hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
数学的論証の内面化過程に関わる社会的相互作用の教授実験研究

本研究では、まず、山口県山口市の一つの公立中学校より研究協力の承諾を得て、中学2年生のクラスを一つ選定し、その数学の授業を研究対象とした。図形の論証に関わる授業に焦点をあて、1994年10月中旬より1995年3月中旬まで、担当の数学教師と共同して授業内で教授実験を行なった。授業は、観察日誌への記載およびビデオカメラとテープレコーダによって記録された。担当教師およびクラスの生徒に対して必要に応じてインタビューを実施し、それはテープレコーダ等によって記録した。また、授業で用いられた教材、テスト、生徒の答案の写し等も収集した。収集されたデータのデータベース化と分析の作業は現在も進行中である。現時点で得られている暫定的成果のうち、主なものは以下の通りである。1.中学2年数学の図形領域で論証が生徒にとって最も困難な内容であり、それまでに特に数量に関する領域の学習で得た生徒達の学習習慣では対応できない場面が多い。2.論証の教授・学習過程には新しい文化への同化過程との類似がみられ、文化人類学の研究がこの過程の分析に示唆的である。また、証明の記述には、書きコトバが用いられており、書きコトバに関するヴィゴツキ-の研究がこの点の分析に示唆的である。3.論証の内面化過程に関わるものとして、教師の説明、教師と生徒の間の議論、教師の様々な手立て、生徒同士の議論等がある。それらがお互いに関係し合いながら、内面化は進む。4.論証は、それが置かれている教授・学習過程の脈絡の中で固有の意味を持ち、その脈絡から切り離して子どもの書いた論証を十分理解することは困難である。5.論証の意義に対する子どもの理解は、説明や論証の活動を通じて徐々に深められるものであり、論証の導入段階で十分なものを子どもに求めることは困難である。定義と定理、仮定と結論等の意義に関しても、操作的理解が先立ち、概念的理解を初めに求めることは困難である。
新規牛白血病ウイルス感染性蛍光定量法を応用した感染阻害剤スクリーニング法の研究

平成30年度は前年度に構築したCC81-GREMG細胞を用いたluminescence syncytium induction assay (LuSIA)による牛白血病ウイルス感染阻害剤スクリーニング系の、テストランおよび標準化ライブラリーによるアッセイ系のバリデーションを行った。その結果、アッセイ系が十分に構築されていることが確認できたことから、次にパイロットライブラリー400化合物について、FLK-BLV細胞との共培養において、化合物10ug/mLにおけるBLV感染阻害作用のスクリーニングを行った。同時に、WST-1法による化合物によるCC81-GREMG細胞に対する細胞毒性も測定した。その結果、細胞生存率90%以上かつコントロールと比較して蛍光シンシチウム形成を30%以上阻害する化合物が9化合物得られた。得られた化合物について100.1ug/mLで濃度依存性を検討したところ、そのうち6化合物で濃度依存的な阻害が見られた。得られた6化合物について、より活性の高い化合物を検索するため理研天然化合物バンク所蔵25,000化合物からそれぞれ類縁体の検索を行い、提供を受けた元化合物を含む合計280化合物についてスクリーニングを行った。その結果、化合物AFの類縁体はそれぞれ46/200化合物、5/22化合物、3/5化合物、1/24化合物、4/20化合物、0/4化合物が10ug/mLで蛍光シンシチウム形成阻害能を示した。複数の低毒性かつ阻害率の高い化合物が得られており構造関連相関による最適化が可能であると考えられたが、化合物D類縁体は全体的に細胞毒性の強く、得られた1化合物についても不溶性であり、化合物Fについては入手可能な類縁体数も少なく、活性化合物が得られなかった。今後は、最も阻害活性の強かった化合物A、B、C、E類縁体を用いた機能解析を行い作用機序の解明を進めていく。平成29年度は、牛白血病ウイルス(BLV)感染阻害作用を持つ薬剤スクリーニングを実施するために、感染性測定系のさらなる高感度化および最適化を行った。これまで我々のBLV感染性蛍光定量法(LuSIA)ではBLVのlong terminal repeat (LTR)のU3領域のみをプロモーターとして持ち、BLVの感染により緑色蛍光タンパク質を発現するレポータープラスミドをCC81細胞に安定導入したCC81-BLU3G細胞を用いて、感染性を定量していたが、本年度はスクリーニング系の高感度化を期して、LTR-U3領域のグルココルチコイド応答配列(GRE)に変異を導入したレポータープラスミドを安定導入し、CC81-GREMG細胞を新たに樹立した。CC81-GREMG細胞をBLV感染細胞株FLK-BLV細胞と共培養し、感染性を定量した結果、CC81-GREMGは従来のCC81-BLU3Gと比較し蛍光バックグラウンドが有意に低く、それにより認識可能な蛍光シンシチウム数が増加することでLuSIAの感度が増強されることが明らかになった。そこでCC81-GREMGをレポーター細胞として96well plateを用いたスクリーニング系の構築を行い、BLV感染性分子クローンpBLV-IF2を用いたトランスフェクション系およびFLK-BLV細胞共培養系についてそれぞれ最適条件を検討した。スクリーニング対象とする化合物ライブラリーについて、当初は東京大学創薬機構のコアライブラリーの利用を検討していたが、最終的に食用または乳用に供される牛への投与を目標とすることから、天然物化合物にアドバンテージのある理研天然化合物バンクの保有するライブラリーを用いたスクリーニングを優先して実施することとした。現在は、テストランおよび標準化合物ライブラリーによるアッセイ系のバリデーションを実施しているところである。当初予定では本年度中に2次スクリーニングまで終了し、候補化合物を選出する予定であったが、96well plateによるスクリーニング系では結果を安定させるために、従来使用していたレポーター細胞の高感度化が重要であった。そのためレポータープラスミドへの変異導入による感度の向上、および安定導入したレポーター細胞株を新たに樹立する必要があった。それによりスクリーニング系の構築、最適化の開始がやや遅れることとなった。

