hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経血管ユニットによる新たな血液脳関門制御機構と統合失調症病態への関与

統合失調症は、妄想や幻覚症状を示す代表的な精神障害である。統合失調症の原因として、神経細胞自体やドーパミン、セロトニンといった神経伝達物質の異常が考えられているが、最近、統合失調症において、血機能関門構成分子であるclaudin-5(CLDN5)のSNPの存在が報告されている。しかしながら、統合失調症において、CLDN5の発現や局在が変化しているかどうかについては不明である。そこで代表者は、CLDN5に着目し、血液脳関門が統合失調症の病態に関与しているかどうかを、ヒト統合失調症死後脳を用いて明らかにすることを目的として研究を行った。正常ヒト死後脳と統合失調症死後脳からmRNAを採取し、quantitive PCR法によって、CLDN5遺伝子発現を調べた結果、CLDN5は統合失調症の病態に関与する前頭前野領域で顕著な上昇が認められた。一方、統合失調症の病態に関与しない後頭野領域では、変化は認めなかった。次に、免疫組織染色を行った。CLDN5は脳において血管内皮細胞にのみ発現が認められ、正常では連続性の染色像であったが、統合失調症では不連続な染色像を示すことが分かった。さらに、免疫染色した標本の画像解析によりCLDN5の定量化を行った。血管内皮マーカーの免疫染色結果から、正常脳と統合失調症脳では血管の数や面積に差はないことが分かった。一方で、CLDN5陽性面積は統合失調症の前頭前野で有意に減少し、後頭野では変化がないことが明らかとなった。これらの結果から、統合失調症では血液脳関門のバリア機能に異常を来し、病態に関与していることが示唆された。死後脳を用いた研究では順調に進展したが、血液脳関門の機能性との解析が進んでいない。これは、保存状態がマッチした正常脳と統合失調脳のサンプル数が少ないためであり、取集を進めている。また、脳微小血管培養モデルの構築を進めているが、ヒト初代脳微小血管内皮細胞とヒト脳周皮細胞株での共培養は短期的な血管管腔構造を取る一方で、長期的にはシュリンクし、長期的な解析が出来ないことが判明したため、解析が進んでいない。本研究により、統合失調症では血液脳関門構成分子CLDN5の減少により、血液脳関門のバリア機能に異常を来し、病態に関与していることが示唆された。しかしながら、統合失調症においてCLDN5が減少するメカニズムについては不明である。CLDN5に関わるシグナル分子については、PKAが関与していることを代表者所属研究室で明らかにしている。そこで、今後はPKAに着目し、正常と統合失調症死後脳を用いて、PKAの活性化状態などを調べる予定である。また、実際に統合失調症脳において、血管からの漏出が認められるかは明らかではない。正常と統合失調症死後脳を用いて、IgGやフィブリノーゲンに対する免疫染色を行い、脳実質側への漏出を検討する。更に、統合失調症病態に関与するとされるドーパンミンやセロトニンなどのモノアミンがCLDN5減少に関与しているかを明らかにするため、ヒト脳微小血管培養モデルの構築を進める。これにより、統合失調症においてCLDN5が減少するメカニズムの解明や統合失調症病態との関連性を明確にする。ヒト脳微小血管培養モデルでは長期的な培養法の作製には至っていない。ヒト初代脳微小血管内皮細胞とヒト脳周皮細胞株、アストロサイトの3種共培養や、血管成長因子VEGFの添加、マトリゲル以外の基底膜分子の検討を行い、脳微小血管培養モデルの構築を進める予定である。また、脳微小血管培養モデルの構築を進めているが、ヒト初代脳微小血管内皮細胞とヒト脳周皮細胞株での共

培養は短期的な血管管腔構造を取る一方で、長期的にはシュリンクし、長期的な解析が出来ないことが判明したため、解析が進んでいない。本研究により、統合失調症では血液脳関門構成分子CLDN5の減少により、血液脳関門のバリア機能に異常を来し、病態に関与していることが示唆された。しかしながら、統合失調症においてCLDN5が減少するメカニズムについては不明である。CLDN5に関わるシグナル分子については、PKAが関与していることを代表者所属研究室で明らかにしている。そこで、今後はPKAに着目し、正常と統合失調症死後脳を用いて、PKAの活性化状態などを調べる予定である。また、実際に統合失調症脳において、血管からの漏出が認められるかは明らかではない。正常と統合失調症死後脳を用いて、IgGやフィブリノーゲンに対する免疫染色を行い、脳実質側への漏出を検討する。更に、統合失調症病態に関与するとされるドーパンミンやセロトニンなどのモノアミンがCLDN5減少に関与しているかを明らかにするため、ヒト脳微小血管培養モデルの構築を進める。これにより、統合失調症においてCLDN5が減少するメカニズムの解明や統合失調症病態との関連性を明確にする。ヒト脳微小血管培養モデルでは長期的な培養法の作製には至っていない。ヒト初代脳微小血管内皮細胞とヒト脳周皮細胞株、アストロサイトの3種共培養や、血管成長因子VEGFの添加、マトリゲル以外の基底膜分子の検討を行い、脳微小血管培養モデルの構築を進める予定である。本研究課題の成果をOncotarget誌に論文投稿を行ったが、その投稿、掲載料が40万円以上と高額であった。そのため、研究継続に使用する当該年度の研究費が不足した。そこで、前倒し申請を行ったが、振り込まれた時期が本年1月であったため当該年度中には全額を使用できなかったため。残額については、次年度の研究計画に則り、適切に使用する。
縄文時代における植物食料化技術の考古・民俗学的研究

本研究は、植物を採集し、加工するうえで必要な道具や手法の検討を通して縄文時代の植物食を復元しようとするものである。そこでまず、土掘り具とされる打製石斧、加工具とされる磨石・石皿類に対して多量の機能分析を実施し、各石器の使用状況を具体的に解明する。併せて、国内の山間部を対象に堅果類や根茎類の採食にかかわる民俗調査を広く実施し、さらに関連文献を悉皆的に調べることにより、かつて日本列島でみられた野生植物の採集・加工の実態を把握する。そして、以上の作業を統合して縄文時代の植物食を技術的側面から可視化させ、縄文人の生存戦略や社会・文化の構造基盤、さらには人類史上におけるその特質までを究明する。
ビブリオ属菌鞭毛の構造解析

