hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ディペンダブル・データベースシステムのためのサービス指向フレームワーク

分散データベースシステムは,複数のノードで動作するDBMSを協調動作させてサービスを提供する.またそれらのサービスをより頑健にするためには,耐故障分散アルゴリズムを実装したサービスなどと複合する必要がある.本研究では,ディペンダブル・データベースシステムを構築するための,サービス指向フレームワークSquareknotを提案,実装,評価を行った.このフレームワークでは,分散データベースなどを含む様々なサービスをコンポーネントとして組み合わせることでシステムを構築することができる.また,設定ファイルの書き換えによりコンポーネントの組み合わせ,定義したアスペクトの組込みなども可能となる.分散データベースシステムを構成するためのサービス指向フレームワークSquareknotの開発と評価を行った.Squareknotは,サービスをコンポーネントとして実装し,それらの依存関係を簡素化することによって,コンポーネントを自由に組み合わせることができるJavaで実装されたフレームワークである.SquareknotのMapping Engineがコンポーネント同士の結合をサポートしており,コンポーネント同士の依存関係は,設定ファイルに記述することで柔軟にそれらを結合することができる.また,コンポーネントを実装する際に,ネットワークに関連する例外処理を行う必要あるが,それらは多くのコンポーネントで共通する場合が多い.Squareknotでは,この頻出する例外処理をアスペクト指向プログラミング(AOP)パラダイムを用いて,共通化し,コンパイル時に自動的に埋め込む機能を追加している.これによって,コンポーネントのプログラマが例外処理を行わなかったとしても,フレームワークによって最低限必要な例外処理を自動的に追加することができる.本フレームワークを用いてネットワークサービスを実装することにより,例外処理の標準サポートによる安全性の向上,例外処理共通化によるコンポーネントの効率的な実装を実現することが可能となった.Squareknotの評価として,ソースコード,バイトコードに関する解析を行い,フレームワークによる例外処理の自動的な埋込を行ったとしても,行わないときと比べてソースコードの規模や実行時間に大きな影響を与えないことを確認している.分散データベースシステムは,複数のノードで動作するDBMSを協調動作させてサービスを提供する.またそれらのサービスをより頑健にするためには,耐故障分散アルゴリズムを実装したサービスなどと複合する必要がある.本研究では,ディペンダブル・データベースシステムを構築するための,サービス指向フレームワークSquareknotを提案,実装,評価を行った.このフレームワークでは,分散データベースなどを含む様々なサービスをコンポーネントとして組み合わせることでシステムを構築することができる.また,設定ファイルの書き換えによりコンポーネントの組み合わせ,定義したアスペクトの組込みなども可能となる.分散データベースシステムを構成するためのサービス指向フレームワークに関する基礎的な研究として,Squareknotというフレームワークのプロトタイプを実装した.このフレームワークは,サービスのコンポーネント化と依存関係を簡素化しコンポーネント間の不整合性を起こりにくくするという観点から開発を行った.それぞれのコンポーネントは,その機能がコンポーネント内で完結しており,システムとして複数のコンポーネントが必要となる際には,設定ファイルによって必要なコンポーネントを結合して使用することが出来る.この仕組みはSpringフレームワークで行われているDependency Injectionと似通っているが,フレームワークの構造が簡易なため,よりコンポーネント間の関係が分かりやすく,Lightweightであるという特徴がある.また,分散データベースシステムを構成するためのサービスとして,分散合意アルゴリズムに着目して研究を行った.従来用いられてきた故障検出をベースとする分散合意アルゴリズムは故障検出の精度に依存して性能が変化するという特徴があったが,現在着目しているRandomizationによる分散合意アルゴリズムは,決定値のランダム化によって故障検出に依存せず,確率的に分散合意問題を解くことが出来るため,大規模なデータベースシステムにおける,トランザクションサービスに応用することが考えられる.ランダム化分散合意アルゴリズムについてはH25年度も引き続き研究を行い,分散データベースシステムに最適なアルゴリズムの開発や性能評価を行っていく予定である.分散データベースシステムを構成するためのサービス指向フレームワークSquareknotのコンポーネントとして,分散データベース,メッセージングサービスなどが挙げられる.今年度は分散データベースシステムのためのメッセージングサービスの実装と評価を行った.メッセージングサービスとしては,Cassandraなどで用いられているGossip型メッセージングサービスに着目した.このメッセージングサービスは,経路表を作成せずにメッセージを拡散できることから,新規ノードの追加やノードの離脱・故障などが頻繁に起こる場合に効果的であることが知られている.一方で,メッセージングサービスの性能がシステムのトポロジに依存するという問題も存在する.今年度は,Gossipメッセージングサービスがどのようなトポロジにおいて性能が低下するかを明らかにしている.シミュレーションの結果によると,システムのトポロジにおいてリンクの密度が小さい場合,Gossipによるメッセージ拡散は効率的ではないことが分かった.この問題を解決するためには,予めリンク密度が低い部分では,特定の方向へメッセージを転送することによってメッセージ拡散効率を向上させることができる.また,本研究課題では,本フレームワークの実証実験として3Dモデルのアノテーション共有システムを構築している.このシステムにおいては,分散データベースとしてRedisを用い,3Dモデル共有サーバをNode.jsを使用している.これにより,複数のサービスの組み合わせによる高速なシステム構築ができることを示している.ディペンダブルシステムフレームワークSquareknotに関しての実装を行い,性能評価を行っている.この研究成果をまとめたものを国際会議IASTED Conference on Software Engineering 2014に投稿し,採択されている.また,実装面でもSquareknot用にさまざまなコンポーネントが開発され,動作が確認されている.このことから,開発したフレームワークの信頼性がより高くなっていることがわかる.初年度に予定していたフレームワークの基本機能についてはSquareknotというプロトタイプを実装し,性能評価を行った.このフレームワークはコンポーネント化したサービス間の依存関係を簡素化し,必要に応じてコンポーネントを結合して使用することができる.