複数の低毒性かつ阻害率の高い化合物が得られており構造関連相関による最適化が可能であると考えられたが、化合物D類縁体は全体的に細胞毒性の強く、得られた1化合物についても不溶性であり、化合物Fについては入手可能な類縁体数も少なく、活性化合物が得られなかった。今後は、最も阻害活性の強かった化合物A、B、C、E類縁体を用いた機能解析を行い作用機序の解明を進めていく。スクリーニング対象とする化合物ライブラリーについて、当初予定の東京大学創薬機構コアライブラリーから理研内の理研天然化合物バンクの保有ライブラリーを選択したことで化合物および情報入手が迅速化した。現在はテストランおよび標準化合物ライブラリーによるアッセイ系のバリデーションを実施しているところであるが、来年度は早期にスクリーニングを実施し、ヒット化合物の作用機序解析を行う予定である。また、その際に使用する化合物ビーズは理研天然化合物バンクから協力を受けることで研究が加速できる見込みである。それにより現状の遅延は解消され、当初予定通り研究が遂行される予定である。本年度に行う予定であった1次、2次スクリーニングの開始が、次年度始めまで遅延したため、その為の資材、試薬等が次年度購入になったことによる。
らい菌が有する未知の成分が惹起する宿主細胞の泡沫化と感染メカニズムの解明

らい菌は、マクロファージを宿主として寄生しその中で大量の脂質を蓄積することで泡沫化し生存を維持している。我々は、その過程において特定のトリアシルグリセロール分子種が顕著に蓄積されるとをLC-MS/MSで明らかにした。また、その蓄積には律速酵素であるGPAT3がらい菌に特異的に発現増加していることを明らかにした。さらに、悪性度の異なるハンセン病患者から採取した皮膚スメアサンプルを用いてGPAT3発現を評価すると、らい菌が増殖している検体において高発現していた。これらのことから、らい菌は宿主マクロファージにおいてGPAT3発現を促すことでTAGを蓄積し、自身に有利な環境を構築していると考えられた。昨年度は、らい菌感染マクロファージに蓄積される脂質分子種の同定およびその蓄積に寄与する遺伝子について検討した。そのために、ヒト培養マクロファージであるTHP-1細胞を用いらい菌を感染させる実験を行った。これまでの検討により、らい菌を感染させることにより細胞内にtriacylglycerol (TAG)が時間依存的に蓄積されることが分かっていたことから、そのTAG分子種(sn-1, sn-2, sn-3に結合する脂肪酸)についてLC/MS/MS解析を行った。その結果、TAG分子種には様々な変化パターンがあることが明らかになった。m/zが850.71, 904.79はらい菌感染後、48時間で劇的に増加。また、876.8は短時間で時間依存的に増加し、902.75は6時間で増加しその後、頭打ちになっていた。さらに、MS/MS解析により各々のm/zの炭素数、二重結合、グリセロールに結合する脂肪酸も同定することができた。TAGを合成する細胞内経路はすでに明らかにされており、主に新規合成経路のGlycerol phosphate pathwayと再合成経路のMonoacylglycerol pathwayが存在する。それらに寄与する遺伝子についてマイクロアレイデータから抽出し、変動のあった遺伝子についてさらにqPCRで発現量を比較したところ、Glycerol-3-phosphateに脂肪酸アシルCoAを転移しLysophosphatidic acid(LPA)を合成するGlycerol-3-phosphate acyltransferase(GPAT3)の発現量がらい菌感染時間依存的、MOI依存的に増加することが明らかになった。これらの結果より、らい菌は感染によってGPAT3の発現を誘導し宿主細胞内に特定のTAG分子種を合成し蓄積することが自身の細胞内寄生において重要であると考えられた。これまでの検討により、らい菌感染マクロファージにおいて顕著に蓄積される脂質画分についてはLC/MSデータを既に得ていたことから、問題なく当初の計画通りに進んでいる。昨年度はらい菌感染によって蓄積されるトリアシルグリセロールに関して、新規にTAG合成を担うグリセロールリン酸経路の律速酵素グリセロリン酸アシルトランスフェラーゼ3の発現増加を誘導することでTAG蓄積が促されることを明らかにし、またその分子種についてもLC/MS/MS解析によって同定することができた。本年度はTAGの蓄積についてらい菌のコントロールを用いて絶対量および相対的な変化についてTLCで評価した。らい菌のコントロールとして、細胞壁成分であるペプチドグリカン(PGN)、宿主マクロファージの活性化として分化誘導剤であるPMA、貪食のコントロールであるラテックスビーズを用いた。その結果、TAGの蓄積はコントロールであるペプチドグリカンやPMA、ラテックスビーズでも促されたが、らい菌において顕著であった。これらのことより、マクロファージにおいて、Toll様受容体(TLR)などの既知の成分を介した活性化や異物の貪食だけでなく、らい菌の細胞壁成分における未知の成分が重要であることが示唆された。GPAT3はPPARgによって制御されていることが知られている。そこで発現量についてマイクロアレイのデータやRT-PCR解析二よって、感染によって増加していることがわかった。これらのことより、らい菌は、宿主マクロファージに感染するとらい菌由来のPPARgを活性化する成分を介してGPAT3のpromoter上流に結合することが重要である可能性が考えらえれた。マイクロアレイの結果を有しているため、PPARgが制御している脂質代謝関連遺伝子がある程度えらえれるため、時間が短縮できていると考えられる。これまでの二年間で、らい菌感染マクロファージにGPAT3の発現が促され、結果TAG合成が増加するという結果を示して来た。そこで、最終年度はGPAT3の特異性を評価するために、らい菌の生菌に対する代表的なコントロールを用いて検討を行なった。誘導されるGPAT3はらい菌生菌で時間依存的に誘導され、その加熱した死菌でも一過性の誘導が見られたものの貪食のコントロールであるlatex beadsや細胞壁成分であるpeptidoglycanでは変動は見られなかった。これらの結果は、TAGの蓄積量と相関ていた。また、らい菌によるGPAT3の発現誘導機構についてもDNAマイクロアレイのデータを元にクラスター解析をおこなった。らい菌感染によって変動する遺伝子群で脂質の蓄積に寄与する遺伝子が複数見つかった。それら遺伝子はGPAT3を含め、PPAR遺伝子のターゲット遺伝子であることがわかった。PPARファミリーにはalpha, beta, ganmaがあり、特にganmaの発現量がらい菌生菌感染によって3倍ほど増加していた。PPARganmaは転写因子として働き脂質代謝に寄与する遺伝子群の発現調節を担うほか、同じ抗酸菌の結核菌において、マクロファージへの脂肪滴形成や細菌負荷に影響を及ぼすという報告があることから、らい菌との関与について検討をおこなった。

