hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可微分写像の構造安定性と形態形成

さらに,曲面の可視化や映像理論,DNA結び目解析への具体的応用に向けた足がかりを築くことも目的の1つである.そのため平成23年度は,Vassiliev複体とスペクトル系列の手法に基づき,Vassiliev型不変量の定式化に関する検討を進めた.具体的には,様々な特異点や特異ファイバーの分類毎にVassiliev複体を考え,研究分担者である大本亨,山本卓宏の協力のもと,次数1不変量の研究を進めた.さらに国内外の研究者との交流・連携を進めた.具体的には,山本稔と球面の裏返しの特異点論的表現法について,映像理論との関連も含めて議論を行い,一定の成果を収めた.また高瀬将道とは,特異写像のはめ込みリフトに関連した不変量について議論し,既存の微分トポロジーの結果では不十分であり,さらなる研究が必要であることを再認識した.またBlanloeilと特異点のまわりに現れる結び目の同境について研究し,その手法がより一般のexactな絡み目の状況にも拡張できることを示した.平成23年度にはBlanloeilをはじめ海外の研究者を多く招へいし,その後の研究の方向性も探ることができた.また,多様体上の多様体束を考え,その上の可微分写像の特異点を用いて,多様体束の特性類の定式化を目指すため,特異ファイバーの研究も進めた.平成24年度に予定していた研究がほぼ予定通りに進行している.特に,埋め込み・はめ込みリフトとSmale-Hirsch理論が密接に関連することを明らかにでき,さらに微分トポロジーの種々の古典的結果がこうした問題の解決に本質的役割を果たすことに気が付いたことは,今後につながる大きな収穫であった.また,海外の多くの研究者と議論を行い,これからの研究の方向性を見定めることができたことで,今後の研究の発展への大きな足掛かりを作ることもできた.また,球面の裏返しと映像理論との関連という新たな側面を見出すこともできた.平成23年度に予定していた研究がほぼ予定通りに進行している.特に,埋め込み・はめ込みリフトとSmale-Hirsch理論が密接に関連することを明らかにできたことは,今後につながる大きな収穫であった.また,海外から研究者を招へいし,これからの研究の方向性を見定めることができたことで,今後の研究の発展への大きな足掛かりを作ることもできた.また,球面の裏返しと映像理論との関連という新たな側面を見出すこともできた.今後はこれまでの予定通り,高次Vassiliev型不変量の定式化を行ってゆく.特に,特異点のA-分類が比較的よく研究されている場合において考察を進め,Goryunov不変量やAicardi-Ohmoto不変量(共にある種のBennequin型不変量)の一般化を考えてゆく.さらに,前年度までに行ったファイバー束の特性類に関する検討を理論化してゆく.これらに関しては,研究分担者,連携研究者と連絡を取りながら研究を進める.また,一般次元の多様体のVassiliev型不変量を,Thom空間への写像のなす空間の有限型不変量として定式化する.今後はこれまでの予定通り,高次Vassiliev型不変量の定式化を行ってゆく.特に,特異点のA-分類が比較的よく研究されている場合において考察を進め,Goryunov不変量やAicardi-Ohmoto不変量(共にある種のBennequin型不変量)の一般化を考えてゆく.さらに,前年度に行ったファイバー束の特性類に関する検討を理論化してゆく.
ポジトロンCTによる梗塞心筋の代謝に関する研究

心筋血流の非侵襲的評価法として^<13>N-NH_3ポジトロンCT法は現在最もすぐれた方法であり、局所心筋の相対的血流分布を定量的に評価することができる。また^<18>Fーフルオロデオキシグルコース(FDG)をトレーサとして用いることにより心筋の糖代謝の検討が可能である。剖検心において梗塞部にも心筋が残存しており、また冠動脈バイパス手術や冠血管拡大術により血行再建を行うと、心機能の回復する症例が少なくない。従って、梗塞部に残存している心筋を適確に評価することが重要である。心筋梗塞例の約半数に^<18>F-FDGの取り込みが見られることは前年度報告の通りであるが、FDGによる梗塞部心筋の糖代謝の存在が残存心筋を反映する臨床的な指標となるかどうかは明らかでなかった。そこで、貫壁性梗塞と考えられるQ波梗塞例と非貫性のnon-Q梗塞例を対比したところ、前者では梗塞部局所のFDG摂取増加は36%の症例に認められたにすぎないが、後者では91%とFDGの摂取が有意に高率であった。また左室造影法により心筋壁運動の検討において、心筋血流低下部位でのFDGの摂取は局所心筋壁運動障害の少い例で明らかで、高度な壁運動障害例ではその頻度が低かった。同様に、MIRを用いた左室収縮時の心筋壁厚増大との関連性においても、FDG摂取例で壁運動異常の少ないことが明らかとなった。これらの事実は糖代謝の有無が梗塞部における残存心筋の評価に有用であることを示唆するものである。また、虚血心筋では脂肪酸代謝が抑制され、代償的に糖代謝が亢進していると考えられるが、安静あるいは運動負荷により、しばしば誘発される狭心症例においてFDGの摂取亢進のみられる例があり、いわゆる無症候性虚血の現象を示唆するものとして興味深い。なお、この点についてはさらに今後の検討を必要とする。心筋血流の非侵襲的評価法として^<201>TI心筋シンチグラフィーか広く利用されているが, ^<201>TIはシングルフォトンであるため組織による吸収減弱に対する補正が困難で,定量性に欠ける欠点がある.これに対してポジトロンは,対角線上における同時計測法を用い,深さに無関係に定量性に勝れた直線が得られる.我々はすでに^<201>TIシングルフォトン・エミッションCTと心筋血流を反映する^<13>N-NH_3を用いたポジトロンCTを比較し,後者が冠動脈狭窄部末梢の虚血領域をより忠実に反映することを報告した.心筋梗塞急性期に血栓溶解療法や経皮的冠動脈拡大術を施行して,梗塞サイズを縮小する試みが盛んに行われるようになってきた.しかし,梗塞責任冠動脈灌流領域の心筋の運命は明らかでない.また,梗塞領域にもかなりの残存心筋がみられることは病理学的にも明らかなところであるが,その臨床的評価は容易でない. ^<201>TI心筋シンチグラフィーにおける^<201>TIの再分布が一つの指標にはなるが必ずしも満足できるものではない.正常心筋のエネルギー代謝は大部分が脂肪酸代謝に依っているが,虚血心筋においてはむしろ糖代謝依存性となるといわれている.ポジトロンCTを用いると臨床的な検討が可能で,我々は心筋梗塞例に^<18>F-フルオロデオキシグルコース(FDG)を投与して糖代謝をみた.

