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国連・障害者権利条約教育条項と特別学校の位置づけに関する比較教育学的研究

・特別学校・通常学校が協働して、広い範囲の連続的なニーズに対応することを確保することでああるとしている。このような議論の中で、教育省から、2011年3月に特別ニーズ教育の改革ついての提案のグリーンペーパーが出された(Support and aspiration: A newapproach to specialeducationalneeds and disability)。その内容は、早期発見と対応の強調、保護者の権限の強化、学習の到達度の確保、成人への準備、家族へのサービスの充実などであった。この内容は、特殊教育学会で発表した。東アジアでは、権利条約の批准をいち早く行った韓国の事例を検討した。その前提には、韓国障害者差別禁止法の成立があった、韓国ソウルの私立のミラル特別学校(知的障害・自閉症の学校)、梨花女子大学付属幼稚園等を見学した。韓国の教育政策では、特別学校の設置というよりは、通常学校の整備が進められていた。差別禁止法で一般の幼稚園・小学校等の学校は障害のある児童生徒を受け入れるための条件整備が進められていた。日本における特別ニーズ教育の歴史と現状から、地域に根ざした特別学校づくりの伝統と地域づくりの教訓から、地域におけるインクルージョンのあり方の示唆を得た。また、特殊教育学会においてシンポジストとして特別支援教育の現状分析から特別支援教育の在り方に関する特別委員会の議論の分析も行った。本研究の目的は、障害者権利条約教育条項における「インクルーシブ教育」の各国での理解とその中における特別学校の位置づけに関する比較研究である。本年度においては国連の障害者権利条約に関する国際的な情報の収集と検討は進展した。しかし、全体として、特別ニーズ教育の概説的な情報にとどまり、学校教育と特別学校に関する詳細な言及は極めて少ないということが明らかになった。本研究では、インクルーシブ教育及び特別学校の位置づけに関する検討の対象国を、欧米(イギリス、アメリカ)、ヨーロッパ諸国(オランダ、ベルギー)、オセアニア(オーストラリア・ニュージーランド)、アジア諸国(韓国)と広く設定している。これまで、イギリス、オーストラリア、韓国の資料収集と検討を行ってきたが、ヨーロッパ諸国の資料収集については、言語の問題もあり情報の収集には困難が続いている点が問題である。比較研究としては、英語圏域に焦点を絞り、検討をすすめるように軌道修正を行い、英語域として、カナダなども視野に入れることとしたが、オランダ・ベルギーなど特別学校の比重の高い国の動向は無視し得ない点が隘路である。国内的な動向については、インクルーシブ教育に関する現状の把握を進めつつ、特別支援学校の設置の中でインクルーシブな地域づくりの考え方に焦点をあてた歴史的な検討は進んでいるが、通常教育との関連で今日的な特別支援学校の実態把握と役割の再認識については今後の課題となっている。
酸化損傷ｍＲＮＡによる遺伝子発現異常を抑制する機構の解明

酸化ストレスはエネルギー産生のために行われる呼吸の副産物として細胞内で常に生じている。細胞内に酸化ストレスが生じると活性酸素種(ROS)が生じる。このROSは非常に反応性が高く、様々な生体分子を酸化する。特に、遺伝情報の発現に関わるmRNAの酸化損傷は、異常タンパク質の合成を誘導し、細胞の恒常性喪失を引き起こす。細胞における異常タンパク質の蓄積は、老化や神経変性疾患を含む様々な疾患の原因となると考えられている。この危機を回避するために、細胞は何らかの防御機構を有していると考えられる。我々は、細胞が持っているRNA酸化損傷に応答する機構を明らかにするために研究を行った。その結果として、酸化損傷を受けたRNAを特異的に認識して、結合するタンパク質を探索しPCBP1タンパク質を同定した(Ishii et al., PNAS (2018))。PCBP1は、グアニンの酸化体(8ーオキソグアニン)2つを近接した領域に持つ重度に酸化されたRNAに結合する能力を持っていた。我々は、この酸化RNA-PCBP1複合体が細胞をアポトーシスに導く最初のシグナルになることを示す結果も得ている。これまで酸化損傷を受けたDNAによってアポトーシスが引き起こされることはよく知られており、その機構の詳細も明らかになっている。しかし、酸化損傷を受けたRNAがアポトーシスを引き起こすことは知られておらず、我々が見出した機構は全く新規のものである。この機構が酸化ストレスによる異常タンパク質の蓄積を防ぐ役割を果たすことから、老化や神経変性疾患の抑制において重要な知見を提供するものと思われる。mRNAが酸化損傷を受けると異常タンパク質の合成が起こり、遺伝情報の誤伝達が引き起こされる。その結果、細胞機能の喪失が誘導され、細胞に深刻な障害を与える。この危機に対して細胞は、酸化損傷mRNAを細胞内から排除する生体防御機構を有していると考えられる。そこで我々は、その様な分子機構の解明を目指して研究を行ってきた。これまでの我々の研究から、酸化RNAに相互作用する因子としてAUF1タンパク質を同定している。AUF1はmRNA上のAU-richな配列を好み結合するRNA結合因子として知られていたが、我々の解析から新たに酸化されたRNA上の酸化損傷塩基8ーオキソグアニン(8-oxoG)を認識して強く結合する事が明らかになった。また、酸化ストレスを受けた細胞内でのAUF1の機能を明らかにするために、ゲノム編集技術を用いてヒト培養細胞HeLa S3株からAUF1ノックアウト細胞を樹立した。樹立したAUF1ノックアウト株を用い酸化ストレス下でのmRNA分解を測定したところ、HeLa S3株に比べて、その分解が抑制されている事が明らかになった。この結果から、酸化損傷mRNAの排除機構としてAUF1が分解を通して働いている事が示された。そこで我々はAUF1と共に酸化損傷mRNAの分解に機能している因子の分離、同定を目的として本研究を開始した。そのための工夫として、新たな酸化RNAプローブとして8-oxoGを人工的に組み込んだオリゴヌクレオチドを合成し用いた。このプローブを用いて実験を行った結果、8-oxoGを含むRNAに対する結合因子として新たに複数のタンパク質を同定した。これらの因子にはAUF1と同様に多くのRNA結合因子が含まれており、酸化mRNA排除機構において何らかの役割を果たす事が予想される。これまでの研究において、我々は生化学的なアプローチを用いて解析を進めてきた。具体的には試験官内で酸化させて調製した酸化RNAをプローブとしたin extract結合実験系による、酸化RNA結合因子の分離・同定である。その結果、酸化RNAと相互作用する因子としてAUF1タンパク質を同定しており、この方法論は今後実験を進めていく上でも有効であると考えている。ただし、これまでに用いてきた酸化RNAプローブは試験官内での酸化処理時に8-oxoG以外の損傷塩基が生じている事が予想されるため、結合物中に目的以外の相互作用因子が含まれる可能性がある。そこで、今年度は新たに、8-oxoGを含むオリゴRNAを人工的に合成し相互作用因子分離のためのプローブとして用いた。この新規プローブを用いて、AUF1と共に酸化RNA、特に8ーオキソグアニン(8-oxoG)を含むRNA鎖と相互作用する因子の分離を行ったところ、複数の候補タンパク質を分子する事ができた。これらの相互作用因子をマス解析により同定した。その結果、それらの候補因子には、これまでにRNA結因子として報告されているタンパク質が複数含まれていた。それらRNA結合タンパク質について、8-oxoGを含むオリゴRNAとの結合性を調べたところ、特異的な結合性を示す事が再確認された。現在は、in vitro系での結合実験のために精製タンパク質調製の準備を始めている。また、これら候補因子の機能解析を行うためのゲノム編集技術を用いたノックアウト株樹立の準備にも着手している。細胞が酸化ストレスを受けると、細胞内を構成する様々な生体分子が酸化を受け、その機能に異常を生じる。特に、遺伝情報の伝達に働くmRNAの酸化損傷は、異常タンパク質の合成を引き起こし、細胞の恒常性喪失を誘導する。この危機に対処するために、細胞は酸化RNAを排除する、何らかの生体防御機構を有していると考えられる。我々は、その様な分子機構を明らかにするために、酸化RNAと結合するタンパク質の機能解析を行っている。これまでの研究から、酸化損傷を受けたRNAと相互作用する因子としてタンパク質AUF1を分離・同定している。