らい菌のMOIをふったところ、20から誘導がかかり、これはGPAT3の結果と一致していた。また、感染によって細胞質から核内へ移行することも示され、そのantagonistを用いると脂質の蓄積が顕著に低下した。らい菌は、マクロファージを宿主として寄生しその中で大量の脂質を蓄積することで泡沫化し生存を維持している。我々は、その過程において特定のトリアシルグリセロール分子種が顕著に蓄積されるとをLC-MS/MSで明らかにした。また、その蓄積には律速酵素であるGPAT3がらい菌に特異的に発現増加していることを明らかにした。さらに、悪性度の異なるハンセン病患者から採取した皮膚スメアサンプルを用いてGPAT3発現を評価すると、らい菌が増殖している検体において高発現していた。これらのことから、らい菌は宿主マクロファージにおいてGPAT3発現を促すことでTAGを蓄積し、自身に有利な環境を構築していると考えられた。昨年度までの検討により、らい菌感染によって発現が誘導されるGPAT3、それにともない蓄積される脂質分子種を明らかにしてきた。本年度は、それら脂質分子種がらい菌のマクロファージ内での潜伏・増殖に重要であるか否かについて明らかにする検討を行う。すなわち、らい菌のコントロールとして成分であるpeptidoglycan(PGN)、貪食のコントロールであるlatex beads、宿主マクロファージの異物認識による活性化のコントロールとしてphorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)を用いて、らい菌生菌での結果と比較検討し特異的に蓄積されるTAG脂質分子種を明らかにする。また、らい菌感染マクロファージに誘導されるGPAT3について、蓄積されるTAG分子種に必須であるかどうかについて評価するために、GPAT3のsiRNAによって遺伝子ノックダウンし、らい菌感染によって蓄積される脂質、TAG分子種、そしてらい菌のviabilityについて検討をすすめる。PPARrのアンタゴニストを用いて、らい菌感染時のGPAT3発現誘導への影響や、脂質蓄積への影響を評価する。また、GPAT3について、CRISPR/Cas9システムを利用してTHP-1細胞のノックダウン細胞を作製し、らい菌感染によって蓄積する脂質成分やTAG分子種についてコントロール細胞と比較検討する。脂質生化学予定していた研究が早く進んだため、今年度の予算額を下回ったと考えています。予定していた研究が早く進んだため、今年度の予定額を下回ったと考えています。研究はうまくいっているため、研究計画の変更は今のとことありません。平成28年度分と合算して研究用消耗品・旅費等に使用する予定です。研究はうまくいっているため、計画の変更はありません。平成29年度分と合算して研究用消耗品・旅費等に使用する予定です。
adherens junction細胞外環境のNotch情報伝達における意義

Notch受容体(Notch)を介する細胞シグナルは、細胞と細胞の接触を介して伝達される。Notchは細胞膜のごく限られた領域(adherensjunction、以下ではAJとす)に集まって存在する。AJへのNotchの集積は、シグナルの活性化に必要であることが示唆されている。そこで、NotchがAJに集積する機構を明らかにすることを目的とし、この過程で機能する遺伝子の候補を同定した。Notch受容体(Notch)を介する情報伝達系(Notch情報伝達系)は、細胞間の直接的接触による細胞間相互作用(ジャクスタシグナル)で機能している。ショウジョウバエの上皮細胞のNotchが、頂端部付近に局在していることは、すでに知られていた。しかし、Notchの頂端部への局在化機能や、その機能的な意義については、まったく研究されてこなかった。我々は、ショウジョウバエのハネ成虫原基の上皮細胞において、Notchが、adherens junctions (AJ)とsubapical complex (SAC)に局在化していることを明らかにした(以下、SAC/AJとする)。NotchのリガンドであるDeltaとSerrateも、SAC/AJに局在した。次に、NotchがSAC/AJに輸送される経路を解析した。ショウジョウバエ上皮細胞で新しく合成されたNotchは、まず、エキソサイトーシスによって、AJや頂端面の細胞膜に特異的の輸送される。次に、トランスサイトーシスによって、細胞膜上のNotchがSAC/AJに再輸送されて、そこに局在化すると考えられた。この過程は、NotchのO-フコシル化に依存して起こると考えられた。ショウジョウバエE-カドヘリンを、翅成虫原基の上皮でノックダウンすると、SACが正常に形成されず、Notchとそのリガンドの局在が異常になる。このとき、Notch情報伝達の低下が観察された。同時に、上皮細胞で機能するもう一つのジャクスタシグナル系である、Fat情報伝達も低下した。Fat受容体とリガンドも、AJ付近に局在している。これらの結果から、NotchやそのリガンドのSAC/AJへの局在化は、上皮細胞でのジャクスタシグナルに普遍的に必須であると考えられた。Notch受容体(Notch)を介する情報伝達系(Notch情報伝達系)は、細胞と細胞の直接的な接触を介した細胞間情報伝達で機能している。Notchは、隣接した細胞の表面にある一回膜貫通型リガンドによって活性化される。興味深いことに、Notchとそのリガンドは、ともに、adherens junctionに局在している。研究代表者は、adherens junctionが、Notchの活性化に必要な、特殊な細胞外の微細環境を提供していることを示唆する結果を得ている。本研究計画では、Notch情報伝達におけるadherens junction細胞外環境の意義と、Notchのadherens junctionへの局在化機構を明らかにすることを目的とする。ショウジョウバエ・ゲノムの全遺伝子に対して、RNA干渉法を用いて遺伝子機能をノックダウンするための系統が樹立され、現在までに、約6,000の遺伝子に対するRNA干渉が可能になった(遺伝研・上田)。ショウジョウバエのバネ成虫原基で、RNA干渉法を用いてNotch情報伝達に必須な遺伝子をノックダウンすると、成虫ハネ辺縁部の欠失や、翅脈幅の増大などの表現型が観察される。そこで、RNA干渉法を用いて、バネ成虫原基で任意の遺伝子の機能をノックダウンし、(1)Notch情報伝達系の標的遺伝子であるwinglessの発現が抑制されること、(2)AJへのNotchの局在化に異常を誘発するものを選別した。その結果、遺伝子機能のノックダウンによって、Notch情報伝達が抑制され、かつ、NotchのAJへの局在化を異常にする遺伝子を10程度同定することができた。今後の研究では、これらの遺伝子について機能喪失型突然変異体を作出する予定である。研究代表者は、adherens junctionが、Notchの活性化に必要な、特殊な細胞外の微細環境を提供していると考えている。Notchのadherens junctionへの局在化には、Notchのエキソサイトーシスとエンドサイトーシスが関与していることを示唆する結果を得ている。本研究計画では、Notchのadherens junctionへの局在化機構を明らかにすることを目的とし、Notchのエキソサイトーシスとエンドサイトーシスに関与する遺伝子を同定する。

