hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自律神経による心機能制御の分子メカニズム

細胞内シグナル系において、Bcl発現の増大、Aktシグナルの亢進がみられた。後者の原因として膜局在性PDK1量の増大がみられた。さらにAC5KOにおいてカテコラミンシグナルのダウンレギュレーションの亢進がみられ、Bcl・Aktシグナル変化に加えて、細胞内カテコラミンシグナル変化が、AC5KOにおける細胞生存性の維持にかかわっていることが推測された。このことは、特定のアデニル酸シクラーゼサブタイプが、心筋細胞の生存性の制御に、カテコラミンシグナルのダウンレギュレーションを通じて関与していることを示唆する。心機能制御の中心は自律神経であり、カテコラミン受容体刺激による心筋細胞内cAMPの産生は、カルシウム・収縮関連蛋白のリン酸化を促し、心臓の変時性・変力性を増強する。アデニル酸シクラーゼはカテコラミン受容体刺激を受けてcAMPを産生する酵素であり、9種のサブタイプをもち、申請者らの発見した5型サブタイプは6型とともに心臓型ファミリーを形成する。6型が胎児期に最大発現を示し、5型は成人心筋細胞において最大発現を示すことから、前者は胎児型、後者は成人心臓型と称されている。本申請では、心臓に発現するアデニル酸シクラーゼサブタイプの生理的意義を、ノックアウト動物などの遺伝子操作、サブタイプ特異的作動薬などの薬理学的手法を用いて、心機能制御に及ぼす影響を中心に検討していった。到達目標は、5型サブタイプが心不全発症に重要な役割を果たすこと、5型サブタイプの選択的抑制が心不全・心筋アポプトーシスの発生にどのように関与するか、その分子メカニズムの詳細を検討することである。主として5型ノックアウトモデルを用いて、慢性カテコラミン刺激に対する5型欠損による心筋保護作用の分子メカニズムを中心として検討した。同時に、β受容体・アデニル酸シクラーゼサブタイプ別の共役やβ受容体シグナルのダウンレギュレーションのメカニズムの検討をおこなった。始めに慢性カテコラミン刺激に対する心筋保護作用の分子メカニズムを検討した。いわゆるβ受容体シグナルのダウンレギュレーションは従来受容体レベルでの変化が中心とされたが、ACのサブタイプ発現系がどのように変化するのかを調べたところ、ACサブタイプ特異的な変化が見られることがわかった。このことは発現するACサブタイプに応じてダウンレギュレーションのプロセスが異なることを意味する。さらにβ受容体とアデニル酸シクラーゼのサブタイプ間の共役を調べたところ、両者の共役は同じくサブタイプ依存性であることがわかった。心筋細胞死に対する反応を比較すると、ACのサブタイプの発現によって心筋細胞死が大きく変化すること、細胞内Aktシグナル系の個別変化が診られることなどがわかった。このことはACサブタイプの発現が、心機能調節に重要な役割を果たすことを意味する。
新しい低分子量機能性ドメイン群の創製と臨床化学への応用

抗体は診断マーカーの高感度分析に必須であるが、分子量が大きく大腸菌内での発現量も低い。そこで、分子量が小さく大腸菌内で発現率が高い「リガンド結合ドメインタンパク質群」の創製を試みた。まず、抗体のH鎖可変部ドメイン(VH)を基本構造とし、相補性決定部H3のアミノ酸をランダム化したライブラリーを作製したが、実用的な変異体の取得には至らなかった。一方、単量体化したストレプトアビジンの3カ所のループ部位にin silico分子モデリングに基づいてランダム変異を導入したライブラリーを作製したところ、コルチゾールまたはエストラジオールに対して結合能を獲得した変異体をそれぞれ単離することができた。抗体は、特定の抗原の化学構造を認識する分析試薬として重用されるが, VHとVLの2つのドメインの会合が必要なうえ分子量が大きく大腸菌内での発現量も低い.この点を克服するため、マウス抗エストラジオール(E2)抗体のH鎖可変部ドメイン(VH)を基本構造とし、様々なハプテン結合能を示す、単一ドメイン抗体の創製を試みた.相補性決定部H3の連続する7アミノ酸残基をDVSコドンによりランダム化、または連続する5アミノ酸残基をNNSコドンによりランダム化した2種ライブラリーから、受動喫煙マーカーであるコチニン(CT)と結合するクローンを9種得たが、いずれも親和力が不十分で、分析試薬としての応用は困難であった。一方、単量体化したストレプトアビジンstav (stav ́)のループ部位にランダム変異を導入したライブラリーを作製し、コルチゾール(CS)とエストラジオール(E2)に対する結合能を獲得した分子種の探索を試みた。CSおよびE2とstavとの複合体についてin silico分子モデリングを行い、ステロイド分子と接触が示唆されたループ部位(A、B、C)のいずれかについて、連続する3つのアミノ酸残基をランダム化した3種の遺伝子ライブラリーを作製した。その産物である変異stav'をファージ提示したのち、CS、E2に結合能を示すクローンをELISA (ステロイド-BSA結合体あるいはBSAを固定化したプレートとの結合能をシグナル化する)により選別した。その結果、CSについてはCS-BSA/BSA比が10.5、7.9のクローンが得られ、E2についてはE2-BSA/BSA比が3.1、4.1のものが得られた。野生型stav ́のELISAによるシグナルとの比較の観点から、これらのクローンはCSまたはE2に対する結合能を獲得したものと判断された。抗体は、特定の抗原の化学構造を認識する分析試薬として重用されるが、VHとVLの2つのドメインの会合が必要なうえ分子量が大きく大腸菌内での発現量も低い。この点を克服するため、抗体のH鎖可変部ドメイン(VH)または単量体化したストレプトアビジンstav (stav ́)を基本構造とし、様々なハプテン結合能を示す低分子量機能性ドメイン群の創製を試みた。昨年までの検討で、VHを基本構造とするアプローチは困難と判断されたため、今年度はstav ́を基本構造とするアプローチに絞って検討を行った。stav ́は8つのβシート構造を持つが、in silico分子モデリングの結果、これらを連結する7つのループ構造のうち3つ(ループA, B, C)がハプテンと相互作用するものと期待された。これらループにランダム変異(連続する3つのアミノ酸残基をランダム化)を導入したライブラリーを作製し、コルチゾール(CS)とエストラジオール(E2)に対する結合能を獲得した分子種の探索を試みた。結合能の評価は、ELISA (ステロイド-BSA結合体あるいはBSAを固定化したプレートとの結合能をシグナル化する)により行った。E2については、昨年、ループA、ついでループBに順次変異を導入して、E2-BSA/BSA比が3.1、4.1のクローンを得ている。本年度、さらにループCに変異を導入して、より大きなE2-BSA/BSA比(6.1)のクローンを単離した。この結果は、変異点の追加により、E2の認識能・結合能が向上したものと解釈することができる。他方、CSについては、昨年CS-BSA/BSA比が10.5、7.9のクローンを得た。今年度、上記のE2と同様の実験を行ったが、CS結合能をさらに改善するには至らなかった。医歯薬学研究題目である「新しい低分子量機能性ドメイン群」の基本となる枠組み構造(scaffold)の候補として、単一ドメイン抗体sdAbと単量体化ストレプトアビジンstavの2種について試験したところ、sdAbについては良好な結果が得られなかったが、stavでは期待が持てる結果が得られ、現在も検討を続けている。