本剤はブドウ糖と同様に組織内に取り込まれるが,それ以上の解糖作用を受けないため心筋のグルコース摂取率を判定することが可能である.急性心筋梗塞例の約半数例で, ^<13>N-NH_3欠損部に^<18>F-FDGの摂取がみられ,糖代謝依存性の心筋が残存しており,数ヵ月2年の経過で^<18>F-FDGの摂取が低下する傾向が判明した.すなわち梗塞領域にも再灌流によって助け得る虚血心筋の残存することが示唆された.心筋血流の非侵襲的評価法として^<13>NーNH_3ポジトロンCT法は現在最もすぐれた方法であり、局所心筋の相対的血流分布を定量的に評価することができる。また^<18>Fーフルオロデキシグルコース(FDG)をトレーサとして用いることにより心筋の糖代謝の検討が可能である。剖検心において梗塞部にも心筋が残存しており、また冠動脈バイパス手術や冠血管拡大術により血行再建を行うと、心機能の回復する症例が少なくない。従って、梗塞部に残存している心筋を適確に評価することが重要である。心筋梗塞例の約半数に^<18>FーFDGの取り込みが見られることは前年度報告の通りであるが、FDGによる梗塞部心筋の糖代謝の存在が残存心筋を反映する臨床的な指標となるかどうかは明らかでなかった。そこで、貫壁性梗塞と考えられるQ波梗塞例と非貫性のnonーQ梗塞例を対比したところ、前者では梗塞部局所のFDG摂取増加は36%の症例に認められたにすぎないが、後者では91%とFDGの摂取が有意に高率であった。また左室造影法による心筋壁運動の検討において、心筋血流低下部位でのFDGの摂取は局所心筋壁運動障害の少い例で明らかで、高度な壁運動障害例ではその頻度が低かった。同様に、MRIを用いた左室収縮所時の心筋壁厚増大との関連性においても、FDG摂取例で壁運動異常の少ないことが明らかとなった。これらの事実は糖代謝の有無が梗塞部における残存心筋の評価に有用であることを示唆するものである。また、虚血心筋では脂肪酸代謝が抑制され、代償的に糖代謝が亢進していると考えられるが、安静あるいは運動負荷により、しばしば誘発される狭心症例においてFDGの摂取亢進のみられる例があり、いわゆる無症候性虚血の現象を示唆するものとして興味深い。なお、この点についてはさらに今後の検討を必要とする。
イネエピジェネテック変異体Epi-d1の遺伝子発現機構の解明

イネエピジェネティック変異体Epi-d1は、倭性の表現型と正常の表現型を1つの個体内に併せ持つキメラ変異体である。Epi-d1変異体の生育中における表現型の変化は可逆的かつ不安定であり、世代を超えてもその表現型が固定せず、その遺伝様式はメンデルの遺伝法則に従わない。Epi-d1変異体(Oryza sativa, ssp.japonica)とカサラス(Oryza sativa, ssp.indica)の雑種集団を育成し、約16,000個体のF2,を用いて原因因子のポジショナルクローニングを行い、候補領域を約33kbに特定した。この候補領域には三量体Gタンパク質α-サブユニットをコードする矮性遺伝子D1が座乗していた。この遺伝子の機能欠損型変異体(d1)と.Epf-d1変異体の矮性部位の表現型は酷似していたため、d1変異体とEpi-d1変異体とを交配し同座性検定を行ったところ、F1はd1型の矮性表現型を示した。これらの結果から、Epi-d1変異体の表現型の不安定性にD1遺伝子が関与していると推定した。続いて、Epi-d1変異体における正常部位と矮性部位からDNAを抽出し塩基配列を決定したが、野生型とEpi-d1変異体のD1遺伝子塩基配列に変異は見いだされなかった。またEpi-d1変異体の正常部位と矮性部位間においても塩基の変位は存在しなかった。そこで、Ep1-d1変異体におけるD1遺伝子の発現解析を行った。Epi-d1変異体の正常部位ではD1遺伝子が発現していたが、矮性部位では発現が観察されなかった。これらの結果より、Epi-d1変異体における矮性表現型と正常表現型のキメラ性は、D1遺伝子発現のOn, Offに規定されていると結論した。続いて、D1遺伝子の発現を規定している領域を推定するために、Epi-d1変異体にカサラスを戻し交雑した後、マーカー選抜により得られた準同質遺伝子系統(D1近傍領域がEpi-d1変異体由来でその他のゲノム領域がすべてカサラスに置換された系統)を用いて表現型およびD1遺伝子の発現を調査し、Epi-d1変異体におけるD1遺伝子発現を制御する領域がD1遺伝子のシスに存在することを明らかにした。遺伝子発現とDNAメチル化には相関が有ることが知られている。一般的にDNAのメチル化は転写を抑制し、脱メチル化は転写を活性化させる。そこで、Epi-d1変異体におけるD1遺伝子発現とDNAメチル化の関係を調査した。まず、D1遺伝子の転写開始点を決定するとともに、この領域のメチル化状態をメチル化感受性制限酵素を用いて調査した。その結果、D1遺伝子が発現せず倭性になっている部位ではD1遺伝子の転写開始点の直前がメチル化していること、逆にD1遺伝子が発現し表現型が正常になっている部位では脱メチル化していることが明らかとなった。Epi-d1変異体(japonica)とカサラス(indica)の雑種集団を育成し、約6,000個体のF2を用いて原因因子のポジショナルクローニングを行い、候補領域を約60kbに特定した。この候補領域には三量体Gタンパク質α-サブニニットをコードする矮性遺伝子D1が座乗していた。この遺伝子の機能欠損型変異体d1とEpi-d1変異体の矮性部位の表現型は酷似すること、d1変異体とEpi-d1変異体とを交配し同座性検定を行ったところ、F1はd1型の矮性表現型を示した。これらの結果から、Epi-d1の原因因子がD1遺伝子であると推定した。しかし、塩基配列を決定したところ、Epi-d1変異体のD1遺伝子塩基配列内には塩基の変位場所は存在しなかった。そこで、Epi-d1変異体におけるD1遺伝子の発現解析を行ったところ、正常部位ではD1遺伝子が発現していたが、矮性部位では発現が見られなかった。またD1遺伝子の転写開始点を決定するとともに、この領域のメチル化状態をメチル化感受性制限酵素を用いて調査した結果、D1遺伝子が発現せず、矮性になっている部位ではD1遺伝子の転写開始点の直前がメチル化していること、逆にD1遺伝子が発現し、正常型になっている部位では脱メチル化していることが明らかとなった。そこで、D1遺伝子の発現制御を規定している領域を推定するために、Epi-d1変異体にカサラスを戻し交雑して得られた準同質遺伝子系統(D1近傍領域がEpi-d1変異体由来でその他のゲノム領域がすべてカサラスに置換された系統)を用いて表現型およびD1遺伝子の発現を調査し、この制御領域がD1遺伝子のシスに存在すると推測した。