ショウジョウバエのハネ成虫原基で、RNA干渉法を用いてNotch情報伝達に必須な遺伝子をノックダウンし、(1)Notch情報伝達系の標的遺伝子であるwinglessの発現が抑制されること、(2)Notchの細胞内局在に異常を誘発するものを選別した。その結果、遺伝子機能のノックダウンによって、Notch情報伝達が抑制され、かつ、Notchの細胞内局在を異常にする遺伝子を20程度同定することができた。これらのうちの2つの遺伝子については、機能喪失型の突然変異を作出することに成功した。Notch受容体(Notch)を介する情報伝達系(Notch情報伝達系)は、細胞と細胞の直接的な接触を介した細胞間情報伝達で機能している。Notchとそのリガンドは、ともに、adherens junctionに局在している。研究代表者は、adherens junctionが、Notchの活性化に必要な、特殊な細胞外の微細環境を提供していると考えている。Notchのadherens junctionへの局在化には、Notchのエキソサイトーシスとエンドサイトーシスが関与していることを示唆する結果を得ている。本研究計画では、Notchのadherens junctionへの局在化機構を明らかにすることを目的とし、Notchの小胞輸送に関与する遺伝子を同定する。ショウジョウバエ・ゲノムの約6,000の遺伝子に対して、in vivoでRNA干渉法を行うことが可能な系統が樹立されている(遺伝研・上田)。平成18年度までに、これらの系統を用いて、Notchの細胞内小胞輸送に関与すると考えられる遺伝子を網羅的にスクリーニングした。その結果、20程度の候補遺伝子を同定できた。しかし、RNA干渉法では、非特異的な遺伝子機能の抑制が起こるので、機能喪失型の突然変異を用いた研究が必要である。平成20年度の研究では、これらの候補遺伝子のうちの4つについて、機能喪失型の突然変異を作出することに成功した。このうちの2つについては、Notch情報伝達への関与が確認できた。また、別の3つの遺伝子についても、機能喪失型の突然変異の作出をほぼ完了した。今後は、これらの突然変異体を用いた解析を進めることで、Notchの小胞輸送に関与する新規な遺伝子の機能を明らかにできると考えられた。
タンパク質のフレキシビリティーが標的分子認識機能において果す役割の解析とその制御

高圧力としては50MPa以上300MPa以下のいわゆる可逆的変化領域と350MPa以上(700MPa以下)の不可逆的領域およびそれらの中間的領域の3領域に区分して検討した。これらの領域ではすでに単純酵素系では通常条件下とは大変異なる触媒機能の発揮されることが知られており、その根源となる構造上の変化をとらえ、触媒・分子認識能の詳細な変化を調査した。測定対象としては、前年度に引き続き、従来申請者がその機能について十分な研究経験を積んできたプロテアーゼ反応とりあげる一方、アミラーゼ、クレアチンキナーゼなどを対象として加えて検討した。方法論としては、タンパク質-標的分子間相互作用の解析と通常の反応速度論的解析とを常圧・高圧用の吸光度法・蛍光光度法、迅速反応解析装置等によって行うと共に、構造的解析には高圧下、復圧下での蛍光測定(in situおよびex situ)に加え、蛋白質のプロテアーゼ分解を行い、分解個所の特定をシークエンサー・(常圧での)NMR解析により行った。さらに、アフィニティーラベル法に使用する標的分子の基礎的側面を検討するとともに、高圧下での低温変性過程を詳細に調べた。これらの成果をもとに、タンパク質の可撓性あるいはフレキシビリティーと特異的分子認識能との関係を明らかにし、新たなる分子認識能を有するタンパク質の創出に展開した。
近世における能書資料及び入木道資料の表記に関する基礎的研究

本研究は、中世から近世における「書」の習得に関わる伝書(入木道(じゅぼくどう)伝書)を対象とし、日本語史の立場から、伝書を通じて伝えられてきた様々な「書」に関わる知識や認識、文字の習得過程などを検討することを目的とする。そのため、田藩文庫旧蔵本(約190点)をはじめとする入木道伝書を調査し、記述された内容を手がかりに、当時の人々の書記意識の解明をすすめる。同時に「寛永三筆」など、近世の能書資料に見られる仮名字体について、計量的調査を継続し、字体の変遷や、書流の形成過程との関係についても明らかにしていく。
社会工学的視点からの「中高生による車いす点検整備ボランティア活動」の試行と評価

車いすは福祉機器であるため,パンク修理でさえ自転車店では扱ってくれない。本研究では,中・高生のボランティア活動による車いすの定期点検に注目した。第1段階として,中学生が障害者施設を訪問し,車いすの点検整備を試行し,社会工学的見地から,問題点や改善点などの調査を行い,継続的な点検整備ボランティア活動への基礎資料を収集することを目的とした。平成20年2月10日,大阪市更生療育センターに通う中途障害者の車いす整備を,中学生のボランティア活動として実施した。センターにお願いして車いす16台の不具合の事前調査を実施した後,中学生24名(知的障害児2名を含む)と指導者3名により整備を行った。整備内容は,汚れ落としと虫ゴム交換(16台全て),ネジの増し締め(5台,1台ボルト破損交換),きしみ止め(3台)であった。その後,実施したアンケートでは,障害者は感謝していたが,中学生からの質問や問いかけ,アンケートの質問に対しては,多くを語ろうとしない人が多かった。センター職員の方の話しによると,まだ中途障害になったショックから立ち直っていない方が多いこと,言語障害が残っていること,利き手が不自由で文字を書くことに対して億劫になっているとの理由からだそうだ。それに対し,障害者の方々との短いやりとりにも関わらず,中学生はボランティアの意義を確かな手応えとして感じていた。特に障害児がボランティア活動の喜びを感じていたことは,非常に良かった。本ボランティア活動に対しては,センターの職員の方から,日頃出来ていないメンテナンスが出来て非常に喜んでもらえ,次年度からも継続実施の要請があった。ただ次年度からは,事前の訪問を増やし,中途障害者であるお年寄りとのコミュニケーション不足を解消することが,社会工学的見地からも重要であることが分かった。
燃料電池用プラチナ系触媒の革新的バイオ調製技術の創出

