、マウスから摘出した臓器へVLP/DsRedを直接投与すると、VLP/DsRedの感染が投与部位に限局してしまい、この方法では臓器全体でのフラビウイルスの感染特異性を評価することは困難であることが分かった。そこで、研究方法を変更し、各種臓器のスライス培養を確立し、VLP/DsRedの感染性を検討することで当初の目的を達成できるかどうかについて検討した。「9.研究実績の概要」で記したように、パイロット実験としてマウスの脳スライス培養法を確立し、脳スライスにVLP/DsRedを感染した。

この方法では、論理的には脳スライスの全ての部位にVLP/DsRedが感染可能であるため、VLP/DsRedの脳内での感染細胞を同定できるものと考えられた。実際、部位は特定できていないが、VLP/DsRedが感染し、DsRed蛋白質が発現している領域が認められた。この結果は、各種臓器のスライス培養系とVLP/DsRed感染系を組み合わせることで、本研究の目的とした、「フラビウイルスの感染臓器特異性(臓器内の感染感受性細胞)」について検討できるものと考えられた。本年度の結果から、各種臓器のスライス培養系とVLP/DsRed感染系を組み合わせることで当初の研究目的が達成できるものと考えられた。そこで次年度は、最初に、フラビウイルス感受性マウスおよび抵抗性マウス(Oas1bマウス)の各臓器スライス培養系を確立する(感受性マウスは前田が分担、Oas1bマウスは佐々木が分担)。前年度の実験結果を基にして、まず最初に脳(脳はフラビウイルスの標的臓器の一種である)の臓器スライス系について検討する(前田および佐々木)。次に、他の臓器スライス系について検討する(前田および佐々木)。確立した臓器スライスに赤色蛍光蛋白質発現ウエストナイルウイルス様粒子(VLP/DsRed)を感染する(前田および佐々木)。その結果、感受性マウスの臓器スライスでDsRedが発現しているが、抵抗性であるOas1bマウスで発現が認められない臓器内の領域(細胞)を同定する(前田および佐々木)。最後に、当該領域での遺伝子発現をDNAマイクロアレイやディファレンシャルディスプレイ法により解析し、フラビウイルスの臓器特異性(ウイルスの感受性)を決定する宿主因子を同定する(前田および佐々木)。同定された遺伝子について、フラビウイルスの感染宿主因子であることを、当該遺伝子の遺伝子ノックアウトマウスや高発現マウスを用いて確認する(前田および佐々木)。平成25年度は、研究遂行するために必要な消耗品の購入する予算を申請する。また、得られた成果を関連学会や学術紙上に発表するための諸費用を申請する。該当なし。
ミトコンドリアを標的とした放射線および温熱細胞死の増強と分子機構の解明

本研究ではU937およびHeLa細胞でニトロキシドであるTempoと温熱併用によるオートファジー細胞死を誘導することが判明した。Tempoを温熱処理と併用すると温熱によるカスパーゼ-3の活性化を阻害し、カスパーゼ依存性アポトーシスの阻害につながる。その原因はカスパーゼの活性化部位-CysSHの酸化から生じる可能性が高い。併用処理はミトコンドリア機能障害およびオートファジーの誘導に寄与しているBeclin 1の遊離が認められた。併用によるオートファジー細胞死は回復不能の細胞増殖抑制を認めた。Tempoは温熱併用時に増感剤として作用し、回復不能なオートファジー細胞死を誘導することが判明した。平成25年は1. Caspaesの活性化・不活性化の検出(1) Apoptosisにおいて、initiator caspses-8, -2と-9のどの分子の活性化がeffector caspase-3を活性化させることについて実験で観察して部分的にかめいした。(2)併用ではニトロキシドがcaspasesの活性部位SHを酸化し、すべてのcaspasesを不活化することが予測され、mitochondrial dysfunctionがapoptosisをautophagic cell deathにスイッチすることを確認した。3. MTのETC電子伝達とATP合成は生理的に必須である。(1)MTの機能低下の指標としてのミトコンドリア膜電位(H+勾配)はTMRMで測定した。HeLa細胞において併用時にzVAD-fmk抵抗性ミトコンドリア膜電位消失をおこす可能性を検討した。