AUF1は酸化処理を行ったRNA分子に結合するだけでなく、人工的に合成した8-oxoGを含むoligo RNA鎖とも結合することを確認している。このことは、AUF1がRNA上に生じた酸化損傷、特に損傷塩基8-oxoGを特異的に認識し、これに結合する能力を有していることを示していると考えられる。また、細胞を用いた実験として、AUF1の遺伝子ノックアウト細胞を樹立し、その細胞内での機能を調べた。その結果、AUF1ノックアウト細胞では酸化ストレス下で誘導されるmRNA分解が抑制されることが明らかとなった。このことから、AUF1が酸化損傷を受けたmRNAを分解する経路において機能していると考え研究を進めている。特に、今年度はAUF1と共に8-oxoGを含むoligo RNAと結合する新規因子の分離と同定を行った。それらの因子はAUF1と同じく8-oxoG RANへの特異的な結合性を示したが、その結合様式はAUF1と異なっていた。このことから、新規因子はAUF1とは異なる分子機構を通して酸化損傷RNAの排除を行っていると予想している。この因子を基に、新たな分子機構を発見する可能性があり、本研究の重要性が増してきたと思われる。細胞が酸化ストレスを受け、mRNAが酸化損傷を受けると、遺伝情報の誤伝達が引き起こされ細胞の恒常性喪失が誘導される。この危機に対処するために、細胞は酸化損傷RNAを細胞から排除する生体防御機構を有していると考えられる。その様な機構は、細胞を酸化ストレスから守り、生体の老化、また疾患の発病を抑制するために必須であると考えられる。そこで、本研究ではその様な分子機構を明らかにするために酸化RNAタンパク質の機能解析を行っている。これまでの研究において、AUF1を含め複数の酸化損傷RNA結合因子の分離を行ってきた。特に、AUF1については、その結合特異性を明らかにし、遺伝子ノックアウトによって酸化ストレス誘導のmRNA分解が抑制されることを明らかにしている。それらの結果、タンパク質AUF1が酸化損傷を受けたmRNAの排除に働くことを示していると考えている。この考えに従い、酸化損傷RNAの分解に関わる、さらなる因子の分離と同定を試みた。そのために、人工的に合成した8-oxoGを含むRNA鎖を用い、AUF1と共に8-oxoGを特異的に認識し、結合する新規因子の分離を行った。その結果、AUF1と共に新規酸化RNA結合因子が複数分離された。これらの因子について、マス解析による同定を行ったところ、既知のRNA結合因子であった。そこで、これらの因子の機能解析を行った結果、これらの因子がAUF1とは違った8-oxoG RNA結合様式を持つこと、またAUF1よりも強く8-oxoG RNAに結合することが明らかとなった。このことから、新たに同定された因子はAUF1とは異なる機構を通して酸化損傷RNAの排除に関わっているものと考えている。酸化ストレスはエネルギー産生のために行われる呼吸の副産物として細胞内で常に生じている。
非回帰的空間の非放物型方程式

我々の研究目的は主に次の2点である。(A)ソボレフ空間の枠を越え、非放物型方程式を適切に(解が一意に存在する)する様な新しい関数空間を構成する。(B)編微分方程式に新しい方法と問題を提供する。当該年度には以下の結果が得られた。1.高村と成田は、(A)と(B)を研究し、デイラック方程式の経路積分を一般化された測度として表現することを考察(注:多次元ではデイラック方程式の経路積分は測度では表現できない)。連続関数の空間に近い適切な空間をとれば、測度に近いもので経路積分が記述され、特に大きい方の空間をとればベクトル測度、小さい方の空間をとれば半測度が得られることについて、第21回発展方程式研究会で報告した。2.成田は双曲型方程の混合問題を斜交境界条件を含む形に一般化する手始めとして、波動方程式の場合について適切になる空間を構成し、第4回非線形波動方程式国際会議において発表した。3.前田は(A)を研究し、Sazanove位相の十分性を持つものとして、抽象wiener空間の考えを用いて新しいベクトル位相を導入し、第14回応用函数解析シンポジウムで発表した。渡辺は(B)を研究し、フラクタルな境界を持つ有界領域で、境界上の関数に対して、その2重層ポテンシャルを定義し、その境界挙動を調べ、得られた結果を関数論研究集会で報告した。高村は、以上をまとめて、発展方程式講義ノートの第一分冊「線形理論の部」を作成中である。
磁化プラズマにおける電磁波のモード変換現象

