hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オーバーサイズ導波管を用いた短ミリ波帯空間電力合成器の研究

本研究課題は、短ミリ波帯高出力固体発振器実現のため、研究代表者等が提案したオーバーサイズ(オーバーモード)導波管を用いた多素子空間電力合成器の研究・開発を目的として進められた。本研究期間における主たる課題は、周波数逓倍動作型固体素子を多数個用いたコヒーレントな電力合成を90GHzを越える短ミリ波帯で実現し、本電力合成器の有用性を証明すると同時に、その回路設計法を確立することにあった。このため、固体素子として主にガンダイオードを用いて研究を進め、以下の成果を得た。1.格子型反射鏡の動作を理論および実験的に調べ、その有効性を確認し、その最適構造を明らかにした。本反射鏡は、基本波周波数による素子間の位相同期と2逓倍波の高効率な電力合成を、オーバーサイズ共振器内で同時に可能にするため考案したものである。2.逓倍波に対する最適出力導波管構造を、ガンダイオードの動作インピーダンスを考慮し決定した。3.上記の結果に基づき、基本波および逓倍波に対する発振器の等価回路を構築し、実験との照合を通して、等価回路を用いた発振器設計の有効性を明らかにした。4.素子数を変えた場合の発振特性の変化を実験的に調べ、最大15素子という多素子によるコヒーレントな電力合成に初めて成功した。この実験を通して、最大電力合成効率67%、最大出力250mW、を中心周波数97GHzにおいて、10%を越える周波数同調性を達成した。以上の通り、本研究を通して、オーバーサイズ導波管型電力合成器が有力な短ミリ波高出力固体発振器であることを証明し、基本的な回路設計法をほぼ確立した。同時に、多素子電力合成時において、その高効率化には特性の均一な素子利用が不可欠との知見を得、より高出力化への問題点を明らかにした。研究初年度は、逓倍動作するマルコーニ社製ガンダイオードの動作特性および格子鏡型反射鏡の動作を理論および実験的に調べ、発振器設計のための等価回路構築を主な目的として研究を進めた。以下に行った研究結果について箇条書きに示す。1逓倍波動作型ガンダイオードの動作インピーダンスの決定インピーダンス特性が明らかなテスト用導波管共振器を製作し、2逓倍動作型ガンダイオード(70mW @94GHz)の動作インピーダンスを、周波数90GHzから100GHzの範囲でその発振特性を調べることで決定した。2共振器の等価回路の構築本電力合成型逓倍器において、オーバーサイズ導波管型共振器内にアレイ化され装着されたガンダイオードは、ダイオードが1個のみ装着された単体の導波管共振器と同じように働く。そこで、この動作原理を利用し、基本波および逓倍波に対する共振器の等価回路をそれぞれ構築した。3等価回路の実験的検証等価回路を用いて、3x1導波管アレイを用いた電力合成器を周波数94GHz帯で設計し、試作を行った。このテスト用電力合成器を用いて、等価回路から予想された理論的な発振特性を実験的に検証し、構築した等価回路の正当性を確認した。4格子状反射鏡の設計とその動作確認基本波および2逓倍波のそれぞれの周波数に同調可能な格子状反射鏡を設計・製作し、その動作を上記テスト用電力合成器を用いて実験的に調べた。その結果、格子板周期をアレイ導波管の幅と一致させることで、アレイ数により決定される動作モード以外の余分なモード発生が無く、効率的な電力合成が可能であることを実証した。

これらの結果、3個のガンダイオードを用いて、電力合成効率42%、出力90mW、を中心周波数94GHzで達成した。本年度は、ガンダイオード10素子以上による多素子電力合成器開発を目的に研究を進めた。先ず、ダイオード3個を用いたテスト用小型電力合成器を用いて、逓倍波出力を最大にする最適な出力導波管構造について、前年度構築した逓倍波電力合成器に対する等価回路を用いて理論的に検討した。その結果から、基本波電力を全反射し、かつ逓倍波電力は90%以上透過させるテーパー型出力導波管構造を新たに導入した。その結果、電力合成効率67%、最大出力140mW、を中心周波数97GHzで達成した。この出力は、以前のステップ型出力導波管結合器に比較し約1.6倍に相当する。また、この出力導波管構造の最適化により、機械的な周波数同調範囲が約2倍向上し、中心周波数に対して約10%(9.7GHz)の範囲で周波数可変となった。これは、基本波で動作するガンダイオード単体での発振周波数同調範囲に匹敵する大きな値である。この結果は、本逓倍波電力合成器が、高い出力だけでなく、高い周波数可変性を実現できる短ミリ波帯発振器であることを示している。本研究の目標である1Wの出力を得るため、上記結果に基づき、多素子高出力電力合成器の開発を行った。この様な多素子によるコヒーレントな電力合成を行うためには、特性のそろったダイオード素子を用いる事が必要不可欠となる。そこで、先ず、購入した25個のガンダイオードの各発振特性を実験的にそれぞれ調べ、1%以下で特性が一致する15素子を選択した。この測定を通し、同一ロットで製作されたガンダイオードの特性のバラツキは、大きくても数%以下である。しかし、同じ型式のガンダイオードでも、同一ロットでない場合には、10%以上のバラツキがあることが分かった。次に、5x3素子アレイ用電力合成器を等価回路を用いて新たに設計し、その製作を完了した。本年度は、研究目標の一つであるWバンド帯で1Wの電力合成出力を得ることを目的に、2逓倍動作型ガンダイオードの素子数を3素子から15素子へと大幅に増加させ、動作実験を行った。電力合成用共振器としては、高い電力合成効率を達成した3素子用共振器を拡張し、横5列、縦3列の5×3導波管アレイを試作し用いた。その結果、ダイオード15素子のコヒーレントな電力合成に初めて成功し、本オーバーサイズ導波管型共振器が、10素子を越える比較的大きな素子アレイに対しても有効に働くことを実証した。一方、多数素子を用いた場合の問題点も同時に明らかとなった。詳細な実験結果から、3素子合成時には問題とならなかったダイドード特性のバラツキと15個の導波管部の僅かな寸法誤差が電力合成動作に強く影響し、合成効率低下と動作周波数範囲の狭帯域化を招く。この結果、当初予想していた電力合成効率60&以上、周波数同調範囲10%に対し、効率23%(出力250mW)、同調範囲4%に止まった。素子数を変えた実験と、等価回路を用いた理論検討の結果、これらの問題は、素子取り付け部および出力導波管部の構造を変更し、より素子と共振器との結合を強めること、従来±20μm程度の共振器製作精度を高めること、で解決できるとの知見を得た。ヘテロストラクチャー・バリア・バラクター(HBV)素子を、そのインピーダンス(16Ω+j126Ω@94GHz)を考慮し、上記電力合成器への組込方式を検討し、電力合成器出力モードをH-ベンド導波管によりTE_<10>モードへ変換した後、HBV平面アレイに入射させる方式が、微細加工を必要とするHBV
ふしづくりにおける系統的・段階的指導を通した音楽科の授業開発