(2)機能障害の指標としてのATP量の測定:apoptosis, necrosisとautophagy細胞の細胞のATP量を測定し、MT機能障害と細胞死の関係を部分できに解明した。放射線基礎医学研究の目的を中心にして、ほぼ計画のどおりで遂行している。25年度の計画のうち細胞死に対してCaspasesの活性化およびミトコンドリアの機能に関連する実験についてはほぼ完成し計画どおりである。その他の計画についてもほぼ計画どおり実施できている。したがって、現在までの達成度は95%以上と考えられる。研究の目的を中心にして、ほぼ計画のどおりで遂行している。24年度の計画のうち細胞死の誘発と検出定量についてはほぼ完成した。Bcl-2ファミリータンパク質の活性化の確認について計画どおりである。平成26年度研究について以下のどおりで遂行する。1.分子シャペロンHSPsの発現と温熱/Tempoの感受性:HSPsの発現は癌細胞によって異なる。U937細胞では44°C/10分処理はHSP70を誘導するが、44°C/30分処理は逆に阻害することを観察した。その他の癌細胞(Jurkat-T, Molt-4, THP-1, HL-60とHeLa)において、(1)温熱とニトロキシドの単独・併用後に誘導性HSP27, HSP70と非誘導性のHSP90の発現(Western blot)と細胞死感受性の相関癌細胞差を検索する。(2)GeldanamycinはHSP90のATP pocketに結合し、heat shock factor 1 (HSF1)を活性化する。ストレス応答転写因子HSF1の活性化はHSP27とHSP70誘導を促進する。温熱とニトロキシドの単独・併用によるHSF1活性化とHSP27とHSP70の誘導発現の有無および細胞死への影響を検索する。(3) HSP70とHSP90のシャペロン機能がMOMPを保護する標的ミトコンドリア蛋白質を免疫沈降によって同定を目指す。3.成果をまとめ、論文発表の準備をする。平成25年度研究について以下のどおりで遂行する。1. Caspaesの活性化・不活性化の検出(1) Apoptosisにおいて、initiator caspses-8, -2と-9のどの分子の活性化がeffector caspase-3を活性化させるかを生化学的に確定する。(2)併用ではニトロキシドがcaspasesの活性部位SHを酸化し、すべてのcaspasesを不活化することが予測され、mitochondrial dysfunctionがapoptosisをautophagic cell deathにスイッチすることを確認する。(1)MTの機能低下の指標としてのミトコンドリア膜電位(H+勾配)はTMRMで検出する。HeLa細胞において併用時にzVAD-fmk抵抗性ミトコンドリア膜電位消失をおこす可能性を検討する。(2)機能障害の指標としてのATP量の測定:apoptosis, necrosisとautophagy細胞の細胞のATP量を測定し、MT機能障害と細胞死の関係を見る。

平成24年度においては、アポトーシス検出用試薬の使用量が少なかったため、計画よりも約20万円分少ない研究費で研究を実施した。その分を平成25年度のアポトーシス検出用試薬の購入に充てることにしている。してがって、平成25年度の研究費は、消耗品費110万円、旅費30万円、人件費(実験補助)10万円、論文投稿料10万円で、合計160万円の予定である。
人的ファクタが形の知覚に及ぼす影響-環境心理学への応用を求めて-

金顕静氏と共に我々が平成15年度に行った研究は、人間と環境との関係についてヒューマン・ファクタの観点からアプローチし、様々なヒューマン・ファクタが形の知覚および環境知覚にどのように影響するのかに検討を加えることである。そして、これまでの研究結果により、形の知覚や環境知覚に影響を与えるヒューマン・ファクタはかなり数多く、性別・加齢・単眼・両眼・視力などの生理的側面をはじめとし知識・経験・注意・記憶・学習の程度等の情報選択的側面、また視覚ストレス・聴覚ストレス・覚醒状態の心理的側面などめさまざまなファクタが存在し、環境知覚には常にこれらによる影響が考えられることが明らかになった。