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社会の形成者としての資質を涵養する特別活動の積極的な生徒指導機能の実証的研究

本研究では、特別活動を通して、児童・生徒には「社会的なリテラシー」が育まれていること。「社会的なリテラシー」の中でも対人関係及び社会生活リテラシーは特別活動を基盤として形成され、これが発達促進的、開発的な生徒指導となっていることを検証していく。そのための研究方法として、特別活動のねらいが達成されることによって、発達促進的、開発的な指導、つまり積極的な生徒指導の機能が発揮されることを、調査票を伴う実証研究として明らかにしていくことを目指している。本年度は、大学生を調査対象とした想起法による予備調査を実施した。それを踏まえ、次年度に実施される本調査の基礎資料とした。また、生徒指導に関する理論研究(概念整理)や、特別活動と生徒指導との関係を具体的な教育実践からも検証していくために、組織の拡大を図り、新たなワーキンググループを設けることで、質的な研究からも実証していくこととした。具体的な本年度の研究成果を以下に示す。1日本特別活動学会第27回大会(武蔵野大学)課題研究3:発表年月日は2018年8月26日、テーマは、特別活動と「積極的な生徒指導」--社会の形成者としての資質を涵養する特別活動。2日本特別活動学会平成30年度第2回研究会:発表年月日は2019年1月26日(東京理科大学神楽坂キャンパス)、内容は、報告「生徒指導で育まれる社会的リテラシー大学生を対象とした予備調査から」、公開シンポジウムテーマ「特別活動と『積極的な生徒指導』--社会の形成者としての資質の涵養」。また、主な研究内容は以下の通りである。予備調査の実施と分析。本調査の質問票を策定し、本調査実施計画を立案。本調査協力依頼の自治体を確定。生徒指導で用いる言葉の概念整理、いじめの予防と特別活動の具体的な取り組み、教員の生徒指導力の向上のための実践事例などの研究班設置。予定していた研究会の実施及び調査計画(予備調査結果を踏まえた本調査の準備)等、研究計画に基づき順調に進捗している。また、研究内容を深め、確かなエビデンスを構築していくために必要な質的データのためのワーキンググループを新たに設置するなど、研究が充実していると評価できるため。ただし、本調査実施に当たり、依頼していたいくつかの自治体は、学校教育上の問題が発覚したことの影響により調査協力を辞退したため、それに変わる新たな調査協力校の依頼を行った。このために、おおむね順調に進展していると判断した。研究計画に基づき本調査を実施する。また、調査結果の分析及び考察を中心となり担うワーキンググループと、生徒指導に関する理論研究を担うワーキンググループ、さらに、教育現場における具体的な実践事例を収集・分析することを担うワーキンググループを置くことで研究全体の質的向上を目指していく。それらの研究成果は、最終年度に研究成果報告書としてまとめていく。研究分担者及び研究協力者の人数が増加しているため研究費のゆとりが無い状態で研究を推進していくことが求められる。そのため、調査費用を予算内に納め、分析を進めていくために、調査協力校と緊密な連携を図りながら効率的に研究の柱となる本調査を実施していく。

このために、おおむね順調に進展していると判断した。研究計画に基づき本調査を実施する。また、調査結果の分析及び考察を中心となり担うワーキンググループと、生徒指導に関する理論研究を担うワーキンググループ、さらに、教育現場における具体的な実践事例を収集・分析することを担うワーキンググループを置くことで研究全体の質的向上を目指していく。それらの研究成果は、最終年度に研究成果報告書としてまとめていく。研究分担者及び研究協力者の人数が増加しているため研究費のゆとりが無い状態で研究を推進していくことが求められる。そのため、調査費用を予算内に納め、分析を進めていくために、調査協力校と緊密な連携を図りながら効率的に研究の柱となる本調査を実施していく。参加予定としていた研究会に不参加となった旅費が次年度に繰越となった。次年度の研究会関連の旅費として使用する計画である。
マウスの初期発生における形態形成の分子制御機構

ショウジョウバエの体づくりを制御するポリコ-ム遺伝子グループ(Pc-G)に対応するマウスPc-GとしてM33、rae28、bmi1遺伝子などが単離されているが、これら遺伝子産物の相互作用を解析した。又、既に作製してあるM33、rae28遺伝子のノックアウトマウスの解析を進めた。1)マウスPc-G遺伝子、rae28、M33、bmi1についてグルタチオン-S-トランスフェラーゼとの融合タンパク質を合成後、これらタンパク質間の相互作用を解析した結果、これらタンパク質が複合体を形成して胚細胞核に存在すること、発生段階でのこれら遺伝子の発現パターンが異なり、タンパク質複合体の組成も細胞特異性のあること、rae28及びM33遺伝子産物はbmi1遺伝子産物と相互作用するが、お互いは直接、相互作用しないこと、更にこれらの遺伝子産物において相互作用に必要なタンパク質ドメインを明らかにした。2)マウスrae28遺伝子はショウジョウバエPc-Gのpolyhomeotic(ph)遺伝子に構造上及び機能上の相同性を示すが、ショウジョウバエのph-変異体にrae28遺伝子を導入してrae28とphの機能的相同性及び保存性を更に詳しく検討する目的で、rae28遺伝子を野生型のショウジョウバエに導入して、マウスrae28遺伝子を持つショウジョウバエを作製した。3)rae28遺伝子のノックアウトマウスの解析を続け、in situハイブリダイゼーション法を用いて、多数のHox遺伝子の発現パターンを解析、rae28遺伝子が菱脳におけるHoxb-3、Hoxb-4遺伝子の発現維持に関与していること、発生の進行に伴って造血幹細胞が減少することを見いだした。これらの結果は哺乳動物においてもPc-Gによる遺伝子発現持続の機構が発生開始の機構とは別に存在していることを示しており、系統的神経堤細胞の発生や造血維持において重要な機能を担っているものと考えられた。4)M33遺伝子のノックアウトマウスの解析を続け、このマウスの雌が雄性転換することを見い出した。1)ショウジョウバエのPc-G遺伝子群のpolyhomeotic及びPolycomb遺伝子のマウス相同遺伝子であるrae28及びM33遺伝子のノッタアウトマウスを作製して、それらの表現型を解析した。rae28遺伝子のノックアウトマウスは周産期致死で眼の形成不全、口蓋裂、心臓血管系の形成不全、骨格の後方化、副甲状腺、胸腺、脾臓の低形成など多彩な異常を示し、ヒトの先天性遺伝子疾患であるCATCH22症候群に酷似していることを見いだした。更に、中枢神経系や血液幹細胞系の異常を示唆する結果を得た。またM33遺伝子のノックアウトマウスは骨格の後方化や不妊を示した。2)野生型マウスとrae28遺伝子のノックアウトマウスを用いて、Hox遺伝子群の発現パターンを比較解析した結果、rae28遺伝子のノックアウトマウスはHoxa-3、Hoxa-5、Hoxb-3、Hoxd-4遺伝子の発現領域が前後軸に添って、前方に移動していることを発見した。3)抗M33抗体、抗RAE28抗体を用いてM33、RAE28蛋白質の細胞内局在を明らかにすると共に生化学的解析を行い、これら蛋白質が複合体を形成して核内に局在することを明らかにした。4)two-hybrid assay系やpull-downassay系を用いて、マウスのPc-G蛋白質間の相互作用の解析を進めた。