ビブリオ属の細菌には、同一細胞上に2種の抗原性の異なった鞭毛(極単毛の側毛)を持つものがある。腸炎ビブリオの鞭毛遺伝子をプロ-ブとしてハイブリダイゼ-ションを行ない、DNAレベルで極単毛は全ての種に共通性を見出した。また側毛は極単毛に比べると免疫学的には種特異性が高いが、DNAプロ-ブを用いて検討すると、免疫学的には交差性のない種間でも相同性が認められた。しかしながら、形態的に側毛を持たない種では側毛のDNAプロ-ブの反応が見られず、これらは側毛の遺伝子そのものを持たないものであると判断された。また、数種のビブリオからこの2種の鞭毛を分離しタンパク化学および免疫学的研究を行った。得られた鞭毛構成タンパク(フラジェリン)をSDSーPAGEで検討すると、極単毛については検討したビブリオではいずれも42kDと44kDの2種のタンパクが存在しており、ポリクロ-ナル抗体で検討した場合には両者は免疫学的にほぼ均一であることを明かになった。さらに、モノクロ-ナル抗体を調製すると両者を認識するクロ-ン以外に一方のみしか認識しないクロ-ンが得られ、特異的なエピト-プの存在が示唆された。各フラジェリンのN末端アミノ酸を約20残基解析すると、極単毛については2つのグル-プに分けられ、一方は他のグル-プの12番目からの配列に類似にしていた。しかし、1例を除いては、同じ菌株の42kDと44kDは類似しており、分子サイズの違いをN末の相違で説明することはできなかった。側毛については各種とも類似性が強かった。極単毛と側毛を比較すると、20残基中68残基が一致している程度で、あまり類似度は高くなく、分類学的にかなり離れた細菌であるサルモネラや大腸菌の鞭毛との類似度と差がなかった。すなわち、側毛と極単毛は共通の遺伝子から出発したと思われるが、それぞれ独立に進化して現在の姿になったと思われる。ビブリオ属の細菌には特徴的な極単毛性鞭毛以外に、同一細胞上に多数の側毛性鞭毛を持つものがある。両者は互いに抗原性が異なるが、その抗原決定基は他種のビブリオ属菌の鞭毛との間に交差反応性のあるものとないものとがある。極単毛の抗原性は殆ど全ての種に部分的共通性が見られるが、今回腸炎ビブリオ極単毛の遺伝子をプロ-ブとしてハイブリダイゼ-ションを行ない、DNAレベルでも全ての種に共通性を見出した。しかしながら、形態的に側毛を持たない種では側毛のDNAプロ-ブとの反応が見られず、これらは側毛の遺伝子が発現していないのであはなく、遺伝子そのものを持たないものであると判断された。また、腸炎ビブリオHLー2血清群の遺伝子をプロ-ブとしてHLー1およびHLー3の遺伝子断片とSouthern hybridizationさせてこれらの遺伝子のクロ-ニングを進行させた。本年度ではこれらのクロ-ンの分離にまでは至らなかったので、次年度にこれを完成させて塩基配列の解析を行なう予定である。

これとは別に鞭毛タンパクの精製法を改良して腸炎ビブリオおよびVibrio vulnificusの鞭毛の精製を行なった。両菌種の極単毛性鞭毛は免疫学的交差反応性があるが、腸炎ビブリオのそれは44kdのタンパクのみから構成されているのに対して、V.vulnificusでは44kdと42kdの2種のタンパクが検出された。しかし、この2種のタンパクは抗原性が共通しているので同じ遺伝子の産物と思われ、42kdタンパクは一部が欠落したものと思われる。両者は単独で鞭毛繊維を再構成できるので、鞭毛繊維の構成には片方だけで十分と考えられ、異なる分子種の形成の理由は次年度の検討課題となる。ビブリオ属の細菌には1つの細胞に極単毛と側毛の2種の鞭毛を持つものがあるが、数種のビブリオからのこの2種の鞭毛を分離しタンパク化学および免疫学的研究を行った。得られた鞭毛構成タンパク(フラジェリン)をSDSーPAGEで検討すると、極単毛については検討したビブリオではいずれも42kDと44kDの2種のタンパクが存在しており、ポリクロ-ナル抗体で検討した場合には両者は免疫学的にほぼ均一であることを明かになった。また、MonoーQイオン交換カラム処理によって両者を分離することができ、それぞれ独立に重合して鞭毛繊維を再構成し得ることが示された。さらに、モノクロ-ル抗体を調製すると両者を認識するクロ-ン以外に一方のみしか認識しないクロ-ンが得られ、特異的なエピト-プの存在が示唆された。側毛についてはほとんどの株で1種の分子サイズのフラジェリンしか得られなかったが、Vibrio alginolyticusの1株で29kDと31kDの2種の分子サイズのフラジェリンの存在が認められ、他の菌種、菌株についても種々の条件での検討が必要であると思われた。各フラジェリンのN末端アミノ酸を約20残基解析すると、極単毛については2つのグル-プに分けられ、一方は他のグル-プの12番目からの配列に類似していた。しかし、1例を除いては、同じ菌株の42kDと44kDは類似しており、分子サイズの違いをN末の相違で説明することはできなかった。側毛については各種とも類似性が強かった。極単毛と側毛を比較すると、20残基中68残基が一致している程度であまり類似度は高くなく、分類学的にかなり離れた細菌であるサルモネラや大腸菌の鞭毛との類似度と差がなかった。すなわち、側毛と極単毛は共通の遺伝子から出発したと思われるが、それぞれ独立に進化して現在の姿になったものと思われる。
高圧X線トモグラフィーを活用した高圧下のマグマ研究の推進

地球内部のマグマ過程を理解する上で、高圧下におけるメルトの物性とメルトが岩石中にどのような形で存在するかを理解することは重要である。本研究では、高圧プレス実験と組み合わせたX線トモグラフィー測定を備えるアメリカの放射光X線施設APSにおいて、高圧X線トモグラフィーを活用した高圧下のマグマ研究を推進する。海外共同研究者が持つ高圧X線トモグラフィー実験技術と研究代表者が持つ先端的な高圧高温実験技術を組み合わせることにより、高圧下におけるメルト・ガラスの密度変化と圧縮曲線の研究、高圧下における岩石中のメルトの3次元分布構造の変化とそれに伴う弾性波速度変化の研究を行う。
フランス近代教育システムの基盤形成に関する研究

