hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
結晶成長抑制タンパク質の界面吸着効果による氷の自発的振動成長とそのダイナミクス

結晶成長を抑制すると考えられているタンパク質であるAFGP(Antifreeze Glycoprotein)の水溶液中での氷結晶成長実験を行った。まず、蛍光ラベルしたAFGP分子の水溶液からの一方向成長実験では、界面の自励的振動に伴い、結晶内部へ取り込まれるAFGPの濃度が周期変動した。これは、結晶成長に伴う結晶内部のストリエーションの発生の世界初の直接観察である。また、自由成長による実験では、プリズム面雄成長がON-OFFタイプであるのに対し、ベーサル面の振動がSinusoidalであることを明らかにした。これは、AFGPの界面への吸着が大きな異方性を持つためである。一方、ATR-FTIR法により氷/水界面に吸着している状態でのAFGPの二次構造(コンフォメーション)を解析した。その結果、吸着状態ではα-ヘリックス構造の分子が卓越することが、初めて明らかになった。これは、AFGPが界面に吸着する際に単なる物理吸着ではなく、2段階あるいは多段階の吸着プロセスを経過すること示している。吸着状態でのAFGP分子の二次構造の解析に成功したのはこれが最初である。結晶成長の自励振動を説明するために、結晶成長の駆動力に対する結晶成長速度依存性にヒステレシス(カイネティックループと呼んでいる)が存在するという新しいモデルを提案した。このモデルでは、界面へのAFGP分子の吸着が少なくとも二段階で起こることが重要であり、実験結果とも整合する。以上の結果、結晶成長における自励振動現象のダイナミクスを解明することできた。このような結晶成長ダイナミクスの理解は、不凍タンパク質の機能の解明にきわめて重要な役割を果たすであろう。代表的な結晶成長抑制タンパク質であるAFGP(Antifreeze Glycoprotein)の水溶液中での氷結晶成長速度を光干渉計を用いて精密測定した。その結果、氷のベーサル面の成長速度がAFGPの濃度が増加するに従い、桁違いに増加することを見出した。すなわち、AFGP分子の界面吸着により、氷のプリズム面は成長が抑制されるのに対しベーサル面は促進されることがはじめて実験的に明らかになった。このことは、従来知られていた不純物分子が成長ステップ(あるいは界面)に吸着することにより成長ステップの移動がピン止めされるというギブス・トムソンモデルによる結晶成長機構が、ベーサル面では完全に否定されたことを意味する。本研究では、ベーサル面の成長促進を説明する新しいモデルを構築した。これは、ステップにAFGPのような巨大分子が吸着した場合は、ステップの高さより分子の方が圧倒的に大きく、吸着分子が新たなステップの生成源になるというモデルである。現在、このモデルをベースにAFGPの吸着状態でのコンフォメーションの解析実験も進行中である。一方、AFGP水溶液中で成長する氷結晶界面では、成長ステップの運動が観察される。このステップ運動と界面に吸着したAFGP分子の相互作用を同時観察するために、現有していた位相差顕微鏡に取り付け可能な蛍光観察装置を導入した。氷結晶の界面における蛍光ラベルを付けたAFGP分子の挙動の観察を可能にするため、特別仕様とした。この装置では、予備的ながらAFGP分子の分布が観察できることを確認し、来年度に本格実験を実施する準備が整った。以上のような基礎研究により、本研究課題のメインテーマである氷結晶の振動成長機構を解明できる。さらに、マクロ分子による低分子結晶の成長制御という新しい研究分野の開拓にもつながる成果である。結晶成長を抑制すると考えられているタンパク質であるAFGP(Antifreeze Glycoprotein)の水溶液中での成長する氷結晶界面を位相差顕微鏡により観察した。その結果、界面成長ステップの運動が観察された。AFGPを含まない純水中では、ステップ運動が観察されることはほとんど無いので、AFGP分子が界面に吸着することにより、ステップの発生が促進され、それらがバンチングを起こすことでステップが可視化されたものと考えられる。

すなわち、この結果は、AFGP分子の界面吸着により、氷のベーサル面の成長が促進されるという前年度に得られた結果を界面カイネティクスの視点で検証することができた。一方、AFGP分子と界面成長ステップとの相互作用を解明するために、AFGP分子に蛍光ラベルをつけて、紫外線照射により励起される蛍光を精密観察することで、分子の可視化を実現した。この装置を使うことで、AFGP分子の界面近傍での分布状況や界面吸着状態の解析が可能である。界面近傍でのAFGPの分布の変動は、結晶成長に伴うAFGPの拡散場を観察することに成功した。現在、温度勾配場での一方向成長法による界面観察と組み合わせることで、結晶成長速度の変動を拡散場の変動の関連を解析中である。また、糖を含まない種類の不凍タンパク質(AFP TypeI)の水溶液中での氷結晶成長の実験を行い、新たに成長条件(AFP濃度と過冷却度)と結晶の成長形の関係を示すダイヤグラムを完成した。その結果、樹枝状結晶に奥行のある"リボン状"結晶が生成されることを発見した。このような結晶形は、従来全く報告されたことの無い新しい樹枝状結晶であり、従来の結晶成長のモデルでは整理・解釈が困難である。このようなことから、今後はAFPによる結晶成長カイネティクスへの効果も重要な研究対象として含める予定である。温度勾配下で薄膜状の成長セルを一定速度で移動させる一方向成長法により、AFGP水溶液からの結晶成長実験を行った。AFGP分子は蛍光物質でラベルされ、蛍光顕微鏡により成長界面近傍の蛍光強度分布を測定した。蛍光強度は、蛍光ラベルした分子の数密度に比例するので、これによりAFGPの濃度分布を解析した。この測定法の感度は、AFGP濃度が0.5mg/ml(すなわち、0.05wt%)以下の光干渉計では測定困難な低濃度でも、十分に測定可能である。まず、一方向成長の場合も界面の位置が前後に振動する現象(すなわち、成長速度の自励振動)が明確に観察された。この振動に伴い、蛍光強度分布の時間変化をその場観察すると、成長速度の変動と連動して拡散場と結晶内へAFGPの取り込み量も周期変動することが明確に示された。すなわち、結晶成長速度の自励振動により結晶内部の不純物の分布に周期性が生じることを意味している。これは、まさに鉱物等の結晶内部にしばしば見られるstriation(縞々模様)の生成過程をその場観察したことになる。従来、簡単なモデルにより成長速度の振動と縞模様の関係は議論されてきたが、実験的にその生成過程を観察できたのはこれが最初である。また、界面前方での拡散場の減衰過程の解析から、界面に吸着したAFGP分子の離脱過程は、分子量に依存すること、AFGPの拡散係数が(1.02±0.75)×10^<-10>m^2/sであることが明らかになった。この値は、NMRによる測定結果に良く一致する。これらの実験結果を説明するため、自励振動成長の新しいモデルを構築した。
インスリン分泌におけるcAMP,Ca2+反応性分子の網羅的解析

