hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リピート配列を持つＤＮＡ結合ドメインのＤＮＡ結合様式解明と人工蛋白質創製への展開

TALEを用いた分子ツールの自由度を大きく高めることが期待される。生体関連化学スクリーニング系の構築を行い、目的の人工タンパク質を獲得することができた。培養細胞を用いた実験系においては、予定通りに実験をすすめることができた。その結果、植物病原菌由来の転写因子様タンパク質のN末端ドメインのDNA結合への寄与を示すことができ、目標を達成できたと考えている。一方、このDNA結合タンパク質の大腸菌内での発現量が予想に反して不十分であることが明らかになった。しかし検討を重ね、最適な条件を見出すことが出来た。また、精製タンパク質を用いたDNA結合活性の評価においても、従来用いられてきた電気泳動法ではタンパク質の凝集が生じてしまうことが明らかになり、新しい評価法を検討する必要に迫られた。この問題点に関しても、ゲルの種類を変えた結果、適切な手法を見出すことが出来た。これまでに得られた知見を利用して、新しい性質を有する人工タンパク質の創製および、DNA結合特性の解析を行う。また新たなスクリーニング系の確立もすすめる。まず、既に確立した発現・精製システム、および、DNA結合活性の評価システムを用いて、5'末端のTの認識に重要であることが示唆されるアミノ酸に変異を導入した変異タンパク質、並びに、N末端ドメイン以外の領域に関しても機能解析を行う予定である。また、この5'末端のTの認識に重要であるアミノ酸を含む領域をランダム化することによって、5'末端の塩基認識の選択性を変え、新しい塩基認識能を持った人工DNA結合タンパク質が得られると期待される。そこで、認識の変換を目指したタンパク質ライブラリーの作製と分子進化によるセレクションを行う。これまでに、このタンパク質を用いた分子進化は行われていないため、初めに、大腸菌を用いた1ーハイブリッド法がこのタンパク質に適用できるのかどうか、野生型(ポジティブコントロール)を用いてシステムの最適化を行う予定である。その後、作製したライブラリーを用いて新しいDNA結合選択性の獲得を目指したセレクションを行う。スクリーニング系として複数の方法を試す予定であったが、一つ目に試した方法で興味深い結果が得られ、ここに注力したため。本年度に確立したスクリーニング系を用いて、更なる人工蛋白質の創製を行う予定である。また同時に、本年度行わなかった系の確立をすすめることで、多方面からの検討を行いたい。このDNA結合タンパク質の発現・精製段階において、適切な精製タンパク質を得るための条件検討に予想以上の時間を要した。また、DNA結合活性の評価系においても、従来法では難しいことが判明し、新たな評価法を検討する必要が生じた。
新規パターン形成遺伝子の同定と機能解析

ショウジョウバエの翅をモデルシステムとして形態形成遺伝子の同定と機能解析を行った。ショウジョウバエの翅は前後軸の形成に働くヘッジホッグおよびDpp、背腹軸の形成にはたらくWgの3種のモルフォゲンにより形作られる。これらのモルフォゲンは個体発生上また進化上良く保存されていることもあり、その作用機序は詳細に研究されている。しかし、モルフォゲンの勾配の形成から細胞分化、増殖の制御にいたるダイナミズムの全貌の理解にはほど遠いのが現状である。本研究ではこれらのモルフォゲンの作用メカニズムの理解を深めるためにショウジョウバエの分子遺伝学を用いて、新たなパターン形成遺伝子の探索と機能解析を行い、ヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)の糖鎖の生合成酵素(EXT)をコードする3遺伝子、tout-velu(ttv)、sister of ttv (sotv)とbrother ofttv (botv)を同定した。ttvはヘッジホッグの活性にのみ必要であると報告されていたが、3種のEXT遺伝子はヘッジホッグ、DPP、Wg全てのモルフォゲンの活性に必要であることが解った。EXTクローンが前後コンパートメント境界に形成されるとそれに接する後部のヘッジホッグのレベルが著しく上昇する。これはHSPGをもたない細胞にはヘッジホッグが伝播することができず、行き場を失ったヘッジホッグが後部に溜まると解釈できる。このことはHSPGが細胞表面を覆うモルフォゲン伝播の足場として機能していることを示すものである。モルフォゲンは脊椎動物の発生においても同様に重要な働きを担っている。本研究ではアフリカツメガエルを用いてWnt(ショウジョウバエのWgに相当する)によって誘導される原腸形成運動に働く信号伝達経路の解析を行い、プロテインキナーゼCδの関与を明らかにした。[1]ショウジョウバエの翅をモデルシステムとして用い、新規の形態形成遺伝子を同定する。そのために機能獲得変異と機能喪失変異による表現型を指標としたスクリーニングを行った。(1)機能獲得変異スクリーニング酵母のUAS配列をゲノム上にランダムに挿入した系統を作成し、Gal4を翅特異的に発現する系統と交配することにより近傍の遺伝子を強制発現させ、その表現型をもとにスクリーニングを行った。得られた変異体のうち、後部コンパートメントに重複のある系統を解析したところ、EGFシグナルを負に調節するkekkon遺伝子座であることがわかった。この変異では後部コンパートメントの発生運命を決定しているengrailedの発現が抑制されていることから、engrailed遺伝子の発現にはEGFシグナルが必要であることが示された。(2)機能喪失変異スクリーニング酵母の配列特異的組み換え酵素FLPの認識配列FRTを2番染色体の右腕の動原体付近に持つ染色体を用意し、EMSにより変異を導入した。変異系統を、FRTとFLPを持つ系統に交配することにより、翅に高効率で体細胞クローンを形成し、その表現型を解析した。体細胞クローンは翅の毛の変異であるshaでマークされている。現在までに約2500系統のスクリーニングを終えいくつかの変異を得た。ヘッジホッグシグナル、DppシグナルあるいはNotchシグナル伝達系の因子の変異と思われるものが含まれていた。さらに既知のシグナル伝達系では簡単に説明できないような変異も得られている。[2]ショウジョウバエのbrinker遺伝子はモルフォゲンDppがターゲット遺伝子の発現を調節するさいに重要な働きをする。これの脊椎動物における機能を探るためにtwo-hybridスクリーニングを行いBrinkerに結合するアフリカツメガエルの因子を多数同定した。その構造、機能解析を続けている。