上記のように、一回の変異の導入で、CSについてはCS-BSAに対する結合能がBSA (コントロールである)への結合能に比べて10.5倍、7.9倍大きいクローンが得られ、E2についてはE2-BSA/BSA比が3倍、4倍のものが得られている。これらの値は野生型stav ́よりも明らかに大きく、ステロイドに対して結合能を獲得しつつあるもの、と評価される。これらのE2結合性クローン、CS結合性クローンについて、最初に変異が導入されたループとは異なるループにランダム変異を加えた、「第二世代の変異体」(すなわち、A、B、Cの3種のループのうち2つに変異を持つクローン)のライブラリーを作製し、CS-BSA/BSA比、E2-BSA/BSA比がより大きい変異体の探索を進めている。まず、上記の「第二世代の変異体」から、E2-BSA/BSA比、CS-BSA/BSA比が第一世代に比べて大幅に改善されたクローンを探索する。ステロイド特異的な変異体を選択する手法として、これまではステロイド-BSA結合体を吸着させた試験管への結合反応に基づく標準的な「パンニング」を用いてきた。非特異的なファージを洗浄・除去したのち、結合した特異的なファージは、酸や塩基の添加によるpHの変化、あるいはステロイドの添加による競合反応により固相から回収される。しかし、高親和力のstav'提示ファージは回収されないおそれがある。そこで、申請者の研究室が開発した改良法(標的ステロイドを、ペプチドタグあるいはビオチンと化学的に切断が可能なリンカーで連結した化合物をキー試薬として用いる方法)を活用する。得られた第二世代の「ベストクローン」について、まだ変異のない3番目のループにランダム変異を導入した第三世代ライブラリーを作製して、さらに選択を続ける。そして、第三世代の「ベストクローン」については、stav'のβシート部分(in silicoモデリングにより、ステロイド類はstav'のループのみならず、βシートの一部とも相互作用しうることが示唆されている)への変異の導入を試みる。さらに、error-prone PCRによる、stav'分子全体に少数のランダム点変異を導入して、結合能に「微調整」を加えることも試みる。以上のプロセスにより、stav'を基本構造とする機能性分子において、ステロイドへの結合能をどこまで高めることができるか、を見極めたい。
テラヘルツ波フォトンによる高温超伝導体の電子対破壊現象と７７Ｋ動作検出器への応用

ビスマス系高温超伝導体(Bi-HTS)薄膜は超伝導転移温度直下で特異な高周波応答を示す。本研究では,77K動作テラヘルツ波ボロメーターへの応用を目的に,応答メカニズムの解明と,デバイスに必要な膜厚数ナノメートルの高品質Bi-HTS薄膜を作製に取り組んだ。有機金属分解法によるBi-HTSのエピタキシャル成長に使用する誘電体基板としてテラヘルツ波の透過性に優れ,損失の少ないネオジムガレート(NGO)を選定した。NGOの構成元素であるGaがBi-HTS薄膜に拡散し超伝導性が失われてしまう問題をバッファー層の導入によって解決し,75Kで超伝導転移する膜厚10nmのBi-HTS薄膜の作製に成功した。超伝導転移温度に近い比較的高い温度に置かれたBi-2212固有ジョセフソン接合のテラヘルツ波応答はテラヘルツフォトンによる電子対破壊に由来する可能性がある。本研究では,この応答メカニズムの解明をとおしてBi-2212のサブエネルギーギャップ構造につながる知見を得るとともに,極めて短いと予想される対破壊キャリアの再結合時間から期待される高速応答性とテラヘルツ波に対する高感度応答性を活用して液体窒素冷却で動作可能なテラヘルツ波検出用ホットエレクトロンボロメーターへ応用することを目的としている。平成28年度は,従来のCapped-LPE法によるBi-2212膜ならびにMgO基板段差型Bi-2212固有ジョセフソン接合に加えてフォノン冷却型ボロメーターに不可欠なBi-2212超薄膜を作製した。高純度化学製有機金属溶液を用いた有機金属分解法(MOD法)によりSrTiO3(STO)基板上に成膜した膜厚1015nmのBi-2212超薄膜は,可視光に対してほぼ透明でありながら約85Kで超伝導転移することを確認した。平成29年度では膜の均質性を向上させたうえでBi-2212超薄膜ボロメーターの完成を目指す。また,MOD-Bi2212超薄膜の基板に用いたSTOは低温で強い強誘電性を示し,マイクロ波領域では損失が大きいことが知られている。一方,分散周波数以上となるため低損失となることが期待されるテラヘルツ波領域における詳しい特性については報告が見当たらない。STOは高品質なBi-2212薄膜の作製に適した基板材料であることから,本研究の目的を達成する過程においてSTOのテラヘルツ波特性を明らかにする必要がある。液体窒素冷却動作テラヘルツ波ボロメーターの実現に不可欠な77K以上で超伝導転移するBi-2212超薄膜の作製は完了しており29年度内に目的とする検出器の試作とテラヘルツ波検出の実現,特性評価が達成できる見込みである。本研究は,Bi-2212固有ジョセフソン接合のテラヘルツ波応答がテラヘルツ波フォトンによる対破壊に由来する可能性があることに着目し,予想される非常に高速で高感度な応答性を活用して液体窒素冷却で動作可能なテラヘルツ波検出用ホットエレクトロンボロメータへの応用に向けた基礎的な知見を得ることを目的としている。29年度は28年度に得ていた有機金属分解法(MOD法)によるSTO(100)基板上へのBi-2212超薄膜をテラヘルツ波ボロメータとして応用するため,まずSTO基板のテラヘルツ波特性をフェムト秒レーザー励起テラヘルツ分光法によって評価した。その結果,STOはテラヘルツ波帯での損失が大きく基板として不適であることが明らかになった。そこで新しい基板材料を探索し,STOよりもBi-2212との整合性に優れ,テラヘルツ波帯の損失の少ない誘電体材料としてNGO(001)を見出し,MOD法によるBi-2212/NGO(001)超薄膜の作製を行った。NGOの成分であるGaがMOD法の加熱プロセスによって膜中に拡散しBi-2212の超伝導性が失われるため,Bi-2212超薄膜をセルフバッファとして用いることにより超伝導転移温度70KのBi-2212超薄膜を得ることに成功した。超伝導転移温度Tcが最適ドープ状態の約90Kに比べて低いことについては,Ga拡散が検出限界以下であったこと,X線回折測定の結果が良好な結晶性を示したことから,酸素ドープ量の不足に伴うキャリア濃度の低下が主な原因であると判断した。今後,酸素雰囲気中アニールによりキャリア濃度を最適化することにより液体窒素温度(77K)でテラヘルツ波ボロメータとして動作可能なBi-2212超薄膜材料となることが期待される。フォノン冷却型Bi-2212薄膜ボロメーターの基板として選定したSTOのフォノン伝搬特性に関しては過去の報告から十分な情報が得られているもののテラヘルツ波の損失については明らかでない。