マウスインスリン分泌細胞株であるMIN6細胞をForskolinやIBMXで細胞内cAMPを増加させたときに発現が変化する遺伝子をGeneChipアレイを用いて網羅的に検討した。10μMのForskolinおよび100μMのIBMXを含む培地でMIN6細胞を1時間培養させた後、RNAを抽出しGeneChipを用いて発現変化した遺伝子を網羅的に解析した。2回のGeneChipによる解析から、2回とも2倍以上発現が増減していた遺伝子数はForskolin刺激では64個(増加41個、減少23個)、IBMX刺激では871個(増加457個、減少414個)であった。この中から発現量の変化の大きいものを選択しRealTime RT-PCRを行ったところ、選択したほぼすべての遺伝子の発現がGeneChipの結果と一致していた。消化管ホルモンであるGLP-1やGIPはインクレチンと呼ばれ、いずれも膵β細胞の受容体に作用し細胞内のcAMP濃度を上昇させることにより様々な作用を有することが示されている。特にGLP-1はMIN6細胞においてH_2O_2によって誘導されるアポトーシスを抑制することが報告されている。しかしインクレチンによるアポトーシス抑制作用機構は未だ不明である。そこで、インクレチン前処置によるアポトーシス抑制効果を担う遺伝子を明らかにする目的で、2GeneChipを用いてインクレチンにより発現変化する遺伝子を網羅的に検討した。その結果、GLP-1処置で発現量が2倍以上増減した遺伝子は12801個存在した。一方、GIP処置によって2倍以上増減した遺伝子は14125個存在した。発現が変化した遺伝子で、アポトーシス調節に関与する既知遺伝子数はGLP-1で123個、GIPで144個だった。このことから、膵β細胞において、インクレチンが単にグルコースによるインスリン分泌増強作用だけでなく、cAMPを介して種々の遺伝子の発現を変化させることにより、アポトーシス抑制作用を発揮すると考えられた。さらにGLP-1とGIPは同様にcAMP濃度を上昇させるが、影響される遺伝子は全く同一ではなかった。(1)マウスインスリン分泌細胞株であるMin6細胞株から亜分類した細胞、具体的には恒常的に細胞内Ca^<2+>濃度が低くグルコースに対するインスリン分泌反応が良いm9細胞株と恒常的に細胞内Ca^<2+>濃度が高くグルコースに対するインスリン分泌反応が悪いm14細胞株とを用いて、転写産物を網羅的にGeneChipで解析した。その結果、m9細胞株とm14細胞株の間に4倍以上発現量が変化していた分子は既知分子が38個、ESTを含めた未知分子が34個の合計72個存在していた。(2)GeneChipで解析し特に発現量に差の大きい463個のアミノ酸からなる機能が未知のタンパク質に着目して詳細な解析を行った。TaqManプローブを用いたRealTimePCRで発現量を確認したところ、m9細胞株とm14細胞株では発現量に268倍の差があった。コンピューターを用いて配列解析を行ったところ、このタンパク質は膜に存在していることが強く示唆されたため、この遺伝子にGFPを融合させたタンパク質を作成し、細胞内局在を確認した。その結果、細胞質の顆粒または細胞膜に存在している可能性が示唆された。さらに局在を詳細に検討するために特異的抗体を作成した。また発現量を抑制しインスリン分泌への関与を検討するためにSiRNAの作成も行った。(3)細胞質におけるcAMP、Ca^<2+>反応性分子の網羅的解析をProteinChipで解析するために必要な前処理、カラムによる分画、ProteinChipの最適化を行い、方法を確立した。インスリン分泌細胞株であるMIN6細胞に、10μMのForskolinと100μMのIBMXをそれぞれ処置して、細胞内cAMP濃度を上昇させた。処置してから1時間後に細胞を回収しTotalRNAを精製した。GeneChipを用いて遺伝子発現を網羅的に解析し、細胞内cAMPの変化による遺伝子発現の変化を検討した。なお、実験の誤差を減らすために、GeneChipの実験を独立して2回ずつ行った。GeneChipによる解析からcAMPによって発現の変化した遺伝子は2回とも2倍以上発現が増減していた遺伝子は10μMのForskolin刺激では64個(増加41個、減少23個)、100μMのIBMX刺激では871個(増加457個、減少414)であった。さらにこの中から発現量の変化の大きい順に30個選びRealTimeRT-PCRをおこなったところ、選択したすべての遺伝子の発現がGeneChipの結果と一致していた。この中から特に発現変化の大きい遺伝子を10個選択し、タグ付発現プラスミドとsiRNAの作成を行った。MIN6細胞をグルコースによって2時間刺激して細胞内Ca^<2+>濃度を上昇させたときに、培養液中に分泌されるタンパク質についてProteinChipを用いて網羅的に検討したところ、インスリンやアミリンなど既知のタンパク質以外に分子量の異なる2つの未知のタンパク質がMIN6細胞から分泌されていることが判明した。ひとつは陽イオン交換樹脂に、もうひとつは陰イオン交換樹脂に結合した。

2回のGeneChipによる解析から、2回とも2倍以上発現が増減していた遺伝子数はForskolin刺激では64個(増加41個、減少23個)、IBMX刺激では871個(増加457個、減少414個)であった。この中から発現量の変化の大きいものを選択しRealTime RT-PCRを行ったところ、選択したほぼすべての遺伝子の発現がGeneChipの結果と一致していた。消化管ホルモンであるGLP-1やGIPはインクレチンと呼ばれ、いずれも膵β細胞の受容体に作用し細胞内のcAMP濃度を上昇させることにより様々な作用を有することが示されている。特にGLP-1はMIN6細胞においてH_2O_2によって誘導されるアポトーシスを抑制することが報告されている。しかしインクレチンによるアポトーシス抑制作用機構は未だ不明である。そこで、インクレチン前処置によるアポトーシス抑制効果を担う遺伝子を明らかにする目的で、2GeneChipを用いてインクレチンにより発現変化する遺伝子を網羅的に検討した。その結果、GLP-1処置で発現量が2倍以上増減した遺伝子は12801個存在した。一方、GIP処置によって2倍以上増減した遺伝子は14125個存在した。発現が変化した遺伝子で、アポトーシス調節に関与する既知遺伝子数はGLP-1で123個、GIPで144個だった。このことから、膵β細胞において、インクレチンが単にグルコースによるインスリン分泌増強作用だけでなく、cAMPを介して種々の遺伝子の発現を変化させることにより、アポトーシス抑制作用を発揮すると考えられた。さらにGLP-1とGIPは同様にcAMP濃度を上昇させるが、影響される遺伝子は全く同一ではなかった。
多孔質細孔内における反応流動連成現象解明のための大規模シミュレーション手法の開発