○研究目的:本研究の目的は,ふしづくりの系統的・段階的な指導が,子どもの学ぶ意欲や音楽の基礎的能力の向上にどのように影響するのかを検討し,音楽科授業における指導法の開発を行うことであった。○研究方法:次のような方法で研究を行った。1「ふしづくりの教育」の歴史や経緯について,先行研究や文献等を整理する。21960年代当時の岐阜県吉城郡古川町古川小学校の『ふしづくり一本道ー基礎能力を培うためにー』の中にある「ふしづくり指導計画一覧表」を再検討し,現代版として対応できるものを作成する。3作成したものを,小学校1年生, 2年生, 6年生の音楽科の授業の中で活用し,実践を記録する。4児童の学習への意欲及び音楽の基礎的能力を図るテストを実施し,「ふしづくりの教育」導入前後の変容を見取る。○研究成果:本研究の結果,「ふしづくりの教育」を取り入れたことで,児童の音楽の基礎的能力が全般的に高まったこと,及び児童の音楽づくりへの意欲や主体的な学びに向かう姿勢の高まりが一部認められたことを,成果として挙げることができる。その要因として,「ふしづくりの教育」の次の3つの特質が働いていたと考えられる。それは, 1短時間の学習で積み上げが可能であること, 2子どもたちの主体的活動が仕組みやすいこと, 3自らふしを選択し,創作しているため,自己の能力に合った学習ができることである。1については,授業の導入の515分程度で活動が可能であるため,教師の負担も少なく,また子どもたちも飽きずに行うことができた。2については,学習の方法を学ぶことにより,子どもたちの主体的活動が増え,発展性をもつことができた。3については,自らふしを選択するまでの過程で,多くの音楽ことばを獲得させておくことで,苦手意識のある子どもでも自己の能力に合わせて主体的に創作することが可能となった。
X線HARP検出器を用いた微小結晶高速スクリーニング技術の開発

X線マイクロビームによりタンパク質結晶をスキャンし、回折イメージをリアルタイムで収集・評価するシステムの開発を行った。このシステムにより、大きさ数十ミクロン程度の微小結晶の高速位置決めが可能であることが示された。この技術はタンパク質結晶回折実験の自動化への応用が可能である。本研究の目的は、X線マイクロビームによりタンパク質結晶をスキャンし、高感度で高速な読み取り性能を持つX線HARP検出器によって回折イメージをリアルタイムで収集・評価するシステムを開発することである。平成21年度は、33ミリ秒のフレームレートで出力される画像データの評価技術の開発を行った。リアルタイムで画像を評価するため、GPU(画像演算ユニット)を用いて処理を分散させ高速化を実現した。具体的には、画像を数十の小画像に分割し、それぞれの小画像の処理を各GPUに割り振って並列計算させるようなソフトウェアをコードした。簡単な回折ピークサーチのアルゴリズムであれば、1イメージを1020ミリ秒で処理することが可能であることが示された。一方、X線HARP検出器を放射光ビームラインに設置してスキャン測定を行うため、ビームラインの試料位置調整軸(ゴニオメータ)と検出器を同期させる制御系の開発を行った。放射光マイクロビームで試料をスキャンするためには、ゴニオメータと連動した回折イメージ測定が必要となる。20ミクロンのビームで33ミリ秒のフレームレートでデータを収集していく場合、ゴニオメータのスキャンスピードは20μm/33msec(0.6mm/sec)となり、ゴニオメータの駆動と検出器のタイミングは少なくとも10ミリ秒程度以下で合わせる必要がある。ゴニオメータを制御するステッピングモータコントローラを購入し、その上で動くプログラムを設計した。コントローラからトリガ信号を用いて検出器を同期させる準備が整った。22年度は、21年度に開発を行った画像データ評価ソフトウェアを、実際のタンパク質結晶を用いたセンタリング実験に適用した。そのために、性能の良くわかっている商用のピクセルアレイ型検出器(Pilatus100K,Dectris社製)を放射光ビームラインに設置し、タンパク質結晶をゴニオメータで並進させてスキャン測定を行った。ゴニオメータ駆動とイメージ読出しを同期させ、20マイクロメータステップ(グリッド)でスキャンイメージを取得した。これらを再合成することで結晶の位置およびおおまかな大きさの情報を取得することに成功した。また、結晶に照射するX線量を(通常の回折データ収集実験に比べ)かなり弱くしても、スキャンによる位置情報取得が可能であることも示された。一方、検出器を試料に可能な限り近接させて大きな回折角の回折イメージを取得するため、ダイレクトビームストッパーの改良を行った。検出器を近接させるためにはビームストッパーをできるだけ試料位置に近づける必要があるが、同時に回折イメージ中に写りこむビームストッパーの影が大きくなってしまう。この影を最小にするよう、ビームストッパーを可能な限り小型化した。上記の他、イメージデータ処理を行うための高速コンピュータや無停電電源装置等の購入を行い、データ処理を効率よく行う環境を整備した。23年度は22年度の実績に基づきX線HARP検出器とのつなぎこみおよび放射光ビームラインを用いた評価試験を行う予定であったが、東日本大震災のためビームタイムが十分に確保できなかった。そのため、本年度は画像データ評価ソフトウェアの改良を中心に行った。21年度に開発したソフトウェアはGPUを用いているため高速である反面、アルゴリズムとしては単純な回折点のピークサーチである。そのため結晶の有り無しを判定することは可能であるが、比較的サイズの大きな結晶上の良質部を探索することはできない。この目的のためには回折イメージの「質」をなんらかの方法で評価する必要があるが、今回は回折点のプロファイルを評価するソフトウェアの開発を行った。リアルタイムでの評価は難しいが、評価の第二段階(オプション)として、特にマイクロビームを用いたスキャンで有用性は高いと考えられる。また、当初計画で予定していた最適なデータ収集条件を推定する機能も準備した。上記の他、画像データ評価ソフトウェアをビームライン制御ソフトウェアにつなぎこむためのインターフェース部を開発した。前年度に引き続き小型ビームストッパーの更なる改良を行った。また、イメージデータを保存するためのデータストレージを整備した。
カルシウム透過性電位センサーを用いた新規光遺伝学ツールの作製