本研究の仮説は、「近代教育システム」を<国民統合と社会的選別を機能とする人間形成の体系>と概念規定するならば、フランスにおいてその基盤が形成されたのは、革命期以前の18世紀中葉、すなわちアンシァンレジーム末期に遡られる、というものである。日本での従来の研究では、フランス近代公教育の成立過程は革命議会の論議に始まり、その思想的源流が啓蒙思想家の言説に辿られてきた。そうした研究が、革命前の教育の実態へ積極的関心を向けることは少なかったと言ってよい。しかし、本研究が着目したのは、1760年代以降、中等教育改革を推進した高等法院官僚によって、国民統合を目指す学校制度が構想されており、教師たちも教育内容や方法の改革に取り組んでいた史実である。そして、当時、イデオロギー上の立場に関係なく参照されていた理論が、1720年代末に公刊されたシャルル・ロランの『学問論』であったことを明らかにした。さらに本研究は、革命期にはコンドルセらの構想に賛同し、ナポレオン学制へつながる公教育の制度化に取り組んだJ・F・シャンパーニュに注目した。1800年に発表された彼の著作で注目されるのは、革命前の学校教育の在り方を全面的に否定してはいなかった点である。そして彼は、公教育において最も重要と見なす初等教育の制度化を、当時の財政状況に鑑みて、国家・政府に求めるのではなく、イギリスに倣い市民自らが行うように説いていた。この背景には、近年の実証的研究によれば、フランスでは18世紀を通じて、読み書きを教える学校が、地域差は認められるにせよ民衆にも遠い存在ではなくなりつつあったことが考えられる。以上によって、本研究は、フランス近代教育システムの基盤形成が、初等レベルの学校の普及と中等教育の改革という二つの側面から理論の形成と実態の変化に注目するならば、18世紀中葉に認められるという仮説の妥当性を提示し得たと思われる。本年度の研究実施計画は、次の2点を中心課題とするものであった。1.18世紀のフランスで教育改革に関与した人物のテクストから、現状認識と改革構想を読み取り考察する。2.現代の研究によるデータに基づき、18世紀フランスにおける学校教育の実態面での変容を描き出す。これらの課題に対する具体的な研究成果は、ジャン=フランソワ・シャンパーニュ『公教育の制度化に関する見解』(1800)の分析を中心にして、以下のように要約できる。(注.以下、同書を『見解』と略す。)シャンパーニュ(1751-1813)は、アンシアン・レジーム末期の教育改革の下で学び、改革の拠点ルイ=ル=グラン・コレージュの教師となってフランス革命を迎え、革命期には同校の校長を務めて公教育計画を構想発表する一方、アリストテレスの『政治学』を翻訳刊行するなどの業績からフランス学士院に迎られた。彼のテクストは、教育史のみならず啓蒙思想や革命期からナポレオン時代の諸問題を考察する上でも極めて興味深い。『見解』においてシャンパーニュは、フランス章命議会の公教育論議を、その成果に原理面では付け加えるものが何も無いと評価しながら、しかし、「教育を組織する技術」については全く議論も熟慮もされなかった結果、初等教育は無に等しく放置され中等教青も混迷する現状が生じたと批判した。こうした認識に立ち、彼は学校の実態と社会状況、特に財政状態を勘案しつつ公教育を現実に制度化する方策を諭じた。注目に値するのは、彼が旧体制下の学校教育に認められる合理的な要素は否定せずに革命前からの改革潮流を継承しようとしている点、そして、イギリスをはじめ諸外国の教育事情に頻繁に言及し範を求めている点である。いずれも、フランス近代教育システムの形成過程を考察する際、先行研究には無かった分析視角を示唆する内容であると言えよう。「フランス近代教育システムの基盤形成」をテーマに、本年度は次の2点を中心課題として研究を進めてきた。本年度の研究成果と次年度への課題は、たとえて言えば、「近代教育システム」のハードウェア(学校制度)とソフトウェア(教育内容・方法)という二つの視角から、以下の通り要約・整理される。(1)学校制度(公教育)構想:学校教育を国民統合の手段とする構想は、フランス革命議会での公教育論議を嚆矢とするものではない。本研究は、そうした構想げ1760年代以降体制派・反体制派を問わず知的エリート層において醸成され、革命前の段階で既に広く共有されていた史実を明らかにしつつある。今後の課題は、新たな学校制度(公教育)構想が、絶対に進行した教育改革の中でいかに深化、かつ具体化していたのかを詳しく実証する作業と、革命の前後でいかなる質的変化がみられたかという視点からの分析である。(2)教育内容・方法の革新:アンシアン・レジーム期の教育の象徴として、従来の研究では、啓蒙思想家たちが中等教育カリキュラムの守旧的性格に浴びせた批判が広く知られてきた。しかしながら本研究は史料から、18世紀後半の開明的な学校教師たちが教育内容および指導方法を改良する試みを徐々に蓄積していた側面も読み取っている。そして、その側面の理論的基盤は、1720年代末にシャルル・ロランが公刊した『学習論』であったと考えられる。

中世・ルネサンス期以来の学校教育の伝統が時代の変化に呼応しながら近代教育システムに継承されていく過程を、本研究のオリジナルな着眼点として今後さらに解明し考察を加えていきたい。本研究の仮説は、「近代教育システム」を<国民統合と社会的選別を機能とする人間形成の体系>と概念規定するならば、フランスにおいてその基盤が形成されたのは、革命期以前の18世紀中葉、すなわちアンシァンレジーム末期に遡られる、というものである。日本での従来の研究では、フランス近代公教育の成立過程は革命議会の論議に始まり、その思想的源流が啓蒙思想家の言説に辿られてきた。そうした研究が、革命前の教育の実態へ積極的関心を向けることは少なかったと言ってよい。しかし、本研究が着目したのは、1760年代以降、中等教育改革を推進した高等法院官僚によって、国民統合を目指す学校制度が構想されており、教師たちも教育内容や方法の改革に取り組んでいた史実である。そして、当時、イデオロギー上の立場に関係なく参照されていた理論が、1720年代末に公刊されたシャルル・ロランの『学問論』であったことを明らかにした。さらに本研究は、革命期にはコンドルセらの構想に賛同し、ナポレオン学制へつながる公教育の制度化に取り組んだJ・F・シャンパーニュに注目した。1800年に発表された彼の著作で注目されるのは、革命前の学校教育の在り方を全面的に否定してはいなかった点である。そして彼は、公教育において最も重要と見なす初等教育の制度化を、当時の財政状況に鑑みて、国家・政府に求めるのではなく、イギリスに倣い市民自らが行うように説いていた。この背景には、近年の実証的研究によれば、フランスでは18世紀を通じて、読み書きを教える学校が、地域差は認められるにせよ民衆にも遠い存在ではなくなりつつあったことが考えられる。以上によって、本研究は、フランス近代教育システムの基盤形成が、初等レベルの学校の普及と中等教育の改革という二つの側面から理論の形成と実態の変化に注目するならば、18世紀中葉に認められるという仮説の妥当性を提示し得たと思われる。
加圧による蛋白質結晶の分解能向上の研究

