hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低分子量GTP結合蛋白質の作用機構と役割

リボシル転移酵素のcDNAクローニングを行い、2つの異なるクローンを得た。アルギニンにADP-リボシル化を受けた蛋白質を検出する方法を確立し、アクチンのADP-リボシル化部位を28番目のアルギニンと決定した(下山)。(8)新規阻害剤CKB-1055はインスリン作用においてRasの下流シグナル系のS6キナーゼIIをμMオーダーで阻害するが、グリコーゲン代謝や細胞成長におけるインスリン類似活性があることを証明した(日高)。(9)Phospholipase A2の阻害剤(NDGA)が輸送小胞の形成以降のステップ、おそらく小胞とゴルジ膜との融合のステップをブロックすることにより、分泌を阻害することを示した。また、BrefeldinAはG蛋白質ARF/CTP変換を阻害することによって、コート蛋白質による輸送小胞の形成をブロックすることを明らかにした(池原)。(10)大腸菌の複製開始蛋白DnaAの温度感受性株では、鞭毛蛋白やチミジン能動輸送系などの遺伝子発現が著しく低下していること、酸性脂質のクラスター構造がDnaAのATPに対する親和性の低下に必要であることを明らかにした(関水)。哺乳動物細胞における低分子量GTP結合蛋白質(LMG)の研究成果:1)ram蛋白質の巨核球系培養細胞への発現のための発現ベクターを作成した。2)smg p25(rab3A)の標的蛋白質を精製・クローニングし、rabphilin-3Aと命名した。3)rho蛋白質の細胞内情報伝達系における役割を培養細胞を用いて検討し、三量体G蛋白質を介するチロシンリン酸化とPI3キナーゼ活性化に、rhoが関与することを明らかにした。4)未成熟ラット精巣の核内にADPリボシル化酵素およびその基質となる分子量20KDaの蛋白質を見いだし、それらの性状を検討した。5)ニワトリ末梢多形核白血球顆粒に見いだしたADPリボシル転移酵素の標的蛋白質p33がmim1(myb-inducedmyeloid protein-1)であることを報告し、その基質特異性について検討した。6)慢性関節リウマチ患者血清中の自己抗体によって認識され、ゴルジ装置に局在する新しい蛋白質を同定した。7)インスリン分泌において、カルシウム結合蛋白質であるカルサイクリンが促進作用を示すことを明らかにした。酵母における研究成果:1)分裂酵母の接合フェロモンPおよびMファクターのシグナル伝達の下流で機能するSpk1がMAPキナーゼであることを示した。また、Pファクターを精製・同定した。2)rho類似蛋白質のCDC42の下流でI型フォスファターゼが機能することを明らかにした。3)小胞体-ゴルジ体間の輸送に必須なLMGであるSarlにおけるGTP水解は、小胞体からの輸送小胞の形成以降に必須であることが判明した。なお、上記以外の生物種においても、1)大腸菌における染色体の複製開始蛋白質DnaAが細胞運動に関与することが示され、また、2)繊毛虫であるテトラヒメナにおいて、二種類のLMGとしてRan/TC4がクローニングされた。(1)N末端に赤血球凝集素(HA)のepitope tagをつけたram・cDNAを用いて脳下垂体腫瘍細胞(AtT20細胞)の分泌顆粒領域に局在していることを示した。また、ウシ脳下垂体からRamを精製した。テトラヒメナ細胞からRan/TC4をクローニングした(野澤)。(2)Rab3Aの標的蛋白質Rabphilin-3Aがanchoring
社会人の「学び」におけるサードプレイスと社会ネットワークが果たす機能

調査結果から勉強カフェにおける社会人たちの学習を支援しているものは、学習者を中心としたつながりが大きく機能していることが示された。また、そのつながりは毎日顔を合わせて学習を推進していくような「強い紐帯」というよりも緩やかな「弱い紐帯」であると言える。また、こうしたネットワークの構築には勉強カフェのスタッフが大きな役割を占めていることが示された。本研究では社会人が所属している場以外で資格、語学、スキルなどを学ぶ場を「学びのサードプレイス」とし、現場へのフィールドワークを通して社会人の学びがどのように構成されているか、あるいは学びを促進させるために何が重要かを調査した。その結果、社会人における学びの内容は多様であるが、それを促進させる重要な要素は他者とのつながりであることが示された。そのつながりには大きく区分すると、1)一緒に勉強する仲間、2)同じ勉強をしていなくても話したりできる仲間、があることが示された。これらはそれぞれソーシャル・キャピタル論で言う、「強い紐帯」と「弱い紐帯」に当てはめることができる。そして、これらのつながりには「ハブ」となる人が存在することが分かった。この「ハブ」となる人は自然発生的に生まれることもあるが、一方で、場を提供するスタッフが積極的にネットワークの生成に関与することにより、ある程度意図的に「ハブ」となることも可能であることが示された。また学ぶだけではなく、さまざまな業界、年齢層の人が集うことによってキャリアを考えるきっかけになったり、そこでできたつながりによって新たなビジネスのきっかけになったりするなど、学びにとどまらない展開が見られることもあった。そういった意味では「学びのサードプレイス」に見られるつながりに注目した本研究は、「学び」を学校という空間、あるいは孤独にすべきだという学習観を拡大し、つながり、コミュニティ、コミュニケーションに基づいた学び、さらに言えば、イノベーションを考える上で重要な基盤を提供するものであったと言える。2011年度はフィールドとして予定している「勉強カフェ」についての事前調査を行い、その組織としての成り立ち、そこで行われている学習の内容、そこに集まってくる社会人のプロフィールなどの確認を行った。また「勉強カフェ」以外にも同様の場として渋谷で展開する「シブヤ大学」、池袋で展開する「おとな大学」などに関しても調査を行った。調査を通じて、「勉強カフェ」の特徴として見られた個人が学習目標として、一定の学習目標を設定し、それに向けて勉強すると言うよりも、さまざまな意見・体験を共有すること自体が学習の目標になっていることが特徴として挙げられた。また、事前調査と並行して、「学び」のイメージについての理論的な準備のために、成人の学びについて学習論、生涯学習論、組織学習論などを中心に理論的なレビューを行った。社会人の学習と成長について、企業の外で起こる学習が重要であり、そのための空間としてオルデンバーグが指摘する「サードプレイス」が学習においても有効な概念になりうることを確認した。こうした「サードプレイス」で起こる学習において重要なのは、各人の「個人的な努力」ではなく、社会ネットワークによって、それぞれが刺激し、モチベーションが高まることが学習につながっていることが示唆された。これはソーシャルキャピタル論の「強い紐帯」でも「弱い紐帯」でもない、位置づけができるとかんがえられる。そういった意味で、個人と社会的ネットワークによって形成される集団との往復こそが、社会人の学びにおいてこれまで見落とされがちだが、重要な要素であると言える。現在まで、生涯学習、組織学習など大人の学びに関する学習理論の整理を行った。この部分は、概ね達成できていると考える。一方で、実際にフィールドでのインタビュー調査に関しては、予定通りに実施することは出来ず、作業としては遅れ気味になっている。その理由として、交付金額、時期の遅れから、インタビューなど実施調査を予定の日程から延期し、再度調整をしていることがある。そのため、研究計画にある実際のフィールドでの調査と理論的な予備研究の順番を入れ替えることで対応した。2011年度で行った理論的なレビューを元に「勉強カフェ」に参加している社会人へのインタビュー調査を進め、その結果を元にネットワーク分析と合わせながら、ネットワークの形成と維持がどのようになされているのか、またネットワークに参加する各個人が学習をどのように達成しているのかのメカニズムの解明を目指す。「勉強カフェ」に参加している社会人へのインタビューを実施するにあたっての謝礼、インタビューを記録するためのメディア関連費、ネットワーク分析に関する人件費・情報機器に関する費用を計画通りに使用していく予定である。
スポンジ・コア・ソフトラバーアクチュエータを用いた福祉介護要素の開発