まず、Ca2+透過性電位センサードメインがどのようにCa2+透過路を形成しているかを変異体を用いた実験により調べた。その結果、4つの膜貫通領域のうち2番目の膜貫通領域のN末端側にあるリジンおよび3番目と4番目の膜貫通領域の間にあるグルタミン酸がイオン透過路の入り口を形成していることが分かった。続いて、膜貫通領域内でイオン透過路の形成に関わるアミノ酸の探索を行った。Ca2+などの正に帯電したイオンが疎水性環境である膜を通過するためには、膜貫通領域において酸性アミノ酸と相互作用しながら進む必要がある。そこで、膜貫通領域およびその近傍に存在する酸性アミノ酸ひとつひとつに変異を導入し、Ca2+透過が阻害されるかどうかを調べた。しかしながら、すべての変異体において野生型と同等のCa2+透過が見られたため、イオン透過路の形成に必須なアミノ酸を同定することはできなかった。また、光駆動性カルシウムチャネルの候補分子を探索するためのスクリーニング系の構築を行った。この系の確立には、Ca2+チャネルを欠損した変異型出芽酵母株(H317)を用いた。H317はa-factorと呼ばれるホルモンで刺激されると細胞死を起こすが、Ca2+透過性のイオンチャネルを強制発現させることでその細胞死を防ぐことができる。実際、H317に欠損しているCCH1を強制発現させてa-factor刺激を行い、細胞生存率をメチレンブルー染色により調べた結果、生存率は90.0±0.93%であった。一方、CCH1を発現させなかった場合の生存率は56.1±1.03%であり、CCH1を戻した場合と比べて有意に生存率が低かった(mean±SEM, n = 3, p < 0.01 by Tukey's test)。これにより、酵母を用いてCa2+透過性を持つイオンチャネルのスクリーニングする系が確立した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
近現代中国におけるリベラリズム思想の受容と展開

20世紀の中国史は、ナショナリズムや社会主義に加えて自由主義を受容した歴史でもあった。本研究は、自由主義の視点から、新たな中国近現代史像を提示した。その具体的な成果は『リベラリズムの中国』(有志舎、2011年)である。本研究の目的は、海外の研究者とも連携しながら、西洋のリベラリズム思想が近代中国においてどのように受容され、20世紀中国においてどのような展開をみせたのかを解明することである。これまで,中国の「自由」や「リベラリズム」が語られる際,そこには次の二つのパターンを両極とするある種のステレオタイプが見え隠れしてきた。(1)自由の概念やリベラリズムを西洋由来の思想と見なし,中国におけるその「欠如」「排除」や「挫折」「歪曲」を指摘するもの。集団的権利の個人的権利に対する優越という図式も,このバリエーションと見なしうる。(2)中国の歴史には独自の価値と発展パターンがあり,西洋的バイアスを排して,内在的,共感的な立場から,「自由」な「主体」形成の特質が見いだされなければならないというもの。この見方では,中国の歴史や思想における異,西洋的な個性に関心が払われ,いわば総体的な「文明の視座」から「近代」「西洋」の諸価値が相対化される。我われは,この両極のいずれにも自己同定しがたいという問題意識から,この一年間研究活動をおこなってきた。すなわち,我われが構築しようとした方法論とは,次のようなものである。中国が近代世界に参入する過程で「自由」がはじめて他律的に問われるようになったという点で,(1)にはある程度共感するが,「自由」の有無や「市民社会」との距離を以て中国を裁断することには賛同しない。しかし,だからといって,(2)の立場にも安住しない。たしかに,自由と統制,欲望と秩序,権力と正義といった問題群に対する思考や自省の経験が「西洋」の独占物ではないという点で,(2)の立場には大いに共感する。けれども,中国の歴史を横軸(共時的構造)に沿ってみた場合,とりわけ現代という時代にあって,「中国」の「リベラリズム」という主語が,前提抜きに成立するわけではない。こうした方法論を初歩的に構築しできた点こそが,我われの初年度の最大の成果である。(→その初歩的な実践は「研究発表」欄に記載した研究成果を参照のこと)。今年度の活動実績は、次の三点に区分できる。1、近代中国のりベラリズム思想の受容と展開を支えていたメディア・学術体制を解明。(1)近代中国メディア界の言論・出版活動の実態について、国際関係の視点をふまえつつ、詳細に分析。主たる分析対象は、清末の『国聞報』や民国期の著作権問題、新聞の「副刊」であった。〔村田・中村・小野寺〕(2)民国期の学術と政治の関係を分析。主たる分析対象は、1930年代から40年代にかけての中央研究院における学術の自由であった。〔竹元〕(3)民国期の各種の政治団体が有していた「自由主義思想」について分析。主たる分析対象は国民党内の「自由主義思想」であった。〔王奇生・汪朝光・中村〕2、近代中国におけるリベラリズムとナショナリズムの関係性について考察。世界のりベラリズム思想が19世紀後半から1930年代にかけて変容していく中で、近代中国のリベラリズム思想の歴史的意味を問い直した〔川尻・久保・村田・章清〕。とくに、日中戦争期の「戦国策派」と戦後の『観察』の思想活動について再検討をおこなった〔水羽・柳〕。3、キリスト教が近代中国のりベラリズム思想の展開に与えた影響について考察。楊天宏氏の研究成果を検討した際に〔大澤・土居〕、キリスト教精神とリベラリズム思想の展開とが文学活動を通じて接点を有していたことが明らかとなった。中国近代文学研究者との学術交流によって、この点を文学者の心性に即しながら再検討した〔小川利康・中裕史〕。以上の研究成果の一端は、『ワークショップ報告集』(復旦大学、2008年9月)と『近きに在りて』(54号、2008年11月)特集号にまとめてある。これらの研究上の意義は、「国際性を有しつつ、近代中国リベラリズム思想研究に新たな視点を提起した」ことにある。来年度に開催する国際シンポジウムへの布石となった。本年度は、当初の研究計画どおり、国際会議を東京で開催した。中国語による国際ワークショップ「中国近現代の自由主義」(東京大学駒場キャンパス、2009年10月4日)は、昨年度の国際会議の成果を土台としたものであり、本研究目的はほぼ達成されつつある。その到達点を具体的に記すと、以下のとおりである。1、小野寺史郎(分担者)「1920年代中国青年党「国家主義」イデオロギー初探」などを通じて、近代中国の民族主義と自由主義の関連性を再定義したこと。2、章清(復旦大学)