プラズマの電子サイクロトロン共鳴加熱において,電磁波のモード変換現象は重要な基本的素過程である.種々のモード変換の中で,高密度プラズマの加熱を可能にするものとして近年特に注目されているのは,正常モードから異常モードに変換し,続いてさらにバーンシュタインモードに変換する過程,すなわちO-X-Bモード変換である.本研究は,この複雑な現象を基礎実験的に解明することをめざして行われ,次のような成果を得た.1高密度の大容積プラズマを強磁場中に発生し,入射角可変のホーン・アンテナから電磁波を照射し,可動ダイポール・アンテナを用いてプラズマ中の電磁波の二次元レィ・トレーシングを行った.この測定結果は送信アンテナの指向性を考慮した波の軌道の計算結果と一致した.2 O-X-Bモード変換が期待される条件下で,この変換の結果と見られるバーンシュタイン波がアッパーハイブリッド層近傍で観測された.また,この静電波の吸収に起因すると考えられる局所的電子加熱がアッパーハイブリッド層で見い出された.この加熱率は入射パワーに正比例しており,線形モード変換による電子加熱を示唆している.3バーンシュタイン波と電子加熱が観測されるのは,プラズマ密度が臨界値(ω_P=ω)を越えた場合のみである.この条件はO-X-Bモード変換の発生条件と合致している.4送信アンテナの角度を変えて,電磁波の入射角と加熱割合の関係を調べた所,理論的予測よりも広い角度範囲で電子加熱が観測された.以上のように,本研究において初めて電磁波のモード変換現象の基礎的解明がなされたと言える.これらの新しい知見は,ジャイロトロン開発の動向にも一石を投じるであろう.プラズマの電子サイクロトロン共鳴加熱において,電磁波のモード変換現象は重要な基本的素過程である.種々のモード変換の中で,高密度プラズマの加熱を可能にするものとして近年特に注目されているのは,正常モードから異常モードに変換し,続いてさらにバーンシュタインモードに変換する過程,すなわちO-X-Bモード変換である.本研究は,この複雑な現象を基礎実験的に解明することをめざして行われ,次のような成果を得た.1高密度の大容積プラズマを強磁場中に発生し,入射角可変のホーン・アンテナから電磁波を照射し,可動ダイポール・アンテナを用いてプラズマ中の電磁波の二次元レィ・トレーシングを行った.この測定結果は送信アンテナの指向性を考慮した波の軌道の計算結果と一致した.2 O-X-Bモード変換が期待される条件下で,この変換の結果と見られるバーンシュタイン波がアッパーハイブリッド層近傍で観測された.また,この静電波の吸収に起因すると考えられる局所的電子加熱がアッパーハイブリッド層で見い出された.この加熱率は入射パワーに正比例しており,線形モード変換による電子加熱を示唆している.3バーンシュタイン波と電子加熱が観測されるのは,プラズマ密度が臨界値(ω_P=ω)を越えた場合のみである.この条件はO-X-Bモード変換の発生条件と合致している.4送信アンテナの角度を変えて,電磁波の入射角と加熱割合の関係を調べた所,理論的予測よりも広い角度範囲で電子加熱が観測された.以上のように,本研究において初めて電磁波のモード変換現象の基礎的解明がなされたと言える.これらの新しい知見は,ジャイロトロン開発の動向にも一石を投じるであろう.電子サイクロトロン周波数帯の電磁波のモード変換現象の一つである、正常波から異常波への変換,さらに異常波からバーンシュタイン波への変換を基礎実験的に詳細に調べることを目的に研究を行ってきた。このモード変換を観測するには高密度の太いプラズマが必要であり、またモード変換の効率はプラズマ密度の勾配によって大きく変わる。そこで今年度は、まずプラズマ発生法の改良から始めた。すなわち、外部から陰極温度分布を変えて自由に密度分布を制御できる新しい型の酸化物陰極(50cm×30cm)を開発した。これを用いて、磁場中のパルス放電で5×【10^(18)】【m^(-3)】,Te=5eV,長さ2.5mの太いプラズマを生成し、その径方向の分布をかなり大幅に制御できるようになった。また、磁場に対する入射角をその場で変えて、大電力マイクロ波を入射できるようにアンテナ系を改良した。以上の改良のもとに、9GHzのマイクロ波を磁場に対して斜めに入射し、ダイポールアンテナで電磁波を受信し、その振幅と位相の二次元分布を測定した。送信アンテナの角度を変えたり、プラズマ密度を変えたりして測定した波のパターンは、レィトレーシング計算による波の軌跡と良く一致した。次に、パルス幅3μsec,10kW程度の大電力マイクロ波を入射した所、電子加熱が観測された。電子温度の上昇は入射パワーに正比例しており、パラメトリック等の非線形効果ではなく、線形モード変換に起因する加熱と考えられる。この加熱は高域混成波共鳴層の所に局在して観測された。この事は、正常波からのモード変換で発生した異常波が、高域混成共鳴点でバーンシュタイン波に変換して加熱が起ったと理解される。プラズマ密度を変化させた実験から、この電子加熱は臨界密度(Wp=Wとなる密度)を越えるあたりから起こることが解った。この事実もモード変換による加熱を裏付けている。今後、さらに詳細な実験を行いたい。
新規な溶媒を用いる電気化学プロセスによるナノ構造複合材料の創製

本研究で用いたTMHA-Tf_2Nは、新しい溶媒であり、基礎的な性質がまだよくわかっていない。そこで、このイオン液体中の水分量を調べ、電析浴として用いるために重要であると思われる、動粘度、電気伝導度を測定した。その結果、TMHA-Tf_2Nの動粘度は温度の上昇および水分量の増加とともに低下した。一方、電気伝導度は温度の上昇および水分量の増加とともに上昇した。銅-スズ合金を電気化学的にめっきする方法として、銅素地上でスズ原子を還元析出させ、相互拡散によって合金を形成する手法に着目した。この手法では固体内の拡散が速いことが重要であるため、高い熱的安定性を持つ疎水性イオン液体TMHA-Tf_2Nを溶媒として用い、100°C以上の中温域でめっきを行うことでより速い製膜速度を達成し、その反応について調べることを目的とした。その結果、(1)電位0V vs. Sn^<2->/Sn以上の範囲でのサイクリックボルタモグラムより、金属スズの浸漬電位より貴な電位でSn(II)イオンが還元されることがわかった。(2)イオン液体を用いた接触めっき法により、銅板表面を銅一スズ合金化した。得られた皮膜は光沢のある銀白色を呈しており、その組成を調べたところ、Cu_6Sn_5、Cu_3Sn、Cu_<10>Sn_3の金属間化合物が形成されていた。浴温150°Cでの製膜速度は、水溶液系(浴温90°C)での値に比べて3倍以上であり、イオン液体を用いる接触めっき法により水溶液系に比べより速い製膜速度を達成した。(3)定電位めっき法で銅板表面を銅一スズ合金化したところ、形成される金属間化合物は電位に依存していた。電位+40mV以下では光沢のある銀白色の皮膜を得られたが、+50mV以上では、黒い皮膜しか得られなかった。(4)銅薄膜に接触めっきを行い、薄膜全体を銅-スズ合金化した。新たに開発したイオン性液体および有機溶媒などの新しい溶媒を用い、水溶液からは電析不可能なアルミニウムをはじめとする様々な金属、合金の電解プロセスによる製造の可能性を検討した。平滑なアルミニウム電析が可能なジメチルスルホンを主とする有機溶媒からのAl-MnおよびAl-Ni合金電析について検討した。Al-Mn合金電析おいては数mass%以下のMnの共析により、光沢のあるAl-Mn合金が得られた。電解浴中のMnCl_2濃度を高めることにより30mass%程度のAl-Mn合金の電析が可能であった。ただし、塩化物系溶融塩のAl-Mn合金電析で報告されているアモルファス単相の電析物は得られなかった。電解浴へのNiCl_2の溶解度は小さく、Al-Ni合金の電析は困難であったが、少量のNiCl_2の添加によりAl電析の核生成が容易となり、より均一な電析物が得られることが明らかとなった。新規な溶媒として、脂肪族四級アンモニウムイミド型イオン性液体を開発し、Zn-Mg合金電析に関してイオン性液体の水分含有量の影響について検討した結果,数100ppm程度の水分含有量であっても得られる電析物に影響することが明らかになった。