本研究は生物の体構造を作るメカニズムを明らかにすることを目的として、ショウジョウバエをモデルに形態形成遺伝子の同定を試みた。EMSを用いて、突然変異を誘発し、体細胞クローンを作成し、その表現型によりスクリーニングを行った。またこれらの遺伝子の脊椎動物におけるホモログの機能解析のためにアフリカツメガエルでのスクリーニングも行った。1.ショウジョウバエにおけるスクリーニング当初計画により得られた約100系統の変異の中から相補性試験により既知の遺伝子を除いた。ショウジョウバエの詳細なSNPが発表されたことから現在これをもとに新規遺伝子のマッピングを行っている。また周辺の細胞との親和性が低下する変異が同定されmtv遺伝子にマップされた。mtvのクローン内ではカドヘリンのレベルの上昇が観察されるが、それが直接親和性を制御しているかどうかは今後の検証を待つ必要がある。2.アフリカツメガエルにおけるスクリーニングショウジョウバエの主要なモルフォゲンであるDppに拮抗するbrk遺伝子がアフリカツメガエル初期胚においてもDppのホモログであるBMPシグナルに対して拮抗的に機能することを示した。カエル胚におけるBrkの作用機序を明らかにするため、Brkをbaitとした酵母two-hybrid法により、アフリカツメガエルのcDNAライブラリーをスクリーンした。その結果、転写調節因子であるXvent2遺伝子が得られた。Xvent2はBMPの標的遺伝子であることがすでに示されている。Brkの作用機序の一つとして、Xvent2の機能阻害によりBMPに対して拮抗することが示唆された。さらにXvent2と相互作用すると考えられるZnフィンガー型の新規転写調節因子を同定した。この遺伝子は原腸胚期に胚に普遍的に発現し、中胚葉誘導、神経誘導過程での遺伝子発現調節に重要な機能を持つと考えられる。
プラズモニック・バンドギャップ・レーザーの開発

プラズモニック・バンドギャップ・レーザーに最適なプラズモニック結晶の格子形状について検討を行った。吸収損失を最小化するためには、バルク金属ではなく、金属薄膜を用いて、長距離伝搬型表面プラズモン(LRSP)を用いることが必須である。レーザーに用いられるプラズモニック結晶はその両側の誘電率が異なるが、利得媒質の厚さを最適にすることで、LRSPの伝搬が可能であることを示した。また、そのときの損失係数は媒質の利得係数より小さくなることを示した。バンドギャップを最も広くする構造として、金属薄膜の両界面の格子形状を対象にした構造が最適であることを示した。さらに、この構造においては、一方のバンドギャップ端において、放射損失をなくすことができることを示した。また、プラズモニック結晶の作製を考慮した場合、片面が平坦で片面だけに格子を持つプラズモニック結晶も有用であることを示した。しかしながら、これらの解析は1次元格子からなるプラズモニック結晶において行われたものであり、実際のレーザー発振には2次元プラズモニック結晶が不可欠である。そのため、2次元プラズモニック結晶の解析のためのソフトウェアを開発した。一方、有機EL素子へのプラズモニック結晶の応用においては、まず、プラズモニック結晶を金属陰極に採用することにより、不透明な金属陰極を通して、光を高効率で取り出すことに成功した。また、本有機EL素子の透明基盤側からの光取出効率は従来の素子のそれの4倍となった。次に、本構造と発光スペクトル帯域の非常に狭い発光材料と組み合わせることで、非常に指向性の高い(発光角度幅:4°)有機EL素子が作製できることを示した。最後に、誘電体-金属-誘電体構造を陰極に採用することで、波長選択性のある有機EL素子を開発した。提案したプラズモニック結晶を用いたレーザー(プラズモニック・バンドギャップ・レーザー)の基本構造は2次元回折格子を刻んだ石英基板上に銀薄膜と利得媒質の薄膜を堆積したものである。レーザー発振を実現するためには損失を利得より小さくする必要がある。吸収損失を低減するために、長距離伝搬型表面プラズモンモードを用いことを検討した。このモードを得るためには、金属薄膜の両側の誘電体の屈折率を一致させる必要があるが、本デバイスでは銀薄膜の両側の屈折率が非対称な構造になっている。この構造においても、媒質の厚さを考慮した等価的な屈折率を一致させれば長距離伝搬モードが支持できる。利得媒質として、レーザー色素であるDCMを数パーセントドープしたAlq_3を、銀薄膜の厚さとして40nmを仮定すると。計算により、利得媒質の厚さを100nm程度にしたとき、長距離伝搬型表面プラズモンモードが励起でき、吸収損失が最小になることがわかった。一方、放射損失に関しては、銀薄膜の両界面の格子形状を膜厚の中心線に対して対称にすることで損失を最小に出来ることがわかった。しかしながらこの形状は作製が困難であるため、片面が平坦で片面だけに格子を持つ銀薄膜形状を提案した。さらに、リフトオフ法を用いて、実際にこの形状を持つ銀薄膜を作製する方法を開発した。しかしながら、まだ、表面粗さが大きく、今後それを小さくすることが必要である。プラズモニック結晶を発光スペクトル幅の狭い発光物質と組み合わせるとで、非常に指向性の高い有機EL素子を作製した。

従来の有機EL素子の発光の角度分布はほぼランバート則に従い、全方向に発光するが、発光層としてEu(DBM)_3bathを、陰極として584nmの格子ピッチを持つ銀プラズモニック結晶を用いた本素子では、面と垂直方向に非常に指向性の高い発光角度分布(半値全幅4°)が得られた。提案しているプラズモニック結晶を用いたレーザー(プラズモニック・バンドギャップ・レーザー)の基本構造は2次元回折格子を刻んだ石英基板上に銀薄膜と利得媒質の薄膜を堆積したものである。表面プラズモンの伝搬にともなう放射損失を小さくするため、昨年度に引き続き、片面が平坦で片面だけに格子を持つ銀薄膜のリフトオフ法を用いた作製法について検討した。さらに、その上に色素を堆積した素子を作成し、その発光特性を測定した。その結果、素子の吸収スペクトルとの間に強い相関があることを見いだした。吸収損失を減らすために、長距離伝搬型表面プラズモン(LRSP)の利用を提案したが、一般に、LRSPは常に、短距離伝搬型表面プラズモン(SRSP)と同時に存在する。吸収損失を低減するためには、SRSPへの蛍光エネルギー移動を抑制する必要がある。格子の溝を深くすることでSRSPを完全に抑制できることを見いだした。プラズモニック結晶の場合、金属表面の周期格子による回折の効果により、表面プラズモンと伝搬光との間でエネルギーのやり取りが可能である。表面が平坦な場合、表面プラズモンの波数は伝搬光のそれより常に大きいため、両者が結合することは無い。しかしながら、誘電体薄膜を金属で挟んだMIM(Metal-Insulator-Metal)構造では、表面プラズモンの波数を伝搬光のそれよりも小さくすることが出来る。さらに、両側の金属を薄膜にすることで、表面プラズモンを介して高い透過率で伝搬光の透過が生じる。また、透過する伝搬光の周波数は挟まれた誘電体の膜厚に依存する。この効果を用いた波長選択の可能な上面発光型の有機EL素子を開発した。構造は白色有機EL素子の銀陰極の上に透明な誘電体薄膜と銀薄膜を堆積したものとなっている。この素子により、高純度な赤・緑・青色の発光が得られた。提案したプラズモニック結晶を用いたレーザーの基本構造は2次元表面レリーフ格子を刻んだ石英基板上に銀薄膜と利得媒質の薄膜を堆積したものである。レーザー発振を実現するためには吸収損失を低減できる長距離伝搬型表面プラズモン(LRSP)モードを用いる必要がある。LRSPモードを用いるために、金属薄膜の両側あるいは片側の界面に1次元格子が刻まれている構造(1次元プラズモニック結晶スラブ)における表面プラズモンの振る舞いを厳密結合波解析(RCWA)法を用いて調べた。その結果、本構造における、プラズモニック・バンドギャップの存在条件および、放射損失特性の格子形状依存性を統一的に説明することに成功した。さらに、片側が平坦なプラズモニック結晶スラブにおいてはLRSPモードと短距離伝搬型表面プラズモン(SRSP)モードとの相互作用が存在し、両者の間にプラズモニック・バンドギャップが存在することを見いだした。このバンドギャップは1次元プラズモニック結晶において、完全ギャップになっていることを確認した。1次元プラズモニック結晶スラブにおいて、界面近傍に置かれた、励起蛍光分子からLRSPモードへのエネルギー移動の効率を理論的に計算するRCWAを用いた手法を開発した。本手法により、LRSPモードへのエネルギー移動の割合は格子の溝が深くなるにしたがい、高くなることが分かった。レーザー発振には面内の全方向に対して、表面プラズモンの閉じ込めが可能な
自発的呼吸訓練器具を手術前後に使用した場合の呼吸機能回復への影響