「公共輿論-中国自由主義の「表現」と「実践」」などを通じて、近現代中国の自由主義思想の展開を支えていたメディア空間を実証的に浮かび上がらせたこと。3、久保亨(分担者)「戦後中国の経済自由主義」を通じて、経済と思想という観点から近現代中国の自由主義思想を再考していくとの当初の目的を達成したこと。4、中村元哉(分担者)「国民党「党治」」下の自由論と国際政治観」などを通じて、国際関係の中で近現代中国の自由主義思想を再定位したこと。ただし、このワークショップでは、同時に、上記1・4の論点および結論も補強していかなければならないことが改めて確認された。そこで、2010年3月15日に大陸と台湾の研究者を招聘し、孫清「どのような理想の「国民」を育成するのか」および孫慧敏「上海公共租界と中国の弁護士」の各報告を基に不足していた点を補った(東京大学駒場キャンパス)。以上の活動により、最終年度に準備する論文集の成果が出揃った。四月からは、この論文集の作成に全力を注ぐことになる。最終年度の主たる研究活動は次の2点に集約される。下記1は本研究プロジェクトの国際化と対外発信を狙った活動であり、下記24は本研究プロジェクトの成果を日本の国内外に問うための作業であった。いずれも、研究実施計画に基づくものであり、4年間の研究目的、すなわち「近現代中国のリベラリズム思想に注目して現代中国を読み解き、この新しい研究潮流を国内外の研究者と広く共有しながら研究成果を発信していく」という目的に合致した研究活動である。1、研究報告会(京都大学、2010年6月)(1)報告者:孫宏雲〔中山大学〕(2)内容:日本が清末・民国期の政治学の発展に与えた影響について2、研究成果の執筆・集約(2010年7月9月)3、編集会議(東京大学、2010年9月)(1)内容:論文集『リベラリズムの中国』(村田雄二郎編、有志舎)の刊行準備(2)執筆者:村田雄二郎、久保亨、水羽信男、川尻文彦、中村元哉、小野寺史郎、竹元規人、金子肇〔下関市立大学〕、章清〔復旦大学〕、孫清〔復旦大学〕、孫宏雲〔中山大学〕、孫慧敏〔中央研究院〕、王奇生〔北京大学〕ほか4、原稿の校正作業(各自、2010年10月2011年2月)5、編集会議(東京大学、2011年3月)(1)内容:再校、索引の作成(2)参加者:本科研メンバーなお、本研究プロジェクトを通じて構築された人的ネットワークと読書会の場は、新たな研究プロジェクトに引き継がれる(現在、科研に申請中)。今後のさらなる研究の進展を目指したい。
遺伝子導入による制癌剤感受性増強の検討-ヘルペスウイルス由来Thymidine kinase(HSV-Tk)遺伝子導入によるGanciclovir(GCV)の感受性の検討-

ピリミジン代謝サルベ-ジ経路の酵素であるThymidine phosphorylase(以下TPと略す)は、癌細胞においてしばしば高値を示すと言われている。我々も外科切除標本を対象に、癌組織及び同一患者の隣接正常組織のTP活性を測定し、癌組織において有意にTP活性が上昇していることを確認した。臓器別検討においては、肺癌、胃癌、大腸癌、胸膜・腹膜播種細胞等にて検討を行い、播種細胞にて低値の傾向を認めた。5-FUのプロドラッグであるDoxifluridine(以下5 ́-DFURと略す)はTPにより、5-FUに変換される。そこで外科切除標本、cell linesを対象にTP活性と5 ́-DFUR感受性を検討し、正の相関の傾向を見出した。一方TPは新生血管増殖因子であるPlatelet Derived-Endothelial Cell Growth Factor(以下PD-ECGFと略す)と同一の蛋白であることが報告された。我々もPD-ECGF cDNA(TP活性を有する)を入手し得たため、同cDNAを利用して、種々の検討を行った。PD-ECGF cDNAをpcDNA3ベクターに挿入してcell lines(F2408,PC-3,PC-9,B16等)にトランスフェクトし、5 ́-DFUR感受性を検討した。F2408cell linesにおいてはPD-ECGFを導入(以下F2408+と略す)することで、5 ́-DFUR感受性が300倍以上にも増強した。またBystander effectを検討したところ、F2408+株20%にてBystander陽性の結果を得た。よってPD-ECGFは5 ́-DFURの薬剤増強遺伝子として遺伝子治療に利用できる可能性が示唆され、今後さらなる検討を加えていく予定である。またPD-ECGFの新生血管作用、転移作用についても、in vitro,in vivoの系を利用して検討していく予定である。
SM浸潤大腸癌治療戦略確立のための新規バイオマーカーの開発

リンパ節転移を予測するバイオマーカーの存在は,治療法の選択の強力な診断指標になると考えられ,患者個人の癌の個性に見合った個別化治療推進のためにもその開発が急務であると考えられる.バイオマーカーの検索にあたり,我々は大腸癌の先進部の脱分化という現象に着目した.大腸癌における腫瘍先進部の脱分化は, budding, fbcal dedifferentiationと呼称されリンパ節転移などの癌の悪性度の指標になりうることが報告されている.我々は,網羅的遺伝子発現解析から,大腸癌の脱分化に関与する遺伝子群として計10遺伝子を同定している(Oku Y et. al. Clin Cancer Res. 2008).我々は,その10個の候補遺伝子から,リンパ節転移に関与するマーカーの同定を試みた.進行大腸癌症例66例を対象とし, Laser Microdissection法にてtotal RNAを抽出し,リアルタイムRTPCR法によりmRNA発現量を定量した. mRNA発現量と臨床病理学的因子について単変量解析および多変量解析を行い,リンパ節転移に関与する因子を検討した.測定した10遺伝子のうち, CITED1(Cbp/p300-interacting transactivator, with Glu/Asp-rich carboxy-terminal domain, 1), PCNA(prohfbrating cell nuclear antigen), COLIA2(collagen typel alpha2)のmRNA発現量とリンパ節転移の有無に差を認めた. ROC曲線でcut off値を決定し(AUC : 0.770), 3遺伝子の組み合わせによりリンパ節転移を予測することが可能であることが示された.今後は免疫組織学的検討を行いさらに,リンパ節転移の診断において最も臨床的意義が大きいとされる早期大腸癌についての解析も行っていく予定である.大腸癌においてリンパ節転移の有無は重要な予後因子である.特に粘膜下層浸潤癌(SM大腸癌)のリンパ節転移率は10%程度であり,内視鏡治療のみを行うか,リンパ節廓清を伴う外科的切除を行うかは浸潤距離や脈管侵襲などの病理因子によって判断されている,これは個々の患者にとって至適治療が行われているとは言いがたい状況であり,SM大腸癌のリンパ節転移の有無を予測する分子生物学的マーカーの開発が急務である.当教室ではこれまで,「癌先進部での癌の脱分化」という大腸癌のリンパ節転移に関与するとされる現象に着目し,網羅的遺伝子発現解析を行い,この現象に関わる10個の候補遺伝子を選定した.これらの候補遺伝子は大腸癌にリンパ節転移をもたらす過程において重要であると考えられ,これらの遺伝子と大腸癌のリンパ節転移との関連性について検討した.10候補遺伝子のmRNA発現量および臨床・病理因子のうちリンパ節転移に関与する因子を検討したところCITED1 (Cbp/p300-interacting transactivator with Glu/Asp-rich COOH-terminal domain 1)mRNA高発現リンパ節転移の独立した危険因子であった.免疫組織化学染色を用いてCITED1発現量を定量し,臨床・病理因子とともにSM大腸癌のリンパ節転移に関与する因子を検討したところ,多変量解析ではCITED1高発現がリンパ節転移の独立した危険因子であった.CITED1が癌の悪性度やリンパ節転移との関連性を示した報告はこれまでになく,CITED1と大腸癌リンパ節転移との関連性は新たな知見である.特にSM大腸癌での検討においてCITED1高発現はリンパ節転移の危険因子となることから,CITED1がSM大腸癌の治療方針を決定する分子マーカーとなる可能性が示唆された.
内耳への直接的薬剤投与による前庭機能回復に関する研究