Epi-d1変異体(Oryza sativa, ssp.japonica)とカサラス(Oryza sativa, ssp.indica)の雑種集団を育成し、約16,000個体のF2,を用いて原因因子のポジショナルクローニングを行い、候補領域を約33kbに特定した。この候補領域には三量体Gタンパク質α-サブユニットをコードする矮性遺伝子D1が座乗していた。この遺伝子の機能欠損型変異体(d1)と.Epf-d1変異体の矮性部位の表現型は酷似していたため、d1変異体とEpi-d1変異体とを交配し同座性検定を行ったところ、F1はd1型の矮性表現型を示した。これらの結果から、Epi-d1変異体の表現型の不安定性にD1遺伝子が関与していると推定した。続いて、Epi-d1変異体における正常部位と矮性部位からDNAを抽出し塩基配列を決定したが、野生型とEpi-d1変異体のD1遺伝子塩基配列に変異は見いだされなかった。またEpi-d1変異体の正常部位と矮性部位間においても塩基の変位は存在しなかった。そこで、Ep1-d1変異体におけるD1遺伝子の発現解析を行った。Epi-d1変異体の正常部位ではD1遺伝子が発現していたが、矮性部位では発現が観察されなかった。これらの結果より、Epi-d1変異体における矮性表現型と正常表現型のキメラ性は、D1遺伝子発現のOn, Offに規定されていると結論した。続いて、D1遺伝子の発現を規定している領域を推定するために、Epi-d1変異体にカサラスを戻し交雑した後、マーカー選抜により得られた準同質遺伝子系統(D1近傍領域がEpi-d1変異体由来でその他のゲノム領域がすべてカサラスに置換された系統)を用いて表現型およびD1遺伝子の発現を調査し、Epi-d1変異体におけるD1遺伝子発現を制御する領域がD1遺伝子のシスに存在することを明らかにした。遺伝子発現とDNAメチル化には相関が有ることが知られている。一般的にDNAのメチル化は転写を抑制し、脱メチル化は転写を活性化させる。そこで、Epi-d1変異体におけるD1遺伝子発現とDNAメチル化の関係を調査した。まず、D1遺伝子の転写開始点を決定するとともに、この領域のメチル化状態をメチル化感受性制限酵素を用いて調査した。その結果、D1遺伝子が発現せず倭性になっている部位ではD1遺伝子の転写開始点の直前がメチル化していること、逆にD1遺伝子が発現し表現型が正常になっている部位では脱メチル化していることが明らかとなった。
正常ヒト胎児肝細胞における核内レセプターを介したCYP3A転写制御機構の解明

正常ヒト胎児肝(HFL)細胞の報告は少なく、薬物代謝酵素の発現調節に関する研究はほとんど行われていない。Matsunagaらは、成人肝細胞でCYP3A4の強力な誘導剤として知られるRIFがHFL細胞ではCYP3A4を全く誘導しないことを見出し、胎児と成人の肝細胞ではCYPの発現調節が異なることを示唆している。デキサメタゾン(DEX)及びリファンピシン(RIF)は、核内受容体であるpregnane X receptor(PXR)を介して転写レベルでCYP3Asを誘導することが知られている。本研究ではHFL細胞におけるCYP3Asの発現調節を明らかにし、成人の肝細胞との違いを明確にするため、ヒト肝癌細胞HepG2細胞と比較することにより核内受容体を介したCYP3Asの発現調節について検討した。その結果、HFL細胞ではPXRの発現が検出限界以下であった。そこで、PXRを遺伝子導入により過剰発現したが、HepG2細胞と比べRIFによるCYP3Asの誘導は不十分であった。これより、HFL細胞ではRIFによるCYP3Asの誘導がPXRの低発現だけでなく、他の因子も寄与していることが示唆された。しかし、HepG2細胞およびHFL細胞にPXRを過剰発現すると、CYP3Asの発現量とプロモーター活性の増加が確認された。このことからCYP3Asの発現はPXRの発現量依存的に増加することが示唆された。HFL細胞では、CYP3Asの誘導に関わる重要な転写因子であるHNF4αおよびPGC1αが成人の肝臓に比べて低発現になっていることを明らかにした。HFL細胞にPXRを過剰発現してもHepG2細胞に比べRIFによるCYP3Asの誘導が不十分である原因として、この2つの転写因子の低発現によってRIFによるCYP3Asの誘導が制御されている可能性が示唆された。
蛍光性温度プローブタンパク質の開発と生物への応用

遺伝子にコードされた温度プローブタンパク質を開発するために、最初に我々はこれまで開発されている蛍光タンパク質の蛍光強度の温度依存性を測定した。その結果、蛍光タンパク質によって蛍光強度の温度依存性が異なることが分かった。測定した蛍光タンパク質の中で最も温度依存性が大きい蛍光タンパク質Siriusと小さい蛍光タンパク質mT-Sapphireの精製タンパク質溶液を等モルで混ぜ、5°Cから50°Cまで溶液の温度を変えて蛍光スペクトルを測定し、2つの蛍光強度比(レシオ)の温度依存性を測定したところ、レシオ値が温度によって変化することが分かった。そして、我々はこのSiriusとmT-Sapphireを組み合わせた温度測定系をgTEMP(genetically encoded ratiometric fluorescent TEMPerature indicator)と名付けた。次にgTEMPを培養細胞に発現させ、細胞内でのgTEMPの有用性を検証した。細胞を培養している培地の温度を35°Cから40°Cへ徐々に上昇させたところ、gTEMPのレシオ値が温度によって上昇することが確認できた。また、波長1,462 nmの赤外レーザーを細胞に照射したときの細胞内温度変化を約50ミリ秒の時間分解能でイメージングすることにも成功した。さらに、これまでの細胞内温度測定の研究で報告されている細胞の核が細胞質に比べて温度が高いことや、ミトコンドリア内膜のプロトン濃度勾配の脱共役剤を添加した時のミトコンドリア内の温度上昇についてもgTEMPを用いて観測できた。最後にgTEMPを用いたin vivo温度イメージングが可能であることを示すために、メダカ初期胚の発生過程の温度観察にも挑戦した。メダカ受精卵にgTEMPのmRNAをインジェクションすることで、その1日後から約15時間にわたる温度イメージングに成功した。29年度が最終年度であるため、記入しない。温度感受性が大きい蛍光タンパク質と小さい蛍光タンパク質を組み合わせることにより、レシオメトリックな蛍光性温度プローブ、gTEMPを開発した(Nakano et al., PLoS ONE, 2017)。gTEMPは2つの蛍光タンパク質の蛍光強度の比で温度をイメージングするため、細胞の形やプローブの発現量に依存しない定量的な温度のイメージングが可能である。また、5°Cから50°Cまでレシオ値が変化することを確かめており、培養細胞だけでなく植物やメダカなど変温動物にも適用可能である。gTEMPを用いてミトコンドリア内膜のプロトン濃度勾配の脱共役剤を添加した時のミトコンドリア内の温度上昇や、これまで他の細胞内温度プローブを用いて報告されていた細胞内温度が不均一であるデータを得ることができた。さらに、生きた個体内での温度計測に挑戦し、メダカの初期胚においてもgTEMPの発現を確認し、温度分布のイメージングに成功した。しかし、gTEMPにも問題点がある。紫外領域の波長で励起する必要があるため、生体試料への光毒性や試料の自家蛍光の影響が無視できない場合がある。これらの問題を解決するために、より長波長の励起光で励起できる温度プローブタンパク質の開発も進めている。具体的には緑、黄、橙、赤色の蛍光タンパク質の蛍光強度や蛍光スペクトルの温度依存性を調べて、温度による変化が大きい蛍光タンパク質と小さい蛍光タンパク質を探索した。蛍光性温度プローブタンパク質であるgTEMPの開発に成功した。紫外領域の波長で励起する必要がある点など克服すべき課題はまだあるが、gTEMPを用いて細胞内小器官から個体レベルの温度測定が可能であることを示すことができたため。より長波長の励起光で励起できる温度プローブタンパク質の開発を行いつつ、随時領域内の研究者に使用してもらう。そして、その研究者らと議論しながら温度プローブの発現条件や蛍光観察条件を決定する。

