hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手段的協力行動の理論-主観的・客観的構造変換による自発的相互規制に関する実験およびシミュレーション研究

本研究は手段的協力行動の理論を整備するという目標を着実に達成してきた。本研究で明らかにされた最も重要な点は以下の通りである。(1)成員が1次的ジレンマと2次的ジレンマにおける選択行動を連動させることにより、利得構造が客観に信頼ゲームの構造に変換される。(2)目標期待理論は囚人のジレンマから信頼ゲームへの主観的な構造変換を意味している。(3)応報戦略の効果は、その戦略が囚人のジレンマの利得構造を信頼ゲームの利得構造に客観的に変換することによってもたらされるものである。(4)特定の相手との間のコミットメント関係の形成は、不特定の相手との間に存在していた囚人のジレンマの利得構造を信頼ゲームの利得構造へと変換する。(5)「選択的プレイ」状況におけるOUT-FOR-TAT戦略は、相手選択のレベルでの信頼ゲームへの構造変換を意味している。これらの研究成果により、囚人のジレンマの信頼ゲームへの自発的な構造変換を通して、手段的協力行動がコストを伴わずに発生する可能性のあること、したがって手段的協力行動が必ずしも2次的ジレンマを引き起こすとは限らないことが明らかにされた。社会的ジレンマ研究において、N人囚人のジレンマのみではなくN人信頼ゲームに注目する必要があることは、これまでにも指摘されていたことではあるが、本研究の成果により、その理論的根拠がより明確にされた。本研究の結果は、たんに経験的な意味においてだけではなく理論的な意味においても、信頼が今後の社会的ジレンマ研究の中心的な研究テーマとなるべきことを示唆している。本研究を含む山岸らによる一連の研究の一般的目的は、社会的ジレンマ解決のために集団成員が自らジレンマ状況の変革を行うにあたって発生する2次的ジレンマ問題に対する理論的解答を探索することにある。本研究ではこの一般的目的達成の一環として、1次的ジレンマにおける行動選択と2次的ジレンマにおける行動選択との間の「連動性」が、それぞれのレベルにおけるジレンマの利得構造を、囚人のジレンマ構造から信頼ゲーム構造へと変換する場合のあることに着目し、そこでの「連動性」そのものの発生原理の解明を進めることを直接の目的としている。本年度にはまず、集団内にランダムな2者関係が存在している状況から、成員間に相互コミットメントが発生していく過程で戦略的行動が可能となり、それにより長期的な利得構造の変換が生れる可能性を追及するために、シミュレーションと実験室実験が行われた。コンピュータ・シミュレーションでは、集団の中で相互選択により形成されたペアの間で囚人のジレンマ・ゲームを行う場合に、どのような原理により相手を選択し、その相手に対してどのような行動を選択するのが有利かが検討された。その結果、過去の付き合いで最も利益が大きかった相手を選択し、その相手との関係では必ず協力行動を選択するという戦略が最も大きな利益をあげることが明らかにされた。集団内で多くの成員がこのような戦略を採用すれば、そこでの個々の囚人のジレンマは長期的には信頼ゲームに変換されることになる。従ってこのシミュレーションの結果は、相手の選択が可能な状況では、個々の関係に囚人のジレンマの利得構造が存在しても、その構造は長期的な観点からは自発的に信頼ゲームの構造へと変換されることを示している。このようなコンピュータ・シミュレーションで得られた知見を確認し、その意味を十分に理解するために、本年度には第1実験が行われた。この実験では、利得構造の変換を導くコミットメント形成が、社会的不確実性の存在により強化されるという仮説も検討されている。実験の結果は仮説通り、社会的不確実性の高い場合に特にコミットメント形成が起こりやすいことが確認された。またこの実験では、他者に対する一般的信頼感の低い被験者の間で特にコミットメント形成が起こりやすいことが確認されている。

なお現在、この実験結果の一般性を検証するための第2実験が進行中である。本研究の目的は、一連の実験室実験とコンピュータ・シミュレーション実験を用いて、社会的ジレンマ解決のために集団成員が自らジレンマ状況の変革を行うにあたって発生する2次的ジレンマ問題に対する理論的解答を提供するための手段的協力行動の理論を発展させることにある。平成5年度には、シミュレーションと実験により、選択的プレイ状況において特定の相手との間でコミットメント関係が形成され、その結果としてコミットメント関係の内部で囚人のジレンマの利得構造が信頼ゲームの利得構造へ変換されることが明らかにされた。本年度は、さらにシミュレーション研究と実験研究を積み重ねる中で、以下の諸点が明らかにされた。(1)選択的プレイ状況において、コミットメント関係の形成により関係内で利得構造の変換が発生するだけではなく、相手の選択に際してOFT戦略を用いることで、行動の選択と相手の選択との組み合わせのレベルで信頼ゲームへの利得構造の変換が生まれること、またそのような利得構造の変換には個人的なコストが伴わないため、2次的ジレンマ問題の発生が回避可能であること。(2)集団の成員がTFT戦略ないし集団TFT戦略を採用する場合にも、コストを伴わないかたちでの信頼ゲームへの構造変換が可能であり、その場合にも2次的ジレンマ問題の発生が回避可能であること。(3)同様なコストなしの構造変換は、集団成員が1次的ジレンマにおける協力行動と2次的ジレンマにおける協力行動を連動させる場合にも発生し、したがってそのような場合にも2次的ジレンマ問題の発生が回避可能であること。これらの成果を、これまでの知見と総合的に検討することにより、社会的ジレンマ研究においては、従来のN人囚人のジレンマのモデルをそのままあてはめるよりは、N人信頼ゲームとして扱う方がより実りある理論が生まれる可能性の大きいことが明らかとなった。また、そのような観点からの研究を進めるにあたっては、信頼感の理論的意味を明確にするための研究が、今後一層必要となってくることが示唆された。
ヘビ毒出血因子の起源を探る

ヘビ毒は神経毒と出血毒に大別される。本研究は、後者の出血毒に関して、出血因子の起源は何か、そしてそれら祖先分子から出血因子の毒性はどのように獲得されたのか、という疑問を解決しようとするものである。出血毒は、「出血因子活性」を持つドメインと「血液凝固阻止活性」をもつドメインからなる前駆体可溶性因子から産生される、2種類の毒タンパク質から構成され、その前駆体の構造は、ADAM(a disintegrin and metalloprotease)と総称される膜型タンパク質に類似する。このことから、それは、ヘビ毒出血因子が、脊椎動物の祖先の中で血管形成や血球の挙動を制御する活性をもつADAM分子を模倣しているのではないか、と仮説を立てた。先に我々は、赤芽球と血管を可視化した生きたゼブラフィッシュ胚を用いて、ADAM8が血球-血管接着の解除により胚の血液循環開始に関与することを報告した(Iida et al., 2010)。この観察技術を用いて、ヘビ毒出血因子が魚類循環器系に対していかなる作用を及ぼすかを検討したところ、あるヘビ毒出血因子は、ゼブラフィッシュ胚の血管形成を阻害することを見いだした。そこで、血球で発現するADAM8が、さらに血管内皮細胞の挙動に何らかの影響を持つかどうかを検討した。その結果、ADAM8の翻訳阻害モルフォリーノ処理により、その発現を阻害したところ、節間動脈の伸長が阻害されることがわかった。そして、ライブイメージングおよび電子顕微鏡観察によって、これらの胚では血球が節間動脈内皮に接着している様子が観察されるとともに、内皮細胞の遺伝子発現に大きな変化が生じた。このことから、血球で発現するADAM8は、節間動脈の伸長にも必要であることが示され、ヘビ毒出血因子の機能と、進化的に何らかの関連があることが示唆された。
茶カテキン結合蛋白質のプロテオーム解析による生理作用発現機構の解明