1前庭障害に対する薬剤効果ステロイド、ATPの内耳直接投与が前庭機能に及ぼす影響を、前庭障害を有するモルモットを用いて実験的に検討した。モルモットの右側外側半規管を手術的に切断し、リンパ液を2秒間吸引して同部を被覆することで、末梢前庭障害を作製した。障害作製直後より、浸透圧ポンプを用いて蝸牛基底回転鼓室階に、ベタメタゾン、ATPをそれぞれ持続注入した。処置前後に台形方式回転検査を行い、眼球運動を暗所開眼下で赤外線CCDカメラで観察しVTRに録画して、回転後眼振を解析した。ベタメタゾン、ATPはともに、コントロールに比べて処置後の回転後眼振の回復を有意に早めた。ステロイド、ATPは、末梢前庭障害の急性期に直接内耳に投与することで、前庭機能の左右の不均衡を早期に是正する可能性が示された。2前庭機能評価法の確立動物モデルの前庭機能を、より高精度に解析するために、画像解析システムに改良を加えて、眼振の最大緩徐相速度を算出するシステムを開発した。最大緩徐相速度が、回転後眼振数と概ね相関することを確認し、さらに最大緩徐相速度から前庭眼反射利得(VOR gain)を算出できるシステムを立ち上げた。これを用いることで、非侵襲的に動物モデルの前庭機能が評価可能となり、今後種々の薬剤の前庭機能に与える影響を精度高く研究できることとなった。ステロイドの内耳への直接投与が及ぼす影響を、特に前庭機能に関して実験的に明らかにすることを目的とした。モルモットの外側半規管を手術で切断後、外リンパ液を吸引して同部位を閉鎖することで、末梢前庭障害モデルを作製した。障害側は、すべて右側とした。障害作成後、浸透圧ポンプを用いて生食、ベタメタゾン1 mg/ml、0.1 mg/ml各々を直接蝸牛基底回転鼓室階に注入した3群を作製した。処置前後で台形方式回転検査を行い、眼球運動を暗所開眼下で赤外線CCDカメラで観察し、VTRに録画して回転後眼振を観察した。ベタメタゾンを投与した2群は、後眼振の回復が早期にみられ、処置後5日目で生食のみの注入群に比べて、後眼振数は有意に多かった。ベタメタゾン1 mg/ml、0.1 mg/mlの間に、有意差は認めず、ベタメタゾンが末梢前庭に及ぼす影響はdose-dependentではなかった。内耳に直接ステロイドを投与することで、末梢前庭障害の回復を促進できることが明らかになった。本法は、持続的に一定量のステロイドの内耳投与が可能であり、より有効な治療法となる可能性がある。1前庭障害に対する薬剤効果1)ATPの内耳直接投与が前庭機能に及ぼす短期的効果を、前庭障害を有するモルモットを用いて実験的に検討した。障害作製直後より、浸透圧ポンプを用いて蝸牛基底回転鼓室階に、ATPを持続注入した。ATPはコントロールに比べて処置後の回転後眼振の回復を有意に早めた。この作用は、ATPのP2Xレセプターをブロックしても認められた。ATPは、末梢前庭障害の急性期に直接内耳に投与することで、前庭機能の左右の不均衡を早期に是正し、その作用はP2Xレセプターを介した作用ではない可能性が示された。2)ステロイドの内耳直接投与が前庭機能に与える長期的効果を同様のモデルを用いて検討した。前庭機能評価法は、振子様回転検査で前庭眼反射の利得(VOR gain)を計算して行った。障害直後よりベタメタゾン1mg/mlを浸透圧ポンプで1週間投与後、ポンプ、カニューレを抜去した。

障害後1,4ヶ月目の前庭機能を評価した。ベタメタゾン投与により、4ヶ月後には有意にVOR gainの回復を認めた。ステロイド直接内耳投与は、長期的にも前庭機能の左右差を是正することがわかった。2前庭機能評価法の確立動物モデルの前庭機能を、より高精度に解析するために、画像解析システムに改良を加えて、眼振の最大緩徐相速度を算出するシステムを開発した。最大緩徐相速度が、回転後眼振数と概ね相関することを確認し、さらに最大緩徐相速度から前庭眼反射利得(VOR gain)を算出できるシステムを立ち上げた。これを用いることで、非侵襲的に動物モデルの前庭機能が評価可能となり、今後種々の薬剤の前庭機能に与える影響を精度高く研究できることとなった。
低炭素社会に向けたレアメタル国際依存リスクのホットスポットを検出するモデル開発