金属イオン還元細菌Shewanella algaeによるバイオミネラリゼーションを利用して、室温、90 minの回分操作によって、細菌内ペリプラズムにPtナノ粒子(3-5 nm)を合成した。次に、S. algae細胞を破壊してPtナノ粒子を液相に剥離させた後、Ptナノ粒子を活性炭粒子に付着させて電極触媒を調製した。燃料電池のアノード触媒として、バイオ調製Ptナノ粒子担持活性炭は、市販のPt触媒(活性炭担持、化学合成用)に比べて約1.7倍の触媒性能を示すことが明らかになった。1.金属イオン還元細菌(Shewanella属細菌)によるバイオミネラリゼーションを利用して、原料溶液中のPt(IV)イオンの還元・析出実験を嫌気環境下で行い、バイオ調製Ptナノ粒子の生産速度を定量的に把握するとともに、粒子性状について評価した。その結果、マイルドな操作条件下(室温、pH 7.0)において細菌細胞懸濁液に電子供与体としてギ酸ナトリウムを混合するだけの簡便な方法で、60 min以内の短時間で、一次粒子径が3 - 5 nmのPtナノ粒子を80-90 %の収率で細菌細胞内生産できることを見出した。2.Ptナノ粒子を担持した細菌細胞自体の導電性を高める方策として、細菌細胞の湿式炭化方法を開発した。すなわち、Ptナノ粒子担持細菌細胞を濃硫酸溶液中で高温処理することにより、細菌細胞が炭化されて導電性を高めることができた。なお、細菌細胞の炭化状態は熱重量ー示差熱分析によって評価した。3.細菌細胞を破壊してPtナノ粒子を液相に剥離させた後、Ptナノ粒子懸濁液のpH調整により、導電性担体(活性炭)にバイオ調製Ptナノ粒子を高分散に付着させる手法も開発した。4.バイオ調製Ptナノ粒子触媒ならびに市販の活性炭担持Pt触媒を用いて、燃料電池の発電特性を両触媒で比較検討した。未処理のPtナノ粒子担持細胞では、細菌細胞の外膜と内膜の間(ペリプラズム空間)にPtナノ粒子が存在しているために出力がなかった。一方、炭化処理後のバイオ調製Ptナノ粒子担持触媒では、市販Pt触媒に対して65 %程度の出力が得られた。さらに、活性炭にバイオ調製Ptナノ粒子を担持した触媒では、市販Pt触媒と同程度の触媒性能を示すことが明らかになった。当初の予定通り順調に研究が進み、市販Pt触媒と同程度の触媒活性を示すバイオ調製Pt触媒を調製することに成功した。1.金属イオン還元細菌(Shewanella属細菌)によるバイオミネラリゼーションを利用して、出発溶液中の白金イオン(Pt(IV))等のバイオ還元・析出実験を嫌気環境下で行い、バイオ調製Ptナノ粒子等の生産速度を把握するとともに、その粒子性状を評価した。その結果、マイルドな操作条件下(室温、溶液pH 7.0)において、出発溶液にShewanella属細菌(休止細胞)と電子供与体(ギ酸ナトリウム)を混合するだけの簡便な操作によって、60 min以内の短時間の回分操作で、Ptナノ粒子等(一次粒子径が10 nm以下、狭い粒子径分布)を80 %以上の高収率で細菌細胞内に生産できることが明らかになった。2.Ptナノ粒子を担持した細菌細胞自体の導電性を高める方策として、Ptナノ粒子担持細菌を濃硫酸溶液中で高温処理することにより、細菌細胞を炭化させて導電性を高める湿式炭化方法を開発した。3.細菌細胞の破壊処理(超音波照射による細胞膜の物理的破壊,NaOH溶液による細胞外膜の化学的破壊)を行ってPtナノ粒子を液相に剥離させた後、Ptナノ粒子懸濁液のpH調整により、導電性担体(活性炭等)にバイオ調製Ptナノ粒子を高分散に付着させる担持方法を開発した。4.バイオ調製Ptナノ粒子触媒ならびに市販の活性炭担持Pt触媒(有機合成用)を用いて、燃料電池の発電特性を両触媒で比較検討した。その結果、未処理のPtナノ粒子担持細胞では、細菌細胞の外膜と内膜の間(ペリプラズム空間)にPtナノ粒子が存在しているために出力がなかった。さらに、活性炭にバイオ調製Ptナノ粒子を担持した電極触媒では、市販Pt触媒(有機合成用)の160%の触媒性能を示すことが明らかになった。1.金属イオン還元細菌(Shewanella属細菌)を用いて、PGM(Pt(IV)、Ru(III)、Pd(II)など)の2成分溶液を対象にしてバイオ還元・析出実験を嫌気条件下で行い、二元素系PGMナノ粒子がバイオ調製できる操作条件を検討する。また、バイオ調製した二元素系PGMナノ粒子を電極触媒として用いて発電特性を測定し、バイオ調製Pt触媒の場合に比べて、二元素系PGM触媒の有効性が現れるバイオ調製指針を確立する。2.平成27年度に開発した微生物細胞の炭化処理方法および導電性担体(活性炭)へのバイオ調製
伊勢湾台風による高潮災害の解析と対策手法の研究