緑茶は、生活習慣病の予防に効果を発揮することが期待されているが、機能性の発現機構は解明されておらず、化学的根拠は得られていない。最近、多くの蛋白質が生体内・外に存在する低分子化合物と相互作用し、生体機能を調節することが明らかとなった。本研究では、緑茶の主要な機能性成分であるカテキン類と結合し生体機能調節に関与する蛋白質を探索する為の方法論を確立し、血清あるいは細胞内で結合する複数の蛋白質を見出した。緑茶の飲用による健康増進効果は、カテキン類の有する強い抗酸化活性の発見により,ひとつの化学的根拠が与えられた。一方で,多くの研究が進む過程で抗酸化活性だげでは説明できない様々な生理作用も報告されてきている。近年,_カテキン類の生理作用発現において,。蛋白質との相互作用の重要性が明らかとなったが,カテキン類と蛋白質との相互作用を簡便に検出する方法が無い為,標的となる蛋百質やカテキン類と蛋白質との結合構造などの詳細はほとんど明らかとなっていなかった。本研究では、カテキシ類と蛋白質との結合を簡便に検出する方法として,(1)レドックスサイクリング染色法:電気泳動後にPVDF膜に転写し,膜上でニトロブルーデトラゾリウムの還元による紫色の沈殿を利用した染色法,(2)ホウ酸結合ビーズによる精製法:塩基性でカテコールと結合し,酸性で外れるビーズを利用したカテキン結合蛋白質の精製法,(3)質量分析法(MS):カテキン類と蛋白質の共有結合による質量増加およびMS/MSを利用した結合部位の特定法を構築した。これにより,培養細胞系および血清を用いたカテキン類と結合する蛋白質の検出が可能となった。また,質量分析を用いた解析により,カテキン類は蛋白質中のシステイン残基と共有結合することが明ちかとなろた。カテキン類は酸性の溶液中では安定であるが,中性から塩基性の溶液中では酸化され不安定となるが,カテキン類と蛋白質との共有結合反応は,カテキシ類が不安定な条件で効率よく進むことが明らかとなった。以上の研究成果より,培養細胞系や血清中におけるカテキン結合蛋白質のプロテオーム解析および結合部位の解析が可能となった。これによりカテキシ類と蛋白質との相互用による生理作用発現機構の解明が期待できる。カテキン類と蛋白質との結合による複合体の形成は古くから知られている。カテキン類の舌や口腔粘膜のペプチドや蛋白質との結合による変性作用は、苦渋咲を呈し、緑茶においてはその味覚を決める重要な現象のひとつである。また、カテキン類は食品中の蛋白質とも強く結合するため、食品科学分野においては嗜好生だけでなく、調理、製造、加工あるいけ食品の機能性の損失の観点からも重要な現象である。このように、カテキン類と蛋白質との相互作用は一般に広く認識されているにも関わらず、カテキン類の示す生理作用の観点からはこれまであまり研究が進んでいなかった。本研究では、前年度に構築したカテキン類と蛋白質との結合を簡便に検出する方法として、レドックスサイクリング染色法、ホウ酸結合ビーズによる精製法及び質量分析法を駆使し、標的蛋白質の探索及び結合構浩の解析を行った。培養細胞系を用いた検討により、グリセルアルデヒドー3-リン酸脱水素酵素(GAPDH)やグルタチオンS-トランスフェラーゼP1-1(GSTP1)がエピガロカテキンガレート(EGGg)の標的蛋白質のひとつであることを明らかとした。また、GAPDHやGSTP1とEGCgとの結合様式は共有結合であり、システイン残基が主要な標的部位であることを同定した。カテキン類の酸化安足性は、pH、抗酸化剤の有無、抗酸化剤の種類及び酸化控訴の有無により異なり、B環の水酸基の数が多いカテキン類ほど酸化安定性は低く、蛋白質中のシステインの反応性も高かった。近年、プロシンポスファターゼやペルオキシレドキシンをはじめとする様々な蛋白質の機能調節に、活性酸素種や求電子性物質によるシステイン残基の酸化還元反応による構造変化が重要な役割を示すことが明らかとたり、システイン残基の修飾反応は生体内の重要なシグナル因子であることが提唱されている。本研究成果より、カテキン類は培養細胞系において標的蛋白質のシステイン残基と共有結合することが明らかとなったが、結合により蛋白質や細胞機能が調節されている可能性がある。今後は、カテキン類の示す生理作用の発現機構に共有結合反応が関運するか否かを検討する必要がある。
沸石と粘土鉱物の放射性元素吸収機構の物理化学

粘土鉱物や沸石鉱物は一般的に陽イオン吸収能が極めて大きい。吸収メカニズムは、鉱物表層部の吸着作用または格子の置換作用などによる。本研究では、数種のホウケイ酸塩ガラスを出発物質として、それらを加熱することにより生成する鉱物種を検討し、ガラス構成成分、特にSr,Cs,B,Liの挙動および鉱物中における元素の分布状態を究明した。高レベル放射性廃棄物の地層処分にむけて、使用済み核燃料の固体化としてホウケイ酸塩ガラスが有力な候補に挙がっている。本研究は、地層処分の安全性評価基準構築へ貢献することを目的とする。加熱温度1200°Cで作成したホウケイ酸塩ガラスは、Na-Cs-Sr-B-Li-Si-Al-O系より成る。作成したホウケイ酸塩ガラスを粉末状(経2030μm)にし、200°Cで1.53MPa(蒸気圧)の水熱条件下で所定時間処理した。水熱実験を行った理由は、実際に地層処分を施されたガラス固化体が超長期においては地下水と接触することが十分に想定されるからである。実験により得られた代表的な鉱物は、沸石に属する方沸石(NaAlSi_2O_6・nH_2O)である。方沸石中のNaはCsにより置換され、完全にCsにより置換されるとポルサイトという鉱物種になる。Cs含有量の多い固溶体ほど反応速度は低下する。一方、BとLiは方沸石の結晶化を促進する役割を果たしている。方沸石の格子常数は、48gサイトを占めるSiの割合に依存し、アルカリまたはアルカリ土類元素にはあまり左右されない。ただし、Liを含むガラスから生成した方沸石の格子定数はLiを含まないガラスから生成した方沸石よりも格子定数は大きい。また、結晶構造中の電荷バランスを考慮するとLiは方沸石中の格子を構成していると推察される。一方、Srを含まないガラスから生成した方沸石にはBは固溶せず、Bを含まないガラスから生成した方沸石はSrをほとんど含まない。方沸石にSrを固定するためには、Bの存在が不可欠であると推察される。本年度は天然の粘土、沸石鉱物の産状の調査研究と鉱物学的、物理化学的キャラクタリゼイションを試みてた。研究試料は韓国南部に位置する蘆花島蝋石鉱床から産出したものである。蘆花鉱床は韓国、全羅南道最南端から海上約10数kmの距離にある離島に分布する。鉱床付近の地質は、安山岩や流紋岩の火山岩類、それに広く凝灰岩・角礫凝灰岩の火山砕屑岩類よりなる。また、これらの火山岩類や堆積岩類を貫入して黒雲母花崗岩も分布する。蝋石鉱床は主として流紋岩体の中に胚胎し、周囲には特に安山岩脈が発達している。鉱体は板状、脈状、塊状の形態を示し、比較的水平に発達している。鉱厚幅は、数mから数10mある。鉱体の上盤、下盤は熱水変質をうけた凝灰岩、角礫凝灰岩の場合が一般である。