本研究は、昨今の温室効果ガス(greenhouse gas: GHG)目標達成に必須となる新エネルギー技術に不可欠なレアメタルの国際依存リスク低減と低炭素社会形成を両立するために重要な知見を得た。まず、ネオジム、コバルト、プラチナの国際貿易フロー構造の推定を実施し、ネオジムとプラチナがグラビティモデルに整合的であることを確認した。続いて昨今の一億総活躍社会に着目し、その実施に伴って今後増減するGHG排出構造およびレアメタル依存構造の推計を行った。その結果、少子化の克服と所得増に伴い、同時にライフサイクルGHG排出量を7.8-29%、ネオジム消費量を2-72%増加させると推計された。レアメタルおよびレアアースメタルは、パソコンや携帯電話等のハイテク産業に必須の元素としてよく知られている。これらの鉱物資源は経済的な側面だけでなく、地球温暖化対策に向けた今後のクリーンエネルギー技術の普及に不可欠な"critical metal"として、注目を集めている。例えば、クリティカルメタルに属するネオジムは、永久磁石として自動車や風力発電のモーターに用いられる。コバルトはリチウム二次電池の正極材料として電気自動車やハイブリッドカーに使用される。プラチナは自動車排ガスの浄化触媒や、電子材料として幅広く利用される金属である。一方でこれらの金属は資源偏在性が高く、さらに現状ではそのリサイクルも非常に困難であるため、今後のクリティカルメタルの安定供給の重要性はさらに高まっている。しかしながら、こうしたクリティカルメタルの貿易構造の因子について分析した事例はなく、こうした背景のもと、当該年度は計量経済学のグラビティモデルを基礎とするネオジム、コバルト、プラチナの国際フロー構造の推定を行った。具体的には貿易国間の一人あたりGDPや人口、距離のほか、自動車やインターネット、携帯電話の普及率、再生可能エネルギーの総エネルギー比率、採掘に関するダミー変数を組み込んだモデルを検証した。結果として、ネオジムおよびプラチナフローについてグラビティモデルとの整合が統計的に有意に見られ、特にネオジムについては決定係数が大きかった。また、モデル改善に向けて必要な要素について検討した。さらに、当該年度では今後のシナリオアプローチとの関連性も踏まえ、日本の達成が義務付けられるパリ協定に基づく温室効果ガス削減目標に関する研究発表も行った。平成28年度において、一人あたりGDPや人口、距離のほか、自動車やインターネット、携帯電話の普及率、再生可能エネルギーの総エネルギー比率、採掘に関するダミー変数に基づくネオジム、コバルト、プラチナの貿易フローを推計するグラビティモデルの構築を行った。それらの変数の統計的有意性を検証した論文を査読付き国際学術誌Resourcecs Policyに投稿し、受理されたことによる。本研究は昨今の温暖化緩和目標である「2°Cターゲット」達成に必須となる新エネルギー技術に不可欠なレアメタルの国際依存リスクに着目し、そのリスクの定量的な将来推計を可能とするモデル開発、さらにはリスク低減と低炭素社会形成を両立するために重要な両構造を明らかにすることを目的とする。既存研究で利用してきた環境産業連関モデルを応用し、その国際サプライチェーン構造の動学化を計量経済学の実証モデルによって達成する。作成するモデルを利用することで、温室効果ガス(GHG)排出量の削減とその削減に必須のレアメタル利用に伴うリスク増とのトレードオフの関係を把握し、日本の低炭素社会形成を推進するための政策立案に寄与する。まず、計量経済モデルの一つであるGravity model of tradeを利用し、ネオジム、コバルト、プラチナの国際貿易フロー構造の推定を実施した。推定に必要な要素として世界銀行によるWorld Development IndicatorsやData-PlanetによるPenn World Table、フランスの研究機関CEPIIによるThe CEPII Gravity Dataset等の統計データを参照し、今後の世界各国の経済と新エネルギー技術導入の動向を反映するレアメタル国際フロー構造の推定式を導出した。続いて日本の昨今の少子高齢化に鑑みた社会経済政策に着目し、その実施に伴って今後増減するGHG排出構造およびレアメタル依存構造の推計を行った。その結果、少子化の克服と所得増をねらいとする共働き世帯の推進は、同時にライフサイクルGHG排出量を7-27%、ネオジム消費量を2-72%、コバルト消費量を4-27%、プラチナ消費量を9-45%増加させることが明らかとなり、環境・経済・社会のトレードオフ解決を見込んだ政策立案の重要性が示唆された。平成29年度は本モデルにおいて、さらなる変数の吟味とシナリオ予測の精緻化を行う。そのためには、モデルおよびレアメタル消費と関連する将来シナリオの構築が必須である。ここでは今後の低炭素社会構築の推進に伴うレアメタル需要の逼迫を考慮し、IPCCのRCP ScenariosやIEAのBLUE Map Scenarioを参考にしながら、2005年をベンチマークとする2050年までのレアメタル国際フローの推計値を提示する。また、推定結果と昨今注目を集める欧州Circular Economyの観点から、レアメタルの安定供給に重要な資源戦略の方策について検討する。

さらに、パリ協定目標と日本のレアメタル利用のトレードオフの可能性についても検証する。29年度が最終年度であるため、記入しない。環境システム学、産業エコロジー学29年度が最終年度であるため、記入しない。
モダリティネットワークにおける知識ルーティング法の構築

現在産業的に成功している機械学習技術の多くは、入出力の事例(パラレルデータ)が十分に与えられる教師付き学習の枠組みに則っている。しかしながら、我が国ではデータの構築・活用は各企業や個人レベルでローカルに行われることが多く、大量のパラレルデータを用意することは現実的には困難である場合が多い。本研究では、社会において局所的に偏在する多数のマルチモーダルデータが全体として構成する疎なグラフを考え、グラフ上の任意のモダリティ間の関連性を発見・最大化するための基盤技術を開発する。これにより、直接の教師データなしに任意のデータ間での予測や推論を可能とすることを狙うものである。
短期大学教育の質保証のための高校短大連携教育の在り方に関する調査研究

