hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォノンの選択励起による水素モードダイナミクスの解明と相転移機構の研究

この光パルス2個を試料中において時間空間的に交差干渉をさせることで、コヒーレントなフォノンの励起に成功した。またこの実験の過程で、励起されたフォノンが励起空間領域から進行して逸脱することでフォノンの減衰定数が見かけ上増大して観測される“逃げだし効果"を見いだし、その補正についてシリンドリカルレンズを用いて補正する光学系を考案した。また前年度では選択励起されたフォノンの挙動を観測するのにアルゴンレーザーからのcw光を用いた(cwプローブ法)が、今年度ではパルス光をプローブとして用いるパルスプローブ法を試行し、前者に比較して格段に優れたS/N比が得られた。これらの実験方法の拡充と改良の結果、(1)強弾性体KTSにおける音響フォノンの励起、(2)強誘電体TGS,NH_4Clにおける音響フォノン励起と誘電分極揺らぎ緩和時間の決定、(3)過冷却中の水のフォノン伝播などの実験に成功し研究成果をあげることができた。こららの結果は引き続き来年度においても継続確認され、その後日本物理学会における講演発表あるいは学術論文誌に印刷出版などの形で公表される。本研究課題が開始された平成6年度においては、基礎的原理の検討とそれに基ずく実験システムの構築がなされた。その結果モードロックQスイッチ付きYLFレーザーからの60ピコ秒の時間幅を持つ超短光パルスを用いてフォノンを励起することに成功した。この段階においてはフォノン励起の基本的動作特性を把握するために、励起されたフォノンの振動周期と励起光パルスの繰り返し周期を一致させ、さらに相互の位相を調節することでフォノン振幅の共鳴的増大あるいは強制減衰などのフォノン制御を行い成功した。しかしながら、この段階ではフォノンの動的特性の検出のためのプローブ光にCWレーザー光を用いていたが、シグナルとしての回折光強度が弱い欠点があった。第2段階では、励起フォノンの検出過程を改良し、YLFレーザーからのパルス光をプローブとして用いた。その結果S/N比の向上がもたらされ、結晶等の固体試料中に励起したフォノンからの微弱なシグナルも充分な精度で観測できることになった。ここまでにおいてフォノン励起の実験システムの構築は完成し、実際の相転移の研究に適用することができるようになった。平成8年度においては本研究課題の最終年度として、ここまでにおいてフォノン励起の実験システムの構築は完成し、実際の相転移の研究に適用することができるようになった。平成8年度においては本研究課題の最終年度として、(1)一軸性強誘電体TGS,TGSeの相転移におけるフォノン伝播の異常、(2)強弾性体KTSにおける音響フォノンの励起、(3)NH_4C1における無極性秩序・無秩序型相転移、(4)過冷却中の水のフォノン伝播、などの実験に成功し研究成果をあげることができた。
機械的応力を考慮したマルチフィジクス鉄芯材料磁気特性モデルの研究

異方性定数などの材料データから鉄芯の磁気特性を模擬する物理的モデル化手法に機械的応力の影響を取り込み,応力が磁気特性に及ぼす影響を予測するマルチフィジクス手法を開発した。電磁鋼板のベクトル磁気特性及び磁歪特性,磁気特性の応力依存性の測定を行った。6磁区の単純磁区構造モデルを単位セルとした集合磁区モデルを開発し,方向性電磁鋼板の各方向交番磁化特性を再現するとともに,無方向性電磁鋼板の磁気特性の応力依存性を再現した。ピンニング磁界の分布を仮定することにより,圧縮応力による鉄損増加を予測し,計測値と一致する結果を得た。集合磁区モデルにおける効率的なエネルギー極小化のために部分的陰的解法を開発した。[1.電磁鋼板ベクトル励磁下の磁歪測定]ベクトル励磁時における電磁鋼板の磁歪を計測するシステムを構築し,交番または回転磁束条件における磁歪特性の計測を行った。[2.電磁鋼板の磁気特性の外部機械応力依存性の測定]無方向性電磁鋼板に引張および圧縮応力を外部から印加した状態で磁気計測を行った(同志社大学において実施)。[3.6磁区集合磁区モデルの開発と応力特性の表現]まず,6磁区単純化磁区構造モデルを単位セルとした集合磁区モデルを開発し,方向性電磁鋼板の圧延方向および直角方向の交番磁化特性の表現に成功した。また,磁気弾性エネルギー項を追加することにより,無方向性電磁鋼板の交番磁化特性に対する機械的応力の影響を表現することに成功した。いずれも,異方性定数などの材料定数からマクロ磁化特性を再現したもので,計測結果と定量的な一致を得ている。[4.応力依存性の解析的検討]磁気特性の応力依存性の由来を,計測結果に基づいて定量的に説明するため,初期磁区方向分布と磁壁移動・磁化回転により応力既存性を表現する手法を開発した。[1.応力依存詳細モデルの開発]無方向性電磁鋼板の結晶方位は一様でなく,磁歪の発生する方向も非一様である。結晶粒とそれをとりまく多結晶媒質間の弾性的な相互作用をモデル化することにより,歪量や応力の鋼板内分布を考慮した,より現実に近い応力依存詳細集合磁区モデル化手法を開発した。下記2の応力特性の計測データおよび簡易モデルとの比較によりその有効性を示した。さらに,下記3のベクトル励磁下の磁気特性および磁歪特性計測データとの比較に対しても高い再現性を示した。また,上記とは別に,無方向性電磁鋼板における磁気飽和領域の磁気挙動を検討し,そのモデル化に成功した。[2.電磁鋼板の各方向磁気特性の外部機械応力依存性の測定]無方向性電磁鋼板の圧延方向および直角方向の磁気特性について圧縮および引張り外部機械応力に対する依存性を測定した。[3.各種電磁鋼板ベクトル励磁下における磁歪測定]方向性電磁鋼板について,圧延方向および直角方向の磁気特性および磁歪特性を計測するとともに,ベクトル励磁下における磁気特性および磁歪特性を計測した。[4.エネルギー極小化高速解法の開発と大規模計算の実用化]効率的なエネルギー極小化の手法としてを最急降下法を用いた手法を開発した。[5.材料データ推定法と現象論的モデルの開発]ピンニング磁界の確率的な分布を仮定するモデル化を行い,磁区構造モデルに組み込む手法を開発した。ベクトル励磁下の磁歪測定を実現するとともに,応力特性の計測を実現した。前年までに開発した集合磁区モデルを発展させることにより,応力分布を考慮した応力依存詳細モデルの開発を行った。開発モデルによって,応力下の磁気特性およびベクトル励磁下の磁歪特性の再現に成功した。研究代表者らは,材料の物性データから鉄芯の磁気特性を予測・模擬する物理的なモデル化手法の開発を進めている。本研究では,その手法に応力の影響を取り込み,機械的な応力が鉄芯材料の磁気特性に及ぼす影響を予測・模擬する基礎的なマルチフィジクス手法を開発した。研究期間で下記を実施しており,その中で最終H28年度には主に3と4を実施している。[1.電磁鋼板の外部機械応力依存性の測定とベクトル励磁下の磁歪測定]ベクトル励磁下での電磁鋼板の磁歪を計測するシステムを構築し,各方向交番磁束および回転磁束に対する磁気特性および磁歪特性の計測を行った。無方向性電磁鋼板の磁気特性について圧縮および引張り外部機械応力に対する依存性を測定した。[2.6磁区集合磁区モデルの開発と応力特性の表現]まず,6磁区単純化磁区構造モデルを単位セルとした集合磁区モデルを開発し,方向性電磁鋼板の圧延方向および直角方向の交番磁化特性の表現に成功した。さらに,結晶粒とその周囲の多結晶媒質間の弾性的な相互作用をモデル化することにより,歪量や応力の鋼板内分布を考慮した,応力依存性詳細集合磁区モデル化手法を開発した。応力特性の計測データとの比較によりその有効性を示した。[3.ピンニング磁界のモデル化]ピンニング磁界の統計的な分布を仮定するモデル化を行った。2の磁区モデルに組込むことにより,電磁鋼板のヒステリシス特性を再現し,圧縮応力印加時の鉄損増加量を予測することに成功した。[4.磁区モデルの高速解法の開発]

