hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導性セラミックスを用いた赤外線センサの開発

赤外線エネルギ-による温度上昇を電気抵抗変化として検出する熱型赤外線センサの材料として半導性BaTiO_3および半導性SiC繊維について基礎電気物性、赤外線検知特性を測定し、以下の成果が得られた。(1)高感度用半導性BaTiO_3:大きな赤外線感度を持つためには大きな抵抗ー温度係数αが必要である。半導性BaTiO_3はキュリ-点(約120°C)付近で抵抗急増(PTC特性)を示し大きなα値が得られるが、その温度に精密に設定する必要がある。そこで、適当な電圧を印加し自己発熱させ、PTC特性により自己温度制御させた状態で赤外線の検出を試みた。材料組成の検討により、【○!1】Ba_<0.997>La_<0.003>TiO_3+2mol%SiO_2+0.07mol%MnO_2、【○!2】Ba_<1.0>Nb_<0.003>Ti_<0.997>O_3+1mol%TiO_3+0.07mol%MnO_2でαがそれぞれ18および78%/Kのものが得られた。いずれも外気温が22°C96°Cに変化しても自己温度制御により素子温度は120+10°Cの範囲に設定できた。20°Cでの赤外線感度はそれぞれ約300および500(V/W)であり、αが大きい程感度が大きくなることが立証された。また、Srを固溶させキュリ-点を25°Cに低下させた素子では、約800(V/W)というさらに高い感度が得られた。(2)高速応答用半導性繊維:繊維形状であると熱容量が小さいため温度変化、抵抗変化が高速で生ずる。SiC繊維を用いた素子で、繊維長さ(電極間距離)を短くすると応答速度が速くなることがわかり、最高1.3ミリ秒という高速応答が得られた。また、各種の繊維を用い検出特性を比較した結果、感度は、抵抗ー温度係数に比例することが確認され、カ-ボン繊維が同じ比抵抗値でも大きな抵抗ー温度係数、すなわち大きな感度を示すことを発見した。このカ-ボン繊維を用いて赤外線センサを試作したところ、人体に対して、静止状態でも、また瞬間的な移動に対しても十分な応答を示すことが確認された。
カムチャッカ半島民族芸能調査/コリヤク族の伝承芸能(歌,踊りと遊び)

研究代表者谷本が平成5年にマガダン市、カムチャッカにおいて事前調査と打合わせを行なった。9月から1月にかけて大島、甲地、A.Badayevの3人の研究分担者がマガダン、カムチャッカのオツソラ、カラダ地区で現地調査を実施した。現地調査ではコリヤク族の約30名の古老からドラム・ソング、シャーマンの儀礼、語り物等を含む120分テープ60本の録音・録画資料を得た。今回の調査では、W.Johelson(1905)の録音資料の聴き合わせを調査の重点項目の一つとしており、調査の結果はコリヤク芸能の時間的変化及びチュクチ族との芸能の比較研究に有効な資料となっている。録音・録画資料は、目下研究分担者によって聴き取り、翻訳(コリヤク語→露語→英語)の作業が進行中である。伝承活動の状況の調査については、マガダンではチュクチの民族アンサンブル「Ener」、カラガではコリヤクの「Mengo」の練習から舞台公演までその活動を詳細に記録した。平成6年1月に研究分担者のA.Badayevを招へいし、コリヤクの歌の歌詞の翻訳についての検討と、デモストレーション・テープ(録画、60分)編集のための映像資料の整理を行なった。このテープは複製されて、現地及び関係研究機関に送付される予定である。すでに出版されている「チュクチの音楽」につづいて、今回の調査資料による「コリヤクの音楽」のCD・ブックスを出版すべく準備中である。このブックスには作製中の北方諸民族芸能地図の一部が掲載される予定である。
深海底微生物が有するD-アミノ酸/希少糖代謝系酵素遺伝子の網羅的探索と解析