蝋石鉱石は淡緑色透明で石英の含有量が増加するにつれて白色度を増す・層序的に上位から下位に向って、変質凝灰岩・角礫凝灰岩→珪化凝灰岩→葉蝋石・沸石・粘土(蝋石鉱石)→珪化凝灰岩・角礫凝灰岩→珪化凝灰岩・角礫凝灰岩・黄鉄鉱の累帯配列が観察される。蝋石鉱石は基本的に葉蝋石を主成分とする。他にカオリナイトやイライトなどの粘土鉱物、沸石鉱物、緑泥石、石英、赤鉄鋼、ダイアスポア、黄鉄鋼を少量含む。蝋石鉱体もまた主要鉱物の葉蝋石の他の少量鉱物の含有量比により上位から下位に向って、葉蝋石・イライト→葉蝋石→葉蝋石・石英→イライト・葉蝋石→カオリナイト・黄鉄鋼・葉蝋石→石英・カオリナイト・黄鉄鋼・葉蝋石の累帯配列が観察される。蝋石の生成は、流紋岩の構成鉱物である長石、特にカリ長石が熱水変質作用によってもたらされたことが光学顕微鏡観察の結果より推察される。顕微鏡観察により、流紋岩を構成している長石がカリオン化またはイライト化、沸石化し、さらに変質過程が進行すると葉蝋石が生成し、最終的にはダイアスポアが生成する過程が観察される。以上のように変質鉱物種はある条件下でのみ安定である。粘土鉱物と沸石鉱物、それに葉蝋石が安定な生成機構の物理化学的条件を究明することが今後の研究課題である。放射性廃棄物固化体の一つである硼珪酸塩ガラスの安定性を評価するために,水熱条件下でガラス固化体の総晶化過程を詳細に調べた.対象とした固化体の組成は,現在核燃料サイクル機構のTVF(Tokai Vitrification Facility)において検討されているガラスを基準にして,アルカリ元素成分(Li+K)_2Oとアルカリ土類元素成分(Ca+Mg)0を一定に保ち,Li/KとCa/Mg比を変化することにより決めた.なお,疑似放射性元素として,安定同位体のSrOとCS_2Oを含む.高温(1300°C,1気圧)で作製した各種ガラスを200°C,蒸気圧1.53MPaの条件下で所定時間加熱処理し、生成産物のキャラクタリゼイションを試みた.56日間加熱処理した産物のすべてから沸石鉱物の一つであるポルサイト(pollucite:(Cs,Na)AlSi_2O^6・AlSi_2O^6・H_2O)が確認された.化学組成分析によると,K,Ca,MgがボルサイトのCsを置換する特徴があることが判った.このうち,Mgはポルサイトのみに含まれるのに対して,KとCaはポルサイト以外にカリ長石やCaAl^2(SiO_4)(OH)_4にも含まれる.また,Liの一部はLi_2Si_2O_6として結晶化している.ポルサイトの結晶成長は,NaよりもCsの存在で促進される.生成物における結晶の集合状態は,仮像型と風船型の二つの形態に分けられる.仮像型ではガラス粒子が元の形を保ったまま結晶化が進んでいる.一方,風船型はガラス粒子が熱水に溶解し元の形を失い,中空の球形を示す.生成物の形の違いは,出発ガラスの化学組成と加熱処理時間によって決まる可能性が強い.すなわち,今回の実験の結果によると,Mgを含むガラスの場合,仮像型になる傾向が強い.ただし,この仮像型の形態も加熱時間の増加に伴って,風船型に変わることがある.粘土鉱物や沸石鉱物は一般的に陽イオン吸収能が極めて大きい。吸収メカニズムは、鉱物表層部の吸着作用または格子の置換作用などによる。本研究では、数種のホウケイ酸塩ガラスを出発物質として、それらを加熱することにより生成する鉱物種を検討し、ガラス構成成分、特にSr,Cs,B,Liに挙動および鉱物中における元素の分布状態を究明した。高レベル放射性廃棄物の地層処分にむけて、使用済み核燃料の固化体としてホウケイ酸塩ガラスが有力な候補に挙がっている。本研究は、地層処分の安全性評価基準構築へ貢献することを目的とする。加熱温度1200°Cで作成したホウケイ酸塩ガラスは、Na-Cs-Sr-B-Li-Si-Al-O系より成る。
マントル・下部地殻物質の熱・応力履歴

上部マントル・下部地殻の構成岩石中に記録された応力の指標には、転位構造やその密度、粒径分布・配向性などがあるが、これらの指標から具体的な変形過程を特定していく一つの過程として、本研究では、顕微鏡下でその場観察が出来る微小試料の簡易ー軸圧縮装置を作製し、微小硬度計による人工的な欠陥や転位構造・亜粒界の測定や鏡微ラマン法による残留応力の推定を行った。とくにラマンスペクトルの波長シフトと応力の関係を解明すれば、定量的に応力履歴を推定でき転位密度とは独立な観測量となる。その結果、オリビンや変成岩体中の石英に対して、微小硬度計による人工的な圧痕の帆囲の応力分布から推定された応力とラマンシフト量との関係を半定量的ではあるが特定できる見通しが得られた。また、本研究で開発した方法では、応力下で獲得された種々の変形組織について、応力解放下でのアニ-リングの効果を同一試料の同一部分に対して観察でき、応力履歴の指標として十分有効であるという見通しを得た。現在までに、様々な応力下で形成された天然の岩石試料として、変成岩体中の石英やダイアピ-ル上昇してきたカンラン岩体中のオリビンに着目して、微小硬度計により形成された欠陥(や割れ目)のアニ-ル効果やラマンシフトを測定してきた。そして、これまでの研究では難しかった厚さの十分でない試料についても、最高温度の制約や一定歪の条件は十分ではないが、応力履歴の痕跡を簡便かつ明瞭に見いだせることが分かった。また、マントル中の応力を記録していると考えられるオリビン内の微小な割れ目に存在する流体包有物の挙動を観察したり、それらの結晶軸に対して相対的な特長ある転位構造の変化が識別可能となった。
メイラード反応生成物の嗜好性増強効果および脳内報酬系に与える影響