効率的なエネルギー極小化の計算手法として部分的陰的解法を開発した。異方性定数などの材料データから鉄芯の磁気特性を模擬する物理的モデル化手法に機械的応力の影響を取り込み,応力が磁気特性に及ぼす影響を予測するマルチフィジクス手法を開発した。電磁鋼板のベクトル磁気特性及び磁歪特性,磁気特性の応力依存性の測定を行った。6磁区の単純磁区構造モデルを単位セルとした集合磁区モデルを開発し,方向性電磁鋼板の各方向交番磁化特性を再現するとともに,無方向性電磁鋼板の磁気特性の応力依存性を再現した。ピンニング磁界の分布を仮定することにより,圧縮応力による鉄損増加を予測し,計測値と一致する結果を得た。集合磁区モデルにおける効率的なエネルギー極小化のために部分的陰的解法を開発した。無方向性電磁鋼板に対して磁気弾性エネルギーを導入した集合磁区モデルを開発し,本研究の目的である機械的応力の表現に成功している。また,応力特性や磁歪特性の計測装置の構成が進んでおり,当初目的を達成する見通しがついている。[1.応力依存詳細モデルの開発]前年度までに得られた電磁鋼板の磁気特性結果に基づいて,応力依存詳細モデルの開発を引き続き行う。鋼板厚み方向の結晶粒分布の影響を考慮するため,厚み方向を含む断面の磁区構造モデルを開発する。[2.エネルギー極小化高速解法の開発と大規模計算の実用化]高磁束密度化では,ランセット磁区など3次元的な磁区構造による磁化過程を考慮する必要がある。また,結晶の3次元的な配置により,応力依存性はより複雑なものとなる。これら3次元構造の影響を3次元集合磁区モデルで評価するため,効率的なエネルギー極小化の計算手法を開発する。その手法として,時間積分の陰解法化と閾値モデルを検討し,前年までに開発した最急降下法と比較検討する。また,3次元化に伴う計算の大規模化に対応するため,並列計算による高速解法を開発する。[3.材料データ推定法と現象論的モデルの開発]上記磁区モデルでは,材料データから磁気特性を算出することを目的とするが,ピンニング磁界については,結晶粒サイズや不純物密度などを用いた統計的な算出が必要である。磁気特性の計測結果からピンニングサイトの分布を逆算する手法を開発することにより,材料データの詳細が不明な場合にも,計測結果を用いて磁気特性を現象論的に(計測結果にフィッティングさせる形で)再現することが可能な手法を開発する。電気工学[1.応力依存詳細モデルの開発]材料内の磁区構造は一般に一様でなく,磁歪の発生する方向も非一様である。歪量は,応力と機械的な境界条件や拘束条件の兼ね合いで定まるため,この機構をモデル化することにより,より現実に近い応力依存性が表現されると考えられる。この詳細な集合磁区モデル化手法を開発し,計測データおよび前年度に開発した簡易モデルとの比較によりその有効性を検証する。[2.電磁鋼板の各方向磁気特性の外部機械応力依存性の測定]方向性電磁鋼板を各方向に切り出した試料を用いて外部応力印加時の磁気特性を測定することにより,応力依存性と磁気異方性の関係を明らかにする。
発光タンパク質溶液におけるレーザー作用発現に関する基礎研究