本研究では蛋白質結晶における圧力と分解能の関係を調べた.複数の蛋白質を用いて高圧力下でX線回折データを収集した結果,分子量が小さいほど加圧によって結晶性・分解能が向上していた.これは加圧によって蛋白質の水和殻が秩序化し結晶全体の回折能が向上しているためと推察される.蛋白質の種類や結晶化条件に依らず,低分子量であれば加圧によって分解能を向上させることが出来ると考えられる.X線結晶構造解析法によって精密な構造情報を得るには,良質の結晶を用いて高分解能の回折データを収集する必要がある.しかし研究の対象とする蛋白質の結晶化に成功したものの,いざX線を当てると低分解能の回折データしか得られないという事態にしばしば直面する.従って蛋白質結晶の結晶性を改善し分解能を向上させる方法が必要である.申請者はこれまでに,低分解能の回折データしか得られない結晶でも,圧力をかけることで分解能が顕著に向上する例を見出している.一方,圧力と分解能の関係を体系的に調べ,報告した研究例はこれまでにない.本研究では,どういった条件の結晶ならば加圧による分解能向上の効果が大きいのかを明らかにし,圧力を分解能向上のツールとして用いる際の指針を示すことを目的とする.28年度は先ず最初に再現良く結晶化する試料蛋白質結晶の準備を行なった.いくつかの試料蛋白質の調製と結晶化を試みた結果,ヒトユビキチンの立方晶結晶,HIV-1 RNaseHの直方晶結晶,ウシ肝臓カタラーゼの直方晶結晶については再現性の高い結晶化方法を確立することが出来た.蛋白質結晶の中には圧力の上昇に伴って溶解度が増すものがあるため,各試料蛋白質結晶を実際に加圧し溶解の有無を調べた.その結果,ユビキチン結晶は加圧による溶解が見られ,RNaseH結晶とカタラーゼ結晶は溶解が見られなかった.ユビキチン結晶については,圧力媒体中の沈殿剤濃度を上げることで溶解の問題を解決した.結晶の加圧条件の検討の後,あいちシンクロトロン光センターのビームラインBL2S1とPhoton FactoryのビームラインAR-NW12Aにて,常圧下高圧力条件下で回折データを収集・比較し,加圧による分解能向上の有無を調べた.ユビキチン結晶とRNaseH結晶は加圧によって分解能が向上し,カタラーゼ結晶は分解能が向上しないことが分かった.本研究では種々の試料蛋白質結晶を用いて加圧による分解能向上の有無を調べ,さらには圧力を分解能向上のツールとして用いる際の指針を示すことを目的とする.これまでにユビキチンの六方晶結晶については加圧することで分解能が顕著に向上することを見出していた.28年度はユビキチンの立方晶結晶についても高圧力条件下の回折実験を行い,加圧によって分解能が向上することを明らかにした.従って分解能の向上は蛋白質結晶のパッキングではなく,各蛋白質分子の性質によると推察される.次にRNaseH結晶についても加圧によって分解能が向上することを確認したが,しかしユビキチン結晶よりも分解能向上の効果が小さいことが分かった.カタラーゼ結晶については分解能の向上はほぼ見られなかった.従って加圧による分解能向上の効果は,試料蛋白質の大きさに依存しており,比較的小さい蛋白質分子の結晶であれば期待できることを確認できた.これらの結果から28年度の研究が順調に進展していると評価した.本研究では種々の試料蛋白質結晶を用いて加圧による分解能向上の有無を調べ,さらに加圧による分解能向上のメカニズムを明らかにすることを目指した.28年度にユビキチン,HIV-1由来RNase H,ウシ肝臓由来カタラーゼの結晶について再現性の高い結晶化方法,加圧可能なバッファ条件を確立し,高圧力下で回折データを収集した.加えて29年度はサーモライシンについても再現性が高い結晶化方法を確立した.サーモライシン結晶は加圧によって溶解するため,圧力媒体にPEGを添加することで溶解を防ぎ,高圧力下の回折データ収集に成功した.これらの回折データを解析した結果,分子量が小さいユビキチンは加圧によってデータの統計値と分解能の向上が顕著に観られた.一方で分子量が大きいカタラーゼは向上が観られなかった.それらの間の分子量を持つRNase Hとサーモライシンについては,統計値と分解能の向上は観られたが,しかしユビキチン結晶よりも小さかった.従って加圧による結晶性・分解能の向上は,分子量に依存していると推察される.このメカニズムを調べるため,各蛋白質結晶について高圧力下の構造解析を行なった.カタラーゼを除く全ての蛋白質結晶で,高圧力下で蛋白質の水和水が顕著に増加することが明らかとなった.高圧力下では体積が小さい状態へと系がシフトしていくため,水和サイトに水が留まり易くなったと考えられる.水和殻の秩序化によって,結晶全体の回折能が向上していると考えられる.従って小さい分子ほど蛋白質自身に対して水和殻の体積の比が大きいため,寄与が大きいと推察される.蛋白質の大きさのみに依存し,その種類や結晶化条件に依らず分解能を向上させるという点が本手法の特徴と考えられる.本課題によって初めて圧力と分解能の関係性が明らかになった.本研究では蛋白質結晶における圧力と分解能の関係を調べた.複数の蛋白質を用いて高圧力下でX線回折データを収集した結果,分子量が小さいほど加圧によって結晶性・分解能が向上していた.

これは加圧によって蛋白質の水和殻が秩序化し結晶全体の回折能が向上しているためと推察される.蛋白質の種類や結晶化条件に依らず,低分子量であれば加圧によって分解能を向上させることが出来ると考えられる.研究計画は順調に推移しているので,このまま計画通りあいちシンクロトロン光センターのビームラインBL2S1とPF-ARのビームラインNW12Aで常圧から高圧力下の回折データを収集し,解析を行う予定である.28年度の結果から,加圧による分解能向上の効果に分子量依存性が確かめられた.29年度はこの仮説に基づき,分子量に注目して試料蛋白質を選択し常圧から高圧条件下の回折データを収集し比較を行う予定である.またユビキチン,RNaseH,カタラーゼの各蛋白質結晶について,常圧と高圧力条件下でフルデータを収集して構造解析を進める.これによって常圧構造と高圧構造を比較し,加圧による分解能向上のメカニズムを調べる.蛋白質結晶構造解析
生体内バイオナノセンサネットワークのための感染型信号増幅伝播方式

本研究は、生物由来の素材からなる数ミクロンから数十ミクロン程度の大きさの自律移動型センサを用いて構築される、生体内バイオナノセンサネットワークを、既存の情報通信ネットワークと統合することを目的とする。生体内バイオナノセンサネットワークにおいて、生体内の重要かつ微弱な信号を検出し、それを外部機器に届けるための感染型信号増幅伝播方式を設計した。信号の発生源は病気の細胞やウィルスなど、外部機器は既存のコンピュータネットワークと通信可能な埋め込み型機器を想定している。この通信方式では生体信号を検出した送信機が受信機に信号を伝達し、最終的に外部機器に信号を伝播する際、環境中に存在する中継機を利用する。提案方式は、次のように動作する。(A)送信機は分子信号を環境中に放出することによって通信可能領域が形成される。(B)通信可能領域に入った中継機は信号を受信し、信号を伝達するために分子信号を放出する。(C)各バイオナノマシンのランダムな移動により、通信可能領域は動的に変化する。(D)受信機の付近に、信号を受け取った中継機が到達し、受信機に信号を伝達する。まず、この通信方式の数理モデルの構築した。提案方式によって、信号が伝播する時間や空間を分析するために、各バイオナノマシンの移動性はランジュバン方程式、環境中に存在する分子信号の強度が変化する率は微分方程式で記述した。次に、構築した数理モデルにもとづいて、計算機上のシミュレーション実験による性能評価・結果を取りまとめた。この成果から、さらに1歩進んだ実用的な応用の例として、薬物輸送システムに適用し、性能を評価した。従来の手法と比較して、より少ない数のバイオナノマシンで同程度の性能を実現できることを示した。以上の成果を論文としてまとめ、国際会議IEEE Globecom 2018にて発表した。予定どおりに成果が出ており、特筆すべきことはなし。今後の研究の推進方式は以下の通りである。1.生物実験により、実際の細胞の動作パラメタを取得する。バイオナノマシンを細胞で実装することを想定し、昨年度の研究実績において構築した数理モデルに適合させ、動作パラメタ値を決定する。細胞の観察実験を行い、最尤法を用いてパラメタ値を推定する。まず、タイムラプス・イメージング法により、細胞の位置情報を2分程度の時間間隔で数日間に渡って計測する。次に、最尤法を用いて数理モデルのパラメタ値を決定する。決定したパラメタ値により、細胞の機動性(移動軌跡や拡散速度)が忠実に再現されることを検証する。再現性が低い場合は、モデルの拡張を検討する。2.構築した数理モデルにもとづいて、再度、薬物輸送への応用に特価した計算機上のシミュレーションを行う。得られた結果が、国際会議で発表した結果と適合することを確認し、発表成果と合わせて一つの大きな知見としてまとめる。異なる知見が得られた場合、原因を究明し、妥当性の検証や改善案を打ち立てる。ここで予測される知見は、提案手法によって、より効率的にバイオナノマシンの機動性を制御し、特定の場所に集合させることができる、ということ。3.薬物輸送への応用で得られた知見から、複数の分子信号の発信源により増幅された信号強度を、バイオナノマシンが外部機器と通信するために必要な要件として着目し、本研究の大目的である、生体内バイオナノセンサネットワークと既存の情報通信ネットワークの統合の実現可能性について、実証実験と計算機シミュレーションの側面から検証する。最終的に得られた性能や知見をまとめ、国際会議に論文を投稿する。

