hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線虫の出力系回路における神経活動の可視化と解析

ロコモーションは哺乳動物から無脊椎動物まで広く認められる周期的な運動であるが、神経回路がどのように運動パターンを生成し制御するのかについてはよくわかっていない。本研究は、我々の研究グループで新たに開発した改良型G-CaMPを線虫に応用し、運動中の個体における回路活動の定量的評価システムを確立するとともに、そのシステムを用いて出力系回路のイメージング解析を行い運動制御機構を明らかにすることを目的とした。本年度の研究実施計画に基づいて実験を行い、以下の研究結果を得た。1我々が新たに開発した蛍光Ca2+センサーG-CaMP6およびG-CaMP7を線虫に応用し、細胞活動を高感度で再現性良く測定できる遺伝子改変動物を樹立した。G-CaMP6を線虫の後退運動で活性化するアセチルコリン作動性運動ニューロンに発現させたところ、従来のG-CaMPと比較して後退運動時に約2倍の蛍光強度変化を示し、in vivoで性能の向上が認められた2線虫の体の一部をパターン認識により自動追尾し、運動中の神経活動のリアルタイムレシオ蛍光画像と透過像を同時に撮像できるイメージングシステムを開発した(東北大・橋本浩一先生との共同研究)。3周期性運動におけるGABAの役割を明らかにするため、野生型およびGABA欠損変異体の前進運動および後退運動時の筋のCa2+動態を解析した。野生型では、前進・後退運動で筋細胞間を規則的に伝播するCa2+波が観察されたが、GABA欠損変異体では、後退時にCa2+波の伝播に異常が認められた。4運動ニューロンの発火パターンと筋細胞の出力パターンの機能的連関を明らかにするために、チャネルロドプシンを用いて運動ニューロンを光刺激した際の筋の応答をCa2+イメージングにより解析する系を確立した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、線虫C.elegansを対象として自由運動下の多ニューロン活動のイメージング解析を行い、自発的リズム運動の機能的神経回路を明らかにするとともに、光刺激を用いた神経活動誘発と遺伝学的アプローチによってリズム運動の制御機構を明ちかにすることを目的としている。研究実施計画に基づき、本年度は以下の研究を行なった。(1)自由運動下でのニューロン活動の客観的・定量的評価法を確立するため、東北大・ホークビジョン(株)との共同研究で自動追尾システムと高速共焦点レーザー・顕微鏡とを組み合わせたfree-moving 4Dイメージングシステムの開発を行なった。このシステムにより、動物の行動を追尾しながら運動中のニューロン活動を高倍率で再現性良く画像化し解析することが可能となった。(2)行動のアウトプットは運動神経による筋の制御である。体全体の蛇行運動を行なう胴体の運動ニューロンはアセチルコリン作働性とGABA作働性に分類される。動きによるmotion artifactを抑えるために、(1)のシステムを用いて、赤色蛍光蛋白質とG-CaMPのRatioイメージング解析を行った。野生型およびGABA欠損変異体の前進運動、後退運動中の出力系(GABA運動ニューロン-筋)の活動をリアルタイムで可視化し、運動方向によってGABA運動ニューロンの働きが異なることを見い出した。自由運動下でのニューロン活動の客観的・定量的評価法を確立し、前進運動、後退運動における出力系回路のイメージング解析が行なわれており、当初計画通り、おおむね順調に進展している。開発したfree-moving 4Dイメージングシステムを用いて、コリン作動性運動ニューロンおよび運動ニューロンへの司令を行なう介在ニューロンの活動を解析するとともに、光刺激を用いた神経活動誘発によって運動出力系の回路機能を明らかにする。
流体力学的不変量による3次元多様体とその上の力学系の研究

3次元多様体上の体積を保存するベクトル場全体のなす、無限次元Lie環の交換子イデアル上に定義される、非退化で対象な絡み2次形式を通して、3次元多様体、及びその上の力学系や幾何構造を調べることがこの研究の目的である。至る所正な(負な)自己絡みを与える。正の(負の)接触構造、又は、至る所自己絡みが自明となる表層構造が、この絡み2次形式に対する特徴的な構造であるが、元来これらは非可積分構造VS可積分構造という相反する構造であり、同時に研究されることは殆どなかった。本年度の研究に於いては、これらの構造の各々、1つの大さなLie環の元として捉え、それを絡み2次形式により制御して、以下の様な結果を得た。1)Anosov流(Anosov葉層)という可積分構造から、双接触構造と呼ばれる特徴的な非可積分構造が得られる。2)1)を一般化(射影的Anosov流の概念の導入)の後に、逆成立。3)体積保存Anosov流とそれらより得られる双接触構造は、更に4次元多様体上のsymplectic構造を定め、複素幾何の"正則凸性"のsymplecticアナログの凸性を満たす。4)一方この4次元symplecticと多様体は、複素stein多様体の構造を持ち得ず、複素幾何とsymplecticと幾何に於ける凸性の概念の相異を示す例を与えている。今後の研究の、新しい1つの方向としては、以上の様な構造の変形と共に多様体自信の不変量を調べることが考えられ、その為の準備として、高倉樹氏(福岡大・理)をはじめとする幾人かの方々に専門的知識の供与を仰いだ。
変異型単純ヘルペスウイルスによる脳腫瘍の実験的治療