様々なD-アミノ酸、希少糖を基質としたSIGEX解析法を用いて南海トラフ熊野灘海底下コア試料由来ショットガンメタゲノムライブラリーと、南太平洋環流海底下コア試料由来メタゲノムショットガンメタゲノムライブラリーに含まれる陽性クローン候補数を決定した。フローサイトメーターを用いて南太平洋環流海底下コア試料由来ショットガンメタゲノムライブラリーからD-Trp, D-Arg, D-Asp各々に応答する3つの陽性クローンを単離し、塩基配列を明らかにした。ライブラリー構築法のブラッシュアップも行い、挿入断片長と、ライブラリー数ともに従来法と比べ大幅に改善できた。まず南海トラフ熊野灘と南太平洋環流という環境の全く異なる深海底2か所から掘削したコア試料を用いて作製された既存のメタゲノムショットガンライブラリーを対象に、添加した19種のD-アミノ酸と3種の希少糖(L-glucose, L-ribose, D-psicose)各々に応答する陽性クローン候補数を算出した。その結果、宿主として用いた大腸菌がデータベース上代謝しないとされる基質の中では、南海トラフ熊野灘深海底コア試料由来メタゲノムショットガンライブラリーの1%以上のクローンが、D-Ile, D-Gln, D-Thr, D-Trp, D-Tyr,D-Asp, D-His, L-ribose, D-psicoseに応答し、南太平洋環流深海底コア試料由来メタゲノムショットガンライブラリーの0.01%以上のクローンが、D-Ile, D-Thr, D-Trp, D-Tyr,D-Arg, D-Hisに応答した。次にフローサイトメーターを用いて南太平洋環流深海底堆積物コア試料由来メタゲノムショットガンライブラリーからD-Trp, D-Arg, D-Asp各々に応答する3つの陽性クローンを単離した。サンガー法を用いて挿入塩基配列を解析したところ、13-45bpと非常に短く、エネルギー的にリボスイッチの可能性も低いため、これらの陽性クローンの誘導機構としては基質によって宿主の代謝産物(転写因子など)が変化し、それが挿入遺伝子断片に影響を及ぼしている可能性が示唆された。南海トラフ熊野灘と南太平洋環流という環境の全く異なる2つの箇所の深海底コア試料から作製された既存のメタゲノムショットガンライブラリーについて、陽性クローン候補数の算出が完了し、それらの応答パターンが異なることが明らかになった。既存のメタゲノムショットガンライブラリー(南海トラフ熊野灘海底下コア試料由来と外洋の南太平洋環流海底下コア試料由来)を用いた実験から、本研究で対象としたD-アミノ酸、希少糖に対する陽性クローンだけではなく、ニッケルやガリウムなどのレアメタルに対する陽性クローンなどについても、その挿入遺伝子断片が殆どの場合500bp以下と短いことが明らかになった。オペロンの形態を含むより長い応答遺伝子断片を得ることで基質応答メカニズムの考察がし易くなると考え、本年度はメタゲノムショットガンライブラリー作製時の条件検討(ブラッシュアップ)を行った。まず、挿入遺伝子断片のサイズセレクションについて、これまではゲル切り出し法により行っていたが、今回は磁気ビーズ法を用いることで課題であった低分子DNAを効率的に除くことに成功した。この時、数社の磁気ビーズキットの比較をした。また、今回Gatewayテクノロジーを用いてメタゲノムショットガンライブラリーを構築することにしたが、用いるデスティネーションベクターをインバースPCRにより直鎖状にした上でエントリークローンとクロナーゼ反応を行うことで、効率的に挿入断片未挿入クローンを除けることがわかった。更にインバースPCRにより挿入遺伝子断片上流のlacプロモーターを削ることでバックグランドの蛍光を顕著に減少させることが出来ることがわかった。今回のこれらのブラッシュアップにより、今後作製予定のメタゲノムショットガンライブラリーのクオリティーは劇的に向上することが期待される。再び既存のメタゲノムショットガンライブラリーから陽性クローンの単離を試みる。また、ライブラリー作製方法を更にブラッシュアップし、より挿入断片長が長く、ライブラリー数も多いメタゲノムショットガンライブラリーを作製し、その解析を行う。宿主の大腸菌ゲノムDNAや他の深海底コア試料由来環境メタゲノムのショットガンライブラリーも作製し、解析する。生化学単離した3つの陽性クローンの挿入塩基配列の決定をサンガー法で行ったが、単離できた陽性クローン数が当初の予定より少なかったため。次年度のサンガー法の解析予算に回す。また、難読配列の可能性も考え次世代シークエンサーを用いた解析も予定に入れる。
実験的脊髄損傷モデルにおける脊髄および交感神経活動電位の電気生理学的研究