これによって複雑なシステムを構築する際に機能ごとの可読性が高いシステムを構築することができる.また,コンポーネント間の相互依存性が低いことから,コンポーネントの更新に関して不具合が起こる可能性が低いという利点がある.次年度は,分散データベースシステムを構成するためのサービス(コンポーネント)として,ノードの故障検出を行うための故障検出器,ノード間通信を行うゴシップアルゴリズム,耐故障性の高いノード構成を自動的に構築するアルゴリズムなどを開発,評価し,それらをフレームワークSquareknotに組み込む予定である.今後は,実装したSquareknotフレームワークをベースにサービスを結合した際の性能評価を引き続き行っていくと同時に,分散データベースシステムで必要となる分散合意アルゴリズムや複数のデータベースサーバ間での通信方式(マルチキャスト,ブロードキャストサービス),トランザクションの機構などに関して研究を進めていく予定である.該当なし
多波長・多偏波高分解能合成開口レーダによる森林情報計測システムの開発

本研究の目的は、北海道苫小牧針葉樹林をテストサイトとして宇宙航空研究開発機構(JAXA)と情報通信研究機構(NICT)が共同開発した航空機搭載の高分解能多波長・多偏波合成開口レーダPi-SARデータから森林情報を抽出する手法を開発することである。まず、2002年11月に収集された苫小牧森林のPi-SAR画像と地上で同期して計測した森林データおよび2003年8月のデータとの回帰解析を行った。従来の手法である後方散乱断面積(RCS)を利用する方法では、X-バンドの全ての偏波RCSと森林パラメータとの問には顕著な相関関係は見られなかった。L-バンドRCSは森林バイオマスの増加とともに約40ton/haまで増加することが判明した。この結果は従来の報告されている研究結果と同じ傾向である。次に、SAR画像が高分解能で森林構造を反映していることに注目し、画像のテクスチャ(肌理)と森林情報との関係を検討した結果、画像振幅はK-分布の確率密度関数で記述されることが判明した。さらに、クロス偏波画像のK-分布オーダパラメータと森林バイオマスには強い相関関係があり、オーダパラメータはバイオマスの増加とともに従来のRCS手法の限界を大きく超える約100ton/haまで上昇することが分かった。そこで、K-分布オーダパラメータとバイオマスとの回帰曲線から未知の森林バイオマスを算出し、2005-2006年に新たに実施した現地計測によるバイオマスと比較した結果、回帰モデルの計測精度86%という結果が得られた。最後に、全ての現地計測バイオマスデータを使ったアルゴリズムを開発した。本モデルは、北海道全域の平坦地にある針葉樹林のバイオマス計測に有効であると考えられる。また、テクスチャ解析をベーストした本手法と従来のRCS手法を融合することにより、より高精度での森林バイオマス計測が可能であるという結果が得られた。2002年と2003年にかけて現地計測された苫小牧の針葉樹林データと2002年に航空機搭載Pi-SARを使って収集されたレーダデータとの相関関係を解析した.X-バンド後方散乱断面積(RCS)と森林バイオマスには強い相関関係は見られなかったが,L-バンドRCSは森林バイオマスの増加ととともに上昇することが分かった.後者の関係は従来の結果と同様であるが,苫小牧森林の場合は約40ton/haでRCSの上昇が止ることが判明した.本研究の成果は,Pi-SARデータのテクスチャ情報から,このRCSの飽和値以上のバイオマスを計測するアルゴリズムを開発し計測精度を検証したことである.まず,レーダ画像振幅と非ガウス統計に従う確率密度関数を比較したところ,K-分布がHVクロス偏波の画像振幅に最も良くフィットし,K-分布のオーダパラメータが森林バイオマスと強い相関関係にあることが判明した.さらに,オーダパラメータはバイオマスの増加とともにRCSの飽和値以上,約100ton/haまで上昇することが分かった.回帰分析から算出された実験式から苫小牧での未計測森林のバイオマスを推定し,アルゴリズムの計測精度を検証するため,2005年8月と9月の2回にわたり現地での森林パラメータ計測を実施した.新しく計測された森林バイオマスと実験式からの推定バイオマスとの回帰分析から,本手法を使うことによって高分解能合成開口レーダのデータから苫小牧針葉樹林のバイオマスを約85%の精度で計測できることを確認した.本アルゴリズムは苫小牧のみならず北海道全域の針葉樹林に適用できると考えられる.2005年11月には異なる地域の森林での検証のため富士吉田での森林計測とPi-SARとの同時観測を実施した.データは現在解析中である.

本成果は国内外の学術講演会で発表され,森林バイオマス計測の新しい手法として高い評価を受けている.前年度に開発した高分解能合成開口レーダ(SAR)による森林バイオマス計測アルゴリズムでは、航空機搭載合成開口レーダPi-SARによって収集された苫小牧針葉樹林の振幅画像とバイオマスとの定量関係を示す最適な手法を検討し、L-バンドクロス偏波振幅画像のテクスチャに最も良くフィットするK-分布のオーダーパラメタから森林バイオマスを計測するアルゴリズムを開発した。本年度は、現地計測バイオマスデータの再検討を行い、エラーバーを含めたモデルの実験式を導出し、計測可能なバイオマス上限値の検討を行った。結果として、森林バイオマスが約100ton/ha以上になると、画像振幅のゆらぎがガウス分布に近くなり計測誤差も大きくなることから、本モデルによる針葉樹林バイオマスの計測限界は100ton/ha前後であることが確認された。2006年8月の地球観測衛星ALOS-PALSAR飛来時に、航空機搭載Pi-SARと苫小牧森林での同時観測を実施し、SARデータと現地データを収集した。地上実験では、3mの電波反射鏡2台と60cm電波反射鏡12台を森林の内外に設置し、マイクロ波の森林への透過率を計測する基礎データを収集した。さらに、SARと光学系センサによる樹種分類と2004年9月の台風による倒木被害情報の抽出の可能性を検討するために、苫小牧森林管理局から林班図と倒木被害図を入手し、現地での被害状況を調査した。結果として、高分解能衛星QuickBirdのマルチスペクトル画像からの樹種分類は困難であるが、多時期データからの落葉樹と常緑樹の分類は90%以上の精度で可能であることが判明した。また、光学系データは台風直後の葉緑素を含む多くの葉が残っている時に収集されたため、光学系データからの倒木領域の抽出はできなかった。倒木後の枯れ葉状態になれば光学系データによる倒木被害情報の抽出は可能であると考える。
ナノ反応場を活かした環状ペプチド液相化学合成法の確立