多孔質材料におけるナノ・メソ細孔内における反応流動現象の理解には、「分子の流れ」と表面における「化学反応」を連成した解析が必須である。本研究では、反応流動連成現象の解析手法を開発し、細孔内の反応流動連成現象を解明することを目的とした。活性表面における反応流動現象では、熱い分子は表面で反応し、多孔体を温め、冷たい分子が気相中に残ることが確認され、冷たい分子が多孔体表面と相互作用し、熱エネルギーを受け取る過程も連成させた現象理解の重要性が明らかとなった。多孔質材料は、燃料電池など活性点での化学反応と活性点への反応物質の輸送が同時に重要となる様々な機能材料に用いられる。そのナノ・メソ細孔内における反応流動現象は、経験的に従来のKnudsen拡散の概念に基づく「流れ」と表面における「化学反応」を独立に考慮した理解が試みられてきた。しかし、不活性な表面における物理吸着・脱離現象のみを考慮したKnudsen拡散係数を、化学吸着、表面拡散、表面反応の影響が大きな活性表面を有する多孔質材料系における反応流動連成現象解析へ適用することは理論的に不可能である。本研究では、複雑多孔質構造場における反応流動連成現象の理論シミュレーション手法を開発し、SOFC電極内の反応流動現象など具体的課題へと応用し多孔質電極細孔内における反応流動連成現象を解明することを目的とする。研究初年度である本年度は、複雑多孔質構造場における反応流動連成現象の理論シミュレーション手法を開発することを目標とし、1)複雑多孔質場の原子解像度モデル化手法の開発2)反応流動連成現象解析用分子動力学シミュレータの開発に取り組んだ。複雑多孔質場の原子解像度モデル化手法の開発は、開発済みの多孔質シミュレータと既存の分子モデリング手法の融合により行った。連成現象解析用分子動力学シミュレータの開発は、既存の分子動力学シミュレータに大規模計算のための並列化機能を追加することで行った。研究次年度である本年度は、複雑多孔質構造場における反応流動連成現象の理論シミュレーション手法を開発することを目標とし、1)複雑多孔質場の原子解像度モデル化手法の開発2)反応流動連成現象解析用分子動力学シミュレータの開発3)固体酸化物形燃料電池多孔質電極への開発手法の応用に取り組んだ。複雑多孔質場の原子解像度モデル化手法の開発は、初年度における開発を継続するとともに、具体的な応用を通して明らかとなった課題に対する追加機能や修正を行った。連成現象解析用分子動力学シミュレータの開発は、GPGPUを用いた並列演算精度の向上に成功した。また、固体酸化物形燃料電池多孔質電極への応用に向けて、まずは単純系のZrO_2系への応用を通して開発手法の課題を明らかにし、手法開発へのフィードバックを行った。研究3年度目である本年度は、複雑多孔質構造場における反応流動連成現象の理論シミュレーション手法の開発を継続するとともに、固体酸化物形燃料電池などへの応用に取り組む。具体的には1)複雑多孔質場の原子解像度モデル化手法の開発、2)反応流動連成現象解析用分子動力学シミュレータの開発、3)固体酸化物形燃料電池多孔質電極への開発手法の応用、に取り組んだ。

連成現象解析用分子動力学シミュレータの開発では、並列化効率の向上の課題に取り組んだ。また、固体酸化物形燃料電池多孔質電極への応用に向けて、本年度は活性表面であるNi系への応用を通して開発手法の課題を明らかにし、手法開発へのフィードバックを行った。多孔質材料は、燃料電池など活性点での化学反応と活性点への反応物質の輸送が同時に重要となる様々な機能材料に用いられる。そのナノ・メソ細孔内における反応流動現象は、経験的に従来のKnudsen拡散の概念に基づく「流れ」と表面における「化学反応」を独立に考慮した理解が試みられてきた。しかし、不活性な表面における物理吸着・脱離現象のみを考慮したKnudsen拡散係数を、化学吸着、表面拡散、表面反応の影響が大きな活性表面を有する多孔質材料系における反応流動連成現象解析へ適用することは理論的に不可能である。本研究では、複雑多孔質構造場における反応流動連成現象の理論シミュレーション手法を開発し、SOFC電極内の反応流動現象など具体的課題へと応用し多孔質電極細孔内における反応流動連成現象を解明することを目的とする。研究最終年度である本年度は、複雑多孔質構造場における反応流動連成現象の理論シミュレーション手法の開発を完了し、固体酸化物形燃料電池などへの応用に取り組んだ。活性表面における反応流動現象において、表面での解離吸着を伴う場合は、活性化障壁を超える運動エネルギーを有する分子だけが反応することが確認された。このことは、熱い分子は表面で反応し、多孔体を温め、冷たい分子が気相中に残ることを意味している。すなわち、冷たい分子が多孔体表面と相互作用し、熱エネルギーを受け取る、熱も連成させた現象の理解が大切であることがわかった。手法の開発、手法の応用は当初予定通りの進捗を示している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、当初の計画に従って手法の開発を完了し、具体的な反応流動現象への応用壷通して、多孔質場の表面活性や分子の活性と反応流動現象に関する知見を得る。
末梢前庭器シナプスのリモデリングに関与する分子の解析