生体分子である発光タンパク質溶液のレーザー作用の有無を調べるため、パルスレーザー光を用いて、(1)発光強度の励起光強度依存性、(2)発光強度の励起領域長依存性の実験を行った。00.1mJの励起には窒素ガスレーザーを、0.11mJの励起にはアルゴンフッ素エキシマレーザーを用いた。実験試料には、市販のGFP(Green Fluorescent Protein)およびBFP(Blue Fluorescent Protein)発光タンパク質発現ベクターを大腸菌に形成転換し,IPTG誘導により発光タンパク質を発現させ、集菌後,菌体抽出液中の発光タンパク質をNi-NTAアガロースアフィニティークロマトグラフィーにより精製し,それをタンパク標品とした。その後、緩衝剤で濃度調整をした。実験(1)に関しては、石英セル内の発光タンパク質溶液に、レーザー光を両凸石英レンズまたはシリンドリカル石英レンズで集光後照射した。励起光強度はNDフィルターにより4桁にわたって変化させた。取得データをI=AI_0^n(Iは発光強度、I_0は励起光強度、Aは定数)の関係式により解析した結果、低励起下ではn=1となって、発光強度は励起光強度に対してlinearな依存性を示した。強励起下になるとn<1とunderlinearな依存性が観測された。実験(2)においては、励起領域長を04mmの範囲で変化させた。レーザー光をシリンドリカル石英レンズで集光後、試料に照射した。取得データをI=I_s{exp(gL)-1}(I_sは単位励起長当たりの自然発光強度、gは正味の光学利得)にしたがって解析したところ、負の光学利得が得られた。以上のことから、発光タンパク質溶液では、色素溶液と同様のレーザー作用が期待されたが、今回の研究から、レーザー光照射によるタンパク質溶液のダメージが大きく、期待されたレーザー作用は観測できなかった。本年度は、生体分子である発光タンパク質溶液から誘導放出に関する知見を得ることを目的として、主として(1)窒素ガスレーザーを用いた発光強度および発光減衰曲線の励起光強度依存性の実験系の整備,(2)発光タンパク質溶液の作成、(3)実験による基礎データの取得を行った。既存のエキシマレーザーを窒素ガスレーザーに改良した。0.1mJ程度(10Hz時)のパワーで発振させることができた。発光強度および発光減衰曲線の励起強度依存性の実験を遂行するため、備品費で分光器を購入し、その他実験に必要となる光電子増倍管ソケット、NDフィルター、光学レンズ系のホルダーなど光学実験系を整備した。LabViewを用いた分光系制御用プログラムおよびデータ取得プログラムを作成した。発光タンパク質溶液試料の作成に関しては、市販のGFP (Green Fluorescent Protein)発光タンパク質発現ベクターを大腸菌に形成転換し,IPTG誘導により発光タンパク質を発現させた。集菌後,菌体抽出液中の発光タンパク質をNi-NTAアガロースアフィニティークロマトグラフィーにより精製し,それをタンパク標品とした。何度か調製に失敗したが、何とか本年度に最初の溶液が作成できた。緩衝剤によって薄めたいくつか溶液試料に対して、発光強度および発光減衰曲線の励起光強度依存性の実験に取りかかった。現在、取得データをI=AI_0^n(Iは発光強度、I_0は励起光強度、Aは定数)の関係式、誘導放出発光過発を考慮した方程式により解析を行っている。発光タンパク質溶液からの発光の強度が励起光強度に対して超直線的な依存性を示し、発光過程に何らかの非線形な発光過程が関与しているようである。
非臨界弦を用いた超弦理論の定式化と応用の研究

非臨界弦をゲージ理論から定式化することを目標にlarge Nゲージ理論の解析的計算を進展させた。まず3次元理論において、ゲージ不変な局所変数の過不足ない完全系を発見し、それを用いてlarge Nにおける様々な物理量を解析的に計算する処方箋を開発した。さらに、いわゆるdeconstructionを用いて3次元から4次元ゲージ理論を構成する方法を提案した。一方で、弦理論が規定するはずの量子重力理論が持つホログラフィー的性質の理解を深めるため、重力を含んだ相対論的非平衡熱力学の一般論を展開した。超弦理論は、量子重力を含む統一理論として最有力の候補である。近年、双対性の発見を契機に、弦の非摂動的性質に関する理解が急速に進んだが、残念ながら、実際の物理現象を説明するのに必要な弦の真空の構造の理解には至っていない。その理由はやはり、弦の場の理論といった構成的枠組みが欠けているため、古典極限など何らかのパラメーターの極限以外では確かな結果を得にくいからである。本研究は、『開いた弦に対する非臨界弦理論』あるいはその有効理論である『Yang-Mills理論』を発展させることにより、この『超弦理論の構成的定式化』をめざす。さらに、ホログラフィー原理を足がかりとして、相対論的粘弾性理論を発展させていくことで、超弦理論の有効理論が取りうる形を決定する。3次元Yang-Mills理論においては、Karabali-Nair変数と呼ばれるゲージ不変で局所的な変数が存在することが知られている。我々はこの変数について、有限くりこみ項を取り入れたeffective Hamiltonianの方法を新たに提唱し、すべての量が代数的かつ有限に計算できることを示した。我々のこの方法はきわめて強力で、これにより、様々な物質場が結合した3次元Yang-Mills理論を解析的に解くことが可能になりつつある。この手法はさらに4次元Yang-Mills理論をdeconstructするのに適用することが期待される。現在、格子ゲージ理論によって計算された4次元Yang-Millsの諸量が正しく再現されるかどうかを調べている。これに成功すれば、あとは、超対称化とAdS/CFT対応を用いることで、AdS背景における超弦理論を解析的に扱う枠組みを構成することが可能になるものと思われる。(b)非臨界弦の場の理論矢彦沢氏や入江氏との共同研究によって構築した『c<1における(超対称的)非臨界弦の場の理論』を、2種類以上の自由フェルミオンを導入することで、cが1以上の場合に拡張できるか調べた。スペクトルの計算が可能になりつつある。AdS/CFT対応に基づく弦理論の定式化に向け、昨年度に引き続き今年度も、4次元Yang-Mills理論を解析的に調べる方法を進展させた。具体的には、3次元Yang-Mills理論における、ゲージ不変な変数の完全系を同定することに成功した。それは、Karabali-Nair変数と呼ばれるものと、我々により導入されたω_0という変数の二つからなっている。我々はこの変数を用いることで、large N極限におけるeffective Hamiltonianが対称性と次元勘定だけから決定されることを示し、これから、いろいろな物理量が代数的かつ有限に計算できることを示した。■葉層構造保存変形の対称性に基づく粘弾性の普遍的記述弾性固体と粘性流体を二つの極限として包含する概念が「粘弾性体」である。従来の粘弾性体の記述法は、分子の配位のみに関するものが中心だったが、これだと記述がどうしても各論的で複雑になる。今回の研究では、塑性変形を記述する力学変数を新たに導入することで、有効理論が極めて単純な形で書き下せることを示した。具体的には、分子の配位と塑性変形をそれぞれ記述する2種類の力学変数を導入し、粘弾性体の運動を世界体積上の場の理論として取り扱った。その際、理論に「葉層構造保存変形(foliation preserving diffeomorphism)」の対称性が自然に導入されることを示し、さらに、この対称性が、弾性体と粘性流体の二つの極限を自然につなぐと同時に、有効理論が取りうる形をほぼ一意的に決めてしまうことを示した。現在、相対論的な場合への拡張や宇宙論への応用などを進めている。時空を粘弾性体の一種と捉えることにより、時空のホログラフィー的性質が解明されることを期待している。