高度な嗜好性を持つ食品である鰹だしや畜肉系だし、醤油や味噌などの調味料において様々なメイラード反応生成物が検出されており、ヒト官能評価レベルでは香ばしい香りなど食品の嗜好性に影響を及ぼす。これらの調味料のおいしさにおいて、うま味を呈するアミノ酸は普遍的にヒトや動物にとって高い嗜好性を発現する原因物質であるが、メライード反応生成物が、その高い嗜好性を発現させるメカニズムは明らかでない。本申請研究では、メイラード反応生成物による高度嗜好性発現過程を食行動解析の観点から明らかにすることを目的とした。ヒトによる官能評価において、メイラード反応生成物であるフラノン類の風味がうま味(グルタミン酸ナトリウム水溶液)の味強度を増強し、うま味認知閾を下げたことを示した。動物の嗜好性を簡便に評価できる手法として短時間一瓶摂取実験及び短時間二瓶選択実験を用いた。動物はうま味検出能力を持つICR系雄性マウスを用いた。短時間一瓶摂取実験において、フラノン類のsotolonはうま味水溶液の摂取量を増大させた。短時二瓶選択実験において、sotolonのみでは水の摂取量と差は無かったが、うま味水溶液への嗜好性を増強させた。フラノン類のfufaneolや柑橘類の香気成分であるCitralにはうま味嗜好性増強効果はなかった。Sotolonの香気はうま味への嗜好性を増独させる可能性が示唆された。動物における、うま味への嗜好性増強効果を持つ嗅覚刺激として見出した。調味料の風味デザインにおいて、嗜好性を高める食行動科学的な根拠となりうることを示している。
回復期リハ病棟における脳梗塞再発予防教育プログラムの開発とその効果に関する研究

回復期リハ病棟の脳卒中再発予防教育の現状について全国調査を実施したところ、入院中に再発予防教育を実施していた施設は61.2%であったが、プログラムとして実施していた施設は7.3%に過ぎなかった。次に、回復期リハ病棟入院中の脳卒中患者(介入群の1群)に、入院中から看護職による再発予防を目的とした患者教育を実施した。その結果、再発予防知識テストとHealth Locus of Control尺度が、介入前後で有意に上昇した。最後に、RCTにより、再発予防教育プログラムを実施した。その結果、介入後の退院1ヶ月後の生活習慣のうち、「血圧測定」習慣が対照群と比較し、介入群の方が有意に多かった。まず、介入プログラムを確立するために、我が国の回復期リハビリテーション病棟(以下、回復期リハ病棟)における、脳梗塞再発予防教育の実態をアンケートにより全国調査した。アンケートは、先行研究から自作した。一般社団法人回復期リハビリテーション病棟協会の計970施設の回復期リハ病棟にかかわる施設の脳梗塞再発予防教育の事情をよく知っている看護師(各施設1名)に,郵送で調査票の回答を依頼した。回収は381通(回収率39.3%)であった。その結果、脳卒中再発予防教育の実施率は61.2%であったが、入院時や退院時などの一時的な指導が多く、入院中のプログラムとして脳卒中再発予防教育を行っているのは12.0%に過ぎなかった。しかしながら、回復期リハ病棟入院中に脳卒中再発予防指導が必要とする施設が96.6%であり、その理由として、再発予防教育のための人手が不足しているためや、再発予防教育の教え方がわからないためという意見が、約半数を占めた。この調査から、回復期リハ病棟に入院中における再発予防教育としては、プログラムとして実施することと、教育方法を介入者による均一化を担保する必要を確認した。次に、再発予防教育介入プログラムを構築した。この過程で、専門医や専門看護師等、脳卒中医療のスペシャリストからアドバイスを受け、プログラムテキストと自己管理手帳を作成した。さらに、介入プロトコルを作成した。再発予防教育プログラムは、入院中の継続的介入とし、プログラム参加者の自己決定性を主とする学習支援型とした。また、プログラムの到達目標は、回復期リハ病棟入院中の脳梗塞患者が、再発予防のための自己管理ができることとし、それを退院後6ヶ月間で測定することとした。また、プログラムは、診療ガイドラインから教育内容の抽出し、エビデンスに基づいたものとした。昨年度、再発予防教育介入プログラムを構築し、再度検討し修正した。また、プログラムの到達目標は、回復期リハ病棟入院中の脳梗塞患者が、再発予防のための自己管理ができることとし、それを退院後にも測定することとした。対象者は、究施設の回復期リハ病棟に入院中の脳梗塞患者のうち、以下の条件をみたす者を、研究施設の主治医に選定してもらうこととした。1対象の選択基準: A)40歳以上、80歳未満の成人で、研究参加に同意を得た者。B)入院の理由となった診断名が、脳梗塞(心原性脳塞栓症、アテローム血栓性脳梗塞、ラクナ梗塞、その他の脳梗塞)である。C)リクルート時点の脳梗塞重症度が、mRSで、04まで。回復期リハ病棟入院中に(全9回、1回につき約3060分)の面談による患者教育を実施することとした。本プログラムに使用する教育媒体としては、研究者らが作成した「自己管理手帳」と「プログラムテキスト」を登録時に提供を行うこととした。その有効性の検討として、評価尺度を「再発予防知識テスト」・「Health Locus of Control尺度」・「PHQ-9」・「参加者によるプログラム評価」等を設定した。自己申告データと検査データを、介入群と同じテーブルに沿って、データの提出を依頼している。そして介入を実施継続中である。【目的】回復期リハ病棟に入院中の脳梗塞患者に対する再発予防教育プログラムを構築し、その有効性を検討した。【方法】まず、プログラムを構築した。自作のテキストと自己管理手帳を教育媒体とし、診療ガイドラインから抽出した再発予防に関する知識を提供した。次に、回復期リハ病棟に入院中のmodified Rankin Scale:04の脳梗塞患者を対象にプログラムを提供し、介入前後の比較を行なった。評価指標は、知識の獲得を評価するために自作の再発予防知識テスト、既存のHealth Locus of Control尺度(以下、HLC尺度)、自作のプログラム完了者による評価と設定した。【結果】25人に参加依頼を行い、21人の同意を得た(同意率:84.0%)。プログラムは、20人が完了した(完了率:94.1%、脱落率:5.8%)再発予防知識テストは介入前15.90±2.85点、介入後19.70±4.53点(p=.001)で、HLC尺度は介入前36.20±5.59点、介入後39.60±5.73点(p=.041)で、いずれも有意に上昇した。