そこで、イオン性液体の水分含有量と物性の関係を調べたところ、イオン性液体の水分含有量は、雰囲気中の水蒸気圧の他、イオン液体中の金属イオン濃度、温度にも大きく影響されることが明らかとなった。また、イオン液体の温度の上昇とともに、水分含有量は低下し、それに伴い粘度の低下と導電率の上昇が認められた。本研究で用いたイオン液体、TMHA-Tf_2Nは、全く新しい溶媒であり、基礎的な性質がいまだよくわかっていない。そこで、このイオン液体中の水分量を調べるとともに、電析浴として用いるために重要であると思われる、動粘度、電気伝導度を測定した。イオン液体中の水分量は温度の上昇とともに減少した。例えば、温度25°Cで、2400ppm程度含まれていた水分が、130°Cでは200ppm以下程度にまで減少した。イオン液体中に金属イオンが存在すると、その水分量は純粋なイオン液体に比べて増加した。例えば、100mM Niイオンを含むイオン液体溶液の、25°Cにおける水分量は10000ppm程度にまで増加した。この増加した水分量をNiイオン1個あたりに換算すると、Niイオン1個につき5.6個の水分子となる。この数は水溶液中のNiイオンの水和数に近い数であることから、100mM Niイオン液体溶液の可視吸光スペクトルを測定したところ、水分を十分に含む条件では、SO_4溶液のスペクトルと一致した。この結果から、イオン液体中のNiイオンが水和していると考えられる。TMHA-Tf_2Nの動粘度は温度の上昇および水分量の増加とともに低下した。一方、電気伝導度は温度の上昇および水分量の増加とともに上昇した。温度の上昇によるこれら物性の変化は、水分量の増加による変化に比べて非常に大きかった。TMHA-Tf_2Nの動粘度と電気伝導度の関係は、金属イオンの有無に関わらず、Walden則に従った。従って、このイオン液体における導電は、このイオン液体の構成イオンであるTMHA^+イオン、Tf_2N^-イオンおよび金属イオンによって発現していることがわかった。イオン液体、TMHA-Tf_2Nのガラス転移温度、結晶化温度、融点をDSC測定によって推定した。金属イオンが存在することによって、TMHA-Tf_2Nのガラス転移温度、結晶化温度は上昇し、融点は低下することがわかった。以上の結果は、このイオン液体を電析浴に応用する場合、高温で用いることが有効であるといえる。本年は、銅-スズ合金を電気化学的にめっきする方法として、銅素地上でスズ原子を還元析出させ、銅原子とスズ原子の相互拡散によって合金を形成する手法に着目した。この手法では固体内の拡散が速いことが重要であるため、高い熱的安定性を持つ疎水性イオン液体TMHA-Tf2Nを溶媒として用い、100°C以上の中温域でめっきを行うことでより速い製膜速度を達成し、その反応について調べることを目的とした。その結果、以下の知見を得た。(1)電位0V vs.Sn2+/Sn以上の範囲でのサイクリックボルタモグラムより、金属スズの浸漬電位より貴な電位でSn(II)イオンが還元されることがわかった。(2)イオン液体を用いた接触めっき法により、銅板表面を銅-スズ合金化した。得られた皮膜は光沢のある銀白色を呈しており、その組成を調べたところ、Cu6Sn5、Cu3Sn、Cu10Sn3の金属間化合物が形成されていた。浴温150°Cでの製膜速度は、水溶液系(浴温90°C)での値に比べて3倍以上であり、イオン液体を用いる接触めっき法により水溶液系に比べより速い製膜速度を達成した。(3)定電位めっき法で銅板表面を銅-スズ合金化したところ、形成される金属間化合物は電位に依存していた。電位+40mV以下では光沢のある銀白色の皮膜を得られたが、+50mV以上では、黒い皮膜しか得られなかった。
同時に多試片を処理出来るリング試験片定K値応力腐食割れ試験機の試作