本研究では,空気圧を利用したハイブリッド要素(身体の動作にあわせて柔軟に変形する受動的な要素と駆動による身体の保持などの能動的要素を組み合わせた要素)として,スポンジ外殻部を常温自然乾燥式液体液体ゴムでコーティングしたスポンジ・コア・ソフトラバーアクチュエータを開発した.本アクチュエータは,無加圧時において柔軟に変形でき,アクチュエータ内圧を調整することにより剛性を容易に調整することができることから,開発したアクチュエータを形状の異なる身体各部位に直接接触させることが可能となる.そこで,アクチュエータをシート状に配置し組み合わせることにより,姿勢変更の補助或いは身体臀部における分布圧の調整を行うことができる鬱血防止マットの施策を行った.そして,座位時の体圧分布をアクチュエータ内圧力から推定する手法を確立し,内圧制御により姿勢調整を実現できることを示した.さらに,ゴム及びスポンジの素材及び空気の圧縮性により,衝撃を吸収することが可能となることから,要素内圧に関する衝撃吸収性能及び衝撃波形の積分値と身体への負担度の相関関係を実験により調べた.その結果,アクチュエータ内圧増大により衝撃吸収性能が増大する事がわかった.また,身体保護用具への衝撃印加方向に対する衝撃吸収性能を検討し,傾斜時においては,せん断変形により衝撃吸収力が増すことが明らかとなった.さらに,ウエアラブル型身体保護用具及び携帯用鬱血防止マットを開発するために,アクチュエータ内圧計測用小型圧力センサと内圧調整用小型電磁弁を用いたウエアラブルシステムを構築した.具体的には,PICを使用することにより,圧力計測と弁駆動を行う回路を試作し,有効性を確認した.本研究では,空気圧を利用したハイブリッド要素(身体の動作にあわせて柔軟に変形する受動的な要素と駆動による身体の保持などの能動的要素を組み合わせた要素)として,スポンジ外殻部を常温自然乾燥式液体液体ゴムでコーティングしたスポンジ・コア・ソフトラバーアクチュエータを開発した.本アクチュエータは,無加圧時において柔軟に変形でき,アクチュエータ内圧を調整することにより剛性を容易に調整することができることから,開発したアクチュエータを形状の異なる身体各部位に直接接触させることが可能となる.そこで,アクチュエータをシート状に配置し組み合わせることにより,姿勢変更の補助或いは身体臀部における分布圧の調整を行うことができる鬱血防止マットの施策を行った.そして,座位時の体圧分布をアクチュエータ内圧力から推定する手法を確立し,内圧制御により姿勢調整を実現できることを示した.さらに,ゴム及びスポンジの素材及び空気の圧縮性により,衝撃を吸収することが可能となることから,要素内圧に関する衝撃吸収性能及び衝撃波形の積分値と身体への負担度の相関関係を実験により調べた.その結果,アクチュエータ内圧増大により衝撃吸収性能が増大する事がわかった.また,身体保護用具への衝撃印加方向に対する衝撃吸収性能を検討し,傾斜時においては,せん断変形により衝撃吸収力が増すことが明らかとなった.さらに,ウエアラブル型身体保護用具及び携帯用鬱血防止マットを開発するために,アクチュエータ内圧計測用小型圧力センサと内圧調整用小型電磁弁を用いたウエアラブルシステムを構築した.具体的には,PICを使用することにより,圧力計測と弁駆動を行う回路を試作し,有効性を確認した.スポンジ・コア・ソフトラバーアクチュエータの試作およびモデル化のための基礎実験を行った.すなわち,アクチュエータ・スポンジ部に正圧を印加した場合における挙動を明らかにした.さらに,ソフトラバーアクチュエータを床ずれ防止マット及び転倒防止保護装具に応用するために,力及び位置の制御性能,外力推定性能について調べた.(1)アクチュエータ内を加圧する場合について,スポンジの構造,密度及び伸び率の違いによる特性比較として,圧力と変位に関するヒステリシスを調べた。その結果,スポンジ材質及び構造により特性が大きく異なることが明らかとなった.また,位置制御性能及び力制御性能を明らかにするために,階層フィードバック制御則適用を行った.そして,ステップ応答,周波数応答に関する実験結果により,スポンジが"2層"かつ"くり抜き"構造の場合は,スポンジの材質に関係なくほぼ同一の特性が得られることが分かった.(2)転倒時において,身体筋肉の形状が変化するものと考えられることから,転倒時の判断を行うための筋力変動部位に関する検討を行った.そして,転倒判断用センサの開発を目的として,急激な体位変化時における筋電位測定の予備実験を行った.すなわち,筋電の定量的,定性的評価方法と筋電装着部位についての検討を行った.また,筋電測定装置の取り扱いについて実地試験を踏まえ検証した.(3)寝たきり患者の姿勢変化を補助することを目的として,本年度は一層型アクチュエータをシート状に配置し,ベット用マットに応用する場合の最適な仕様(アクチュエータのサイズ,肉厚,スポンジの剛性)について検討した.また,アクチュエータに負荷が作用する時の外力を推定するために,外部負荷とアクチュエータ内圧変動の関係を明らかにし,外力推定式を導出した.そして,実際の負荷を印加することにより,外力推定式の有効性を示した.スポンジ・コア・ソフトラバーアクチュエータの基礎実験結果を踏まえ,アクチュエータを協調させる場合における制御方法及び挙動を明らかにした.また,ソフトラバーアクチュエータを用いた転倒防止保護用具について検討した.さらに,床ずれ防止として鬱血防止マットを試作し,圧力分散の有効性を実験により検証した.具体的には,以下の項目を検討した.

