hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
障害をもつ高齢者の「学習」支援プログラムの開発

障害をもつ高齢者への学習支援プログラムを作成するために,デイサービスでの1年間のアクション・リサーチと高齢者大学受講者への量的調査及び既存データの再分析を行った.量的調査結果より,形成された学習習慣は学習継続への強いニーズとなったこと,学習の継続は発症後の自覚的健康感を高めている可能性が示唆された.アクション・リサーチからは,学習支援には継続型と新規開拓型があり,前者は自己効力感を高めて取り組むこと,後者は新しいことへのチャレンジで,身近な先輩障害者の前向きな姿勢を自分の未来に重ねあわせ,自身のリハビリテーションに意味づけるものであった.両者とも学習成果の地域での展開が重要な要因であった.本研究は,障害をもつ高齢者の学習を支援するために,3方向からの支援事例・経験を蓄積・分析することによって支援プログラムの作成を試みる.第1の層は,現在学習活動を行っている者(公民館などで活動する団体・サークル),第2の層は,発症・受障直後の者(脳血管障害などにより回復期リハビリテーション病棟に入院し,自宅退院が決定している者),第3の層は,発症・受障から数年が経過し,介護保険制度下でのサービスを利用している者(介護老人保健施設利用者)である.本年度は,まず高齢者学習の支援論としてのサーバント・リーダーシップ論の特徴と課題を整理した.次に,第1の層と第3の層を対象に支援事例・経験を蓄積した.第1の層は,高齢者放送大学を受講している障害をもつ高齢者5名を対象として,その経験と学習の意味を質的に分析した.放送大学での学習は,個人の精神的世界の充実を図り,そこでの活動によって過去の感覚が蘇るというパーソナルな側面が示された一方,放送大学独自のプログラムによって社会的な交流の側面も同時に生じていた.前者からは高齢者の生活に対する前向きな姿勢や適度な挑戦感の涵養を示唆し,後者は対話性や反響性のある交流の場の形成を示唆していた.第3の層は,介護保険制度下でデイサービスを利用している高齢者10名のプログラム作成に関する支援事例を収集した.彼らの学習ニーズは,身体性の維持・回復に重点をおきながらもそれを手段的ニーズとして,むしろ個人の精神世界の充実や社会的交流を学習目標に位置づけていた.具体的には,ハーモニカやアコーディオンの演奏,書道の個展を開催すること,釣りや旅行に出かけること,就労が困難となった変わりにパソコンで株の取引をして資産管理することなどであった.これらのニーズに対し,高齢者自身が主体に取り組むことができるための仕掛けを支援者がプログラムにちりばめてることが分かった.本研究は,障害をもつ高齢者の学習支援プログラムを開発することを目的としている.本年度は,まず高齢者大学受講者の学習ニーズや学習経験に関する調査(有効回答数1491通)から,カリキュラム・プログラムづくりに関する知見を得た.調査対象となった高齢者大学は高齢者自身が運営するNPO法人で,行政の枠にとらわれない新しい試みが内包されていた.学習ニーズでは歴史関連の希望率が高く,史跡めぐり,健康や経済,こころ,旅行に関するニーズも高かった.過去10年間の意識変化では,「新しいことにチャレンジしたい」「自分の好きなことに時間を使いたい」が高まっているようであった.次に,デーサービスを利用する障害をもつ高齢者5名を対象に学習支援プログラムを作成した.学習支援は継続型,新規開拓型の2つに分かれた.継続型は,これまで行ってきた学習活動を継続するもので,上肢機能や歩行などの障害を乗り越えあるいは工夫をし,自己効力感を高め,取り組むものであった.新規開拓タイプは,新しいことにチャレンジしたいというもので,多くは先輩障害者が生き生きと努力して取り組んでいる姿をみて,その活動を自身のリハビリテーションとして意味づけられたものであった.プログラムの作成にあたっては,個別のニーズの把握,介護保険サービスでの学習支援プログラムの運用,地域生活における展開という3点が課題となった.個別のニーズ把握は,運動機能症障害,失語症,合併症の管理などの医療的ニーズが(強く)存在する状況で,それを踏まえた自己実現にむけての学習ニーズを引き出していくための方法と環境整備が必要であった.介護保険サービスには運営上の制約があり,個々の事例にそったプログラムづくりが課題となった.さらに学習の経過や成果を実際の地域生活のなかで実感するための仕掛けがあることと,人々との交流が積極的に行われることが,継続的な動機づけとなっていた.障害をもつ高齢者への学習支援プログラムを作成するために,デイサービスでの1年間のアクション・リサーチと高齢者大学受講者への量的調査及び既存データの再分析を行った.量的調査結果より,形成された学習習慣は学習継続への強いニーズとなったこと,学習の継続は発症後の自覚的健康感を高めている可能性が示唆された.アクション・リサーチからは,学習支援には継続型と新規開拓型があり,前者は自己効力感を高めて取り組むこと,後者は新しいことへのチャレンジで,身近な先輩障害者の前向きな姿勢を自分の未来に重ねあわせ,自身のリハビリテーションに意味づけるものであった.両者とも学習成果の地域での展開が重要な要因であった.本研究は,障害をもつ高齢者の学習を支援するために,3方向からの支援事例・経験を蓄積・分析することによって学習支援プログラムを作成することを試みる.