■large N Yang-Mills理論への解析的アプローチ非臨界弦をゲージ理論を用いて定式化することを目標に、今年度も、4次元Yang-Mills理論を解析的に調べる方法を進展させた。具体的には、以前我々が発見した3次元Yang-Mills理論におけるゲージ不変な変数の「過不足ない」完全系を用いて、4次元理論をdeconstructionの方法とcorner変数を用いる方法の二通りで解析する方法を提案した。ともに、並行して進めている格子ゲージ理論の数値計算の結果とよく一致している。■エントロピーに基づいた非平衡熱力当の再式化と相対論的連続体力学の構成相対論的非平衡熱力学はこれまで、通常の独立な状態変数に加えてカレントも熱力学変数とみなす「拡張された熱力学」に基づいていた。しかしこの形式では、実際に非平衡系がどのようにエントロピー最大の熱平衡状態に近づいていくのかが直接見えない。本研究では、線形非平衡熱力学における微分展開のleadingで非平衡状態のエントロピーを定量的に記述する局所的な「エントロピー汎関数」を導入し、それにOnsagerの線形非平衡理論を適用することにより、本来の状態変数だけで非平衡熱力学が構成できることを示した。さらにこの手法を用いて相対論的粘弾性体の理論を構成し、それが(1)パラメーターの任意の値に対して長時間極限でNavier-Stokes理論を与えること、さらに、(2)あるパラメーター領域では因果律を保ったsymmetric hyperbolicな方程式が得られること、を示した。これにより、因果律が破綻するという問題を抱えていた相対論的流体力学に対し、流体を粘弾性体の長時間極限とみなすことで、因果律を保った相対論的流体力学が定義できることを示した。現在、初期宇宙・QCDプラズマなどへの応用を進めている。また、時空を粘弾性体の一種と捉えることにより時空のホログラフィー的性質が解明されることを期待している。■large N Yang-Mills理論への解析的アプローチ非臨界弦をゲージ理論から定式化することを目標に、4次元Yang-Mills理論を3次元からのdeconstructionとして構成する方法論を進展させた。とくに、随伴表現のスカラー場を入れたときの3次元ゲージ理論について解析解を構成し、さらに格子ゲージ理論に基づく数値計算を行って結果を比較することにより、以前に我々が3次元において導入した「過不足ない完全系をなすゲージ不変な変数による有効ハミルトニアンの方法」が極めて有効であることを確認した。
ドイツ応用倫理学の総合的研究--「人間の尊厳」概念の明確化を目指して--

本研究の研究成果としては、(1)現代価値論の観点から「尊厳」概念を絶対的価値として基礎づけることの可能性と重要性が明らかになったこと、(2)ドイツの「人間の尊厳」理解として義務論的なハーバマスにせよ(人間の尊厳/人間の生命の尊厳)、功利主義的なビルンバッハーにしても(規範的に強い意味での尊厳/規範的に弱い意味での尊厳)、「尊厳」概念は二重構造を持っており、それが一般的に妥当性を持つとして広く受け入れられていること、しかしまた同時に(3)ドイツの「尊厳」理解において身体性を重視する議論が新たに提示され始めており、この点で従来のパラダイムが転換する可能性があること、それに対して(4)日本の「尊厳」概念史がほとんど研究されていないことが判明し、本研究でも研究の一環としてそれに取り組み、一定程度明らかになったが、その根柢には「生命の尊厳」という理解が成立しており、それはきわめて密接に身体性と関連していて、この点で(3)の論点と哲学的に関連づけることが可能であり今後の重要な哲学的課題になること、(5)「人間の尊厳」概念から「人権」概念を基礎づけることの重要性が明らかになったこと、(6)近代ヨーロッパの「尊厳」概念成立に際してヨーロッパの外部からの影響が考えられうることなどを指摘できる。これらの研究成果は、まずは『ドイツ応用倫理学研究』に掲載して公表したが(第2号まで公刊済み)、第一年度の平成19年度以降各年度に開催されたワークショップやシンポジウムの研究発表をもとにして論文集を編纂して差しあたりドイツで公刊予定(たとえば、その内のひとつとして、Gerhard Schonrich/Yasushi Kato (Hgg.), Wurde als Wert, mentis Verlagが編集作業中である)である。そして、これらの論文集の翻訳は日本でも刊行を予定している。また、特に(4)に関しては、加藤/松井がこの研究プロジェクトを代表してドイツのビーレフェルト大学で開催されたワークショップ「尊厳-経験的・文化的・規範的次元」において「Bioethics in modern Japan: The case for “Dignity of life"」というテーマで研究発表した。さらに研究成果の一部は最終年度の平成22年度の終わりにNHK文化センター名古屋教室の協力を得て市民講座「現代倫理・「人間の尊厳」を考える」で江湖に還元することもできた。(1)本研究は、ドイツにおける応用倫理学の各分野(生命・環境倫理学、ケア倫理学・ビジネス・エシックス、グローバルエシックス)の議論の動向を分析し、主要な論点を析出して、ドイツ応用倫理学の全体像を解明することを目的とする。(2)そのさい特に「人間の尊厳」概念に焦点を当てて、それが各分野の議論で担っている役割と重層的関係を解明することが研究の中心を形づくる。(3)析出された論点に関しては、ドイツ人研究者との直接討論の中で、またドイツの議論と英米圏の議論との比較検討を通して、その意義を確認しつつ、日本での応用倫理学の議論にフィードバックして一定の理論的貢献を図るとともに、最終的には人間の尊厳概念のグローバル・スタンダードを日本から発信するための視座を構築することを目指す。第一年度である平成19年度は、研究課題を円滑に遂行するためにます「ドイツ応用倫理学研究会」を立ち上げて、「研究の目的」である「ドイツ応用倫理学の総合的研究」に取りかかった。