(1)圧力変化から身体保護用具を加圧するウエアラブルシステムを構築するために,制御部としてPICを用いた制御回路を製作した.また,大腿骨頸部における骨折を防止するための身体保護用具に関して,内圧に関する衝撃吸収性能及び衝撃波形の積分値と身体への負担度の相関関係を明らかにし,内圧増大により吸収性能が増大する事がわかった.さらに,身体保護用具への衝撃印加方向に対する衝撃吸収性能を検討し,傾斜時においては,せん断変形により衝撃吸収力が増すことが明らかとなった.(2)長時間車椅子での座位姿勢に耐えうる鬱血防止マットを開発するために,スポンジ・コア・ソフトラバーアクチュエータから構成されるマットを試作した.そして,各要素内圧力変化による外力推定を行い,身体との接触部における圧力分布を推定した.また,要素をセグメント構造とする場合、座位時に端面の剛性により不快感が生じることから,端面を面取りした構造を試作した.そして,圧力分布推定に適した要素サイズ及び効率的な要素の配置に関する検討を行った.さらに,要素による圧力分布推定結果を踏まえ,鬱血を防止するための内圧調整パターンについて検討を行った.(3)携帯用鬱血防止マットを実現するために,内圧計測用圧力センサと内圧調整用小型弁を使用するシステムを検討した.そして,PICを使用することにより,圧力計測と弁駆動を行う回路を試作し,有効性を確認した.
異所性骨化とGNAS遺伝子領域インプリンティング異常に関する研究

進行性骨異形成症(POH)に偽性副甲状腺機能低下症Ia(PHPIa)または偽性偽性副甲状腺機能低下症(PPHP)のオーバーラップを認める症例から、異所性骨化を生じる遺伝学的背景について検討した。POH/PHPIa 2例、POH/PPHP 1例の全3例でGNAS遺伝子異常を認めた。全例de novo変異で、RT-PCRおよびSNP解析によりPOH/PHPIa 1例は母由来アレル変異、残り2例は父由来アレル変異であった。またDNAメチル化異常は認めなかった。GNAS遺伝子の母由来アレル変異でもPOHを引き起こしうることが確認された。局所病変におけるエピゲノム異常については更なる検討が必要である。本研究の最終目的はPOH症例におけるDNAメチル化異常の関与を明らかにすることである。進行性骨異形成症(POH)はGsαタンパクをコードするGNAS遺伝子機能喪失変異の父性遺伝が原因とされる。このGNAS遺伝子機能喪失変異の父性遺伝は偽性偽性副甲状腺機能低下症(PPHP)の原因としても同定されている。臨床的に両者ともにホルモン抵抗性は認めないが、PPHPには低身長、短指といったオルブライト徴候(AHO)を認める一方、POHにはAHOはなく深部組織での異所性骨化のみが認められる特徴があるとされてきた。GNAS遺伝子機能喪失変異の母性遺伝はAHOにホルモン抵抗性を併せ持った偽性副甲状腺機能低下症Ia(PHPIa)の原因であるが、近年POHの患者でもAHOやホルモン抵抗性のオーバーラップを認める例が報告され、このような症例は従来の遺伝学的分類のみで説明することが困難である。一方、GNAS遺伝子はインプリンティング遺伝子でもあり、実際AHOがなくホルモン抵抗性のみを認める偽性副甲状腺機能低下症Ib(PHPIb)では母由来アレル上のGNAS遺伝子上流クラスターにDNAメチル化異常が認められ、疾患の原因とされている。そこで、POHにおけるPPHPとの表現型の差異、あるいはAHOやホルモン抵抗性のオーバーラップに着目して、本研究ではPOH症例における、DNAメチル化異常の関与の有無を検討することを目的とした。H27年についてはPOH症例のGNAS遺伝子変異同定、その両親由来の同定を試みた。臨床的に進行性骨異形成症の診断に至った4家系を集積した。全家系において末梢血リンパ球を用いたGNAS遺伝子の変異を同定した。このうちAHO徴候のないPOH1家系では父由来アレル上の変異であることが判明したが、残り3家系についてはSNP解析ではアレルの同定には至っていない。本研究の最終目的は進行性骨異形成症(POH)症例におけるDNAメチル化異常の関与を明らかにすることである。POHはGsαタンパクをコードするGNAS遺伝子機能喪失変異の父性遺伝が原因とされている。臨床的に両者共にホルモン抵抗性を認めないが、PPHPには低身長、短指といったオルブライト徴候(AHO)を認める一方、POHにはAHOはなく深部組織での異所性骨化のみが認められる特徴があるとされてきた。GNAS遺伝子機能喪失変異の母性遺伝はAHOやホルモン抵抗性のオーバーラップを認める症例が報告されており、このような症例は従来の遺伝学的分類のみで説明することが困難である。一方で、GNAS遺伝子はインプリンティング遺伝子でもあり、AHOがなくホルモン抵抗性のみを認める偽性副甲状腺機能低下症Ib(PHPIb)では母由来アレル上のGNAS遺伝子上流クラスター領域にDNAメチル化異常が認められ、疾患の原因とされている。そこで、POHにおけるPPHPとの表現型の差異、あるいはAHOやホルモン抵抗性のオーバーラップに着目して、本研究ではPOH症例におけるDNAメチル化異常の関与の有無を検討することを目的とした。H27年度についてはPOH症例のGNAS遺伝子変異同定を行った。H28年度は血液、爪検体を用いたメチル化異常の検討を行った。AHOあるいはホルモン抵抗性を認める3家系で血液(2家系は爪も)を用いてDNAメチル化異常についてMS-MLPAを用いて検討を行った。結果3家系共にDNAメチル化異常は同定されなかった。【背景】進行性骨異形成症(Progressive Osseous Heteroplasia;以下POH)はGNAS遺伝子異常の父性遺伝が原因で、深部組織に左右差をもって異所性骨化をきたす。近年、POHに同遺伝子異常の父性遺伝である偽性偽性副甲状腺機能低下症(PPHP)や、同遺伝子異常の母性遺伝である偽性副甲状腺機能低下症(PHPIa)がオーバーラップした症例報告が散見されるが、その遺伝子型ー表現型の差異をきたす原因は不明である。【目的】PPHPもしくはPHP1aにPOHのオーバーラップを認める患者群を対象に、異所性骨化におけるゲノムDNA異常、DNAメチル化異常などの影響を明らかにすることを目的とした。【方法】臨床診断POH/PPHP1名、POH/PHP1a 2名を集積し以下の解析を行った。1リンパ球由来DNAを用いたPCRダイレクトシークエンス法によるGNAS遺伝子解析。2両親解析ならびにSNP解析を行い由来同定。3リンパ球由来DNAおよび一部症例では爪検体を用いたメチル化特異的MLPA(MS-MLPA)によるDNAメチル化解析。【結果】1)GNAS