第1の層は,現在学習活動を行っている者(公民館などで活動する団体・サークル),第2の層は,発症・受障直後の者(脳血管障害などにより回復期リハビリテーション病棟に入院し,自宅退院が決定している者),第3の層は,発症・受障から数年が経過し,介護保険制度下でのサービスを利用している者(介護老人保健施設利用者)である.本年度は,障害をもつ高齢者の学習支援プログラムに関する先行研究の分析ならびに国内の先駆的実践を行っている施設約3カ所のフィールド調査を行い,支援プログラムの作成にむけた課題を抽出した.また,研究協力施設への打診を行うことも本年度も課題であった.まず,高齢者学習の理論的根拠を探るために「ポジティヴ・エイジング」「高齢者学習の理論」「高齢者学習の内容編成論」という3つの視点を中心にレビューを行い,高齢者学習の可能性指摘した.また,障害をもつ高齢者への支援として,リハビリテーションとりわけ作業療法の領域での実践例をレビューした.そのなかで,学習ニーズの十分な把握ならびにアウトリーチ・プログラムの重要性が明らかになった.次に,介護老人保健施設のデイケアならびにデイサービス施設の調査を行った.脳血管発症後,90歳で初めてパソコンを習い日記をつけている方の事例,障害をもった後の生活の再構築のための支援を施設全体で取り組んでいる例などがあった.学習成果を定量的に測定している施設は見られなかった.成果測定や学習評価をいかに行うかが課題として指摘された.第1の層の,高齢者放送大学を受講する障害をもつ高齢者5名の経験と学習の意味を質的に分析した成果は論文としてまとめ終えた.第3の層の介護保険制度下でデイサービスを利用している高齢者10名のプログラム作成に関する支援事例は,現在学会発表ならびに論文執筆の準備中であり,この点でやや遅れている.高齢者の学習支援のための理論分析ならびにプログラム作成の手がかりとなる内容編成論については,予定通り取りまとめた.障害をもつ高齢者への学習支援に関する先行研究は,ハビリテーションとりわけ作業療法の領域での実践例について検討した.事例数が少ないこと,また「学習」と「リハビリテーション」の概念整理を明確にする必要性があることが新たに課題としてあがり,次年度も引き続き検討することにした.また,成果測定,学習評価の方法論についても引き続き検討することが必要である.障害をもつ高齢者の学習支援について,先駆的な取り組みを行っている施設の調査を3カ所実施した.平成23年度内に具体的なパイロットスタディへの研究協力施設の決定には至らず,この点が,本研究が「やや遅れている」理由である.現在打診している最中である.第3の層つまり介護保険制度によるデイサービスを利用する高齢者に関して,引き続き学習支援プログラム作成に関する事例を収集する.また,協力者とともに学習支援プログラムを実際に作成し,介入研究を行っていく.第2の層つまり発症・受障直後の者(脳血管障害などにより回復期リハビリテーション病棟に入院し,自宅退院が決定している者)に関して,研究協力が得られた施設から,支援事例を収集する.入院されている高齢者ならびにその支援者にとって,関心の高いことは「リハビリテーション」であり「学習」ではない可能性がある.障害をもつ高齢者ならびにそれを支援する者にとっての「リハビリテーション」と「学習」の概念を整理しつつ,そこでの生涯学習の意味を追求し,研究を推進していく予定である.
ギャップ部近傍が単一金属ドメインで構成されたナノギャップ電極の作製

エレクトロマイグレーション法によるナノギャップ構造の形成は、様々な物理現象が混在する系である。研究期間内に以下の事項を明らかにするとともに、鍵となる物理現象を探求する。1単結晶ナノ電極のメカニズム解明による適応金属材料の拡大2トンネル電流制御による結晶改善の検証3単結晶ナノ電極の基板面方位依存性の検証以上の検討を基に、構造が規定された理想的な単結晶ナノ電極の実現を目指していきたい。
地域住民との連携と、高齢者虐待における専門職の介入方法

本研究の目的は、家族間で生じる高齢者虐待を予防するために、専門職と地域住民が連携して家族を支援できる方法を開発することである。司法領域の修復的正義アプローチに着目し、1次予防の葛藤解決サークルと0次予防のトーキングサークルというふたつの実践モデルを開発した。トーキングサークルはお互いを知り合う・関係つくりに位置付けられる。葛藤解決を依頼されたケースは認知症初期治療を要すケースだった。そこで0次予防のトーキングサークルを高齢者デイサービスで開始した。関係つくりで社会的孤立を予防し、高齢者にRJサークルに慣れてもらえれば1次予防につなぐことができる。高齢者虐待の新たな予防的介入方法を開発した。今年度は、心理社会的分析枠組みを検討するため基礎理論を探索し、親密な関係性における暴力、家族間暴力、暴力と感情秩序、貧困と犯罪、リスク社会とモダニティなどに関する理論的文献調査に着手した。また児童虐待、ドメスティック・バイオレンス、更生保護などの領域から、本研究に援用可能な介入方法として、副田らが研究しているスリーAアプローチ、司法福祉でのファミリーグループカウンセリング、修復的司法対話など、効果あると思われる介入方法を地域包括支援センター社会福祉士らと研究会にて検討している。今年度より開始の被虐待高齢者を支援する地域住民へのヒアリング調査は、予定通り2例を実施した。この結果と、過去に実施した地域住民の虐待通報に関するアンケート調査結果をあわせて分析し、日本高齢者虐待防止学会にて報告した。しかしヒアリング調査協力者をさらに得るために必要な啓発活動は、高齢者虐待防止・支援法施行から5年が経過し地域包括支援センター職員などが頻繁に啓発するようになったため、開催協力が得られにくくなった。そこで新たなヒアリング調査を追加し、研究計画を修正することにした。新たな地域住民に対するヒアリング調査では、法施行から公表されるようになった高齢者虐待通報実数と、高齢者全人口に対する比を求めて得た通報率、国外で得られている高齢者虐待発生率と通報率との国際比較、高齢者虐待の通報率と社会環境要因との関連など、いくつかの分析結果と、そこから導かれた仮説を提示して、「適切な早期発見と通報とは」を自由に意見交換し収斂していく方法を検討している.このヒアリング調査は専門職に対しても実施する、よって平成21年度後半は、その準備として高齢者虐待報率の国際比較、通報率と発生率のかい離に関する分析と考察、通報率と地域差、通報率と社会環境要因との関連などの研究に着手した。前年に引き続き実施した高齢者虐待通報率を手掛かりに、専門職および地域住民と、「適切な早期発見と通報とは」について議論できるような、わが国の高齢者虐待の実態と対応状況を描くべく、既存統計からの分析を実施した。その結果、都道府県各HPに公表されている虐待対応統計から、養護者による高齢者虐待通報と社会環境要因に関する一考察を、またわが国の統計と比較可能な海外の先行研究との比較から、Analyzing Reported Rates of Domestic Elder Abuse in Japan 2006-2009を学会発表した。また、わが国の高齢者虐待対応の課題、専門職の判断基準に関する仮説を設定した原著論文がH24年度掲載予定である。昨年度、虐待通報率と施設入所待機率との関連を統計分析から得たが、経済的困窮や家族要因との関連は認められなかったので、全ての都道府県に対して、過去の養護者による高齢者虐待対応結果などの提供協力を求める調査を実施した。この調査結果により、今年度はHPに公表していた37都府県だけでなく全都道府県データをもとに、再度、経済的要因や家族の影響を分析し、専門職および地域住民と「適切な早期発見と通報とは」について議論できる素材の完成を目指す。また昨年、課題設定した専門職の判断基準に関する仮説を検証するために、わが国に先行する海外の専門職に対するインタビュー調査と、第一線専門職との共同研究に着手し、わが国の文化に見合い、高齢者虐待でのローリスク集団をハイリスク集団に至らせない、未然防止に有効な、虐待への危機介入方法、具体的な家族支援、介入方法のモデル構築を目指す。地域住民から早期に発見され通報された虐待疑い事例に対して、専門職が地域住民とうまく連携し、虐待を未然に防ぐことができる介入方法を検討した。先行研究レビュー、早期に発見した地域住民へのインタビューなどの探索的調査から、修復的正義(対話)アプローチに焦点を絞り(研究計画3年めの到達目標)、具体的な実践モデルをM-D&D法に則り、実務家と共同に開発し、たたき台デザインを検討しシナリオ・ロールプレイによる実践モデルの検討からRJサークル実践モデルを作成することができた。フェーズIより導かれたのは、RJサークル法に期待される新たな展開として、「要介護状態でない高齢者とその家族にも対応できる」「予防的な地域福祉活動が展開できる」「早期介入を可能とする」などがあった。検討課題は「RJサークルを適用できるケースの選定が必要」「グループダイナミクスを活用する援助技術に不安がある」