近年,創薬研究やメディシナルケミストリーの領域において“中分子"という考え方が定着している.これは従来広く医薬品として用いられてきた低分子ならびに抗体を中心とするバイオ医薬品の中間サイズの分子量を有する化合物群であり,主としてペプチド・核酸・糖およびこれらの誘導体である.明確な定義はないものの,概ね500-2000程度の分子量の化合物群が“中分子"にカテゴライズされており,これらは化学合成による供給が可能であるために分子構造の精密チューニングや構造の多様化を容易に実施することができる.本研究では特にペプチドおよびそのコンジュゲートに焦点を当てて,ナノ反応場の考え方を採り入れた効率的な液相合成法の確立を目指している.3年目となった平成30年度は,前年度までの研究成果を踏まえて引き続き疎水性低分子を可溶性担体(タグ)として用いる合成法の開発を行った.タグ法では疎水性のベンジルアルコールがペプチド合成の足場として重要な役割を果たしており,タグと結合した形でペプチドを取り扱うことができる.これまでにベンジルアルコールの2,4位に長鎖アルコキシ基を有するタグを中心に様々なペプチドの合成を達成しているものの,ペプチドの物性・溶解性が強く配列に依存してしまい,より汎用性の高いタグが求められてきた.これらの状況を踏まえて,平成30年度にはコラーゲンやエラスチンのような凝集性を有しゲル化能が高いペプチドであっても反応溶媒に高濃度で溶かすことのできる新たなタグの設計・合成を中心として研究を実施した.その結果,これまでのタグの数倍の溶解力を実現するに至っている.特にエラスチンの繰り返し配列をモデルとした実証実験においては,従来のタグと比べてゲル化を抑制した効率的な液相合成が可能であることを確認している.新たなタグに関する置換様式の影響についても探索を行い,実用上有用であるものを選定した.3年目となった平成30年度には,前年度までに必要な設備・備品を一通り導入していることもあり,おおむね順調に研究を進めることができた.研究実績の概要で記載したように,本研究では長鎖アルコキシ置換基を有する疎水性のベンジルアルコールを可溶性担体(タグ)として用いる液相合成法が鍵となっている.配列に強く依存するもののペプチドは一般に極性が高いものの,タグと結合させることでテトラヒドロフランやジクロロメタン,シクロヘキサンなどの低極性溶媒に溶解させることができる.反応終了後はここに高極性溶媒を加えることで,タグに結合したペプチドを選択的に沈殿させることができる.これまでの研究において,長鎖アルコキシ置換の長さや数,置換様式によってタグの機能・性能をチューニングすることができることが見出されている.分子内環化を中心として,各種反応を限られた溶媒中で効率的に実施するためには,タグに結合させたペプチドの有機溶媒への物性や溶解性が極めて重要となる.これらの課題は特にスケールアップにおいて避けては通れないため,様々なペプチドをより高濃度で有機溶媒に溶解させることができる新たなタグの設計・合成が重要となる.このような観点から本年度は溶解力に優れたタグの研究開発に取り組み,凝集性の高いエラスチンペプチドをモデルとして実証実験を行った.その結果,従来のタグと比べて効率的に目的とする配列を合成することに成功している.均一かつ高濃度でペプチドを溶解させることによって,固相法では適用が困難な不均一触媒などの利用も可能となるため,今後は天然型および非天然型のペプチドをより精密に化学合成できるようになることが期待される.また,分子内に複数のジスルフィド結合を有するペプチドをモデルとしてタグ法を環状ペプチド合成にも応用し,電気化学的な手法を用いることで位置選択的な分子内架橋が実現可能であることも見出している.平成30年度までの研究において,液相ペプチド合成に必須となる“タグ"の機能・性能を,アルコキシ置換基の長さや数,置換様式を変えることによって様々にチューニングすることができることが見出された.加えて,アルコキシ置換基の構造によってこれまでのタグよりも高濃度で標的とするペプチドを反応溶媒中に溶かし込むことに成功している.これらの知見を踏まえ,今後はまず環状ペプチドを含む生物活性ペプチドの液相合成に最適なタグの構造を絞り込むとともに,その合成ルートを確立する.得られた新たなタグについては,従来のタグを用いてすでに合成実績のあるペプチドや,コラーゲンやエラスチンの繰り返し配列などの凝集性の高いものをモデルとして,その有用性を検証する.これらと並行して,環状ペプチドの液相合成にも取り組む予定である.ペプチドは配列に依存して“巻きやすさ"が大きく変わってくることが知られているため,既知の配列において“巻きやすい"あるいは“巻きにくい"ことが報告されているペプチドをモデルとして,タグ法における環化反応の効率を検証する.特にC末端とN末端を繋ぎ合わせるhead-to-tail型の環化様式においてはタグをC末端以外の箇所に取り付けなければならないため,どこにどのような結合様式で取り付けるべきか検討する必要がある.研究代表者はこれまでにアミドのN原子上にタグを導入することで効率的なhead-to-tail型の分子内環化が実現できることを報告しており,本研究においてもこのアプローチが効果的であると期待できる.また,head-to-tail型の環状ペプチドに加えて,分子内に複数のジスルフィド結合を有する複雑なマクロサイクル構造を有するペプチドの合成にも取り組む.

ここで,電気化学的な手法を取り入れた新しい保護基を用いることで,複数のジスルフィドの位置選択的な巻き分けが可能になるものと期待している.古くから広く用いられてきた低分子医薬は,化学合成による大量供給が可能である反面,多くの場合副作用の問題が不可避である.一方で,近年研究開発が進められている抗体医薬では極めて選択的な生物活性が実現できるものの,生産コストの高さが問題となる.低分子医薬に抗体医薬を組み合わせる武装抗体の研究も活発に進められているものの,本研究では両者の利点を併せ持つことが期待される中分子サイズのペプチドに着目した.ペプチドは,短ければ短いほど化学合成は容易になる反面,短鎖ペプチドは消化酵素によって迅速に分解されてしまう.短鎖ペプチドでは,活性を有することが期待される配列であっても,コンホメーションが固定されないために機能しないことも多い.ここで短鎖ペプチドであっても,分子内に架橋構造を導入した環状ペプチドでは高い活性を発現するとともに,各種消化酵素への耐性を持つことが近年報告されている.しかしながら環状ペプチドは極めて合成が難しく,生物活性の試験に必要な物質量を得ることは非常に困難であった.そこで本研究では,これまでに研究代表者が研究開発を推進してきた疎水性のベンジルアルコールを可溶性担体として用いる手法について,これを環状ペプチドに特化した形で最適化することを目的とする.中でもペプチドのアミノ酸配列に依存しない分子内環化を実現すべく,側鎖構造を用いずにペプチドN末端とC末端を繋ぎ合わせるhead-to-tail型の環状ペプチドを効率的に合成することに焦点を当てている.1年目となった平成28年度には,得られた成果を国内外の学会で積極的に発表するとともに4報の学術論文としてまとめることができた.1年目となった平成28年度には,ドラフトチャンバーを導入したことを始め紫外可視分光光度計やポテンショ/ガルバノスタットなど本研究に必須となる設備備品の導入を実施した.当該年度に整えた環境によって,2年目以降はさらに効率的に研究が推進できるものと期待できる.また,本研究の鍵となる環状ペプチドに特化した液相合成法を確立すべく,まずは研究代表者がこれまでに研究開発を推進してきた疎水性のベンジルアルコールを可溶性担体として用いる手法について,これを環状ペプチドに適用する手法の検討を行った.特に当該年度には,ペプチドのアミノ酸配列に依存しない分子内環化を実現すべく,側鎖構造を用いずにペプチド結合の窒素原子上に担体を導入し,このような鎖状前駆体をhead-to-tail型で環化させることを意図して研究を実施した.また,ナノ反応場としてはオクタデシルシリル基で被覆した疎水性のシリカゲル粒子を用い,その界面状態を制御することで選択的に分子内環化させることが可能であることを確認した.これは疎水性の高い可溶性担体構造がシリカゲル粒子の界面へと吸着され,局所的な低濃度環境を実現しているものと考えられる.添加するシリカゲルの比表面積当たりのペプチドの吸着量を制御することによって,分子内環化ならびに分子間環化の割合を制御できる可能性も示唆されている.しかしながら現時点ではその選択性のコントロールは充分なものではなく,さらなる効率化は次年度以降の課題である.従来の医薬品のほとんどは,分子量が500程度までの低分子である.低分子医薬では化学合成による大量供給が可能であるという利点があるものの,化合物にコンホメーションという概念が乏しく,作用の選択性には限界があった.
味覚二次神経回路の解析を通じた、脳における選好判断の機構の解明