バイオナノマシンを細胞で実装することを想定し、昨年度の研究実績において構築した数理モデルに適合させ、動作パラメタ値を決定する。細胞の観察実験を行い、最尤法を用いてパラメタ値を推定する。まず、タイムラプス・イメージング法により、細胞の位置情報を2分程度の時間間隔で数日間に渡って計測する。次に、最尤法を用いて数理モデルのパラメタ値を決定する。決定したパラメタ値により、細胞の機動性(移動軌跡や拡散速度)が忠実に再現されることを検証する。再現性が低い場合は、モデルの拡張を検討する。2.構築した数理モデルにもとづいて、再度、薬物輸送への応用に特価した計算機上のシミュレーションを行う。得られた結果が、国際会議で発表した結果と適合することを確認し、発表成果と合わせて一つの大きな知見としてまとめる。異なる知見が得られた場合、原因を究明し、妥当性の検証や改善案を打ち立てる。ここで予測される知見は、提案手法によって、より効率的にバイオナノマシンの機動性を制御し、特定の場所に集合させることができる、ということ。3.薬物輸送への応用で得られた知見から、複数の分子信号の発信源により増幅された信号強度を、バイオナノマシンが外部機器と通信するために必要な要件として着目し、本研究の大目的である、生体内バイオナノセンサネットワークと既存の情報通信ネットワークの統合の実現可能性について、実証実験と計算機シミュレーションの側面から検証する。最終的に得られた性能や知見をまとめ、国際会議に論文を投稿する。当初、もう1回分、国際会議に参加する予定であったが、都合が合わず、参加できなかったため。
狭帯域照明・カメラ連動による診断・手術支援システムの開発

本研究では、生体の色情報の定量評価と強調表示による手術・診断支援を目指す。同色かつ照明光スペクトルが異なる複数照明の下で対象をカラーカメラ撮影することで多様な色情報をリアルタイムに取得する機構を構築する。また、この際の照明光スペクトルを狭帯域光とすることにより、微細な構造情報についても取得することを目的とする。具体的な外科領域として形成外科を最初に取り上げ、基本技術を完成させる。その上で、機構の改良を進め、他領域への展開を図る。
19世紀後半から20世紀初期のアメリカ文学における「アメリカンガール」表象

19世紀後半から20世紀初期(1870年代から1920年)のアメリカ文学において、「アメリカンガール」のイメージがどう構築されているのか、またそのイメージが19世紀から20世紀初期のアメリカ文学史における女性表象の問題の中でどう位置づけられるのかという問題の考察を目的として研究を行い、その成果を博士論文の一部としてまとめた他、研究成果の一部を口頭発表・論文発表という形で発表した。平成20年度中は、研究目的に記した以下の2点について研究を行った。1.1870年代から1910年代のアメリカ文学において「アメリカンガール」の問題に関わっている小説を細かく考察することにより、世紀転換期にどのような「アメリカンガール」のタイプが文学の中で構築されたのかを検討する。2.1870年以前のアメリカ小説における「アメリカンガール」あるいは女性の表象を考察し、1で得られた世紀転換期の「アメリカンガール」のイメージと比較する。研究においては、Henry James、Edith Wharton、Willa Catherの3作家の作品を中心とする1970年代から1910年代のアメリカ文学作品の分析を行った他、同時代の出版物や絵画など他のメディア・芸術における「アメリカンガール」表象や1870年以前のアメリカ文学における女性像とも比較し、女性表象に関する分析を深めた。特に、アメリカで短期間(約3週間)の資料収集を行い、LifeやLadies' Home Journal等の雑誌に掲載された大衆小説や挿絵(特にCharles Dana Gibsonの"Gibson Girl")の考察、John Singer SargentやMary Cassatt等による絵画との比較を行ったことで、日本では手に入り難い資料を考察に盛り込み、文学作品に現れるアメリカンガール像をより広い視座からとらえることを試みた点に大きな意義があると考えられる。
超小型人工衛星用低コスト短期開発・評価環境の構築