1.高潮災害の解析(1)名古屋港における高潮資料として、1951年から現在までの40年間の記録を使用して統計処理をした結果、伊勢湾台風時の資料を加えると、最高潮位及び潮位偏差のいずれもGumbel分布の適合性がよくないことが見出された。伊勢湾台風時の資料を除くと、偏差より最高潮位の方がよく、またGumbel分布より指数分布の方がむしろ適合性がよいことが見出された。(2)伊勢湾奥で発生した多くの過去の高潮災害で、特に享保7年(1722)9月に発生したものが伊勢湾台風による災害に匹敵するとされているので、災害誌や古書等により、この享保高潮の規模を検討した結果、台風コ-スは伊勢湾台風と類似であり、特に桑名から熱田までの被害が著しく、高潮の大きさは3mを越えていたと推定されることがわかった。2.対策手法(1)高潮災害の危険度の高い三重県長島町を対象として、種々の地勢・地物条件の下でシミュレ-ションを実施した結果、長島町のようなT.P.ー2m程度の低地盤に対しては、+1mの嵩上げでは破堤した場合に効果がないが、+3m嵩上げを行えば効果は絶大であることが見出された。(2)名古屋臨海地域を対象として、伊勢湾台風以後の人口、建築物及び埋立地の変化を調べた結果、人口の急増期に伊勢湾台風が発生したが、ここ20年は横ばいであること、建築物については6年程前から耐火耐震構造が木造より上回ってきたこと、埋立地については、面積は災害当時の1.7倍になったことなどが指摘された。(3)波浪制御を潜堤で行う場合、大水深になると砕波による消波効果も、反射による波の阻止効果もほとんど期待できないが、その対応策の一つとして、天端高が比較的低い潜堤を複数列配置する方法を実験的に調べた結果、2列の場合には波高低減率が1列の10%から30%以上にまで向上することがわかった。
核内受容体Nurrlによるアルドステロン産生調節機構の検討

1.核内受容体Nurrl結合蛋白のスクリーニング原発性アルドステロン症(アルドステロン産生腺腫)組織より、mRNAを調製し、逆転写反応により得たcDNAの両端にEcoRI,XhoI linkerを添加したcdNA断片を、Gal4 activation domain cDNAとin-frameに連結したcDNA libraryを作成した。次に、本cDNAライブラリーを用いて、Gal4 DNA-binding domain-Nurrlをbaitとして用いたyeast two-hybridscreeningを行い、SUMO化修飾のE2およびE3酵素であるUbc9,PIASlを同定した。2)Nurrlによるアルドステロン合成酵素CYP11B2プロモーター活性に及ぼす影響3)CYP11B2遺伝子プロモーター領域のAd5配列、NBRE配列の重要性の検討2.Ubc9,PIAS1によるNurrl依存性転写活性化への影響CYP11B2プロモーター活性をNurrlは活性化し、外因性にUbc9またはPIAS1を共発現すると、さらに転写活性はさらに増強された。また、SUMO化酵素活性を消失させたUbc9(C93S),PIAS1(C351S)の共発現においても、ほぼ同様の転写活性化を認めたことから、SUMO化酵素活性とは独立してNurrlのコアクチベーターとしての機能が示唆された。#核内受容体Nurr1のSUMO化酵素Ubc9,PIAS1によるアルドステロン産生調節副腎皮質におけるアルドステロン合成酵素CYP11B2遺伝子の転写調節因子として、核内受容体Nurr1,COUP-TF,SF-1などが知られており、Nurr1はNBRE-1(-766/-759)およびAd5(-129/-114)に結合して転写活性化にはたらくことが知られている。申請者らは、蛋白質のSUMO化酵素Ubc9,PIAS1がCOUP-TFIのcoactivatorとしてCYP11B2発現を増加させることを以前に見いだしている。そこで、まずNurr1によるCYP11B2転写活性化において、Ubc9,PIAS1の役割を検討した。その結果、ヒト副腎由来H295R細胞において、Nurr1はCYP11B2遺伝子プロモーター領域のNBREおよびAd5の両シス配列に結合して転写活性化にはたらき、Ubc9,PIAS1はその活性を軽度増強することが示された。Nurr1とUbc9,PIAS1の間では蛋白-蛋白結合を認めるが、COUP-TFIと比べるとその間の結合は弱かった。原発性アルドステロン症を示すアルドステロン産生副腎皮質腺腫において、Nurr1の高発現を認めることが報告されていることに基づいて、現在同副腎腺腫組織よりmRNAを調製し、そのcDNAとGal4-activation domainとの融合ライブラリーを作製中で、これを用いてNurr1結合蛋白をスクリーニングし、新たなNurr1を介したアルドステロン産生調節因子の同定が進行中である。1.核内受容体Nurr1結合蛋白のスクリーニング原発性アルドステロン症(アルドステロン産生腺腫)組織より、mRNAを調製し、逆転写反応により得たcDNAの両端にEcoRI,XhoI linkerを添加したcdNA断片を、Gal4 activation domain cDNAとin-frameに連結したcDNA libraryを作成した。次に、本cDNAライブラリーを用いて、Gal4 DNA-binding domain-Nurr1をbaitとして用いたyeast two-hybridscreeningを行い、SUMO化修飾のE2およびE3酵素であるUbc9,PIAS1を同定した。2)Nurr1によるアルドステロン合成酵素CYP11B2プロモーター活性に及ぼす影響3)CYP11B2遺伝子プロモーター領域のAd5配列、NBRE配列の重要性の検討CYP11B2プロモーター活性をNurr1は活性化し、外因性にUbc9またはPIAS1を共発現すると、さらに転写活性はさらに増強された。また、SUMO化酵素活性を消失させたUbc9(C93S),PIAS1(C351S)の共
森林生態系における微生物間相互作用が土壌有機物の分解速度に及ぼす影響の解明