「知的障害や認知機能が低下してコミュニケーションに障害のある人が対話に参加できるような支援方法が必要」「参加する地域住民の役割と意味の明確化や理解が必要」などであった。上記を踏まえて実施した、フェーズIIのシナリオロールプレイによる検討結果は次の通りであった。最初に試みたRJサークル実践モデルでは、グループダイナミクスを活用する援助技術への不安と、RJサークルに参加した高齢者と家族の帰宅後の反応に不安が残った。そこで順周りのRJサークルに変更し、ソーシャルスキルトレーニング手法の援用、発言順が回ってきた時のパスに代わり「ありがとう」という定式発言の追加及びサークル終了後にお茶会でクールダウンしたところ、これらの不安が軽減された。今後は、この実践モデルで予防的な介入を実際に試みること、またRJサークル法を実施できる専門職を増やすための研修を継続することである。高齢者虐待対応は、様々な専門職による支援と地域住民による見守り支援が必須である。しかし家族等から虐待を受けている高齢者は専門職への相談・通報を拒む場合が多々あり、本人の意思であるために必要な支援や対応ができない状況を生む。これまでの研究結果から、相談・通報を口止めしていた被虐待高齢者でも家族関係悪化の極めて早期に市町村や専門職に相談している可能性が推察された。また比較的早期に発見された緊急性の低い虐待疑い事例は、地域で見守ることが多いので状況改善につながりにくく、家族関係はさらに悪化して緊急性の高い虐待状況に陥ることも少なくない。そこで虐待者となっている家族員のニーズにも焦点づけ、地域社会から誰も排除しない哲学を持つ、司法領域でのRestorative Justice修復的正義と呼ばれる方法をソーシャルワークに導入し、専門職と地域住民が連携して早期から家族関係の修復を支援する予防的家族支援プログラムを開発するために検討すべき課題や要点を明らかにする。高齢者虐待を予防するには、ミクロシステムへの働きかけだけでなくメゾおよびマクロシステムにも目を向けて、介入方法を検討する必要がある。地域社会から排除するのでなく、対話により関係を修復して包含しようとするRestorative Justice修復的正義の哲学や手法は、高齢者に依存せざるを得ず同居して暮らす成人子を、高齢者と共に地域社会に包含しようとするので、地域福祉の理念とも合致し、予防的家族支援プログラムの基盤となる価値を強化する哲学として期待できる。わが国の地域特性や文化に見合った導入方法を検討するために、日本で高齢者虐待に対応している地域包括支援センターの社会福祉士らに修復的対話Restorative Justiceを講義し、従来の家族介入との比較、導入する際に想定される課題などをインタビュー調査する。日本における修復的正義(以下、RJ)実践家に学び、高齢者虐待対応の専門職らと葛藤解決のRJサークル実践モデルを試案した。1次予防に向けて、自治体職員や地域包括支援センターの社会福祉士、ケアマネジャーらに研修を実施した。
中世イギリスの言語と文学に関する総合的研究-第6期

本研究課題第6期(1986-88年)においては、次の研究成果を得た。2.Beowulf研究、Chaucer研究の拠るべきテクストの問題について徹底的な検討を重ね、それぞれについてのvarioium版作成が今後の研究のため不可欠であることが再確認された。テクストの問題に関する検討の成果は、忍足司会の日本英文学会シンポジウム「Bcowulfのテクストを考える」(1986)及び岩崎・大泉・久保内ほか企画の「Chaucerの英語に関する研究者会議」(1987)においてその一部が報告された。4.MEの重要な作品の一つStanzaic Morte Arthurについて、写本及び従来の刊本の厳密な再検討に基づき新たな校訂本を公刊した。5.中世期英語英文学研究関連の書誌作成作業の一環としてCatalogue of the Library of Kikuo Miyabe(1987)を刊行し、内外の研究者に多大の便宜を与えることを得た。また『中世英語英文学研究業績リスト1983』の増補改訂版刊行及び英文化のための準備作業を引き続き行なった。2.Beowulfコンコーダンス。J.B.Bessinger(1969,1978)ほかのコンコーダンスは既にあるが、これらは何れもDobbie版に基づいている。Beowulf研究においてもテクストの問題を根本的に検討することの必要性が痛感され、次年度の最重点課題として扱う予定であるが、その準備作業の一環としてKlaeber版を写本テクストと再照合し、それに基づいたコンコーダンスを作成する必要が生じ、作業を開始した。3.Chaucerコンコーダンス。前期に引続きその作成準備作業を続けた。Chaucerについてもテクストの再検討の必要性が痛感され、この問題もまた次年度の再重点課題として扱うこととなったが、今年度は脚韻語彙研究の上からもこれまで要望の高かったManly-Rickert版のCanterbury Talesの入力を開始し、校正作業も終えることを得た。4.Tokyo CMES Concordance Series。上記2,3を含め広く中世期英国の言語と文学,文化,歴史諸般の研究にも資する中世期英国の第一次言語資料のコンコーダンス,グロッサリーなどの作成の必要性が本研究課題遂行の上で痛感され、表記のシリーズ計画のため資料収集等の準備作業を開始した。5.『中世英語英文学研究業績リスト』。増補改討,ならびに英語版とするための準備作業を引き続き進めた。6.『宮部文庫目録』(1987)刊行。2.KWSBeoChの拠るべき底本として問題となるBeowulf,Chaucerのテクストの問題についての検討も同時に進め,その研究成果の一部は, Bewulfについては62年5月の日本英文学会第59回大学シンポジウム「Beowulfのtextを考える」(司会忍足)において忍足,佐藤による,またChaucerについては, 62年10月同志社大学において本研究の研究分担者を中心に開催された「チョーサーの英語に関する研究者会議」(司会,報告者として小野,高橋,安東,岩崎,大泉,高宮,久保内,本研究代表者として寺澤が参加)において報告された.またとくにBeowulfについては,その検討に便ならしめるためVariorum Beawulf編集準備作業を進め, Thorkelin(1815),Kemble(1833)などの各種刊本の収集も併せて行なった.3.OE,ME各期のテクスト校討作業については, Stanzaic Morte Arthureの本文校合が完了し,コンピュター入力作業を開始した.5.「宮部文庫目録」改訂版を62年8月に刊行.「中世英語英文学研究業績リスト」は補遺版編集準備作業を行なった.2.上記key-word Studies,Lexiconの底本とすべきBeowalf,Chaucerのテクストについて、前年度の日本英文学会シンポジウム、チョーサーの英語に関する研究者会議の成果を基に、引続き検討を行った。Beowalfについては、諸校訂版間の異同を明らかにするVariorum Beowalf作成の方針が確認され、スペシメンの検討、収集すべき刊本の選定など、そのための若干の具体的な作業に着手した。Chaucerについても底本とすべき刊本、Varirum版作成の可能性について検討を続けた。3.中世期英語テクストのコンコーダンス作成作業の一環であるKlaeber版Beowalf,Manly-Rickert版Chaucer(The Canterbury Tales)によるコンコーダンス編集を完了、特殊文字フォントの処理に関する技術的問題の解決を待つ印刷刊行の予定である。