そのため、平成15年度の研究はヒューマン・ファクタが道路の環境知覚及び形態知覚に及ぼすさまざまな影響を多角的な実験を通してより具体的に調べることを試み、走行環境での形態情報、聴覚情報、時間情報を統制した実験プログラムを製作し、環境心理学の立場から実際の様々道路環境がドライバーの速度知覚にどのように影響しているのかを検.討した。具体的には、まず、実際の道路状況を取ったビデオ映像を使い、どのような環境がドライバーの速度知覚に影響を及ぼしているのかを各々のシミュレーション実験を通して調べた。その結果、道路の形状及び様々な道路施設物が知覚に影響していることが明らかとなり、速度知覚における形態知覚の効果が確認できた。そしてその次は、速度知覚における聴覚情報の影響を調べるための実験を行い、視覚情報だけによる速度知覚への影響と視聴覚情報による速度知覚への影響を調べた。その結果、ドライバーの速度知覚に形態情報と聴覚情報がそれぞれ影響していることが明らかとなり、また音のレベルが高い聴覚情報の結果では、視覚情報による知覚がまた異なった情報により影響されることが確認された。そして最後はこれらの実験結果を基にヒューマン・ファクタと環境ファクタが導路環境の知覚に及ぼす影響及び相互関連性が総合的に考察され、これらの研究の成果をヨーロツパー知覚学会、日韓感性工学会、国際デザイン学会などで発表した。金顕静氏と共に我々が平成14年度に行った研究は、人間と環境との関係についてヒューマン・ファクタの観点からアプローチし、様々なヒューマン・ファクタが形の知覚および環境知覚にどのように影響するのかに検討を加えることである。そして、これまでの研究成果としては、まず予備調査と実態調査の成果があげられる。予備調査では人間工学、感性工学、心理学、環境学などの幅広い分野からヒューマン・ファクタと形の知覚との関係が文献を通して調べられ、次の環境実態調査ではヒューマン・ファクタが形の知覚に及ぼすさまざまな影響を道路環境および施設物を対象に形態知覚への影響を、実際の現場インタビューおよび道路環境の観察調査を通して調査した。そして、これらの結果により、形の知覚や環境知覚に影響を与えるヒューマン・ファクタはかなり数多く、性別・加齢・単眼・両眼・視力などの生理的側面をはじめとし知識・経験・注意・記憶・学習の程度等の情報選択的側面、また視覚ストレス・聴覚ストレス・覚醒状態の心理的側面などのさまざまなファクタが存在し、環境知覚には常にこれらによる影響が考えられることが明らかになった。そのため、現在はヒューマン・ファクタが道路の環境知覚及び形態知覚に及ぼすさまざまな影響を多角的な実験を通してより具体的に調べることを試み、走行環境での形態情報、聴覚情報、時間情報を続制した実験プログラムの製作に取りかかっており、これらの実験結果を基にヒューマン・ファクタと環境的な要素が道路環境の知覚に及ぼす影響及び相互関連性について調べる。そして、これらの研究の結果は、今後ヨーロッパ知覚学会に発表する予定である。
最適化数学の手法を用いた、直線軌道投影からのX線CT再構成の実証研究

大型構造物のX線非破壊検査においては、従来のような回転投影によるCTは適用が難しいため、直線的な投影軌道からCT画像を再構成することができれば望ましい。このような技術は、産業や公益面で幅広く大きなインパクトがある。本研究では、直線軌道CTの画像再構成手法を、圧縮センシングと呼ばれる最適化数学の理論に基づいて開発する。開発した再構成手法を用いて数値計算による実証を行い、また小さなシステムを開発し実験を行う。以上により、将来的な大型構造物の非破壊検査への展開に先立つような基礎技術を確立することを目指す。
気体分子を生理的エフェクターとする金属含有センサータンパク質の構造と機能