味覚系は、感覚情報に対する価値判断の機構にアプローチするのに大変優れた系である。なぜなら、味覚刺戟により惹き起こされる誘引行動は、視・嗅覚刺戟によって起こる行動に比べ、学習による変化の度合いが小さく、動物実験を通じてどれだけ好きかを決定する機構に迫りやすいからである。本研究では、豊富な分子遺伝学的手法が利用可能で、単純な神経系を持ちながら様々な味刺戟に対して状況に応じ適切に対応できるキイロショウジョウバエ(以下、ハエ)をモデルとして用いる。ハエでは、口で感じた味情報を脳に送る味覚感覚神経が既に同定されており、さらに、私は甘味刺激に反応する味覚感覚神経に接続する二次神経細胞を同定していたが、それと行動の決定との間にある神経回路を明らかでない。そこで本研究では、味覚二次神経細胞が味刺戟にどのように反応するか、また、味覚行動に際してどのような役割を持っているかを明らかにすることを通じて、味受容と行動決定の間の情報処理機構の解明することを目指した。神経細胞の反応や役割を解析する際には、一部の細胞を遺伝学的に標識する系統を用いる。私は、本研究開始前までに甘味刺激に反応する味覚感覚神経に接続する二次神経細胞を標識する16系統を得ていたが、甘味の味覚二次神経細胞の全てを標識できていることを示唆する結果を得た。また、前記の16系統は味覚二次神経細胞と同時に他の神経細胞も標識していて行動実験に不都合だったので、他の神経細胞を標識しない系統を探索した。神経細胞の反応の解析は蛍光in vivoイメージングにより行うが、この際に必要な同一個体内を用いた長時間に渡るイメージングを達成するための条件の検討を行った。上記の研究で得られた結果を、私が本研究開始前までに得ていた味覚二次神経細胞に関する成果と合わせて、ECRO 2018を始めとする5つの学会で発表した。以下のような結果を得たので、おおむね順調に進展していると判断する。甘味の味覚二次神経細胞の全てを標識できていることを示唆する結果を得た。本研究開始前に、それぞれ異なる一部の神経細胞を遺伝学的に標識する系統の中から、甘味刺激に反応する味覚感覚神経に接続する二次神経細胞を標識する16系統を得ていた。これらの系統で標識される細胞は15タイプに分類され、各タイプは240個の細胞からなる。一方、trans-Tango法と呼ばれる手法を用いて、甘味刺激に反応する味覚感覚神経のポストシナプス側の神経細胞全体を可視化したところ、それらの総数は150個だった。この数は前記の15タイプの細胞数の合計と一致したが、この事実は15タイプが全体を網羅していることを示唆する。味覚行動実験において二次神経細胞のみを遺伝学的に操作できるようにした。上記の16系統は味覚二次神経細胞と同時に他の神経細胞も標識するため、これら系統を用いた行動実験では観察された表現型の原因が二次神経細胞の操作によるのか否か判別できない。そこで、二次神経細胞を標識するが他の細胞は標識しない系統を得る必要がある。本研究開始前までに15タイプの二次神経細胞のうちの1タイプについて4系統の候補を得ていたが、そのうち3系統は確かに該当の二次神経細胞と同じ細胞を標識することを確認した。また、別の1タイプについて26系統の候補を得た。蛍光in vivoイメージングにより味覚二次神経細胞の活動を計測する実験の条件検討を行った。この実験では、糖分や、それに苦みなどの別の味物質が混ざったものなど、複数の刺激に対する反応を比較する。このために、同一個体内を用いて長時間に渡ってイメージングを行うことが必要なので、それを達成するための条件として最適な条件の探索を行った。味覚二次神経細胞のみを標識することが確認された系統を用いて、その神経細胞のみを阻害したときに味覚行動がどのように変化するかを解析することで、その神経細胞が行動の制御にどんな役割を持っているかを明らかにする。神経細胞の阻害のために、この系統を用いてダイナミンの温度依存性優性機能欠失変異体(shibire)を特異的に発現させ、標的神経細胞のシナプス出力を抑制する。味覚行動としては、水と砂糖水とのうちから砂糖水の方を選好する行動や、2種類の匂いのうち片方のみを砂糖水と同時に提示したあとにその匂いの方を好むようになる連合学習を用いる。上記とは別の味覚二次神経細胞のみを標識する可能性のある候補26系統のうち、どれが確かに二次神経細胞のみを標識するかを確認する。その後、上記と同様にして該当の二次神経細胞が味覚行動の制御にどんな役割を持っているかを確認する。味覚情報が二次神経細胞でどのように符号化されているかを解析するため、細胞内カルシウム濃度の蛍光インジケーター蛋白質を味覚二次神経細胞で発現させ、in vivoイメージングの手法を用いて脳内の神経活動を計測する。これにより、様々な濃度や種類の味刺戟に対して標的の神経細胞がどのように活動するかを明らかにし、以て味情報の符号化のロジックを明らかにする。標的の神経細胞は甘味情報を受け取るものであるから、与える刺戟としては糖分や、それに苦みなどの別の味物質が混ざったものを用いる。