Posterior Sex Combのマウス相同遺伝子bmi-1のコードするBmi-1蛋白質がtwo-hybrid assay系で単独でもアクチベータ活性を示すという予想外の結果を得たが、RAE28がBmi-1と、またBmi-1がM33蛋白質とそれぞれ複合体を形成する事を示唆する結果を得た。ショウジョウバエの体づくりを制御するポリコ-ム遺伝子グループ(Pc-G)に対応るマウスPc-GとしてM33、rae28、bmil遺伝子などが単離されているが、これら遺伝子産物の相互作用を解析した。又、既に作製してあるM33、rae28遺伝子のノックアウトマウスの解析を進めた。1)マウスPc-G遺伝子、rae28、M33、bmilについてグルタチオン-S-トランスフェラーゼとの融合タンパク質を合成後、これらタンパク質間の相互作用を解析した結果、これらタンパク質が複合体を形成して胚細胞核に存在すること、発生ステップでのこれら遺伝子の発現パターンが異なり、タンパク質複合体の組成も細胞特異性のあること、rae28及びM33遺伝子産物はbmil遺伝子産物と相互作用するが、お互いは直接、相互作用しないこと、相互作用に必要なタンパク質ドメインが局在していること、などを明らかにした。2)マウスrae28遺伝子はショウジョウバエPc-Gのpolyhomeotic(ph)遺伝子に相同性を示すが、ショウジョウバエのph-変異体にrae28遺伝子を導入してrae28とphの機能的相同性を検討するため、rae28遺伝子を野生型のショウジョウバエに導入して、マウスrae28遺伝子を持つショウジョウバエを作製した。3)rae28遺伝子のノックアウトマウスの解析を続け、in situハイブリダイゼーション法を用いて、多数のHox遺伝子の発現パターンを解析、rae28遺伝子が菱脳におけるHoxb-3、Hoxb-4遺伝子の発現を制御していること、発生の進行に伴って造血幹細胞が減少することを見いだした。4)M33遺伝子のノックアウトマウスの解析を続け、このマウスの雄が雌性転換することを見い出した。
プログラミング言語技術との融合による高水準モデリング言語の進化と展開

プログラミング言語技術との融合による高水準モデリング言語とその処理系の進化を目標に,グラフ構造を扱うLMNtalおよび実数を扱うHydLaの二つのモデリング言語について以下の研究開発を実施した。グラフ書換え言語LMNtalについて,以下の新言語機能の設計と実装を行った。(1)全称量化子を伴うグラフパターンマッチングの意味論を定め,仮想機械での実装を実現し例題記述を行った。(2)λ計算の簡約を簡潔に記述するための新たなグラフ型を提案し実装した。(3)モデル検査における並行プロセスの自動抽象化技法能を提案し,正当性を証明し実装を行った。また正当性証明のためにLMNtalの操作的意味論の検討と整備を行った。(4)LMNtalグラフの既存の型概念を検討して再定式化を行った。(5)グラフのための内包表記の検討を進めた。(6)非決定実行インタプリタの記述を可能にするAPIを定めて公開した。LMNtal実行・検証系については,集中作業合宿を実施してC++化による可読性・保守性の改善作業を行うとともに,LMNtalモデル検査器の要素技術となるグラフ差分を利用した効率的グラフ正規化技法の処理系への組み込みを進めた。制約概念に基づくハイブリッドシステムモデリング言語HydLaについては,言語機能と実装技法について以下の研究開発を行った。(1)変数および制約階層の動的生成のための記法を定めて実装を行った。(2)シミュレーション中の制約処理過程を動的に解析して再利用する技法の開発を行った。(3)モデル抽象化技法を実行性能改善に応用する技法を開拓した。(4)記号パラメタをもつ非線形常微分方程式の精度保証近似解法の開発と評価を行った。(5)微分代数方程式の求解性能向上方法の検討を進めた。(6)集中検討合宿を行って,オープンソース制約エンジンの有力候補となるSageMathの評価検討を行った。研究開発のコアとなる二つのモデリング言語の言語機能と実装技法について,多岐にわたる要素技術の開拓を進めることができた。これには,年度末時点では設計の詰めの段階で初回の学会発表を行ったばかりのものも一部含まれるが,多くは試験実装を経て評価・改良中,またはGithubで公開中の処理系の主たるブランチにすでに反映済みである。研究分担者および連携研究者との交流も進め,フランス・ナント大学の制約プログラミング研究グループとも相互訪問を行った。プログラミングおよびモデリング言語の研究開発における理論と実践の強い連携という基本方針に基づいて,育ってきた要素技術を発展させてGithubから公開中のモデリング言語実行・検証系に統合する作業を推進する。LMNtalとその処理系については,(1)言語機能としてほぼ確立できた高階概念の本格実装および応用の展開,(2)グラフのための強力な型体系の,グラフの型検査からグラフ書換え規則の型検査への発展,(3)全称量化グラフパターンにマッチしたグラフの書き換えのための構文,意味論,実装の整備,などを進める。HydLaとその処理系については,特に(1)処理系の基礎をなす操作的意味論と言語仕様の根幹をなす宣言的意味論の整合性の検討,(2)プログラムの等価性のより深い検討およびそれを支える精密な意味論の整備,(3)プログラム変換技法の開発とその実行最適化への応用,(4)制約エンジンの求解能力および性能向上,などを進める。

これには,年度末時点では設計の詰めの段階で初回の学会発表を行ったばかりのものも一部含まれるが,多くは試験実装を経て評価・改良中,またはGithubで公開中の処理系の主たるブランチにすでに反映済みである。研究分担者および連携研究者との交流も進め,フランス・ナント大学の制約プログラミング研究グループとも相互訪問を行った。プログラミングおよびモデリング言語の研究開発における理論と実践の強い連携という基本方針に基づいて,育ってきた要素技術を発展させてGithubから公開中のモデリング言語実行・検証系に統合する作業を推進する。LMNtalとその処理系については,(1)言語機能としてほぼ確立できた高階概念の本格実装および応用の展開,(2)グラフのための強力な型体系の,グラフの型検査からグラフ書換え規則の型検査への発展,(3)全称量化グラフパターンにマッチしたグラフの書き換えのための構文,意味論,実装の整備,などを進める。HydLaとその処理系については,特に(1)処理系の基礎をなす操作的意味論と言語仕様の根幹をなす宣言的意味論の整合性の検討,(2)プログラムの等価性のより深い検討およびそれを支える精密な意味論の整備,(3)プログラム変換技法の開発とその実行最適化への応用,(4)制約エンジンの求解能力および性能向上,などを進める。
乱流のコヒーレント微細構造と予混合火炎の相互作用