我々は、「高校-短大連携事業」「初年次・教養教育」の2つのテーマの共同開発に取り組んでいる。本研究では、従前のアンケート調査で良好な事業を行っている短期大学をピックアップして訪問調査を行い、より深い調査を実施する。そして得られた成果を元に、標準的な教育手法を開発し、試行的な授業を行って効果を検証する事を目的とした。良い事業を実施している34校をリストアップし、その中から16校に対して訪問調査を実施した。その結果多くの知見が得られたが、残念ながら標準的な手法は見出せ無かった。そのため、独自にアクティブラーニングの一手法に基づく教材を開発し、試行的授業を行った。アンケート調査の結果は良好であった。25年度は、昨年度に引き続き、連携GPの事業として行った高校ー短期大学間の連携教育に関するアンケート結果の再分析結果から抽出した34校の訪問候補校の訪問調査を実施すると共に、調査結果に基づき連携授業を試みた。訪問調査は、昨年度と同様に研究者単独、もしくは2人1組で実施し、1回の調査でできるだけ複数校の訪問を行った。訪問期間は昨年同様春期休暇中の3月とした。訪問した対象は、小田単独で、宇都宮文星短期大学部、作新学園大学(短期大学部)の2校、武部と2名で、比治山大学短期大学部に加えて、中国教育ネットワーク事務局の計3大学1組織、神山が、単独で文京学院短期大学、武部と2名で常磐短期大学の計2大学、田尻が愛知大学短期大学部の1大学、合わせて6大学1組織となった。今回は計画していた候補校から、スケジュール調整が困難などの理由で断られる事例が多く見られるようになり、次年度に追加訪問したいと考えているが、積み増しは難しく、次年度の課題である。訪問校は、昨年度と合わせて16大学1組織となった。結果の分析は昨年度分に関しては作業を行ったが、今年度分はこれからとなるので結果の分析を急ぎたい。連携授業は、小田の所属する福岡工業大学短期大学部において、4校の高等学校に対し、合計10講座を実施した。そのうち、福岡工業大学附属城東高等学校の受講生に関しては、事後アンケートを実施し、良好な結果を得ることができた。また神山の所属する東海大学福岡短期大学においては2校の高等学校に対し3講座の連携授業を実施している。今後双方の実施結果を持ち寄り、比較検討することが課題となっている。24年度は、連携GPの事業として行った高校ー短期大学間の連携教育のアンケートによる実態調査の結果を再分析し、有効な連携授業を行っている短大を抽出、その中から数校程度の短大に対して訪問調査を行い、アンケートだけではわからない具体的な実施方法、問題点およびその対策などのデータを収集し、有効な授業形態を見出して今後我々で実施する連携教育の基礎データとする事を目的とした。再分析は8月から10月にかけて実施し、・単位互換制度を導入している。・事業が長期(9年以上)に渡る。・明快な成果が上がっている。等の点から有効な事業を行っている34校を訪問候補校として抽出した。この中から24年度の訪問校を選んだが、計画では数校程度を2人1組で訪問することにしていたのに対して、(1)できるだけ多くの短大を訪問してデータを蓄積したい。(2)研究者同士のスケジュール調整が難しい。の2点から単独での訪問も可とし、近郊の地域に候補校が集まっている場合は、1回の調査で複数校を訪問することとした。訪問調査は春季長期休暇中の3月中旬から下旬にかけて実施し、校数は、小田が、神奈川県湘北短期大学および静岡県常葉短期大学の2校、武部と神山は滋賀県びわこ学院短期大学部、滋賀短大および大阪府大阪国際大学短期大学部の3校、田尻は沖縄県沖縄キリスト教短期大学、群馬県育英短期大学、群馬医療福祉大学短期大学部、高崎商科大学短期大学部および東京都聖徳大学短期大学部の5校、合計10校を訪問することができた。収集したデータの集約は訪問時期が年度末になったことから、次年度に行うこととした。26年度は、前年度までの訪問調査の結果を基に、高校-短期大学間の連携授業のあり方について、考察し実験的な連携授業を行った。経営の厳しい短大においては、連携授業の効果が学生募集に結び付く大学とそうでない大学とに大別できる。前者の多くは幼児教育等の短大ならではの教育機関であったり、地域の中核的な大学といった第一希望での受験生が多い大学と考えられる。一方、後者にあっては、連携授業の受講者が、高校の教育活動の一環で受講している等の受動的な者である割合が高い。そのような環境では、よい授業を行っても、なかなか学生募集につながらない、というのが結論の一つである。このような困難な状況にあっても、高校には無い授業方法、分かりやすい内容など、訴える力のある授業を施せば、志願者増に結び付く可能性は大いにある。

近年アクティブラーニングが盛んに行われているが、その手法のいくつかを応用することで、目的にかなった授業に近づくと考え、ビデオ教材を利用した連携授業の実験を行った。特に、演習が授業の中心の短大では、教員の手本を受講生がまねする、という形式の授業が多いが、教員のデモをビデオに収録し、タブレットPCで自由に視聴できる環境を整えておくと、受講生が自分のペースでデモの様子を再生できるので、効果が上がると考えられる。そこで26年度は福岡工業大学短期大学部で実施している「CADを使った家具模型の制作」という連携授業用のビデオ教材を作成し、2つの講座で使用して、有効性の検証を行った。また、高校-短大連携講座として福岡工業大学短期大学部において上記2講座を含む、5校の高等学校に対する11講座、東海大学福岡短期大学において2校に対して3講座を、精華女子短期大学において1校に対して1講座を実施した。アンケートの一次分析の結果はいずれも良好だが、今後詳細な分析を行って、さらなる知見を得ることが今後の課題である。情報工学訪問調査は当初予定していた校数(計画時10校)より多くの17校1組織を調査する事ができた。ただし、方針を変えてより多くの訪問を目指したが、今年度は、思ったほど積み増すことができず、次年度の課題となった。ただし、結果の分析作業は、現在進行形であり、作業を急ぎたい。連携授業の試行は、従前より取り組みを進めていた2校で先行して行っており、順調と言えるが、訪問成果を十分に取り込んでの授業とはなっておらず、課題は残っている。平成24年度は、連携GPの事業として行った高校ー短期大学間の連携教育のアンケートによる実態調査の結果を再分析し有効と思われる授業を実施している短大を10校程度抽出し、詳細な情報を得るため訪問調査を実施し、有効な授業形態を見出す事を目的としていた。アンケートの再分析は終了し、34校の訪問候補校を抽出することができた。この中には遠隔地であるために訪問調査が困難な短期大学も含まれており、全てを訪問調査するわけではない。訪問調査という観点からは、当初計画していた5校前後という校数を、2人一組で訪問するという方針を単独ででも訪問する、また特に優れた事業を行っている短大を訪問する時は、その近郊に候補校がある場合は1回の訪問で調査を行うという方針に切り替えた事により、24年度中に5校程度としていた当初計画の倍に当たる10校の短期大学に対して訪問調査を実施することができた。また25年度においても同程度の訪問調査を行う事が可能と考えられ、この点からは当初計画を上回る成果が期待できる。一方で研究者同士が集まって検討を進める機会が思った以上にとれず、データを集約して有効な授業形態を見出すという作業が年度内には進展しなかった。この作業は25年度に渡って行う事としており、今後この部分の遅れは25年度中に吸収でき計画全体の遅れとはならないと考えている。このような事から、24年度の計画は「おおむね順調に進展している」と判断した。訪問調査に関しては今年度の積み残し分の調査を行うか、行うとすれば、いつの時期に行うかを早急に決めたい。
季節的海氷域の変動は高次捕食者にどのような影響を与えるか