遺伝子変異を3名でヘテロ接合性に同定した。2)両親解析の結果3例ともde novo変異であった。SNP解析により2例は父由来アレル変異、1例は母由来アレル変異であった。3)リンパ球由来DNAを用いたMS-MLPAによる解析では3例ともにDNAメチル化異常を認めなかった。また左右に分けて行った爪検体の解析においてもDNAメチル化異常を認めなかった。【結論】GNAS遺伝子の父アレル変異および母アレル変異ともPOHオーバーラップを起こしうると考えられた。DNAメチル化解析については罹患臓器、間葉系細胞での解析ができておらず限定的であるが、解析した中では異常を認めなかった。進行性骨異形成症(POH)に偽性副甲状腺機能低下症Ia(PHPIa)または偽性偽性副甲状腺機能低下症(PPHP)のオーバーラップを認める症例から、異所性骨化を生じる遺伝学的背景について検討した。POH/PHPIa 2例、POH/PPHP 1例の全3例でGNAS遺伝子異常を認めた。全例de novo変異で、RT-PCRおよびSNP解析によりPOH/PHPIa 1例は母由来アレル変異、残り2例は父由来アレル変異であった。またDNAメチル化異常は認めなかった。GNAS遺伝子の母由来アレル変異でもPOHを引き起こしうることが確認された。局所病変におけるエピゲノム異常については更なる検討が必要である。アレルの同定のためマイクロサテライト解析等を検討している。また爪検体を用いたGNASメチル化解析が進行中である。手術摘出標本などを用いたメチル化解析も検討中であるGNAS遺伝子変異を有するアレルの同定のため次世代シークエンサーを用いた検討を行っている。今後データの解析を行いアレル同定を行う予定である。小児科学内分泌学当初外注検査を予定していたMLPAを2015年度途中から自前で検査をすることができるようになり、委託費用を圧縮できたため次世代シークエンサーの外部委託費用が軽減されたためDNAメチル化解析をMLPAならびにメチル化特異的PCRを用いて検討する。またサンプルとして爪など血液以外の検体を予定している。そのためのDNA抽出キットや、MLPA試薬、機器消耗品に使用予定である。次世代シークエンサーの結果を受けてPCR-ダイレクトシークエンスでSNPの確認を行う費用として計上している
ニュートリノ観測装置カムランドを用いたニュートリノレス二重β崩壊の研究

ニュートリノのマヨラナ性を検証するニュートリノレスニ重β崩壊研究において、巨大・極低放射能環境のカムランドに^<136>Xeを大量導入することで、迅速かつ効率的に世界最高感度での探索を実現した。同各種を使う実験との統合解析により、^<76>Geでの信号発見の主張を排除し、マヨラナ有効質量の上限値120250meVを与えた。並行して、原子炉停止時のデータから地球ニュートリノ観測を高精度化し、地球モデルの選別を開始するに至った。(a)ニュートリノレス二重ベータ崩壊研究で必須であり、その量が感度を決定する同位体濃縮キセノン136を、初年度の計画通り50kg調達した。(b)また、質量分析のできる残留ガス分析装置を導入し、キセノン136が仕様通り含まれること、不純物ガスが十分に少ないことを確認した。(c)キセノン含有液体シンチレータを導入する際に必要となる小型薄膜バルーンの製作に必要となるフィルム選定のため、透明度・ガスバリア性・化学耐性・フィルム強度・溶着強度を主たる要件として分析調査を行ったところ、ナイロン、EVOHおよびそれらのラミネートフィルムが要件を満たすことを見いだした。放射性不純物量においてはペレットレベルで要求要件を満たしていることを確認している。さらに、バルーンの構造決定および導入テストのために、4分の1スケールおよび実物大の直径3.4mのバルーンを製作し、導入口を通るように十分小さくたためることを確認するとともに、バルーン構造・バルーン保持ネット構造を確立することに成功した。(d)デッドタイムフリー電子回路およびベースライン安定化回路、新型トリガーの導入を完了し、宇宙線起源バックグランドの除去手法を確立した。(e)1000kgまでの拡張に対応できるキセノンガス貯蔵装置を開発製造し、専用に整備した地下空洞に設置完了した。(f)キセノン溶解後にカムランド液体シンチレータと密度・発光量が揃うキセノン含有液体シンチレータの開発に成功した。以上、観測に必要な要素技術開発は予定前倒しで順調に進んでおり、観測開始を一年早めて国際的な競争力を一層高めることも可能となった。(a)本研究で必須かつその量が感度を決定する同位体濃縮キセノン136を、79kg調達した。(b)液体シンチレータを精密な密度制御で調合し、キセノンを溶かし込む、また、液体シンチレータから高価なキセノンを回収するキセノンガス取扱装置およびキセノン含有液体シンチレータ貯蔵タンクを開発・導入した。(c)頑丈な80ミクロン厚ポリエチレンフィルムを使った実寸大ミニバルーンを用いて、深さ8mの水槽での水を使った導入・展開のリハーサルを行い、フィルムへのストレスを最小にする導入・展開手法を確立した。これを元に25ミクロン厚のクリーンナイロンフィルムを製造し、それを使った実機と同等のミニバルーンを用いて、同様の導入・展開リハーサルに加え、精密な密度制御によるバルーン内液体の入替・液体取りだし・非破壊バルーン取り出しのテストも行い、全て成功裏に完了した。同時に液体中でのミニバルーンの制御に必要となる水中監視カメラおよび照明の最適化を行い、液体シンチレータ中での使用にも耐えるよう改造設計を行った。(d)デッドタイムフリー電子回路およびベースライン安定化回路、新型トリガーを運用し、宇宙線起源バックグラウンドであるC10を識別するために不可欠な、大信号ミューオン直後の中性子信号の取得に成功した。(e)キセノン含有液体シンチレータ用の各成分を調達し、常温で固体のために不純物除去が難しい発光溶質PPOの蒸留による高度純化を行った.残りの液体成分は導入直前に蒸留することで放射性物質の混入を最小にする。(f)本番用ミニバルーン製作で使用するスーパークリーンルームの準備を行った。以上、観測に必要な要素技術開発は一通り完了しており、カムランド上部のクリーニング、キセノン全量の調達、本番用ミニバルーンのスーパークリーンルームでの製作、実機導入の後に、国際的競争力の高い観測を始める。a)当初予定の累計200kgを大幅に上回り430kgという世界最大量の90%濃縮Xe136を実現した。b)スーパークリーンルーム内でのミニバルーン製作を完了した。c)小型の液中カメラと照明を製作した。d)新開発の液中カメラ・照明を活用し、スーパークリーンルームで製作したミニバルーンをカムランド内に導入し、さらに330kgの濃縮キセノンをミニバルーン内に導入することに成功した。e)ThO_2Wを使用した2.6MeVのγ線の較正用線源を製作し、新たに準備した較正用ポートからカムランド内に導入することで、解析ソフトウェアの全体的な較正を行った。f)Xe136のニュートリノを伴う二重ベータ崩壊を世界最大統計で測定し、半減期2.38±0.02(統計)±0.14(系統)×10^<21>年を得た。これにより過去の複数の実験間で生じていた5倍以上の矛盾に決着をつけた。