本研究の目的は前庭障害後の末梢前庭器シナプスにリモデリングが生じる可能性について検討することである。このリモデリングが平衡覚可塑性に関与する機構を明らかにする。一側性前庭障害モデル半規管膨大部有毛細胞におけるシナプスを経時的形態学的に観察し、可塑性に関与する因子を同定する。有毛細胞にはcalmodulinが存在し、細胞内カルシウム濃度の上昇に伴い、Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase(CaMK)を活性化させる。CaMKはシナプス後膜肥厚(PSD)に存在するイオンチャネルやシグナル伝達蛋白をリン酸化することによってシナプス活性を増強する。有毛細胞障害におけるCaMKの動態を明らかにすることにより有毛細胞シナプス機能の可塑性の可能性について検討する。C57BL/6Jマウスを全身麻酔下におき中耳骨胞を開放し、耳毒性薬剤を注入、一側性前庭障害モデルを作成した。膨大部を摘出し組織学的に有毛細胞障害を確認した。この一側性前庭障害モデルとコントロールに対してcalmodulinに対する抗ペプチド抗体を用いて免疫組織学的検討を行った。calmodulinは半規管膨大部有毛細胞に存在し、前庭障害モデルで発現が減少した。CaMKに対する抗ペプチド抗体を用いて同様に免疫組織学的検討を行った。コントロールでCaMKIVの発現を認めたが、前庭障害モデルで発現を認めなかった。現在前庭障害後の時間経過に沿ってcalmodulinとCaMKの共発現について検討中である。今後、有毛細胞障害時に生じる細胞内情報伝達機構を解明する。有毛細胞にはcalmodulinが存在し、細胞内カルシウム濃度の上昇に伴い、Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase (CaMK)を活性化させる。今後CaMKに対する抗ペプチド抗体を用いて同様に免疫組織学的検討を行い、有毛細胞内CaMKの発現を共焦点レーザー顕微鏡で可視化する。calmodulinとCaMKの共発現について検討することにより有毛細胞障害時に生じる細胞内情報伝達機構を解明する。
ホメオボックス遺伝子による造血制御およびその破綻による白血病発症機構の解析

本研究は,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連を解明することを目的とする.今年度までに,研究材料として,白血病を含む小児がん患者の正常B細胞をEBウイルスに感染・不死化させ,208症例由来のB細胞株樹立に成功した.また,成人の消化管組織由来のcDNAを用いて,WAVE systemを利用したreal-time PCRを行い39種のHOX遺伝子の発現解析を行った.その結果,39種のHOX遺伝子のうち,前腸由来の組織(食道,胃)で高発現を示す遺伝子群は,後腸由来の組織(上行結腸,横行結腸,下行結腸,直腸)で低発現を示し,後腸由来の組織で高発現を示す遺伝子群は前腸由来の組織で低発現を示すことを明らかにした.これらの結果は,HOX遺伝子群は消化管の前後径に沿って位置特異的な発現を示すことを表し,HOX遺伝子群の異所性発現は消化管がんの発症と関連する可能性を示唆した.今年度、これらのデータを論文にまとめ報告した.この実験系を用いて,正常造血幹細胞および白血病細胞におけるHOX遺伝子群の発現解析を行った.HOX遺伝子群の正常造血幹細胞における発現パターンと白血病細胞における発現パターンを比較することによって,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連を検討した.また,白血病患者由来B細胞のDNAを用いてHOX遺伝子の変異解析を行い、HOX遺伝子のgermline変異と白血病易罹患性との関連を検討した。本研究は,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連を解明することを目的とする.今年度は,研究材料として,白血病を含む小児がん52症例由来の正常B細胞をEBウイルスに感染,不死化させ,B細胞株を樹立した.今後,白血病を含む小児がん患者および健常人由来B細胞のDNAを用いてHOX遺伝子のpolymorphismの解析を行う.さらに,白血病を含む小児がん患者由来のRNA,正常造血幹細胞由来のRNAを用いてreal-time PCRを行い,HOX遺伝子群の発現解析を行う.今年度は,実験系の信頼性を評価するために,成人の消化管組織由来のcDNAを用いて,WAVE systemを利用したreal-time PCRを行い39種のHOX遺伝子の発現解析を行った.その結果,39種のHOX遺伝子のうち,前腸由来の組織(食道,胃)で高発現を示す遺伝子群は,後腸由来の組織(上行結腸,横行結腸,下行結腸,直腸)で低発現を示し,後腸由来の組織で高発現を示す遺伝子群は,前腸由来の組織で低発現を示した.再現性の高い結果が得られた.これらの結果は,HOX遺伝子群は消化管の前後径に沿って位置特異的な発現を示すことを示唆する.HOX遺伝子群の異所性発現は消化管がんと関連する可能性がある.白血病細胞においてHOX遺伝子群の発現異常が高頻度に起こっている可能性は高い.HOX遺伝子群の正常な造血細胞における発現パターンと白血病細胞における発現パターンを比較することによって,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連の解明につながることが期待される.本研究は,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連を解明することを目的とする.今年度は,研究材料として,白血病を含む小児がん136症例由来の正常B細胞をEBウイルスに感染,不死化させ,B細胞株を樹立した.今後,白血病を含む小児がん患者および健常人由来B細胞のDNAを用いてHOX遺伝子のpolymorphismの解析を行う.さらに,白血病を含む小児がん患者由来のRNA,正常造血幹細胞由来のRNAを用いてreal-time PCRを行い,HOX遺伝子群の発現解析を行う.今年度は,昨年度から引き続き,成人の消化管組織由来のcDNAを用いて,WAVE systemを利用したreal-time PCRを行い39種のHOX遺伝子の発現解析を行った.その結果,39種のHOX遺伝子のうち,前腸由来の組織(食道,胃)で高発現を示す遺伝子群は,後腸由来の組織(上行結腸,横行結腸,下行結腸,直腸)で低発現を示し,後腸由来の組織で高発現を示す遺伝子群は,前腸由来の組織で低発現を示した.再現性の高い結果が得られた.これらの結果は,HOX遺伝子群は消化管の前後径に沿って位置特異的な発現を示すことを示唆する.HOX遺伝子群の異所性発現は消化管がんと関連する可能性がある.これらのデータを論文にまとめ,まもなく報告する(発表予定).白血病細胞においてHOX遺伝子群の発現異常が高頻度に起こっている可能性は高い.この実験系を用いて,HOX遺伝子群の正常な造血細胞における発現パターンと白血病細胞における発現パターンを比較することによって,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連の解明につながることが期待される.本研究は,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連を解明することを目的とする.今年度までに,研究材料として,白血病を含む小児がん患者の正常B細胞をEBウイルスに感染・不死化させ,208症例由来のB細胞株樹立に成功した.また,成人の消化管組織由来のcDNAを用いて,WAVE systemを利用したreal-time PCRを行い39種のHOX遺伝子の発現解析を行った.その結果,39種のHOX遺伝子のうち,前腸由来の組織(食道,胃)で高発現を示す遺伝子群は,後腸由来の組織(上行結腸,横行結腸,下行結腸,直腸)で低発現を示し,後腸由来の組織で高発現を示す遺伝子群は前腸由来の組織で低発現を示すことを明らかにした.