季節海氷域である北海道オホーツク海沿岸および根室海峡において,船による目視調査および設置型音響記録計による鳴音モニタリングを行った.この結果,流氷の有無によって海域に滞在する種が異なることを明らかにした.また,これまで衛星発信器を装着して放獣したゼニガタアザラシ保護幼獣個体の回遊データについて解析を行い,個体がよく利用する海域の抽出を行った.この結果,夏期には上陸場への固執性があること,冬期の滞在場所について,衛星リモートセンシングによる海氷密接度と比較したところ,流氷が北海道沿岸に来遊すると,海氷密接度が50%以下の海域をよく利用し,流氷上で休息していることを明らかにした.季節海氷域である北海道オホーツク海沿岸および根室海峡において,船による目視調査および設置型音響記録計による鳴音モニタリングを行った.この結果,流氷の有無によって海域に滞在する種が異なることを明らかにした.また,これまで衛星発信器を装着して放獣したゼニガタアザラシ保護幼獣個体の回遊データについて解析を行い,個体がよく利用する海域の抽出を行った.この結果,夏期には上陸場への固執性があること,冬期の滞在場所について,衛星リモートセンシングによる海氷密接度と比較したところ,流氷が北海道沿岸に来遊すると,海氷密接度が50%以下の海域をよく利用し,流氷上で休息していることを明らかにした.本研究では,海氷変動が高次捕食者である海棲哺乳類の日本沿岸への来遊にどのような影響を与えるかを明らかにすることを目的としている.初年度の2013年度には,北海道東部海域で流氷期である4月,および開氷期である9月に船からの目視調査を行ったほか,紋別オホーツクとっかりセンターで保護されたゴマフアザラシ幼獣個体(n=4)に衛星発信器を装着し,紋別沖で放獣することにより,その後の回遊追跡を行った.また,知床半島羅臼側に設置型音響記録計を設置することにより,海棲哺乳類の鳴音モニタリングを行うと同時に,陸からの定点目視調査も行った.その結果,ゴマフアザラシの幼獣保護個体(n=3)を6月に放獣したところ,混獲などによりすべての個体において1週間以内に発信が途絶え,長期間追跡することができなかった.しかし,12月に1個体を放獣した結果,根室半島まで南下し,海氷来遊期にも同海域に滞在した.この結果は2011-12年に得られた1個体の結果と同様であり,海氷との関係について今後解析する予定である.次に,鳴音モニタリングから,流氷上で出産する好氷性種のクラカケアザラシが流氷期に鳴いていることが明らかとなった.その後,シャチやマッコウクジラ,カマイルカの鳴音が確認されており,それぞれの鳴音頻度には季節的な変動が見られた.今後は海氷密接度や海氷面水温などとの関係に着目し,データ分析を行うことにより,海氷の来遊から後退まで,長期かつ連続的に海棲哺乳類の来遊と分布に関する情報を得る.本研究では,季節的海氷域を利用する高次捕食者の分布が,海氷変動によってどのように影響を与えられるかについて明らかにすることを目的とし,調査を行ったほか,これまでの成果の取りまとめを行った.流氷期である4月に船からの目視調査を行った結果,2013年4月は流氷密接度が低く,アザラシの発見は少なかった一方で,シャチが目視されたこと,その反対に2014年は流氷が多く残っており,アザラシが多く見られたがシャチの発見がなかったことが明らかとなり,流氷域を利用する高次捕食者と海氷密接度との関係が明らかとなった.また,これまで紋別オホーツクとっかりセンターで保護され,衛星発信器を装着して放獣した個体の回遊データについて解析を行い,個体がよく利用する海域の抽出を行った.この結果,ゴマフアザラシは夏期には上陸場への固執性があること,冬期,流氷が北海道沿岸に来遊すると,海氷密接度が50%以下の海域をよく利用し,流氷上で休息していることが明らかとなった.トドについても回遊データについて解析を行い,北上するタイミングについては,水温がトリガーとなっているのではないこと,また,未成熟個体については北上せずに宗谷海峡周辺海域にとどまっていることを明らかにした.さらに,流氷域で記録したクラカケアザラシの鳴音を解析したところ,ベーリング海やチュクチ海の鳴音パターンと異なることが明らかとなった.これらの成果について学会発表を行ったほか,投稿に向けて論文を準備中である.海洋生物環境学6月に放獣したゴマフアザラシ3個体の追跡が1週間で途絶えてしまったため.それ以外では学会で発表したり,論文投稿準備をするなど順調に進んでいる.2014年度も船からの目視調査を行う.また混獲個体などの収集を行い,衛星発信器による回遊追跡を行う.また,目視,鳴音,回遊追跡により得られた情報を海洋環境情報とあわせて解析する.衛星発信器の価格が急激な円安により高騰し,その分台数を減らしたり,旅費を打ち切りにして削るなどした結果,端数が余った.来年度に使用する衛星発信器の購入に用いる.
視細胞光依存性cGMP加水分解酵素阻害サブユニットのリン酸化と明順応

脊椎動物視細胞細胞質中のcGMP濃度は光照射に伴って急速に低下する。これは、光退色したロドプシンによって活性化されたGTP結合タンパク質がcGMP分解酵素(PDE)からその調節サブユニット(Pγ)を解離させてPDEを活性化することによって行われている。本研究者は、このPγが細胞内の未知のプロテインキナーゼによってすみやかにリン酸化されることを初めて明らかにしたが、本研究計画ではPγのin vivoでの光依存性リン酸化を明らかにし(FEBS Letters,1994)、さらに、視細胞内のPγリン酸化酵素の精製を試み、いくつかの予備的知見を得た(発表予定)。Pγリン酸化酵素は0.1mM程度のCaCl_2共存下に視細胞外節の膜分画から遊離し、Mono Q等の陰イオン交換カラムに結合し、NaClによって溶出される。視細胞に存在するとされる他のプロテインキナーゼ(ロドプシンキナーゼ、PKA,PKC)から分離され、活性化因子としてホスファチジルイノシトールを要求する。ゲルクロマトグラフィーでは約70kDaの分子量を示すが、ゲル内リン酸化法では42kDaのプロテインキナーゼが検出される。この42kDaのキナーゼは光依存的に活性化されるという非常に興味深い性質を示している。このプロテインキナーゼによるPγのリン酸化の生理的意義は極めて重要なものと考えられ、この点を早急に明らかにしたい。