プログラム完了者による評価の項目で「良い」と回答した者は、プログラム内容(85.0%)、テキスト(65.0%)、自己管理手帳(70.0%)、プログラムを提供する看護師(80.0%)であった。【考察】本研究の対象者は、プログラムによる介入後に、再発予防知識テストとHLC尺度の得点が有意に上昇したことから、再発予防に関する知識の獲得ができ、自分自身の健康をコントロールする感覚を取り戻すことができたと考えられる。また、プログラムは、脱落率が他疾患の教育プログラムよりも低かったことから、回復期リハ病棟において、実行可能な内容であることが考えられる。【結論】今後は、対照群を設置した2群比較による検証にて、プログラムのさらなる有効性を検討する。対象者のリクルートが予定通りに進まなかったため。【目的】回復期リハ病棟入院中の脳卒中患者に対し、脳卒中再発予防を目的とした看護師による患者教育を実施し、その有効性を検討した。【方法】回復期リハ病棟に入院中のmodified Rankin Scale:04の脳卒中患者をリクルートし、ランダムに介入群、対照群に分けた。介入群には、担当看護師が、1週間に2回の計8回(1ヶ月間)+退院1週間前に1回の脳卒中再発予防教育プログラムを面談(1回につき30分から60分程度)にて提供した。評価指標は、生理学的指標、心理学的指標、生活習慣などとした。【結果】33人に参加依頼を行い、24人の同意を得た(同意率:72.7%)。無作為化により介入群、対照群とも12人ずつに分けた。ベースライン、介入終了時点および介入1ヶ月後での、2群間における生理学的指標、心理学的指標には有意な差がなかった。しかしながら、介入後の退院1ヶ月後の生活習慣のうち、「血圧測定」習慣は対照群(3.33±1.80)と比較し、介入群(5.00±0.00)の方が有意に多かった(p=.003)。【考察】本研究の介入群の対象者は、介入後の退院1ヶ月後に、対照群と比較して血圧測定習慣が有意に高くなったことから、看護師の患者教育の有効性が示唆されたと考える。入院中から患者教育により、食事管理、運動管理、服薬管理、セルフマネジメントの知識を獲得し、自宅退院後には血圧測定習慣を獲得することができることにより、脳卒中の再発・重症化を予防することにつながると考える。【結論】回復期リハ病棟入院中の脳卒中患者に対する看護師の患者教育により、対照群と比較し、介入後の退院1ヶ月後に血圧測定習慣が有意に高くなった。回復期リハ病棟の脳卒中再発予防教育の現状について全国調査を実施したところ、入院中に再発予防教育を実施していた施設は61.2%であったが、プログラムとして実施していた施設は7.3%に過ぎなかった。次に、回復期リハ病棟入院中の脳卒中患者(介入群の1群)に、入院中から看護職による再発予防を目的とした患者教育を実施した。その結果、再発予防知識テストとHealth Locus of Control尺度が、介入前後で有意に上昇した。最後に、RCTにより、再発予防教育プログラムを実施した。その結果、介入後の退院1ヶ月後の生活習慣のうち、「血圧測定」習慣が対照群と比較し、介入群の方が有意に多かった。
キリシタン文献類に基づく能楽及び近世初期日本芸能史の研究

イエズス会は、布教に伴って大量の文書を1617世紀の日本で作成し、ローマのイエズス会本部へ送付した。この記録類は、当時の欧州でも関心を集め、欧州で編纂・出版された「書簡集」も多いが、原文書の原言語(ポルトガル語、スペイン語)をラテン語・イタリア語などの一言語に統一的に翻訳し、更に適宜編集を加えてあり、既に一次史料ではない。イエズス会記録類は、織豊期から江戸初期に掛けての日本の中世芸能(能楽、幸若舞曲等)の第三者記述として重要であるが、原文書に拠る研究は少ない。本研究は、研究代表者(豊島)の勤務先(上智大学)に設置されたイエズス会ローマ文書館の日本関係文書の複製を利用すると共に、原文書を所蔵する文書館を直接訪問して調査を進めたが、その過程で、所蔵館側から、当該館の日本関係文書全てのデジタル複製の作成を提案され、マドリード王立歴史アカデミー・国立文書館、大英図書館写本部のイエズス会日本関係文書全点の撮影に成功し、画像約2万コマを入手する事を得た。これは、本研究以前には(当該所蔵館でも)行なわれなかった事業である。ここから、日本演劇史に関連する記事151点を抜き出して翻刻し、特に解釈に問題を生ずる点には(解釈明示のために)日本語・英語への翻訳を加え、それを取得済画像と対照可能な形で内部用データベースとしての資料集の構築を行なった。このデータベース・資料集に基づいて査読論文を発表し(一部は印刷中)、国際会議発表を行なった他、2017年3月9日に、国際シンポジウム「キリシタン時代の宣教に伴う演劇の言語International Symposium on Languages of Theatre in the Christian Mission in Japan」(上智大学)を開催して、ポルトガルから招いた中世演劇史の専門家等と活発な討論を行なった。28年度が最終年度であるため、記入しない。日本発イエズス会報告類を、日本芸能史(特に能楽史)の史料として読み解く研究は従来からあるが、それらがイエズス会文書原典に基づいて行なわれた事はない。イエズス会報告類には、読み物として当時のヨーロッパで編纂・翻訳(例:ポルトガル語→イタリア語→ラテン語、スペイン語→ラテン語)・刊行された1618世紀の版本類(cartasと通称される)と、その原典である書簡類とがあり、従来の研究は、専ら版本類(を更に邦訳したもの)に拠っていた。本研究では、イエズス会本部文書館(ローマ)、スペイン王立歴史アカデミー(マドリード)等に分蔵されている原典類を、写真に基づいて概観した後、不鮮明な部分は直接原本に基づいて調査し、又、版本類の原本、その邦訳との本文の対照を行なって、版本類が行なった翻訳・編集の過程に就ても整理を行なった。特に、スペイン王立歴史アカデミー・スペイン国立文書館からは、格別の配慮によって、所蔵イエズス会日本関係報告類全点の画像の提供を受けて、著しく研究が進捗した。従来のイエズス会報告類に基づく日本芸能史研究は、上記のように、版本類(の更に邦訳)に基づいているものであったため、原典からの重訳(ポルトガル語→ラテン語→日本語、など)によって原典の語義が大幅に置き換えられてしまったケースなども散見される。現在、こうした原典との食い違いなどについて、特に重要なキーワード(例:figura:役者・役名・人形と多義)の語義に対する、当時のラテン語・ポルトガル語対訳辞書などに基づいた再検討を進めている。又、イエズス会報告類の原典は、必ずしも全容が把握されていない事が判明したため、それらの書誌目録についても、電子可読な形での編纂を精力的に進めており、それらと原本写真(電子画像)とを対照させた電子カタログを作成中である。1.調査すべきイエズス会報告原文類は、かなりの量を調査する事が出来た。2.その原文写真(電子化データ)は、特にスペイン王立歴史アカデミー、スペイン国立文書館所蔵分に就ては、両館よりの格別の配慮によって、殆ど全ての画像の入手が終わり、現在、その整理に努めている。3.それと対照すべき1618世紀の版本イエズス会報告類についても、その殆どの画像が入手できており、文書の原典写真と版本の丁数との対照表も、主要部分については、編成が進んでいる。4.対照すべき当時のラテン語・ポルトガル語対訳辞書との対照研究は、大きく進展している。5.これらの研究成果に基づいた学術論文・研究発表(国際研究集会での発表を含む)を複数行なって、研究成果の公開に努めている。