本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた水素・空気乱流予混合火炎およびメタン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算を行い,乱流のコヒーレント微細構造と予混合火炎の相互作用を明らかにし,乱流予混合火炎の微細構造を明らかにすることを目的としている.本年度は,乱流強度及び乱流特性長さが異なる水素・空気乱流予混合火炎の直接数値計算を行い,それらの結果から乱流予混合火炎の微細構造に与える乱流強度と乱流特性長さの影響を明らかにすると共に,詳細化学反応機構を考慮に入れた直接数値計算をメタン・空気乱流予混合火炎及びプロパン・空気乱流予混合火炎に拡張し,それらの結果から乱流予混合火炎の局所構造に対する燃料種の影響と炭化水素を燃料とした乱流予混合火炎における局所的な窒素酸化物の生成速度と火炎構造の関係を検討した.乱流強度と乱流特性長さの異なる水素・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,乱流燃焼タイアグラムにおけるdistributed reaction zoneとwell stirred reaction zoneの火炎形態を明らかにした.また,メタン・空気及びプロパン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,局所的な窒素酸化物の生成速度は乱流と火炎の相互作用により局所的に変動する熱発生率と密接に関連しており,局所熱発生率が高く火炎面に対して接線方向に伸張を受けた火炎要素ほど窒素酸化物の生成速度は大きくなることを明らかにした.さらに,水素,メタン,プロパン等と燃料種が異なっている場合においても,火炎面の曲率や火炎面に作用する接線方向歪み速度と局所熱発生率の関係は大きく変化せず,燃焼過程で生成される水素原子と酸素原子の空間分布が局所火炎構造を決定することを明らかにした.本研究では、詳細化学反応機構を用いた水素・空気乱流予混合火炎およびメタン・空気乱流予混合火炎の三次元直接数値計算を行い、乱流のコヒーレント微細構造と予混合火炎の相互作用を明らかにし、乱流予混合火炎の微細構造を解明することを目的としている。本年度は詳細化学反応機構を考慮に入れて三次元一様等方性乱流中伝播する水素・空気乱流予混合火炎の直接数値計算を行い、コヒーレント微細渦と局所火炎構造との関係を検討した結果、次の結論を得た。(1)火炎面に対して垂直にコヒーレント微細渦が存在し、軸方向速度が既燃側に向かう領域で、火炎面は既燃側に凸となり局所熱発生率は増加する。多くの場合、火炎面近くのコヒーレント微細渦は火炎面に対して平行となり、コヒーレント微細渦の旋回運動によりH_2が既燃側に輸送される領域でtube状の熱発生率の大きな領域が形成される。また、コヒーレント微細渦が既燃側にまで侵入しているにもかかわらず、火炎面が未燃側に凸となり低い熱発生率を示す領域も存在する。(2)火炎面の曲率は未燃予混合気のコルモゴロフ・スケールでスケーリングが可能であり、曲率半径の最小値はコルモゴロフ・スケール程度である。局所熱発生率と火炎面の曲率の間には明確な相関があり、曲率の増加とともに局所熱発生率は増加する傾向にある。(3)火炎近傍の輸送過程において、既燃側に凸の火炎要素では対流が、未燃側に凸の火炎要素では拡散が支配的な役割を果たしている。(4)既燃側に凸の火炎要素は、第二不変量が正で剛体回転率の強い領域に存在する確率が高く、未燃側に凸の火炎要素は、第二不変量が負でひずみ率が大きく散逸が支配的な領域に存在する確率が高い。また、負の第二不変量を有する火炎要素に作用する接線方向歪み速度の絶対値は、正の第二不変量の火炎要素に比べて大きくなる傾向にある。本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた水素・空気乱流予混合火炎およびメタン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算を行い,乱流のコヒーレント微細構造と予混合火炎の相互作用を明らかにし,乱流予混合火炎の微細構造を明らかにすることを目的としている.本年度は,乱流強度及び乱流特性長さが異なる水素・空気乱流予混合火炎の直接数値計算を行い,それらの結果から乱流予混合火炎の微細構造に与える乱流強度と乱流特性長さの影響を明らかにすると共に,詳細化学反応機構を考慮に入れた直接数値計算をメタン・空気乱流予混合火炎及びプロパン・空気乱流予混合火炎に拡張し,それらの結果から乱流予混合火炎の局所構造に対する燃料種の影響と炭化水素を燃料とした乱流予混合火炎における局所的な窒素酸化物の生成速度と火炎構造の関係を検討した.乱流強度と乱流特性長さの異なる水素・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,乱流燃焼タイアグラムにおけるdistributed reaction zoneとwell stirred reaction zoneの火炎形態を明らかにした.また,メタン・空気及びプロパン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,局所的な窒素酸化物の生成速度は乱流と火炎の相互作用により局所的に変動する熱発生率と密接に関連しており,局所熱発生率が高く火炎面に対して接線方向に伸張を受けた火炎要素ほど窒素酸化物の生成速度は大きくなることを明らかにした.さらに,水素,メタン,プロパン等と燃料種が異なっている場合においても,火炎面の曲率や火炎面に作用する接線方向歪み速度と局所熱発生率の関係は大きく変化せず,燃焼過程で生成される水素原子と酸素原子の空間分布が局所火炎構造を決定することを明らかにした.
自走ロボットの分散型動作協調と共有知識獲得に関する研究