また、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊に対してもこれまでの下限値を5倍改善する半減期5.7×10^<24>年以上(90%信頼度)という下限値を得ることに成功し、ニュートリノ有効質量に換算して0.30.6電子ボルト以下という世界最高感度を実現した。g)更なる高感度化のためにキセノンを加圧して導入することを考案し、カムランド中心の圧力に相当する、1.85気圧でキセノンを溶かした際に、周囲のカムランド液体シンチレータと密度・光量がバランスする液体シンチレータの開発に成功した。以上に加えて、カムランド検出器で並行して反電子ニュートリノの研究を行い、素粒子・地球物理・天文のそれぞれで新たな知見を得た。特に地球ニュートリノの観測では、放射性物質起源の地熱生成は地表での地熱流の半分程度であることをニュートリノ観測によって解明し、原始の熱が残存し地球が徐々に冷えているという地球物理の根幹となる概念を独立した手法で検証することに成功した。カムランドの極低放射能環境を活かして、Xe-136含有液体シンチレータを中心に導入し、ニュートリノ観測と並行した高感度のニュートリノレス二重β崩壊探索を、迅速かつ高いコストパフォーマンスで実現した。これまでの89.5kg-yrの観測では、世界最高感度となる半減期の下限値1.9×10^25年を与えた。さらに、他実験との統合解析では、Ge-76を使い発見を主張していたKKクレイムを97.5%の信頼度で排除した。また、残存する主要バックグラウンドをAg-110mと特定し、キセノンを脱気した測定でAg-110mが残留すること、信号発見時にキセノンの有無によるOn-Off測定が可能であることも示した。平成25年度は特に以下のことを行った。1.放射性不純物除去のために、キセノンの精留・3nmフィルター・活性炭・ゲッターによる純化、液体シンチレータの入れ替え・蒸留循環による洗浄を行い、Ag-110mを10分の1以下に低減、ミニバルーン上半球の放射性不純物低減を行った。2.新たな手法によるキセノン再導入で、315kgから383kgに増量した。3.放射性不純物低減後の探索では、これまでの3分の1の観測期間で同等の感度を達成しており、安定的な探索継続で、2年程度の観測でマヨラナ有効質量100meVを切る感度を達成する見込みである。4.大幅な感動向上に向けた開発を行った。(1)実物大集光ミラーを試作し、22.5倍の光量増を得ることに成功した。(2)広視野・高被写界深度光学系を設計し、γ線を伴うバックグラウンドの低減手法を提案した。(3)高発光・高引火点液体シンチレータおよび同密度のバッファーオイルの開発を行い、日本製品に特有の光吸収に対し、蒸留純化で改善できることを見いだした。(4)α線を伴うバックグラウンド低減のためのシンチレーションフィルム開発を行い、超音波溶着による接合を実現した。5.ニュートリノ観測の同時進行を実践し、原子炉停止時の地球反ニュートリノ観測による精度向上で、地球モデルの選別が始まっている。主として、以下の5点を実施した。(a)ニュートリノを伴う二重ベータ崩壊(2ν2β)寿命の精密測定を行い、38.6 kg・yrの観測から、Xe-136の2ν2β半減期2.30±0.02(統計)±0.12(系統)×10^21年を得た。世界最高精度であるとともに、過去の5倍以上矛盾する測定に対して決着をつけた。
都市における危険物輸送計画に関する研究

本研究では,2目的の時間枠制約付き危険物輸送配車配送計画モデルを用いて,大阪市の道路を模したネットワークにおいて危険物輸送計画を検討した.算出した計画において,環境汚染物質の排出量に関して分析した.得られたパレート最適解のCO2, NOx,SPMの排出量を算出し,総排出量やリンクでの排出量を比較した.本分析により,意思決定者にとって,有益な情報を求めることができ,意思決定の一助となったといえる.2012年度は,主に以下の2つの内容に取り組んだ.(1)危険物が関連した事故による交通混雑の生じうるリスクを考慮した危険物輸送のための巡回路およびスケジューリングの傾向分析(2)モデルにより算出した最適な経路に基づく費用と危険物に曝される住民数に基づくリスクの分析.研究期間に,動的な取り組みの検討も行ったが,巡回路とスケジューリングの改良の重要性を考え,様々なリスクの分析に重点を置いた.結果として,研究成果はリスクの分析を詳細に行うことを中心とした.2011年度には,リスクに基づく最適化問題を定式化した.引き起こされる渋滞なども考慮した危険物による事故のリスクと危険物に曝される住民のリスクを最小化するよう定式化した.アントコロニーシステムに基づいた解法を提案し,2012年に大阪市域を模した道路ネットワーク上にて,現実的な危険物輸送の巡回路とスケジューリングの分析を行った.巡回路とスケジューリングの結果を、以下の3つのシナリオで分析した.シナリオ1:危険物の被害に曝される住民のリスクと渋滞のリスクの双方,シナリオ2:危険物の被害に曝される住民のリスクのみの考慮,シナリオ3:渋滞のリスクのみの考慮.これら分析とは異なり,環境に関するリスクの分析も進めた.しかしながら,環境のリスクを目的関数に明示的に扱うことはできなかった.この点は,今後の課題である.費用と危険物に曝される住民の双方を2目的,時間枠制約付き配車配送計画問題として大阪のネットワークに適用し,得られた最適な巡回路とスケジューリングの環境汚染物質の排出量(CO2,NOx,SPM)を比較した.これらの研究は,危険物輸送において効率的で現実的な時間枠制約付き配車配送計画モデルを構築する可能性を持っており,今後研究を進める予定である.本研究では,2目的の時間枠制約付き危険物輸送配車配送計画モデルを用いて,大阪市の道路を模したネットワークにおいて危険物輸送計画を検討した.算出した計画において,環境汚染物質の排出量に関して分析した.得られたパレート最適解のCO2, NOx,SPMの排出量を算出し,総排出量やリンクでの排出量を比較した.本分析により,意思決定者にとって,有益な情報を求めることができ,意思決定の一助となったといえる.2011年度には,危険物輸送の配送計画のための詳細なリスクモデルを組み込むことに取り組んだ.動的な要素を組み込むことも今年度の目標であったが,様々なリスクの項目を詳細に分析し,組み込むことの重要性を勘案し,優先順位を定めた.2008年8月3日に東京板橋区の首都高速道路にて発生したガソリンを運ぶタンクローリーの事故では,広域にわたり交通に障害を及ぼした.この事故を教訓として,新たなリスクの項目を考慮することにした.新たなリスクの項目として,従来の静的な時間枠制約付き危険物輸送計画問題における交通流への危険物輸送事故の影響を考慮した.事故により生じるであろう渋滞による機会損失を費用として換算し,評価に用いた.このようなリスクの要素を考慮することで,時間枠制約付き危険物輸送計画問題を解くためのアルゴリズムの開発と評価ともに進展した.以前開発していたアントコロニーシステムは,一つのリスク要素から生じる暴露人口へのリスクを検討していたが,新しいリスクも組み込んだモデルに改良した.大阪市の道路ネットワークを想定した事例において,仮想的な危険物輸送計画を検討した.ネットワークのリンクにおいて表現している道路の所要時間は,道路交通情報通信システムによって得た.道路交通情報通信システムの提供されているリンクの情報は,交通量や人口等併せて分析に必要となるデータと共に地理情報システムにデジタル化されているものを用いた.今後,考慮する二つのリスク間での重み付けに関して,様々なシナリオを想定し,比較分析を進める.以下のような理由により,研究の進展がやや遅れている.研究に必要となるデータの集約が困難である.異なる情報源の様々なデータを統合することが困難である.2011年度,研究期間の多くをリスクモデルのためのデータ集約に費やした.2012年度は主に3つの点に取り組む.一つ目は,二つのリスクを扱う現状のモデルを様々なシナリオの下で分析する.効率的に分析を進めるため,地理情報システムのソフトウェアを習得する.二つ目には,動的な要素をモデルに組み込む.解法をモデルに合うよう改良し,解法の検証を行う.最後に,上記のように研究を進め,結果を得る.得られた結果に基づき,論文投稿,学会発表を行う.次年度,予算を購入したソフトウェアのトレーニングコースに参加するために使用するつもりである.また,追加データ,書籍,関連製品の購入や国内外の学会参加の旅費として使用する.
超新星1987Aの母天体の質量放出とX線の観測