KISCC(応力腐食割れ臨界応力拡大係数)は厳しい環境下での構造物の機械的機能を保証する指標とし重要な値である。その物理的意味は確立しているが、統計的バラツキと時間に依存する因子を含むため、この値を高精度に求めるためには過大な設備労力と時間が必要とされるのが現状である。KISCCを高効率にに求める方法を開発して、十分な量のKISCC試験の実行可能にして厳しい境下で用いられる構造物や機械要素の安全を確保することをこの研究の目的とした。本機の試作の成果を検証するためには長時間計測が必要であり、循環系及び計測系をを整備し、長時間安定に関する各種の検討実験を行った。無人計測系の整備は市販ソフト及び研究室開発ソフトによて行っているが、一長一短があり、目的とした市販パソコン程度の機器による信頼性の高い汎用手法の確立がまだなされていない。極微電圧の計測に用いるアナログ回路のノイズの統計的な除去に別のアルゴリズムの適用が必要と思われる。これらの検討はすでに準備された機器、ソフトを駆使して解決出来るものと考える。高力アルミニウム合金の3%NaCl溶液中でKISCC試験を続行され、貴方のデータの確認を行った。破面からのき裂伝播による情報と計測速度を関連づけるべく数百の破面SEM写真の画像解析を行った。この関連は現在のところあまり明瞭でなく、より高度(トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡)の観察に基づく必要があると結論づけられた。き裂伝播速度を測定しない超集積8試片の試験の可能な装置の設計を行った。分担研究者山中はアルミニウム基シラス傾斜機能複合材料の食塩水中でKISCC試験を行こない、プラトウ域のき裂伝播速度とシラス傾斜配分の関連を検討し、地域の要望の高いこの材料の実用化を図った。付加電位によるき裂先端挙動を解析し加速試験の可能性の検討及び腐食環境中のアコーステックエミッション法によるき裂検出精度の改善は、有意な結果は得られなかった。予定した3000時間試験は装置の安定性より行えなかった。研究場所を代表者の新職場に移し、これを完成させる。応力腐食割れ臨界応力拡大係数は厳しい環境下での構造物の機械的機能を保証する指標とし重要な値である。また応力腐食割れき裂伝播速度は定期点検と併せて構造物の安全と経済性を両立させる重要なパラメータである。統計的バラツキと時間に依存する因子を含むため、この値を高精度に求めるためには過大な設備労力と時間が必要とされ、まだ評価法は確立されていない。これらを高精度で効率的に求める方法を開発して、十分な量の試験の実行可能にして厳しい環境下で用いられる構造物や機械要素の安全を確保すること、および、評価における試験時間の寄与を明らかにすることをこの研究の目的とした。上記の目的を達成するため1台の試験機で多数の試験片を処理出来る試験機を試作した。試作機の原理は応力拡大係数Kがき裂長さに独立なリング内き裂のK値有限要素解に基づく。複数の試験片の試験条件をそれぞれ独立に設定が可能で、計測・制御も独立に行えることが期待された。リングを縦に重ねて圧縮負荷を与える構造とした。各試験片の応力は試験片厚さを変えて調節する。1連で6個の試験片の構成を目標としたが、初年度は3個のシリーズの2連を製作し、複数き裂の計測、負荷荷重の安定性の検討を行った。当初計画では計測用停電流を各試験片に直列に流し、各試験片の電圧出力を切り替え測定する方法を試したが、電流をパーソナルコンピュータで切り替える方法で高いS/N比が得られた。また外形10mm以下の小さな試験片では(標準外形36mm)電位差法の適用が困難なためボアースコープの使用も併せて検討した。2014アルミニウム合金により実証試験を行ったところ文献値と整合あるデータが再現性良く得られた。現在広範囲な実験条件について試験を続行中であり、次年度以降データの収集と試験機構の集績化を進める。この値を高精度に求めるためには過大な設備労力と時間が必要とされる。これを効率よく求める試験機を試作した。試作機の原理は応力拡大係数Kがき裂長さに独立なリング内き裂を応用したもので、単純な圧縮荷重で良いため溶液中試験に適する。リングを縦に重ねて圧縮負荷を与え、各試験片の応力は試験片厚さを変えて調節する。平成5年度は初年度に作成した3連2基の試験機を用いて、食塩水中における高力アルミニウム合金、及び塩化アンモニウム及びアンモニア水における黄銅の応力腐食割れき裂成長速度の測定を行った。いずれも長時間試験のため現在なお進行中である。高力アルミニウム合金において僅かな添加元素の違いによって敷居値よりもプラトウ部の成長速度に2桁を越す大きな差が見いだされた。10^<-9>m/S以下では応力腐食割れ試験でK ISCC値として慣用として用いられている500時間打ち切りではK ISCCは正しく評価出来ないことが示された。平成5年度に生じた主な障害は電位差法き裂計測の機構に関するものである。計測用大電流(10A以上)を長期にわたり切り替えるため、しばしば電磁リレーの損傷が生じ、試験が中断された。

さらに、き裂長さ計測の精度の向上が必要とされ、電流値の増加が望まれた。定電流電源を設備費にて更新し、低抵抗のアルミニウムや銅合金では測定電流を30Aとした。このため電流切り替え機構のソリッドスーイト化他の再検討を行っている。平成6年度は増設した2基の試験装置を整備し、目標のデータの収録をおえる。併せて試片寸法の縮小について検討する。KISCC(応力腐食割れ臨界応力拡大係数)は厳しい環境下での構造物の機械的機能を保証する指標とし重要な値である。その物理的意味は確立しているが、統計的バラツキと時間に依存する因子を含むため、この値を高精度に求めるためには過大な設備労力と時間が必要とされるのが現状である。KISCCを高効率にに求める方法を開発して、十分な量のKISCC試験の実行可能にして厳しい境下で用いられる構造物や機械要素の安全を確保することをこの研究の目的とした。本機の試作の成果を検証するためには長時間計測が必要であり、循環系及び計測系をを整備し、長時間安定に関する各種の検討実験を行った。無人計測系の整備は市販ソフト及び研究室開発ソフトによて行っているが、一長一短があり、目的とした市販パソコン程度の機器による信頼性の高い汎用手法の確立がまだなされていない。極微電圧の計測に用いるアナログ回路のノイズの統計的な除去に別のアルゴリズムの適用が必要と思われる。これらの検討はすでに準備された機器、ソフトを駆使して解決出来るものと考える。高力アルミニウム合金の3%NaCl溶液中でKISCC試験を続行され、貴方のデータの確認を行った。破面からのき裂伝播による情報と計測速度を関連づけるべく数百の破面SEM写真の画像解析を行った。この関連は現在のところあまり明瞭でなく、より高度(トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡)の観察に基づく必要があると結論づけられた。き裂伝播速度を測定しない超集積8試片の試験の可能な装置の設計を行った。分担研究者山中はアルミニウム基シラス傾斜機能複合材料の食塩水中でKISCC試験を行こない、プラトウ域のき裂伝播速度とシラス傾斜配分の関連を検討し、地域の要望の高いこの材料の実用化を図った。付加電位によるき裂先端挙動を解析し加速試験の可能性の検討及び腐食環境中のアコーステックエミッション法によるき裂検出精度の改善は、有意な結果は得られなかった。予定した3000時間試験は装置の安定性より行えなかった。研究場所を代表者の新職場に移し、これを完成させる。
ヒト臍帯血由来培養好塩基球の機能と細胞内シグナル伝達に関する研究