本研究の次のステップとして検討しているBi-2212薄膜のテラヘルツメタマテリアルにおいてもSTOは重要な基板材料であることから,本研究の目的とするボロメーターの実現の過程において,その特性に大きな影響を及ぼすテラヘルツ波損失特性をできる限り明らかにする。超伝導エレクトロニクス
新規脱ユビキチン化酵素AMSHノックアウトによるユビキチン病発症機構の研究

細胞表面蛋白は「積荷蛋白(cargo)」として、エンドソームにおいて、選別輸送・分解を受ける。cargoの小胞への輸送・分解にはユビキチン修飾が重要である。我々は以前にSTAMおよびHrsを同定したが、これらは複合体を形成しユビキチン化cargoを初期エンドソーム上で選別輸送する。本研究ではSTAM結合分子AMSHを同定した。AMSHは脱ユビキチン活性を有することが報告されたため、小胞輸送における機能の解明するためAMSH会合分子を同定した。TOF-MS法により小胞輸送関連蛋白CHMP3を同定し、これらが複合体を形成しMVBおよび後期エンドソーム上で機能することがわかった。AMSHは、N末端領域を介してCHMP3と結合し、CHMP3結合能を欠いたAMSH変異体を発現すると細胞内小胞の拡大とユビキチン化蛋白の蓄積を認めた。同様の小胞異常は、AMSHのノックダウン、あるいは活性欠損変異体の発現によっても認められた。AMSH欠損マウスを作ったところ、アルツハイマー病様の神経変性疾患を発症し生後3週間程度で死亡した。AMSH欠損マウスの変性神経細胞内にユビキチン化蛋白が蓄積していることが分かった。脱ユビキチン化酵素AMSHが、基質蛋白の分解を制御することにより、神経細胞生存・維持に重要な役割を担っていることが示唆された。蓄積したユビキチン化蛋白の同定においては、2次元電気泳動において有意に蓄積する蛋白を複数認めていることから、今後質量分析法を用いて蛋白同定を行うことで新たな神経変性疾患の病態解明が期待される。cargoの小胞への輸送と分解にはユビキチン修飾が重要である。我々は以前にSTAM1、STAM2およびHrsを同定したが、これらは複合体を形成しユビキチン化cargoを初期エンドソーム上で選別輸送する。我々はSTAM結合分子としてAMSHを同定したが、最近になってAMSHは脱ユビキチン活性を有することが報告された。そこでAMSHの小胞輸送における機能の解明を目的として、AMSH結合分子の同定を試みた。TOF-MS法により、結合分子として小胞輸送関連蛋白として知られるCHMP3を同定した。AMSHおよびCHMP3からなる複合体は主にMVBおよび後期エンドソーム上で機能することがわかった。AMSHは、N末端領域を介してCHMP3のcoiled-coil領域(coiled coil3)と結合し、CHMP3結合能を欠いたAMSH変異体を発現すると細胞内小胞の拡大とユビキチン化蛋白の蓄積を認めた。したがってAMSHは後期エンドソーム上において機能し、正常な機能発現にはCHMP3結合が必要であることが示唆された。AMSH欠損マウスを作ったところ、脳神経組織細胞におけるユビキチン化蛋白の蓄積を認めた。以上の結果から、AMSHはin vivoにおいてもユビキチン化蛋白の処理に密接に関与することが示唆された。
海洋産マンザミンアルカロイドの不斉合成研究と機能解明

1)ナカドマリンAの不斉全合成これまでスピロピペリジン環に結合したフラン環の求核性をフラン-イミニウムカチオン環化反応を検討してきた。スピロピペリジン環に直結したフラン環は高収率にて閉環体を与え、本反応を利用しナカドマリンAの中心4環性構造の合成に成功し、さらに全合成を達成した。本年度は、不斉合成効率の向上をめざし、4-オキソピペリジンカルボキシレートの不斉アリル化反応とジアステレオ選択的マイケル反応を精査した。その結果80%以上の不斉収率にて不斉アリル化が進行することが判明した。また基質構造を変えることにより、分子ないマイケル環化反応のジアステレオ選択性も著しく向上した。2)イルシナールAの全合成先のフラン-イミニウムカチオン環化反応において結合炭素鎖の影響を検討したところ、メチレン鎖1および2の場合にも環化反応が選択的にフラン2位で起こり、また単一のジアステレオマーが得られた。新たに生じた4置換不斉炭素の立体化学はマンザミンAのB環上4置換不斉炭素の立体化学と同一であった。そこで本反応を利用してマンザミンAの合成および生合成中間体であるイルシナールAの全合成研究を行った。その結果、市販の4-オキソピペリジンカルボキシレートより47工程通算収率1.48%にて全合成を達成することができた。本合成はラセミ体合成ではあるもののイルシナールAの世界で3番目の合成であり、また通算収率は最も高い。さらに光学活性体の合成、および工程数の短縮、活性誘導体の合成研究へと展開する予定である。3)マンザミンBの合成研究光学活性AB環システムの効率に成功した。
スクラムジェットエンジン内部形状の最適化