超新星1987Aの母天体が爆発前に青色巨星だったことは、特異な光度曲線とともにこの星の大きな特徴となっている。この原因については、質量放出と、林ラインでのヘリウムの混合があればよいということだけわかっていたが、星の内部構造の立場からみて理論的にはまだよく調べられていなかった。そこで本研究では重い星の内部構造を求めて、どのような場合に星が青くなるのかを調べた。まずマゼラン雲での元素組成をもつ、質量が13-23M_◎付近の星の内部構造の解を求めた。この領域の星は、主系列から少し進化したあとでは、質量放出をして全体の重さがコアに比べて相対的に軽くなると、表面温度の高い解がなくなり、林ラインの解に移動せざるをえないことが分かった。次に水素層に含まれるヘリウム量をかえていくと、ある量以上になると解が三重構造となり、林ライン以外に青い星の解があらわれることが分かった。三重構造の解がでた時にかぎり、星は青くなることができる。星の進化計算では、この3つの解のもっとも赤い解から、青い解へ移動することも確かめられた。次にわれわれの銀河の重元素量をもつ星について同じことを調べた。この場合にもやはり解の三重構造があらわれるが、マゼラン雲の場合よりややパラメタ領域が狭いことが分かった。この解の三重構造は、セファイド星のHR図上のル-プと共通点がある。セファイドの場合は真ん中の解が不安定で実現されないことが理論的に示されているが、超新星の場合にも同じことが言えるかは、今後の課題である。
14-3-3タンパク質の細胞内機能と標的分子の解析

14-3-3タンパク質(以下14-3-3)ファミリーは、細胞内シグナル伝達系、とりわけ蛋白質キナーゼを介した情報伝達経路に深く関わった機能を有することが知られている。本研究ではこのタンパク質ファミリーのシグナル伝達系での役割を明らかにすることを目的として、標的タンパク質に対する14-3-3の結合部位を解析するとともに、これまでに報告されていない新規の標的タンパク質を同定することを試みた。バキュロウイルス/昆虫細胞タンパク質発現系を用いて調製したRaf-1、Bcrキナーゼやラット脳内のさまざまなリン酸化タンパク質と14-3-3部位欠質体との相互作用を解析した結果、14-3-3のアミノ酸番号で171-213の領域が上記したキナーゼやリン酸化タンパク質との結合に本質的であることが分かった。さらに、この領域はトリプトファン水酸化酵素に対する14-3-3の結合領域として以前に同定したもの(box1と命名;Ichimura etal.JBC,1995)と完全に一致しており、box1が標的タンパク質に対する14-3-3に共通の結合領域であることが明らかとなった。次に、14-3-3eta分子種を不溶化したゲルを調製し、これを用いたアフィニティークロマトグラフィーにより、ラット脳中の14-3-3結合タンパク質を分離した。得られた約30種のスポットを特異抗体等を用いて解析したところ、チューブリン、アクチン、トリプトファン水酸化酵素などが同定された。しかしながら、多くのタンパク質スポットには抗体は反応せず、未発表の標的タンパクである可能性が示唆された。現在各スポットをゲルから抽出して部分アミノ酸配列を決定しているところである。
園芸植物を対象とした花茎(茎)生長制御の細胞生長生理学的研究