その間の欠を補うべくReverside版Chaucer(The Canterbury Tales)のワードインデックスを完成刊行した。5.『中世英語英文学研究業績リスト』の改訂増補・英語版刊行の準備を引続きすすめた。
陳旧試料のDNA型検出率測定法の開発と陳旧度に応じた検査法選定に関する研究

蛍光プローブを用いたDNA分解度測定法を開発した。長期保管血痕から抽出したDNAについてDNA分解度を測定し、DNA分解度とSTR型検査試薬等におけるDNA型検出数及びDNA型検出率の関連を明らかにした。本法により、高度に分解したDNAについて、適した検査法を選択できるようになり、解釈が複雑とならない検査法を選択できる可能性が示された。本法により、法科学試料の保管について検討したところ、試料は斑痕化及び乾燥により、分解及び陳旧の影響を抑えて保存できると示されたが、保存開始以前に汚染、分解又は陳旧の影響を受けていれば、家庭用冷凍冷蔵庫や室温での保管は避けるべきであると示された。骨の前処理方法として、次亜塩素酸などの試薬を用いた洗浄について検証した。洗浄に用いた試薬によっては骨から回収できるDNA量が低下した。骨を粉末化してから洗浄すると回収できるDNA量は低下した。洗浄時間を増やすと回収できるDNA量は低下したが、一定時間以上の洗浄は差が無くなった。洗浄により回収できる総DNA量が低下しても、回収できる内在性DNAの分解度は変化しなかった。前処理した骨から抽出したDNAを鋳型としてSTR型検査を実施したところ、いずれの洗浄方法でも内在性DNAに由来するSTR型が検出可能であった。DNA型検出率の測定及び最適な検査法の選択を目的として、DNAの分解度測定について検証した。ヒトDNAのサイズが異なる領域を複数箇所にわたって定量し、それらの定量値の比を分解度とした。分解度測定に必要な複数の定量を、蛍光プローブを用いてマルチプレックス化した。大きいサイズの定量結果に基づき未分解DNAの鋳型量を決定し、小さいサイズの定量結果に基づき分解DNAの鋳型量を決定した。以上のようにSTR型検査及びMiniSTR型検査などを実施したところ、適正なエレクトロフェログラムを得られた。模擬的な法科学試料として血液、唾液、精液、血痕、唾液斑、精液斑などと、その一部を繰り返し凍結融解したものから抽出したDNAについて分解度を測定したところ、いずれの試料についても分解度測定が可能であった。骨の前処理方法として、次亜塩素酸ナトリウム溶液などを用いた洗浄について検証した。洗浄により回収できるDNA量が低下した。洗浄時間が長ければ回収できるDNA量は低下したが、一定時間以上で回収できるDNA量の低下は停止した。回収できるDNAの分解度は、洗浄によって大きく変化しなかった。前年度までに開発した分解度測定法について、2種類のDNA定量試薬を活用した分解度測定法と比較した。DNA定量に用いる領域の大きさ違いから得られた分解度には差があるが、いずれの分解度測定法もDNA分解度とDNA型検出率に強い相関があり、DNA分解度からDNA型検出率を予測可能であった。新鮮血痕及び陳旧血痕を試料として、DNA分解度測定における小さい領域のDNA定量値に基づく一定量のDNAを使用して、4種類のDNA型検査試薬と2種類のキャピラリー電気泳動装置によるDNA型検査を実施した。検査領域が多いDNA型検査試薬は、DNA分解度が低いほど検出数が高かったが、DNA分解度が高くなるにつれて検出できない検査領域が増加して検出数は大きく低下した。一方、検査領域が少ないDNA型検査試薬は、検査領域が小さいことから、DNA分解度によらず検出数は一定に保たれた。いずれのキャピラリー電気泳動装置についても、検出閾値に関わらず、DNA分解度が低ければ検出数は高くDNA分解度が高くなると検出数は低下するが、検出閾値が高い場合には検出数が大きく低下し、検出閾値が低い場合には検出数の低下が緩やかだった。しかしながら、DNA分解度が特に高くなると、検出閾値にかかわらず、検出数は一定まで低下した。模擬的な法科学試料として、血液、唾液、精液、血痕、唾液斑及び精液斑を作成し、それらを室温、冷蔵庫、冷凍庫及び超低温槽において1ヶ月から5年間保管した。これらの模擬試料からDNAを抽出し、分解度測定法によりDNA濃度及びDNA分解度を測定し、STR型検査を実施した。血液は、1ヶ月以上の室温保存において、DNA量が低下したが検査した全てのDNA型が検出された。精液は、1ヶ月以上の室温保存及び1年以上の冷蔵保存において、ヒトDNA量が低下したが検査した全てのDNA型が検出された。唾液は、1ヶ月以上の冷蔵及び室温保存において、DNA量が大きく低下し一部のDNA型が検出されず、2年以上の家庭用冷凍庫保存において、DNA量が低下したが検査した全てのDNA型が検出された。唾液斑は、1年以上の室温保存において、DNA量が低下したが検査した全てのDNA型が検出された。上記以外の条件において保存したDNA型検査資料は、DNA量が低下せず検査した全てのDNA型が検出された。抽出DNAの量及び質がその保管条件の影響を受けて変化する程度を、分解度測定法により数値化できた。法科学試料の種類及び状態に応じた適切な保管条件について、分解度測定法により示唆できた。