これまで報告されている自発的呼吸訓練器具の使用方法や臨床で実際に行われている使用方法に統一性が見られないため,その使用方法について検証した。実験1では,健康な成人女子を対象に、自発的呼吸訓練器具を使用して,呼吸状態への効果的な使用回数の検討を行った。実験2では,臨床患者に実験Iで得られた結果をもとに呼吸訓練器具を使用した訓練を実施してもらい,その効果を検証した。実験1では換気機能の向上を期待する場合は10日間以上の訓練期間を必要とするものの,1日に行う訓練回数はあまり多くを必要としないとする示唆を得た。実験2では,術後患者を対象にIncentive Spirometryを用いた呼吸訓練を行い,術後の換気機能の回復への効果を検証した。実験群が行う訓練は1日に4セット,1セットの回数を10回とした。実験期間は手術前日から術後10日目までとし,電子スパイロメータで術前,術後1日目,術後5日目,術後10日目に換気機能を測定した。対照群はIncentive Spirometryを用いた呼吸訓練を行わず,実験群と同様に換気機能を測定した。対象は、術前に換気障害が見られないこと,既往に呼吸器や循環器の疾患を持たないこと,全身麻酔で手術が行われ,術創部が胸・腹部にできないことなどの条件を満たした整形外科病棟に入院する患者とした。実験の結果,対照群の術後1日目の肺活量と%肺活量は術前より術後1日目に有意に低下した。また,術後1日目の肺活量と%肺活量は実験群より対照群の方が有意に低値であった。これらのことから,Incentive Spirometryを術後に使用することにより,換気機能の回復が期待できることと,最大吸気が充分に維持される呼吸訓練であれば「1セット10回を1日に4回」で効果が期待できることが示唆された。自発的呼吸訓練器具の臨床で実際に行われている使用方法(使用回数・使用期間・使用時期)に統一性が見られないため、その方法の統一を図るための研究を行っているが、今年度は、臨地での研究の前段階として、健康な成人を対象に自発的呼吸訓練器具を使用して、呼吸機能への影響を検討した。対象は19歳25歳までの看護学生および一般社会人とした。対象の募集には、研究主旨を記した書面を用いて説明し、研究の参加の同意書を取り交わした。自発的呼吸訓練器具にはコストと訓練のし易さからトリフローを用いた。このトリフローによる1回の訓練回数を10回または30回とし、1日に4セット(朝、昼、夕、就寝前)訓練を行うこととし、それぞれの訓練回数において訓練期問を2日間、4日間、6日間、8日間、10日間とした計10群に分けて実験を行った。各群には参加同意をした者から無作為にあてた。実験開始の前後にはスパイロメータにより肺活量、1秒率等を測定した。スパイロメータによる呼吸機能の測定については、事前に臨床検査技師から測定技術の指導を受け研究者の測定技能を習得してから実施した。実験計画で被験者数をデーターの客観性から1群にっき35名としていたが、実験途中で中止した被験者もおり、1群平均10名であるため統計学的分析には十分な人数とはいえない。実験を開始するまでの呼吸機能測定技術の習得などの準備にかなり期間が必要としたことや、被験者対象を本学の学生としていたが、学生の実験に対する興味がことのほか低かったことが参加同意する学生が少なかった原因と考えられる。

被験者対象については近隣の短期大学の学生や附属病院等の職員にまで拡大したが、この人数にとどまった。現在の結果で、統計学的な処理すると1回の訓練回数30回において、4日目に肺活量や最大瞬間呼気流量などのピークがあり、その後の訓練期間ではやや低下の傾向が見られる。データーのばらつきが大きく、さらなる被験者が必要である。そのため、次年度の実験計画では、臨床で患者を対象とする予定であったが、一部計画を修正し今年度の成人健常者に対する自発的呼吸訓練器具の呼吸機能に対する効果を検討していく。自発的呼吸訓練器具の臨床で実際に行われている使用方法(使用回数・使用期間・使用時期)に統一性が見られないため、その方法の統一を図るための研究を行っている。昨年度から、臨地での研究の前段階として、健康な成人を対象に自発的呼吸訓練器具(トリフローII)を使用して、呼吸機能への影響を検討した。対象は19歳25歳までの看護学生および一般社会人とした。このトリフローによる1回の訓練回数を10回または30回とし、1日に4セット(朝、昼、夕、就寝前)訓練を行うこととし、それぞれの訓練回数において訓練期間を2日間、4日間、6日間、8日間、10日間とした計10群に分けて実験を行った。実験計画で被験者数をデーターの客観性から1群につき20名としていたが、実験途中で中止した被験者もおり、1群平均10名であったため統計学的分析には十分な人数とはいえず、被験者を追加募集し、実験データーを収集した。一昨年と同様に各群には参加同意を得た者から無作為にあてた。実験開始の前後にはスパイロメーターにより肺活量、1秒率等を測定した。スパイロメーターによる呼吸機能の測定については、1名の研究分担者の変更があったので、測定技術の指導を修得している研究者から指導を受け測定技能の習得を確認してから実験データーの収集に参加させた。統計学的な分析の結果、1回の訓練回数30回において、4日目に肺活量や最大瞬間呼気流量などのピークがあり、それ以上の訓練期間ではやや低下の傾向が見られた。平成16・17年度の健康な19歳25歳までの女性を対象にした実験の結果では、1日に行う呼吸訓練の多少に関わらず長期間訓練を継続することによって換気機能が向上することが示唆された。これを参考に平成18年度は実際に臨床で行う実験を計画した。被験者とする患者の呼吸訓練の期間を手術前2日から術後10日までとし、1日に行う自発的呼吸訓練器具(トリフローII)を使用する回数を1回の訓練に付き10回で1日4クール行うこととし、これを実験群とした。対照群とする患者には自発的呼吸訓練器具を使用した呼吸訓練は実施しないこととした。被験者の選定条件としては、「(1)拘束性障害あるいは閉塞性障害が見られないこと」「(2)全身麻酔で手術をすること」「(3)術創部が腹部・胸部にできないこと」「(4)実験参加についての説明を理解し、自らの意志で参加が決定できる」「(5)手術後に人工呼吸器が装着されないこと」の条件を満たした患者とした。実験を行うにあたっては、実験協力を依頼する時点で自発的呼吸訓練器具を使用していない施設とする必要があったため施設探しに手間取ったが、N病院整形外科病棟の協力を得ることができた。
非咬合モデルマウス咀嚼筋におけるｍｉＲ－２０６によるＡＣｈＲクラスター形成の調節