近年超小型人工衛星の開発及び実利用化が国内外で活発化してきている。本研究では超小型人工衛星の信頼性を総合的に向上させ、且つ短期低予算での開発を実現する開発・評価環境を構築した。本環境は同一プラットフォーム上においてフルソフトシミュレーションから動的閉ループシミュレーション、更には実運用までを可能にする。また、プロジェクトの要求に応じて非常に柔軟にコンフィギュレーションを拡張することも可能である。環境の構築後、東北大学の超小型衛星プロジェクトを一例に、機能評価を実施した。平成25年度は当初の研究計画において設定した4つのステップのうちの3つ目にあたる、静的閉ループシミュレーション環境の構築に重点的に取り組んだ。まず、H24年度に整備を開始したモジュール化フロントエンドを用いて、同じくH24年度に研究開発を行ったソフトウェアシミュレーション環境に超小型人工衛星(RISING-2)の地上評価用ハードウェア(搭載機器と同等の仕様)を接続することによってHardware-In-The-Loop-Simulation(HILS)環境を構築した。この環境においてシミュレーション環境内のソフトウェアモデル群と衛星搭載ハードウェアの実機モデルが正常に通信できることの確認を行った。また、モジュール化フロントエンド内の電算処理のリアルタイム性が適切であることの確認も行った。これにより、シミュレーション環境とモジュール化フロントエンドの設計の妥当性を検証することができた。次に姿勢決定に必要となる搭載機器である恒星センサへの模擬入力信号を生成する簡易恒星シミュレータを開発し、上記環境に統合した。これにより恒星センサの光学系の性能評価が可能となった。この環境を用いて静的閉ループシミュレーションを実施し、その性能を評価した。以上から、3つ目のステップで掲げた目標は完全に達成することができた。これと並行して動的閉ループ環境の構成要素となる空気浮上ベアリングテーブルの研究開発を実施した。具体的にはまず重心位置調整機構、電源供給装置、無線通信装置の開発、及びテーブルの姿勢検出・評価ソフトウェアの開発を行った。次に空気浮上ベアリングテーブルの姿勢情報を上記シミュレーション環境へフィードバックするよう通信系統を統合し、動的閉ループシミュレーションを実施する環境の整備を進めた。平成24年度は当初の研究計画において設定した4つのステップのうち最初の2つに取り組んだ。まず、研究の対象となっている開発・評価環境の土台となるソフトウェア環境のアーキテクチャ設計を行った。更にSoftware-In-The-Loop-Simulation(SILS)環境の構成要素となる衛星搭載機器のソフトウェアモデル群、宇宙環境を模擬する環境モデル群の開発を行った。これらの動作を確認し、仮想宇宙空間において人工衛星のソフトウェアモデルが動作することを確認した。これにより、搭載ソフトウェアをSILS環境内で実行できる準備を整えることができた。次に搭載電算機を交えたHardware-In-The-Loop-Simulation(HILS)環境に必用となるインターフェース装置であるモジュール化フロントエンドの整備を開始すると共に必要となるアプリケーションの開発を実施し、ソフトウェアモデルと実機モデルが通信できる環境を整えた。また新規開発となる動的閉ループ環境の構成要素となる空気浮上ベアリングテーブルの設計、開発を行った。動的シミュレーション環境に関してはその開発と評価に当初の想定よりも長い期間にわたる作業が必要となることが判明したため、H25,26年度の作業内容の一部をH24年度に繰り上げて実施した。具体的には空気浮上ベアリングテーブル、及びその姿勢検出に用いる高速カメラシステムを整備し、姿勢検出精度、空気浮上ベアリングテーブルの外乱摩擦、外乱トルク、及び重心位置の調整限界の評価・解析を先行して実施した。その結果、設計した環境と選定した機器によって目的のシミュレーション精度を達成できる目途を確認した。また、同テーブルに搭載する電源装置、重心位置合わせ装置を開発した。これによって衛星の姿勢制御系の機器を搭載し、動的シミュレーションを実施できる環境がほぼ整った。前年度までの研究実績を踏まえ、本研究3年目となる平成26年度の研究計画は大きく以下の3つの項目に分類された。1)超小型人工衛星RISING-2打上げ後の軌道上データとの比較評価、2)前年度までに構築を完了していたSILS環境の実運用と機能評価、3)当初の研究計画におけるステップ4である動的シミュレーション環境の完了。1)に関してはRISING-2衛星が2014年に打ち上げられたことを受け、本環境によるシミュレーション結果と、軌道上で取得されたデータの比較評価の実施に成功した。今後軌道上運用の詳細な結果を継続的に解析することで、地上評価モデルの洗練が可能となる。2)に関しては衛星の姿勢制御モードの一つであるデタンブリングモードを例にとり、SILS環境でのシミュレーション結果と軌道上データとの比較検証を行った。検証ではフライトモデル搭載ソフトウェアと等価な関数群をSILS環境内で実行する形態をとった。3)に関しては搭載電算装置と動的シミュレーション環境に配置された搭載機器間の通信インターフェースを実装すると共に、モーションカメラにより取得される客観的な姿勢情報をシミュレータ内部の変数に反映させる機能を実装し、動的シミュレーションが実施可能な環境の整備を完了した。これにより当初の目的を完全に達成した。環境の構成要素の整備という観点からは、新規に高性能実時間シミュレータと人工衛星運用

装置各一台を導入し、現状の構成及び実用上将来的に実装され得る追加機能を含めたシミュレーションソフトウェアの実時間性の確保に努めた。これに加え、モジュール化フロントエンドを拡張し、AD/DA変換機能を拡充した。また、より多くの衛星搭載機器を模擬する目的でRS422インターフェースについても追加拡充した。研究成果は研究期間最終年度に加え翌年度の学会発表、及び雑誌論文等への発表を予定している。人工衛星工学平成25年度は当初の研究計画を達成するために必要となる環境の整備に取り組み、平成26年度の活動に必要となる条件を整えることができた。当初の研究計画において設定した4つのステップのうちステップ2,3を達成することができた。当初は当研究室で開発が進んでいる超小型人工衛星第三号機(RISESAT)を用いたHILSシミュレーションを予定していたが、平成25年度は第二号機(RISING-2)を用いたシミュレーションを実施するに留まった(ただしいずれの場合においても研究の本質は変わらない)。よって「おおむね順調に伸展している」と評価する。今後4つ目のステップである動的閉ループシミュレーション環境の実運用のためには、空気浮上テーブル上に搭載した角速度センサの情報を衛星搭載電算装置にフィードバックすると共に、搭載電算機からの制御コマンドを、同じくテーブルの上に搭載された姿勢系アクチュエータ(リアクションホイール)に伝達できるようにしなければならない。この作業は平成26年度に実施する。また1つ目のステップであるSoftware-in-the-loop-Simulation環境の整備はほぼ完了しているものの、実際の搭載ソフトウェアを用いた詳細な動作確認が実施できていない。よってこの作業も平成26年度に実施する。平成24年度は当初の研究計画を実施していく上で必要となる要素技術開発の研究に取り組み、その全体の実現可能性の目途を立てることができた。H25,26年に実施する予定であった研究活動の一部もH24年度に繰り上げて実施することができた。一方、ソフトウェア環境の作り込みという意味ではまだ作業が残っている。その意味で「おおむね順調に伸展している」と評価する。研究計画にあるように、これまで当研究室で実施された超小型衛星プロジェクト、及び現行の超小型人工衛星プロジェクトでの研究成果を統合し、本研究活動に最大限適用することを目指しており、H24年度はその一部を実施することができた。
黒潮続流による砕屑物運搬に関する研究