なぜなら、味覚刺戟により惹き起こされる誘引行動は、視・嗅覚刺戟によって起こる行動に比べ、学習による変化の度合いが小さく、動物実験を通じてどれだけ好きかを決定する機構に迫りやすいからである。本研究では、豊富な分子遺伝学的手法が利用可能で、単純な神経系を持ちながら様々な味刺戟に対して状況に応じ適切に対応できるキイロショウジョウバエ(以下、ハエ)をモデルとして用いる。ハエでは、口で感じた味情報を脳に送る味覚感覚神経が既に同定されており、さらに、私は甘味刺激に反応する味覚感覚神経に接続する二次神経細胞を同定していたが、それと行動の決定との間にある神経回路を明らかでない。そこで本研究では、味覚二次神経細胞が味刺戟にどのように反応するか、また、味覚行動に際してどのような役割を持っているかを明らかにすることを通じて、味受容と行動決定の間の情報処理機構の解明することを目指した。神経細胞の反応や役割を解析する際には、一部の細胞を遺伝学的に標識する系統を用いる。私は、本研究開始前までに甘味刺激に反応する味覚感覚神経に接続する二次神経細胞を標識する16系統を得ていたが、甘味の味覚二次神経細胞の全てを標識できていることを示唆する結果を得た。また、前記の16系統は味覚二次神経細胞と同時に他の神経細胞も標識していて行動実験に不都合だったので、他の神経細胞を標識しない系統を探索した。神経細胞の反応の解析は蛍光in vivoイメージングにより行うが、この際に必要な同一個体内を用いた長時間に渡るイメージングを達成するための条件の検討を行った。上記の研究で得られた結果を、私が本研究開始前までに得ていた味覚二次神経細胞に関する成果と合わせて、ECRO 2018を始めとする5つの学会で発表した。以下のような結果を得たので、おおむね順調に進展していると判断する。甘味の味覚二次神経細胞の全てを標識できていることを示唆する結果を得た。本研究開始前に、それぞれ異なる一部の神経細胞を遺伝学的に標識する系統の中から、甘味刺激に反応する味覚感覚神経に接続する二次神経細胞を標識する16系統を得ていた。これらの系統で標識される細胞は15タイプに分類され、各タイプは240個の細胞からなる。一方、trans-Tango法と呼ばれる手法を用いて、甘味刺激に反応する味覚感覚神経のポストシナプス側の神経細胞全体を可視化したところ、それらの総数は150個だった。この数は前記の15タイプの細胞数の合計と一致したが、この事実は15タイプが全体を網羅していることを示唆する。味覚行動実験において二次神経細胞のみを遺伝学的に操作できるようにした。上記の16系統は味覚二次神経細胞と同時に他の神経細胞も標識するため、これら系統を用いた行動実験では観察された表現型の原因が二次神経細胞の操作によるのか否か判別できない。そこで、二次神経細胞を標識するが他の細胞は標識しない系統を得る必要がある。本研究開始前までに15タイプの二次神経細胞のうちの1タイプについて4系統の候補を得ていたが、そのうち3系統は確かに該当の二次神経細胞と同じ細胞を標識することを確認した。また、別の1タイプについて26系統の候補を得た。蛍光in vivoイメージングにより味覚二次神経細胞の活動を計測する実験の条件検討を行った。この実験では、糖分や、それに苦みなどの別の味物質が混ざったものなど、複数の刺激に対する反応を比較する。このために、同一個体内を用いて長時間に渡ってイメージングを行うことが必要なので、それを達成するための条件として最適な条件の探索を行った。
冠動脈狭窄検出用音響センサおよび校正装置の開発

本研究では、乱流性血流雑音検出による冠動脈狭窄の早期発見を目的とし、血流雑音検出用音響変換器の研究開発、生体音響変換器用校正装置の研究開発および冠動脈狭窄検出の臨床試験の3項目を実施した。以下、それぞれについて得られた知見をまとめる。1,音響変換器の研究開発:筆者らは先に脳血管異常検出用にPVDFフィルムを用いたタイプおよびエレクトレットを用いた液体伝導型のセンサを開発しているが、冠動脈狭窄の場合、さらに高感度,広いダイナミックレンジ,高いS/Nが要求される。そこで従来のセンサをもとに、数種類の改良型センサを試作し、後述の校正装置および臨床試験にて評価した。その結果、PVDFによる改良型センサが、液体伝導型センサに比べて感度は若干劣るものの、従来問題であった耐外来雑音特性に優れていることが明らかとなった。2,生体音響変換器用校正装置の研究開発:試作センサの実用的な評価のため、カップリングに水を用いた校正装置の試作を試みた。生体表面の機械的特性の近似度に関して今後検討改良の余地はあるが、通常の空気カップリングでは校正が困難である構造の生体音響変換器を含めて評価が可能となった。3,臨床試験:試作した音響変換器により、臨床測定を数例実施した。結果的に冠動脈狭窄血流雑音の検出には至っていないが、従来型に比べはるかにS/Nの良い測定には成功した。冠動脈の場合、乱流雑音に比べて心音、心雑音のレベルが高いことが主な原因である。今後の実用化のためには、特に時間領域、周波数領域においてこれらの信号を分離検出するためのアナログおよびデジタルの信号処理系の研究が必要である。
ユニット型特養の看護職に向けた看取りにおける介護職との連携の教育プログラムの構築

特養での看取りニーズが高まっている現状において、より質の高いケアを提供するためには、看護・介護職の連携が必須となる。そこで本研究では、ユニット型特養の看護職に向けた、看取りにおける介護職との連携のための教育プログラムを構築することを目的とする。ユニット型特養の看護職に介護職との連携の実践を自己評価してもらい、連携の実践の実態から明らかとなった課題に対して、ユニット型特養の看取りに特化した、介護職との連携における看護職に向けた教育プログラムを実施し、その効果を検討する。そのことにより、ユニット型特養での看取りの質の向上につながり、現任教育のみならず看護基礎教育の充実の一助となると考える。
幼児・学童期における立体造形と描画の発達段階の共通性等についての研究