極超音速飛行するスペースブレーン用のエンジンとして有望視されている,スクラムジェットエンジン内壁におけるレイノルズアナロジーの妥当性を,数値計算を用いて定量的に議論し,その適用限界を調べた.その結果±10%程度の範囲で,エンジン内壁のおよそ90%でレイノルズアナロジーが適用できることが分かった.そこで,このレイノルズアナロジーを組み込んだ一次元解析により,いくつかのエンジン形状と飛行条件について熱負荷や冷却要求を調べた.例えばストラット付きエンジンでは,マッハ8飛行条件において,エンジン平均熱流束は燃焼時に0.5MW/m2となり,冷却に必要な水素流量は,燃焼用の燃料流量と同程度になることが分かった.従って,今後エンジンの作動マッハ数域を広げるには,冷却要請のおよそ80%を占める燃焼器においてフィルム冷却を行ったり,形状を最適化していく必要がある.マッハ6飛行条件のストラット付きスクラムジェットエンジンと,そのエンジンの燃焼器の一部を切り出したセクター燃焼器モデルに対して反応流計算を行い,エンジン内の火炎形状が,燃焼性能をどのように決定しているのか,またインレットの偏流が燃焼性能に対してどのような影響を与えているかを考察した.その結果,インレットの偏流により,燃料の大規模な合体が生じ,燃焼効率の増加が著しく抑制されていることが分かった.従って,今後エンジン性能を改善していくには,燃料噴流の合体を防ぐために,燃料噴射孔間隔の最適化を図ること,特にインレットを最適化し,カウル衝撃波による境界層内の二次流を低減していく必要がある.また数値計算で得られた,エンジン内の火炎構造と燃焼効率分布を比較することで,供試エンジンでも,ストラット壁側からの垂直噴射,ストラットベース面・カウル側からの平行噴射を行えば、燃焼性能を改善しうることが分かった.スクラムジェットエンジンは機体組込み型のエンジンで,機体下面に発達した境界層をエンジン内に吸込む.この境界層吸込みにより,燃焼による境界層剥離が促進され,エンジンは不始動に陥り易くなる.これまでエンジン試験では,この流入境界層を抽気することで,エンジン不始動を抑制し始動域を広げることに成功している.しかしながら,不始動抑制のメカニズムや,エンジン性能を支配している物理現象は分かっていない.そこでこの境界層抽気をおこなったエンジン燃焼試験を,乱流モデルを組み込んだ反応流コードを使って模擬した.そして境界層抽気が燃焼時の不始動の抑制に及ぼす影響や,そのときのエンジン内部流の燃焼状態を調べた.はじめに得られた計算結果を実験値と比較し,気流/燃焼時における計算コードの較正を行った.本計算は壁圧分布のみならず,熱流束,空気捕獲率,エンジン内部抗力/推力,および抽気による始動域の拡大も再現した.そこでこの計算結果を用いて,スクラムジェットエンジン内部の燃焼場を調べた.その結果,燃料噴射口付近には小大規模なセル状火炎が存在しているが,燃焼器下流にいくに従い,セル構造は消えて大規模なシート状の拡散火炎がエンジン内に現れることが分かった.そしてこの大規模な拡散火炎は燃焼効率の低下を引き起こし,燃焼/推力性能は噴射口付近のセル状拡散火炎により決まっていることが分かった.著者はこれまでにスクラムジェットエンジンの限界推力を一次元解析により見積っている.低マッハ数では燃焼器入口マッハ数が低く,すぐに熱閉塞する.そこで発熱によるレーリ損失が最小になるように,流路断面積に合わせてマッハ1を保ちながら燃焼する「M1分布燃焼」を仮定し,基準となる最大推力を見積った.実際のエンジンでは,拡散火炎がエンジン内に大きな亜音速域を形成することで,この解析で仮定した「M1分布燃焼」のような状態を達成し,当量比Φ=1でも熱閉塞せずに作動し推力を発生していることが分かった.極超音速飛行するスペースブレーン用のエンジンとして有望視されている,スクラムジェットエンジン内壁におけるレイノルズアナロジーの妥当性を,数値計算を用いて定量的に議論し,その適用限界を調べた.その結果±10%程度の範囲で,エンジン内壁のおよそ90%でレイノルズアナロジーが適用できることが分かった.そこで,このレイノルズアナロジーを組み込んだ一次元解析により,いくつかのエンジン形状と飛行条件について熱負荷や冷却要求を調べた.例えばストラット付きエンジンでは,マッハ8飛行条件において,エンジン平均熱流束は燃焼時に0.5MW/m2となり,冷却に必要な水素流量は,燃焼用の燃料流量と同程度になることが分かった.従って,今後エンジンの作動マッハ数域を広げるには,冷却要請のおよそ80%を占める燃焼器においてフィルム冷却を行ったり,形状を最適化していく必要がある.マッハ6飛行条件のストラット付きスクラムジェットエンジンと,そのエンジンの燃焼器の一部を切り出したセクター燃焼器モデルに対して反応流計算を行い,エンジン内の火炎形状が,燃焼性能をどのように決定しているのか,またインレットの偏流が燃焼性能に対してどのような影響を与えているかを考察した.その結果,インレットの偏流により,燃料の大規模な合体が生じ,燃焼効率の増加が著しく抑制されていることが分かった.従って,今後エンジン性能を改善していくには,燃料噴流の合体を防ぐために,燃料噴射孔間隔の最適化を図ること,特にインレットを最適化し,カウル衝撃波による境界層内の二次流を低減していく必要がある.また数値計算で得られた,エンジン内の火炎構造と燃焼効率分布を比較することで,供試エンジンでも,ストラット壁側からの垂直噴射,ストラットベース面・カウル側からの平行噴射を行えば、燃焼性能を改善しうることが分かった.
シェーグレン症候群の患者血清が認識する新規の転写因子ZP140の構造的機能的解析

自己免疫疾患患者に見出される自己抗体は様々な細胞核内、細胞質内のたんぱく質を標的としていることから、疾患の病態成立の解明目的だけでなく、新規の構造や機能を有するタンパク質の発見つながる契機としても有用な材料となっている。我々はシェーグレン症候群の患者血清のうち、特に蛍光抗体法により核小体と斑点状パターンを示すものを用いて、ヒト精巣ライブラリーから発現クローニングを試みた。その結果これまで報告のされていないタンパク質の全長cDNAクローニングに成功した。このタンパク質(仮称ZP140)のcDNAは長さ5.5kb、pI6.5であり、モチーフの解析から以下の特徴を有していることを確認した。すなわち、(1)4つの細胞核内局在シグナル、(2)Krup Peltype Znフィンガー、(3)主に転写調節因子にみいだされるPHDドメイン、(4)プロリンリッチドメイン、(5)7つのSH3結合ドメイン。以上の特徴から、ZP140は独自の特徴を有する新規の核内転写調節因子の可能性が高い。特にPHDドメインは植物で当初見出されたホメオドメインタンパクに存在するもので、ヒトにおいては染色体との相互作用を通じて転写調節を行っている因子に特徴的なモチーフとされており、このタンパク質の機能を特定する際に鍵となると考えられる。我々はさらにこの因子のDNA結合モチーフの同定や、転写因子複合体を形成する他のタンパク質の同定などを通じて、単に外分泌腺の乾燥症状だけでなく多彩な腺外症状を呈するシェーグレン症候群の病態機序の解明に寄与できればと考えている。1. cDNAの適当な断片を蛋白発現用ベクター(pMalc2)にサブクローニングし大腸菌融合蛋白を得てウサギに免疫しウサギ抗体を作成する。この抗体を用いて蛋白質の細胞内局在を検討する。またウェスタンブロッティングにより分子量の確認と、マウス臓器を用いて諸臓器における発現状況を調べる。さらにマウスmRNAを用いたノーザンブロッティングにより同じく諸臓器における発現状況を調べる。2. Phytohemagglutinin刺激をしたヒトリンパ球から得られた染色体を用いて、トリチウムラベルしたcDNAを用いてin situ hybridizationを行い、このcDNAの染色体上の局在を調べる。3.培養哺乳類細胞(HeLa,COS7)にcMycのタグを付けた全長cDNAをベクター(pcDNA3)に組み込み、これをトランスフェクションし一過性に蛋白質の発現を誘導し、蛍光抗体法所見をウサギ抗体によるものと比較検討する。また種々の削除変異cDNAによるトランスフェクションも行い全長cDNAによる蛍光抗体法所見と比較する。自己免疫疾患患者に見いだされる自己抗体は様々な細胞核内、細胞質内のタンパク質を標的としていることから、疾患の病態成立の解明目的だけでなく、新規の構造や機能を有する蛋白質の発見を行う契機としても有用な材料となっている。我々はシェーグレン症候群の患者血清のうち、とくに蛍光抗体法により核小体と斑点状パターンを呈するものを用いて、ヒト精巣ライブラリーから発現クローニングを試みた。このタンパク質(仮称ZP110)のcDNAは長さ5.5kb、pI 6.5であり、モチーフの解析から以下の特徴を有していることを確認した。すなわち、(1)4つの細胞核内局在シグナル、(2)Kruppel type Znフィンガー、(3)主に転写調節因子に見いだされるPHDドメイン、(4)プロリンリッチドメイン、(5)7つのSH3結合ドメイン候補。以上の特徴から、ZP110は独自の特徴を有する新規の核内転写調節因子の可能性が高い。とくにPHDドメインは植物で当初見いだされたホメオドメインタンパクに存在するもので、ヒトにおいては染色体との相互作用を通じて転写制御を行っている因子に特徴的なモチーフとされており、このタンパク質の機能を特定する際に鍵となる特徴である。我々はさらにこの因子のDNA結合モチーフの同定や、転写因子複合体を形成する他のタンパク質の同定などを通して、単に外分泌腺の乾燥症状だけでなく多彩な腺外症状を呈するシェーグレン症候群の病態機序の解明に寄与できればと考える。
多核金属錯体の立体構造制御とクロモトロピズム