そして、個体内発現による温度計測を実施する。例えば、連携協力者と個体内(メダカの初期胚)における数時間半日程度の温度イメージングを試みる。プローブの発現方法として、mRNAを1細胞期にインジェクションすることで、胚に発現させる予定である。蛍光観察条件についてもタイムラプス時の励起光の照射強度だけでなく、メダカ胚の向きや固定条件を議論しながら試行する。このように試料ごとに最適な発現条件や蛍光観察条件を連携研究者、及び共同研究者と議論を行い探索する。また蛍光タンパク質の特徴を生かしてミトコンドリア、核、細胞膜などの細胞内小器官に発現できる温度プローブも作製する。そして、培養細胞の細胞内小器官ごとに異なる波長のプローブを発現させ、1細胞内の温度分布を作製する。例えば、細胞周期の各ステージでの温度分布がどうなっているかを観察する。この場合、各プローブの温度に対するシグナルのキャリブレーションが必要であるため、顕微鏡上で細胞培養皿の温度を調節できるフィードバックシステムを用いる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
水稲幼植物の生育におけるエチレンとジベレリンの相乗作用の解析と直播栽培への応用

本年度では,エテホン(ET)とジベレリン(GA)が,イネ幼植物の各器官の伸長に及ぼす影響を圃場試験で検討した.その結果,中茎は対照区に比べ各ホルモン処理で有意に伸長し,中でもETとGAの併用区で最も長かった.鞘葉から第2葉までの伸長は,ETおよびGA単独区では,対照区と有意差がみられなかったが,ETとGAの併用区では,対照区,ETおよびGA単独区に比べて,有意に伸長が促進された.草丈も,ETとGAの併用区は,他の処理区に比べ有意に長かった.この圃場試験の結果は,室内試験の結果とほぼ一致した.さらに,茎葉の充実度は,各処理区で有意差は見られなかった.さらに,ETとGAの併用区では,出芽開始と出芽揃いが早く,しかも第1葉の伸長が他の処理区に比べて早く認められた.これらは,幼植物器官の伸長が速やかに進行することが必要とされる直播栽培では有利であると考えられる.さらに,ETとGAの相乗作用の機構を各種の遺伝子発現の点から検討した.その結果,細胞伸長に深く関与するエクスパンシン遺伝子(Exp)は,対照区に比べ,GAとETの単独区および併用区で発現量が増大した.しかし,GAとETの単独区と併用区では,発現量に顕著な差は認められなかった.Expは,多重ファミリーを形成することから,供試した以外のExpについて検討する必要がある.しかし,水稲の病害抵抗性誘導遺伝子の発現は,ETとGAの併用区で最も高かったことから,本処理は,直播栽培における病害抵抗性の付与に有効であると考えられた.以上より,本年度の圃場試験においてETとGAの併用処理は,両者の単独処理に比べ,幼植物器官の伸長を顕著に促進した.今後,イネ幼植物の伸長促進作用におけるETとGAの相乗作用のメカニズムを詳細に検討すると共に,本処理の圃場条件下における幼植物期以降の水稲生育に対する影響を検討する必要がある.水稲の湛水直播栽培において,幼植物の初期生育の促進は重要である.これまで,植物ホルモンは,イネ幼植物の初期生育の促進に効果を有するとされてきた.一方,植物ホルモンは単独で作用するばかりではなく,複数のホルモンが相互作用を示す場合が少なくない.本研究では,エテホン(ET)とジベレリン(GA)が,異なる生育温度と湛水深で育成されたイネ幼植物の各器官の伸長に及ぼす影響を人工気象器による室内試験で検討した.気温15°Cにおいて湛水深2cmにおけるET+GA区の草丈は,無処理区に比べ有意に増加したが,ET区,GA区との間には有意差がなかった.しかし,湛水深5cmでは,ET+GA区の草丈は,無処理区,ET区,GA区に比べ有意に増加した.中茎と鞘葉は,両湛水深で,ET+GA区が無処理区,ET区,GA区に比べ有意に増加したが,湛水深5cmでは,ET区とGA区においても無処理区との間に有意な増加がみられた.第1葉は,湛水深2cmではET+GA区で無処理区とホルモン単独区に比べて有意に増加した.しかし,湛水深5cmではET+GA区の第1葉は,無処理区に比べ有意に増加したが,ET区とは有意差がなかった.第2葉は,両湛水深ともET+GA区で最長となったが,湛水深2cmではGA区で,湛水深5cmではET区とGA区においても無処理区に比べ有意な増加がみられた.また,茎葉の充実度は両湛水深で,処理区間で有意差が認められなかったことから,処理による成長の促進は,徒長ではないことがわかった.気温20°Cにおいても,15°Cと同様な傾向が得られた.以上より,ETとGAを単独で処理した場合,生育温度や湛水深によっては,幼植物器官の成長を無処理区に比べ促進したが,その促進の程度は両ホルモンを併用した方が,顕著に大きくなった.今後,その作用機構について,主に,細胞伸長に関与する遺伝子発現の点から検討する予定である.本年度では,エテホン(ET)とジベレリン(GA)が,イネ幼植物の各器官の伸長に及ぼす影響を圃場試験で検討した.その結果,中茎は対照区に比べ各ホルモン処理で有意に伸長し,中でもETとGAの併用区で最も長かった.鞘葉から第2葉までの伸長は,ETおよびGA単独区では,対照区と有意差がみられなかったが,ETとGAの併用区では,対照区,ETおよびGA単独区に比べて,有意に伸長が促進された.草丈も,ETとGAの併用区は,他の処理区に比べ有意に長かった.この圃場試験の結果は,室内試験の結果とほぼ一致した.さらに,茎葉の充実度は,各処理区で有意差は見られなかった.さらに,ETとGAの併用区では,出芽開始と出芽揃いが早く,しかも第1葉の伸長が他の処理区に比べて早く認められた.これらは,幼植物器官の伸長が速やかに進行することが必要とされる直播栽培では有利であると考えられる.さらに,ETとGAの相乗作用の機構を各種の遺伝子発現の点から検討した.その結果,細胞伸長に深く関与するエクスパンシン遺伝子(Exp)は,対照区に比べ,GAとETの単独区および併用区で発現量が増大した.しかし,GAとETの単独区と併用区では,発現量に顕著な差は認められなかった.