ヒト臍帯血由来単核球を10ng/ml IL-3存在下に2週間培養するとAlcian blue陽性細胞が得られ、IgEに受動感作後、抗IgE抗体で刺激するとIL-8産生が確認されたが、末梢血から得た好塩基球に比べて、IgE Fcレセプターの発現は極めて小さかった。そこで、ヒト臍帯血CD34陽性細胞を10ng/ml IL-3、500ng/ml IgE存在下に2週間以上培養することにより、IgE Fcレセプターを十分に発現した細胞を得ることができた。この細胞では抗IgE抗体刺激によりIL-8、IL-4、LTC4の産生が確認された。ヒト臍帯血由来単核球をIL-3存在下に2週間以上培養した細胞をBasophil Isolation Kit IIを用いて月臍帯血由来培養好塩基球として分離した。この細胞はヒト末梢血中の好塩基球と比較して、Wright染色では細胞質の好塩基性顆粒の分布は粗であるが、Alcian blue陽性で一部の細胞ではフローサイトメーターを用いてIgE Fcレセプターを発現していることが確認されたことより、幼若な好塩基球と思われた。臍帯血由来培養好塩基球をヒトIgEで感作し、抗ヒトIgE抗体で刺激して得られた上清と無刺激の上清中のサイトカインをAntibodyarrayを用いてスクリーニングした結果、anti-IgE刺激することにより上清中のIL-8が増加していた。臍帯血由来培養好塩基球からのanti-IgE刺激によるIL-8産生はanti-IgEが1μg/mlで最大で刺激後3時聞で最大量に達し、刺激後1時間でのIL-8mRNA発現をrealtime PCRで測定した結果、有意に増加していた。また、IL-8産生は培養液中の胎仔血清により増強され、またIL-3によっても若干増強された。ヒト末梢血からBasophil Isolation Kit IIを用いて分離した好塩基球をIgEで感作し、抗ヒトIgE抗体で刺激した場合にもIL-8産生が観察された。以上の結果よりヒト好塩基球はIgE介する刺激によりIL-8を産生し、好中球性炎症を惹起する可能性が示唆される。ヒト臍帯血単核球よりIL-3存在下に培養して得られた細胞および、さらにこの細胞をBasophil isolation kit IIを用いてnegative selectionした培養好塩基球のIgE Fcレセプターの発現をフローサイトメトリーにより解析した。細胞をヒトIgEと2時間インキュベーション後洗浄し、FITC標識抗ヒトIgEモノクローナル抗体を用いて、細胞表面に結合したIgEを検出する方法を用いた。ヒト末梢血単核球からBasophil isolation kit IIで分離した末梢血好塩基球に比べて、単核球由来培養好塩基球のIgE Fcレセプターの発現レベル(蛍光強度)は低かった。この細胞をヒトIgEで受動感作後、至適濃度(1μg/ml)の抗ヒトIgE抗体で刺激すると、有意なIL-8産生が確認されることより、発現レベルが低いながらも単核球由来培養好塩基球にはIgE Fcレセプターが存在すると予想された。しかしながら、IgEを介する細胞内シグナル伝達やIL-4産生を研究するうえでは若干問題であると思われた。そこでヒト臍帯血GD34+細胞をIL-3存在下で培養することとし、さらにIgE Fcレセプターの発現を増加させるために、ヒトIgE(500ng/ml)を培養液に添加して培養し、添加しない場合と比較した。その結果、GD34+細胞から培養した細胞では単核球から培養した細胞よりも、若干IgE Fcレセプターの発現が増加したが、IgEを添加して培養することにより、IgE Fcレセプターの発現レベルは著明に増加した。さらに、CD34+細胞からIgE存在下に培養した好塩基球では、IgE非存在下に培養して得られた好塩基球と比較して、抗ヒトIgE抗体で刺激した際に産生されるIL-4の量が約3倍に増強され、IL-4産生機構の研究により適したモデル細胞となることが確認された。ヒト臍帯血CD34陽性細胞を500ng/ml IgE、10ng/ml IL-3存在下に10%胎牛血清含有RPMI1640で2週間以上培養すると、IgE Fcレセプターを十分に発現する幼若な好塩基球が得られた。この細胞を用いてIgEを介するロイコトリエンC4(LTC4)産生について検討した。培養好塩基球を0.1%

BSA含有RPMI1640で洗浄後、抗ヒトIgE抗体を添加し、30分後に遠心して得られた上清中のLTC4を測定した結果、細胞1x10^6当たり2ng以上のLTC4が産生された。LTC4産生経路における律速段階はLTA4からLTC4への変換であり、この反応はLTC4 synthaseによってLTA4にグルタチオンが付加されることによる。すでにマウス肥満細胞株ではグルタチオン産生に係わるγ-glutamylcysteine synthetaseを阻害するL-buthionine-sulfbximine(BSO)や一部のプロスタノイドの作用により細胞内グルタチオン濃度が低下するとLTC4産生が低下し、逆にGlutathione reduced ethyl esterを用いて、細胞内グルタチオン濃度を増加させるとLTC4産生が増大することを確認しており、細胞内グルタチオン濃度によりLTC4産生量が規定される。培養好塩基球においてもGlutathione reducedethyl ester存在下および非存在下に0.1%BSA含有RPMI1640で6時間インキュベーションした後、抗IgE抗体で30分間刺激し、上清中のLTC4を測定した結果、Glutathione reduced ethyl ester処理によりLTC4は約4倍に増加した。また、BSOで2448時間処理するとLTC4産生は3560%まで低下した。
過疎地域等で暮らす精神障害者に対する精神保健福祉士の訪問相談援助の評価指標開発

本研究は中山間過疎地域における福祉的支援について、調査を通じて、仮説的であるが精神保健福祉士の支援の指標評価票の試作まで行うことができた。従来、支援者は、所属機関で業務を行い、その機関に利用者が訪れるという形態が多かった。しかし、中山間過疎地域における支援では、その地理的条件から、専門職が訪問するという支援の形態を取ることが多く、訪問という形態を取る支援ならではの特性と、中山間過疎地域という地域特性とを考慮した支援のあり方が浮かび上がってきた。農山村における福祉的課題に着目したソーシャルワーク実践についての視点として、農村ソーシャルワークの構想についても検討を加することが出来た。本研究は、過疎地域等で暮らす精神障害者に対する精神保健福祉士の訪問による相談援助の評価指標の開発を目的とした。過疎地域等の多くは交通を含む社会資源に乏しいことから、過疎地域等で暮らす精神障害者の生活支援には、精神保健福祉士が訪問することによる支援が有効な手立てとなると考えた。そこから、過疎地域等で生活する精神障害者の生活の場に訪問を用いて精神保健福祉士が相談支援を行うこと、また精神保健福祉士にとって過疎地域等への訪問による支援の能力の向上は、過疎地域等における精神医療福祉問題に対する有効な一つの支援策に結びつくと位置づけた。そこで、まず研究初年度である今年度は、中山間地域等に関する文献研究ならびに精神科領域における訪問型支援に関する文献研究の取り組み、実施することができた。そして、訪問型支援の一つとして精神科訪問看護に注目し、精神科訪問看護を専門に実施している事業所において聞き取りを行った。そして、精神科訪問看護に従事した経験を持つ精神保健福祉士への聞き取り調査を実施することができた。また、過疎地域等特有の訪問相談支援における訪問型支援について明らかにするために、中山間地域等を担当する保健師から中山間過疎地域等における訪問型支援の実際について聞き取りを行うことができた。今後は、現在進めているデータ分析と同時に発展的調査を実施していく予定としている。さらに、これらの調査結果をふまえて、精神保健福祉士による過疎地域等における相談支援の評価指標について取り組む予定である。訪問型の支援に関する文献研究についておおむね順調に実施することができた。精神科訪問看護について計画していた聞き取り調査については、おおむね順調に実施することができた。本研究は、過疎地域等で暮らす精神障害者に対する精神保健福祉士の訪問による相談援助の指標開発を目的とした。交通条件が乏しいなど過疎地域等に暮らす精神障害者の生活支援には、精神保健福祉士による訪問による支援が有効であると考えた。そこで、本研究では、過疎地域等における精神保健福祉士の訪問を用いた相談援助に注目した。本年度は、訪問看護や訪問を用いた相談援助に関して国立国会図書館における貴重資料等の文献研究を実施できた。また過疎地域における訪問を用いた相談援助を実施した経験を持つ全国各地の精神保健福祉士から調査協力を得て、過疎地域等における精神保健福祉士の訪問を用いた相談援助について聞き取り調査を実施することができた。さらに、他大学の研究者の打ち合わせや日本精神保健福祉士協会全国大会や日本社会分析学会などの機会を通して中山間過疎地域等に関する幅広い研究について、実践家や研究者との交流を行い、最新の知見にふれることができた。昨年度実施した調査は、初年度の調査であったことから、訪問を用いた支援の全体像を把握するとしていた。そこで、精神保健福祉士、訪問看護を行う看護師など多職種から調査協力を得て聞き取り調査を実施することができた。聞き取り調査で得られたデータは、質的分析を用いて分析した。その結果、訪問を用いた支援を行う支援者は「訪問に臨む支援者が必要としている用意」と「訪問支援の展開における実践」との相互が関連し合うプロセスとして支援を実践していたことを明らかにすることができた。この結果をもとにさらに次年度の調査研究へ展開していく。本年度、過疎地域等における訪問を用いた相談援助の経験を持つ精神保健福祉士への聞き取り調査を行ってきたが、調査協力者との日程調整の結果、年度の末月まで継続的に調査を実施した。そのため、年度内での全データの分析までには至らなかったため。本研究最終年度は、インタビュー調査を実施することが出来た。前年度の調査から明らかになった過疎地域における福祉的支援における課題をもとに、架空の事例を作成した。その架空の事例を、事前に調査協力者に郵送し、通読してもらったうえで、インタビュー調査を実施した。インタビュー調査結果は、テープ起こしを行い、逐語録化し、それをデータとして分析した。分析には、定性的コーディングの方法を援用してカテゴリー化を行った。カテゴリー化を行ったものを、さらに、一覧に整理し、仮説的であるが中山間過疎地域等に居住する精神障がい者の支援にたずさわる精神保健福祉士の支援の指標評価票の試作まで行うことができた。なかでも、特徴的であったのは、中山間過疎地域の地域性を反映しているのが、支援者が訪問する、という形態を取ることへの配慮である。しかし、中山間過疎地域における支援では、その地理的条件から、専門職が訪問するという支援の形態を取ることから、支援者は、利用者の本拠で支援を展開することになる。そこで、訪問という形態を取る支援ならではの特性と、さらに、中山間過疎地域という地域特性とを考慮した支援のあり方が浮かび上がってきた。さらに、具体的な評価指標を試作することで、訪問型の支援の有効性の検証にも結びつく可能性を示唆されるものとなった。