これらの結果は,HOX遺伝子群は消化管の前後径に沿って位置特異的な発現を示すことを表し,HOX遺伝子群の異所性発現は消化管がんの発症と関連する可能性を示唆した.今年度、これらのデータを論文にまとめ報告した.この実験系を用いて,正常造血幹細胞および白血病細胞におけるHOX遺伝子群の発現解析を行った.HOX遺伝子群の正常造血幹細胞における発現パターンと白血病細胞における発現パターンを比較することによって,HOX遺伝子の機能異常と白血病発症の関連を検討した.また,白血病患者由来B細胞のDNAを用いてHOX遺伝子の変異解析を行い、HOX遺伝子のgermline変異と白血病易罹患性との関連を検討した。
電力伝医回路における異常現象のウェーブレット変換による予測システムの構築

ウェーブレット変換を用いた異常現象の予測法を開発した。ウェーブレット変換はフーリエ変換と異なり、時間シフトした信号に対する変換結果はもとの信号の変換結果をシフトしたものにならない。この性質は一般にはウェーブレット変換のよくない性質として取り上げられるが、逆にこの性質を利用することにより、周期的外力のある系において振動現象の位相の時間変化を抽出することができることを示した。また、それに加えてウェーブレット変換の持つ時間周波数解析の能力を用いて異常現象の予測が可能であることを明らかにした。一方、開発した方法を実際の予測システムに適用するにはリアルタイムにウェーブレット変換を行う必要がある。また、時間分解能をあげるためには通常の離散ウェーブレット変換よりもダイアディックなウェーブレット変換の法がよい。そこで、ダイアディックウェーブレット変換を行う専用プロセッサを開発した。開発には再構成可能な集積回路であるFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いた。このようなデバイスを用いることにより、専用プロセッサを短期間で開発し、アルゴリズムをハードウェア化できることを示した。さらに、開発したプロセッサを実際に動かすためにはそれをAD変換と結びつけて制御する機能が必要となる。そこで、PC/AT互換機をベースとした予測システムを開発した。このシステムは、まずAD変換機でデータを取得し、ウェーブレット変換プロセッサにリアルタイムにデータを渡し、異常振動が検出されるとそれをCPUに知らせる。このシステムをPCIバス上に構築することにより、1マイクロ秒のサンプリングにも対応して処理できることを確認した。また、このシステムを実際の非線形回路実験装置に組み込み、異常振動を検出してそれをもとにリレーを用いて回路をオープンする装置を作成し、実際の振動でその動作を確認した。電力系統における異常振動の予測に対して,まず2次線形システムに対して投入位相と電流の最大振幅の関係を数式的に導出した.負荷の大きさにより最大電流を与える投入位相が異なり,それらの関係は複雑になるが,数式を用いることにより規則性を明らかにした.また,非線形単相直列共振回路の過渡現象に対してウェーブレット変換を適用し,ウェーブレット変換による異常振動の予測の可能性を明らかにした.適用にあたってはウェーブレット変換を適用する位相とスケールが重要になることを示し,位相シフトを外部入力に同期させることにより一意な予測結果が得られる方法を見いだした.この方法は非自励形の回路における特徴抽出に対して一般的に適用できるものである.また,非線形直列共振回路における分岐現象を解析する方法として,代数幾何学的手法であるグレブナ基底を用いる方法を見いだした.この方法によりパラメータ空間での大域分岐現象を解析することが可能になり,異常振動が発生するパラメータ領域を定めるためには非常に有効であることを明らかにした.一方,専用マイクロプロセッサに関してはウェーブレット変換を並列に計算するアーキテクチャの開発を行なった.アーキテクチャをハードウェア記述言語(SFL)により記述し,secondsを用いて論理シミュレーションを行なった.また,パーソナルコンピュータをもとにしてシステムを構成するためのPCIバスインターフェイスに関してもSFLで記述し,ウェーブレット変換プロセッサとともに論理合成を行なった.さらに実際にFPGAにマッピングすることにより,33MHzで動作することを確認した.開発したアーキテクチャはダイアディックウェーブレット変換を並列に行なうため,既存のCPUを用いるよりも高速に実時間処理が可能となっている.ウェーブレット変換を用いた異常現象の予測法を開発した。
機能性配列制御ポリマーの精密合成

本研究では,連鎖機構で進行するビニルモノマーの重合に対し,リビング重合で用いられるドーマント種の可逆的活性化を最大限に活用し,逐次的に成長させることで一分子付加制御,さらにその繰り返しによるシークエンス制御を目指す。そのために,解離基,モノマーの側鎖置換基,触媒,鋳型を包括的に設計し,ドーマント種の可逆的活性化を極限に操ることを目指す。さらに,側鎖の機能基を設計することで,シークエンス機能の発現に展開する。平成28年度は,ジフェニルエチレン誘導体による位置機能化を検討した。ジフェニルエチレンはそのかさ高さから単独重合は難しいが,付加反応で生成する炭素ハロゲン結合はラジカル生成に活性がある。この特徴を活かして,高分子の位置機能化を検討した。結果として,ジフェニルエチレン誘導体の末端導入には成功したが,ここからの再開始制御が困難であった。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,配列の制御されたポリスチレンの合成を目指した。ドーマント種となる炭素ハロゲン結合の反応性の違いを利用して,スチレンの一分子ラジカル付加を制御し,ハロゲン交換によってその反応を繰り返すことでシークエンス制御を目指した。しかし,種々の検討から定量的にハロゲンを交換することが難しいことがわかった。そこで,別のアプローチによる検討を開始した。申請者が過去に見出したα(トリメチルシロキシ)スチレンによるラジカル停止反応に着目し,これで生成するケトンを還元してアルコールに,さらにハロゲンに変換することで,スチレン系ハロゲン末端を生成し,これを繰り返すことでスチレンモノマーの配列制御を目指した。これまでに定量的なラジカル停止反応を実現し,現在ケトンからアルコールの定量的還元反応を検討している。平成27年度は,トリメチルシロキシ基で置換されたスチレンによるリビングラジカル重合の停止反応を利用したシークエンス制御を検討した。この停止反応で生成するケトンは還元によってアルコールに,さらにハロゲンに変換すればスチレン系ハロゲン末端に変換されるので,これを繰り返せばスチレンモノマーの配列制御が実現できると考えた。しかし,定量的なラジカル停止反応は実現したものの,ケトンからアルコールへの定量的還元反応が難しいことが判明した。そこで平成27年度の途中からジフェニルエチレン誘導体による末端機能化に着目した。ジフェニルエチレンはそのかさ高さから単独重合は難しい。しかし,付加反応で生成する炭素ハロゲン結合はラジカル生成に活性がある。そこで,ジフェニルエチレンに機能性基を導入し,この付加制御によって,狙いの位置を機能化した配列制御ポリマーの合成を目指した。現在までに,ジフェニルエチレンの付加制御が可能であることを明らかにし,再開始の制御や様々なジフェニルエチレン誘導体を検討している。末端のケトンを水酸基,ハロゲンと変換する手法で変換を制御するに至らなかった。現在検討しているジフェニルエチレン誘導体による手法で配列制御(位置制御)を目指す。ドーマント種の反応性の違いに着目して,ハロゲン交換を利用する検討は断念したが,α(トリメチルシロキシ)スチレンを用いてラジカル停止反応を利用するアプローチは可能性が高く,今後の展開が期待される。メタクリル酸メチルのリビングラジカル重合をジフェニルエチレンの付加で停止させ,そのハロゲン末端からかさ高くないモノマー(アクリロニトリル,スチレン,メチルアクリレート)などのリビングラジカル重合を行う。これによりブロック共重合のジャンクション機能化を実現する。ケトンからアルコールへの還元反応,アルコールからハロゲンへの反応を定量的に進行させ,他の結合がこれらの影響を受けないように反応剤を設計する。また,各プロセスの精製効率を上げるために,ポリマー鎖への担持を検討する。
イオンビームを利用した活性炭細孔内への半導体光触媒の固定