生後発達過程におけるmiR-206の発現量は咬筋では,4週齢においてmi/miマウスにおけるmiR-206の発現量は野生型と比較して有意に低かった。この現象は被覆筋では見られず,miR-206は咀嚼筋の発達に関与していることが示唆された。しかしmiR-206の機能抑制および促進実験では,アセチルコリン受容体クラスターの数に変化が起こらなかった。もう1種miR-29aについても解析し,歯の萌出前後に発現量変化が見られることは分かったが,ACh受容体クラスター形成因子群の発現量変化との関係は分からなかった。本研究の目的は非咬合モデルマウス(mi/mi)の咀嚼筋におけるmiR-206によるACh受容体クラスター形成調節機序を解明することである。本年度は生後発達過程におけるmi/miおよび野生型マウスの咀嚼筋のmiR-206の発現量を明らかにするための実験を行った。野生型、mi/mi共に生後3週まで母乳で飼育し、その後離乳させた。離乳後mi/miには粉末飼料を、野生型には固形飼料と粉末飼料を与えた。生後1、4、12週目にそれぞれ6匹ずつを安楽死させ、体重を測定後、咬筋と腓腹筋を摘出した。摘出した咬筋と腓腹筋の重量を測定し、筋組織よりmicroRNAを抽出・精製し、逆転写を行い、cDNAを調整した。得られたcDNAを用いてReal-Time PCRを行い、miR-206の発現量を測定し、核小体低分子RNA202(snoRNA202)の発現量を用いて補正を行った。生後発達過程におけるmiR-206の発現量は咬筋では、4週齢において野生型は顕著に増加し12週齢で減少した。mi/miは1週齢から12週齢の間で顕著な変化は認められなかった。4週齢においてmi/miにおけるmiR-206の発現量は野生型と比較して有意に低かった(P <0.05)。腓腹筋ではmi/miとも加齢とともに減少したが、各週齢において野生型とmi/miで有意差はなかった。吸啜から咀嚼への転換が終了した4週齢において野生型とmi/miとの間でmiR-206の発現量に差が見られたことから、咬合様式の違いがmiR-206の発現に何らかの影響を及ぼしている可能性が示唆された。本研究の目的は非咬合モデルマウス(mi/mi)の咀嚼筋におけるmicroRNA-206によるACh受容体クラスター形成調節の機序を解明することである。前年度までに生後発達過程におけるmi/miおよび野生型マウスの咀嚼筋のmiR-206の発現量を解析してきた。野生型,mi/mi共に生後3週齢まで母乳で飼育し,そのご離乳させた。離乳後野生型には粉末飼料および固形飼料を,mi/miには粉末飼料のみを与えた。miR-206の発現量はtotal RNAのcDNAからReal-Time PCRを行い解析した。野生型では4週齢で顕著に発現量が増え,その後減少したが,mi/miでは4週齢における発現量増加は認められなかった。これは腓腹筋では認められない現象で,咬筋特有の条件,つまり咬合によりmiR-206の発現量が変化する可能性が示唆された。吸啜期から咀嚼可能時期への転換が完了すると考えられる4週齢前後における咬合様式の相違(野生型は咬合が行えるがmi/miでは咬合できない)とmiR-206の発現量の変化とどのように関わるのかが興味の対象である。この実験のためにはmi/miマウスは,咬合のできないマウスということでは最適であるが,重大な欠点は出産数が極めて少なく,実験の遂行が非常に困難となった。そこで非咬合モデルマウスのmi/mi以外のものの実験も加えることを計画し,野生型の歯の切除や咬合に対する物理的障害を加えた実験を試みた。こちらの非咬合モデルマウスでもmi/miと同様の結果が得られることを期待し研究を進めたが,mi/miほどの変化が認められなかった。非咬合モデルマウスについてはより詳細な実験結果が必要であることが明らかとなった。4週齢においてmi/miにおけるmiR-206の発現量は野生型と比較して有意に低かった。mi/miの生後発達過程におけるmicroRNAやアセチルコリン(ACh)受容体クラスター形成に関わるとされる因子群(Agrin, MuSK, Lrp4, Rapsin etc.)の発現量変化を詳細に行う予定であったが、mi/miマウスの出産数が少なく、また新たなmi/miマウスの入手も不可能となったため、物理的に歯を除去したマウスにおける実験を試みた。しかし物理除去マウスにおけるmiR-206の発現量は12週齢までに多少の変動はあったもののmi/miよりも野生型のものに近かった。