Expは,多重ファミリーを形成することから,供試した以外のExpについて検討する必要がある.しかし,水稲の病害抵抗性誘導遺伝子の発現は,ETとGAの併用区で最も高かったことから,本処理は,直播栽培における病害抵抗性の付与に有効であると考えられた.以上より,本年度の圃場試験においてETとGAの併用処理は,両者の単独処理に比べ,幼植物器官の伸長を顕著に促進した.今後,イネ幼植物の伸長促進作用におけるETとGAの相乗作用のメカニズムを詳細に検討すると共に,本処理の圃場条件下における幼植物期以降の水稲生育に対する影響を検討する必要がある.
透過型電子顕微鏡によるポリマーネットワークの網目構造の直接観察

アモルファス構造の1つの典形と考えられるポリマーネットワーク系の構造は従来から光、X線、中性子を用いた散乱法により研究されて来たが、構造については長距離秩序の議論に留っており、網目の詳しい構造については未だ十分な知見が得られていない。本研究ではポリマーネットワーク系の網目構造を透過型電子顕微鏡(TEM)により直接観察するという野心的な目標をかかげてこの困難な課題に挑戦した。モデルネットワークとして用いられるシリコーン網目、その耐電子線性を向上させたフェルニ基を導入したもの、芳香族メソーゲンを有する液晶性ゲル、無機塩をドープしたポリエーテルネットワーク、イオン点を有するエラストマーなどを試料とした。マイクロトームを用いて低温あるいは室温でTEM用の超薄膜切片試料を作製した。総ての試料について100300nmレベルの厚みを有する試料の作製に成功した。これら試料を用いてクライオ法を用いた低温での測定、さらに酸化ルテニウムにより染色した試料を用いることなど、種々の工夫を行ったが、電子線による試料損傷のため、網目構造の可視化に成功しなかった。わずかに、天然ゴム架橋体の延伸状態において、延伸結晶化に基づく電子線回折像の測定に成功し、天然ゴムの微結晶イオン性エラストマー中の微結晶のTEM像の測定に成功した。しかし、これらは結晶性成分であり、アモルファスなネットワーク構造を観察するに至っていない。フェルニ基を導入して耐放射線性を向上させた試料でも十分な耐性を示さなかったことから、新しい試料の合成と、TEM測定を短時間で終了するための手法と装置の開発が、課題と考えられる。高分子ゲルはそのネットワーク構造の要因となる架橋構造が化学結合であるか物理的相互作用であるかにより、それぞれ化学ゲルあるいは物理ゲルと呼ばれることがある。いずれの網目も本質的にアモルファス構造であるが、高分子溶液には見られない長距離構造が存在することが小角散乱測定などから示唆され注目を集めている。しかし、その網目構造を直接観察した例はなく、ゲルの構造の描像と理解は曖昧なままである。本研究では、クライオ透過型電子顕微鏡(TEM)法などを駆使し、溶媒を含んだ状態でのゲルの網目構造の直接観察を目的とした。物理ゲルとしてアイソタクチックポリスチレンをとり挙げ、まずバルク状態でのモルフォロジーをTEMにより明らかにした。化学ゲルにおける網目の微視的構造を明確にするために、ゲルの作製に末端架橋法を用いた。ここでは、両末端反応性ポリジメチルシロキサン(PDMS)を4官能性低分子シラン化合物で末端架橋し、PDMS網目を作製した。PDMSに対し電子密度コントラストが十分で、膨潤剤として働く溶媒としてテトラデカンを選択した。テトラデカンは不揮発性であり、液体状態で電子ビームが当たっても多量のガスなどを生じないことがわかったので、クライオ法を用いず、室温でTEM観察に供した。残念ながら、X線散乱実験などの予備実験から期待されたほどの電子密度コントラストが得られず、はっきりとした網目の高次構造は観察できなかった。来年度は、オスミウム酸などにより網目骨格の染色を行い、さらに電子密度コントラストの向上を計る予定である。アモルファス構造の典形と考えられるポリマーネットワーク系の構造は、光、X線、中性子を用いた散乱法により研究されており、せいぜいが長距離秩序の議論に留っている。本研究では、ポリマーネットワーク系の網目構造透過型電子顕微鏡(TEM)により直接観察するという、野心的な目標をかかげてこの困難な課題に挑戦した。モデルネットワークとして用いられるシリコーン網目、その耐電子線性を向上させたフェニル基を導入したもの、芳香族メソーゲンを有する液晶性ゲル、無機塩をドープしたポリエーテルネットワークを試料とした。クライオ法を用いた低温での測定、さらに酸化ルテニウムにより染色した試料を用いることなど、いくつかの工夫を行ったが、網目構造の可視化に成功しなかった。

わずかに、天然ゴム架橋体の延伸状態において、延伸結晶化に基づく電子線回折像の測定に成功し、天然ゴムの微結晶を含むTEM像の測定に成功した。しかし、網目構造全体を明らかにするには至っていない。
タンパク質結晶成長における分子会合と誘導結晶化