近年、二酸化炭素濃度の上昇に伴う気候変動の懸念により、炭素プールとして森林土壌が重要であることが指摘されている。その中で、土壌微生物群集間の相互作用による有機物分解の抑制が、炭素循環の主要な調整機構として注目を集めている。研究代表者は、ある生物の遺伝子の機能が、群集や生態系にまで影響するという「遺伝子から生態系まで」の考え方(Genes-to-ecosystem concept)に基づき、野外と室内の実験により、森林生態系の外生菌根菌ー腐生菌間の相互作用による土壌有機物の分解速度の抑制機構を解明することを目的とした。平成30年度は、研究計画時点の内容を一部変更し、土壌微生物群集の時空間変動性を明らかにする研究を行った。具体的には、調査地である東京大学秩父演習林の土壌微生物群集の標高変化と季節変化を明らかにした。土壌微生物の多様性と標高や季節との関係に関するこれまでの研究は、共に変化する様々な環境要因については十分に考慮されてこなかった。土壌微生物群集の標高変化については、気候・植物の形質・土壌が、標高に沿った土壌微生物の多様性にどのような影響を及ぼしているかを構造方程式モデルにより明らかにした。細菌群集を対象とした結果では、多様性と標高の負の関係性が、年平均気温を介した樹木の葉の形質多様性と土壌特性の変化によって説明されることが明らかとなった。この研究の結果は、研究代表者が筆頭著者かつ責任著者となって、FEMS Microbiology Ecology誌に掲載された。研究計画時点では、平成30年度は、樹木を中心に一周する溝を掘り、土壌微生物群集の変化を明らかにする野外実験を計画していた。しかしながら、土壌微生物群集間の相互作用を明らかにするには、土壌微生物群集がそもそも環境の変化とともにどのように変化するのかが分かっていないという問題点が、研究開始後に明らかになった。実際、次世代シーケンサーを用いた森林の土壌微生物群集の分布に関する研究は近年増えてはいるが、時空間変動性については十分な理解は得られていない。特に、植物が微生物を介して土壌へ及ぼす影響を明らかにするには、時空間的な環境変化の中での、樹木の形質と土壌微生物群集の関係を明らかにする必要があった。この点を明らかにすることは、トレンチ処理後の微生物群集の変化が、処理の効果なのか、季節や場所の効果なのかを分離して理解するために必要な研究であると考えられた。さまざまな立地条件の森林で網羅的かつ通年の調査を行った結果、土壌微生物叢の空間分布が、気候条件や土壌特性だけでなく、樹木の形質多様性によって説明されることを明らかにして、その成果を国際学術誌に発表した。また、土壌微生物叢の季節変動が、土壌特性の季節変化や樹木のフェノロジーから影響を受けることを明らかにして、その成果を国際学術誌に投稿中である。これらの成果は、研究の主要なステップである野外実験を成功させるために、その前提条件を理解するという取り組みによって達成されたものであり、研究実施状況はおおむね順調に進展していると考えている。今年度は、野外実験と室内実験を並行して行う予定である。野外実験とリターバッグの埋設期間は、当初の研究計画よりも短縮して行うが、研究代表者の過去の研究から、半年の実験期間でも十分な分解率と微生物群集の変化の結果が得られることが考えられる。野外実験は57月にコメツガ成木5個体を選び、その周囲半径2 mでトレンチ処理を行う予定である。室内実験については、今年度の室内実験の準備として、既に調査地内でコメツガの種子を採取し、表面殺菌を行っている。また、マツタケ(Tricholoma matsutake)菌糸体NBRC30605株に加え、アンズタケ(Cantharellus anzutake)の菌糸体NBRC113265株も本研究で使用可能であることが新たに明らかになっており、コメツガの菌根菌としても適していると考えられたため、接種試験に用いる予定である。これらの菌株をオオムギに接種させた種菌を使用し、発芽した種子の主根に接種することで計10個体のマツタケを外生菌根菌にもつコメツガ実生を作成する予定である。接種5ヶ月後に5個体は暗条件で生育させ、接種9ヶ月後にコメツガ実生を取り出す。これらの菌根菌についてRNA-seq法でのトランスクリプトーム解析を行い、暗条件と無処理との間に転写産物やその発現量に変化があるかどうか比較する予定である。最終的に平成30年度の野外観察の成果と、今年度の野外実験と室内実験の結果をまとめ、森林生態系における微生物間相互作用が土壌有機物の分解速度に及ぼす影響を明らかにする予定である。

土壌微生物の多様性と標高や季節との関係に関するこれまでの研究は、共に変化する様々な環境要因については十分に考慮されてこなかった。土壌微生物群集の標高変化については、気候・植物の形質・土壌が、標高に沿った土壌微生物の多様性にどのような影響を及ぼしているかを構造方程式モデルにより明らかにした。細菌群集を対象とした結果では、多様性と標高の負の関係性が、年平均気温を介した樹木の葉の形質多様性と土壌特性の変化によって説明されることが明らかとなった。この研究の結果は、研究代表者が筆頭著者かつ責任著者となって、FEMS Microbiology Ecology誌に掲載された。研究計画時点では、平成30年度は、樹木を中心に一周する溝を掘り、土壌微生物群集の変化を明らかにする野外実験を計画していた。しかしながら、土壌微生物群集間の相互作用を明らかにするには、土壌微生物群集がそもそも環境の変化とともにどのように変化するのかが分かっていないという問題点が、研究開始後に明らかになった。実際、次世代シーケンサーを用いた森林の土壌微生物群集の分布に関する研究は近年増えてはいるが、時空間変動性については十分な理解は得られていない。特に、植物が微生物を介して土壌へ及ぼす影響を明らかにするには、時空間的な環境変化の中での、樹木の形質と土壌微生物群集の関係を明らかにする必要があった。この点を明らかにすることは、トレンチ処理後の微生物群集の変化が、処理の効果なのか、季節や場所の効果なのかを分離して理解するために必要な研究であると考えられた。さまざまな立地条件の森林で網羅的かつ通年の調査を行った結果、土壌微生物叢の空間分布が、気候条件や土壌特性だけでなく、樹木の形質多様性によって説明されることを明らかにして、その成果を国際学術誌に発表した。また、土壌微生物叢の季節変動が、土壌特性の季節変化や樹木のフェノロジーから影響を受けることを明らかにして、その成果を国際学術誌に投稿中である。これらの成果は、研究の主要なステップである野外実験を成功させるために、その前提条件を理解するという取り組みによって達成されたものであり、研究実施状況はおおむね順調に進展していると考えている。今年度は、野外実験と室内実験を並行して行う予定である。野外実験とリターバッグの埋設期間は、当初の研究計画よりも短縮して行うが、研究代表者の過去の研究から、半年の実験期間でも十分な分解率と微生物群集の変化の結果が得られることが考えられる。野外実験は57月にコメツガ成木5個体を選び、その周囲半径2 mでトレンチ処理を行う予定である。室内実験については、今年度の室内実験の準備として、既に調査地内でコメツガの種子を採取し、表面殺菌を行っている。また、マツタケ(Tricholoma matsutake)菌糸体NBRC30605株に加え、アンズタケ(Cantharellus anzutake)の菌糸体NBRC113265株も本研究で使用可能であることが新たに明らかになっており、コメツガの菌根菌としても適していると考えられたため、接種試験に用いる予定である。これらの菌株をオオムギに接種させた種菌を使用し、発芽した種子の主根に接種することで計10個体のマツタケを外生菌根菌にもつコメツガ実生を作成する予定である。
自動車産業労働者の労働・生活と地域社会構造に関する総合的研究