また、研究をすすめていくなかで、中山間地域、特に農山村にくらす人びとの生活の構造や、福祉的課題の支援に焦点を当てたソーシャルワーク実践についての研究の視点、ここでは、農村ソーシャルワークとしたが、その農村ソーシャルワークの構想についても検討を加えることが出来た。これらによって、今年度は、農山村に暮らす人々の暮らしの実際と、福祉的課題への支援についての研究の必要性を明らかにすることが出来た。本研究は中山間過疎地域における福祉的支援について、調査を通じて、仮説的であるが精神保健福祉士の支援の指標評価票の試作まで行うことができた。従来、支援者は、所属機関で業務を行い、その機関に利用者が訪れるという形態が多かった。しかし、中山間過疎地域における支援では、その地理的条件から、専門職が訪問するという支援の形態を取ることが多く、訪問という形態を取る支援ならではの特性と、中山間過疎地域という地域特性とを考慮した支援のあり方が浮かび上がってきた。農山村における福祉的課題に着目したソーシャルワーク実践についての視点として、農村ソーシャルワークの構想についても検討を加することが出来た。計画に則り、調査や調査の分析を行っていく予定である。また並行して、新たな調査実施を展開していくとともに、初年度実施までには至らなかった国立国会図書館等における文献研究についても取り組んでいく予定である。また、調査では、当初熊本県内の精神科医療機関に勤務する精神保健福祉士に協力を得る予定であったが、熊本地震による影響を考慮し、場合によっては、年度を繰り越すかもしくは、新たな地域から協力を得て調査を実施していくこととしたい。今後は、昨年度実施した調査についてすみやかに分析をまとめる。その結果をもとに今年度予定している過疎地域等における精神保健福祉士の訪問を用いた相談援助実践に関する調査を行い、知見を得ていく。ソーシャルワーク研究計画初年度である今年度は、文献研究を位置づけ、今年度は国立国会図書館本館並びに国立国会図書館関西館におけるそれぞれの文献研究に関する複写費・旅費等一式を計上していた。本務との日程調整の結果、国立国会図書館等への調査移動の日程の確保が難しく文献研究の一部は実施できなかったため。また、東京にて精神科訪問看護を専門とする事業所に勤務する専門職を対象にインタビュー調査を行う予定であったが、調査者と調査対象者との日程調整の結果、次年度に繰り越すこととなったため。概ね予定通り研究を遂行できたが、調査が年度の末月まで行ったことで、分析に関する事務的経費等が次年度の使用額として生じた。研究計画初年度である今年度は、文献研究を位置づけ、国立国会図書館本館並びに国立国会図書館関西館におけるそれぞれの文献研究に関する複写費・旅費等一式を計上しており、次年度に文献研究を実施していくことための日程調整を行っている。また、東京にて精神科訪問看護を専門とする事業所に勤務する支援者からインタビュー調査について実施していくための日程調整を行っている。
国際マクロ経済学における内生的時間選好・習慣形成・非期待効用リスク回避の動学分析

平成22年度は、[A]主要マクロ経済変数の決定に関する分析に関しては、decreasing marginal impatienceである内生的時間選好を導入した国際マクロ経済の動学モデルにおける定常状態を(数値計算を用いずに)解析的に導出して、主に長期的な主要マクロ経済変数の決定に関する考察を行った。また、[B]国際金融に関するパズルの解明に関しては、既存研究を詳細にサーベイして、本研究におけるパズルの解明に向けてのヒントを探りながら、解析的に分析可能な範囲で、習慣形成や非期待効用を導入した国際マクロ経済モデルによる各種の国際金融に関するパズルの解明に向けての基礎的考察を行った。平成23年度も前年度に引き続き、【A】主要マクロ経済変数の決定に関する分析に関しては、decreasing marginal impatienceである内生的時間選好を導入した国際マクロ経済の動学モデルにおける定常状態を(数値計算を用いずに)解析的に導出して、主に長期的な主要マクロ経済変数の決定に関する考察を行った。また、【B】国際金融に関するパズルの解明に関しては、既存研究を詳細にサーベイして、本研究におけるパズルの解明に向けてのヒントを探りながら、解析的に分析可能な範囲で、習慣形成や非期待効用を導入した国際マクロ経済モデルによる各種の国際金融に関するパズルの解明に向けての基礎的考察を行った。さらに、来年度以降の研究に向けて、数値計算を用いた分析の準備にも取り掛かった。平成25年度も平成24年度までに行ってきた分析をさらに発展させる形で、[A]経常収支などを含めた主要マクロ経済変数の決定に関しては、主にdecreasing marginalimpatienceである内生的時間選好を導入して、また、[B]国際金融に関するパズルの解明に関しては、主に習慣形成および非期待効用を導入して、様々な考察を行った。平成24年度も前年度に引き続き、[A]主要マクロ経済変数の決定に関する分析に関しては、decreasing marginal impatienceである内生的時間選好を導入した国際マクロ経済の動学モデルにおける定常状態を(数値計算を用いずに)解析的に導出して、長期的な主要マクロ経済変数の決定に関する考察を行った。さらに、定常状態への移行経路を数値計算も用いながら導出して、短期的なマクロ経済変数の変動に関する考察にも取り組んだ。また、[B]国際金融に関するパズルの解明に関しても、習慣形成や非期待効用を導入した国際マクロ経済モデルによる各種の国際金融に関するパズルの解明に向けての考察を行った。本研究に基づいて作成した論文1本が査読付海外雑誌に掲載(次年度に掲載予定)されることが決定したので。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究に基づいて作成した論文2本が査読付海外雑誌にすでに掲載されたので。今後の推進方策としては、数値計算を用いた分析にも本格的に取り組む予定である。今後の推進方策としては、数値計算を用いた分析をさらに発展させる予定である。
発生初期の分化多能性獲得過程における転写因子のクロマチン結合動態の解析