近年、遺伝子工学を応用し、人工的に遺伝子を操作した変異型ウイルスを作製することにより多くの病原ウイルスの生物学的特性が解析されている。遺伝子を操作した変異型単純へルペスウイルスの中には、神経毒性に関与する遺伝子が欠失したウイルスや、DNA合成に関与する酵素が欠失したウイルスがある。後者の変異型ウイルスは、絶えず増殖する細胞では宿主細胞由来の酵素を代用し増殖するが、増殖しない細胞においてはウイルスの増殖が阻害されるという特性を持つ。我々は変異型単純ヘルペスウイルスを悪性脳腫瘍の治療へ応用することを目的とした。すなわち既に増殖分裂を終えた神経細胞によって構成される中枢神経系において脳腫瘍は絶えず増殖を繰り返している細胞集団であり、この変異型ウイルスを局所的に投与することにより、脳腫瘍細胞のみを特異的かつ選択的に破壊できる可能性があると考えた。研究を遂行するにあたり、神経毒性に関与する遺伝子ICP34.5及びリボヌクレオチド還元酵素遺伝子の両方を欠失する変異型ヘルペスウイルスを作製しG207と命名した。平成7年度は、この変異型ウイルスの脳腫瘍細胞に対する治療効果を判定した。すなわち、in vitroにおいて、このウイルスが脳腫瘍細胞株に対し殺細胞効果を持つことを確認し、平成6年度に購入した実験動物用定位的脳内注入装置を用いて、ヌードマウスに脳腫瘍モデルを作製しこの変異型ウイルスの抗腫瘍効果を判定した。また同時に、このウイルスの正常神経細胞への影響を解析するために、通常の近交系マウス脳内に大量注入し、50%致死量の判定を行ったところ、この変異型単純ヘルペスウイルスは、野生型に比較し、顕著に神経毒性が減少していることが判明した。変異型単純ヘルペスウイルス1型を、悪性脳腫瘍の治療へ応用することを目的とし、本年度においては、次のような研究実績を得た。まず、リボヌクレオチド還元酵素が欠失したウイルスhrR3を精製し、この変異型単純ヘルペスウイルスが、神経膠芽腫細胞株U-87MG)をin vitroの系で破壊し、またヌードマウスを用いた同細胞株皮下腫瘍モデルにおいても、このウイルスが有意に腫瘍の増大を抑制することを確認した。またこのウイルスには、Escherichia Coli由来のlacZ遺伝子が挿入されており、腫瘍細胞内でのウイルスの増殖をX-gal染色で確認している。更にこの変異型ウイルスは抗ヘルペス剤であるganciclovirに超過敏性を示すことから、生体内での増殖はよりcontrolされ易いと考えられ、より臨床応用に近い変異型単純ヘルペスウイルスであると考えられた。この一連の研究成果は峯田が共同研究者と共にCancer Researchに発表している。また、研究計画書に記した如く、神経毒性に関与する遺伝子(ICP34.5)及びリボヌクレオチド還元酵素両方の遺伝子が欠失したdouble mutant型の単純ヘルペスウイルス1型を新たに作製し、G207と命名した。現在この変異型ウイルスが、in vitroにおいて神経膠芽腫細胞株を破壊することを確認しており、in vivoにおいても悪性神経膠腫を破壊可能であるか、またその臨床応用の可能性に向けて、精力的に解析中である。遺伝子を操作した変異型単純ヘルペスウイルスの中には、神経毒性に関与する遺伝子が欠失したウイルスや、DNA合成に関与する酵素が欠失したウイルスがある。後者の変異型ウイルスは、絶えず増殖する細胞では宿主細胞由来の酵素を代用し増殖するが、正常の中枢神経細胞においては増殖が阻害されるという特性を持つ。我々は変異型単純ヘルペスウイルス悪性脳腫瘍の治療へ応用することを目的とし、本年度においては、次のような研究実績を得た。研究計画書に記したごとく、神経毒性に関与する遺伝子ICP34.5及びリボヌクレオチド還元酵素遺伝子の両方を欠失する変異型ヘルペスウイルスを作製しG207と命名した。

この変異型ウイルスの脳腫瘍細胞に対する治療効果を判定した。すなわち、in vitroにおいて、このウイルスが脳腫瘍細胞株に対し殺細胞効果を持つことを確認した。次に、平成6年度に購入した実験動物用定位的脳内注入装置を用いて、ヌードマウスに脳腫瘍モデルを作製し、この変異型ウイルスの抗腫瘍効果を判定した。また同時に、このウイルスの正常神経細胞への影響を解析するために、通常の近交系マウス脳内に大量注入し、50%致死量の判定を行ったところ、この変異型単純ヘルペスウイルスは、野生型に比較し、顕著に神経毒性が減少していることが判明した。
ヒト細胞の老化、不死化、癌化

我々は先に、高Caによるヒト表皮角化細胞の増殖抑制が、S100C/A11のリン酸化、核移行、Sp1の活性化によるp21(WAF1/CIP1)の誘導という新しい信号伝達経路を介することを報告した(JCB,163:825-835,2003)。本研究では、ヒト表皮角化細胞に対するもう一つの代表的な増殖制御因子であるTGFβの作用機序を検討した。ヒト正常表皮角化細胞(NHK)をTGFβで処理すると、高Caに曝露した際と同様に、S100C/A11は10Thrがリン酸化され、nucleolinに結合して核に移行し、核内でSp1を介してp21(WAF1/CIP1)を誘導した。S100C/A11をリン酸化する酵素を探るため、皮膚で発現しているprotein kinase C(PKC)のα,δ,ε,η,ζ分子種を強制発現させたところ、PKCαのみがS100C/A11の10Thrをリン酸化した。TGFβ処理により、PKCαは活性化された。また、PKCαのドミナントネガティブ体を導入すると、TGFβによるS100C/A11のリン酸化が阻害され、増殖抑制も解除された。以上の結果は、細胞内でS100C/A11の10Thrをリン酸化するのはPKCαであることを示している。TGFβの信号伝達にSmad s系が働いていることはよく知られている。siRNAを用いてSmad3をdown-regulateすると、TGFβに依る増殖抑制が解除された。抗S100C/A11抗体を用いて、S100C/A11の機能をブロックしても同様であった。即ち、TGFβによる増殖制御はS100C/A11系とSmad s系の両方が機能して初めて起こることが確認された。なお、この条件下でSp1はSmad3と結合し、p21(WAF1/CIP1)プロモーターに作用する。以上、我々はS100C/A11がNHKの増殖抑制に中心的な役割を果たすことを明らかにした。昨年度、我々は、ヒト線維芽削包の細胞老化に関わるタンパク質を検索し、カルシウム結合タンパク質S100ファミリーに属するS100OCが、細胞老化による増殖停止および密度依存性増殖抑制に際して、核に移行することを報告した。本年度は、S100Cによる増殖制御が他の組織においても作用しているかどうかを生体内および培養系で検討し、さらにその作用機構を詳細に解析した。まずヒトの各組織でのS100C発現を調べたところ、皮膚特に表皮ケラチノサイトで高発現していることが明らかになった。興味深いことにS100Cの皮膚組織切片における局在は、分裂の盛んな基底層では細胞質、分裂が停止し分化に向かう棘細胞や顆粒細胞層では核に顕著であった。このことは、核内S100Cが生体内において表皮ケラチノサイトの増殖抑制およびそれに続く分化の過程に関与する可能性を示唆している。培養ヒト正常ケラチノサイトを高Ca刺激すると増殖が停止して分化機能を発現する。この時、S100Cはリン酸化されて核内に移行した。細胞内S100Cタンパク質を精製して解析したところ、10Thrと94SerがCa依存性にリン酸化されていた。さらに94Serのリン酸化はS100Cのアクチンファイバーからの遊離を促進し、10Thrのリン酸化が核移行に重要であった。核移行シグナルを持たないS100Cが核に移行するのはnucleolinと結合するためであること、その結合はS100Cの10Thrのリン酸化によって増強することも明らかになった。では、核内に入ったS100Cはどのように増殖抑制にはたらくのであろうか?Nucleolinに結合する転写因子を抗体メンブレンを用いて探索した結果、Sp1が候補的結合因子として同定された。Sp1はp21/WAF1の最も有名なpromoter activatorである。このことより、我々は、次のような仮説を立てた。それは、「Sp1は通常核内でnucleolinと結合して不活性状態にあるが、S100Cがnucleolinに結合するとSp1はフリーの状態になり活性化する。」というものである。この仮説を基に研究を進めた結果、無刺激状態の細胞ではSp1は自身のDNA結合domainを介してnucleolinと結合しており、この状態で確かにSp1のp21 promoter活性が抑制されていた(Sp1がp21 promoterに結合できない)。一方、細胞を高Caで刺激した場合、リン酸化S100CがSp1と競合的にnucleolinと結合することにより、Sp1のnucleolinからの遊離が起こり、p21 promoterのfree Sp1による活性化が生じた。以上の結果より、細胞質S100Cはリン酸化によってnucleolinと結合し核内に移行すること、そして、核内に入ったS100Cはnucleolinに対してSp1と競合的に働くことでp21のpromoter活性を制御し、p21依存性の増殖抑制を引き起こすことが明らかとなった。