現在の黒潮続流流域の表層堆積物の空間的な磁気特性は、検討した全域ではマグネタイトで特徴づけられる磁性鉱物が分布している事が分かった。マグネタイトの量の分布は帯磁率、SIRM, ARMの強度より32-34°N付近に中心を持つ事が分かった。一方、磁性鉱物の粒度は32-34°N付近で大きく、南、及び遠方のサイトではマグネタイトの粒度が小さくなっている。このような粒度と量の空間的分布を変動させるメカニズムとして黒潮続流ジェットによって伊豆-小笠原の陸源物質が、北西太平洋に分散されている可能性が考えられる。時間系列の、解析では、氷期と間氷期では大きく磁気的性質、堆積物の化学組成が異なる。氷期のクライマックスではマグネタイトの寄与が小さいく、堆積物のバルク化学組成はアルミに乏しく、生物源シリカに富む。氷期のクライマックスには黒潮続流に大きく変動があり、砕屑物の供給が少なかった事が分かった。一方間氷期においては34°Nのコアは磁性鉱物の含有量に細かい相対的な変化があるもののその粒度変化は小さい。一方その南側のコアと遠方のコアでは粒度変化は相対的に大きい。この解釈として、34°Nは常に黒潮続流の軸付近にあったが他のコアは黒潮のマージンにあったため、変動に敏感に反応していたかもしれない。また磁性鉱物の量は伊豆小笠原に近いサイトでは細かく変動しており、グリーンランドの氷床コアの酸素同位体変動の記録に似ている。平成16年度既存の親潮・黒潮混合域で採取された堆積物について、近年、標準曲線が構築された相対地球磁場強度を年代軸として適応できるか検討を行った。磁性鉱物の量が多い層準は磁気的にも比較的均質な岩相であり磁性鉱物も非常に多く、相対地球磁場強度の標準曲線との比較は良い一致を示した。得られた堆積物の年代を使い岩石磁気的手法で磁性鉱物の粒度サイズを検討した、一次オーダーでは氷期-間氷期サイクルと変動が合致しており(間氷期に大きな粒度サイズを示す)、この事は黒潮の氷期-間氷期における流路変動により堆積物の供給が変化しているかもしれない。さらに二次オーダーの磁性鉱物の粒度サイズはグリーンランド氷床コア等に見られる急激な気候変動のパターン(ダンスガード-オシュガードサイクルの)と同機している。この事は急激な気候変動に敏感に黒潮が変動していたことを示唆しており、千年スケールで黒潮の変動要因を考えるうえで重要な情報である。親潮・黒潮混合域の堆積物は黒潮続流および親潮の変動を記録しており、過去の地球表層熱循環を考える上で重要な海域である。特に黒潮は赤道の暖水プルームから中緯度へ熱を運搬する熱輸送システムとして亜熱帯循環系で重要な役割を果たしている。しかし黒潮・親潮会合域は大水深のため環境変動や、年代決定に有力な情報源である炭酸塩化石を含まないため研究が遅れていた。大水深堆積物に対して岩石磁気特性を環境変動のプロキシーとして適応し、また近年、標準曲線が構築された相対地球磁場強度を年代軸として適応できるか検討を行っている。今年度は、現在使用できる黒潮続流海域における堆積物の磁化特性のデータを追加した。その結果、既存データと同様、磁性鉱物の量が多い層準は磁気的にも比較的均質な岩相であり磁性鉱物も非常に多い事を示した。また時系列変動を知るため、各堆積物柱状試料から得られる相対地球磁場強度の変動によって高解像度の年代モデルを構築してきた。この年代モデルによると磁気特性の変動は氷期-間氷期サイクルとタイミングが合致しており、この事は黒潮の氷期-間氷期における流路変動により堆積物の供給が変化していることを示している。今年度は年代モデルを確実にするためにさらに、各コアに含まれる広域火山灰層の対比を行い、確立した年代モデルに矛盾がない事を確認した。

このような手法を用いて、同海域において観測点を増やすため、他機関等で採取された試料を入手した。過去の黒潮の熱の運搬量の変動と、それの気候変動との関連を知るには、温度パラメーターの他に流量を知る必要がある。本研究は黒潮続流により運搬された伊豆小笠原弧起源物質の分布と粒度を調べることで、その運搬過程を推定し、砕屑物の粒度と移動距離からどの程度の流速で側方に運搬されたか推定することを目標とした。本研究の解析に供した試料はCCD以深から採取されたため従来有効である炭酸塩の年代情報を使用出来ない。このため、年代については堆積物に記録された地球磁場強度の変動、および広域火山灰対比を検討し使用した。現在の表層サンプルの粒度分布はどのようになっているのか知るため、表層サンプルの岩石磁気的な粒度を検討した。その結果、伊豆-小笠原東海域の北緯30°付近と北緯33-36°では現在の黒潮流路と一部重なっている33-36°の方が粒度が大きいことが示され、黒潮による運搬が示唆された。地質時代に粒度変動がどのようであったかはを知るために正確な年代をもったコアの岩石磁気学的研究をおこなった。その結果、氷期と間氷期では磁性鉱物の量、種類が大きく違う事が分かった。また堆積物の起源を知るため、全岩の化学組成を検討した。氷期の堆積物は生物源シリカが多く、砕屑物すなわち伊豆-小笠原からの運搬された物質は少なかったと考えられる。間氷期の区間においては磁気的に粒度変化を検討した。その結果、間氷期中は非常に細かな変動が見られ、北大西洋に見られる急激な気候変動を示すパターンと似ている。コア中にみられるこういった変動は、黒潮変動は1次オーダーと2次オーダーがあることを示している。
児童の愛他心の形成における欲求-価値理論の検討

児童の愛他心の形成における欲求ー価値理論の検討著者は、川島(1989)において、愛他行動の発達における、情況的抑制要因と促進性個人内要因について検討を行い、発達的に2つの異なる要因が影響することを明らかにしてきた。前年度では、その検討結果と、高野(1989)の欲求ー価値理論との関係において、児童の情動反応としての愛他心の形成において、影響する欲求ー価値の関係を調査しクラスタ-分析による検討を行なった。本年度はその結果ににもとづき、2つの実験を行なった。第1実験では、愛他行動の発達の過程において、その動機づけの理由としてどのようなものが影響しているのかについて検討した。そこで検討されたことは、1愛他心についての基準の形成の過程で、社会的あるいは物的な報酬のどちらが各年齢段階で影響しているか。2Mussen(1977)らのいう内面化された動機や自己報酬(内在的報酬)は、どの段階から効果を持つようになるのか。3愛他行動の内在化の過程において緊急度とコストによって分けられた3種の愛他行動は異なった動機の発達をする、ということであった。その結果、寄付行動で、社会的強化を愛他行動の基礎とする児童が増加し、自己強化をその動機であるとする児童は、四年生で最大となり、六年生で減少していることが明らかとなった。第2実験において、欲求ー価値理論に基づいた、児童の愛他行動における要求の認知について検討を行なった。第1実験と同様の絵画を用いて愛他行動場面での要求の認知の検討が行なわれた。その結果、年齢の主効果が有意であった。すなわち、愛他行動の場面での要求の認知は、年齢とともに上昇した。また、愛他行動の種類によって異なる傾向が見られた。すなわち、救助行動は、どの学年においても、要求の認知が高い傾向が見られた。著者は、愛他行動を規定する認知機能の役割(1989)において、愛他行動の発達における、情況的抑制要因と促進性個人内要因について検討を行い、発達的に2つの異なる要因が影響することを明らかにしてきた。本研究では、さらに児童の愛他行動の動機についての情動反応の検討を行なった。すなわち、高野(1989)による欲求ー価値理論によって、愛他行動の動機を説明するために実験が行なわれた。まず、手続きは、絵画を使用した、愛他行動の動機づけの検討において、援助行動、寄付行動、救助行動の3つに分類された場面での動機のそれぞれは、物理的報酬への期待、社会的報酬への期待、自己報酬による動機の3つカテゴリ-に、分類された。その結果から、2年生、4年生、6年生の比較において、寄付行動においては、6年生のみが、有意に、大きな自己報酬による、動機づけを示すことが明らかになった。また、援助行動と救助行動においては、各学年における動機づけの発達の特徴が、見られた。これは、川島(1989)の、研究における、予測と一致している。すなわち、物理的コストと緊急度によって分類された。3つの愛他行動は、その発達の過程で、促進性個人内要因と情況的抑制要因によって、異なる発達の過程を示すと言うことである。これまでの、一連の研究と同様に、本研究でも、手続きは異なり、絵画を使用した愛他行動場面であっても、川島の仮説が検証されたといえるであろう。さらに、愛他行動の動機づけについては、欲求ー価値理論によっても、説明が可能であろう。これは、今後の研究課題となる。児童の愛他心の形成における欲求ー価値理論の検討