一般に、タンパク質の結晶化速度は小分子に比べて小さい。そのために従来の実験は目視観察による結晶発生の確認か結晶化に伴う溶質量の減少すなわちタンパク質の濃度変化でとらえられていた。しかしながら前者の方法では検知可能な結晶サイズに限界があり、また溶質濃度変化に基づく方法では核形成と結晶成長を分離することができない。この難点を克服する試みとして、クロスニコル法による結晶化速度測定と動的光散乱法による分子会合を併用して、タンパク質の誘導結晶化現象を観察した。対象としたタンパク質は、前者が卵白リゾチーム、後者がタカアミラーゼである。クロスニコル法により、卵白リゾチームの結晶化待ち時間を様々な結晶誘導条件のもとで測定し、純粋溶液条件における核形成の待ち時間か、結晶核の界面エネルギー(γ)を求めた。その結果、ハンギングドロップ法、ならびにシッテイングドロップ法のいずれにも共通な合理的な値をえることができた(γ=0.3erg/cm^2)。タカアミラーゼを用いた動的光散乱法による分子会合現象として、以下の結果が得られた。拡散係数と平均粒径の経時変化において、特定時間に劇的な変化が生じることが観察された。これはタカアミラーゼの濃度がこの時点の溶液中で著しく増加したことを示している。この時、溶液中で巨大な分子会合が生じ、それが沈降していく際にレーザー光によって散乱光を発したと考察した。それまで弱い散乱光を発していた粒子はタンパク質のクラスターであり、時間によって粒子の慣性半径の平均値が異なるのは、ある時間におけるタンパク質分子の会合の度合に差があるためである。ある特定時間の溶液中で劇的な変化を遂げたのは、この時間に臨界核を形成した為であると考察した。また、タカアミラーゼ濃度を変化させると、高濃度になるにしたがい、クラスター形成が短時間で生じることも観察されている。2光束干渉計による溶解度測定も本研究で行ったが、タカアミラーゼ結晶は溶解度の温度依存性が非常に低いことが確認された。そのため、より精度のよい測定を行うために大きな単結晶を現在作成中である。なお、タカミラーゼで観察された分子会合は、同じ動的光散乱法によってもリゾチームでは検知されなかった。これは、分子量の違いに起因すると思われる。この難点を克服する試みとして、クロスニコル法による結晶化速度実験を行った。その原理は、クロスニコル条件にした2枚の偏光子の間に結晶化溶液を位置させ、結晶発生が可能な溶液全体に直線偏光をスキャンさせながら、光学的異方性を有するタンパク質結晶の発生を感知し、結晶化の待ち時間を算定するものである。本方法では感知可能な結晶サイズはミクロンレベルであり、核形成の初期段階を測定するには不十分であるが、あらかじめ測定された結晶成長速度を差し引くことによって、核形成過程を評価することができる。本研究では、クロスニコル法により卵白リゾチームの結晶化待ち時間を様々な結晶誘導条件のもとで測定した。その条件とは、(1)溶解度から算出した過飽和度を変化させて、純粋溶液条件における核形成の待ち時間を計算し、結晶核の界面エネルギー(γ)を求めた。(2)マイクロシ-デイング法による誘導結晶化の速度論的な測定を行い、シ-デイング効果はシ-ド結晶のサイズと過飽和度に著しく依存することが判明した。また、タンパク質の分子会合と核形成の初期段階を微視的に解析するために、本研究で購入した分子コロイドレーザー解析システムを用いて卵白リゾチームの核形成の予備実験を行った。

それまで弱い散乱光を発していた粒子はタンパク質のクラスターであり、時間によって粒子の慣性半径の平均値が異なるのは、ある時間におけるタンパク質分子の会合の度合に差があるためである。ある特定時間の溶液中で劇的な変化を遂げたのは、この時間に臨界核を形成した為であると考察した。また、タカアミラーゼ濃度を変化させると、高濃度になるにしたがい、クラスター形成が短時間で生じることも観察されている。2光束干渉計による溶解度測定も本研究で行ったが、タカアミラーゼ結晶は溶解度の温度依存性が非常に低いことが確認された。そのため、より精度のよい測定を行うために大きな単結晶を現在作成中である。なお、タカミラーゼで観察された分子会合は、同じ動的光散乱法によってもリゾチームでは検知されなかった。これは、分子量の違いに起因すると思われる。本研究は、動的光錯乱法を主に用いてタンパク質結晶化における誘導核形成機構を分子論的、あるいは速度論的に解明することを目的とした。今年度に用いたタンパク質はタカアミラーゼである。拡散係数と平均粒径の径時変化において、特定時間に劇的な変化が生じることが観察された。これはタカアミラーゼの濃度がこの時点の溶液中で著しく増加したことを示している。この時、溶液中で巨大な分子会合が生じ、それが沈降していく際にレーザー光によって錯乱光を発したと考察した。それまで弱い散乱光を発していた粒子はタンパク質のクラスターであり、時間によって粒子の慣性半径の平均値が異なるのは、ある時間におけるタンパク質の会合の度合に差があるためである。
ゴルジ体以降の膜輸送におけるRab14とそのエフェクターの調節機構

本研究でRab14の結合タンパク質として、Rab4の結合因子として知られていたRUFY1を同定した。RUFY1がエンドソームでRab14やRab4と共局在することやRUFY1がRab14やRab4と異なる領域を介して結合すること、RUFY1のエンドソームへの局在はRab4ではなくRab14を介することを明らかにした。また、RUFY1,Rab14,Rab4がトランスフェリンのエンドソームから細胞膜へのリサイクリングの経路を調節することを明らかにした。本研究では、RUFY1がその共通の結合因子としてRab14とRab4を機能的にリンクさせていることを示唆した。細胞の恒常性は、細胞の中で合成されたタンパク質がTGNおよびエンドソームで正しく選別され、機能すべき場所へと正しく運ばれることで維持されている。低分子量GTPaseであるRabはヒトで60種類以上存在し、一部を除いてほとんどのRabの機能は不明なままである。Rabはそれぞれ特異的なオルガネラに局在し、活性化されたGTP結合型Rabはさまざまなエフェクター分子をオルガネラ膜にリクルートし、小胞輸送における分子スイッチとして重要な役割を担っている。応募者は、エンドソームとゴルジ体の両方に局在するRab14に注目し、Rab14の調節メカニズムを解明することを目的とする。応募者はRab14と結合するタンパク質を酵母two-hybridスクリーニングにより、同定することに成功した。そのなかには、Rab4の結合因子として同定されているRUFY1が含まれていた。これまでにRUFY1がエンドソームでRab14やRab4と共局在することやRUFY1がRab14やRab4と異なる領域を介して結合することが分かった。さらに、RUFY1のエンドソームへの局在はRab4ではなくRab14を介していることを明らかにした。これはRUFY1がRab14とRab4の機能をリンクさせていることを示唆する。60種類以上あるRabタンパク質間の連続的なシグナルの伝達や機能のクロストークは共通の結合因子によって行われると考えられている。RUFY1はその共通の結合因子としてRab14とRab4を機能的にリンクさせていると考えられる。しかし、そのメカニズムはまだ明らかではないため、今後さらなる研究によってクロストークの調節機構やその生理的意味を明らかにしていく。応募者は、エンドソームとゴルジ体の両方に局在するRab14に注目し、Rab14の調節メカニズムを解明することを目的とした。本研究によってRUFY1がエンドソームでRab14やRab4と共局在することやRUFY1がRab14やRab4と異なる領域を介して結合することが分かった。また、RNAi法によるノックダウン解析によりRUFY1, Rab14, Rab4がトランスフェリンのエンドソームから細胞膜へのリサイクリングの経路を調節することを明らかにした。本研究ではRUFY1はその共通の結合因子としてRab14とRab4を機能的にリンクさせていることが示唆された。
海産藻類が持つ独自の代謝経路の解明と、代謝改変によるオイル生産能の増強