Agrin, MuSK, Lrp4, Rapsinにおいても同様の結果であった。一方miR-29aの発現量変化を、Realtime RT-PCR法にて解析した。miR-29aもmiR-206同様に野生型では1週齢から4週齢にかけて発現量が顕著に上昇し、12週齢では1週齢とほぼ等しい発現量に減少する。mi/miではこれもmir-206と類似して12週齢までに大きな発現量変化は無かった。miR-29aに関してはmiR-206と異なり、物理除去マウスにおける発現量変化はmi/miに近い結果が得られた。ACh受容体クラスター形成因子に関しては野生型と物理除去マウス間で大きな相違はなかったが、miR-29aの発現量変化は顕著に異なり、物理除去マウスとmi/miが類似の結果となったことから、生後発達過程におけるmiR-29a, 29b, 29cの発現量変化を詳細に比較解析した。3種のmiR-29は物理除去マウスにおいて類似した発現量変化を示したが、miR-29aの変化量が最も著しかった。生後発達過程におけるmiR-206の発現量は咬筋では,4週齢においてmi/miマウスにおけるmiR-206の発現量は野生型と比較して有意に低かった。この現象は被覆筋では見られず,miR-206は咀嚼筋の発達に関与していることが示唆された。しかしmiR-206の機能抑制および促進実験では,アセチルコリン受容体クラスターの数に変化が起こらなかった。もう1種miR-29aについても解析し,歯の萌出前後に発現量変化が見られることは分かったが,ACh受容体クラスター形成因子群の発現量変化との関係は分からなかった。非咬合モデルマウスとして扱っているmi/miマウスの出産数が非常に少なく,実験が思ったほど進まなかった。またmi/miの代替非咬合モデルマウスとして野生型の歯の切除や咬合に対する物理的障害を加えた実験を試みたが,非咬合モデルマウスとして検討しているmi/miほどの変化が認められなかったので,実験方法の検討を繰り返したことで,実験の進行が大きく遅れてしまった。また、共同研究者の死亡があり、実験系の大幅な見直しが求められ、実験計画に大きく遅れが発生してしまったことも達成度を低下させる原因となってしまった。医歯薬学非咬合モデルマウスmi/miマウスは研究期間内の入手が極めて困難なため,出産個体をできるだけ効率良く改善し、ロスのないような実験系で実験進行するよう工夫が必要と考えている。また非咬合モデルマウスmi/mi以外の非咬合モデルマウスの検討が必要で,これまで野生型の歯を切除する,あるいは物理的に咬合の阻害をする方法を試みたが,期待した程度に対する非咬合モデルマウスmi/miと同じ結果が得られていないので,非咬合モデルマウスのさらなる検討が必要な状況にある。交付申請書には、野生型、mi/mi共に生後3週まで母乳で飼育し、生後1、4、12週目にそれぞれ6匹ずつを安楽死させ、体重を測定後、咬筋と腓腹筋を摘出。摘出した咬筋と腓腹筋の重量を測定し、筋組織よりmicroRNAを抽出・精製し、逆転写を行い、cDNAを調整し、得られたcDNAを用いてReal-Time PCRを行い、miR-206の発現量を測定し、核小体低分子RNA202(snoRNA202)の発現量を用いて補正を行うこととなっていたが、平成25年度は生後発達過程におけるmi/miおよび野生型マウスの咀嚼筋のmiR-206の発現量および筋組織内分布の変化を明らかにするための実験に際し、mi/miマウスの出産数が少なく、サンプリングに時間に予定以上の時間を要したため、Real-time PCR法によりmiR-206の発現量を解析する実験しか行えなかった。よって、やや遅れていると自己評価した。
イタリア「アカデミー」のオペラ文化への貢献：モンテヴェルディとの関わりを中心に

本研究は、17世紀イタリア中北部で活動していた貴族の集まり「アカデミー」の音楽文化への貢献を明らかにすることを目的とした。当時の最重要オペラ作曲家であるモンテヴェルディの創作時期から対象年代を設定し、そして研究対象とするアカデミーを選定した。成果としては、ローマの貴族で作曲家のカヴァリエーリのフィレンツェでのアカデミー活動、次にマントヴァを拠点とするアカデミーにおけるユダヤ人芸術家たちの活動についての研究、また専用劇場を持つアカデミーも存在したことから、初期の劇場事情についてヴェネツィアを対象とした調査などを行なった。個々のアカデミーに関する考察を基に、相互関係についてもまとめつつある。あらかじめ対象時期として設定していた1607年から1643年の間に活動実績のあった、北イタリアの都市を拠点とするアカデミーを調査するために、今年度はその対象となるアカデミーの選定を行なった。まず、ブリティッシュ・ライブラリーのデータベースで確認できる857のアカデミーから、当該都市と時代から、229のアカデミーを抽出した。さらに、この229を対象に活動内容の精査を行ない、音楽や演劇など、舞台芸術にかかわる活動実績の確認がとれるアカデミーを抽出し、最終的に34のアカデミーを選定した。この34を対象に、アカデミー間のネットワークの在り方をさぐっていくこととする。また、2017年1月下旬より2月中旬にかけて、マントヴァの国立古文書館にて史料調査を行ない、16世紀の当時に発足していたアッカデーミア・デッリ・インヴァギーティ(好事家たちのアカデミー)に関する情報を得るのと並行して、この貴族集団のなかで重宝されていたユダヤ人がいたことから、ユダヤ人コミュニティの演劇カンパニーに関する情報収集もおこなった。貴族の集団であるアカデミーは、宮廷とのつながりを持ち、各種イベントごとでも君主と大きく関わりを持っていたことは当然であるが、ユダヤ人コミュニティの演劇カンパニーは、それ以前から君主のために音楽を用いた舞台芸術を実践しており、宮廷文化の発展に大きく貢献していたことがわかった。全ヨーロッパでユダヤ人を隔離する措置がとられてからは、宮廷で働く芸術家のなかに、改宗したユダヤ人が数多くいたこと、その中の重要な一人が、宮廷楽長であったモンテヴェルディと、とりわけ踊りの分野で関わりを持っていたという興味深い事実が浮かび上がった。現地調査の時期が予定よりも遅くなってしまい、また国際学会への参加もあったため、年度内に計画の見直しを行なっていた。その意味では、ネットワークの状況を探るための調査対象となる、34のアカデミーを抽出できた時点で概ね予定通りの進捗であると考えている。2017年度は本研究対象の時代設定に関わる作曲家、クラウディオ・モンテヴェルディ(1567-1643)の生誕450年であったため、それを記念したイベントへ参加するために6月にヴェネツィアを訪問し、併せて現地調査を行なった。また12月には早稲田大学オペラ/音楽劇研究所内企画としてプロジェクトを立ち上げ、シンポジウムを催し、自身も登壇した。シンポジウムのテーマとしたのは、彼の最後のオペラ《ポッペーアの戴冠》の題材である「古代ローマ」について。台本を作成したフランチェスコ・ブゼネッロは、ヴェネツィアのほぼすべての知識人たちが集まっていたアッカデーミア・デッリ・インコーニティ(知られざるものたちのアカデミー)のメンバーとして作家活動を行っていた。オペラの題材は、それ以前はギリシア神話であることが当たり前であったが、彼が描いたのは古代ローマの皇帝をめぐる物語であった。つまり、この作品は世俗的なオペラとしては初めて実在した人物を取り上げたものであり、オペラの題材が多様なものになるきっかけであったと言える。これについては、ヴェネツィアという自由な環境から生まれた枠にとらわれない発想が、所属するアカデミーを通して作家に影響したと従来から言われており、そこでシンポジウムではこの古代ローマという題材を通して、その後の欧州で作られるオペラの題材傾向を考察し、発表した。研究期間内には個別のアカデミーに関する研究発表を、学会や論文を通して行なってきたが、全体をまとめた成果についても今後発表していく予定である。1607年1643年の時期に、音楽や演劇など、舞台芸術にかかわる活動実績を確認することができた、北イタリアに在った34のアカデミーを対象に、各アカデミーのメンバーの所属状況を確認し、芸術家個人を介してのアカデミー間のつながりを整理する。その後、出版された文献の内容や献辞等から、文化の伝搬に関するネットワークの在り方を考察する。6月には本研究の時代選定に大きく関わる作曲家モンテヴェルディの生誕450年の記念イベントが、彼の活動地であった、クレモナ、マントヴァ、ヴェネーツィアの3都市で約2週間に渡って行なわれる。代表者は最終地であるヴェネーツィアでのイベントに参加の予定である。そして、研究の最終調整を兼ねて、秋ごろに再度の渡伊を検討、及び、国内の学会や研究会での口頭発表をいくつか予定している。また、上述のモンテヴェルディ生誕450年を記念して、演奏家も交えたシンポジウムの企画を立ち上げる予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。イタリア・オペラ29年度が最終年度であるため、記入しない。
腸管パイエル板Ｍ細胞における抗原トランスサイトーシス機構の解析