【目的】脊髄不全損傷は痛みやしびれの訴えが続く場合が多く生活を阻害する要因となる。我々は髄節神経レベルの中でも自律神経の機能が維持されることでこれらの問題が改善されると考え、脊髄不全損傷モデルに治療的電気刺激(TES)を実施し、末梢筋交感神経活動(MSA)に対するTESの影響を調べる。【対象・方法】Wistar系ラット雄18匹。麻酔後、第9胸椎椎弓を切除し、10g/mm^2の強度で10分間の圧迫により脊髄不全損傷モデルを作製し、TESを右腓腹筋に行った。微小神経電図法を用い左右の坐骨神経から圧迫後MSAの電位を記録し経時的に比較検討した。【結果】実験群の右側では圧迫後1週と8週、3週と8週の間で有意に8週後のMSAの積分値に増加を認めた。また実験群とコントロール群の比較においては圧迫後4週以後で有意に実験群のMSAの積分値が大きかった。【考察】脊髄圧迫後のラットにおいてTES実験群のTES側(右側)で有意にMSAの回復が認められたことは、電気刺激に伴う筋収縮により筋感覚が増加することが1つの要因と考えられる。節後交感神経線維はこの筋感覚の感度を調節するために交感神経節から後根神経節に連絡している。TESによって末梢神経の連絡により交感神経の自発活動が促されていると考えられる。交感神経節前線維においては中枢との連絡が断たれても、血管系支配の交感神経節前線維の自発活動は数週間で回復してくるといわれている。今回の結果はこの回復がTESより促進されたと推察する。脊髄切断後には運動ニューロンにノルアドレナリンに対する除神経性過敏が出現するとされている。このことは筋のspasticityの出現に関与し、TESによる筋収縮は筋感覚の増感、そして、感度調節による交感神経活動の促通と連鎖して末梢交感神経の機能維持につながるものと考える。Donovanは脊髄損傷の異常疼痛を髄節神経性、脊髄性、筋緊張性などに分類している今回のTESの結果はこれらの異常感覚に効果を発揮できる可能性があると推察する。脊髄損傷による末梢自律神経障害は、発汗異常や末梢血流障害による体温調節障害、血圧調節障害による起立性低血圧、自律神経過反射などを生じ、臨床治療上問題とる。われわれは、末梢交感神経の起序の解明および脊髄損傷が交感神経に与える影響について検討するため、脊髄の切断による脊髄損傷モデルを作成し、末梢神経から微小神経電図法を用いてSSAおよびMSAの交感神経活動電位を捉え活動電位の差異を比較検討した。脊髄損傷モデルを作成前の安静時に得られた活動電位において、MSAは、心電図波形のRに先行する心拍同期性の規則的な自発活動電位を認めた。しかし、SSAはMSAで認められる自発電位は認められなかった。頸髄切断による脊髄損傷モデルを用いた上肢末梢交感神経の活動電位において、MSA,SSA共に、末梢から中枢へ切断部位を移行させるにつれて活動電位の積分値変化は徐々に低下し、C6/7レベルの切断でMSA,SSAの活動電位は共に消失した。

腰髄切断による脊髄損傷モデルを用いた下肢末梢交感神経の活動電位においても同様に、末梢から中枢へ切断部位を移行させるにつれて活動電位の積分値変化は徐々に低下し、T8/9レベルの切断でMSA,SSA共の活動電位は共に消失した。上肢および下肢末梢交感神経活動電位の積分値変化より、上肢末梢交感神経の主たる支配中枢はT2/3からC7/T1の3椎間に、また下肢末梢交感神経の主たる支配中枢はT10/11からT8/9の3椎間にあると推察した。また、MSAの自発活動電位は心電図のR波と密接な関係を認めたが頸髄切断時に、心電図のQRS波が消失した時点でもMSAの活動電位の存在を認めた。この事よりMSAは心拍と協調し生体のホメオスタシスに重要な役割を果たしていると考えられ、心拍変動等のバイタルリズムだけでなく、MSAにおいても異なる非常に複雑な中枢調節機構の存在を示唆するものと考える。自律神経節後線維は、局所性自動調節機構とホルモン循環とともに、心臓収縮率および収縮力と血管径を調節して循環系機能に直接的な影響を与えるものであり、延髄、胸髄、腰髄の特定の神経核から起始する節前ニユーロンに制御されている。近年、飛躍的に交感神経節前ニューロンの研究が進み、橋、延髄、視床下部の特定の神経核は交感神経節前ニューロンへ直接投射している事が、胸髄・腰髄のIML cell columnへのトレーサー注入による逆行性標識法により証明されていが未だに未知の領域が多い。われわれは、延髄部に存在すると考えられている交感神経節後線維のプレモーター神経核を明らかにする事を目的に、Horseradish peroxidaseを用いた逆行性軸索内輸送標識法により、橋・延髄部の細胞を標識する組織学的研究や、タングステン微小電極を用いたMicroneurogramおよび橋・延髄部のマクロな活動電位をマッピングする電気生理学的研究を進めている。