ヒト正常表皮角化細胞(NHK)をTGFβで処理すると、高Caに曝露した際と同様に、S100C/A11は10Thrがリン酸化され、nucleolinに結合して核に移行し、核内でSp1を介してp21(WAF1/CIP1)を誘導した。S100C/A11をリン酸化する酵素を探るため、皮膚で発現しているprotein kinase C(PKC)のα,δ,ε,η,ζ分子種を強制発現させたところ、PKCαのみがS100C/A11の10Thrをリン酸化した。TGFβ処理により、PKCαは活性化された。また、PKCαのドミナントネガティブ体を導入すると、TGFβによるS100C/A11のリン酸化が阻害され、増殖抑制も解除された。以上の結果は、細胞内でS100C/A11の10Thrをリン酸化するのはPKCαであることを示している。TGFβの信号伝達にSmad s系が働いていることはよく知られている。siRNAを用いてSmad3をdown-regulateすると、TGFβに依る増殖抑制が解除された。抗S100C/A11抗体を用いて、S100C/A11の機能をブロックしても同様であった。即ち、TGFβによる増殖制御はS100C/A11系とSmad s系の両方が機能して初めて起こることが確認された。なお、この条件下でSp1はSmad3と結合し、p21(WAF1/CIP1)プロモーターに作用する。以上、我々はS100C/A11がNHKの増殖抑制に中心的な役割を果たすことを明らかにした。
Hermansky-Pudlak症候群の変異解析とその原因遺伝子産物の機能解析

6症例の臨床的にHermansky-Pudlak症候群と診断された患者さんについて、HPS1遺伝子の検索を行った。症例1(大阪府立母子保健センター小児科症例)2歳女。全身性白皮症あり。出生時に肺出血がある。皮下出血をおこしやすい。チロシナーゼ、P遺伝子ともに異常なし。エクソン11のホットスポットに1Cの欠失があり、フレームシフト変異がヘテロで認められた。症例2(神戸大学皮膚科症例)18歳男。白皮症と出血傾向、腎障害あり。IVS5+5G>Aのスプライス変異と962-963insGのフレームシフト変異のcompaund herterozygotesであった。培養したメラノサイトは大きなメラノゾームを持っており、このHPS遺伝子異常によって、メラノゾーム形成異常が起こることが示唆された。他に、T99T(297C>T),L212L(636C>T),IVS14+7G>C,IVS14+8G>T,P491R(1472C>G)のnon-pathological polymorphismsがいずれもヘテロで認められた。症例3(福岡徳州会病院)49歳女。白皮症と肺線維症があり。変異解析で、IVS5+5G>Aのスプライス変異がホモ接合体であった。症例4(慶応大学皮膚科症例)。35歳男の白皮症を伴った、腎障害合併例。IVS1-9C>Tのホモ接合体であったが、これがスプライス変異を起こすかどうかについて、まず正常50例の日本人でこの変異解析を行い、1例にホモの異常を認めたため、non-pathological polymorphismと判明した。症例5(石切生喜病院呼吸器科症例)。白皮症と肺線維症あり。全エクソンの検索で異常を認めず。症例6(東京女子医大皮膚科症例)。肺線維症と白皮症あり。これらのうち変異が確定しなかった症例1、4、5については最近新しくクローニングされた、HPS遺伝子の変異検索について、コロラド大学医学部スプリッツ教授と共同研究を行っているところである。全身性白皮症あり。4症例のHermanskyPudlak syndrome(HPS)の患者さんについて、HPS1遺伝子の変異解析を行うことが出来た。症例1(大阪府立母子センター小児科より紹介):全身性白皮症の2歳の患者、出生児に肺出血。現在も皮下出血を起こしやすい。エクソン11の変異のホットスポットにおいて1Cのdeletionがあり、フレームシフト変異をヘテロで持っていた。さらにnon-pathological polymorphismとしてK452KとK454Kの多型をいずれもヘテロで持っていた。症例2(神戸大学皮膚科より紹介):18歳男。全身性白皮症と出血傾向あり。変異解析によりIVS5+5G>A(父親由来)と962-963insG(母親由来)の複合ヘテロ接合体であった。他にnon-pathological polymorphismとして-51C>A,T99T(297C>T),L212L(636C>T),IVS14+7G>C,IVS14+8G>

T,P491R(1472C>G)の多型をいずれもへテロでみられた(投稿中)。症例3(福岡徳州会病院内科より紹介):49歳女。全身性白皮症と肺線維症。変異解析によりIVS5,+5G>Aのスプライス変異のホモ接合体であることが確認された。症例4(慶応大学皮膚科より紹介):35歳男の臨床的には典型例。IVS1-9,C>Tのホモの変異を認めるも、50例の正常日本人でのこの変異の検索により、1例のホモ変異を認め、non-pathological polmorphismであることが判明し、この患者はHPS1遺伝子以外のHPS遺伝子の異常が原因ではないかと疑われた。6症例の臨床的にHermansky-Pudlak症候群と診断された患者さんについて、HPS1遺伝子の検索を行った。症例1(大阪府立母子保健センター小児利症例)2歳女。全身性白皮症あり。出生時に肺出血がある。皮下出血をおこしやすい。チロシナーゼ、P遺伝子ともに異常なし。エクソン11のホットスポットに1Cの欠失があり、フレームシフト変異がヘテロで認められた。症例2(神戸大学皮膚科症例)18歳男。白皮症と出血傾向、腎障害あり。IVS5+5G>Aのスプライス変異と962-963insGのフレームシフト変異の∞mpaund herterozygotesであった。培養したメラノサイトは大きなメラノゾームを持っており、このHPS遺伝子異常によって、メラノゾーム形成異常が起こることが示唆された。他に、T99T(297C>T)L212L(636C>T),IVS14+7G>C,IVS14+8G>T,P491R(1472C>G)のnon-pathological polymorphismsがいずれもヘテロで認められた。症例3(福岡徳州会病院)49歳女。白皮症と肺線維症があり。変異解析で、IVS5+5G>Aのスプライス変異がホモ接合体であった。症例4(慶応大学皮膚科症例)。35歳男の白皮症を伴った、腎障害合併例。IVS1-9C>Tのホモ接合体であったが、これがスプライス変異を起こすかどうかについて、まず正常50例の日本人でこの変異解析を行い、1例にホモの異常を認めたため、non-pathological polymorphismと判明した。症例5(石切生喜病院呼吸器科症例)。白皮症と肺線維症あり。全エクソンの検索で異常を認めず。症例6(東京女子医大皮膚科症例)。肺線維症と白皮症あり。これらのうち変異が確定しなかった症例1、4、5については最近新しくクローニングされた、HPS遺伝子の変異検索について、コロラド大学医学部スプリッツ教授と共同研究を行っているところである。
中部山岳域における希少昆虫種保全のための定量的モニタリング手法の開発