脊椎動物の発生の初期段階において、受精卵はリプログラミングを受け、分化多能性を持つ細胞集団(胞胚期)を作る。この過程において、親から受け継いだクロマチンのエピジェネティック修飾パターンは、多能性細胞の転写状態を制御するためのパターンに戻される。DNAメチル化やヒストン修飾については受精直後の動態が明らかにされつつあるが、それを制御すると考えられる転写因子のクロマチンへの結合動態については、初期胚の細胞数の少なさなどの問題から解析されていない。本研究は転写因子の結合を少数細胞から網羅的に解析できるATAC-seqと、受精直後の胚を大量に得られるメダカを用いることで、今まで未知であった胞胚期以前の転写因子結合動態を記載し、クロマチンのリプログラミングの転写因子による制御機構を解明する。平成28年度までに転写因子結合部位を同定することができた。特に、受精後の胚性遺伝子活性化が起こる時期にオープンクロマチン領域が出現することを示した。平成29年度では、これらオープンクロマチンがクロマチンの3次元構造と密接に関連していることを明らかにした。特に、受精後、オープンクロマチンが生じるのとほぼ同時にクロマチンの3次元構造の一つであるコンパートメントが形成されることが明らかになった。一方で、オープンクロマチンが形成された胞胚期においてはまだクロマチンのループ構造ができていないことも明らかになった。最終年度である平成30年度では、ループ構造が胞胚期よりも後の原腸形成期形成されるが、インシュレータータンパク質であるCTCFはそのループの基部に胞胚期よりも以前から結合していることを明らかにした。以上により、初期胚のリプログラミング過程における転写因子結合動態を記載し、それとクロマチン3次元構造動態との関連を明らかにした。平成28年度までにメダカの桑実胚から胞胚期までのATAC-seqデータの収集を完了した。さらにヒストン修飾情報も同様に収集した。これらのデータを解析することで、この発生段階において転写因子結合可能部位がダイナミックに変化していることが明らかになった。特に、ヒストン修飾と転写因子結合可能領域はゲノム上で相関がみられるものの、出現するタイミングにはずれがあることが明らかになり、両者の間に依存関係があることが示唆された。今後は転写因子やヒストン修飾酵素の阻害実験などによってリプログラミング過程のクロマチン制御メカニズムを明らかにする。平成28年度までにメダカの桑実胚から胞胚期までのATAC-seqデータ、ヒストン修飾情報を収集した。データ解析の結果、転写因子結合可能領域の大規模な変化のほとんどはこれらの発生ステージに起こることが示唆され、データ収集はほぼ完了したため、概ね順調に進展している。このことは、リプログラミング過程において転写因子結合がループ構造形成には寄与しないことを示唆している。当初の予定通り、メダカ初期胚におけるオープンクロマチンの位置を同定することができた。また、それらとクロマチン3次元構造との関連が明らかになり、その制御機構についても解析が進んでいる。

本研究は転写因子の結合を少数細胞から網羅的に解析できるATAC-seqと、受精直後の胚を大量に得られるメダカを用いることで、今まで未知であった胞胚期以前の転写因子結合動態を記載し、クロマチンのリプログラミングの転写因子による制御機構を解明する。平成28年度までに転写因子結合部位を同定することができた。特に、受精後の胚性遺伝子活性化が起こる時期にオープンクロマチン領域が出現することを示した。平成29年度では、これらオープンクロマチンがクロマチンの3次元構造と密接に関連していることを明らかにした。特に、受精後、オープンクロマチンが生じるのとほぼ同時にクロマチンの3次元構造の一つであるコンパートメントが形成されることが明らかになった。一方で、オープンクロマチンが形成された胞胚期においてはまだクロマチンのループ構造ができていないことも明らかになった。最終年度である平成30年度では、ループ構造が胞胚期よりも後の原腸形成期形成されるが、インシュレータータンパク質であるCTCFはそのループの基部に胞胚期よりも以前から結合していることを明らかにした。以上により、初期胚のリプログラミング過程における転写因子結合動態を記載し、それとクロマチン3次元構造動態との関連を明らかにした。平成28年度までに得られたデータを詳細に解析し、発生初期のリプログラミング過程において最初に転写因子が結合する配列や、一過的に結合する配列を同定する。これらの配列に結合する転写因子はリプログラミングにおいて重要な役割を持つことが推測される。同定した候補因子の機能についてノックダウン(モルフォリノアンチセンスオリゴ)、あるいはノックアウト(CRISPR-Cas9)によってクロマチン修飾との関連を検証する。具体的には、機能阻害した胚においてChIP-seqを行い、修飾パターンの変化が確認できた場合、ATAC-seqによる結合(フットプリント)の消失の確認、およびクロマチン修飾酵素との相互作用の有無の検証を行う。オープンクロマチンとクロマチン3次元構造の動態をより詳細に解析することで、両者の制御機構について明らかにする。具体的には、複数の発生段階でのクロマチン3次元構造データを解析し、両者の相関を発生過程において明らかにする。さらに、クロマチン3次元構造に摂動を与えた際のオープンクロマチンへの影響を解析する。平成28年度までにメダカの桑実胚から胞胚期までのATAC-seqデータ、ヒストン修飾情報を収集した。当初の計画ではより早い発生ステージにおけるデータも収集予定であったが、得られたデータの解析の結果、転写因子結合可能領域の大規模な変化のほとんどはこれらの発生ステージに起こることが示唆され、データ収集はほぼ完了したと判断した。したがって、当初予定していたよりもシークエンスに必要な試薬が少なくなり、次年度使用額が生じた。当初の計画通り