これは、本研究以前には(当該所蔵館でも)行なわれなかった事業である。ここから、日本演劇史に関連する記事151点を抜き出して翻刻し、特に解釈に問題を生ずる点には(解釈明示のために)日本語・英語への翻訳を加え、それを取得済画像と対照可能な形で内部用データベースとしての資料集の構築を行なった。このデータベース・資料集に基づいて査読論文を発表し(一部は印刷中)、国際会議発表を行なった他、2017年3月9日に、国際シンポジウム「キリシタン時代の宣教に伴う演劇の言語International Symposium on Languages of Theatre in the Christian Mission in Japan」(上智大学)を開催して、ポルトガルから招いた中世演劇史の専門家等と活発な討論を行なった。1.イエズス会報告原文類のうち、マドリード以外のスペイン、及び英国に所蔵されるものについては未調査であるので、それらを集中的に調査を進めたい。又、それらの原文写真(電子化データ)の入手にも努める。2.イエズス会報告類の原文と1618世紀の版本とを対照させた書誌目録の編纂を進め、原文と版本とが容易に対照・一覧できるようなデータ構築を引き続き進める。3.従来は、版本報告類に基づいていた研究を、原典とその(当時の欧州での)版本化に伴う変容に遡って再構築し、対照すべき当時のラテン語・ポルトガル語対訳辞書との対照に基づいて、原典の原語義に遡った解釈を与える作業を進行させる。4.これらの研究成果に基づいた学術論文・研究発表(国際研究集会での発表を含む)を複数行ない、研究成果の公開に努める。又、原典所蔵者の了解が得られる範囲で、本研究で編纂した書誌目録を、電子的に公開する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
大脳皮質構成細胞の反応特性と軸索投射様式の研究:細胞内二重標識法による解析

本研究は、最近開発された種々の蛍光物質を用いて、予め細胞体を逆行性に標識し、そのあと別の蛍光色素により細胞内染色を行い二重標識することによって、記録細胞の形態のみならず投射様式を併せて分析するものであり、運動野・体性感覚野・頭頂連合野の皮質構成細胞のより詳細な機能的分類を可能とし、皮質内情報処理機構解明に寄与すると考える。初年度は、主にラットおよびネコでの実験を行ったが、本年度はサルでの実験も加えた。ラット・ネコでの実験は初年度と同じ設定で行い、数鼠の蛍光色素(Fast Blue,Nuclear Yellow,Fluoro Goldなど)を、視床、線条体、橋核、対側皮質などに注入し大脳皮質の第IIVI層の錐体細胞を逆行性に標識した。一定の生存期間の後、ウレタンまたはネンブタ-ル麻酔下で急性実験を行なった。急性実験は、小脳核、延髄錐体を電気刺激し、大脳質運動野・体性感覚野・頭頂連合野で細胞内記録を行った。記録には、20%Lucifer yellow、5% HRPまたはbiocytinなどの充填ガラス微小電極を用い電気泳動にて記録細胞に注入して皮質各層の細胞や視床核細胞の記録染色を試みた。皮質細胞の染色実験では、細胞数がまだ十分でなく今後例数を増えす必要があるが、発火様式と形態との関連を学会で発表した(Jpn.J.Physiol.1991)。またbiocytinを用いて行った視床での細胞内染色は、膜特性と共に形態学的所見をまとめ学術雑誌に掲載した(Exp.Brain Res.87,1991)。さらにサルの小脳ー視床ー前頭前野投射の視床中継核を、蛍光色素の逆行性標識とHRP順行性標識の組合せで明らかにすることに成功し、学会発表(Neurosci.Res.1991)および学術雑誌へ掲載した(Brain Res.1992 in press)。今後この様な研究を続けることにより、複雑な中枢神経系の線維連絡についてはっきりした結論を導けると考えられる。本研究は、最近開発された種々の蛍光物質を用い、予め細胞体を逆行性に標識し、そのあと別の蛍光色素により細胞内染色を行い、二重標識することにより、記録細胞の形態のみならず投射様式を併せて分析するものである。このような研究は、運動野・体性感覚野・頭頂連合野では報告がなく、皮質構成細胞のより詳細な機能的分類を可能とし、皮質内情報処理機構解明に寄与すると考える。実験は、ラットおよびネコを用い、数種の蛍光色素(Fast Blue,Nuclear Yellow,Fluoro Goldなど)を視床、線条体、橋核、対側皮質などに注入し大脳皮質の第IIVI層の錐体細胞を逆行性に標識する。一定の生存期間の後、ウレタン麻酔下で急性実験を行なった。急性実験は、小脳核、延髄錐体を電気刺激し、大脳皮質運動野・体性感覚野・頭頂連合野で細胞内記録を行う。記録には、20%Lucifer yellow、5%HRPまたはbiocytinなどの充填ガラス微小電極を用い電気泳動にて記録細胞に注入して皮質各層の細胞を記録染色を試みた。今年度は、蛍光照明装置付き倒立顕微鏡を購入し、蛍光色素で標識した細胞の形態学的観察が容易になったが、細胞内染色例がまた十分でなく今後例数を増やす必要がある。