海洋で繁栄しているハプト藻や珪藻などは、紅藻由来の葉緑体を持つ二次共生藻類であり、シアノバクテリア由来の葉緑体を持つ緑藻や紅藻とは代謝的に異なる特徴を有する。本研究では、海洋の主要生産者である珪藻を用い、オイル合成に関与すると推定される葉緑体内代謝系の解析を行った。その結果、これまで緑藻や紅藻の葉緑体内には存在しないと考えられいた解糖系を構成する酵素の一部が、珪藻の葉緑体に存在することを明らかにした。さらに、それらの酵素を過剰発現させた株を取得することにも成功した。この過剰発現体を用いた解析を進めることで、珪藻が持つ独自のオイル合成系の解明が進むと期待される。珪藻は、デンプンを作らずに可溶性βグルカンを蓄積する点や、葉緑体が四枚の包膜に包まれている点など、緑色植物とは異なる代謝的・構造的特徴を持つ。また、珪藻はオイル(トリアシルグリセロール)蓄積量が多く、藻類を用いたバイオ燃料生産の有力な候補として着目されている。本研究では、海洋性珪藻における脂肪酸合成系への材料供給経路を明らかにし、その経路を増強することで高いオイル蓄積能を持つ株を作出することを目指している。緑色植物では、脂肪酸合成の材料となるアセチルCoAは、細胞質から葉緑体へと取り込まれたホスホエノールピルビン酸から合成される。一方、珪藻ではカルビン・ベンソン回路から葉緑体内で直接アセチルCoAを供給していることがゲノム情報から示唆されている。2015年度は、海洋性珪藻のアセチルCoA供給経路を明らかにするため、候補となる代謝酵素の過剰発現体、ノックダウンおよびノックアウト株の作出を行った。その結果、過剰発現体を得ることができ、さらにノックダウン株の候補を複数得た。今後、各形質転換体について、代謝産物およびオイル蓄積量を比較し、海洋性珪藻におけるアセチルCoA合成経路を解明すると共に、オイル合成への寄与を調べる。ノックアウト株については、現在ゲノム編集技術による代謝酵素のノックアウトを試みている。また、葉緑体内でのアセチルCoA供給に関与すると考えられる代謝酵素の酵素学的特性を明らかにするために、大腸菌でリコンビナントタンパク質を作成を試み、活性を持つリコンビナントタンパク質の作成に成功した。今後は、リコンビナントタンパク質の生成と特性解析を進める予定である。海洋性珪藻において、代謝酵素の局在確認のためにGFP融合タンパク質を発現させたが、うまく融合タンパク質が発現しなかった。これに関しては、融合タンパク質の設計を変更することで融合タンパク質を発現する形質転換体が得られ、これから局在解析を行う予定である。また、大腸菌でのリコンビナントタンパク質の発現においては、原因は不明だが、過剰発現ができずにリコンビナントタンパクの発現量が極めて少なかった。以上の予期せぬ問題によって、当初の予定より研究がやや遅れている。珪藻におけるGFP融合タンパク質の発現、大腸菌によるリコンビナントタンパク質の発現において、予期せぬ問題もあったが、現在それらの問題はすべて解決した。今後は得られた形質転換体およびリコンビナントタンパク質の解析を進める予定である。海洋性珪藻において、RNAiによるノックダウンはうまくいかないケースもあるため、Transcription activator-like effector nuclease (TALEN)による遺伝子破壊も平行して進めている。珪藻の形質転換対の解析においては、トリアシルグリセロール合成経路だけにフォーカスを絞らず、メタボロミクスや安定同位体を用いたトレーサー実験による包括的な代謝解析を予定している。また、当初の計画に含めた複数の代謝酵素発現による代謝改変も平行して行う。植物代謝生理学リコンビナントタンパク質の作成など一部の実験に遅れが生じたため、タンパク質解析のための消耗品(物品費)の一部は2015年度に使用しなかった。また、研究の遅れにより論文投稿ができなかったため、英文校閲費として計上した費用(その他)は2015年度に使用しなかった。予定より遅れてはいるが、当初の計画どおりリコンビナントタンパク質の解析および論文投稿のための英文校閲費として使う。
児童期の心身発達に関する体育心理学的研究〜四半世紀に及ぶ精神作業検査結果を中心に