本研究の主題としてのキーワードである多核金属、クロモトロピズム、混合配位子錯体、立体構造制御等に基づいて説明する。まず、混合配位子系の安定化要因について主に銅錯体の電子状態を偏光スペクトルと計算から検討した。その結果、分子内の異なる2種の配位子間でパイ-酸とパイ-塩基の相互作用が重要な役目を果たすことが明らかとなった。金属錯体のクロモトロピズムの研究は、主にニッケル錯体を新たに合成単離し、その錯体のソルバトクロミズム、サーモクロミズム等を調べた。これらのクロモトロピズムの生成要因は、溶媒-溶質相互作用であり、溶媒の配位力に大きく影響され、ある場合には、アクセプター性の強さによることも明らかとなった。次に多核錯体の構築とその構造についてであるが、ここではテトラケトンを用いてまず複核錯体を合成した。パラジウム(II)イオンを含むもので、[(a-a)Pd(take)Pd(a-a)]X2のタイプである(ここでa-a=2配位子、take=テトラケトン、X=単陰イオンを示す。問題は、用いた(a-a)なる配位子である。今まで報告してきたNi(II),Cu(II)の場合、この(a-a)は必ず立体障害の大きな、たとえばN-アルキルエチレンジアミンの様なものでなければならなかった。今回得られたPd(II)の系では、スマートなジケトンが(a-a)であっても生成する。これは、混合配位子錯体の生成に反応速度も大きな影響をもつことを示している。そのほか、まだ論文として報告していないが、多核錯体を構築するためのBuilding brockとしての単核パラジウム錯体が得られ、これを基に2核錯体と4核錯体も得られた。新しい多核錯体創製のためのテトラケトンの合成の結果、今までに報告されていた化合物は実は存在せず、その異性体であるトリケトンであることもわかり、その錯体のクロモトロピズムも詳しく検討した。二核錯体の配位構造が、例えば六配位一六配位、あるいは四配位(平面型)一四配位(平面型)と言ったもの、あるいは、四配位(平面型)一六配位(八面体型)構造のもの、つまり双方の金属イオンの配位構造が異なる二核錯体を合成する。この系列で考えうる全ての物を揃えようということが、本研究のひとつの主題である。さらに本研究では、クロモトロピズムを中心とする新しい機能をもつ複核、多核の金属錯体を合成する。二核、三核、四核、五核、最大十核位までを自由に制御できる系を構築して行こうというのが次の研究のターゲットである。また、鎖状、環状、平面、三次元の構造規制も検討する。これらの錯体に付与される特性は、外的条件(たとえば溶媒、温度、圧力、光、電気、pH、等)に応答し、その構造、性質が様々に、かつ可逆的に変わりうるものを合成することを目的としている。観測できる現象は、種々のクロモトロピズム(サーモクロミズム、ソルバトクロミズム、ピエゾクロミズム、フォトクロミズム、エレクトロクロミズムなど)である。研究は、3年度のわたるものである。

初年度で明らかになったことは、複核錯体生成のために用いるテトラケトンの合成で、トリケトンが生成したこと。これを用いた混合錯体では、単核錯体のみが得られることが明らかになった。勿論この錯体は、興味あるソルバトクロミズムを示した。現在、その他のテトラケトンを用いて、第一遷移金属以外に第二遷移金属イオンの複核錯体の合成も検討し、いくらかの結果を得ている。前年度に引き続き、多様な構造を取り、クロモトロピックな挙動をすると考えられうる単核、複核、多核錯体の合成を試みた。明らかになった点は、主に以下に示す様な事である。(1)まず、混合配位子錯体の生成に関して:今まで、混合配位子錯体の生成要因については、議論されているところであるが、その主なものは、(ア)立体効果、(イ)電子的効果が考えられる。我々が検討した系は、2種の配位子が、一方はパイ電子供与体、他方は受容体となるもので、パイ・ドナー/パイ・アクセプター相互作用の期待されるものである。今までに明らかにされていなかった配位子間の相互作用を計算と実験の双方から明らかにした。配位子間電荷移動吸収帯が見られることを明らかにした。(2)新しい単核および多核錯体生成の可能性を持つ新しいトリケトンが、はじめて合成された。これは、ベータジケトンを2個背中合わせに結合させる際、間に炭素を一つスペーサーとして入れたものである。今までの報告では、テトラケンが生成すると報告されていたものであるが、同一条件下で行ったにもかかわらず、トリケトンになる結果を得た。今まで報告にあるこの種の配位子を用いた錯体の(他の研究者の)論文が誤りである事を明らかにし、新しいクロモトロピックな系を発見した。(3)新しいタイプのパラジウム複核混合配位子錯体を合成することが出来た。これは、我々が今までに検討してきた混合錯体の生成要因とは違った思想で生成するものである。いわゆる反応速度の違いを利用する。本研究の主題としてのキーワードである多核金属、クロモトロピズム、混合配位子錯体、立体構造制御等に基づいて説明する。まず、混合配位子系の安定化要因について主に銅錯体の電子状態を偏光スペクトルと計算から検討した。その結果、分子内の異なる2種の配位子間でパイ-酸とパイ-塩基の相互作用が重要な役目を果たすことが明らかとなった。金属錯体のクロモトロピズムの研究は、主にニッケル錯体を新たに合成単離し、その錯体のソルバトクロミズム、サーモクロミズム等を調べた。これらのクロモトロピズムの生成要因は、溶媒-溶質相互作用であり、溶媒の配位力に大きく影響され、ある場合には、アクセプター性の強さによることも明らかとなった。次に多核錯体の構築とその構造についてであるが、ここではテトラケトンを用いてまず複核錯体を合成した。パラジウム(II)イオンを含むもので、[(a-a)Pd(take)Pd(a-a)]×2のタイプである;ここでa-a=2座配位子、take=テトラケトン、X=単陰イオンを示す。問題は、用いた(a-a)なる配位子である。今まで報告してきたNi(II),Cu(II)の場合、この(a-a)は必ず立体障害の大きなたとえばN-アルキルエチレンジアミンの様なものでなければならなかった。今回得られたPd(II)の系では、スマートなジケトンが(a-a)であっても生成する。これは、混合配位子錯体の生成に反応速度も大きな影響をもつことを示している。そのほか、まだ論文として報告してないが、多核錯体を構築するためのBuilding Brockとしての単核パラジウム錯体が得られ、これを基に3核錯体と4核錯体も得られた。
ディスポーザブルなマイクロマシン作製プロセス開発