球根植物チューリップ(Tulipa gesneriana L. cvs. GudoshnikおよびApeldoorn)を対象にオーキシンの作用を中心に花茎生長制御について解析すると共に、ガム物質形成機構の解析を行い、以下の結果を得た。(1)暗所で生育させた黄化花茎と自然条件下で生育させた花茎の生長に対するオーキシン、オーキシン極性移動阻害剤、およびオーキシン作用阻害剤等の影響を比較検討し、黄化花茎の生長におけるオーキシンの重要性を明らかにした、(2)花茎生長および開花におけるオーキシンの役割を明らかにする目的で、不完全な低温処理を施した球根にオーキシン極性移動阻害剤であるトリヨード安息香酸を処理した結果、花茎の生長と開花が促進されることを見出した、(3)球根においてはジャスモン酸類(JAs)処理によってガム物質が形成される。JAsと他の植物ホルモンとの相互作用を検討した結果、ジベレリンがJAs誘導性のガム物質形成を促進すること、などを見出した。茎細胞の成長制御機構は特に植物ホルモンのオーキシンの作用を中心に細胞成長生理学的視点から調べられてきた結果、オーキシン誘導成長における細胞壁力学的性質の重要性が示されている。しかしながら、複雑な器官相互作用を受けている個体レベルでの茎成長は、実験系の難しさなどから、ほとんど細胞成長生理学的解析はなされていない。本研究は園芸植物、主にチューリップなどを対象に茎(花茎)の長さの制御機構を、個体レベルすなわち器官相互作用を踏まえて細胞成長生理学的に解析することを目的とした。チューリップは、花茎成長に長期間の低温処理を要するので、解析的成長実験を行うまでの間に種々の実験を実施した。(1)休眠打破(低温)処理を施したチューリップ球根を暗所下で水耕栽培した。植物個体から茎葉部域を取り出し、第一節間の長さを様々に調整した後、茎切片から花蕾および葉を切除した。花蕾切除部位にオーキシンを投与した。花蕾切除すると茎はほとんど伸長しないが、オーキシンにより伸長が誘導された。節間ごとの長さと生重量の測定後、成長を規定するパラメータ測定用試料とし、現在、解析中である。(2)チューリップは休眠打破に長期間の定温処理を必要とする。薬剤による休眠打破をめざし、予備的実験から効果が期待されるオーキシン極性移動阻害剤を短期間低温処理した球根に処理した。その結果、この薬剤による花茎成長促進効果が認められた、この効果については、引き続き次年度に検証する。(3)チューリップでは、エチレンやジャスモン酸類処理によって多糖類性ガム物質が形成される。今回、園芸上有用な球根植物のムスカリとの比較実験を行い、球根植物問でもガム形成制御に主導的役割を果たしている植物ホルモンおよびガム物質化学組成が異なることを見出した。その成果については論文の形でまとめている。しかしながら、複雑な器官相互作用を受けている個体レベルでの茎成長は、実験系の難しさなどからほとんど細胞成長生理学的解析はなされていない。本研究は主にチューリップなどの球根植物を対象に、茎(花茎)の長さの制御機構やガム物質形成機構を解析することを目的とした。(1)チューリップの花茎成長および開花におけるオーキシンの役割を明らかにする目的で、不完全な低温処理あるいは非低温処理を施した球根にオーキシン極性移動阻害剤の一種であるトリヨード安息香酸(TIBA)を処理し、その影響を調べた。その結果、低温処理を施していない植物体の花茎成長や開花にはTIBAは影響しないものの、不完全な低温処理を施した球根においては、その花茎の成長と開花を有意に促進することを見出した。(2)水耕栽培したチューリップ個体から第一節間の長さを様々に調整した花茎切片のオーキシン反応性を調べた。現在、節間ごとの長さと生重量の測定後、成長を規定するパラメータ測定用試料とし、現在、解析中である。

今回、園芸上有用な球根植物のムスカリとの比較実験を行い、球根植物間でもガム形成制御に主導的役割を果たしている植物ホルモンおよびガム物質化学組成が異なることを見出した。その成果についてはホルモン作用の観点からと、ガム組成の生化学的側面からの論文の形で成果を報告した。茎細胞の成長制御機構は特に植物ホルモンのオーキシンの作用を中心に細胞成長生理学的視点から調べられてきた。しかし、複雑な器官相互作用・植物ホルモン相互作用を受けている個体レベルでの茎成長は、実験系の難しさなどからほとんど細胞成長生理学的解析はなされていない。本研究は主にチューリップなど球根植物やエンドウを対象に、茎(花茎)の長さの制御機構やガム物質形成機構の解析を行った。(1)チューリップ球根の生長には一定期間の低温処理が必要であり、植物ホルモンのジベレリンが部分的に低温処理の代用をすることが知られている。チューリップの花茎成長および開花におけるオーキシンの役割を明らかにする目的で、不完全な低温処理を施した球根にオーキシン極性移動阻害剤の一種であるトリョード安息香酸(TIBA)を処理した結果、その花茎の成長と開花が促進されることを見出し、論文の形で報告した。なお、現在、各種オーキシンの極性移動阻害剤や作用阻害剤の影響についても検討中である。(2)チューリップではジャスモン酸類処理によって多糖類性ガム物質が形成されることを報告してきた。ガム形成におけるホルモン相互作用を明らかにする目的で、各種植物ホルモンとジャスモン酸類との相互作用を検討した結果、ジベレリンがジャスモン酸類誘導性のガム物質形成を促進することを見出し、'論文の形で報告した。(3)チューリップ花茎の生長制御機構を解明するために、暗所で生育させた黄化花茎と自然条件下で生育させた花茎の生長に対するオーキシン、オーキシン極性移動阻害剤、およびオーキシン作用阻害剤等の影響を比較検討し、黄化花茎の生長におけるオーキシンの重要性を指摘した。
図書館等及び学童保育施設を拠点にした実験キットの設置・貸し出しサービスの有効性