酸素や一酸化炭素のような気体分子のセンサーとして機能し、さまざまな生理機能制御に関与する新規なセンサータンパク質を研究対象とし、これら気体分子センサータンパク質の構造機能相関の解明を行った。本研究では、気体分子がシグナル分子として機能するという、これまでにほとんど例の無い、気体分子の新規な生理機能を明らかにするとともに、その作用メカニズムを分子レベルで解明することにも成功した。本研究では、気体分子を生理的なエフェクターとする金属含有センサータンパク質の構造と機能の解明を目的として研究を行った。本年度は特に、ヘム(鉄ポルフィリン錯体)をセンサー本体として利用しているヘム含有型気体分子センサータンパク質を主な研究対象として研究を行った。これまでの研究で明らかにしたグロビンドメインをヘム含有センサードメインとして利用しているHemATのアミノ酸配列を参考に、DNAデータベース解析を行い、HemATと同様なグロビン型センサードメインを有していると考えられる新規なセンサータンパク質の検索を行った。その結果、分子のN末領域にグロビンドメインを、C末領域にdi-guanylate cyclaseドメインを有する新規センサータンパク質を発見し、本タンパク質をHemDGCと命名した。HemDGCの大腸菌における大量発現系の構築に成功し、その精製法の確立を行った。HemDGCは、分子中にヘムを含むホロ型酵素として精製することが出来た。精製したHemDGCの共鳴ラマン散乱スペクトル、紫外・可視吸収スペクトルの測定を行い、HemDGC中に含まれるヘムの基本的な性質を明らかにした。HemDGCは、これまでに報告されている酸素センサータンパク質HemATと同様、ヒスチジンを軸配位子とする5配位型ヘムを有しており、酸素、一酸化炭素、一酸化窒素などの外部配位子が配位することが分かった。HemDGCの生理的意義は、di-guanylate cyclase活性による環状di-GMP生成にある。本酵素活性は、外部配位子のヘムへの結合により制御されていると推定される予備的な実験結果を得た。今後は、外部配位子による酵素活性制御の分子機構の解明を目指し、各種変異体酵素の調製と、それらの詳細な解析を行う予定である。本研究では、気体分子を生理的なエフェクター分子とする金属含有型センサータンパク質の構造と機能の解明を目的とし研究を行なった。HemATは、プロトヘムをセンサーの本体として利用している酸素センサータンパク質であり、バクテリア、古細菌の酸素に対する走化性制御系におけるシグナルトランスデューサーとして機能している。本研究では、高度好塩性古細菌Halobacterium salinarumおよび光合成細菌Rhodosprirum rubrum由来のHemATを単離精製し、共鳴ラマン分光法によりヘム周辺構造の詳細な解析を行なった。その結果、これらHemATホモログに結合した酸素と周辺アミノ酸残基との間で形成される水素結合ネットワークは、ホモログ毎に異なったパターンを示すことが分かった。得られた結果を、先に詳細な性質を解明した枯草菌由来のHemATの場合と比較検討することにより、HemATホモログにおける選択的酸素センシング機構の解明を行なった。さらに本研究では、枯草菌由来のHemAT中のセンサードメインと、大腸菌中に含まれるシグナルトランスデューサーTsrのシグナリングドメインを融合したキメラタンパク質を作成し、その性質を詳細に検討した。HemATによる酸素センシング、ならびに酸素をセンシングした後の分子内シグナル伝達反応の分子機構解明を試みた。調製したキメラタンパク質、CheAタンパク質およびCheWタンパク質より構成されるin vitroアッセイ系を用い、CheAタンパク質のリン酸化反応を指標として調製したキメラタンパク質の活性を観測した結果、ヘムに酸素が結合した場合にのみ、CheAのリン酸反応が進行することが分かった。本研究では、気体分子(酸素、一酸化炭素、一酸化窒素)を生理的なエフェクターとする気体分子センサータンパク質の構造機能相関の解明を目的として研究を行なった。酸素センサータンパク質としては、グロビンドメインをセンサードメインとして利用する新規な酸素センサータンパク質HemDGCを対象とし、HemDGCによる酸素の選択的センシングの分子機構、ならびに酸素によるHemDGCの機能制御機構の解明を行なった。主に共鳴ラマン分光法による解析により、遠位側ヘムポケットに存在するTyr55とGln81がヘムに結合した酸素分子と特徴的な水素結合ネットワークを形成することが、HemDGCによる選択的酸素センシングに必須であることを明らかにした。HemDGC中のヘムに一酸化炭素が結合した場合には、酸素の場合に形成される特徴的水素結合ネットワークは形成されず、Gln81のみがヘムに結合した一酸化炭素と相互作用する。このような気体分子の種類に依存して、遠位側ヘムポケットに存在するアミノ酸残基が関与する水素結合ネットワークが組換わることにより、遠位側ヘムポケットのコンフォメーション変化が誘起されるものと推定される。HemDGCは、2分子のGTPから1分子のcyclic di-GMPを生成する反応を触媒する酵素活性を有していることも分かった。また、分子中のセンサードメイン中に存在するヘムに酸素が結合した場合にのみ、HemDGCは酵素活性を示すことが分かった。HemDGCは、酸素の有無によらずホモダイマー構造を有している。