自律分散ロボットシステムでは,ロボットの動作を集中制御するための特別なロボットをおかず,それぞれのロボットは,平等の立場からロボットの動作を観察し,その状況に適した自分の動作を自律的に決定することでシステム全体としてある目的を達成する.本研究では,分散制御のアルゴリズム論的考察を目的として,自律分散ロボットシステムを分散システム,分散制御をロボットにインストールされた分散アルゴリズムとして捉え,分散アルゴリズム理論でよく検討されている分散アルゴリズムの存在性と分散システムが共有する知識の関係を利用して,分散制御の可能性と限界を分散アルゴリズム理論から明らかにした.具体的には,以下の条件を満足する自律ロボットから構成されるシステムを考察した.1.各ロボットは人工アイ・センサーを持つ(移動可能な)計算機である.2.各ロボットは固有の識別子を持たない.3.通信機器は持たない.4.システム共通の座標を持たない.5.すべてのロボットは同じアルゴリズムに従って行動する.明らかにされた結果の一部を紹介する.1.一般には,共通の座標を認識する問題は非可解である.より厳密に言うと,共通の原点と単位長を認識する問題は可解であるが,共通の方向を認識する問題は非可解である.この事実から,ロボットを円形に整列させる問題は可解であるが,直線に整列させる問題は非可解であることが分かる.2.ロボットの初期配置が与えられたとき,その配置から整列可能な図形の集合の特徴付け.視野に制約がある場合についても検討を加え,その成果を発表した.自律分散ロボットシステムでは,ロボットの動作を集中制御するための特別なロボットをおかず,それぞれのロボットは,平等の立場からロボットの動作を観察し,その状況に適した自分の動作を自律的に決定することでシステム全体としてある目的を達成する.本研究では,分散制御のアルゴリズム論的考察を目的として,自律分散ロボットシステムを分散システム,分散制御をロボットにインストールされた分散アルゴリズムとして捉え,分散アルゴリズム理論でよく検討されている分散アルゴリズムの存在性と分散システムが共有する知識の関係を利用して,分散制御の可能性と限界を分散アルゴリズム理論から明らかにした.具体的には,以下の条件を満足する自律ロボットから構成されるシステムを考察した.1.各ロボットは人工アイ・センサーを持つ(移動可能な)計算機である.2.各ロボットは固有の識別子を持たない.3.通信機器は持たない.4.システム共通の座標を持たない.5.すべてのロボットは同じアルゴリズムに従って行動する.明らかにされた結果の一部を紹介する.1.一般には,共通の座標を認識する問題は非可解である.より厳密に言うと,共通の原点と単位長を認識する問題は可解であるが,共通の方向を認識する問題は非可解である.この事実から,ロボットを円形に整列させる問題は可解であるが,直線に整列させる問題は非可解であることが分かる.2.ロボットの初期配置が与えられたとき,その配置から整列可能な図形の集合の特徴付け.視野に制約がある場合についても検討を加え,その成果を発表した.
Nrf2誘導剤による造血幹細胞の活性化とその分子機構の解明

本研究では、ストレス応答的に活性化する転写因子Nrf2の一時的な活性化が造血幹細胞を増加させるかどうかを検討した。Nrf2誘導剤であるCDDO-Imをマウスに投与し、造血幹細胞を調べると、Nrf2の活性化は造血幹細胞の増殖を促進させることが分かった。しかし、骨髄移植実験の結果から、この増加した造血幹細胞は分化し易く、幹細胞機能を維持していないと考えられた。一方、Nrf2が活性化した造血幹細胞は、トロンボポエチン(TPO)存在下で培養すると、巨核球様細胞に分化し易いことが分かった。ゆえに、Nrf2活性化はTPOへの感受性を亢進させることで、造血幹細胞の増殖・分化を誘導していると推察される。本研究では、『一過性』のNrf2活性化による造血幹細胞への影響を明らかにするために、Nrf2誘導剤であるCDDO-Imを野生型マウスに投与し、造血幹細胞の細胞周期エントリーが促進されるかどうかを検討した。その結果、CDDO-Im投与群では、骨髄中の造血幹細胞の増加が観察され、細胞周期エントリーも促進されることが分かった。このCDDO-Im投与による細胞周期エントリーはNrf2依存的であり、Nrf2欠損マウスでは観察されなかった。次に、この増加した造血幹細胞の性質(自己複製能および多分化能)を評価するために、骨髄細胞を用いて競合的骨髄移植実験を行った。CDDO-Im投与群では骨髄中に含まれる造血幹細胞は増加していたにも関わらず、レシピエントマウスへの生着率はVehicle投与群と比較して同程度であった。したがって、CDDO-Im投与によって増加した造血幹細胞は、正常な造血幹細胞と競合的に移植した場合、生着することができず、ほとんど分化してしまうと考えられた。次に、炎症性サイトカインに対する造血幹細胞の性質変化にNrf2活性化が寄与しているかどうかを検討するために、予備実験として、Nrf2活性化レポーターマウスにpolyinosinic-polycytidylic acid(pIpC)を投与した。pIpCはinterferon αなどの炎症性サイトカインの分泌を誘導することが知られている。その結果、pIpC投与によって造血幹細胞の増殖は促進されたものの、Nrf2活性化を示すtdTomato蛍光の増強は観察されなかった。したがって、炎症性サイトカインによる造血幹細胞の増殖促進および遊走能変化にNrf2活性化は寄与していないと考えられる。ゆえに、Nrf2による造血幹細胞の増殖に寄与する分子機構は、G-CSFなどの炎症性サイトカイン刺激で誘導される分子機構とは異なると推察される。したがって、Nrf2誘導剤はG-CSFとの併行投与によって造血幹細胞の活性化を促進させることが期待される。これまでの申請者の研究から期待された通り、Nrf2誘導剤は造血幹細胞の増加を促進することが示された。また、サイトカインによる造血幹細胞の活性化にはNrf2が寄与していないことが示唆されたことから、Nrf2誘導剤はサイトカイン誘導とは異なる分子機構で造血幹細胞を活性化していると推察された。これらの結果は、Keap1-Nrf2制御系が新規の造血幹細胞の増殖誘導剤開発において標的となりうる可能性を示唆している。しかしながら、CDDO-Im投与による『一過性』のNrf2活性化では、機能的な(移植後に生着可能な)造血幹細胞を増加することはできなかった。一方、これまでに、『恒常的』にNrf2を活性化させた造血幹細胞では骨髄再建能が低下することが分かっている。したがって、『恒常的』な活性化と同様にして、『一過性』でもNrf2を活性化させると、幹細胞性を消失させる分子機構が働いてしまうことが予想された。そこで今後は、Nrf2活性化が造血幹細胞において幹細胞性の消失を誘導する分子機構を明らかにし、その分子機構を阻害することで、Nrf2誘導剤によって機能的な造血幹細胞を増加させることができるかどうかを検討する。本研究では、『一過性』のNrf2活性化による造血幹細胞の性質変化を明らかにするために、Nrf2誘導剤であるCDDO-Imを野生型マウスに投与した。その結果、CDDO-Im投与群では、骨髄中の造血幹細胞が増加し、その細胞周期エントリーも促進されることが分かった。しかし、骨髄移植実験を行うと、CDDO-Im投与群では骨髄中に含まれる造血幹細胞が増加していたにも関わらず、レシピエントマウスへの生着率はVehicle投与群と比較して同程度であった。ゆえに、Nrf2活性化によって増加した造血幹細胞は生着することができず、ほとんど分化してしまうと考えられた。次に、造血幹細胞を幹細胞因子(SCF)とトロンボポエチン(TPO)の存在下にて培養したところ、Nrf2が活性化した造血幹細胞はCD41陽性の巨核球様細胞に分化しやすいことが分かった。TPOは巨核球分化誘導因子であり、Nrf2が活性化した造血幹細胞では巨核球様細胞へ分化が促進されたことから、Nrf2活性化は造血幹細胞のTPOシグナルに対する感受性を亢進させると推察された。一方、本研究では、polyinosinic-polycytidylic acid誘導性のinterferon αによる炎症性サイトカイン依存的な造血幹細胞の活性化および遊走能変化には、Nrf2は寄与していないことも明らかにしている。