0.1mm程度以下の微小機械であるマイクロマシンの応用が拡大しているが,その作製プロセスは複雑であるため,現状では付加価値の高い製品に限られている.本研究では基板に構成部品を貼り付けていく移植法をマイクロマシン作製に適したプロセスに進化させ,さらに,プロセスの簡便化も進めて,低コストでできるマイクロマシン作製プロセスを開発した.これによりディスポーザブルなマイクロマシンを作るための基本プロセスを確立した.0.1mm程度以下の微小機械であるマイクロマシンの応用が拡大しているが,その作製プロセスは複雑であるため,現状では付加価値の高い製品に限られている.本研究では基板に構成部品を貼り付けていく移植法をマイクロマシン作製に適したプロセスに進化させ,さらに,プロセスの簡便化も進めて,低コストでできるマイクロマシン作製プロセスを開発した.これによりディスポーザブルなマイクロマシンを作るための基本プロセスを確立した.本研究では石英基板上に作られたカンレバーパターンをデバイスに貼りけて極薄膜のカンチレバーを作製し、蒸着の膜厚測定に使えるような質量モニターを作製するプロセスを開発する.1.カンチレバーの設計カンチレバーの振動特性より要求されるカンチレバーの構造を決定した.長さ200μm、膜厚0.5μmのCuカンチレバーでCuに対して2nm程度の膜厚分解能が期待できることがわかった.2.リソグラフィレスプロセスの開発カンチレバーパターンの周囲を深堀エッチングした石英基板に1μm厚さのPMMA/TiO2 0.5μmのCuを蒸着し、その段差を用いてネガ型レジストであるSU8を全面塗布したデバイス基板にカンチレバターンを加熱プレス,熱接着した.接着後石英基板とデバイス基板は密着しているが、石英基板の畏面から紫外線照射することによりPMMA/TiO2層が光劣化し,無理なく離型、移植することができた.これによりリソグラフィを用いずにMEMS構造を作製するプロセスが開発できた.3.未硬化SU8の選択配置による低温熱圧着プロセスの開発パターニングしたSU8上に薄膜カンチレバーを移植する場合、硬化したSU8パターンの段差部でCuカンチレバーのパターンが破断してしまった.このため石英基板上でカンチレバーがのっているPMMA/TiO2が軟化する110°C以下でプレスする必要がある.一方、この温度では硬化したSU8にパターンを移植することができない.そこで、硬化したSU8パターン付き基板と未硬化のSU8を塗布した基板を接触させ、SU8パターンの上端部にのみ選択的に未硬化SU8を付着させ、デバイス基板にパターンを低温の熱プレスで移植するプロセスを開発した.以上によりリソグラフィレスの簡略なプロセスで薄膜カンチレバーを作製するための基本的なプロセスの開発が完了した.本研究では石英基板上に作られた幅30μm,長さ200μm程度のカンチレバーパターンをデバイス基板に貼り付けて移植することにより極薄膜の微小カンチレバーを作製し,蒸着の膜厚測定に使えるような質量モニターを作製するプロセスを開発する.1.新規なリソグラフィレスプロセスの開発石英ガラスなどの基板表面に極薄のフロカーボン膜をコーテイングすることにより,基板表面の撥水性を向上させ,摩擦も低減できる.石英ガラス基板に部分的にこのようなフロカーボン膜コーテイングを行い,その基板に銅の蒸着を行った.その結果,フロカーボン膜コーテイングされた部分にはほとんど銅が蒸着されないことがわかった.そこで,カンチレバーパターン以外の部分にフロカーボン膜コーテイングを行なった基板上に,0.1μmの銅を蒸着,1μmのニッケルメッキを行い,リソグラフィレスでカンチレバーパターンを作製することに成功した.この方法により,昨年度開発した深堀エッチングを用いた方法よりもテンプレートの作製が格段に簡便化された.2.未硬化SU8の選択配置と接着剤としての利用テンプレート上に作製されたカンチレバーパターンをデバイス基板上に接着,移植する場合,接着剤は選択的かつ最小限にすることが重要である.ガラス基板にパターニングしたフロカーボン膜コーティングを行い,その撥水性を用いてネガのフォトレジストであるSU8を未硬化の状態でパターニングすることに成功した.この未硬化のSU8をデバイス基板の所望のところに移植し,接着剤とすることによりPMMA/TiO2が軟化する110°C以下の低温プレスでデバイス基板にパターンを移植するプロセスを開発した.3.これらのプロセスを用いてリソグラフィレスのプロセスでニッケル薄膜カンチレバーを作製することができた.現在,振動特性を測定しており,膜厚測定装置として使用できるかを検討中である.
近代日本における「個」の問題-九鬼周造の「偶然性」と「同一性」の眼差しから-

本年度、私は、日常を生きるうえで、いかにして「偶然」とかかわるかという観点から、九鬼周造の倫理的可能性を問う作業をおこなった。その作業は具体的には、二つの方向からおこなわれた。(1)和辻哲郎が提示する「間柄」に基づく必然性重視の倫理観との比較。(2)田辺元が晩年の『マラルメ覚書』で提示した「行為の偶然性」というアイデアを媒介として、九鬼の偶然性概念を発展させること。(1)和辻の『倫理学』において、分析の基礎となるのは、「日常の事実」である。間柄を分析し、倫理を析出する和辻は、徹底して「日常の事実」に立つ。だが、日常がつねに私たちとともにあるからと言って、それを即座に「自明の前提」として無批判に受け入れることができるのだろうか。その前に私たちはまず、なぜ日常を当たり前の事実、自明の前提として受け入れてしまうのかを問い、この自明性を成立させる「日常性」のメカニズムについて考えることが必要ではないのか。「日常の事実」に立つ思索は、そのときはじめて広い射程を有することができる。以上のような問題意識を出発点として、和辻と九鬼の「日常」観の相違を分析した。(2)九鬼哲学では、「偶然性」は「存在」の問題として扱われてきたが、これに対し、田辺元は『マラルメ覚書』において「行為における偶然性」について論じている。九鬼周造の哲学を「倫理」として展開するためには、「行為」の次元を考えることが不可欠であり、その部分を補うのが、田辺の『マラルメ覚書』である。彼はここで、行為の当否は常に偶然に委ねられており、その偶然を生きることこそが「倫理」であると論じている。つまり、一般に「倫理」とは「必然」を説くものと考えられがちだが、それにたいし、田辺は「偶然」にこそ「倫理」を見た。それは、必然によって自己と他者、あるいは未来を縛る固定的な倫理ではなく、より自由な倫理的関係を可能にするものであると言える。
近代日本地方教育行政制度形成期における森有礼と山県有朋