組織学的研究において、光顕像で赤褐色に発色した標識された神経細胞を、橋・延髄腹外側野領域rostral ventrolateral medulla(RVLM)に認めた。電気生理学的研究においては、橋・延髄腹外側野領域(RVLM)に明瞭な規則的自発活動電位を認めた。また、RVLMに認めた自発活動電位は、末梢の筋交感神経活動に同期性を示した。この様な様相を示す電気生理学的特質から交感神経血管運動ニューロンは、ペースメーカー系ニューロンに起始するものと考えられ、RVLM内の部位が末梢交感神経血管運動節前ニューロンの安静時活動を生み出す主な発生源であると考える。脊髄圧迫障害で出現する脊髄症状は、圧迫による脊髄伝導路の機能障害によって生じると考えられている。しかし、交感神経機能異常が関与する四肢のしびれ感や発汗異常は未だ解明されていない。14年度の研究目的は、脊髄圧迫モデルを作製し、脊髄圧迫障害が末梢部および中枢部の交感神経活動に与える影響を電気生理学的に明らかにすることである。実験動物として、Wistar系ラット(体重300g)20匹を用いた。T9高位の脊髄を重錘(5g50g)で圧迫し、脊髄圧迫モデルを作製した。左坐骨神経に微小電極を設置し、0.55kHzの増幅器を用い末梢交感神経活動を導出した。また、中枢部の交感神経活動としてRVLM (吻側延髄腹外側野)領域内に10極の微小電極を刺入し、TC=0.3,high cut 3kHzの増幅器を用い導出した。各活動電位は、電位の積分値およびFFT解析,Wavelet解析を用い比較検討した。
グリシン開裂酵素系の標的遺伝子組み換えによる高グリシン血症マウスの製作と解析

グリシン開裂酵素系(GCS)の一つの構成酵素であるグリシン脱炭酸酵素(GLDC)をコードするマウスの遺伝子断片をクローン化し、染色体座位をfluorescence in situ hybridization(FISH)法によりマウス第19番染色体C領域に決定した。更に、この遺伝子断片の構造解析により同領域の新しいCAリピート・マーカーを同定出来た。また、embryonic stem(ES)細胞の相同組換えのためにこの遺伝子断片のうち10Kbpを用いてそのなかに含まれるエクソン部にネオマイシン耐性遺伝子を挿入し、GLDC遺伝子機能を喪失させるターゲティング・ベクターを構築した。これをES細胞に導入しネオマイシン耐性細胞を単離した。次に、ヒトGLDC cDNAをCAGプロモーターの下流に結合したDNA断片をマウス受精卵に導入し、GLDCを過剰発現するトランスジェニック・マウス(Tg)を製作した。このマウスでは脳、心、腎などの臓器で外来遺伝子の強い発現が認められ、またそれに一致してGLDC活性の上昇を観察した。脳内の発現とGCSの全体活性を詳細に調べると大脳皮質、海馬、脊髄でGCS活性が上昇し、それに呼応してその部位のグリシン含量の低下を認めたことからマウス脳においてもGCSはグリシン代謝の主要な役割を演じていると考えられた。特に脊髄では、野生型のマウスではGCS活性を欠いておりTgマウスで活性を獲得していることから、野生型マウスの脊髄におけるグリシン含有量の高値はGLDC遺伝子発現の欠如によると推察された。高グリシン環境のもたらす中枢神経障害の発生機序の理解のためにラット脳を用いて、グリシン開裂酵素系(GCS)の各構成酵素mRNAの脳内分布を検討した。GCSの分布をラット脳で検討すると大脳皮質、海馬、小脳、嗅球などのNMDA受容体の豊富に分布する部位にGCSも多く存在し、抑制性グリシン受容体が多く分布する脳幹部や脊髄ではほとんど存在しない事を明らかにした。更にアストログリア細胞の初代培養細胞を製作し、その活性を測定したところ、肝の比活性に匹敵する強い酵素酵素活性を認め、細胞レベルではアストログリア細胞に局在することが判明した。NMDAの拮抗剤の投与が本症患者の脳波所見や臨床症状の改善に有効な例が多いが、抑制性グリシン受容体の拮抗剤であるストリキニ-ネなどの投与はほとんど無効である。この事と前述の脳内局在から、GCSの主な役割は後者のグリシン濃度調節を介するNMDA受容体の興奮性抑制にあると推察された。