この研究会は9回開催され、「研究実施計画」にもとづきながら、研究分担者や研究協力者の研究発表を行って問題意識の共有化を図ると同時に、ドイツの研究者とも連絡を取ってデュッセルドルフ大学のグリュンシュロス講師およびマールブルク大学のブラント教授、そしてマールブルク大学のタナカ講師を招聘し、「ドイツ応用倫理学研究会」で研究発表を行ってもらった。そこに参加した分担者や協力者と、グリュンシュロス講師とは「CSR(企業の社会的責任)」について、ブラント教授とは「生命倫理学における人格と人間の尊厳の問題」をめぐって、そしてさらにタナカ講師とはドイツのビジネスエシックスの潮流について討論を行った。グリュンシュロス講師およびタナカ講師からはドイツのビジネスエシックスの最新の研究状況とCSRの課題が明らかになり、ブラント教授からは人間の尊厳に関連して生命倫理学の諸問題を考察する場合のカント倫理学の限界と功利主義の意義とが重要な課題として示された。これらの論点はドイツ応用倫理学の特徴を把握する上できわめて重要であり、したがってビジネスエシックスおよび生命倫理学に関しては、今年度のこれらの研究発表から得ることのできた新たな知見にもとづきながら第二年度にシンポジウムをそれぞれ開催する予定である。また、この間他の分野も含めたドイツ応用倫理学に関する最新の文献の収集も進み、その中の重要な論文を批判的に分析・検討して第二年度には中間報告を兼ねた冊子を刊行する予定である。第二年度である平成20年度は、前年度に立ち上げた「ドイツ応用倫理学研究会」を継続的に開催し、前年度と同様に「研究実施計画」に従い、「研究の目的」である「ドイツ応用倫理学の総合的研究」を遂行した。今年度も平成20年9月にドイツから研究者を招いて企業倫理学と生命倫理学のシンポジウムを開催した。前者では特に「CSR(企業の社会的責任)」について、また後者では生命倫理学における「人間の尊厳」概念の内実をめぐって研究発表と討論を行った。また平成21年3月にはデュッセルドルフ大学で開催された応用倫理学に関するワークショップに参加した。そこでは経済倫理学と生命倫理学の諸問題が取り上げられ、前者に関しては「貧困」や「ナショナリティ」に焦点が当てられ、後者は「バイオ・ポリティックス」の問題が中心となった。そして、全体的に島田および松井の研究発表から「比較文化」の観点の重要性が再認識され、今後の日独の研究協力においてもそのことを踏まえることが確認された。企業倫理学シンポジウムによって道徳的主体としての企業の原理的・実践的考察を深めることができ、生命倫理学シンポジウムを通して日本における尊厳理解を歴史的・体系的に解明することが重要な課題として浮かび上がってきた。これらドイツ応用倫理学の特徴を把握する上で重要な論点にしたがって、企業倫理学および生命倫理学に関しては、今年度の研究発表から得ることのできた新たな知見にもとづき、第三年度もシンポジウムを開催する予定である。また、他の分野も含めたドイツ応用倫理学に関する最新の文献の収集をさらに進め、その中の重要な論文を批判的に分析・検討して第三年度には中間報告を兼ねた冊子を刊行する予定である。
腫瘍性タンパク質Skp2の量的制御を司る幹細胞腫瘍化抑制機構の包括的解析

様々ながん組織において過剰発現を認め、幹細胞腫瘍化への寄与が示唆される腫瘍性タンパク質Skp2に関して、そのユビキチン-プロテアソーム系による量的制御を担うと考えられる上流のRING型E3ユビキチンリガーゼ(RING#BI)を同定し、RING#BIによるSkp2分解の腫瘍化抑制における役割について解析してきた。まず、RING#BIによるSkp2のユビキチン化に関する分子制御機構を明らかにするため、Skp2に対するRING#BIの結合領域の同定を試みた。欠失変異体を用いた解析より、RING#BIはSkp2のN末端領域で結合し、Skp2のユビキチン化・分解に必須の領域であることが明らかとなった。また、Skp2の既知上流E3として知られるCdh1はSkp2のD-boxを介してユビキチン化することが報告されているが、本課題においてRING#BIによるSkp2のユビキチン化にD-boxは不要であることが明らかとなった。この知見をもとに、RING#BIに特異的なSkp2の時間・空間的制御について検討を進めている。さらに、Skp2がRING#BIの生理的な基質であることを証明するにあたり、CRISPR-Cas9システムを用いてRING#BIのノックアウト細胞株を樹立し、Skp2及びSkp2の基質の発現量を検証した。その結果、RING#BIノックアウト細胞においてSkp2の発現量は上昇し、それに伴いSkp2基質の発現量が低下することを確認した。また、RING#BIノックアウト細胞は、DNAダメージによるアポトーシス誘導に抵抗性を示し、さらに、細胞増殖の促進が認められることから、細胞レベルにおいてRING#BIの腫瘍化抑制因子としての機能を見出すことができた。Skp2の基質特性を考慮した多角的な解析から、アポトーシス抵抗性及び細胞増殖に関して、RING#BIの腫瘍化抑制因子としての機能を細胞レベルで示すことができ、in vivo解析に展開するための準備が整いつつある。また、RING#BIによるSkp2の量的制御に関して、既知上流E3との制御機構に差異を見出すことができた。以上より、初年度の重点課題は概ね達成できたと思われる。DNA損傷に伴うSkp2のユビキチン化依存的分解が報告されていることから、RING#BIがDNA損傷時のSkp2の分解に関与するか検証した結果、本研究における実験条件ではDNA損傷に伴うSkp2の分解は認められず、既報に反して継時的な発現量の上昇が確認された。しかしながら、DNA損傷に伴うSkp2の発現量上昇は、RING#BIにより制御されている可能性を示す結果が得られたことから、DNA損傷応答におけるRING#BIのがん抑制因子としての機能解析を進める。得られた知見をもとに、RING#BI-Skp2経路が関与する幹細胞腫瘍化の分子メカニズムの解明を目指す。さらに、RING#BIによるSkp2の分解を介した腫瘍化抑制機能をin vivoレベルで実証し、幹細胞腫瘍化制御に向けた検討を行う。

得られた知見をもとに、RING#BI-Skp2経路が関与する幹細胞腫瘍化の分子メカニズムの解明を目指す。さらに、RING#BIによるSkp2の分解を介した腫瘍化抑制機能をin vivoレベルで実証し、幹細胞腫瘍化制御に向けた検討を行う。
マイクロ流動配向による生体高分子複合体の構造解析