M細胞は粘膜組織のリンパ濾胞を覆う濾胞関連上皮に存在し、管腔内の抗原を取り込んで直下の免疫細胞へと受け渡すことにより免疫応答を誘導する。一方で、M細胞は病原体が侵入するための門戸としても利用されており、M細胞による抗原取り込み機構を明らかにすることは粘膜免疫系の理解に重要な課題であると言える。しかしながら、M細胞の成熟過程や抗原取り込みの詳細な分子機構には不明な点が多く残されている。本研究では、M細胞に高発現する転写因子として新たにSOXファミリー転写因子であるSox8を同定し、M細胞の成熟に果たす役割を明らかにした。Sox8はRANKLシグナル下流の非古典的NF-κB経路によってM細胞特異的に誘導され、成熟M細胞マーカーであるGp2のプロモーター領域に結合し、その転写活性を直接誘導した。Sox8欠損マウスを解析したところ、成熟M細胞が顕著に減少しており、パイエル板への抗原取り込みが減弱していた。その結果、幼若Sox8欠損マウスでパイエル板の成熟が進まず、離乳期における粘膜免疫応答が抑制されることが明らかとなった。また、抗原取り込みを制御する候補遺伝子としてPHメイン含有ファミリー分子(以下M-Plek)を同定し、その分子機能を明らかにした。M-PlekはPHドメインを介して2種類のホスホイノシチドに結合し、C末端領域を介してアクチン骨格と相互作用した。M-Plekを培養細胞に強制発現したところ、エンドサイトーシスが顕著に促進されることを見出した。さらに、M-Plekの生理的機能を明らかにするため、CRISPR/Cas9システムを用いてM-Plek欠損マウスを作製した。以上の成果は、これまで不明であったM細胞の成熟化や抗原輸送の分子機構の理解を大幅に進めるものであると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は腸管パイエル板に存在する特殊上皮細胞であるM細胞による抗原トランスサイトーシスの分子機構を明らかにすることを目的としている。我々の研究グループの過去の研究でM細胞特異的に発現する遺伝子X(仮)が同定された。転写産物のドメイン構造からリン脂質に結合する事が予測され、トランスサイトーシスへの関与が疑われる。しかしながら、この遺伝子に関する報告は極めて少なく、その生理的機能は未知である。本年度は本遺伝子の発現を単離したM細胞で確認すると共に、この遺伝子の生理学的な機能を解明するため、CRISPR/Cas9システムを用いて遺伝子欠損マウスを樹立した。メンブレン上に単層培養された上皮細胞を用いる事で、頂端側から基底膜側への物質輸送を容易に測定する事ができる。Caco-2などの細胞株を用いてM細胞様の細胞を分化させる系が報告されているが、生理的なM細胞とは性質が異なっている。そこで、マウス小腸から樹立したオルガノイドを単層培養し、M細胞に分化させる系の確立を試みた。遺伝子欠損マウスから樹立したオルガノイドを用いることで、トランスサイトーシスにおける分子機能を明らかにできると考えれる。本年度は安定的にオルガノイドを作製する系を確立し、部分的ではあるが単層を形成する事に成功した。また、過去の研究で転写因子Y(仮)がM細胞に特異的に発現することが見出され、その分化・成熟に関与していると考えられる。そこで、本分子に対してクロマチン免疫沈降(ChIP)を行い、標的遺伝子の同定を試みた。その結果、文献情報から標的と予想される複数の遺伝子についてChIP-qPCRで特異的な増幅を確認した。現在、次世代シークエンサーによる標的遺伝子の網羅的な解析を行うための条件検討を行なっている。本年度はゲノム編集技術であるCRISPR/Cas9システムを習得し、M細胞特異的に発現する遺伝子欠損マウスと樹立することができた。現在は繁殖に取り組んでおり、生理学的な解析に向けたコロニーが得られている。また、現在はM細胞特異的なタンパク質の哺乳類発現ベクターや精製用発現ベクターの構築に取り組んでおり、分子機能の解析に向けた実験材料も揃いつつある。このように、分子機能の解析から個体レベルの解析まで行うという当初の計画に向けて概ね順調に進んでいると言える。M細胞は小腸のパイエル板などのリンパ濾胞を覆う上皮に存在し、細菌などの抗原を取り込んで直下の免疫細胞へと受け渡すことで、管腔内の免疫監視に重要な役割を果たしている。しかしながら、M細胞の分化や抗原取り込みにおける分子基盤や、実際の生物学的重要性については不明な点が多い。本研究は、M細胞特異的遺伝子の解析により、M細胞による粘膜面の免疫恒常性維持の分子機構を明らかにすることを目的とする。当該年度は我々の研究で同定されたM細胞特異的に発現する2つの遺伝子に着目し研究を進めた。1)M細胞に高発現するSOXファミリー転写因子(以下M-Sox)を欠損したマウスでは成熟M細胞が顕著に減少することが分かっている。そこで、M-Sox欠損マウスの免疫学的な表現型を解析した結果、腸管における特異的粘膜免疫応答が減弱していた。また、M細胞誘導因子であるRANKLの下流にある転写因子RelBについて解析した結果、M-Soxのプロモーター領域にRelBが結合していた。したがって、M-SoxはRelBによる転写制御を受けて発現し、M細胞の分化誘導を介して粘膜免疫応答に寄与することが明らかとなった。2)M細胞に高発現するプレクストリン相同ドメイン含有ファミリー分子(以下M-Plek)