本研究は、「子どもの科学文化」に着目する、研究代表者の一連の研究に位置づく。最終年度である本年度は、以下を実施した。1.子どもの科学文化というテーマ性についての検討国内において資料収集と研究打ち合わせを行った他、オーストラリアの研究者と研究交流を重ね、海外(ハワイ)から研究者を招聘し協議した。その結果、カプセル玩具やテレビ・アニメーション、昔話など、子どもの科学文化に関連したユニークな視点を得ることが出来た。2.実験キットの開発実験キットを自作する備品を導入し、実験キットの開発・補充を行った。3.実験キット有効性調査実験キットを9種、40組準備し、近隣の小学生40名に対して実験キットの設置・貸し出しを行い、その有効性を調査した。参加した子ども達は理科好きな子ども達であり、その多くが家族と実験を行っていた。実験キットを身近な家庭に持ち込むことによって、何度も繰り返し納得のいくまで実験を行うことができた。また、子どもに寄り添って助言を与える存在の重要性が確認された。一般に、測定機器は、様々なものに対して何度も測定する。この種の実験を楽しんだ子どもは、事後アンケートにおける自由記述量も多い。しかし、ある種の測定機器は、使い方に続いて遊び方を示すなどの工夫がないと、子どもの興味が薄れてしまう。このような場合、書き込み式のワークシートなどを添付すると有効であった。4.研究成果の発表以上の成果を、第12回IOSTEシンポジウム(マレーシア)、第37回ASERA(オーストラリア)、第5回国際地学教育学会(ドイツ)、サステイナビリティ学国際シンポジウム(米国)等において発表した。本研究は、子どもの科学文化に着目する、研究代表者の一連の研究に位置づいている。3年間の研究期間の初年度に当たる今年度は、図書館等に実験キットを試行的に設置し、その有効性を明らかにすることを当初の目標としていた。実際、「交付申請書」の「研究実施計画」にはその旨を記して提出した。しかしながら、その直後、子どもの身の回りに入り込んでいる実験キット類がすでに市販されていることが判明した。しかし、それらの有効性については検証されていない。そこで、今年度は以下を研究の目標にした。(1)子どもの科学文化に着目する研究領域について、意見交換と資料収集を行う。(2)市販されている実験キットの有効性を明らかにする。世に出ていない実験キットについては開発に着手し、図書館等において貸し出すことの有効性については、次年度以降に検討する。(3)次年度に向けた準備(1)については、CSSE(Culture Studies of Science Education)という科学教育における最近の研究グループの会合等において発表を重ね、世界的に活躍する科学教育研究者と意見交換を行った。研究代表者は、観光人類学の概念を援用し、科学文化という異文化との接触という観点で科学教育をとらえ、自分史という方法で子どもの科学文化からアプローチをしている。このストラテジーには概ね理解が得られた。(2)については、カプセル玩具メーカーに出向いてインタビューを行い、実験キットシリーズの開発目的等を調査することから開始した。そして、約800個の実験キット(カプセル玩具)を近隣の小中学生に配布し、事前事後のアンケートを行った。(3)については、次年度に行う実験キットの開発・貸し出しに向け、近隣の小中学校の先生方にご参集いただき、市販されている種々の実験キットの特徴について検討し、開発すべき実験キットのあり方について討議した。本研究は、「子どもの科学文化」に着目する、研究代表者の一連の研究に位置づくものである。本年度は、申請書における「5.次年度(最終年度)に向けた準備」を除き、以下の4点を研究の目標とした。1.「子どもの科学文化」に着目する本研究の主題(意見交換と資料収集)10-11月、北米において日加の理科教育実践者による検討会をもつ予定であったが、我が国の実践者を送ることが不可能になった。代わりに2月に意見交換・資料収集・研究打ち合わせを豪州において行った。この他、日本高等教育学会、日本科学教育学会主催シンポジウム、日本理科教育学会全国大会、同支部会、広島県もみのき森林公園(協同研究者)、他大学附属小学校、和歌山県耐久舎、日本科学技術社会論学会、東京大学、北海道大学、旭山動物園を訪問し、「子どもの科学文化」に関する情報収集を様々な角度から行った。2.既存の実験キットの有効性前年度に行った、市販されている実験キットに関する有効性調査の結果を内外の学会において発表した(ASERA:7月、日本科学教育学会:9月、子どもと自然学会:10月)。3.実験キットの開発前年度示された方向性に従い、研究協力者の協力を得て行った。4.図書館等における実験キットの貸し出し1.-3.で本研究の対象となった実験キットについて、図書館等に設置し貸し出す実現性を探った。調査に当たっては、人権やプライバシーの保護に配慮して行った。また、本研究の遂行にあたり、以下の方々から協力を得た(研究協力者:所属研究機関・氏名・役割分担、敬称略)。ベネッセ・コーポレーション・南波克行・子どもの文化についての助言・協同研究発表茨城大学教育学部・関友作、郡司晴元、竹野英敏・データ解析等についての助言・調査・協同研究本学近隣の小中学校教諭・実験キットの開発、主題への助言、同行調査本研究は、「子どもの科学文化」に着目する、研究代表者の一連の研究に位置づく。

1.子どもの科学文化というテーマ性についての検討国内において資料収集と研究打ち合わせを行った他、オーストラリアの研究者と研究交流を重ね、海外(ハワイ)から研究者を招聘し協議した。その結果、カプセル玩具やテレビ・アニメーション、昔話など、子どもの科学文化に関連したユニークな視点を得ることが出来た。2.実験キットの開発実験キットを自作する備品を導入し、実験キットの開発・補充を行った。3.実験キット有効性調査実験キットを9種、40組準備し、近隣の小学生40名に対して実験キットの設置・貸し出しを行い、その有効性を調査した。参加した子ども達は理科好きな子ども達であり、その多くが家族と実験を行っていた。実験キットを身近な家庭に持ち込むことによって、何度も繰り返し納得のいくまで実験を行うことができた。また、子どもに寄り添って助言を与える存在の重要性が確認された。一般に、測定機器は、様々なものに対して何度も測定する。この種の実験を楽しんだ子どもは、事後アンケートにおける自由記述量も多い。しかし、ある種の測定機器は、使い方に続いて遊び方を示すなどの工夫がないと、子どもの興味が薄れてしまう。このような場合、書き込み式のワークシートなどを添付すると有効であった。4.研究成果の発表以上の成果を、第12回IOSTEシンポジウム(マレーシア)、第37回ASERA(オーストラリア)、第5回国際地学教育学会(ドイツ)、サステイナビリティ学国際シンポジウム(米国)等において発表した。
骨形成機構の細胞生物学・分子生物学的解析

近年、種々の組織・器官の形成過程でHedgehog(Hh)が重要な役割を担っていることが報告されているが、Shhが骨芽細胞の分化にどのような作用をもたらすかは明らかにされていない。また、骨芽細胞は軟骨細胞、脂肪細胞、筋肉などと共通の未分化な間葉系細胞に由来すると考えられている、骨芽細胞の分化を決定する転写因子の解析は十分に明らかにされていない。そのため、今年度は骨芽細胞の分化に及ぼすShhの役割の解析と骨芽細胞の分化の決定に重要な転写因子の同定を目的として研究を行い、以下の結果を得た。1)骨芽細胞の分化に及ぼすShhの作用Shhが骨芽細胞の分化に及ぼす作用を解析するために多分化能を有するマウス胎児由来のC3H10T1/2細胞とマウス胎児頭蓋冠由来の骨芽細胞様細胞MC3T3-E1細胞を用いて実験を行った。その結果、ShhはC3H10T1/2およびMC3T3-E1細胞における骨芽細胞の表原形質の発現を誘導または促進した。また、Shhの作用機序にはBMPが関与していることが、可溶性BMP受容体IAを用いた実験から明らかになった。以上の結果より、SHHは骨芽細胞の分化および骨形成の過程で重要な役割を担う因子であると考えられた。2)骨芽細胞の分化を決定する転写因子の同定最近、Cbfa1(Core binding faotor1)という転写因子が骨芽細胞の分化を決定するのに重要であることが明らかにされた。Cbfa1はrunt domain genefamilyに属する転写因子である。大阪大学医学部第3内科の小守らはCBFA1の機能を解析するためにcbfa1遺伝子のノックアウトマウスを作製した。我々は、小守らと共同でこのマウスの骨格の解析を行った。そして、cbfa1欠失マウスでは骨組織が全く形成されていないことを明らかにした。しかし、cbfa1欠失マウスの頭蓋冠部から採取した培養細胞にBMP-2を添加するとオステオカルシンのmRNAの発現と蛋白質の産生が誘導された。これらの結果はCbfa1はオステオカルシシの産生を調節する重要な転写因子であるが、他の転写因子での調節も重要であることを示唆している。以上のcbfa1ノックアウトマウスや培養細胞での実験結果からCbfa1が骨芽細胞の分化を決定する重要な転写因子の一つであることが明かとなった。