本研究では子どもたちの立体造形と描画発達段階の相違点やそれぞれの特徴等を明らかにするため、兵庫県内の幼稚園、小中学校、大学の園児、児童、生徒、学生、約650人へ調査を行い、それで得られた情報等を分析、考察した。その結果、図式期までは描画も粘土造形は、同じように発達するが、中学年以降はそれぞれの媒体の特徴等により、粘土造形は描画と比べて、表現としての発達が停滞気味となることが明らかになった。又、描画においてモチーフの側面を想像させるなど、活動に特別の状況を設定することが子ども達の造形意欲を強く刺激することが分かった。さらに描画表現が得意な子ども、粘土造形の得意な子ども、モデルを見て描くことで表現が豊かになるケース、かえってそれが表現の妨げになるケース、写実的な表現に長けたタイプや、対象を単純化しイラスト的に表現をするのが得意なタイプなど、同じ学年の子ども達であっても様々な表現傾向やタイプに分かれることが確認出来た。調査結果を元に幼稚園や小学校の活動や授業の中で取り入れることが出来るプログラムを開発し、研究成果と共に冊子としてまとめた(『幼児・学童期における立体造形と描画の発達段階の共通性についての研究』全106ページ)。プログラムは、それぞれの子どもの表現の傾向やタイプに応じ、立体造形と平面造形、それぞれの特質や魅力を体感出来、双方の豊かな表現に繋げることが出来るものを目指し、かつ短時間で行え、身近な素材や道具で出来るものとなるように工夫した。今後これを多くの実践者に元に届けることにより、研究成果の還元を図りたい。27年度前半は立体表現における基底線意識に準じる意識の有無、又描画、立体の基底線意識の関係性について調査するため、描画表現における基底線意識についての複数の先行研究を整理、分析し、その上で追実験を兵庫県内の公立小学校、私立こども園、大学附属幼稚園にて行った。その結果、立体表現においても基底線意識に準じる意識が存在することを明らかにすることが出来、学会誌において論文発表を行った。後半は、立体表現における平面的な表現(レリーフ的表現)の出現要因と描画表現の発達段階との関連性を調べるため、兵庫県内の公立幼稚園(年中、年長)、小学校(全学年)において調査実験を行った。初年度に実施する予定であった基底線意識に関する先行研究の追実験を中心とした調査が行えた。又、分析も進み、基底線意識については新たな見解を示すことが出来た。又、当初は計画していなかった、立体表現における平面的表現(レリーフ的表現)についての調査実験を行うことが出来た。当該年度は描画と立体造形の発達段階についての共通性を明らかにするため、幼稚園児(年中、年長)、小学生(16年生)、大学生を調査対象に同一モチーフ(りんご、ネコ)を想定し、モチーフを見ずに表現した作品の描画と立体造形(粘土)のデータを取り、描画の奥行き意識、奥行き表現、立体造形のクッキー表現(レリーフ状の表現)に着目し、分析と考察を行った。その結果、年齢毎のそれぞれの造形表現の傾向、描画と立体造形の関連性について、ある程度、明らかにすることが出来た。本研究は幼児、学童期における描画と立体造形の発達段階の相違性等を明らかにすることを目標としている。2年間の研究期間において、二つの表現を比較することと共にこれまであまり研究が進んでいいなかった立体造形の発達段階を明らかにする必要があったが、基底線意識や奥行き意識、奥行き表現という視点より調査を進めたところ、立体造形の発達段階は幼児、低学年においては、ほぼ描画表現の発達段階と準じる形で変化していくことが分かった。描画と粘土造形の発達段階についての共通性等を探るため、研究3年目は「人物」をモチーフにし、幼児から中学生を対象にモデルを用いた場合と用いない場合の比較実験を行い、モチーフを見ることが描画及び粘土造形にどのような影響を与えるか、グッドイナフ人物知能検査の要素項目を用いた作品分析によって考察した。その結果、まずモデルの観察で得られた情報は描画にはある程度反映されるが、粘土造形では表現に結びつき難いことが分かった。次にモデルの有無に関わらず、粘土造形では立体を平面的な輪郭意識と基底面で捉える「クレープ表現」や「クッキー表現」等が、特に小2・4に多く見られたほか、描画においては学年が上がるに従って簡略化やキャラクター的表現が増加した。また、自然な造形発達において、平面的な表現から奥行きや面・量などを意識した表現に至るのは困難であることが分かった。調査・研究で得た成果は論文にまとめ学会誌に投稿し、掲載となった。調査対象の年齢を当初の予定より広くとったため、サンプル数が増え、調査分析に時間が掛かり、研究の進捗に少し遅れが出た。

調査結果を元に幼稚園や小学校の活動や授業の中で取り入れることが出来るプログラムを開発し、研究成果と共に冊子としてまとめた(『幼児・学童期における立体造形と描画の発達段階の共通性についての研究』全106ページ)。プログラムは、それぞれの子どもの表現の傾向やタイプに応じ、立体造形と平面造形、それぞれの特質や魅力を体感出来、双方の豊かな表現に繋げることが出来るものを目指し、かつ短時間で行え、身近な素材や道具で出来るものとなるように工夫した。今後これを多くの実践者に元に届けることにより、研究成果の還元を図りたい。28年度は、まず27年度後半に実施した立体表現における平面的表現(レリーフ的表現)についての調査実験の結果を分析し、平面的な表現(レリーフ的表現)の出現要因と描画表現の発達段階との関連性を明らかにする。その上で27年度の前半に行った描画表現における基底線意識についての研究成果と併せ、立体造形の発達段階を示す。29年度には描画表現と立体造形表現の発達段階の関連性を活かし、描画と立体表現の学校教育の現場での効果的な教授方法、実践教育プランを考案したい。描画と立体造形の発達段階について、幼稚園児、小学生、中学生、大学生を調査対象に、人物表現をモチーフに、モチーフを「見て表現する」、「見ないで表現する」の2パターンから作品データ収集を行い、描画と立体造形に発達の関係についてさらに詳しく分析し、その成果等を元に実際の教育現場で両者の特徴と相関性を生かした効果的な造形教育の指導案を作成する。今年度は、3年間の調査・研究を下に、教育現場で実際に活用することが出来る、描画と立体造形を往還した教材を開発し、冊子等にまとめる予定である。当初、想定していた先行研究の追実験の調査実験の方法・内容を変更したため、物品費、旅費、人件費が抑えられた。当該年度は前年度末に行った調査のデータが当初の予定より質量共に多く収集出来たため、当該年度で予定していた追加実験等を行う必要がなくなった。(理由)平成29年度後半に予定していた、3年間の研究成果を活かした教育現場で実際に活用出来る、教材開発をまとめた冊子の発行が、29年度前半に実施した調査・実験の調査対象の学年を広げたため、分析等に手間取り、行うことができなかったため。(使用計画)今年度に昨年実施出来なかった、描画と立体造形の発達段階の共通性等を活かした教育現場で活用出来る教材開発を行い、それをまとめた冊子を作成のため使用する。28年度前半は27年度後半に行った立体表現の平面的表現(レリーフ的表現)についての調査実験を分析した上で、追加実験を、複数の協力学校園にて行う。後半は立体造形の発達段階について詳しく調べるための調査実験を行う予定である。これら2つの調査実験、及びその分析を行うために、調査備品費(40万程度)、実験に用いる粘土や描画材を取り揃えるための物品費(45万円程度)、協力学校園に出向く旅費( 25万程度)、研究補助の学生等に支払う謝金(60万程度)の使用を計画している。29年度は大学の附属幼稚園、小学校、中学の園児、児童、生徒を対象に人物をモチーフとした調査を行う予定である。
ビューヒナ-文学への精神病理学的アプローチ