生体高分子複合体を極めて細い溝の中を高速で流すことにより配向させる新たな方法(マイクロ流動配向法)を開発し、偏光顕微ラマン分光法と組み合わせることにより、生体高分子複合体の構造解析のための新しい測定法の開発を行うことを目的とし、そのための技術的な諸問題の検討と解決を行い、必要な装置のプロトタイプを作製した。その結果、この新規構造解析法を実用化できる見通しが立った。流動配向法を用いれば、タンパク質や核酸など多種の発色団を有する生体高分子およびそれらの複合体を配向させることができ、その構造に関する新規な情報を得ることができる。最近急速に発展したマイクロチップ技術を活用し、溶液を流す間隙を10μm程度までに狭めることにより、これまでは配向させることのできなかった多種多様な生体高分子複合体を配向させ、その偏光ラマンスペクトルを測定・解析する方法を確立することが、本研究の目的である。この目的を達成するために、本年度は、1)生体高分子のマイクロ流動配向に最も適した溝の幅および深さを系統的に検討するために、種々のマイクロチップを作製した。2)高分子溶液を流す方法としては、リザーバー側から圧力をかける、ドレイン側から吸引する、およびその両者を協奏的に行なうことが考えられる。どの方法が流動配向を最も効率よく達成するのに適しているかを検討した。3)マイクロチップの溝の内側を疎水性の高いコーティング剤などでコートし、生体分子の吸着を抑える方法を検討した。4)12μmの位置分解能と偏光測定の高効率を達成するために、最適の対物レンズを選択・購入し、新たに購入した可視顕微ラマン分光計に設置して、その性能試験を行った。5)現有の紫外ラマン分光計についても一部改良を加え、顕微測定の効率向上を図った。以上のように、マイクロ流動配向-偏光ラマン分光法を確立するために必要な技術について、基礎的な検討を行い、成果を得た。これまで行ってきたマイクロ流動配向法に関する基礎的な検討結果を踏まえ、実際の生体分子をマイクロチップの溝の中を流し、配向させた上で、顕微ラマン分光法を用いて構造解析を行うことを試みた。生体分子としては、その凝集がアルツハイマー病の原因として考えられているアミロイドβペプチドを対象とした。アミロイドβペプチドの凝集体としては、数分子が会合したオリゴマーレベルの凝集体と、より多数の分子が会合した繊維状の凝集体に大別できるが、アルツハイマー病との関連がより深いと考えられているオリゴマー凝集体に着目し、それにマイクロ流動配向法を適用して構造解析を行うことを目指した。凝集過程を蛍光法および円偏光二色性分光法を用いて追跡した結果、繊維化の過程において、モノマー状態における不規則構造や線維化後の状態におけるβシート構造とは異なる二次構造を有する中間体が形成されることを初めて見出した。この中間体は、数nm程度の大きさと推察され、マイクロ流動配向法の対象として適しているものである。マイクロ流動配向法の基礎技術については前年度までに確立しており、また、今年度は偏光顕微ラマン測定を行えるように装置の改良を行い、また、測定法や装置のチューニングを行うことにより、実用化のレベルにまで到達させることができた。本研究では、生命科学・薬学におけるマイクロ流動配向法の具体的応用に至るための基盤技術・装置の作製ならびに試料作成法の基礎技術の確立を行うことができたといえる。
光等位相面切断法による植物の3次元構造解析システムの開発

本研究は、申請者が開発したカメラを用いた3次元距離計測手法を発展させ、それによって農業用ロボット等に応用可能な植物の構造センシングを目的としたものである。具体的には、カメラとともに、縞状の光パターンを投影するための光源を併用する。対象に移動する縞模様を投影したうえで映像として取得し、多数のコマ(100コマ程度)を一括して分析することによって、画素ごとに奥行きを検出する。この手法の特徴としては、画素ごとに距離がわかるため、単純なステレオビジョンなどに比べて横方向の密度が高く、また三角測量を利用するため光学系の組み方によってはミリ以下の分解能が得られる。ただし、計測には2秒程度の静止を必要とするため、主に静物の計測用である。これらの点から、植物の構造計測には使用可能であり、また従来のステレオビジョンなどが苦手とする単一色で複雑な奥行きを持った植物にも対応できる点が利点である。これが本課題の由来である。ただし、対象自身による光源の影はそのまま計測不能につながるため、より複雑な形状に対応しやすくするため、複数の光源を同時に使用する技術を開発した。これをうけて植物の解析を目指したが、現時点では当初目標に対しての十分な成果は得られていない。主な原因は研究に要する時間の見積もりの甘さである。本資金による必要機材の調達は行えたため、今後時間をかけて十分な成果を得て、一般に公表することでその責を果たす予定である。本研究は新開発の3次元ビジョンシステムを用いて、農業用ロボット等に不可欠な、植物の構造解析手段の提案を最終目標とした研究である。初年度である本年度は、計測手法そのものの性能を高めることを最優先とし、改良を重ねた。これにより以下のような成果を得ている。1:オクルージョンの低減本手法は光源からの輝度変調光を対象に照射し、カメラで撮影することで、画素単位で三角測量の原理に基づいた距離計測を行う手法である。そのため他の手法と同様にカメラ-光源間を長くとれば分解能が上がる反面、光源からの影の領域=計測不可能な領域が多くなる。本手法は原理的に複数の光源を同時に使用し、多方向から同時照射を行うことが可能であったため、その実証試験を行った。具体的には3方向から合計6種類の光を照射することで、凹凸の多い物体における影領域を大幅に低減した。同時計測のため計測時間が長くなることはなく、演算も軽量であるため処理時間の増大も限定的であった。2:計測の安定化上記を実現するためにも、光源の映像との同期精度の向上が必要であった。もちろん計測精度にも直接関わるため、安定化を図った。制御回路および制御手法の改良により、回転ジッタを数分の1に低減し、計測が安定化した。3:光学系の多様化光があたり、カメラで見える限り計測可能な手法であるため、装置縮小のために鏡を採用したり、計測領域の小型高分解能化を図るために光源レンズ、カメラのズームレンズを採用するなど、光学系の改良を行った。4:信号処理基板の開発今後の研究の基盤となる高速画像信号処理基板の試作を行った。本研究の目的は主に野菜などの農作物の収穫などを行うロボットのために、植物の3次元形状を計測できるシステムの開発である。従来のステレオビジョンによる計測では、植物の複雑形状の計測は特徴点のマッチングの問題により困難であり、レーザーレンジファインダを用いた3次元計測では距離分解能が問題となる。そこで位相情報をもった輝度変調光を対象に照射し、カメラで得た映像からピクセルごとの位相を抽出する手法を開発した。これを実際に植物に適用するための開発を行うと同時に、装置の高速化、軽量化などの実用化に向けた実装面の改良作業を行い、色や形状にとらわれない、植物の構造取得が可能な装置の開発を目指している。前年度までの研究で原理や装置の改良を行い、三角測量型、ステレオ視型の3次元計測装置に特有のオクルージョン問題(測定に使用する線が見通せない影の部分では計測が行えない問題)を大幅に改善することに成功した。本年度はその成果を受けて、植物の構造の解析を行う部分を主たるテーマとして、また、実際に大量の計算を手軽に行うための演算装置の調査を副次的に行った。しかしながら、本年度に関しては、前年度に比較し、公表に値するような十分な研究成果が得られたとは言い難い。その最大の要因は研究開発時間の確保不足である。学部生や大学院生の指導、大学内の非学術業務に多くの時間を要し、当初申請の25%のエフォートを達するにはほど遠い状態であった。ここでの不足分は本課題の期間の終了する20年4月以降に継続して研究を進め、補う予定である。本来、実績に記すようなことではないが、自戒をこめて、報告申し上げる。