本法により、法科学試料の保管について検討したところ、試料は斑痕化及び乾燥により、分解及び陳旧の影響を抑えて保存できると示されたが、保存開始以前に汚染、分解又は陳旧の影響を受けていれば、家庭用冷凍冷蔵庫や室温での保管は避けるべきであると示された。骨の前処理法の開発、分解度測定法の開発、DNA分解度測定によるDNA型検出率の予測については順調に達成できた。現場資料への応用は、体液及びその斑痕資料については達成できた。骨及び歯資料については、資料の前処理法を検証したほか、検査資料の偏りにより一部しか達成できていない。DNA分析による個人識別別の骨及び歯など現場資料を用いた検査を実施するほか、新規DNA型検査法をDNA型検出率の予測に追加し、DNA分解度に応じた検査法を選定する。犯罪鑑識官における兼務により事務的な業務負担が増加したため。骨及び歯など現場資料を用いた検査を実施するほか、新規DNA型検査法をDNA型検出率の予測に追加するため。引き続き、骨及び歯の適切な前処理による精製度の高いDNA抽出前処理法の開発並びにDNA分解度測定のマルチプレックス化及びPCR阻害耐性獲得による正確性及び信頼性向上を目指す。その後に、DNA分解度測定によるDNA型(STR型、MiniSTR型及びSNP型)検出率の測定及び最適な検査法の選択に取り組み、骨及び歯など法科学試料におけるDNA型検出率の予測及び最適な検査法の選択を目指す。新規DNA型検査法の検証のための試薬を購入する。研究成果を広く公開するため学会発表及び論文投稿費に使用する。犯罪鑑識官における兼務により事務的な業務負担が増加し、研究の目的の達成がやや遅れているため。現在は既に兼務を終了しており、研究の目的を当初の予定どおりに達成するため、予算は当初の予定どおりに使用する。
中国出土文字資料の基礎的研究

本研究でいう中国出土文字資料とは、甲骨文・金文、簡牘、石刻、敦煌・トルファン文書、明清档案を指す。これらはいずれも今日、中国における主要な古文書群であり、中国史の研究に欠かせない貴重な根本史料である。しかしこれらの多くは今世紀に入って発見されたために研究自体日が浅く、また研究は行われても、これを古文書として研究する方法は未だ確立されていない。我々は、そこで上記の各史料に即した研究方法の確立を目ざして本研究を開始した。2年間の研究活動の主たる成果としては、次のようなものがある。1金文の中でも数量の多い冊命金文は西周時代の政治政度史研究の重要な史料として研究者が取り上げてきたが、從来は記事のみを重視してきた。そこで冊命金文を古文書学的に分析し、様式分類することにより個々の冊命金文の性格とその史料的価値を明確にした。2敦煌・居延出土簡を対象に從来の帳簿類に加えて、上達文書や下達文書など公文書の基準となる様式を見出し、文書別に断簡の集成を試みた。更に簡牘については、敦煌漢簡約2000件、居延漢簡約20000件について、一字索引および語句索引として使用可能なデーターベース化を行った。3吐蕃支配期(786845)に作成された敦煌文書は、年次が十二支で記されていて絶対年代を推定することが極めて困難であった。しかし文書の中に記された人名を手がかりにして、文書の作成年次を確定することが可能となり、文書の史料的価値を高めることができた等である。ただ2年間の活動では、研究は緒についたばかりである。今後は、本研究の成果の上に立って所期の目的を達成すベく更に研究を深めていきたい。本研究でいうところの中国出土文学資料とは甲骨文・金文,簡牘,石刻,敦煌・トルファン文書,明清档案を指し,研究を遂行するに当たっては上記資料別に5つの研究班を組織した。初年度の平成3年度は各研究班ともに史料の収集整理に重点をおいたが,その間に得られた新知見のうち注目すべきものとしては次のようなことが挙げられる。1金文の中でも数量の多い冊命金文は西周時代の政治制度史研究の重要な史料として以前から多くの研究者によって取上げられてきたが,従来は記事のみを重視して文書学からする考察はほとんど行われなかった。そこで冊命金文を古文書学的に分析し,様式分類することにより個個の作命金文の性格とその史料的価値を明確にした。2新発見の敦煌漢簡は本年度になって図録が公刊され,ようやく居延漢簡との比較研究が可能となってきた。まだ概観の段階で詳細な檢討を経なければならないが,記載様式において両者の間に少なからざる差異のあることが認められる。ほぼ同じような地域,同様な機関の政府文書でありながら記載様式の相違はいったい何を意味するのか,簡牘古文書学の今後の重要な課題の一つである。3吐蕃支配期(786ー845)に作成された敦煌文書は,年次が十二支で記されていて絶対年代を推定することが極めて困難であった。しかし年代判定の規準となる僧尼名簿を見出したことや,更には文書の表紙と紙背の関係に注目するなどによって多くの文書の作成年次を確定することが可能となり,文書の史料的価値を高めることができた。

以上はいずれも出土文字資料を古文書として扱い,古文書学の視点から考察することによって始めて得られたものである。なお明清の档案や石刻類についても,文書の様式による分類法を検討中である。本研究にいうところの加国出土文字資料とは甲骨文・金文,簡牘,石刻,敦煌・トルファン文書,明清档案を指し、本研究を遂行するに際しては上記資料別に5つの研究班を組織した。第2年度で、かつ最終年度に当たる平成4年度は、前年度に引きつづいて各班ともに史料の収集・整理を行ったほか、各人はそれぞれの分担研究領域において研究成果を取りまとめ、報告書の作成につとめた。成果の個々の詳細は別冊の『報告書』にゆずることにし、本年度の特記すべき成果としては、簡牘のデーターベース化の完成である。一般に上記の中国出土文字資料は、既存の資料に加えて近年陸續と発見されて資料は増加の一途をたどり、その結果は史料の検索ひいては活用を困難にしているのが現状である。これに対処するためにはパーソナル・コンピューターを利用し、史料のデータベース化が最水効果的である。そこで我々は試験的に漢代簡牘を取り上げて、その構築を試みた。その際に一字索引、語句索引としての使用を念頭におき、漢字讀みとりソフトを活用して簡牘の釈文を1件ずつ入力し、これに簡牘番号や出土地を加えたものをデーターの中核にすえた。またデーターベースは大容量のハードディスクを利用して大量データーの高速検索に耐え得るものとし、同時に研究者相互のデーター共有を考慮して、MS-DOSのテキストファイルとしても讀み出し可能なものとした。このようにして全居延漢簡的2万件、敦煌漢簡的2千件のデータベース化の成功したが、このことはひとり簡牘のみならず、出土文字資料全般にたいして、同様なデーターベースを構築することを可能とした。これは、今後の研究に裨益するところ甚大である。
ユビキタス環境のためのトポロジコーディングによる全体プログラミング