1988年から90年までの3年間の研究活動の経過、得られた知見、成果の公表は次のようであった。1.研究課題の設定と調査の実施。豊田市におけるトヨタ自動車を中心とする地域社会構造の解明をメインテ-マとして一貫して追求した。(1)88年には「インフォ-マント調査」と「社会諸集団調査」を行い、豊田市の政治、経済、社会、生活、文化、宗教等々の種々の社会集団の有力者と団体活動実態について聞き取り調査した。(2)89年には豊田市の典型地区と言われる深田山自治区に焦点を合わせて自治区組長への面接調査を行い、またトヨタに直接関係する産業道路建設問題に関する「イッシュ-調査」をおこなった。トヨタ全体の世界的ならびに国内的な位置づけのために「自動車産業政策調査」を行った。(3)90年にはこれら各種の調査についての「補足調査」を行った。(4)またこの3年間の間に自動車問題専門家を招いての研究交流会を数度開いた。2.得られた知見。これらの研究活動によって明かになった新しい知見は次のようである。(1)巨大企業としてのトヨタ自動車は豊田市を支配しているが、住民の側にもこの支配を受容する傾向がある、全体として「管理社会化」が進んでいる。(2)80年代をとおしてトヨタ自動車は国際的な展開を進めたが、欧米での工場経営から学ぶことで、「世界企業にふさわしい地域社会形成」に関心をもつようになっており、都心再開発や地域文化活動への支援にそれが現れている。(3)豊田地付き住民には、地域生活要求に根ざした着実な活動が見られ、自治区は民主的な住民組織として機能する可能性を持っている。3.成果の公表。(1)89、90年度の2回に渡って日本社会学会で報告した。(2)『自動車産業と地域社会』と題する研究成果報告書を冊子にとりまとめた。(3)この冊子の内容をさらに充実させた研究成果報告書を近く出版する予定である。2.得られた知見。3.成果の公表。1988(昭和63)年8月、豊田市で地域社会構造に関する集中的な聞き取り調査を実施した。調査の課題は主に次の3項目であった。1.地域社会の基本構造に関する事項(a)政治リーダー、政治集団(b)経済集団、労働組合2.社会、生活集団に関する事項(a)文化、スポーツ団体、(b)青年、婦人、老人、子供会3.地域イッシューに関する事項(a)都心再開発(b)環境、道路豊田市における主要な政治、経済、社会、生活諸団体と、主要なイッシューをカバーしえたこの調査によって、次のことが明らかになった。1.地域社会としての豊田市に対して、トヨタ自動車が及ぼしている影響力は、どの分野、領域でもきわめて大きい。2.トヨタ自動車の影響力行使は具体的には(a)直接的で強権的なそれと、(b)間接的、暗示的なそれとがある。3.トヨタ自動車の地域社会支配に対して、(a)産業道路建設、(b)矢作川の環境保全をめぐって、根深い批判勢力が存在している。1989(平成元)年度は、(1)愛知県豊田市の地域権力構造に関する調査。(2)日本の自動車産業政策の形成過程の調査を行なった。このための研究会の開催、日本社会学会での報告、報告書の執筆・刊行の準備も行なった。以下順に述べる。(1)豊田市での地域権力構造の調査については、自動車都市豊田の一典型と考えられる深田山地区を重点調査対象地区として、自治区長調査、道路建設に関するイッシュ-調査を行なった。

自治区長調査では同地区全域に渡る70名程度の区長に面接調査をして、地域住民生活情況、政治情況と自治区長自身の地域社会関係を調査した。イッシュ-調査では道路建設賛成派、反対派の双方からその主張を聴取した。また地域婦人、子供、老人、青年等の諸団体を単位とする団体調査も行なった。(2)自動車産業政策に関しては、通産省、自動車会社の団体である日本自動車工業会、労働団体である自動車総連、関連研究機関である機械振興協会経済研究所等で聞き取り調査を行なった。これらの結果を総合して、自動車産業政策の大枠が把握できた。(3)日本社会学会での報告、1988年度までの研究成果と89年度の成果の一部も含めて、社会学会において一部会を開いて4人の研究分担者が報告した。それらは、【○!1】地域権力構造分析の方法と課題、【○!2】地域諸団体の構造と機能、【○!3】都心再開発をめぐる住民動向、【○!4】婦人組織、子供会等の機能であった。(4)成果の公表の準備として、研究分担者の分担課題の明確化を行ない、報告書全体の構成について一定の案を得た。(5)これらすべてに関連して、自動車問題の専門家2人に依頼して、自動車産業の現状についての公演会を開いた。1.今年(1990)度は、今時3か年補助金の交付3年度目にあたるので、過去2年間に行った研究を総括し、報告書を執筆・作成することを当研究会の中心課題にした。このための研究会をほぼ2カ月に一回程度開催しつつ、9月には、(1)地域権力構造、(2)社会団体、(3)自動車産業政策に関する補足調査を豊田市域において行った。また10月の日本社会学会においては「企業の地域支配と住民諸階層の地域生活」のメイン・テ-マの下に、過去2年間の地域研究の発見事項について3名が報告を行った。2.これらの研究活動によって明かになった新しい知見は次のようである。(1)巨大企業としてのトヨタ自動車は豊田市を支配しているが、住民の側にもこの支配を積極的にまたやむをえないとして受容する傾向があり、全体として「管理社会化」が進んでいる。ここでの最大の問題点はトヨタが期待し要求する以上のレベルで住民側がトヨタの支配に迎合していることであり、この点の解明が今後の課題である。(2)80年代をとおしてトヨタ自動車は国際的な展開を進めたが、欧米での工場経営の経験から学ぶことで、「世界企業にふさわしい地域社会形成」に関心をもつようになっており、都心再開発や地域文化活動への支援にそれが現れている。(3)豊田地付き住民には、地域生活要求に根ざした着実な活動が見られ、自治区は民主的な住民組織として機能する可能性を持っている。ここでの重要論点はトヨタ従業員のなかにも、地域住民としてはトヨタの地域支配に不満を表明する層が存在することである。(1)の残された課題と並んで「管理社会化」の内容分析が必要である理由である。3.これらの知見は近く公刊を予定している『巨大企業体制と地域社会』において、理論的また実証的に体系化されるだろう。