ついてはその機能は未知であった。in vitroでの解析の結果、M-Plekは細胞膜および細胞骨格と共局在し、ホスファチジルイノシトールリン脂質との結合能を有していた。H28年度にCRISPR/Cas9システムを用いて作製したM-Plek欠損マウスを解析した結果、腸管内のIgA産生量が減少していたが、M細胞の数や蛍光ビーズの取り込み量に変化は見られなかった。このことから、M-Plekはビーズなどの固体の取り込みではなく、可溶性抗原の取り込みを介して粘膜免疫応答に寄与している可能性が示唆された。当該年度はM細胞特異的に発現する2つの遺伝子について解析を進め、発現制御機構、細胞内局在、結合する脂質などについて分子レベルの知見を得た。さらに、これらの遺伝子欠損マウスの表現型を解析し、粘膜免疫応答に重要な役割を果たしていることを明らかにした。これらのことから、M細胞特異的遺伝子について分子から個体レベルまで解析するという当初の計画通り順調に研究が進展していると言える。M細胞は粘膜組織のリンパ濾胞を覆う濾胞関連上皮に存在し、管腔内の抗原を取り込んで直下の免疫細胞へと受け渡すことにより免疫応答を誘導する。一方で、M細胞は病原体が侵入するための門戸としても利用されており、M細胞による抗原取り込み機構を明らかにすることは粘膜免疫系の理解に重要な課題であると言える。しかしながら、M細胞の成熟過程や抗原取り込みの詳細な分子機構には不明な点が多く残されている。本研究では、M細胞に高発現する転写因子として新たにSOXファミリー転写因子であるSox8を同定し、M細胞の成熟に果たす役割を明らかにした。Sox8はRANKLシグナル下流の非古典的NF-κB経路によってM細胞特異的に誘導され、成熟M細胞マーカーであるGp2のプロモーター領域に結合し、その転写活性を直接誘導した。Sox8欠損マウスを解析したところ、成熟M細胞が顕著に減少しており、パイエル板への抗原取り込みが減弱していた。その結果、幼若Sox8欠損マウスでパイエル板の成熟が進まず、離乳期における粘膜免疫応答が抑制されることが明らかとなった。また、抗原取り込みを制御する候補遺伝子としてPHメイン含有ファミリー分子(以下M-Plek)を同定し、その分子機能を明らかにした。M-PlekはPHドメインを介して2種類のホスホイノシチドに結合し、C末端領域を介してアクチン骨格と相互作用した。M-Plekを培養細胞に強制発現したところ、エンドサイトーシスが顕著に促進されることを見出した。さらに、M-Plekの生理的機能を明らかにするため、CRISPR/Cas9システムを用いてM-Plek欠損マウスを作製した。以上の成果は、これまで不明であったM細胞の成熟化や抗原輸送の分子機構の理解を大幅に進めるものであると考えられる。本年度に樹立した遺伝子欠損マウスを用いて、M細胞への影響、特に蛍光ビーズや細菌の取り込み能に影響が生じるか解析を行う。また、培養細胞への強制発現系や精製タンパク質などを用い、分子レベルでの機能を解析する。さらに、オルガノイド単層培養系の確立を試み、in vitroにおけるトランスサイトーシス解析を目指す。
リガンド非依存的エストロゲン受容体aの活性化は高血糖下での摂食抑制に必須である

視床下部POMCneuronは、高血糖下での摂食を抑制する中心的な役割を果たす。この摂食抑制は、leptin-POMC系により仲介される。我々は、高血糖下で特異的なestrogen非依存型Estrogen receptor・(ERa)活性化の介在を示唆する現象を観察した。この高血糖下で特異的に作動するestrogen非依存型活性化の分子機構の解明を行う。以前報告したように、Akitaマウスにcastrationを行うと摂食の抑制は認められたが、雄ERaKO Akitaマウス(以下Akita KOマウス)にcastrationを行ったところ、摂食の抑制は認められなかった。摂食の抑制が、POMCを介することを確認するために、血中レプチンおよび視床下部のPOMCのmRNAを定量した。AkitaマウスおよびAkita KOでは、ともに血中leptinの増加が認められたが、POMCの発現の増加は、Akitaマウスでのみ認められ、Akita KOマウスでは認められなかった。LeptinによるPOMCの発現には、leptin受容体、受容体を介する細胞内伝達経路が知られている。この経路の中で、STAT3は最初のシグナル伝達経路である。そこで、STAT3のリン酸化を見たとこところAkitaマウス、Akita KOマウスで同程度にリン酸化が認められた。このことから、leptinによるPOMC neuronへのシグナルは、STAT3までは伝達されていることが分かった。STAT3以降の下流で、ERaの関与が想定された。視床下部POMC neuronは、高血糖下での摂食を抑制する中心的な役割を果たす。
フラーレンおよびカーボンナノチューブをベースとしたナノ物質構造の作成と量子物性

ナノスケールの新規な物質系を構築することを目的として、半導体の清浄表面上に金属内包フラーレンを蒸着させ、STMで観察することにより金属内包フラーレンと半導体の相互作用の大きさや積層のパターンの詳細な調査を行った。また、STSにより分子の局所的な電子状態の観察を行った。異性分離したCe@C_<82>をSi(111)-(7×7)に蒸着させ、その時の吸着状態を調べた。Si上に直接吸着したCe@C_<82>は、室温でも一つの分子に縞状の模様が観察され、その模様はトンネル電圧によって変化することがわかった。このことは、室温でもSi上のCe@C_<82>の回転は凍結していることを示唆している。吸着量を増やしていくと、最初の数層は二次元的に層形成し、その上に三次元的な島が形成されていくというStranski-Krastanov様式で結晶成長することが明らかとなった。この三次元的な島は基板を過熱することで凝集し、さらには最密充填構造をとる。最密充填時のフラーレン間距離は11.6Åであり、この値はバルク試料の粉末X線回折測定から見積もられた値と一致している。この値はvan der Waalsサイズと一致しており、このことは数層目のM@C_<82>分子に対するSi基板からの影響はほとんどないということを示唆する。数層堆積しているCe@C_<82>の室温でのSTS測定から,フェルミ準位付近に約0.7eVのエネルギーギャップが存在することがわかった。ナノスケールの新奇物質系を構築するために、半導体の清浄表面上に金属内包フラーレンを蒸着させて、STMにより表面吸着状態の直接観察および金属内包フラーレン分子のマニピュレーション、さらにはSTSにより局所的な電子状態を測定することを研究の目的としている。金属内包フラーレンはDy@C_<82>を用い、半導体基板としてはSi(111)-(7×7)を用いた。1ML(モノレイヤー)以下ではDy@C_<82>はレストアトム上に高確率(70%)で蒸着していたが、Dy@C_<82>分子の配列には規則性がなくランダムであった。蒸着後にSi基板を200°Cまで加熱しても蒸着状態に変化は観測されなかった。さらに第一層が完全に形成されるまでに,第二層に二次元的島はできなかった。これらのことからDy@C_<82>分子とSi基板間の相互作用が強いことが示唆される。第一層および第二層のDy@C_<82>の高さは,それぞれ7.2Åと10.8Åであった。この違いの原因としては,第一層のDy@C_<82>分子がSi基板と結合することで電荷がSi側に移動しているためだと考えられる。また,第二層のDy@C_<82>の高さはVan der Waals半径を考慮した時のDy@C_<82>分子の大きさ(11Å)と一致しており,第二層以上では基板との相互作用はほとんどないと考えられる。300Kで,第一層目に存在するDy@C_<82>のSTS測定から,フェルミ準位付近に約0.1eVのエネルギーギャップが存在することがわかった。これはDy@C_<82>の電気抵抗から評価した値と一致する。また、STM像は試料バイアスV_s=-2.0V、トンネル電流I_t=0.2nA程度で観察しているが、I_tを高くすることで一定の確率でDy@C_<82>が移動することがわかった。
視覚性自己運動知覚を利用した速度超過行動抑制手法の構築