本研究の目的は,長野県の中部山岳域に生息する希少昆虫種の保護とその生息環境を保全するため,県内のアルプス山岳域において昆虫生態系の調査を行い,長期的視野に立った統計的解析が可能な定量的モニタリング手法を開発すること,および生物多様性の保全と登山・観光などの山岳資源の持続的利用のために,山岳域や中山間地域の里山での昆虫群集構造をもとにした環境評価の手法を開発することにある.このような目的をふまえ,平成1516年度にわたって南アルプスの高山・亜高山帯および伊那谷の中山間地域において,鱗翅目のチョウ類を対象に,ルートセンサス,定点調査などの手法を用い定量調査を行った.また源流域での水生昆虫のなかから長野県の絶滅危惧種に指定されたオオナガレトビケラを取りあげ重点的に調査を行った.仙丈ケ岳の亜高山帯で6科16種203個体(13.72),高山帯で3科11種246個体(9.18),三峰川の林道で合計8科36種570個体(1kmあたり26.03個体),源流部で7科29種336個体(8.24)などのチョウ類を確認し,標高と上位優占種の割合やチョウ類群集の多様性との相関関係が把握できた.また高山植物の開花指数とチョウ類の確認個体数/kmや確認種数との間に有意な正の相関が認められた.これらのデータをもとに希少種に対するモニタリング手法としてルートセンサスや定点観測の有効性を検討した.調査手法の検討では,これら定量的調査から得られたデータをもとに長期的な昆虫生態系モニタリングのための調査ポイントおよび調査手法の検討を行い山岳域での希少種を定量的にモニタリングする手法を提言した.さらにGISを用いたモニタリング手法の可能性を検討した.さらに平成16年度には希少種の個体群レベルでの遺伝的多様性を解明することは,保全のためのモニタリングを効率よく的確におこなう上で重要であるため高山チョウ個体群の遺伝的多様性の調査を試みた.本研究の目的は,長野県の中部山岳域に生息する希少昆虫種の保護とその生息環境を保全するため,県内のアルプス山岳域において昆虫生態系の調査を行い,長期的視野に立った統計的解析が可能な定量的モニタリング手法を開発すること,および生物多様性の保全と登山・観光などの山岳資源の持続的利用のために,山岳域や中山間地域の里山での昆虫群集構造をもとにした環境評価の手法を開発することにある.このような目的をふまえ,平成1516年度にわたって南アルプスの高山・亜高山帯および伊那谷の中山間地域において,鱗翅目のチョウ類を対象に,ルートセンサス,定点調査などの手法を用い定量調査を行った.また源流域での水生昆虫のなかから長野県の絶滅危惧種に指定されたオオナガレトビケラを取りあげ重点的に調査を行った.仙丈ケ岳の亜高山帯で6科16種203個体(13.72),高山帯で3科11種246個体(9.18),三峰川の林道で合計8科36種570個体(1kmあたり26.03個体),源流部で7科29種336個体(8.24)などのチョウ類を確認し,標高と上位優占種の割合やチョウ類群集の多様性との相関関係が把握できた.また高山植物の開花指数とチョウ類の確認個体数/kmや確認種数との間に有意な正の相関が認められた.これらのデータをもとに希少種に対するモニタリング手法としてルートセンサスや定点観測の有効性を検討した.調査手法の検討では,これら定量的調査から得られたデータをもとに長期的な昆虫生態系モニタリングのための調査ポイントおよび調査手法の検討を行い山岳域での希少種を定量的にモニタリングする手法を提言した.さらにGISを用いたモニタリング手法の可能性を検討した.さらに平成16年度には希少種の個体群レベルでの遺伝的多様性を解明することは,保全のためのモニタリングを効率よく的確におこなう上で重要であるため高山チョウ個体群の遺伝的多様性の調査を試みた.本研究課題に関する調査は,既にチョウ類に関しては2002年に北岳(山梨県南アルプス市)で実施,2003年には仙丈ケ岳(長野県上伊那郡長谷村)において,チョウ類群集について登山道上のルートを歩いて調査するトランセクト調査と同一地点で終日チョウ類の日周活動と温度・照度・風速の変動を観測する定点調査を行った.また天竜川支流三峰川源流部亜高山帯(長谷村)でもトランセクト調査を実施した.さらに北アルプス乗鞍岳においてもショウジョウバエを中心に昆虫相の調査を行った。トランセクト調査の結果,三峰川の林道で合計8科36種570個体(1kmあたり26.03個体),源流部で7科29種336個体(8.24),北岳の山地帯で5科18種75個体(4.05),亜高山帯で6科15種164個体(18.43),高山帯で6科14種96個体(5.55),仙丈ケ岳の亜高山帯で6科16種203個体(13.72),高山帯で3科11種246個体(9.18)のチョウ類を確認した.標高が上がるにつれて種数が減少し上位優占種の占める割合が高まり,チョウ類群集の多様性が低くなる傾向がうかがえた.高山植物の開花指数とチョウ類の確認個体数/kmや確認種数との間に有意な正の相関が認められた.定点観測では,5地点の観測地でベニヒカゲなどの希少種の飛翔活動と照度との間に有意な正の相関が認められた.