活性炭の表面に活性の高い光触媒を構築することができれば、活性炭の有する濃縮作用と光触媒作用を合わせ持つ有用な機能材料の創製が実現でき、環境浄化への実用化が期待できる。本研究では、イオンビームを利用するイオン工学的技法を駆使することで、原子・クラスター・超微粒子・薄膜状の酸化チタン光触媒を活性炭や活性炭素繊維の表面上に構築することを試みた。また、調製さえた酸化チタン光触媒/活性炭系を用いて、水中に含まれる微少濃度の有機化合物の酸化分解反応についての光触媒特性の評価を行った。イオンビームを駆使する新しい光触媒/活性炭系の創製により、実用に適した光触媒系の設計を目指した。イオンビーム蒸着装置を利用して、活性炭や活性炭素繊維上の表面層にクラスター・超微粒子・薄膜状の酸化チタン光触媒を固定化した。各種分光法測定により、触媒の表面組成、表面電子状態の測定評価を行ったところ、含浸担持などのケミカルな担持法の場合と比較して、結晶性の高い酸化チタンを調製することができた。これらを光触媒として、水中に含まれる微少濃度の低級アルコールの酸化分解反応を検討した。各種分光法測定により、触媒の表面組成、表面電子状態の測定評価を行った。これらの研究結果より、クラスターイオンビームを利用することで、活性炭の構造を破損することなく酸化チタンの担持が可能となり、光触媒反応と活性炭の濃縮作用を組み合わした、効率良い水浄化が可能となった。
樹状細胞の過活性化により誘発される耐糖能異常の免疫学的解析

樹状細胞はT細胞の活性化や自然免疫応答に重要な細胞である。樹状細胞の機能解析を目的として、樹状細胞特異的にチロシン脱リン酸化酵素Shp-1を欠損する遺伝子改変マウスShp-1 CKOを作成した。Shp-1 CKOは樹状細胞が活性化し、高齢になると自己免疫疾患を発症する。本研究課題では、Shp-1 CKOに高脂肪食を給餌して、ヒトの2型糖尿病のマウスモデルを作成する。肥満に伴う耐糖能障害においては、免疫細胞の機能障害が報告されているので、Shp-1 CKOにみられる内分泌代謝の変化を免疫異常の観点から解析する。本研究を遂行することで、2型糖尿病における樹状細胞やT細胞などの関与が明らかになる。
自己犠牲と自己疎外と愛の同型性についての思想史的・精神史的研究

自己犠牲と自己疎外と愛という三つの行為類型は、個人に現実の自己放棄を強いつつ理念上の自己実現を約束する、という共通の逆説的構造を備えている。本研究は、この逆説的構造を分析し、理解することを課題とした。平成14年度は、個人と社会の関係の分析の一例として、草創期の人類学からルース・ベネディクトの『文化の型』を取り上げて、分析した。『文化の型』の根底には、暗黙の前提として、個人とは自律的主体であり社会はその自律を支援し擁護することが望ましい、という西洋近代の社会哲学が存在する。人類学に立脚しても、人間の自己認識と自己決定の図式が描き直されない限り、自己放棄が自己実現に結びつく社会生活の逆説的構造を捉えることは難しいことが分かる。自律という西洋近代の社会哲学の中心ドグマの中に、自己放棄と自己実現の通底する逆説的構造が、すでに圧縮されて畳み込まれているからである。平成15年度は、人間の自己認識の図式を再考する試みとして、現代の発達心理学の成果を検討した。発達心理学の近年の重要な成果は、4歳未満の幼児の大多数が、自分や他人が誤った事実認識(誤信念)を心に抱いたということを把握できない、という事実の発見である。自他への誤信念の帰属能力は、45歳でほぼ同時に発達する。言い換えれば、自己認識と他者認識は重要な点で同一の認知システムの発達の所産なのであり、自己の内的直知と自律とを全認識の根拠とするデカルト以来の近代主義のドグマは、事実に根ざしてはいない。自己は種々の認知システムの輻輳する多層的構造体であって、この多層性から自己放棄と自己実現の通底する逆説が帰結すると予測できる。平成16年度は、マーク・カール・オーヴァヴォルドの自己犠牲の分析を取り上げて、自己の多層性を手がかりとして、自己犠牲と自己疎外と愛の同型性を考察した。オーヴァヴォルドは自己の多層性を肯定し、アガペー的愛や社会的大義への貢献欲求は、自己利益には関わらないが自己に帰属する合理的欲求であるとした。これによって、例えば、アウシュヴィツで他の囚人の身代わりとして処刑されたコルベ神父の行為は、不合理でも自己利益(名誉)を狙うのでもない、純粋な愛による自己犠牲として解釈可能になる。だが、ここでは、自己犠牲的な愛が個体から生命を遠ざけている(alienate)。すなわち、自己の多層性を通じて、自己放棄が自己実現に結びつく逆説は、自己犠牲と自己疎外(self-alienation)と愛の同型性の事実として浮かび上がるのである。本研究の主題は、自己犠牲と自己疎外と愛の三つの行為類型である。これらは、いずれも、個人に現実の自己放棄を強いつつ理念上の自己実現を約束する。