本研究は、1885年に初代文部大臣に就任した森有礼と初代内務大臣山県有朋の地方教育行政政策における相違が近代日本地方教育行政制度形成にどのような影響を与え、どのような意味をもっていたのかを考察した。研究方法として、1884年から1892年までの地方教育会雑誌に掲載された論考をもとに両者の政策に対する小中学校の教員の評価を分析した。両者の政策を考える上で中核にあるのは、1886年に山県が公布した内務省令第二十一号と森が起案し同年12月に公布された閣令第三十五号が教員を戸長(町村吏員)よりも判任待遇として低く位置づけたことにあることを示唆し、それに対する府県の対応についても論及している。【研究目的】1880年から1890年代前半における森文政と山県有朋の地方制度政策が教育現場に与えた影響を明らかにすることである。【研究内容】1研究計画に示した地方教育会雑誌5誌の中から、保存状況の良い茨城教育協会雑誌・千葉教育会雑誌・埼玉教育会雑誌を選び、森文政から市制町村制、第2次小学校令への移行を当時の教員達がどのように捉えたかを言説分析した。2教員任免と給与に関する資料が豊富な埼玉県を中心に当時の教員の待遇、給与額を戸長と対比的に捉え、その実態を統計的に明らかにした。3本研究が対象とした地方教育会雑誌5誌が関東近県で政策の影響を受け易い地域に偏っていたため、関東から離れた地域における調査の必要があると考えた。そのため調査対象とする地方教育雑誌の刊行時期を若干変更し、島根県教育会雑誌に関する調査を2013年2月に実施した。この調査から、同県においても森文政に対する教員の評価は高かったが、市制町村制については県令籠手田が教員給与の決定権を市町村会に与えない独自の政策を取ったため、同県下の小学校教員たちは市制町村制の被害を受けなかったことがわかった。【研究結果】本研究は、教員が森文政を教員の地位と初等教育レベルを向上させる指導行政として高く評価していたこと、市制町村制に対しては、教員任免、給与額、教育費額に関する権限を市町村長、市町村会に与えた県では、教員の専門性や自負心を傷つける人事、給与配分が実施され、教員たちは非常な憤りを抱いていたことを明らかにした。【本研究の意義】近代日本教育制度成立過程における教育行政の一般行政への統合は、山県の地方制度政策を通し、森文政の終了と共に実現された。本研究は、教育現場において二者の政策の関係がどのような実態を生じさせていたのかを当時の教員の主張から分析し、両者が教員待遇に対し相反する政策を実施していたことを明らかにした。本研究の目的は、1880年代に地方分権的な教育行政政策を主張した文相森有礼と中央集権的な政策を遂行した内務相山県有朋の教育行政政策上の関係と、二者の政策が現場の教員に与えた影響を明らかにすることである。本研究は、1884年から1892年頃までの期間刊行され現存している『茨城教育協会雑誌』、『埼玉教育雑誌』、『千葉教育会雑誌』、『島根県私立教育会雑誌』4誌について森文政と市制町村制に対する教員の評価を言説分析した。また、二者の直接の関係については『時事新報』の彙報欄等をもとに考察した。森と山県の教育行政上の関係を考える上で焦点となるのは、戸長の身分をめぐって山県が1887年10月に発令した内務省令第二十一号と、教員の身分をめぐり森が起案し同年12月に公布された閣令第三十五号であることを本研究は示唆した。両法令が発令される間に、森は山県から文部省を内務省へ統合してはどうかという提案を受けていた。閣令第三十五号は教員の身分を戸長より判任待遇として下位に位置付けるものであり、森が同法令を起案した意図を明らかにすることが特に重要であると本研究は示唆している。他方、上記地方教育会雑誌4誌の分析からは、当時の尋常小中学校の教員たちは森を教育行政者として尊敬し、その専門性を高く評価していたという結果を得た。彼らは、森文政は「教員は国家に奉仕する者」という自負を持たせるものと理解していたのに対し、市制町村制は、教員を「町村吏員に従属する者」とし、「『教育の独立』を脅かすもの」と認識していた。本研究は、森文政における教員の採用身分待遇と、市制町村制下のそれとは実質的に異なっていたことも、埼玉県を対象とした統計的分析により明らかにしている。筆者は、こうした両者に対する異なる評価は両者の国家観の相違によるものと考え、森の国家観と教育政策との関係をより深く研究することを今後の課題とした。

【研究目的】本研究の目的は、1883年ごろから1890年代前半において初代文部大臣森有礼と初代内務大臣山県有朋の地方制度政策の相互関係および相克が現場の教員達に与えた影響を明らかにすることである。山県有朋が地方制度政策を通して地方教育行政に関与していたことは、筆者は博士論文で明らかにした。従来同時期は森文政期として研究されていたが、本研究は、森と山県の権力関係により地方教育行政が揺れ動いた時期として捉えている。【研究方法】次の三つの方法によりアプローチする。(1)地方教育雑誌の記事から、森文政や市制町村制に対する教員の評価を読み取り分析する。(2)森に反発していたのは神道関係者であったとされている。神道関係者による神祇官復興運動と1884年前後の山県と井上毅による宗教政策と森文政との関係を解明するために、同運動の主導者の一人であった国学者矢野玄道文書(愛媛県伊曾乃神社所蔵)を調査する。(3)森と山県それぞれの動静を調べる。【研究内容】森有礼と山県有朋の教育政策の対立関係を明らかにする。【研究計画】(1)地方教育雑誌の中で、1883年から1892年頃までの期間に刊行され続け、現存している雑誌は管見の限り、茨城教育協会雑誌・千葉教育会雑誌・埼玉教育会雑誌・私立下野教育会雑誌・山梨県教育学会雑誌の5誌である。2011年度に5誌を一応読了した。2誌の記事については既にデータ化も終了している本研究の意義・重要性:1886年地方官官制により教員が吏員と同一の一般行政職系列に位置付けられたことの歴史的実態と意味を明らかにすることである。現在教員のレベル向上と専門性の強化が叫ばれている。しかし、教員の専門性とは何かは社会文化によって異なり、特に日本においてはあいまいである。本研究は、森と山県の政策を対峙させることによって、近代日本における教育行政の方向性が決定された経緯を明らかにしたい。1)研究の目的の1「1885年森の文相就任と1889年客死によって生じた地方教育会における教育行政政策の変化」については、6誌に関する詳細な調査を実施しており、研究成果公表も2012年教育史学会発表と2013年お茶の水女子大学紀要『人文科学研究』に論文が1本掲載され、現在他の学会誌に投稿中の論文も1本あり、十分達成されている。2)研究目的の2「森と山県の動静と相互関係」について『時事新報』等によって両者の動静を調べることついてはまだ着手していない。しかし、1の中で、両者の関係については1886年に山県が発令した内務省令第二十一号と森が提案した閣令第三十五号の関係に焦点化することの意義を見出しているので、研究は進展しているといえる。3)研究目的の3「神道関係者・国学者の反応」については、研究実施計画で述べた矢野玄道に関する愛媛県伊曾乃神社および大洲高校における文書調査を2011年に実施したが、「矢野玄道明治17年日記」は目録にはあっても所蔵されておらず、目ぼしい成果は得られていない。「堀秀成日記」については調査中である。本研究の目的は、近代日本地方教育行政制度形成期(18681890年)において、1885年に初代文部大臣となった森有礼と初代内務大臣となった山県有朋が地方教育行政をめぐっていかなる関係にあったかを、(1)1885年森の文相就任および1889年死後地方教育会における教育行政政策がどのように変化したか、(2)両者の動静と相互関係、(3)神道関係者・国学者の反応、という3つの観点から明らかにすることである。
バイオフィードバックトレーニングが競技力に及ぼす影響に関する研究