本研究では、実世界に多数散らばるユビキタスデバイスをそれらのトポロジを用いてプログラミングする(群コンピューティング)枠組みを構築した。特に、ネットワークのトポロジを用いてうまくコーディングしていくこと(トポロジコーディング)を考えた。まず最初に、格子状のネットワーク上でグローバル通信とローカル通信を組み合わせて全体制御をする枠組みGlocalGridを設計し、デバイス、システムを実装した。さらに、主としてセンシングデータ収集を行うことを想定して、さまざまな効率的なアルゴリズムを検討した。応用分野としてはダンス、演劇、スポーツなどのアート・エンターテインメント分野を考え、システム展開を図った。今後ユビキタスコンピューティング環境が実世界に浸透し、数千から数万ノードからなる多数のユビキタスデバイスを全体として連携させる必要性が高まることを想定し、本研究課題では、多数のユビキタスデバイスを全体としてプログラミングを行う「全体プログラミング」の枠組みを拡張し、トポロジ情報を入れてプログラミングを行う手法を検討している。具体的なアプローチとして、比較的自明なトポロジをもつ格子状有線ユビキタスネットワークGlocalGridを対象に、グローバル通信とローカル通信を組み合わせて、プログラム変換とモバイルエージェントの枠組みを適用する.本年度は報告者のグループで開発したGlocalGridデバイスを用いてグローバル通信とローカル通信を組み合わせて用いるコマンド体系を構築し、さまざまなコンフィギュレーションやトポロジチェックができるようにした。ローカルにhelloメッセージを出させて隣接のIDを確認したり、格子状に正しく接続されているかが検出できるようにした。さらに隣接間で情報交換するための並列計算の枠組みを考え、小ステップで実現するためのアルゴリズムを考えた。これは次年度に予定しているローカルエンジンの強化において有効に活用できるものである。また、GlocalGrid上で動作するモバイルエージェントを実装した。各デバイス上でインタープリタを動作させ、プログラムを受信するとそれを実行するような動作をさせるものである。特に変数評価コマンドの処理系を実装し、メタコマンドが実行できるようにした。さらに申請者らのグループで過去に検討してきたLISP言語処理系の構築を、改めてGlocalGrid上で行った。特にGlocalGridの格子形状を利用して、複数のデバイスをまたがるプログラミングを可能にした。一方全体プログラミングの枠組みの一般性を考えて、GlocalGridとは別にプログラム変換のアプローチを行っている。一般のArdiunoデバイスを対象としてマクロプログラミングを変換するアプローチを取り、このシステムの処理系を分散型に対応できるような拡張を行った。従来の集中型と今回の分散型のメリット・デメリットを比較し、滴応的なコンパイルを行うことについても検討した.将来、ユビキタスコンピューティング環境が実世界に浸透し、数千から数万ノードからなる多数のユビキタスデバイスを全体として連携させる必要性が高まる状況を想定し、本研究課題では、多数のユビキタスデバイスを全体としてプログラミングを行う「全体プログラミング」の枠組みを拡張し、トポロジ情報を入れてプログラミングを行う手法を検討している。具体的なアプローチとして、比較的自明なトポロジをもつ格子状有線ユビキタスネットワークGLOCAL GRIDを対象に、グローバル通信とローカル通信を組み合わせて、プログラム変換とモバイルエージェントの枠組みを適用し、平成23年度までに基礎となるシステムを構築してきた。本年度はこれまでに構築したGLOCAL GRID上の全体プログラムをProcessingライクなマクロ言語で書けるようにし、それを平成23年度に開発したモバイルエージェントのコードに変換するシステムを開発した。また、モルフォロジやセルラーオートマトンなどの計算原理を用いて、GLOCAL GRIDのローカルエンジンを強化することについて検討を行った。これによってグローバル通信を使って全ノードに動作定義を放送できるようになり、また、隣接ノードとデータを交換してこれらの計算をGLOCAL GRID上でグローバル同期をとりながら進めていけるようになる。さらに、複数のGLOCAL GRIDをローカル接続したようなトポロジについて検討を行った。個々のGLOCAL GRIDのブロードキャストの範囲を制限し、新たにエリア間の制御を行うことにより、より大規模なシステム構築が可能になる。さらに当初の予定に加えて、前年度より進めているLISP処理系やその他の関数型言語(具体的にはHaskell)を用いた分散処理系についても、実装および検討を行った。近い将来においてユビキタスコンピューティング環境が実世界に浸透し、数千から数万ノードからなる多数のユビキタスデバイスを、全体として連携させる必要性が高まる状況が想定される。本研究課題では、多数のユビキタスデバイスを全体としてプログラミングを行う「全体プログラミング」の枠組みを拡張し、トポロジ情報を入れてプログラミングを行う手法を検討している。具体的なアプローチとして、比較的自明なトポロジを持つ格子状有線ユビキタスネットワークGLOCAL GRIDを対象に、グローバル通信とローカル通信を組み合わせて、プログラム変換とモバイルエージェントの枠組みを適用し、平成24年までに基礎となるシステムを実現した。本年度は、GLOCAL GRIDの枠組みの上でトポロジ検出および回線状態のモニタリングを行う方法について検討した。さらに、関数型言語F#を用いた新たな分散プログラミングのためのデバイスと基礎的なシステムを構築した。近い将来、ユビキタスコンピューティング環境が実世界に浸透し、数千から数万ノードからなる多数のユビキタスデバイスを、全体として連携させる必要性が高まる状況が想定される。具体的なアプローチとして、比較的自明なトポロジを持つ格子状有線ユビキタスネットワークGLOCAL GRIDを対象に、グローバル通信とローカル通信を組み合わせて、プログラム変換とモバイルエージェントの枠組みを適用し、平成24年までに基礎となるシステム、それをベースとするプログラム環境を実現した。

本年度は、プログラム環境として関数型言語を想定して、関数型言語の表現能力を生かしたより強力な開発環境を構築する。また、具体的な応用としてセンサネットワークを想定し、その上でデータ収集などを行うための効率的なアルゴリズムを検討する。またアート・エンターテインメント分野への展開も検討する。近年、IOT(Internet of Things)環境の実現がリアルになってきているが、これはまさに当研究課題において想定していた多数のデバイスからなるユビキタスコンピューティング環境である。そしてさらに、当初予定していたような将来の数千、数万ノードからなる多数のユビキタスデバイスを、全体として連携させる必要性についても格段とリアリティが増してきた。本研究課題では、多数のユビキタスデバイスを全体としてプログラミングを行う「全体プログラミング」の枠組みを拡張し、トポロジ情報を入れてプログラミングを行う手法を検討してきた。これまでに、有線の格子状トポロジをもつようなGlocalGridと呼ぶユビキタス環境を構築し、様々なプログラミングの枠組みを構築してきた。今年度は無線ネットワークでのアルゴリズムについて検討すると同時にダンス、演劇、スポーツなどのエンターテインメント系応用への適用について検討を行った。本研究では、実世界に多数散らばるユビキタスデバイスをそれらのトポロジを用いてプログラミングする(群コンピューティング)枠組みを構築した。特に、ネットワークのトポロジを用いてうまくコーディングしていくこと(トポロジコーディング)を考えた。まず最初に、格子状のネットワーク上でグローバル通信とローカル通信を組み合わせて全体制御をする枠組みGlocalGridを設計し、デバイス、システムを実装した。さらに、主としてセンシングデータ収集を行うことを想定して、さまざまな効率的なアルゴリズムを検討した。応用分野としてはダンス、演劇、スポーツなどのアート・エンターテインメント分野を考え、システム展開を図った。完成したデバイスを用いてトポロジ情報を検出する方法を考案し、実際にその動作を確認した。デバイスの試作は予定より1年遅れたが、それとは独立にさまざまな別のデバイスを用いて研究を推進したため、研究内容としてはおおむね順調に進展しているものと考える。
点過程理論による交通量変動メカニズムの記述とその交通制御への応用