また高山帯と亜高山帯の定点観測の結果,午前10時過ぎには雲やガスが発生し,午後になると日射がほとんど遮られ,チョウ類の活動が急激に抑えられることが判明した.これらのデータをもとに,環境省版および長野県版レッドリスト種とそれ以外の種との比較を行い,希少種に対するモニタリング手法の有効性を検討した.長野県を中心とする中部山岳域に生息する希少昆虫種の保護とその生息環境の保全を目的として,チョウ類群集を中心に昆虫生態系の調査,定量的モニタリング手法の開発,昆虫群集の構造をもとにした中部山岳域の環境評価手法の開発の各項目について調査を行った.具体的には今年度は,チョウ類群集を中心とした希少種昆虫相の定量調査とトランセクト調査,GISを用いた生息環境評価手法の検討,中部山岳域において長野県版レッドリスト種に挙げられた希少チョウ類の定量的モニタリング手法の開発および高山チョウ個体群のDNA解析による遺伝的多様性の調査を実施した.希少チョウ類種の定量調査は,ミヤマシジミとヒメシジミについては中央アルプスの3カ所の中山間地域(森林地域,里地里山地域,河川地域)で2004年の1年間で計76回の定量的な定点調査を行いミヤマシジミは年3回発生で延べ678個体,ヒメシジミは年1回発生で159個体を確認し,その季節変動と食草分布との関連を明らかにした.この3調査地でのトランセクト調査では,それぞれ約25回の調査で里地・里山的環境で8科62種4799個体,森林環境で8科59種4224個体,河川環境で6科28種4249個体で典型的な長野県の中山間地域のチョウ類相であった.安曇野で行った絶滅危惧種のオオルリシジミの予備調査を元に,自然個体群が発生地で維持できるような保全管理手法と幼虫・蛹のモニタリング手法の策定を行った.今年度新規に行った遺伝的多様性の研究については,希少種の個体群レベルでの遺伝的多様性を解明することは,保全のためのモニタリングを効率よく的確におこなう上で重要であるため,希少種である高山チョウについてミトコンドリアおよび核ゲノム遺伝子の特定領域の塩基配列を比較した.ベニヒカゲなど遺伝的多様性が高い種とミヤマシロチョウなど多様性が低い種があることなどが示唆されつつある.これらの調査と2003年の高山域での調査をあわせて,希少チョウ類に関してはトランセクト調査と定点調査を併用し,さらに食草マップを加えたモニタリング方法の有効性について検討した.
アジアの都市鉄道ＰＰＰプロジェクトのあり方に関する研究

第1の目的、各路線のリスクについては、次の5項目の分析を行う。1必要なデータの入手、2財務シミュレーションモデルの作成、3各国のデータから説明変数の分布の推定、4モンテカルロシミュレーション。第2の目的、客観的データによる現象解明については、次の6項目の分析を行う。1開業当初の需要の定着遅れの分析、2内部補助の分析:日本の都市での1線目と2線目の需要と費用の変化に関する分析、3開業当初の鉄道と都市開発の収入のバランス:阪急と東急の事例分析、4都市開発の遅れの分析、5上下分離などスキームによる政府負担率の変化の実態分析、6運賃レベルと所得レベルの時系列推移の国際比較と財務モデルによる影響分析。
耐久消費財のブランドスイッチング構造と競争戦略に関する研究

本研究は,今日における耐久消費財の特徴に着目する.1つ目は,消費者の製品寿命概念が物理的寿命の概念から,買替え寿命に変化していることである.2つ目は,耐久消費財の売上中で買替えによる売上の占める割合が大きくなることである.2つ目の特徴は1つ目の特徴によりもっと加速化されつつある.そこで,各企業は顧客維持戦略が重要となる.企業の顧客維持戦略の一環としてブランドロイヤルティを向上させ,ブランド・スイッチングを防ぎ,反復購買に至るようにする戦略が必要となる.平成13年度の研究では,耐久消費財に対する消費者行動モデルに基づいた上で維持戦略分析に使えるように拡張した.消費者はいつ買替えをするのか,なぜ買替えをするのか,そしてどのメーカーのどのブランドにスイッチングするのかという疑問に答えるモデルであり,維持戦略につながるように解析や考察を加える.平成14年度の研究では,耐久消費財に対する競争市場構造モデルを構築した.企業にとって市場はどこか,競争相手は誰か,消費者がスイッチングするとき属性の優先順位はどうなっているかに答えるモデルである.個人レベルでの買替え行動モデルである平成13年度の研究では,日本の携帯電話市場のデータを用いて実証分析を行った.また,市場レベルでの買替え行動モデルである平成14年度の研究では,米国の自動車データを用いて実証分析を行った.さらに,平成14年度のモデルにスイッチングパターン分析を追加して研究の有用性を高めた.その実証分析は日本の携帯電話市場のデータを用いることにより平成13年度の研究との一貫性を持たせた.本研究は,耐久消費財における学問的な有効性(ダイナミックス考慮,非対称性考慮など)だけではなく,実務的な有用性(データ収集の容易性,維持戦略樹立にすぐ使えるなど)があることが研究の成果として挙げられる.本研究は,今日における耐久消費財の特徴に着目する.1つ目は,消費者の製品寿命概念が物理的寿命の概念から,買替え寿命に変化していることである.2つ目は,耐久消費財の売上中で買替えによる売上の占める割合が大きくなることである.2つ目の特徴は1つ目の特徴によりもっと加速化されつつある.そこで,各企業は顧客維持戦略が重要となる.企業の顧客維持戦略の一環としてブランドロイヤルティを向上させ,ブランド・スイッチングを防ぎ,反復購買に至るようにする戦略が必要となる.平成13年度の研究では,耐久消費財に対する消費者行動モデルに基づいた上で維持戦略分析に使えるように拡張した.消費者はいつ買替えをするのか,なぜ買替えをするのか,そしてどのメーカーのどのブランドにスイッチングするのかという疑問に答えるモデルであり,維持戦略につながるように解析や考察を加える.平成14年度の研究では,耐久消費財に対する競争市場構造モデルを構築した.企業にとって市場はどこか,競争相手は誰か,消費者がスイッチングするとき属性の優先順位はどうなっているかに答えるモデルである.個人レベルでの買替え行動モデルである平成13年度の研究では,日本の携帯電話市場のデータを用いて実証分析を行った.また,市場レベルでの買替え行動モデルである平成14年度の研究では,米国の自動車データを用いて実証分析を行った.さらに,平成14年度のモデルにスイッチングパターン分析を追加して研究の有用性を高めた.その実証分析は日本の携帯電話市場のデータを用いることにより平成13年度の研究との一貫性を持たせた.本研究は,耐久消費財における学問的な有効性(ダイナミックス考慮,非対称性考慮など)だけではなく,実務的な有用性(データ収集の容易性,維持戦略樹立にすぐ使えるなど)があることが研究の成果として挙げられる.本研究の目的は、まず、第一に耐久消費財を使っている消費者はいつ買い替えをするのか、何故買い替えをするのか、そしてどのメーカーのどのブランドに買い替えるのかという疑問に答えるモデルを構築することである。第二には耐久消費財の競争市場で、企業にとって市場はどこか、競争相手は誰か、消費者のブランド・スイッチング行動の属性順位はどうなっているのかを明らかにすることである。これらの研究によって、従来ブランド・スイッチングに関する研究において取り上げられてこなかった耐久消費財の特性が明らかとなり、製品開発の一助となることが見込まれる。第一の目的に対応する研究としては、買い替え時点のダイナミクスを分析する為に、現在所有している耐久消費財と代勘案の効用が時間の経過とともに変化すると仮定して、ハザドレートと時間の経過に依存するマーケティング変数によって解析した。さらに買い替えをする時のブランド選択行動とブランド・スイッチング行動を分析する為に、多項ロジットモデルを採用し、スイッチング・コスト変数も考慮した。実証分析では耐久消費財における最近の典型的な消費者の買い替え行動を示している携帯電話に関するデータを収集、分析することで本モデルの有効性を検証した。第二の目的に対応する研究としては、耐久消費財のブランド・スイッチングが非対称性を有していることに着目し、非対称ブランド・スイッチングデータを活用した遷移パターン定数や非対称距離を定量化する変換関数を提案し、引力モデルの考え方に基づいたモデルを構築した。また、ブランド・スイッチングの非対称性を空間表現し、ブランド間の関連性を明確化するために非対称多次元尺度構成法を用いて、マッピングを行なった。この実証分析についても、第一の研究と同様、携帯電話の買い替え行動を対象として行なった。