したがって、Nrf2はTPOシグナル経路を亢進させることで、造血幹細胞の活性化を誘導している可能性が考えられた。今後、造血幹細胞の活性化剤としてNrf2誘導剤の臨床応用を考えるためには、Nrf2下流でTPOに対する応答性亢進に寄与する分子機構を検討し、造血幹細胞の増殖促進と幹細胞性消失、それぞれに寄与している分子機構を明らかにすることが重要である。本研究では、ストレス応答的に活性化する転写因子Nrf2の一時的な活性化が造血幹細胞を増加させるかどうかを検討した。Nrf2誘導剤であるCDDO-Imをマウスに投与し、造血幹細胞を調べると、Nrf2の活性化は造血幹細胞の増殖を促進させることが分かった。しかし、骨髄移植実験の結果から、この増加した造血幹細胞は分化し易く、幹細胞機能を維持していないと考えられた。一方、Nrf2が活性化した造血幹細胞は、トロンボポエチン(TPO)存在下で培養すると、巨核球様細胞に分化し易いことが分かった。ゆえに、Nrf2活性化はTPOへの感受性を亢進させることで、造血幹細胞の増殖・分化を誘導していると推察される。上述の結果から、『一過性』のNrf2活性化も造血幹細胞の増殖は促進するものの、同時に幹細胞機能も消失させてしまうと考えられた。このことは、『恒常的』なNrf2活性化が造血幹細胞の枯渇を導くことと良く一致している。そこで、今後はKeap1を欠損によってNrf2が恒常的に活性化した造血幹細胞を用いて、その枯渇に寄与する分子機構を明らかにする。しかしながら、骨髄移植後に枯渇しつつある造血幹細胞を用いて分子生物学的な解析を行うことは、その細胞数が限られていることや、長時間観察しなければならないことから、遂行するのは困難であると考えられる。そこで、骨髄移植の代わりに、造血幹細胞を培養条件下で増殖を促進させ、幹細胞機能を維持できるかを検討する。すでに、同条件下において、Keap1欠損の造血幹細胞は幹細胞の維持が悪いことが分かっている。そして、この現象はNrf2活性化を抑制することで観察されなくなる。この条件下において、Nrf2活性化による造血幹細胞維持の低下に寄与する分子機構を明らかにする。そして、その分子機構の阻害剤が入手可能であれば購入し、Nrf2活性化による造血幹細胞の機能不全を改善できるかどうか検討する。その結果、造血幹細胞の機能不全が改善された場合は、CDDO-Imおよびその阻害剤を培養条件下で添加、あるいは、マウスに投与することで、機能的な造血幹細胞を増殖できるかどうか検討する。医化学該当年度に計画していた実験の約半分を遂行した結果、今後の研究方針を変更した方がよいことが分かった。特に、これまでは、CDDO-Im投与による『一過性』のNrf2活性化の影響と炎症性サイトカイン刺激によるNrf2活性化の有無を検討するために、実験動物として、Nrf2欠損マウスとNrf2活性化モニターレポータマウスを主に準備していたが、今後の実験では、造血細胞でKeap1を欠損したマウスを中心に解析を行う必要が生じた。そのため、新たな実験動物の準備およびその解析に適した実験環境を整えるために時間を要し、その他の試薬の購入等に当たる必要経費が少なくなった。以上の理由で、使用額が予定した金額よりも少なくなった。今後は、Keap1欠損の造血幹細胞を培養条件下で維持することで、造血幹細胞の機能変化を評価し、Nrf2活性化によって誘導される分子機構を検討する。そして、造血幹細胞の機能不全を招く原因となる分子機構を明らかにする。
視環境におけるpleasantnessに関する研究

本研究では、研究代表者が概念開発を行った温冷感におけるプレザントネスから出発して、視環境においても起こりうるプレザントネスについての一つの類似性を指摘しその構造を明らかにすることを、研究目的として掲げた。全てのプレザントネスが、温冷感のプレザントネスと同じように説明できる訳ではないが、目の順応状態が変化するときにプレザントネスが生じる場合があるということである。実験は二種類行われ、一つは昼景と夜景が交互に現れる実験条件とそれぞれが連続して出現する実験条件との比較実験である。この実験結果から、同じスライドを用いても、昼景と夜景が交互に現れる条件の方がよい評価が現れるという結果が得られた。また当然ながら、この場合、瞳孔径変化についても大きな変化が見られ、順応状態が変化していると予想される結果となった。つまり、前に述べたプレザントネスの仮説を裏付ける結果が得られた。二番目の実験は、照明におけるモデリング評価の実験である。ここでは、従来から定説として用いられているベクトル・スカラー比ばかりではなく、スカラー照度も考慮すべきであることを明らかにした。このように、モデリング評価が明るさ感と関係するならば、当然それまでの順応状態が影響することは当然であり、本研究においても順応状態がモデリング評価に及ぼす影響が検出された。瞳孔径変化だけ捉えた実験では本実験の範囲内では元に戻るのに約1分を要することが分かった。視作業を行っていて、視線を変えた場合にプレザントネスが起きうることが考えられ、今後の研究の必要性を指摘した。以上、本研究において、視環境におけるプレザントネスを示す例を呈示することができ、また目の順応状態が印象評価に関与することを明らかにした。交付申請書に予定として記載した3つの実験の内、以下に示す2つを行った。1.昼景と夜景のスライドによる印象評価実験:この実験の目的は、スライドの順番により目の順応状態が変わるため、この生理的な状態変化と心理評価の対応を調べることにある。この実験による新しい知見として、(1)昼景から夜景に変わるとき、同じ夜景のスライドであるのに評価が高くなる。(2)特に、夜景が低層階であるときに顕著である。(3)このとき視線の動きは、相対的に見ると停留時間が長くなりまた視線が大きくジャンプする。(4)予備的に行った瞳孔径変化でも、この状態では順応が十分ではないことが確かめられた。(5)総合すると、明るい昼景のスライドから暗い夜景のスライドに変わると、順応が十分でなく細かい部分までよく見えていないことになり、このとき心理評価は悪くなるのではなく逆に良くなる。以上の成果が得られ、仮説として持っていたプレザントネスの現れる状態を再現することができたと考えている。2.モデリング評価実験:照明状態により、顔の見え方すなわちモデリング評価が変化する。従来、順応状態が移行していく場合については考慮されていなかった。また視線の動きも全く考慮されていなかった。今回の実験では、まだ解析中であるが、(1)照明状態によって視線の動きが大きく異なる。(2)順応状態にも影響される。などの知見が得られた。この結果、従来グレアが起こったりどぎつさを感じたりして、不快状態として処理されていた状態でも、快適な評価が得られる場合があることが確かめられた。上記2つの実験から、仮説として持っていたプレザントネス理論についてかなり確証が得られたと思っている。2年度目は実空間での実験を加え、さらに実験を進める予定である。