並行して行った、視床ー大脳皮質投射の解析は、Fluoro GoldやFast Blueなどの蛍光色素と、PHAーLというレクチンの組み合わせで、視床ー大脳皮質投射線維の形態を検討し、運動系と聴覚系での所見を学会誌に報告した(Neuroscience Research,1990;Neuroscience Letters,1990)。同様の実験は、ネコの頭頂連合野でも行い、皮質内終末の電子顕微鏡による形態学的解析を試み学会報告を行い現在論文を準備中である。問題点としては、ネコなどでは、リポフスチンなどの細胞内顆粒が目だち、黄色い蛍光を発する色素の検出が難しく、今後他の蛍光色素の使用を検討しなければならない点が挙げられる。本研究は、最近開発された種々の蛍光物質を用いて、予め細胞体を逆行性に標識し、そのあと別の蛍光色素により細胞内染色を行い二重標識することによって、記録細胞の形態のみならず投射様式を併せて分析するものであり、運動野・体性感覚野・頭頂連合野の皮質構成細胞のより詳細な機能的分類を可能とし、皮質内情報処理機構解明に寄与すると考える。昨年度は、主にラットおよびネコでの実験を行ったが、本年度はサルでの実験も加えた。ラット・ネコでの実験は昨年度と同じ設定で行い、数種の蛍光色素(Fast Blue,Nuclear Yellow,Fluoro Goldなど)を、視床、線条体、橋核、対側皮質などに注入し大脳皮質の第IIVI層の錐体細胞を逆行性に標識した。一定の生存期間の後、ウレタンまたはネンブタ-ル麻酔下で急性実験を行なった。急性実験は、小脳核、延髄錐体を電気刺激し、大脳質運動野・体性感覚野・頭頂連合野で細胞内記録を行った。記録には、20%Lucifer yellow、5%HRPまたはbiocytinなどの充填ガラス微小電極を用い電気泳動にて記録細胞に注入して皮質各層の細胞視床核細胞の記録染色を試みた。皮質細胞の染色実験では、細胞数がまだ十分でなく今後例数を増やす必要があるが、発火様式と形態との関連を学会で発表した(Jpn.J.Physiol.1991)。またbiocytinを用いて行った視床での細胞内染色は、腹特性と共に形態学的所見をまとめ学術雑誌に掲載した(Exp.Brain Res.87,1991)。さらにサルの小脳ー視床ー前頭前野投射の視床中継核を、蛍光色素の逆行性標識とHRP順行性標識の組合せで明らかにすることに成功し、学会発表(Neurosci.Res.1991)および学術雑誌へ掲載した(Brain Res.1992 in press)。今後この様な研究を続けることにより、複雑な中枢神経系の線維連絡についてはっきりした結論を導けると考えられる。
細胞病態にみられる中間径フィラメントネットワーク変異の分子機序

これまでの研究で骨格筋の中間径フィラメントネットワークはプレクチンを介して筋形質膜にあるジストロフィン軸に連関することが明らかになった。さらにプレクチン自身がどのような分子に直接結合しジストロフィン軸に連関するかを解析したところデスマスリン-ジストロブレビンを介してジストロフィンに連関していることが明らかになった。そこでジストロフィン欠損による筋ジストロフィー、ドゥシャンヌ型筋ジストロフィーのモデル動物であるmdxマウスでジストロフィン欠損による中間径フィラメントネットワークの異常について検討してみた。というのは、上記した分子連関から推測できるようにジストロフィンが欠損することにより中間径フィラメントネットワークが筋形質膜への拠り所を失い変異を生じることが予想されるからである。その結果、以下のことが今回新たに明らかになった。1)ジストロフィンは欠損するがジストロブレビンは筋形質膜下に遜色なく存在していた。これはおそらくジストロフィンの代償として発現しているユートロフィンを介してジストロブレビンが筋形質膜にアンカーしているためと考えられる。2)この状況で中間径フィラメントタンパク質・デスマスリンやプレクチンは筋形質膜直下への存在が増大していた。3)この筋形質膜直下への蓄積傾向は壊れる前の筋線維、中心核をもつ再生した筋線維のどちらにおいても見受けられた。新規タンパク質デスマスリンと中間径フィラメント結合タンパク質プレクチンは結合するが、その結合ドメインに関しては不明である。そこで本年度は結合ドメインの解析を様々なコンストラクトに基づくリコンビナントタンパク質を用いてプルダウンアッセイにより行った。デスマスリンにおけるプレクチン結合ドメインはロッドドメインとテールドメインの境界領域に存在した。一方、プレクチンにおけるデスマスリンの結合ドメインは3箇所認められた。一つはエクソン1の領域、もう一つはアクチン結合ドメインを含むカルポニンホモロジードメイン(エクソン2-8)領域、3番目の箇所としてスペクトリンリピート1領域の一部(エクソン15-20)である。この結果でプレクチンのアクチン結合ドメインを含む領域にデスマスリンも結合することが示されたので、アクチンとデスマスリンの間でプレクチン上の結合ドメインへの競合が起るかどうかが疑問となった。そこで競合的アクチン共沈実験を行った結果、F-アクチンとデスマスリンとの間で競合は起らないことが明らかになった。すなわち、プレクチンは同時にアクチンにもデスマスリンにも結合しうるということである。さらにこの実験に附随してデスマスリン自体も弱いながらもアクチン結合能をもつことが明らかになった。以上の結果から次のようなことが考察された。1)デスマスリンの結合するプレクチン・エクソン1の領域はプレクチンのアイソフォームによって異なり欠損するアイソフォームも存在する。したがって、プレクチンアイソフォームによりデスマスリンに対する結合安定性が異なることが推察される。2)プレクチンおよびデスマスリンは互いに結合すると共にF-アクチンにも結合し三点で結合している関係にあると考えられる。
適応制御系シンセシスに関する実証的研究