戦前期の中国・樺太で刊行された日本語図書（文学関係中心）の書目総覧の作成

平成30年度における研究の概要としては、上海図書館別館の徐家わい蔵書楼所蔵の日本語書籍目録から本研究テーマに即した<外地本>の抽出およびその書目作成作業がほぼ90パーセント近くに達したことである。同書籍目録には旧満州を含む戦前期中国大陸で刊行された日本語書籍(すなわち外地本)のうちのほぼ9割近くが所蔵されているが、そのうちで日本の国会図書館所蔵のものは四分の一程度と推定される。したがって、これまでにその本の存在自体が未確認であるものが非常な数に上る。ただし、旧満州で刊行されたものについては所蔵率はほぼ5割程度と推測される。旧満州で刊行された<外地本>については、やはり大連図書館の所蔵率が圧倒的に高くなるが、その大連図書館の閲覧規制が現在も依然として厳しいため、中国の図書館でほかに頼れるものは北京の国家図書館以外にはない。その国家図書館では所蔵日本語書籍の目録が作成されていないために、確認したい本のタイトルを一冊ずつ端末で検索しなければならず、さらに閲覧の冊数が一回に本は3冊まで、雑誌は10冊までと制限されるので蔵書楼に比べて作業に多くの時間を必要としている。しかし、北京の国家図書館以外の中国の有力図書館、すなわち南京図書館、蘇州図書館、漢口図書館、浙江図書館、その他に当たってみても戦前期の日本語書籍を多数所蔵している図書館はほぼ皆無と言ってよい。したがって、大連図書館の閲覧規制が厳しい以上、上海蔵書楼と北京国家図書館の二つだけに絞られてしまうことは確かである。上海蔵書楼所蔵の戦前中国(旧満州を服務)で刊行された日本語書籍のうち、文学関係のものを中心に、それと隣接する歴史・文化などの領域のものも取り込んだ書目の作成を進めてきた。上海蔵書楼における作業は本年3月の時点でほぼ9割以上が終了したが、過去の閲覧申請時に閲覧できなかったものが一定数残ったため、本年夏にはその未確認のものについて書目を作成して、蔵書楼所蔵日本語書籍のうち本研究テーマに即した書目作成の原稿が一応完成される予定である。上海蔵書楼所蔵の戦前中国刊行の日本語書籍のうち文学および隣接領域の本の書目作成についてはほぼ予定通りの推進状況にある。一方、本研究課題のうちの樺太刊行の書籍に関する書目作成については、その後の調査によって、文学関係の書籍が極めて少数である事実が判明した。そのため樺太刊行の書目作成計画を中止して、戦前期中国刊行の文化雑誌の総目次作成作業に切り替え、すでに『戦前期中国関係雑誌細目集覧』(三人社、2018年)を刊行、今後同様のものを続編、続続編まで作成する予定である。戦前期の中国および樺太で刊行された日本語の書籍(文学関係を中心に、歴史・文化などの隣接領域のものを含む)の書目(目次などを中心にした書誌的記述)を作成するために、中国刊行の書籍については上海図書館別館の蔵書楼での作業を約6年前から継続している。本科研の初年度である2017年度は、蔵書楼所蔵の日本語書籍目録のうちの「ハ」から「モ」まで(アイウエオ順)の項目を、2017年9月と2018年3月の調査によって終了し、残りは「ヤ」以降の項目となった。一方、樺太刊行の書籍については、中国のものについての調査が一段落した時点から本格的に進める予定であり、2017年度は国立国会図書館所蔵のものを対象にして初期的な調査を開始している。中国刊行の日本語書籍については、上海の蔵書楼所蔵のものを最大の調査対象としているが、2017年度の夏と春の調査を終えた時点で、全体の9割に当たる「ア」から「モ」までの項目が調査済みとなり、2018年夏の調査で「ヤ」以降の項目が完了する予定であるため。