平成17年度から19年度にかけて発表した研究成果の概要を以下に記すこととする。1.「実証の藪を透かし見る」シリーズ論文の2,3(日本ビューヒナー協会機関誌「子午線」第五号、第六号)は、ビューヒナー研究史上画期的な意味を有する、ビューヒナー研究所(ドイツ、マールブルク)の全集版(『レオーンスとレーナ』、『ヴォイツェク』)の新たなテクスト解読を網羅的に紹介し、テクスト・クリティーク史におけるそれらの意義と問題点、ならびに同研究所が提起するビューヒナーの作品像について詳細に論じた。2.研究書「ゲオルク・ビューヒナー-国際的受容への新たな視角」は、2004年ナッシュビル(アメリカ合衆国)で開かれた国際ビューヒナー・シンポジウムの報告集である。ここに収録された「日本におけるビューヒナー文学の受容」は、歌人岡井隆の歌集『ヴォイツェク海と陸』を取り上げ、日本的美学の独自性を論じた研究報告であり、シンポジウムでも活発な議論の対象となり、おおいに好評を得た。3.ドイツの「ビューヒナー年鑑」に掲載された論文、「『ダントンの死』におけるビユーヒナーのイデオロギ的な位置」は、従来看過されてきたこの作家の理想主義的な側面を実証的に裏付けるものであり、ドイツのビューヒナー研究者からも評価を得ることができた。4.ビューヒナーのドラマを改作したアレクセイ・トルストイの戯曲『ダントンの死』の翻訳は、既訳が読書人の目に触れることがほとんどなくなっているだけに、ロシア文学関係者からも一定の反応が寄せられている。5.著書『言語を文化の饗宴』に収められた「蒼穹を振り仰ぐ阿修羅像-宮沢賢治、そしてゲオルク・ビューヒナー」は、分裂質的性格に固有の絶対への志向性(メシア志向)から、この二人の作家の思想的遍歴を分析したものである。今回の科学研究費補助金の申請時に平成17年度の研究計画として申告したのは、19世紀ドイツ・フランスにおける精神分析学の動向と、精神病理学的な症例研究を調査・研究することだった。それにもとづき夏期休暇を利用してドイツ・マールブルクのゲオルク・ビューヒナー研究所を訪れ、平成18年2月に刊行が予定されていたビューヒナー全集第12巻『ヴォイツェク』の最新版のテクストを精読し、精神病と犯罪責任能力をテーマとしたこの作品に対するマールブルク実証派の見解を参照した。またマールブルク滞在中にフランクフルト大学に出向いて精神分析学、精神病理学関係の資料を収集し、専門研究者と面談を行う機会にも恵まれた。この海外研修の成果は次年度日本ビューヒナー協会の研究誌「子午線」、あるいは日本独学会機関誌「ドイツ文学」に投稿する予定である。次に天才的芸術家と精神「病理」という大きなテーマの一環として、平成17年度前期は宮沢賢治とビューヒナーの比較論的考察に取り組んだ。その成果にあたるのが、共著『言語と文化の饗宴』に収められた拙論「蒼穹を振り仰ぐ阿修羅像-宮沢賢治、そしてゲオルク・ビューヒナー」である。この論文は分裂質的性格に特有の絶対への志向性(メシア志向)から、この両者の思想の変転を分析したものである。平成17年度の他の二点の業績は、いずれも平成15,16年度に科学研究費補助金を支給された研究課題「ビューヒナー文学のテクスト生成研究」にもとづく業績である。そのうちドイツのビューヒナー年間に掲載された論文「『ダントンの死』に見られるゲオルク・ビューヒナーのイデオロギー的な位置」(邦訳)は、ドイツのビューヒナー研究者から一定の反響を得ることができた。

本年度すでに公刊された研究成果は、いずれも日本ビューヒナー協会機関誌「子午線」6号(車成18年度9月出版)に発表された論文一篇、ならびに翻訳一篇に加え、平成19年3月に公刊された国際ビューヒナー・シンポジウムの研究報告書の三点である。後者は本年度のもっとも重要な研究成果として報告することができる。それぞれの内容と研究上の意義について、概要を記しておきたい。1.「実証の藪を透かし見るその2-マールブルク版『ヴォイツェク』をどう読むか」(「子午線」第6号)-ドイツのビューヒナー研究所が昨年度出版したゲオルク・ビューヒナー全集第十二巻『ヴォイツェク』は、過去二十年にわたる実証研究の成果をふまえて新たなテクスト解読を提起した、ビューヒナー研究史上重要な意味を有する全集版である。拙論はこの全集版の新たなテクスト解読部分を網羅し、テクスト・クリティーク史におけるそれらの意義と問題性を詳細に論じた。2.アレクセイ・トルストイの戯曲『ダントンの死-悲劇12場』の翻訳(「子午線」第六号)-ビューヒナーの戯曲『ダントンの死』の改作にあたるトルストイのこの作品は、1929年に杉本良吉による翻訳がマルクス書房から出版されているが、文体が古いばかりか誤植も多く、しかもこれを収めている大学図書館が僅少なため、今日では読者の目に触れることがほとんどなくなっていた。そうした事情を踏まえ、非力を顧みずロシア語の原典に基づいて翻訳を試みた次第である。3.「日本文学と日本のゲルマニスティクにおけるゲオルク・ビューヒナーの影響」(国際ビューヒナー・シンポジウムの報告書<ドイツ語>エーリヒ・シュミット書房)-2004年度ナッシュビル(アメリカ合衆国)の国際ビューヒナー・シンポジウムで発表した報告「日本におけるビューヒナー文学の受容」に加筆、修正を行った原稿である。日本を代表する歌人である岡井隆の『ヴォイツェク海と陸』における日本的美学の特殊性を論じた部分は、国際シンポジウムでも好評を得ることができた。
昆虫における分散型動原体・局在型動原体の比較解析