前年度の成果に基づき、本年度は以下の項目について研究を行なった.1.実用的な適応制御手法の開発:周波数領域上での適応制御系設計については、これまでの結果をさらに発展させ、2次計画法を用いることで、安定性が保証できる手法を開発、多変数PID制御系の適応的設計手法に応用した.この結果は、本年7月に開催される第14回IFAC世界大会で発表予定である.また、また、プラントを強正實化して出力フィードバック方式で制御器を構成するために有効な並列フィードフォワード補償についても、Systems & Control Letters,Int,J,Systems Scienceなどに研究発表を行なっている.2.適応制御手法の有効性に関する実証的研究:プロセス制御については、岩井・水本がカナダを訪問、アルバータ大学設置のパイロットスケールプロセス実験装置に、上記周波数適応制御方式を適用、実験的に有効性の検証を行なった.また、S.L.シャーが熊本大学を訪問、多目的適応モデル予測制御手法を、自走式倉庫内搬送車の振動制御実験装置で、実際に検討した.また、同装置をペンチマーク問題と位置づけ、単純適応制御、周波数領域上での適応PID制御の3者について、比較険討を行ない、シャー教授が開発した最小分散制御を応用した手法で比較検討した.以上の結果の一部は既に、第41回自動制御連合講演会で発表したが、今後、評価の高いジャーナルに発表を予定している.3.其の他:この国際学術研究を行なった副産物と考えてよいが、学生交流の一環として平成10年度から熊本大学工学部学生をアルバータ大学で4週間英語・工学研修させるプログラムをスタートさせることができ国際化の動向に貢献できた.前年度の成果に基づき、本年度は以下の項目について研究を行なった.1.実用的な適応制御手法の開発:周波数領域上での適応制御系設計については、これまでの結果をさらに発展させ、2次計画法を用いることで、安定性が保証できる手法を開発、多変数PID制御系の適応的設計手法に応用した.この結果は、本年7月に開催される第14回IFAC世界大会で発表予定である.また、また、プラントを強正實化して出力フィードバック方式で制御器を構成するために有効な並列フィードフォワード補償についても、Systems & Control Letters,Int,J,Systems Scienceなどに研究発表を行なっている.2.適応制御手法の有効性に関する実証的研究:プロセス制御については、岩井・水本がカナダを訪問、アルバータ大学設置のパイロットスケールプロセス実験装置に、上記周波数適応制御方式を適用、実験的に有効性の検証を行なった.また、S.L.シャーが熊本大学を訪問、多目的適応モデル予測制御手法を、自走式倉庫内搬送車の振動制御実験装置で、実際に検討した.また、同装置をペンチマーク問題と位置づけ、単純適応制御、周波数領域上での適応PID制御の3者について、比較険討を行ない、シャー教授が開発した最小分散制御を応用した手法で比較検討した.以上の結果の一部は既に、第41回自動制御連合講演会で発表したが、今後、評価の高いジャーナルに発表を予定している.3.其の他:この国際学術研究を行なった副産物と考えてよいが、学生交流の一環として平成10年度から熊本大学工学部学生をアルバータ大学で4週間英語・工学研修させるプログラムをスタートさせることができ国際化の動向に貢献できた.課題:適応制御系シンセシスに関する実証的研究に関し、本年度は以下の研究を行った。1.理論的研究及びその実験による実証・多変数単純適応制御系(SAC)に関する研究:プロセス系におけるSAC系のロバスト設計法、離散時間SAC系の設計法、バックステッピング法とSAC手法との関係、などについて理論及び実験の両面から検討を行った。結果の一部は、計測自動制御学会論文集、日本機械学会論文集C,Int.Journal of Systems Science、Proc.IFACADCHEM97などに掲載または投稿中である。また、非線型適応制御についても研究を進めた。・周波数領域での適応PID制御:周波数領域上でのPID制御器のパラメータ調整について多変数、適応、分散等種類の観点から検討を行った。結果は、日本機械学会論文集C、2nd Asian Control Conferenceなどで発表した。2.プロセス制御実験装置による実証的研究アルバ-タ大学化学工学科設置のコンピュータフェイスドパイロットプラントに、開発した適応制御アルゴリズムを適用しその有効性について実証的な研究を行うため、代表者岩井と分担者水本が、アルバ-タ大学に出張し、共同研究者のシャー教授とSACおよび周波数適応制御のプロセス系への適用について共同研究を行った。特に、シミュレーションソフトをそのままプラント実験用制御装置に適用し、極めて簡単に実験・シミュレーションの融合が行えるようなソフト・ハードシステムの開発について共同研究を行い、それを用いて、今回は周波数応答適応PID制御についてオンライン制御実験を行った。成果の一部は国際会議で発表予定である。なお、上記システムは平成10年度の継続研究時に大いに活用する予定である。前年度の成果に基づき、本年度は以下の項目について研究を行なった。1.実用的な適応制御手法の開発:周波数領域上での適応制御系設計については、これまでの結果をさらに発展させ、2次計画法を用いることで、安定性が保証できる手法を開発、多変数PID制御系の適応的設計手法に応用した。この結果は、本年7月に開催される第14回IFAC世界大会で発表予定である。また、また、プラントを強正実化して出力フィードバック方式で制御器を構成するために有効な並列フィードフォワード補償についても、Systems & Control Letters,Int.J.Systems Scienceなどに研究発表を行なっている。2.適応制御手法の有効性に関する実証的研究:プロセス制御については、岩井・水本がカナダを訪問、アルバータ大学設置のパイロットスケールプロセス実験装置に、上記周波数適応制御方式を適用、実験的に有効性の検証を行なった。

また、S.L.シャーが熊本大学を訪問、多目的適応モデル予測制御手法を、自走式倉庫内搬送車の振動制御実験装置で、実際に検討した。また、同装置をベンチマーク問題と位置づけ、単純適応制御、周波数領域上での適応PID制御の3者について、比較検討を行ない、シャー教授が開発した最小分散制御を応用した手法で比較検討した。以上の結果の一部は既に、第41回自動制御連合講演会で発表したが、今後、評価の高いジャーナルに発表を予定している。3.其の他:この国際学術研究を行なった副産物と考えてよいが、学生交流の一環として平成10年度から熊本大学工学部学生をアルバータ大学で4週間英語・工学研修させるプログラムをスタートさせることができ国際化の動向に貢献できた。
花芽特異的に発現する酸化酵素「チトクロームP450」の生理機能解明

高等植物の花芽形成過程は、各種植物ホルモンの働きによって制御されていることが知られている。近年、ジベレリン、ブラシノステロイドなどの植物ホルモンの生合成過程にチトクロームP450(P450)の酸化反応が関与していることが明らかになってきた。申請者は、ペチュニアの花芽形成過程の初期段階で特異的に発現する9種類の遺伝子を高等植物から初めてクローニングし、これら遺伝子がP450をコードしていることを明らかにした。そこで本研究の目的は、これらP450の遺伝子破壊植物を作成し、野生型植物と比較することにより花芽分化・花芽形成過程におけるP450の働きを解析することである。4000個体のペチュニアミュータント植物を用いた研究から、2種類の花芽特異的P450についてそれぞれ2個体のトランスポゾン(dTph1)挿入ミュータントを得た。さらに本年度は、他の7種類のP450についてもミュータント植物をスクリーニングし、これらすべての変異体と野生型のペチュニアの花芽形成過程について、形態的な差異を比較を行った。オランダのKoseらのグループとの共同研究で現解析した結果、変異型植物は野生型植物に比較して、成長がやや遅くなることが明らかになった。次に、酵母、発現ベクターpAAH5にP450cDNAを挿入し、酵母用発現ベクターを作製する。酵母Saccharomyces cerevisiaeを形質転換した後、ミクロソーム画分を精製し、ジベレリンとブラシノステロイドの代謝実験を行った結果、本P450はこれらの二次代謝物の酸化反応には関与しないことが明らかとなった。高等植物の花芽形成過程には、チトクロームP450(P450)の酸化反応が関与していると考えられているが、どのP450分子種が反応に関与しているのか分子レベルでの解明はなされていない。そこで本年度は、ペチュニアの花芽形成過程の初期段階で特異的に発現する7種類の遺伝子についてトランスポゾン(dTph1)による遺伝子破壊の実験とcosuppression法によるP450の機能解析を行った。1)トランスポゾン(dTph1)による遺伝子破壊の実験P450ゲノムDNAへのdTph1挿入変異体5種類を得た。これら変異体の形態と野生型のペチュニアの花芽形成過程について比較検討した結果、CYP76の変異体に関して、花色の変化が観察された。今後、この花色の変化がP450を遺伝子破壊したものによるのか解析する予定である。2)cosuppression法によるP450の機能解析高発現型カリフラワーモザイク35Sプロモーターの下流に、7種類P450cDNAを連結させた植物発現用ベクターを作製し、アグロインフェクション法によりアラビドプシスを形質転換植した。各形質転換体からmRNAを精製し、ノザンブロティング法を用いてP450遺伝子の発現量を調べた結果、7種類のP450についても形質転換体を得た。現在、この形質転換体と野生型のアラビドプシスの花芽形成過程について比較検討を行っている。