交通事故の原因となる先急ぎ運転などのリスクテイキング行動は,道路設備や車両が発達した現在も存在しており,交通事故の原因になることもある.このような事故を減らすためには,リスクテイキング行動を抑制する取り組みが必要である.本研究では,代表的なリスクテイキング行動である先急ぎ運転を抑制することを目的とし,運転中のドライバに視覚運動刺激を重畳呈示することで,ドライバの速度知覚に外部から介入することが可能かどうかをシミュレータ実験により検討した.その結果,周辺視野に対して視覚運動刺激を重畳呈示することにより,ドライバの速度知覚に対して外部からの介入が可能であることが示唆された.本研究では,近年広がりを見せるスマートグラスなどの情報提示装置を用いて,運転中のドライバに視覚運動刺激(optic flow)を重畳呈示することにより視覚性自己運動知覚を誘発させ,ドライバの速度知覚に外部から介入することが可能かどうかの検討を行った.本年度は,視覚運動刺激の呈示がドライバの速度知覚にどのような影響を及ぼすのかを,前年度に構築した3画面ドライビングシミュレータと透過型ディスプレイを用いた実験装置を使って調査した.まず,被験者の視野全体に同方向に運動する刺激を重畳呈示した場合の速度知覚について調査を行った.その結果,鉛直下向き,左右水平に広がる方向,消失点から半径外向き方向に運動する刺激を重畳呈示することで,刺激がない条件に比べて有意に遅い速度を知覚することが確認された.次に,刺激の移動量が変化する際の速度知覚について調査を行ったが,この効果は確認できなかった.ここまでの実験結果と被験者からの内観報告を基に理由を考察したところ,視野中央に呈示した刺激が速度知覚に対してディストラクタとして振る舞っていることが考えられた.そこで,消失点を中心として半径方向に運動する刺激を,視野中央で半径15degより内側の範囲とこれより外側の範囲に分けて,それぞれ別々に重畳呈示する実験を行った.その結果,視野中央に刺激を重畳呈示した場合には,先の実験と同様に刺激がない条件に対して有意に遅い速度を知覚し,中央よりも外側に重畳呈示した条件では有意に早い速度を知覚することが確認できた.さらに後者条件において,刺激の空間密度や移動量を変化させたところ,これによる効果を確認することができた.現在,これらの結果について対外発表の準備を行っている.今後,本研究を継続することで速度知覚モデルの構築,受動移動と能動移動による違いについてなどの検討を行うことを予定している.交通事故の原因となる先急ぎ運転などのリスクテイキング行動は,道路設備や車両が発達した現在も存在しており,交通事故の原因になることもある.このような事故を減らすためには,リスクテイキング行動を抑制する取り組みが必要である.本研究では,代表的なリスクテイキング行動である先急ぎ運転を抑制することを目的とし,運転中のドライバに視覚運動刺激を重畳呈示することで,ドライバの速度知覚に外部から介入することが可能かどうかをシミュレータ実験により検討した.その結果,周辺視野に対して視覚運動刺激を重畳呈示することにより,ドライバの速度知覚に対して外部からの介入が可能であることが示唆された.旧来より,運転中のリスク低減に向けて様々な安全対策が講じられてきた.しかし,先急ぎ運転などのリスクテイキング行動は依然として存在し,交通事故など危険状況に陥る原因となっている.本研究では,ドライバに走行速度に応じた視覚運動刺激(optic flow)を呈示することで,視覚性自己運動知覚を誘発してドライバの速度知覚に介入し,リスクテイキング行動を抑制することが可能かどうか検討を行う.この中で,運転中に自己運動知覚を誘発させた場合の走行速度知覚特性のモデル化,自己運動知覚はドライバの速度制御行動にどの程度反映されるかを明らかにして,運転行動を安全側に誘導する方法を構築することを目的とする.初年度は,まずシミュレータの整備,透明ディスプレイを使った視覚運動刺激呈示システムの構築を行い,本研究で使用する実験環境を整備した.その後に,シミュレータ実験における観察者の速度弁別能力の検証など基礎的なデータ収集を行った.初年度にドライバに呈示する視覚運動刺激の物理特性について,被験者実験から検討する予定であった.しかし,使用する透明ディスプレイ装置の発注から納品までの期間が当初の予定よりも非常に長く,刺激呈示システムの構築が遅れた.また,納品後も装置の一部に不具合が存在し,これを修正するために機器を使用できない期間があった.このため,視覚刺激に関する実験は遅れ,実施するはずであった視覚運動刺激の物理特性の検討,視覚運動刺激呈示が速度知覚に与える影響に関する被験者実験が完了していない.まず,初年度に行う予定であった視覚運動刺激のパラメータ選定について早急に実施する.具体的には呈示する領域,運動方向,速度や密度を変化させ,速度知覚に影響を与える範囲とその程度について,被験者実験により検証する.次に,移動時の状態に関する検討を行うために,受動移動と能動移動で速度知覚が異なる可能性について検討する.これまでに行ってきた実験では,受動移動の状態での知覚状態を検証している.しかし,いくつかの先行研究より,これら2つの間では注視点の移動範囲や視線停留時間などが異なることが報告されている.このため,呈示刺激による効果についても違いが生じる可能性があり,調査する必要がある.最後に,呈示する刺激パラメータを変化させることにより,運転者の行動をパラメトリックに変化させることが可能か否かについても検討したい.

最後に,得られたデータから知見のまとめおよび問題点の洗い出しを行い,最も適した刺激提示方法,走行速度抑制効果について評価を行う.また,同時に被験者の内観報告を指標にして,被験者が受ける精神的,肉体的負担などについても評価を行う予定である次年度では,実験参加者への謝金,調査および研究内容発表に伴う旅費への支出を予定している.