バイオフィードバックトレーニングは,競技者が目に見えない精神性を電気信号として捉らえ,精神状態を即時に映像として映しだし,映し出された映像と身心の変化を対比させ,身体状況と精神状況の関わりを認識させることにより,身体を抑制,精神をコントロールし,不必要な筋緊張の出現を抑え,競技成績の向上を目的として考案したトレーニングである。バイオフィードバックトレーニングを実施した競技者の大会成績は、弓道は2011年度に第59回全日本学生弓道選手権大会男子団体戦で準優勝の成績を上げた。日本拳法では2011年度第56回全日本学生選手権大会男子団体5位、女子団体戦優勝、全日本拳法女子個人戦ではトレーニングを行った女子学生が,社会人も含めた全日本総合選手権大会で個人優勝した。本研究はバイオフィードバック(以下:BF)機器を用い、スポーツや武道競技者の表面筋電位、末梢皮膚温、皮膚電気活動量、呼吸数、容積脈波、心拍変動、脳波などの推移をディスプレイに映し出し、被験者の精神的な緊張から引き起こされる拮抗筋の過緊張をBFトレーニングで抑制する事により、競技成績を向上させようとした挑戦的萌芽研究である。研究対象とした関西大学弓道部は、過去十年来全日本学生弓道選手権大会で上位入賞の記録は無かったが、2011年度第59回全日本学生弓道選手権大会男子団体戦で準優勝し、弓道部女子は2012年度第60回全日本弓道選手権大会女子団体戦で三位となった。日本拳法部男子には競技成績の向上は見られなかったが、女子部員(鈴木侑帆)は、2011年度第27回全日本学生拳法選手権大会女子団体戦で優勝、2012年度には社会人も含めた第25回全日本拳法女子選手権大会で個人優勝した。アイススケート部女子部員(村元小月)も、2011年度第84回日本学生氷上競技選手権大会、全日本選手権大会フィギュア部門女子Aクラスで個人優勝した。弓道部では平成23、24年度に毎回の練習において矢の的中率の変化を記録し、毎月BF受講者と非受講者の競技成績について比較を行った。BFトレーニング受講者は当初より競技成績の高い学生を選出していた為、平成23年度のBFトレーニング受講者の的中率は60%、非受講者は49%であったが、約1年間BFトレーニングを実施した平成24年は、的中率を上げにくいはずのBFトレーニング受講者の的中率が9%向上し69%となり、非受講者は2%減少し47%となった。日本拳法男子には競技成績の向上は見られなかったが、弓道における的中率では、BFトレーニング受講者の的中率が明らかに向上した。これらの結果より精神的な要素の高い弓道におけるBFトレーニングは特に有効である事が明らかとなった。本研究はバイオフィードバック(以下:BF)トレーニングが競技力に及ぼす影響に関しての研究であり、精神的な緊張から引き起こされる拮抗筋の働きを抑制するBFトレーニングを実施し、スポーツや武道競技者の試合や大会での緊張を軽減し、競技力、競技成績を向上させる事を目的とした研究である。精神性は目視できず、認識することが困難であるが、筋電図、心拍、発汗、皮膚温、脳波等をデジタル信号として記録すると共に、その変化をディスプレイに映し出し、即時に被験者にフィードバックすることにより、精神性と目視しているデジタル信号を対比させ、精神性の変化として認識する事が可能となる。被験者がそれらを抑制するトレーニングを重ねることにより、拮抗筋の不必要な筋緊張の働きを制御する能力を修得することができる。精神性の乱れから生じる発汗量の変化、心拍変動、不必要な筋緊張などはBF機器によりデジタルデータとして認識し、拮抗筋における過緊張を最小限に抑え、個人が発揮出来る最高の能力を導き出すトレーニングを実施することが可能となる。実験対象は、関西大学体育会アイススケート部、同弓道部、同日本拳法部とし、BFトレーニングにより、精神性から生じるとされる不必要な筋緊張を抑制し、競技成績を向上させようとした研究である。2011年度研究実績としては、BF実験・BFトレーニングの効果として、関西大学弓道部は、第59回全日本学生弓道選手権大会団体戦で準優勝、同日本拳法部は、第56回全日本学生拳法選手権大会団体戦で男子5位、女子優勝という成果を得た。到達度としては、精神性を高め競技成績を向上させようとした弓道部は、第59回全日本学生弓道選手権大会団体戦で準優勝となり。日本拳法部は、第56回全日本学生拳法選手権大会団体戦において男子は5位に入賞し、女子は優勝という結果であった。弓道、日本拳法男子は、優勝することはできなかったが、特に精神性が競技力と結びつく弓道は充分な結果を得たと考える。また本研究はBFトレーニングが精神性に及ぼす影響に関する研究であり、その研究には一定期間のトレーニングが必要となる。採択が公表されるまでの期間、BFトレーニング・実験に取り掛かることができなく、もう少し早い時期に公表され、研究を早期から実施する必要性を感じた。

またアイススケート部の実験は、学生が関西大学高槻キャンパス、アイスアリーナに集合できる曜限が土曜日13時と限定され、千里山キャンパスの授業担当曜日の関係で、アイススケート部を対象とした研究は概ね平成24年度に持ち越さねばならない状況となった。平成23年度のBFトレーニングは千里山キャンパス実験室、高槻キャンパスアイスアリーナの教室で行っていたが、できるだけ実践に近くなるように工夫したBFトレーニングを実施するように計画している。日本拳法においては教室だけでなく道場、試合場などにおける練習、試合前の発汗、筋緊張、心拍変動を測定し、今後のBFトレーニングの研究を進める計画を検討している。また弓道は、弓道場において実際に弓を打つ際のBFトレーニング・実験の検討等、これまでのBFトレーニングを発展させた実験も計画している。アイススケート部においては、BFの実験において、氷上でのトレーニング・実験が困難な為、教室でのBFトレーニング・実験を計画しているが、これも可能であれば氷上やアイススケートリンクでのトレーニングを実施する方向で検討している。平成24年度の補助金1100千円は、実験に必要な消耗品約120千円。脳波に関する研究の講習会、資料収集の為の旅費約360千円。実験の被験者に対する謝金代等約300千円。図書費約50千円。研究の成果をアメリカBF学会に論文として発表し、挑戦的萌芽研究の成果を日本にとどまることなく広く世界に広く公表するための翻訳代約270千円を予定している。