平成14年度の研究では,平成13年度の競争市場構造モデルとOhno & Kimモデル(Ohno, Takahiro and Kim, Geonha : "Market Segmentation & A Competitive Market Structure Model using Switching Data of Cosumer Durables," INFORMS International Hawaii June 2001, P.35(2001.6))に基づいて,分析対象を耐久消費財である携帯電話市場の電話機に着目する.また,消費者の商品寿命概念が物理的寿命の概念から,買替え寿命に変化していることに着目する.成長段階や成熟段階に入っている耐久消費財の特徴中のひとつは,耐久消費財の売上中で買替えによる売上の占める割合が大きくなる傾向があり,この傾向は新しい商品寿命概念によって加速化される.従って,市場全体の需要は飽和され,各事業者やメーカーのシェア拡張競争が激しくなると,消費者の買替え行動の理解や買替えの際に行われるブランド・スイッチングを把握しない企業は市場に生き残れないことになる.特に成熱期における企業戦略の焦点はブランドロイヤルティの向上,製品差別化などに基づくシェア維持である.成熟期におけるマーケットサイズは飽和されたので,企業のシェア維持戦略のひとつとしてブランドロイヤルティを向上させ,ブランド・スイッチングを防ぎ,反復購買に至るようにする戦略が考えられる.そこで,平成14年度の研究では,携帯電話市場の買替え行動データを利用して競争相手の把握とブランド選択の際に考慮される属性の優先順序が含まれている競争市場構造を分析し,買替えの際に現れるスイッチング・パターンとロイヤルティを分析して,携帯電話市場の戦略的マーケティング含意を導出する.
単一試行脳波から脳活動状態変化を検出する新しい統計的解析手法の開発

本研究の目的は,単一試行の脳波から,脳の状態変化を捉えることが出来る統計的解析手法を確立することで,高次脳機能解析やブレインマシーンインターフェースの発展に寄与することであった.本研究では,まず,α波の位相シフトに注目し,単一試行からこのα波の位相シフトが検出出来る統計的解析手法を確立した.そして,この位相シフトが起こるかどうかで反応時間が変わるということを明らかにし,この位相シフトが脳の状態変化を表している可能性を示唆した.近年,脳波,脳磁界によって計測されるα波等の周期的な自発活動は,外部刺激により位相がリセットする,また,部位間で同期するといった現象の存在が知られてきており,注目が集まっている.これまでの自発活動の瞬時位相及び振幅の推定には主にヒルベルト変換やウェーブレット変換が使われてきた.しかし,自発活動の周波数,振幅は揺らいでいることから,これらの手法では推定精度が悪かった.そこで,本研究代表者は,自発活動の中でα波に注目し,マルコフ確率場モデルを用いて,これまでの手法よりも精度よく瞬時位相,振幅を推定する方法を構築した.その上で,本研究では自発活動の位相シフトを単一試行から抽出する手法を構築し,本手法を用いることで,実際の脳波単一試行から位相シフトの検出に成功した.平成25年度は,これまでに,本研究により開発した単一試行脳波から周期的自発活動の位相シフトを検出する手法を用いて,位相シフトと脳機能との関係について調べた.これを調べるために,本研究では単純反応課題時の脳波データに適用した.その結果,反応の直前150ミリ秒のあいだにα波,及び運動・体性感覚野付近に見られるα波帯域の自発活動であるμ波の位相シフトが観測された試行では,反応時間が有意に長いことが明らかになった.位相シフトは,脳内の同期を引き越すことに関連していると推察される.それ故,本研究結果は,脳内の活動同期に要する時間が反応時間に影響を与えることを示唆する.本研究の目的は,単一試行の脳波から,脳の状態変化を捉えることが出来る統計的解析手法を確立することで,高次脳機能解析やブレインマシーンインターフェースの発展に寄与することであった.本研究では,まず,α波の位相シフトに注目し,単一試行からこのα波の位相シフトが検出出来る統計的解析手法を確立した.そして,この位相シフトが起こるかどうかで反応時間が変わるということを明らかにし,この位相シフトが脳の状態変化を表している可能性を示唆した.本研究の目的は,単一試行の脳波から,脳の状態変化を捉えることが出来る統計的解析手法を確立することで,高次脳機能解析やブレインマシーンインターフェースの発展に寄与することである.具体的には,脳波の中で顕著に現れるα波に注目し,何かを見たといった外的な要因や何かがわかったといった内的な要因に伴ってα波が変化することを利用し,このα波の状態変化を単一試行から検出する新たな手法を,申請者がこれまでに構築した手法を発展させることにより構築する.平成24年度では,α波の位相シフトを単一試行から検出する新たな手法を確立した.本手法は,周期的自発活動の振幅及び位相を状態空間モデルでモデル化し,そこに急激な変化(シフト)に対応するためにラインプロセスを考慮したものである.シミュレーションデータ,フラッシュ刺激時の脳波データに適応し,本手法の有効性を示した.これまでは,脳波のS/N比が悪いことから何らかの意味で試行間において加算平均を行い,位相シフトを抽出していた.このように加算平均を行うと言うことは,試行間で同期している活動しか抽出出来ないことを意味する.しかし,必ずしも位相シフトが試行間で同期している訳では無いと思われるため,試行間で同期していない位相シフトを見落としていたことになる.本手法では,単一試行から位相シフトを抽出出来るため,試行間で同期していない位相シフトも検出可能である.本手法を用いることで,これまで検出出来ていなかった,試行間で非同期の位相シフトの検出に成功し,このような非同期の位相シフトが存在していることを示すことが出来た.この結果は,Physical Review E誌に投稿し,採択された.本研究の目的は,単一試行の脳波から,脳の状態変化を捉えることが出来る統計的解析手法を確立することで,高次脳機能解析やブレインマシーンインターフェースの発展に寄与することであった.本研究では,まず,単一試行脳波からα波の位相シフトを検出出来る新しい統計的な手法を開発し,この開発した手法の性能の評価を行った.これまでに位相シフトを検出するために,ヒルベルト変換を利用する手法が存在していた.しかし,ヒルベルト変換を利用する手法はアルファ波の振幅が小さくなることで推定誤差が大きくなり,その結果,位相シフトを誤検出してしまうという問題点があった.しかし,我々が開発した手法では,そのような誤検出が減っていると言うことが評価をした結果から明らかとなった(Naruse et al, PhysicalReview E, 2013).そして,この開発した手法を視覚刺激時の単純反応課題遂行中の脳波に適用した.その結果,視覚刺激時からボタンを押すまでの間に位相シフトが起こった場合は,反応時間が遅くなることが分かった.