この、自己放棄と自己実現の通底する構造は、人間の共同生活の一個の逆説である。この逆説的構造の分析が本研究の目的である。今年度は、思想史の中で、西洋近代の自己実現の教説がこの逆説的構造と出逢う場面を取り上げて考察した。考察の対象は、人類学者のルース・ベネディクトである。ベネディクトは、主著『文化の型(1934)』において、各文化の価値体系を尊重する文化相対主義の立場をとった。だが、この文化相対主義には、西洋近代思想への暗黙のコミットメントが伴っていた。ベネディクトは、個人とは、統合されたパーソナリティを備え、自己決定を遂行する自由な主体であって、社会はこの自己決定を支援し擁護することを主務とする、という考え方を暗黙の準拠枠としていた。彼女の文化相対主義は、この個人主義と自由主義の教説を、社会相互の関係に拡張した帰結である。『菊と刀(1946)』において、ベネディクトは、日本の恩の概念が物心両面の負債の返済を含意しており、その限りで愛を意味しうることを見出した。これと対比して、彼女は、西洋において愛は外的拘束を離れて自発的に与えられるものである、と繰り返し確認している。ベネディクトは、真の義務概念は純粋な自発性にのみ基礎を置く、というカント的理想の圏内におり、愛の自発性を信じていた。しかし、他方で、相互の債務関係が長期的な社会的紐帯を作り上げる、という社会人類学的な事実に無自覚ではなかった。『文化の型(1934)』から『菊と刀(1946)』へ至るベネディクトの歩みは、近代的個人の理念が社会的紐帯の形成に結びつく上での概念的な困難を、人類学的な観察事実に即して自覚する過程である。この困難は現在でも未解決の難問である。本研究の主題は、自己犠牲と自己疎外と愛という三つの行為類型の比較検討である。これらは、どれも主体に現実の自己放棄を強いつつ、理念上の自己実現を約束する。自己放棄と自己実現が通底するこの構造は、人間の共同生活の一個の逆説であり、この逆説的構造の分析が本研究の目的である。今年度は、自己と他者のカテゴリーが形成される過程を、最近の発達心理学の研究を取り上げて考察した。考察の対象は、Alison Gopnik、Alan Leslie、Joseph Pemel、Henly Wellman、Heinz Wimmerらの、幼児における「心の理論」の形成に関する研究である。これらの心理学者は、1980年代初めから90年代半ばにかけて、概ね一致して、3歳から5歳の間に「心の理論」に関わる発達上の大きな転換点があり、3歳前半の幼児は誤信念課題(false belief tasks)に誤答するが、4歳を過ぎると正答できるようになる、という事実を発見した。幼児は、3歳頃までに、他人に固有の知覚、欲求、意図、信念があることをほぼ理解する。だが、他人には固有の現実の表象があることは理解できない。幼児は、人に固有の現実の表象があることを理解するまでは、誤信念の他者帰属のみならず、自己帰属もできない。すなわち、正確な自己把握に失敗する。哲学的に見れば、この発達上の事実は、他者の心を認知する枠組みの形成が、自己の内観的把握に先行する、という事実を明らかにしている。社会的な他者認知の枠組みは、自己認識の方向づけに本質的に浸透する。本研究の主題にとって、今後は、他者認知に媒介された心理的な自己認識が、他者からほぼ独立の身体的自己認識とどのように相関するのかを探ることが重要となる。前者の自己認識が社会的協働や相互扶助を成り立たせ、後者の自己認識が個体の生存を支えるからである。
タイラーウイルスによる脱髄におけるマクロファージ由来蛋白分解酵素の果たす役割

タイラーウイルス(TV)急性亜群(GDVII株)はマウスに致死的な灰白脳脊髄炎を起こす。一方慢性亜群(DA株)はマウスの中和抗体価が高値であるにもかかわらず、その脊髄に持続感染し、単核球浸潤を伴った一次性脱髄を引き起こす。このため慢性亜群はウイルス性脱髄疾患のモデルとして注目されている。我々は以前よりDA株の持続感染には構成蛋白のVP1の3'末端に存在するトリプシン感受性中和エピトープ(TrNE)が重要であることを指摘してきた。今回比較の意味でGDVII株のTrNEを検討したところ、DA株のほとんど同様な動向を示すことが分かった。ただし脳組織に感染しているDA株のVP1はほとんど開裂しているにもかかわらず(従って中和抗体からの攻撃から免れうる)、GDVII株のVP1は開裂していないのが分かった。中枢神経内のウイルス構成蛋白の開裂、非開裂がウイルスの持続感染に重要である可能性を指摘できた。ついでCNS内でのウイルスの増殖、宿主免疫応答が両亜群で異なるかどうかを検討した。GDVII株のウイルス感染価は接種後急速に上昇したが、血清抗体価は非常に低値であった。一方DA株では、感染価は6日目にピークに達したが、その後徐々に低下し、35日目にはほとんど検出できなかった。血清中和抗体価は6日目で検出され、35日目で1:2,048になった。GDVII株感染ではCNS内炎症細胞数はDA株感染に比べて少数であった。さらに浸潤細胞のサブセットは、炎症の極期である6日目でも単球/マクロファージ系細胞(M/M)が優位であった。一方DA株では6日目で既にかなりの数のCD3細胞がCNSに浸潤しており、そして11日目でピークに達し、その後減少するが、35日目でもかなりの数のCD3細胞が浸潤していた。またTV抗原に対する増殖反応はDA株では明かに陽性であったが、GDVII株では認められなかった。以上両亜群ではCNSにおけるウイルスの増殖そして宿主の免疫応答にかなりの差が認められ、これらの因子が両亜群の生物学的性状を規定している可能性が示唆された。タイラーウイルスは2つの亜群に分けられる。DA亜群はマウスの血清髄液中の中和抗体価が高いにもかかわらず、その脊髄に持続感染し一次性脱髄を起こすことから、ウイルス性脱髄疾患の動物モデルとして注目されている。我々は、カプシド蛋白VP1の3'末端の中和エピトープが蛋白分解酵素トリプシンによってVP1が開裂することを報告した。同時にウイルスはその抗原性を失い、その結果中和抗体の作用から免れうること、そして感染価が上昇すること、また感染マウス脳内のVP1は開裂していることなどから、この中和エピトープがDA亜群の持続感染・脱髄に重要な役割を果している可能性を示した。一方GDVII亜群は持続感染・脱髄は起こさない。そこで今回はGDVII株の中和エピトープを検討した。0.05%トリプシンでウイルスを処理し、電気泳動(SDS-PAGE)でVP1の開裂の状態を検討した。同時にウイルスの感染価の変化をプラック法で検討した。