全てのプレザントネスが、温冷感のプレザントネスと同じように説明できる訳ではないが、目の順応状態が変化するときにプレザントネスが生じる場合があるということである。実験は二種類行われ、一つは昼景と夜景が交互に現れる実験条件とそれぞれが連続して出現する実験条件との比較実験である。この実験結果から、同じスライドを用いても、昼景と夜景が交互に現れる条件の方がよい評価が現れるという結果が得られた。また当然ながら、この場合、瞳孔径変化についても大きな変化が見られ、順応状態が変化していると予想される結果となった。つまり、前に述べたプレザントネスの仮説を裏付ける結果が得られた。二番目の実験は、照明におけるモデリング評価の実験である。ここでは、従来から定説として用いられているベクトル・スカラー比ばかりではなく、スカラー照度も考慮すべきであることを明らかにした。このように、モデリング評価が明るさ感と関係するならば、当然それまでの順応状態が影響することは当然であり、本研究においても順応状態がモデリング評価に及ぼす影響が検出された。瞳孔径変化だけ捉えた実験では本実験の範囲内では元に戻るのに約1分を要ることが分かった。視作業を行っていて、視線を変えた場合にプレザントネスが起きうることが考えられ、今後の研究の必要性を指摘した。以上、本研究において、視環境におけるプレザントネスを示す例を呈示することができ、また目の順応状態が印象評価に関与することを明らかにした。
小児固型腫瘍発生の分子機構の解明とその理論を応用した遺伝子診断の開発

Ewing/PNET腫瘍群は極めて難治性で,腫瘍発生が少ない思春期に限っては腫瘍死の大部分を占める.従って,本腫瘍の本態の追求および特異的な診断法や治療法の開発は急務である.本研究では本腫瘍群に特異的されている染色体(11:22)の転座から生じる既知および未知のキメラ遺伝子を腫瘍組織およびわれわれが独自に樹立した細胞を含んだ腫瘍細胞株から同定し,それらの腫瘍発生機序との関連を明らかにした.その過程で,EWS遺伝子とE1A-F遺伝子との間に生じる新しいキメラ遺伝子の同定にわれわれは成功した(Biochem.Biophys.Res.Commun.219:608,1996).この新しいキメラ遺伝子に関しても上記の解析をすでに始めている.E1A-F遺伝子は札幌医科大学・藤永博士によりクローニングされ,共同研究によりゲノム構造を含めbreakpointを決定し,dominant negativeタイプのE1A-F遺伝子が腫瘍抑制を生じることができるかまで解析した.われわれはこの新しいキメラ遺伝子を有するEwing肉腫の株化に成功しており,世界的にみても明らかにわれわれが以上の研究を進めることができる現時点で唯一のグループである。集積したEwing/PNET腫瘍症例について,既知のキメラ遺伝子を高い検出率で同定した.これら遺伝子情報に加えて腫瘍の組織像,治療経過,予後など病態を把握できる全てのデータを保有している.したがって,キメラ遺伝子と病態の関連を直ちに知ることができる.また,in vitroの実験系で腫瘍の分化形質発現(Virchow Archiv,印刷中)とキメラ遺伝子との関連を明らかにしようと試みている点は本腫瘍群の発生母地を決定するためにも重要である.Ewing/PNET腫瘍群は極めて難治性で,腫瘍発生が少ない思春期に限っては腫瘍死の大部分を占める.従って,本腫瘍の本態の追求および特異的な診断法や治療法の開発は急務である.本研究では本腫瘍群に特異的されている染色体(11:22)の転座から生じる既知および未知のキメラ遺伝子を腫瘍組織およびわれわれが独自に樹立した細胞を含んだ腫瘍細胞株から同定し,それらの腫瘍発生機序との関連を明らかにした.その過程で,EWS遺伝子とE1A-F遺伝子との間に生じる新しいキメラ遺伝子の同定にわれわれは成功した(Biochem.Biophys.Res.Commun.219:608,1996).この新しいキメラ遺伝子に関しても上記の解析をすでに始めている.E1A-F遺伝子は札幌医科大学・藤永博士によりクローニングされ,共同研究によりゲノム構造を含めbreakpointを決定し,dominant negativeタイプのE1A-F遺伝子が腫瘍抑制を生じることができるかまで解析した.われわれはこの新しいキメラ遺伝子を有するEwing肉腫の株化に成功しており,世界的にみても明らかにわれわれが以上の研究を進めることができる現時点で唯一のグループである。集積したEwing/PNET腫瘍症例について,既知のキメラ遺伝子を高い検出率で同定した.これら遺伝子情報に加えて腫瘍の組織像,治療経過,予後など病態を把握できる全てのデータを保有している.したがって,キメラ遺伝子と病態の関連を直ちに知ることができる.また,in vitroの実験系で腫瘍の分化形質発現(Virchow Archiv,印刷中)とキメラ遺伝子との関連を明らかにしようと試みている点は本腫瘍群の発生母地を決定するためにも重要である.
現代社会民主主義の経済政策の国際比較