本研究では、児童の個性理解とクラス指導のため用いられた心理データ30年分を活用して、児童期の心身発達に関する法則性を体育心理学研究の視点から明らかにした。毎年1回、6年間の内田・クレペリン(UK)精神検査記録を残した卒業生2829名中、UK関連分析可能者2737名:98%、UK平均曲線化可能者2196人×6回=13176曲線を基に、個性別・精神健康度別出現率と学年別平均曲線を求め、統計処理と曲線理論に基づく解釈を試みた。その結果、(1)全学年を通じて女児の精神発達が男児を凌駕し、自然発達の中にも精神的健康の高低差が認められ、順調な発達と変動幅の大きな発達差が個性の違いによって分かれていた。(2)社会的に高い評価を受ける子の精神的健康水準は高いのに対して、低い評価を受ける子の心的エネルギー水準は低く、不健康徴候が低学年から一貫して認められた。とくに、発達阻害や不適応行動を示す子どもの気力不足と意欲の減退が著しかった。(3)学業ばかりでなく芸術や運動に秀でた子の精神健康度は高く、中でも学業と運動の双方に秀でた子の水準が最も高かった。(4)進学競争を体験する児童には明らかにプレッシャーがかかり、5年次に不調徴候が拡大した。しかし、プレッシャーを受けても高健康児は安定しており、精神的健康水準の低い児童は不調徴候の拡大が著しかった。体育心理学の中のUK法適用研究は心身相関論を立証する事例が多い。本研究における児童期の発達特徴も同様であり、身体の大小や導動の優劣をはじめとする身体的対比特徴は精神発達と並行して健・不健が分かれていた。児童期の教育は、自助努力によって解決できない個性的特徴を理解すると同時に、工夫と努力によって精神的健康を高めるための環境整備が、低学年次から課題となる。本研究では,四半世紀にわたって内田クレペリン精神作業(UK)検査結果を残した児童2800人を対象として,その結果と教師による行動観察記録との照合を試みる。児童の心身発達の特徴が,UK法による人間理解を中心に4大項目・4中項目・25小項目毎に明らかにされる。中心となる分析手法は,UK曲線の学年別平均曲線の統計的解析であり,運動優秀児と遅滞児,身体の大きい子と小さい子等を対比しながら,精神的健康水準の推移を一覧可能にする。本年度は,UKデータ処理システムを立ち上げたが,データ読み取りソフトの精度が予算内では十分に上がらず,入力と修正作業に大幅な時間を費やした。年度末に漸く25期中24期のデータベースを確保した段階であり,分析成果は次年度以後に公表予定である。エミール・クレペリン(1896)による連続加算法の考案と精神病理研究への適用に始まったUK法は,:内田勇三郎(1957)による精神作業質検査としての完成と職業適性研究への適用段階を経て,小林晃夫(1970)による性格検査法として教育利用へ向かう発展を遂げた。しかし,判定法習熟の壁と心理テスト批判問題が未解決のまま,必ずしも教育界に浸透しているとはいえない状況にある。その中で長野県城山小学校における「個性能力開発教育」(1971)の取り組みを始め,給食の有無(1964),幼児の運動(1973),持久走トレーニング(1974)が精神機能に及ぼす影響をとらえることに成功した後,児童期の心身発達の法則性について(1984,1985)本研究の初期11年間のデータ分析が行われた。

その上で養護教諭の協力を得て卒業生1期生分の資料を基に保健室利用児童(1997)の発達特徴を明らかにしてきた。昭和48年(1973)以来,大阪教育大学附属平野小学校で継続中のUK法を利用した「児童理解と学級指導」の試みは,平成14年(2002)をもって毎学年次1回の検査結果を残した卒業生が25期分,2773名を数える。欠測値のない完全データは2196名×6回=13176枚。本研究の初年次は,1枚30行の作業量の確認と入力,2年次は入力データのチェックと出力方法の確認に費やした。最終年次は7人の共同研究者によって,(1)全児童を分析対象とする学年別心的機能の発達特徴23分類,(2)検討項目該当児童の学年別機能の発達特徴,16分類(体育関係:運動優秀児ほか5項目,学業関係:学業優秀児ほか3項目,生活行動:よく発言する子ほか8項目),(3)発達特徴の年次推移30分類について,出力データ毎に体育心理学の視点から考察と報告を行う予定である。本研究では、児童の個性理解とクラス指導のために用いられた心理データ30年分を活用して、児童期の心身発達に関する法則性を体育心理研究の視点から明らかにした。毎年1回、6年間の内田・クレペリン(UK)精神検査記録を残した卒業生2829名中、UK関連分析可能者2737名:98%、UK平均曲線化可能者2196人×6回=13176曲線を基に、個性別・精神健康度別出現率と学年別平均曲線を求め、統計処理と曲線理論に基づく解釈を試みた。その結果、(1)全学年を通じて女児の精神発達が男児を凌駕し、自然発達の中にも精神的健康の高低差が認められ、順調な発達と変動幅の大きな発達差が個性の違いによって分かれていた。(2)社会的に高い評価を受ける子の精神的健康水準は高いのに対して、低い評価を受ける子の心的エネルギー水準は低く、不健康徴候が低学年から一貫して認められた。とくに、発達阻害や不適応行動を示し子どもの気力不足と意欲の減退が著しかった。(3)学業ばかりでなく、芸術や運動に秀でた子の精神健康度は高く、中でも学業と運動の双方に秀でた子の水準が最も高かった。(4)進学競争を体験する児童には明らかにプレッシャーがかかり、5年次に不調徴候が拡大した。しかし、プレッシャーを受けても高健康児は安定しており、精神的健康水準の低い児童は、不調徴候の拡大が著しかった。体育心理学の中のUK法適用研究は、心身相関論を立証する事例が多い。本研究における児童期の発達特徴も同様であり、身体の大小や運動の優劣をはじめとする身体的対比特徴は精神発達と並行して健・不健が分かれていた。児童期の教育は、自助努力によって解釈できない個性的特徴を理解すると同時に、工夫と努力によって精神的健康水準を高めるための環境整備が、低学年次から課題となる。
ATMネットワークにおけるトランスポート・プロトコルの性能について

現存のインターネットを司るプロトコルであるTCP/IPのトラヒック転送単位はパケットと呼ばれ、その下位層に位置するATM(非同期転送モード)層では、53バイトの短い固定長のセルに分割、転送される。セル分割によってATM網でのスループット特性が劣化する事がシミュレーションにより確かめられている。本研究では、まず、待ち行列理論を用いて、ATM網におけるスループット特性を解析的に導出した。従来の研究では、ATMスイッチで廃棄されたセルを再送する場合のスループット解析はなされていたが、パケットを再送の単位とした場合の解析はされていなかった。これは、解析で扱う状態数の多さに起因したものであったが、本研究では、送信ソースにおいて飽和状態を仮定する事により、解析困難さを克服し、簡易に計算できる方式を提案している。本解析による数値結果より、パケット長に対してATMスイッチのバッファサイズが比較的小さいと、極端に性能劣化を引き起こす事が明らかにされた。これは、パケット中の一つのセルでも廃棄されると、受信側では、そのパケットを認識する事ができず、結局該当パケットの再送を送信ソースに要求する為である。その欠点を克服する為に、あるパケットでセルが廃棄されたら、それ以降の同一パケットに属するセルを強制的に廃棄する選択セル廃棄方式が提案されている。次に、選択セル廃棄方式を適用した場合のスループット解析を上記の解析手法を拡張して行い、性能改善度合を明らかにした。先に示した方式は特にTail Dropping(TD)と呼ばれるが、さらに、バッファの格納セル数に応じて、パケットの先頭から強制廃棄するEarly Packet Discard(EPD)がある。ここでは、前者に絞って解析を行った。数値結果より、バッファサイズが小さくても、TDを適用する事により、劇的にスループットを改善できることが明らかになった。今後はEPDの場合も解析する予定である。