これらの点から、植物の構造計測には使用可能であり、また従来のステレオビジョンなどが苦手とする単一色で複雑な奥行きを持った植物にも対応できる点が利点である。これが本課題の由来である。ただし、対象自身による光源の影はそのまま計測不能につながるため、より複雑な形状に対応しやすくするため、複数の光源を同時に使用する技術を開発した。これをうけて植物の解析を目指したが、現時点では当初目標に対しての十分な成果は得られていない。主な原因は研究に要する時間の見積もりの甘さである。本資金による必要機材の調達は行えたため、今後時間をかけて十分な成果を得て、一般に公表することでその責を果たす予定である。
高層立体駐車場の車両懸架装置全体系の地震応答解析

本研究は自立式立体駐車場及びビルに組み込み込まれたビル一体型立体駐車場の地震応答を解析するソフトを開発することと、上記の立体駐車場の動的応答の特性をまとめたものである。ビルと立体駐車場の連結方式は、部材(あるいはばね)で連結する方式と一定のクリアランスを伴うばね(遊離滑動ばね)を介して衝突する方式を選択できるものとしている。立体駐車場の積載車両は地震応答時に床上を滑動する(エレベーター式裁荷)方式と遥動する(ゴンドラ式車両収納)方式を選んで解析するようになっている。ビル構造物は一般骨組み構造であれば任意形状として解析可能であり、建築基準法のLL荷重が地震応答時に床上を滑動できる方式を解析出来るようにしている。解析プログラムはVisual Basic Ver.6言語で作成してあり、大規模骨組み構造物(ビルと立体駐車場の連成系)を解析し得るものとして完成させた。解析結果の主なものを略記するとつぎのようになる。(1)立体駐車場と一般ビル構造物の地震時応答の相違は、積載車両の遥動や滑動が生じることにより地震波と構造物の固有周期の共振現象は完全に回避されることであって、立体駐車場は極めて免震特性に富んだ構造系である。(2)立体駐車場とアパートのビルを連結するとビルの地震応答は立体駐車場の免震特性によって多少の耐震特性が向上させられる。しかし連結材に過大な負荷が集中することは避けられない。(3)立体駐車場とビルとが単独に自立していて、地震応答時には頻繁に衝突するようにしておき、衝突部分へクリアランスを伴うばねを設置することが望ましい。この方式は構造物両者に対して極めて有効な免震効果を与えることが示された。1]従来の研究:申請者を中心にして、Desk Top ComputerのMsDos Basicで作成したプログラムによって、立体駐車場の動的解析を行って多くの基礎的な成果を発表している。2]本年度(初年度)の研究の特徴:解析する構造物の規模を大きくする事、高速計算によって、より詳細の動的応答の特徴を的確に把握することを目的として、解析プログラムを全面的に書き換えることとした。すなわち、Window-95におけるVisual Basicによってプログラムを書き換える事を主目的とした。3]具体的な作業処理:(1)Windows-95によって作動するノートパソコン2台を購入して活用中。(2)プログラムに堪能な学生に各サブルーチンの開発を担当させて(謝金活用)、申請者は学生の助言を受けつつ、解析プログラムをまとめることおよび結果の照査を行う方式を採っている。(3)開発(高機能化)作業の完成したものは、「静的解析プログラム」、及び「動的解析用の基礎(固有値解析専用)プログラム」である。(4)情報収拾として、立体駐車場メーカーの技術陣および防振床装置開発メーカーを訪問して、実用的なノウハウを得た。地震応答解析(積載物が滑動して制振作用が生じる現象の解析)プログラムは鋭意作成作業中であって、作業予定は順調である。解析プログラムはVisual Basic Ver.

6言語で作成してあり、大規模骨組み構造物(ビルと立体駐車場の達成系)を解析し得るものとして完成させた。解析結果の主なものを略記するとつぎのようになる。(1)立体駐車場と一般ビル構造物の地震時応答の相違は、積載車両の遥動や滑動が生じることにより地震波と構造物の固有周期の共振現象は完全に回避されることであって、立体駐車場は極めて免震特性に富んだ構造系である。(2)立体駐車場とアパートのビルを連結するとビルの地震応答は立体駐車場の免震特性によって多少の耐震特性が向上させられる。しかし連結材に過大な負荷が集中することは避けられない。(3)立体駐車場とビルとが単独に自立していて、地震応答時には頻繁に衝突するようにしておき、衝突部分へクリアランスを伴うばねを設置することが望ましい。この方式は構造物両者に対して極めて有効な免震効果を与えることが示された。
植物で多様化した逆行性キネシンの機能解析