本研究課題の前半では、道路断面上に設置された複数の車両検知器で観測される一連の車両到着時刻に対して、自由度の高いモデリング手法を適用することにより、交通量変動そのものの記述を試みると同時に、その変動の原因がいつどこの検知器で観測されうるのかを明らかにすることを目的としている。本年度は、得られた大量データに対して、以下のモデル化を試みた。(1)対数線型モデルを用いた車両到着頻度の記述。特に、a)高速道路の同一地点における走行車線・追越車線の同時到着のモデル化、b)a)を複数地点に拡張してより高次の相関を抽出する方法のモデル化を行った。(2)点過程理論に基づいた非定常・非ポアソン型到着過程としての到着の記述。特に、車群が形成されている際に想定される到着頻度の急激な上昇かつ非ランダム(定期)性の記述を試みた。なお、(1)(2)両者において、「車両到着」の定義として、従来の交通工学に対応するように、車両の先頭が到着した瞬間(流率に対応するもの)と、車両が検知器の下を占有している期間すべて(密度に対応するもの)の両者を試した。これらから、それぞれのモデル化が得意とする交通状態の記述や検出について、一定の傾向をつかむことができた。具体的には、(1)a)のモデル化で流率に対応する記述を行った場合は、走行車線の到着頻度が上昇した際に同時到着の頻度も上昇する場合に渋滞が引き起こされること、密度に対応する記述を行った場合は同時到着の頻度が大きいときのみ渋滞しておりそれ以外の場合は渋滞しない傾向があることなどが明らかとなった。当初予定のとおり、大量データの入手と整理を行った。また、それらデータに対して種々のモデル化を実行し、それらの推定結果の解釈も順調に行っている。当初の予定通り、今後は初年度成果のさらなる解釈に基づいて種々の交通状態の記述に適したモデル化を特定していくとともに、複数の検知器の統計的な比較により渋滞発生などの交通状態変化を発見する方法へと繋げていく予定である。データ入手が段階的に進んだため、当初予定していたような記憶装置をまとめて発注することがなくなったこと、および学務との関連で学会への参加回数が当初予定よりも少なくなったことから次年度使用額が生じている。次年度はこれらに対応する形で、本年度に予定していたデータベースサーバの購入や学会参加・発表を追加的に行うことを計画している。
体温調節機能の発達過程に関する研究:運動処方、トレーニング計画に関する基礎的研究

1.本研究の目的は、学童の運動処方・身体トレーニングに関する基礎的検討資料を得るために、学童と成人男子大学生(対照群)に異なる2つの強度の運動を負荷し、両者の体温調節反応の相違を比較・検討し、運動時の体温調節機能の発達過程を、すでに報告した実験プロトコールによって明かにした。2.発汗、体温、酸素摂取量(VO_2)および心拍数(HR)、体熱出納の動向、VO_2-HRの関係、深部体温の上昇に対する蒸発による放熱反応の関係から学童と対照群の成績を比較・検討した。3.これまでの結果の大要を示すと以下の通りである。(1)学童の運動時体温調節反応、特に発汗反応を比較すると、発汗量、発汗速度ともに、学童では、対照群より劣る。これは2つの異なる運動時に観察されている。このことは局所汗腺の動向からも確認された。(2)運動前の深部体温の絶対値は学童で有意に高い。また、深部体温上昇速度に対する発汗の感受性は成人と比較して劣っている傾向にある。(3)体熱出納をみると、学童では、蒸発性熱放散能力が劣り、その分体熱蓄積量が増大している。したがって、各種の温熱ストレス程度により、体温調節系が十分に機能する必要性に迫られた場合、成人よりその能力は劣っている可能性がある。4.今後はさらに基礎資料を積み上げて学童・少年のトレーニング計画の各論を構築すべく努力を継続していきたい。1.学童の運動処方に関する基礎的検討資料を得るために、学童と成人男子大学生(対照群)に異なる2つの強度の運動を負荷し、両者の体温調節反応の相違を比較・検討し、運動時の体温調節機能の発達過程を明かにするものである。特に体熱出納の面から定量的に学童と成人の運動時の体温調節能の状況について把握する。2.対照群の実験は終了している。学童の基礎的実験は分析項目を一部変更したことから総ての項目については終了していない。しかし、概略的には成人と学童の運動時体温調節反応の実験成績を対比させて考察することが、可能となった。今後は、追加実験を完了し、関連文献の省察を遂行すると共に、更に異なる産熱水準下における運動時の学童と成人の酸素摂取量一心拍数(Vo2-HR)の関係をも算出し、比較検討する。このことを基準として学童の望ましい運動強度を提案する。更にcore温の上昇に対する蒸発による放熱反応の関係からもアプローチする。(1)対照群と学童の運動時体温調節反応、特に発汗反応を比較すると、発汗量、発汗速度ともに、学童では、対照群より劣る。(3)皮膚温の動向に関しては成人と学童おいて基本的に差異はないようである。(4)体熱出納やVo2-HRの関係についてはまだ詳細な分析は行っていない。(5)対照群(成人男子)のデータに関しては一部、国際会議にて発表する予定である。今後は、上述した方法にしたがって詳細な分析、検討を行い、更に運動処方に関する基本的考察を加えることにする。1.学童の運動処方に関する基礎的検討資料を得るために、学童と成人男子大学生(対照群)に異なる2つの強度の運動を負荷し、両者の体温調節反応の相違を比較・検討し,運動時の体温調節機能の発達過程を明かにするものである。この目的を達成するために、学童(実験群)の実験を完了した。2.すでに対照群の実験は昨年までに終了していて、その一部英国のスポーツ医学会機関誌に報告した。