2年間にわたって研究活動を積み重ね、研究分担者の個別研究をもとにした、以下の4点において研究上の成果をあげた。(1)社会民主主義諸政党の経済政策の類型化。文献サーベイをおこない、(i)福祉国家の類型、(ii)社会民主主義政党の基盤類型、(iii)政権獲得時期別類型、などをおこなった。この結果、とくに西ヨーロッパにおいては、北欧型とラテン型に大別できることが明らかになった。(2)社民諸政党の政策変化の時期別動向とその要因。国ごとによって時期の違いはあるが、国家による政策制御の色彩が強かった北欧型を含めて、経済政策の自由主義化が共通の傾向として摘出された。各分担研究者の各国研究のうえにたった共同研究をつうじて、その要素の分析をおこなった結果、そこには(i)社民主義の勢力基盤たる労働組合の動向、(ii)ケインズ型経済成長政策の限界、(iii)社会政策にかんする国民の意識変化(集団主義志向から個人主義へ)、(iv)サービス経済化の進展、などがかかわっているが、何より決定的に大きな要素は、(v)金融を含めた経済の国際化の進展であり、それによって一国的な制御が困難になっているということである。ヨーロッパ社民勢力がEC統合、とくにSocial Europeに期待をかける理由もここにある。(3)それぞれの分担にもとづいて、ヨーロッパおよびオセアニアの社民党政権・野党としての社民党の政策研究をおこない、80年代以降、エコロジーなど新しい政策理念が登場していることが明らかにされた。(4)こうした研究のうえに今後の社民党グループの政策展望をおこない、一国単位から国際単位へ、「貧しい社会」の再分配型政策から「豊かな社会」における選択的な生活形成のためのルールづくり、といった共通の内容があることが明らかにされた。研究の第1年度にあたる平成3年度には前後4回にわたる研究会および研究者間の打合わせを7回おこなうとともに、収集した文献資料により、研究分担にもとづいて対象国の社会民主主義政党の政権期および野党時の経済政策の歴史的検討をおこなった。その内容の一部は従来の研究畜積とともに大内・高木・住澤著『転換と新しい構想』として発表された。そのなかでは、(1)80年代後半の時期にはスウェ-デンなど伝統的に福祉国家政策をとってきた国においても「サッチャ-主義の社会民主主義版」があらわれていること、(2)一方、ヨ-ロッパにおいては「ソ-シャル・ヨ-ロッパ」のスロ-ガンに示されるように、EC統合においても経済競争力を回復するという課題をこえて、社会経済政策の統合をめざす動きがさかんになっている、などの新しい知見が示されている。上記(1)にかんしては、文献研究と研究会討議によって、各国別の研究が進められ、ヨ-ロッパ社会民主主義といってもそのなかに北欧型(国家介入型)と南欧型(市場重視型)の分離が可能であることが明らかとなっている。これに今後登場する可能性をもつ東欧型を加えて、社会民主主義の経済社会政策の類型化の展望が開かれた。これとはべつに、大内を中心とする研究チ-ムは東北大学における関係文献資料の整理をおこなうとともに、レギュラシオン理論と、とくにフランス社会党の政策形成とのかかわりを検討しており、社会民主主義の経済政策にたいする思想と理論の関係を多面的に検討する糸口とした。前年度の研究成果のうえに立って、今年度においては、研究分担者の個別研究と相互の研究交流をおこない,以下の4点において研究上の成果をあげた。文献サーベイをおこない、(i)福祉国家の類型、(ii)社会民主主義政党の基盤類型,(iii)政権獲得時期別類型、などをおこなった。

(2)社民諸政党の政策変化の時期動向とその要因。国ごとによって時期の違いはあるが、国家による政策制御の色彩が強かった北欧型を含めて、経済政策の自由主義化が共通の傾向として摘出された。各分担研究者の各国研究のうえにたった共同研究をつうじて、その要素の分析をおこなった結果、そこには(i)社民主義の勢力基盤たる労働組合の動向、(ii)ケインズ型経済成長政策の限界、(iii)社会政策にかんする国民の意識変化(集団主義志向から個人主義へ)、(iv)サービス経済化の進展、などがかかわっているが、何より決定的に大きな要素は、(v)金融を含めた経済の国際化の進展であり、それによって一国的な制御が困難になっているということである。ヨーロッパ社民勢力がEC統合、とくにSocial Europeに期待をかける理由もここにある。(3)それぞれの分担にもとづいて、ヨーロッパおよび、オセアニアの社民党政権・野党としての社民党の政策研究をおこない、80年代以降、エコロジーなど新しい政策理念が登場していることが明らかにされた。(4)こうした研究のうえに今後の社民党グループの政策展望をおこない、一国単位へ、「貧しい社会」の再分配型政策から「豊かな社会における選択的生活形成のためのルールづくり、といった共通の内容があることが明らかにされた。
ヒトとリスザルにおける顔を用いた種の認知と個体の認知

本年度はリスザルを対象に、自種の顔、他種の顔を速やかに識別するか、その際に顔のどの情報を用いるのか検討した。<装置作成>リスザルを対象とした顔認知実験を行うため、既存装置の改良を行った。また実験制御のためのプログラムを作成した。トレーニング刺激としてヒトの顔画像・リスザルの顔画像を8枚ずつ、顔の外部的な特徴(頭髪や輪郭など)を可能な限り省くように作成した。またテスト刺激としてトレーニング刺激の一部以外をマスクした刺激を作成した。<使用個体>本研究では2頭のリスザルを用いた。昨年度用いた個体と同個体であった。<テスト試行>昨年度から継続したトレーニング試行(弁別課題)において、2セッション続けて正答率が80%を超えた段階でテスト試行に移行した。テスト試行ではトレーニング試行に約10%の割合でテスト刺激を用いた試行を導入した。テスト試行での反応には強化を与えなかった。リスザルのうち1頭はヒトの個体識別の課題においては両目の情報が与えられた時のみ、トレーニングと同様の成績を維持した。またリスザルの個体識別の課題においては、両目の情報が与えられた時のみ、トレーニングと同様の成績を維持したのに加え、目や口といった顔の主要部分を省いた周辺部位の情報のみが与えられた時でもトレーニングと同様の成績を維持した。<考察>これらの結果は、リスザルにとって自種・他種に関わらず、顔を用いた個体の識別が可能なこと、その際に手掛かりとする情報は両目の情報が主であること、自種の顔においてはさらに別の手掛かりが用いられていることを示唆した。昨年度の研究において示された,リスザルとヒトに共通する種の効果には、自種の顔を認識する際に手掛かりとなる部分が多くなることが影響している可能性が示唆された。本研究ではヒトとリスザルを対象に、両種がそれぞれ、自種の顔、他種の顔のどちらを速やかに学習するか検討した。<装置作成>リスザルを対象とした顔認知実験を行うための装置開発を行った。またタッチパネル制卸・実験制卸のためのプログラムを作成した。刺激としてヒトの顔画像・リスザルの顔画像を8枚ずつ、顔の外部的な特徴(頭髪や輪郭など)を可能な限り省くように作成した。<予備トレーニング>実験を速やかに行うため予備トレーニングを行った。強化子を安定して取得するためのトレーニング、タッチパネルを押す行動を確実に行うためのトレーニングを行った。本研究では2頭のリスザルを用いた。<学習試行>手続きとして弁別課題を用いた。画面の左右両方にリスザルの顔もしくはヒトの顔を提示した。刺激は各条件とも正答となる刺激と誤答となる刺激のペアで提示し、正誤が逆転することはなかった。ヒトの実験では1セッション、リスザルの実験では3セッション続けて正答率が80%を越えるまで同じ課題を繰り返した。その後、別の画像を用いて再度同様の課題を行った。Gokuhはリスザルの顔画像認識別訓練において、平均25.5セッションで訓練完成基準に達した。ヒトの顔画像識別訓練において、平均53.5セッションで訓練完成基準に達した。Jojoも同様の傾向を示した。<ヒトを対象とした実験>ヒト2名を対象とし、前述の条件の下で学習試行を行った。初回セッションの平均正答率は、ヒト顔において78.1%、リスザル顔において68.8%となり、ヒト顔の学習時のみチャンスレベルより有意に高い正答率となった(二項検定P<.05)。<考察>これらの結果は、リスザルにとって他種であるヒトの顔よりも自種であるリスザルの顔の識別がより容易であることを示している。さらに共通の手続きを用いたヒトによる実験でも同様の傾向が見られ、両種で共通した種の効果が確認された。
核酸と金属錯体の分子レベルでみた相互作用