動原体は、細胞分裂の際、複製された染色体を2つの新しい細胞に正確に分配する重要な役割を持つ。ヒトなど多くの真核生物では、動原体は染色体の一か所に局在しているが、複数の動原体が染色体中に散在する「分散型の動原体」の様式をもつ生物種も存在する。分散型動原体を持つ染色体は、切断された染色体断片が世代を超えて保持されるなど興味深い性質を持つが、局在型動原体に比べ、その仕組みについては不明な点が多い。昆虫では進化の過程で複数回分散型動原体が出現しており、中でも、カイコは遺伝子情報や遺伝子機能解析技術が進んでおり、昆虫の中で局在型動原体の知見が最も蓄積しているキイロショウジョウバエとも比較的近縁なため、分散型動原体の構造及びその進化の解明に適した材料である。局在型動原体の主要な構成タンパク質の中には、カイコゲノムで見つからないものも存在するため、カイコでは新規な動原体タンパク質も期待できる。本年度は、カイコ動原体遺伝子Ndc80と相互作用するタンパク質複合体の解析を目指し、まずエピトープタグ融合型Ndc80を恒常的に発現する培養細胞株の樹立に必要な抗生物質を探索した。ピューロマイシンが効果的に細胞を死滅させたため、ピューロマイシン耐性遺伝子を使ってベクターの作製に着手した。さらに、EGFPとNdc80の間に45アミノ酸のスペーサーを入れると、中期の染色体への局在がより明瞭になることが分かった。EGFPを発現するRNAi簡易培養細胞株BmN4-SID1で使用可能な蛍光タンパク質を探索したところ、赤色蛍光タンパク質の中でmcherryが利用可能であることを見出した。また、生体内でのNdc80の挙動を観察するため、mcherry- Ndc80遺伝子を導入した遺伝子組換えカイコを作出し、最初の1系統が年度末に得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。動原体は、細胞分裂の際、複製された染色体を2つの新しい細胞に正確に分配するために重要である。ヒトなど多くの真核生物では、動原体は染色体の一か所に局在しているが、カイコなど鱗翅目昆虫では、複数の動原体が染色体中に散在して存在する「分散型の動原体」の様式となっている。分散型動原体を持つ染色体は、放射線等により切断されても、世代を超えてその断片が保持可能になるなど興味深い性質を持つが、局在型動原体に比べ、その仕組みについては不明な点が多い。本研究課題では、分散型動原体を持つカイコと、局在型動原体を持つキイロショウジョウバエの動原体の比較解析により、分散型動原体の構造及びその進化の解明を目指す。最初に、分散型動原体を持つ昆虫の培養細胞として、カイコ由来の培養細胞BmN4と、ヨトウガ由来で細胞分裂速度がより速い培養細胞Sf9を入手し、安定的な培養システムを確立した。これらの細胞で、分散型動原体の解析を行うため、(1)カイコで判明している数少ない動原体遺伝子のうちNdc80遺伝子をサブクローニングし、EGFP融合型遺伝子を作製し、BmN4細胞とSf9細胞で発現を確認することに成功した。これによりNdc80タンパク質と相互作用する、動原体タンパク質を精製するための道筋が開けた。さらに、(2)Cdc27遺伝子をRNAi法で抑制できると、細胞分裂を中期で停止させることができ、動原体遺伝子の局在の観察に便利であるため、カイコCdc27をサブクローニングするとともに、ヨトウガからもCdc27のクローニングすることに成功した。局在型動原体を持つ昆虫の代表としては、ショウジョウバエの培養細胞を用いて解析する計画であるため、ショウジョウバエの動原体遺伝子Mis12とNdc80のプラスミドを入手した。今年度の成果、入手した材料を基にショウジョウバエ(局在型動原体)とカイコ・ヨトウガ(分散型動原体)における動原体遺伝子の挙動について解析していく予定である。本年度は、BmN4のRNAi簡易化培養細胞株BmN4SID1を入手し、cdc27のRNAiを行って細胞分裂中期の細胞が多く観察できる条件を絞り込むことができた。

また、抗αチューブリン抗体の免疫染色により微小管を可視化する実験系の立ち上げを行い、細胞分裂中期の細胞で、スピンドル微小管が染色体に伸びている様子を観察することが出来た。EGFP-Ndc80遺伝子についても、生細胞で分裂中期の染色体に沿って局在を観察することが出来た。今後、EGFPの抗体染色を行うことにより、Ndc80,染色体、スピンドル微小管の局在を同時に観察していく予定である。また、ヨトウガ(Spodopterafrugiperda)培養細胞Sf9から、Ndc80遺伝子の全長クローニングを行った。カイコとの相同性はアミノ酸で67%であった。Sf9細胞の方が、Bmn4細胞より圧倒的にトランスフェクション効率が良いため、今後、Sf9細胞も用いて局在解析をしていく予定である。また、確実に染色体に外来遺伝子を導入する方法として、遺伝子組換えカイコ作出に使用しているpiggyBacトランスポゼースによる遺伝子導入システムを利用することが考えられた。このシステムの改善は、遺伝子の局在解析にも大いに役立つと考えられるので、次年度に注力していきたい。動原体は、細胞分裂の際、複製された染色体を2つの新しい細胞に正確に分配する重要な役割を持つ。ヒトなど多くの真核生物では、動原体は染色体の一か所に局在しているが、複数の動原体が染色体中に散在する「分散型の動原体」の様式をもつ生物種も存在する。分散型動原体を持つ染色体は、切断された染色体断片が世代を超えて保持されるなど興味深い性質を持つが、局在型動原体に比べ、その仕組みについては不明な点が多い。昆虫では進化の過程で複数回分散型動原体が出現しており、中でも、カイコは遺伝子情報や遺伝子機能解析技術が進んでおり、昆虫の中で局在型動原体の知見が最も蓄積しているキイロショウジョウバエとも比較的近縁なため、分散型動原体の構造及びその進化の解明に適した材料である。局在型動原体の主要な構成タンパク質の中には、カイコゲノムで見つからないものも存在するため、カイコでは新規な動原体タンパク質も期待できる。本年度は、カイコ動原体遺伝子Ndc80と相互作用するタンパク質複合体の解析を目指し、まずエピトープタグ融合型Ndc80を恒常的に発現する培養細胞株の樹立に必要な抗生物質を探索した。ピューロマイシンが効果的に細胞を死滅させたため、ピューロマイシン耐性遺伝子を使ってベクターの作製に着手した。さらに、EGFPとNdc80の間に45アミノ酸のスペーサーを入れると、中期の染色体への局在がより明瞭になることが分かった。EGFPを発現するRNAi簡易培養細胞株BmN4-SID1で使用可能な蛍光タンパク質を探索したところ、赤色蛍光タンパク質の中でmcherryが利用可能であることを見出した。また、生体内でのNdc80の挙動を観察するため、mcherry- Ndc80遺伝子を導入した遺伝子組換えカイコを作出し、最初の1系統が年度末に得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通りカイコNdc80の局在解析を行えた。試薬入手に時間がかかったため、また、出産・育児のため4か月中断があったため、いくつかの実験の実施については次年度以降になるが、細胞周期を止めるRNAi実験に役立つカイコとヨトウガのCdc27遺伝子のクローニングを追加で行った。カイコのNdc80の局在解析、微小管の染色、ヨトウガNdc80のクローニングなど着実に研究を進めることが出来た。