位相シフトが起こる場合は,脳の状態を変化させる必要がある場合であると考えられる.それ故,位相シフトが観測されなかった場合は,視覚刺激を見てからボタンを押すまでに脳の状態を変化させる必要が無かったため,反応時間が早く,また,位相シフトが観測された場合は,脳の状態を変化させた分だけ,反応時間が遅くなったと考えられる(Naruse et al., Neural Networks, 2015).脳機能計測本研究により,これまで,α波変化を検出出来る手法の構築に成功し,それを利用することで,α波の位相シフトというα波変化が脳機能に関連していることを実際の脳波データを利用して示すことに成功した.本研究の目的は,α波の状態変化を検出することが出来る新しい手法を構築し,それが実際に利用出来ることを実際の脳波データに適応して示すことである.本研究では,この二つをおおむね達成することが出来た.それ故,おおむね順調に進展していると言える.研究計画段階においては,H24年度はアルゴリズムの開発及び,シミュレーションデータへの適応までとしていたが,実際には,実験データにも適応することが出来た.さらには,その結果をまとめて論文を投稿し採択されるレベルにまで到達しており,当初の計画以上に進展していると言える.これまでは,上記のようにα波の状態変化を検出することが出来る新しい手法を構築し,それが実際に利用出来ることを実際の脳波データに適応して示すことが出来た.今後は,本手法を単純反応課題以外の脳波データに適応すると共に,α波の位相シフト以外の状態変化を検出出来る新しい手法の構築を行う予定である.現状では,フラッシュ刺激に対する脳波という,受動的な脳活動のデータに適応し,位相シフトが存在していることを示したに過ぎない.それ故,次に明らかにするべきことは,どのような位相シフトが起こっているのか,また,この位相シフトの機能的意味はどのようなものかについて明らかにする必要がある.以上を明らかにするために,位相シフトについてさらに詳細に調べることが必要となり,また,フラッシュ刺激と言った受動的な脳活動データのみならず,何かを見たら行動するといった,能動的な脳活動データにも本手法を適応し,解析することが必要となる.これを行う上で,さらなる解析や実験を行いつつ,また,より,詳細に解析をするためのアルゴリズムのブラッシュアップを行うことが,今後の研究推進の方策である.初年度に購入予定であった解析用ワークステーションを平成25年度に購入したが,コンピュータの価格が安くなったことで,予定価格よりも安く買うことが出来た.また,国際会議への参加の旅費が不要であった.最終年度では様々な脳波データに本研究により構築した手法を適用する予定である.そのために,既存の解析用ワークステーションでは能力が足りないため,追加購入することで,より,効率的に大規模な解析を可能とし,当初の予定以上の成果を上げることを目指すH25年度においては,これまでに開発したアルゴリズムを何かを見たら行動するといった,能動的な脳活動データに適応する予定である.この脳活動データは脳磁図を用いて計測する予定であり,脳磁図は脳波に比べて多くのチャネルからデータ計測が可能となる.それ故,効率的に解析を行うために,解析用の計算システム(Xeon等の高速CPU+GPGPU可能な演算ボード)の導入を予定している.
デザイナブル・ハイブリッドデジタル電気泳動の創成

本研究の目的は、あらゆる標的成分解析に適用可能なデザイナビリティを有する新規分析デバイスを創成すること、そして、その複数並列処理(マルチアレイ化)によって、1測定で複数の標的分子を同時に測定可能な分析デバイスを開発し、診断に要する時間を飛躍的に短縮(1時間以内)することである。その実現のため、機能性ゲル充填キャピラリーカートリッジを用いたデザイナブル・ハイブリッドデジタル電気泳動デバイスの構築を行った。平成29年度の成果を受けて、本年度(平成30年度)はアフィニティ濃縮・分離カートリッジの拡充ならびに、その並列化に取り組んだ。リン酸化の有無、糖鎖修飾の有無、抗原の有無、電荷の有無などに対して認識可能な機能性ゲル充填カートリッジを作成し、試料中に含まれるたんぱく質をそれぞれの特性によって1時間以内に濃縮・分離することに成功した。また、各カートリッジに濃縮・分離されたタンパク質試料は、カートリッジ分解後に回収可能であることも示された。以上の結果は更なる多次元分画への展開も可能であり、本デバイスの高い応用性が改めて確認された。さらに、異なる認識能を有するカートリッジを連続的に接続し、任意のたんぱく質を選抜可能であることを実証した。今後のさらなる機能拡張によって、より高性能な多原理に基づく濃縮・分離・選抜をワンステップで実現できる、デザイナブル・ハイブリッドデジタル電気泳動デバイスが創成されるものと期待される結果が得られた。基本的な性能評価ならびにコンセプトの実証は完了したものの、実試料への適用が少し遅れている。そのため、当初計画(2年間)に対して、3年目への延長申請を行った。これまでに実証してきたデザイナブル・ハイブリッドデジタル電気泳動コンセプトを基に、実試料分析(尿・血清・全血)などに含まれる特定タンパク質の濃縮・分離・検出を目指す。計画一年目(平成29年度)は、機能性ゲル充填カートリッジの開発と性能評価、ならびにハイブリッドデバイスのデザインに取り組んだ。開発予定していたカートリッジの内、分子ふるい分離、等電点分離、アフィニティ分離、ナノ粒子分級、酵素反応検出に適用可能な機能性ゲル充填カートリッジの作製・評価を遂行した。特に、ナノ粒子分級ゲルに関しては、これまで困難であった10nm程度のナノ粒子分級の可能性が示唆され、今後の生体内微粒子分析への応用も期待できる成果が得られた。また、カートリッジの組み合わせによって、分子ふるい分離、等電点分離、アフィニティ分離(リン酸化修飾の有無)を連続的に遂行可能なハイブリッド・デジタル電気泳動デバイスの開発に成功した。作製したデバイスは、試料中に含まれるたんぱく質をそれぞれのカートリッジの特徴に応じて分離・捕捉・濃縮可能であったことから、今後のマルチアレイ化やさらなる機能性ゲル充填カートリッジの開発、最適化によって、簡便・迅速・高感度なハイブリッド電気泳動分離の実現が十分に示唆された。研究の進捗状況について、当初の計画に概ね順調に従って、各種機能性ゲル充填カートリッジの開発とハイブリッドデバイスの設計・製作・基礎評価が進展した。その結果、分子ふるい分離、等電点分離、アフィニティ分離(リン酸化修飾の有無)に基づく連続的デジタル電気泳動分離・濃縮デバイスが実現された。今後開発予定のマルチアレイ型デバイスや、その更なる多機能化に備えて、引き続き機能性ゲル充填カートリッジの開発を進めるとともに評価用デバイスの再設計を進める。また、作製したデザイナブル・ハイブリッドデジタル電気泳動デバイスを用いて、生体由来試料中の腫瘍マーカー一斉測定や血液中多成分同時解析の実現に取り組みたい。