著者は、川島(1989)において、愛他行動の発達における、情況的抑制要因と促進性個人内要因について検討を行い、発達的に2つの異なる要因が影響することを明らかにしてきた。前年度では、その検討結果と、高野(1989)の欲求一価値理論との関係において、児童の情動反応としての愛他心の形成において、影響する欲求一価値の関係を調査しクラスタ-分析による検討を行なった。本年度はその結果ににもとづき、2つの実験を行なった。第1実験では、愛他行動の発達の過程において、その動機づけの理由としてどのようなものが影響しているのかについて検討した。そこで検討されたことは、1愛他心についての基準の形成の過程で、社会的あるいは物的な報酬のどちらが各年齢段階で影響しているか。2Mussen(1977)らのいう内面化された動機や自己報酬(内在的報酬)は、どの段階から効果を持つようになるのか。3愛他行動の内在化の進程において緊急度とコストによって分けられた3種の愛他行動は異なった動機の発達をする、ということであった。その結果、寄付行動で、社会的強化を愛他行動の基礎とする児童が増加し、自己強化をその動機であるとする児童は、四年生で最大となり、六年生で減少していることが明らかとなった。第2実験において、欲求一価値理論に基づいた、児童の愛他行動における要求の認知について検討を行なった。第1実験と同様の絵画を用いて愛他行動場面での要求の認知の検討が行なわれた。その結果、年齢の主効果が有意であった。すなわち、愛他行動の場面での要求の認知は、年齢とともに上昇した。また、愛他行動の種類によって異なる傾向が見られた。すなわち、救助行動は、どの学生においても、要求の認知が高い傾向が見られた。
新規な非ウイルスベクター:膜融合性リポソーム-リポプレックス複合体の多機能化

これまでに酸性で膜融合性となるサクシニル化ポリグリシドール(SucPG)修飾リポソームとリポプレックスの複合体(SucPG複合体)を設計し、この複合体が既存の非ウイルスベクターと比べて優れた特長をもつことを明らかにした。トランスフェリンを結合したSucPG複合体は、標的ガン細胞表面のトランスフェリンレセプターと特異的に結合した後、エンドソームと融合することによって遺伝子を細胞質に導入し、効率のよい遺伝子発現に導く。ここでは、細胞機能を遺伝子発現に適した状態に同調させる機能をSucPG複合体に付与することによって、さらに高い遺伝子導入活性の実現を試みた。まず、シグナル伝達物質として種々の細胞現象にかかわるカルシウムイオンや細胞内のヌクレオソーム構造の制御にかかわるヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるトリコスタチンAを内部に含有したSucPG複合体を調製し、その遺伝子導入活性に及ぼすこれらの生理活性物質の同時導入の効果について検討した。その結果、カルシウムイオンやトリコスタチンAを含有したSucPG複合体と処理した細胞では、顕著に高い遺伝子発現が起こることがわかった。カルシウムイオンの同時導入によりエンドサイトーシスが促進され、また、トリコスタチンAの同時導入では、ヌクレオソーム構造の変化や細胞周期の変化を介して導入遺伝子の発現効率が高まったものと考えられた。本研究で用いたSucPG複合体は、最大限の遺伝子発現を行えるように最適化された構造をもつ。それにもかかわらず、カルシウムイオンやヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の含有によって、遺伝子発現効率の飛躍的な向上を実現できることが明らかにされた。このような、細胞機能の調節能の付与という本研究で示された手法は、高い遺伝子導入活性をもつ非ウイルスベクターを構築するための新しい、有効なストラテジーである。
μ-フローシステム用化学発光検出器の開発

下記の10工程で作製したマイクロチップを、市販化学発光検出器を改良し、光電子増倍管の前面にチップのガラス面を密着させて、μ-フローシステム用化学発光検出器として使用した。1)シリコンウエハーへ貫通穴形成工程。2)熱酸化膜形成工程。3)表面レジストパターニング工程。4)酸化膜エッチング工程。5)Siエッチング工程。6)レジスト除去工程。7)熱酸化膜エッチング工程。8)チャネルへの電極用白金の電着工程。9)ガラス板の静電陽極接合工程。10)流入用、流出用コネクターの接着工程。流量試験により、キャピラリーの脆弱さ及びコネクターからの液漏れの為、マイクロチャネルは幅150μm、深さ20μm、長さ50cmのスパイラル形が多様な条件での使用に適していた。また、マイクロチップの簡易型として、各種内径の透明フューズドシリカキャピラリーをスパイラル状にしてフローセルとして用いることを検討した。フューズドシリカキャピラリーを用いたフローセルでは、上記の欠点は無いが、内径50μmで流路長20cmがマイクロチップとほぼ同等の性能を示した。フローセルの性能を検討する化学発光反応はペルオキシダーゼ(EC1.11.1.7)を触媒とする過酸化水素-ルミノール化学発光反応を選んだ。また、固定化担体として、チタニア、タルサイトを検討した。発光強度は、流速が増加すると拡散による試料ゾーンの広がりのため、低下したが、全発光量(ピーク面積)は増加した。マイクロチップフローセルでは、試料量200nLの5x10^<-9>M過酸化水素を流速10μL/minで、分析速度315/hで測定できるμ-フローシステム用化学発光検出器の開発に成功した。また、キャピラリーフローセルを使用して、流路長が短く、滞留時間が少ないため、試料量200nLの10^<-8>Mの過酸化水素を流速25μL/minで、分析速度350/hで測定できるμ-フローシステム用化学発光検出器の試作に成功した。キャピラリーフローセルの場合、より高流速での測定が可能であり、より迅速分析に適用できる検出器である。これらの検出器を各種酸化酵素基質の定量に用いた。下記の10工程でマイクロチップを作製した。1)シリコンウエハー(φ4インチ、厚さ525μm)へ貫通穴(流入液用、流出液用、径500μm)形成(超音波加工工程)。9)ガラス板(厚さ515μmパイレックス)の静電陽極接合工程。マイクロチャネルは幅150μm、深さ20μmで直線形とスパイラル形を作製した。直線形は、流路長10mmで2穴(流入用と流出用)と流路長20mmで3穴(流入用2個と流出用1個)の2種類を作製した。