微小管依存的な細胞内輸送は、モータータンパク質であるキネシンと細胞質ダイニンが協調して機能することで駆動される。しかし、陸上植物は細胞質ダイニン遺伝子群を進化の過程で失ったとされており、植物細胞内で両方向性の輸送がどのように遂行されているのかは不明であった。そこで、一歩だけならばマイナス端方向へ歩行する活性をもち、植物で重度に重複したキネシンー14遺伝子に焦点をあて、ヒメツリガネゴケを用いて解析を行うことで、植物ではキネシンー14がダイニンの機能を代替しているのではないかという仮説を検証した。本年度は、キネシン-14の一種であるKCHに着目して研究を遂行した。現在までにイネやシロイヌナズナを用いたKCHの機能解析は行われてきたが、高い遺伝子重複が問題となりその機能の全貌は不明であった。ヒメツリガネゴケを用いてKCHの局在解析、表現型解析を行ったところ、細胞の先端に局在すること、核の輸送と細胞伸長に寄与することが明らかとなった。また、複数のトランケーションコンストラクトを使用したレスキュー実験から、KCHのモータードメインのC末端側にある領域が、核輸送には必要ないものの細胞伸長には必須であることを見出した。このことは、KCHが核輸送と細胞伸長という異なる細胞内現象に寄与する多機能なキネシンであることを示唆している。これらの成果は論文としてまとめられ、The Plant Cell誌に発表された(Yamada and Goshima, 2018)。本年度を含むこれまでの研究によって、ヒメツリガネゴケに6種類存在するキネシン-14のうち、3種類がマイナス端方向性輸送モーターとして機能することが明らかとなった。本研究の結果が、独自に進化した植物の細胞内輸送機構の重要な知見となることが期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。微小管依存的な細胞内輸送は生物にとって重要な活動であり、動物細胞では2つの分子モーター、キネシンと細胞質ダイニンがそれぞれ微小管プラス端方向への輸送およびマイナス端方向への輸送を担っている。しかしながら、陸上植物は細胞質ダイニン遺伝子群を進化の過程で失ったとされており、マイナス端方向への輸送がどのようにして行われているのか不明であった。先行研究において、VI型キネシン14 (KCBP)が試験管内と細胞内の両方でマイナス端方向へ長距離歩行することを見出し、KCBPがダイニン様の機能を担うモーターではないかと予想した。仮説を検証するため、KCBP遺伝子破壊株用いて表現型解析を行った所、細胞分裂直後の核輸送や葉緑体配置に異常が認められた。また、局在解析からKCBPは細胞質全体に分布すること、分裂直後には核周縁部に集積することを見出した。また生化学的な解析から、KCBPが酸性脂質特異的にリポソームに結合することが示された。これらの結果は、KCBPが複数のカーゴに直接結合し輸送を行うマイナス端方向性モーターとして機能していることを示唆している。微小管から新たに生成された短い微小管は一定の頻度でマイナス端方向へ輸送されることが先行研究により明らかにされていた。I型キネシン-14であるATKは間期には核に存在するキネシンであるが、詳細な観察により生成微小管の輸送起点にも一時的に局在する様子が認められ、ATKの機能阻害により生成微小管の輸送頻度が低下した。これらの結果は、ATKが微小管依存的な生成微小管輸送を担うマイナス端方向性モーターであることを示唆している。以上の結果から二つのキネシン-14がマイナス端方向性モーターとして植物細胞内で機能していることが明らかにされた。これらの成果を論文としてまとめ、学術誌に発表した(Yamada et al. J Cell Biol. 2017)。ヒメツリガネゴケのキネシン14の機能解析については当初の計画以上に進展があった。このタンパク質群のひとつ「VI型キネシン-14(KCBP)」が細胞内で微小管上をマイナス端へ動き、核や葉緑体を輸送していることを見出した。この研究成果について、論文を執筆し、学術誌に発表した(Yamada et al. J Cell Biol. 2017)。これと並行して、実験手法に関する論文や植物の細胞分裂装置に関する総説を筆頭著者として公表することもできた(Methods Mol Biol; Biology(Basel))。分子モーターであるキネシンと細胞質ダイニンによって駆動される微小管依存的な細胞内輸送は細胞の機能にとって重要な活動である。微小管にはマイナス端、プラス端と呼ばれる極性があり、動物細胞ではキネシンがプラス端、ダイニンがマイナス端方向への輸送を担う。陸上植物は進化の過程でダイニン遺伝子群を失ったとされており、植物細胞でいかにしてマイナス端方向への輸送が遂行されているのかは長らくの間謎であった。そこで、一歩だけマイナス端方向へ歩行する活性をもつキネシンー14に焦点をあて、ヒメツリガネゴケを用いて解析を行うことで、植物ではキネシンー14がダイニンの機能を代替しているという仮説を検証した。昨年度までに二つのキネシン-14 (KCBPとKCH)について研究を行い、これら二つのキネシンー14の機能を明らかにした。具体的には、KCBPが核と葉緑体の輸送を担う分子モーターであることを同定した。

核の輸送は細胞質ダイニンの代表的な機能の一つであり、この結果はキネシンー14がダイニン様の機能を担うモーターであるという仮説を支持している。これらの成果は論文としてまとめられ、受理された(Yamada et al., 2017 JCB.)。KCHは微小管とアクチンの両方に結合する活性を持つことが報告されているキネシンー14である。ヒメツリガネゴケで詳細な解析を行ったところ、細胞の先端に局在すること、核の輸送と細胞伸長に寄与していることが明らかとなった。細胞伸長には微小管とアクチンの両方が必要とされること、KCHが微小管とアクチンの両方に結合する活性を持つことから、KCHは核の輸送を担うとともに微小管とアクチンを架橋することで細胞伸長に寄与するキネシンであるというモデルを提唱した(現在論文投稿中)。一昨年度までの研究から、VI型キネシン-14であるKCBPが試験管内と細胞内の両方でマイナス端方向へ長距離歩行することを見出した(Jonsson, Yamada et al., 2015. Nature Plants)。そこで、昨年度はさらに詳細な解析を進め、KCBPが核と葉緑体の輸送を担う分子モーターであることを同定した。これらの成果は論文としてまとめ、J Cell Biol誌に投稿し、受理された(Yamada et al., 2017 JCB.)。キネシンー14の一つであるKCBPの機能は明らかとなったものの、キネシンー14サブファミリーの中にはまだ機能が明らかにされていない遺伝子が複数存在する。それらがマイナス端方向輸送を担っている可能性を検証するため、他のキネシンー14についても解析を行った。KCHはアミノ末端側にCHドメインを持つことで特徴付けられるII型キネシンー14である。シロイヌナズナやタバコ培養細胞、イネ等を用いた研究から、KCHは微小管とアクチンの両方に結合する活性を持つことが報告されている。しかしながら、高い遺伝子重複が問題となりその機能は未だ解明に至っていない。比較的遺伝子重複の少ないヒメツリガネゴケでKCHの局在解析、表現型解析を行ったところ、細胞先端の微小管に局在すること、核の輸送と細胞伸長に寄与することが明らかとなった。今までの報告から、細胞伸長には微小管とアクチンの両方が必要とされること、KCHが微小管とアクチンの両方に結合する活性を持つことから、KCHは核の輸送を担うとともに微小管とアクチンを架橋することで細胞伸長に寄与するキネシンであるというモデルを提唱した(現在論文投稿中)。微小管依存的な細胞内輸送は、モータータンパク質であるキネシンと細胞質ダイニンが協調して機能することで駆動される。しかし、陸上植物は細胞質ダイニン遺伝子群を進化の過程で失ったとされており、植物細胞内で両方向性の輸送がどのように遂行されているのかは不明であった。そこで、一歩だけならばマイナス端方向へ歩行する活性をもち、植物で重度に重複したキネシンー14遺伝子に焦点をあて、ヒメツリガネゴケを用いて解析を行うことで、植物ではキネシンー14がダイニンの機能を代替しているのではないかという仮説を検証した。本年度は、キネシン-14の一種であるKCHに着目して研究を遂行した。