物品費に関して、前年度からの繰り越し試薬・物品が想定以上に多く、新規購入予定であった高額試薬の多くを購入せずに済んだため、予算(1,240千円)よりも少額(約377千円)しか使用しなかった。その分、次年度は新規購入試薬の増加が見込まれるため、次年度使用額として繰り越したい。旅費に関して、当初参加予定に加えて、自身の国際学会1件(招待講演)と学生の国際学会参加1件が追加されたため、予算(500千円)と比較して多額(約849千円)となった。次年度参加予定の国際学会はアジア開催であり、可能な限り予算額に収まるよう調整したい。その他経費に関して、キャピラリー電気泳動装置のレンタル費がその他の予算にて賄われたため、予算(760千円)と比較して少額(約308千円)に収まった。本年度はレンタル費を本予算にて支払予定のため、引き続き同額程度を計上したい。当初計画に対して、実試料分析への応用が遅れたため、研究期間延長を申請した。生体由来実試料を含む試薬・消耗品類購入のため、次年度に研究費の一部を繰り越すこととした。
研究者自ら科学映像コンテンツを制作できるワークフロー開発のための研究

本研究では、コンパクトデジタルカメラや簡易的な編集ソフトを用いて、研究者が自ら、研究内容やその社会的意義に関して情報発信するための動画作品を、1日で制作できるワークフローを提案した。授業やワークショップを通して、その効果を考察したところ、作成された動画は、研究成果や研究の社会的意義に関する情報発信に活用できることが分かった。また制作者にとっては動画を作る過程で、表現力や創造性、コミュニケーション能力、メディアリテラシーを高める教育的効果があると分かった。平成22年度は、映像制作に関連した文献や論文などの収集から始まり、大学でデジタルカメラを使った映像編集を教育に取り入れている研究者や、NHKで科学番組を制作するプロデューサーに協力していただき、ヒアリング調査や現場の視察を行った。NHKエデュケーショナル科学健康部統括部長の藤川大之氏(20062009年までNHK科学・環境番組部長)には、科学番組制作のプロセスと取材のあり方についてヒアリングを行った。研究者の取り上げ方や演出手法、科学技術を伝える上で最も大事なことは何かといった点について、NHKでの30年間に渡る科学番組制作の経験からお話し頂いた。取材内容の一部は、学術雑誌「科学技術コミュニケーション」第8号に収録されている。三重大学教育学部附属教育実践総合センターの須曽野仁志教授には、教育学部の授業「メディアリテラシーと情報表現」を見学させていただき、情報発信手法としてのデジタルストーリーテリングの有効性や、科学教育への応用について貴重な示唆をいただいた。またデジタルストーリーテリングについて研究し、修士論文にまとめた教育学研究科学校教育専攻2年の井川朋香氏に対しても聞き取り調査を行った。また、NHKエデュケーショナル科学健康部の村松秀氏(第2回科学ジャーナリスト大賞受賞者)からは、現在放映中のNHK教育番組「すイエんサー」を例に、実際に編集作業と試写をしている現場を見せて頂き、具体的なお話を伺った。中高生などの若い世代を対象に、科学を分かりやすく、興味をもってもらえるように表現するにはどうしたらいいのか。またその楽しくポップな雰囲気の番組を作るために、いかに緻密な映像構成が必要かといった点について、制作の真っ只中におられるプロデューサーの貴重な生の声を聞くことができた。本研究の目的は、映像制作に関する知識をもたない、研究者や科学技術コミュニケーター自らが、研究内容等を分かりやすく効果的に映像表現し、社会に発信できる手法の開発であった。具体的には約3分の動画作品を、1日で制作できるワークフローの構築を目指した。まず映像メディアが科学技術コミュニケーションに果たす役割として、「資料的価値」「プレゼンテーション効果」「教育的効果」の3つに整理した。その上で、プロの現場で用いられてきた映像制作ワークフローをもとに、研究機関や個人に適したワークフローを考案した。今回は3つのシークエンスからなる映像構成とした。シークエンス(1)は研究内容を制作者自ら語るパート。シークエンス(2)は、既に持っている写真や映像資料から研究内容を紹介するパート。シークエンス(3)は、研究の社会的意義を語るパートとした(事前課題としてプレゼン原稿と、写真等映像資料の準備を課した)。このワークフローを北海道大学の大学院共通科目(履修者9名)と、映像ワークショップ(参加者18名)において試行し、それぞれ動画作品を制作した。そしてこれらの実践から、撮影機材や編集機材の選び方や、音声収録や編集の難しさといった課題が浮かび上がった。またこのワークフローでどのような効果が得られるのかを、以下4点にまとめた。1)わずか1日で動画作品を作ることができる。2)映像素材がもつ資料的価値をさらに高められる。3)直感的に理解でき、プレゼンテーション効果が高いコンテンツを作成できる。4)文章力や、撮影・編集技術といった表現スキルを高めるほか、創造性、コミュニケーション能力、メディアリテラシーを高める教育的効果がある。このワークフローが適切に活用されれば、研究者の中に眠っている表現欲求を掘り起こすとともに、アウトプットされた動画作品が、科学技術コミュニケーションをコンテンツの側面から活性化すると考えられる。