さらに今回学童の基礎的実験は分析項目を一部変更したことから総ての項目について実験を完了した。概略的には成人男子大学生と学童の運動時体温調節反応の実験成績を対比させて考察することが、可能となった。今年度は、関連文献の省察を遂行すると共に、A学童と成人男子大学生の発汗、体温、VO_2およびHR反応B体熱出納の動向C異なる産熱水準下における運動時の学童と成人のVo2-HRの関係D深部体温の上昇に対する蒸発による放熱反応の関係から分析、検討した。3.これまでの結果の大要を示すと以下の通りである。(1)対照群と学童の運動時体温調節反応、特に発汗反応を比較すると、発汗量、発汗速度ともに、学童では、対照群より劣る。これは2つの異なる運動時に観察されている。このことは局所汗腺の動向からも確認された。(2)運動前の深部体温の絶対値は学童で有意に高い。また、深部体温上昇速度に対する発汗の感受性は成人と比較して劣っている傾向にある。(3)皮膚温の動向に関しては成人と学童おいて基本的に差異はないようである。(4)体熱出納やVo2-HRの関係についてはまだ詳細な分析は行っていない。最後に、上述した方法にしたがって詳細な分析、検討を行い、更に運動処方に関する基本的考察を加えことにする。
細胞内中間代謝物の同位体標識情報に基づく代謝制御機能の解析

1,代謝流束の時間変化解析とその応用有用物質生産を目的とした代謝工学を行なうには,細胞システムの仕組みを理解することが重要である.^<13>C代謝流束解析は細胞内の代謝物質の流れを明らかにし,その調節メカニズムの推察を可能にする手法である.本研究ではキャピラリー電気泳動飛行時間型質量分析計(CE-TOEMS)を利用して細胞内代謝物質の同位体標識情報を測定することで,これまで解析できなかった回分培養における代謝流束の時間変化を解析した.今年度は特に有用物質生産への応用が考えられる遺伝子欠損株に着目し,欠損に伴う代謝物質の濃度レベルの(時間)変化が代謝流束にどう影響したのか詳細に解析した.また^<13>C代謝流束解析で実験的に求めた結果と代謝流束均衡解析で予測した結果を比較することで,細胞代謝の目的戦略が評価できることを示した.これは本来細胞代謝のモニタリングに過ぎなかった^<13>C代謝流束解析の結果に,生物学的な解釈を与えることができた点でとても重要である.2,同位体標識情報を表現できる動的モデルの開発動的モデルに用いられるパラメータは代謝物質の濃度時系列データに基づいてチューニングされることが多いが,測定可能な物質が限られているためチューニングが難しいことがある.また,測定した代謝物質濃度の"絶対値"は必ずしも信頼性が高くない.そこで,同位体標識情報という"比率"を利用することで,これらの問題の解決を目指した.今年度は,細胞シミュレーションソフトウェアであるE-Cellシステムを使って代謝物質の同位体標識情報の変遷を計算し,実測データに対してパラメータのチューニングを行なうための環境を構築した.またCE-TOFMSを利用して大腸菌の細胞内代謝物質が同位体標識に置き換わる経過を測定した.今後,測定したデータから細胞内におけるパラメータを推定し,試験管内で測定した値と比較する.微生物の代謝を改変して有用物質の生産性を向上させるには,微生物細胞の生理機能や目的物質の生合成に関係する調節制御を理解することが重要である.代謝流束解析は,直接観察することが出来ない細胞内の代謝物質の流れ(代謝流束)を明らかにし,代謝の制御機構の推察を可能にする手法である.しかしながら,従来のタンパク質構成アミノ酸の同位体標識情報に基づく代謝流束解析は,連続培養という特殊な培養条件にしか適用できず,産業上重要な回分培養や流加培養には適用できなかった.加えて,有用な代謝物質の多くは細胞増殖が終了した後の停止期において生産されるため,代謝流束の変化を評価するための方法の確立が望まれている.本年度,私は細胞内中間代謝物質の同位体標識情報を直接測定し,代謝流束解析に利用することで回分培養において代謝流束解析が可能であることを示した.私は,野生株大腸菌を対象としてグルコースを基質とした回分培養(同位体標識実験)を行い,中間代謝物質の同位体標識情報の時間変化を測定した.また,グルコース枯渇後の停止期についても代謝流束解析を行なうため,停止期に細胞が取り込む培養液中の酢酸の同位体分布比を測定する方法を開発した.これらの測定した情報に基づいて,細胞増殖期から停止期に至るまで代謝流束分布の時間変化を推定し,細胞が自身の生き残りのために合理的な代謝を行なっていることを考察した.また本研究の応用として,大腸菌ピルビン酸キナーゼ欠損株とグルコース6リン酸イソメラーゼ欠損株についても野生株と同様の解析を行い,代謝流束分布や中間代謝物質濃度の時間変化から,遺伝子欠損が代謝経路に与えた影響を明らかにし,細胞内の代謝調節メカニズムについての考察を行なった.1,代謝流束の時間変化解析とその応用有用物質生産を目的とした代謝工学を行なうには,細胞システムの仕組みを理解することが重要である.^<13>C代謝流束解析は細胞内の代謝物質の流れを明らかにし,その調節メカニズムの推察を可能にする手法である.本研究ではキャピラリー電気泳動飛行時間型質量分析計(CE-TOEMS)を利用して細胞内代謝物質の同位体標識情報を測定することで,これまで解析できなかった回分培養における代謝流束の時間変化を解析した.今年度は特に有用物質生産への応用が考えられる遺伝子欠損株に着目し,欠損に伴う代謝物質の濃度レベルの(時間)変化が代謝流束にどう影響したのか詳細に解析した.また^<13>C代謝流束解析で実験的に求めた結果と代謝流束均衡解析で予測した結果を比較することで,細胞代謝の目的戦略が評価できることを示した.これは本来細胞代謝のモニタリングに過ぎなかった^<13>C代謝流束解析の結果に,生物学的な解釈を与えることができた点でとても重要である.2,同位体標識情報を表現できる動的モデルの開発動的モデルに用いられるパラメータは代謝物質の濃度時系列データに基づいてチューニングされることが多いが,測定可能な物質が限られているためチューニングが難しいことがある.また,測定した代謝物質濃度の"絶対値"は必ずしも信頼性が高くない.そこで,同位体標識情報という"比率"を利用することで,これらの問題の解決を目指した.今年度は,細胞シミュレーションソフトウェアであるE-Cellシステムを使って代謝物質の同位体標識情報の変遷を計算し,実測データに対してパラメータのチューニングを行なうための環境を構築した.またCE-TOFMSを利用して大腸菌の細胞内代謝物質が同位体標識に置き換わる経過を測定した.今後,測定したデータから細胞内におけるパラメータを推定し,試験管内で測定した値と比較する.