ポルフィリンはピロール環を4つ含む平面化合物であり,水溶性のmeso-テトラー(4-N-メチルピリジニウム)ポルフィリンは, DNA対間にインターカレートすることが知られている.DNAらせん外のgrooveに結合するネトロプシン型化合物や,塩基対間にインターカレートするフラビン系化合物などをあわせ持った金属錯体合成の第一歩として,今回はN-2′-ヒドロキシエチル基を側鎖に持つ化合物,テトラー(4-2′-ヒドロキシエチルピリジニウム)ポルフィリンを新しく合成した.また,そのニッケル,銅錯体も合成した.これらの金属は軸配位子を通常とらない.Calf thymus DNAとこれらの化合物の相互作用を,ポルフィリンのSoret帯に着目し,本科研費の助成で購入した可視紫外分光解析システムを用いて調べた.Soret帯の吸収極大は, DNAとの相互作用により510nm長波長側にシフトし,インターカレートしている可能性が高い. titrationにより,フリーbaseの結合定数を求めたが(3.1×10^<-6>M^<-1>),側鎖のある化合物はメチル基の場合と比べてやや弱く結合していることが分った.トポイソメラーゼIIを用いた予備実験では, AMSAなどと同じく,当酵素により誘発されるDAN2本鎖切断を阻害することが分かった.詳しくは今後条件をおさえた実験を行って検討する予定である.DNaseIを用いたfoot printing法では, 5′-AAT-3′, 5′-ATT-3′, 5′-GC-3′などに切断阻害が観測された.一方,制限酵素を用いた実験では,珍しく強いGC選択性のある面白い結果が得られた.この点も,今後更に研究していく予定である.軸配位をもつマンガン錯体とDNAとの相互作用,側鎖の数,位置によるDNAとの相互作用の相違も今後発展させていく課題である.ポルフィリンはピロール環を4つ含む平面化合物であり,水溶性のmeso-テトラー(4-N-メチルピリジニウム)ポルフィリンは, DNA対間にインターカレートすることが知られている.DNAらせん外のgrooveに結合するネトロプシン型化合物や,塩基対間にインターカレートするフラビン系化合物などをあわせ持った金属錯体合成の第一歩として,今回はN-2′-ヒドロキシエチル基を側鎖に持つ化合物,テトラー(4-2′-ヒドロキシエチルピリジニウム)ポルフィリンを新しく合成した.また,そのニッケル,銅錯体も合成した.これらの金属は軸配位子を通常とらない.Calf thymus DNAとこれらの化合物の相互作用を,ポルフィリンのSoret帯に着目し,本科研費の助成で購入した可視紫外分光解析システムを用いて調べた.Soret帯の吸収極大は, DNAとの相互作用により510nm長波長側にシフトし,インターカレートしている可能性が高い. titrationにより,フリーbaseの結合定数を求めたが(3.1×10^<-6>M^<-1>),側鎖のある化合物はメチル基の場合と比べてやや弱く結合していることが分った.トポイソメラーゼIIを用いた予備実験では, AMSAなどと同じく,当酵素により誘発されるDAN2本鎖切断を阻害することが分かった.詳しくは今後条件をおさえた実験を行って検討する予定である.DNaseIを用いたfoot printing法では, 5′-AAT-3′, 5′-ATT-3′, 5′-GC-3′などに切断阻害が観測された.一方,制限酵素を用いた実験では,珍しく強いGC選択性のある面白い結果が得られた.この点も,今後更に研究していく予定である.軸配位をもつマンガン錯体とDNAとの相互作用,側鎖の数,位置によるDNAとの相互作用の相違も今後発展させていく課題である.
知識情報処理的手法を用いたDNAチップからの遺伝子ネットワーク解析

(1)定量PCRによる遺伝子発現データの収集本研究で解析を小なうための基礎データ収集を目的として、酵母の遺伝子発現データを収集した。この際、発現遺伝子量を定量性よく測定できる方法として、定量PCR法を採用し、データを採取した。DNAチップなどから得られる遺伝子発現データ処理として、一般的に(遺伝子のグループ化)クラスタリング解析が行われている。我々は昨年度、k-meansクラスタリングにFuzzy理論を適応したFuzzy k-meansクラスタリングを時系列DNAチップデータに適応した。この方法は、従来法と比較し、実験誤差に起因するノイズの影響を受けにくく、DNAチップなどの解析に有効であることが確認できた。しかし、クラスタリング解析においては、いくつのグループに分けるのかという情報はあらかじめ解析者が与える必要があり、生物学的な知見が有ればその知見に基づいて決定できるものの、ほとんど知見がない現象に対しては、試行錯誤的に「適当に」決められているのが現状である。これが実データを解析する際に、クラスタリング解析の大きな問題とされてきた。そこで、本年度はクラスタがうまく分かれているという指標を導入し、グループ(クラスタ)数を決定する際に利用することとした。解析対象データとしては、出芽酵母の胞子形成過程におけるマイクロアレイデータを選んだ。このデータの約6000遺伝子の中で、機能や発現時期が他の実験で確認されている45遺伝子の時系列データを解析した。このデータは、生物学的知見から6つのグループに分けられている。クラスタがうまく分かれているという指標としては、クラスタ同士の分離(クラスタ間距離が大きいほどよい)、クラスタの大きさ(クラスタ内のデータ距離が小さいほどよい)を考えればよい。そのため、様々な指標を候補として考え、解析を進めたところ、上記二つの条件を組み込んだ新たな指標が、クラスタ数を決定するためにはもっともよい指標となることが明らかになった。