単クローン抗体(mAb)、多クローン抗体(pAb)、感染マウス血清を用いて、中和テスト、ウエスタンブロット(WB)を行った。更に約2×10^5PFUのGDVII株をC3Hマウスの脳内に接種し、発症したマウスの脳・脊髄組織からウイルス蛋白を抽出し、SDS-PAGEでそのVP1の開裂の状態を調べた。トリプシン処理でVP1は開裂し、同時に感染価が7倍近く上昇した。WBでは非開裂型VP1のみが染色された。mAbはVP1開裂ウイルスを中和できず、pAb、感染マウス血清は非常にVP1開裂ウイルスを中和しにくかった。マウス中枢神経内ウイルスの開裂型VP1の存在は明かではなかった。以上DA株とは異なり、中枢神経中のGDVII株のVP1は、非開裂型であったことから、GDVII株では中枢神経感染中にVP1の開裂は起こりにくく、そのため中和抗体の攻撃を受けて、持続感染ができない可能性が考えられるので、現在更に検討中である。タイラーウイルス(TV)急性亜群(GDVII株)はマウスに致死的な灰白脳脊髄炎を起こす。一方慢性亜群(DA株)はマウスの中和抗体価が高値であるにもかかわらず、その脊髄に持続感染し、単核球浸潤を伴った一次性脱髄を引き起こす。このため慢性亜群はウイルス性脱髄疾患のモデルとして注目されている。我々は今回感染に伴って中枢神経へ浸潤してくる単核球(MNC)に注目し、浸潤単核球のサブセットが両亜群で異なるのか、もし異なるとすればどのように異なるのかを、CNS内のウイルス増殖、血清中和抗体価の推移、TV抗原に対するリンパ球増殖反応とともに検討した。3週令雄C3H/He右大脳半球に0.02mlのGDVII株(1.3×10^5PFU/ml)、DA株(0.9×10^5PFU/ml)を接種し、GDVII株では接種後4日、6日、DA株では6日、11日、35日に、末梢血およびCNS組織内のMNCを密度勾配遠心法法で分離し、フローサイトメトリーで解析した。GDVII株のウイルス感染価は接種後急速に上昇したが、血清抗体価は非常に低値であった。一方DA株では、感染価は6日目にピークに達したが、その後徐々に低下し、35日目にはほとんど検出できなかった。血清中和抗体価は6日目で検出され、35日目で1:2,048になった。GDVII株感染ではCNS内炎症細胞数はDA株感染に比べて少数であった。さらに浸潤細胞のサブセットは、炎症の極期である6日目でも単球/マクロファージ系細胞(M/M)が優位であった。一方DA株では6日目で既にかなりの数のCD3細胞がCNSに浸潤しており、そして11日目でピークに達し、その後減少するが、35日目でもかなりの数のCD3細胞が浸潤していた。またTV抗原に対する増殖反応はDA株では明かに陽性であったが、GDVII株では認められなかった。以上両亜群ではCNSにおけるウイルスの増殖そして宿主の免疫応答にかなりの差が認められ、これらの因子が両亜群の生物学的性状を規定している可能性が示唆された。
実世界志向インタフェースによる遠隔協調作業

物理的にお互いの声や視界が及ばない離れた多地点間で通信により音声や映像をやり取りし,指示者が遠隔地の作業者に作業を行わせることを遠隔協調作業という。本研究では、この遠隔協調作業において複数の現場作業者間で情報の共有・伝達の齟齬の発生を少なくする作業者向けの出力インタフェースを設計・提案し評価した。さらに、装着者の行動や状況に応じて入力する装着型(ウェアラブル)入力インタフェースを設計・提案し評価した。本研究では、遠隔協調作業において複数人の現場作業者間で情報の共有・伝達の齟齬の発生をできるだけ少なくする作業者向けの出力インタフェースを設計・提案し評価することを最終目標としている。さらに、装着者の多量の明示的な入力を必要としない、装着者の行動や状況に基づいて暗黙のうちに入力可能な遠隔協調作業向けウェアラブル入力インタフェースを設計・提案し評価する。本年度は、複数人の現場作業者間で情報の共有・伝達の齟齬の発生をできるだけ少なくする作業者向けの実世界投影型出力インタフェースを設計・評価した。従来から、指示者がレーザポインタを遠隔操作し、実物体や場所を指し示す方法があった。この方法はデバイスの小型軽量化が可能であり、ユビキタスシステムやウェアラブルシステムで,作業対象の指定に利用されていた。しかし,この方法では指示者側からレーザスポットは見えるものの、物体やデバイスの配置によってはレーザスポットが他の物体や指示対象物体そのものの陰に隠れて作業者側から見えなくなる問題があった。そこで、小型の端末で遠隔から物体を指し示すために用いる手法として、レーザポインタの光路を可視化し志向表現を持たせて作業者に提示することで指し棒と似た効果の3次元方向指示を実現した。本年度の研究成果として、レーザスポットが見えなくともその位置を推定させる手法を提案し評価し、その有効性を確認した。また、この手法を用いたレーザープロジェクタと魚眼カメラによる遠隔協調作業端末を構築した。来年度はこの遠隔協調作業用端末をユーザビリティテストによって有効性を確認する予定である。さらに、装着者の多量の明示的な入力を必要としない、装着者の行動や状況に基ついて暗黙のうちに入力可能な遠隔協調作業向けウェアラブル入力インタフェースを設計・提案し評価する。本年度は、複数人の現場作業者間で情報の共有・伝達の齟齬の発生をできるだけ少なくする作業者回けのレーザの光路を可視化したレーザープロジェクタと魚眼カメラによる遠隔協調作業端末を評価した。この評価の目的は、指示者側からレーザの着光点は見えるものの、物体やデバイスの配置によってはレーザスポットが他の物体や指示対象物体そのものの陰に隠れて作業者側から見えなくなる問題かあり、それを解決するためにレーザの光路を可視化し志向表現を持たせて作業者に提示することで指し棒と似た効果の3次元方向提示の有効性を検証した。実験の結果、作業場所の同定、作業物体の選定において複数人の作業者間での共有意識や認識を著しく効果的に構築することが可能になることが確認された。来年度はこの遠隔協調作業用端末をさらなるユーザビリティテストによって、作業全体の効率化におはる役割を、観察的評価を用いて碓認し、さらに作業者の行動や状況を解析することでそれに合わせた作業情報を提示するシステムを構築し評価する予定である。平成21年度は、複数人の現場作業者間で情報の共有・伝達の齟齬の発生をできるだけ少なくする作業者向けのレーザの光路を可視化したレーザープロジェクタと魚眼カメラによる遠隔協調作業端末を評価した。この評価の目的は、指示者側からレーザの着光点は見えるものの、物体やデバイスの配置によってはレーザスポットが他の物体や指示対象物体そのものの陰に隠れて作業者側から見えなくなる問題があり、それを解決するためにレーザの光路を可視化し志向表現を持たせて作業者に提示することで指し棒と似た効果の3次元方向指示の有効性を検証した。