高グリシン状態に隣接NMDAはアロステリックに刺激され興奮毒性が生じ、痙攣や意識障害などの症状が現れると考えられる。この仮説をin vivoで検証するためにES細胞を用いたノックアウト・マウスの製作を進めている。マウスのグリシン脱炭酸酵素遺伝子を単離し、その構造解析を行った。その情報を基に10Kbの相同領域を持つターゲティング・ベクターを構築し、ES細胞に導入した結果、いくつかの相同組換え体を単離した。現在これらのクローンを胚盤胞に注入しノックアウト・マウスを製作中である。グリシン開裂酵素系(GCS)の一つの構成酵素であるグリシン脱炭酸酵素(GLDC)をコードするマウスの遺伝子断片をクローン化し、染色体座位をfluorescence in situ hybridization (FISH)法によりマウス第19番染色体C領域に決定した。

このマウスでは脳、心、腎などの臓器で外来遺伝子の強い発現が認められ、またそれに一致してGLDC活性の上昇を観察した。脳内の発現とGCSの全体活性を詳細に調べると大脳皮質、海馬、脊髄でGCS活性が上昇し、それに呼応してその部位のグリシン含量の低下を認めたことからマウス脳においてもGCSはグリシン代謝の主要な役割を演じていると考えられた。特に脊髄では、野生型のマウスではGCS活性を欠いておりTgマウスで活性を獲得していることから、野生型マウスの脊髄におけるグリシン含有量の高値はGLDC遺伝子発現の欠如によると推察された。
セレノシステインを含むフェレドキシンの化学合成

本研究は、光化学系Iにおいて一電子の授受反応を司る鉄-硫黄タンパク質である、フェレドキシン(Fd)の[2Fe-2S]クラスターに配位する4つのシステイン(Cys)をセレノシステイン(Sec)に置換したSec置換型Fd (SecFd)を化学合成によって調製することで、Secを含むタンパク質を自在に合成することのできる確かな指針を得るとともに、Secをビルディングブロックとした新たな機能性分子創出の可能性について探索することを目的としている。最終年度となる本年度では、チオエステル法によって合成したアポ体のSecFdに対して[2Fe-2S]クラスターの再構成を行うことで、ホロ体の調製を試みた。その結果、天然型Fdに対する既存の再構成法を最適化することにより望むホロ体のSecFdを得ることに成功した。得られたSecFdは天然型Fdと非常に良く似たUV吸収スペクトルを示し、CDスペクトルにおいても同様の二次構造を形成していることが明らかとなった。また、ESI-TOF-MSによって[2Fe-2S]クラスターを有するホロ体の質量を直接観測することにも成功し、再構成の成功を証明するに至った。続いて、得られたSecFdの電子伝達能をCyt Cを用いた電子伝達系で評価したところ、天然型Fdと比較して低いものの、同様に電子伝達能を有することが明らかとなった。本研究によって、Secを含むタンパク質をルーチンに合成することのできる方法論を確立することに成功した。また、[2Fe-2S]クラスターに配位するCysをSecへと置換することでFdの電子伝達能を変化させることに成功し、新たな機能性分子創出に対する足がかりを得ることができた。本研究の成果は、当該研究分野の更なる発展の一助になることが期待される平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。フェレドキシン(Fd)は、光化学系Iにおいて機能する鉄硫黄タンパク質であり、フェレドキシンNADP+還元酵素(FNR)など、種々のFd依存酵素と協奏的に働くことで一電子の授受反応を担う。植物では通常[2Fe-2S]クラスターのみ存在すると知られるが、その酸化還元電位は生物種においても多岐に亘り、どのような分子機構で種々のFd依存酵素と相互作用するのか、詳細は未だ不明瞭である。本研究では、[2Fe-2S]クラスターに配位する4つのシステイン(Cys)をセレノシステイン(Sec)に置換したFdを化学合成によって調製する。Secの導入によってクラスターの安定性が変化すると予想されるため、酸化還元電位の変化や複合体形成に対する寄与を調査することでFdの分子機構に迫るとともに、Secをビルディングブロックとした新たな機能性分子創出の可能性について探索することも目的として研究を進めている。タンパク質の化学合成では、50残基程度のアミノ酸からなるペプチドセグメントを化学選択的に縮合することでタンパク質を得る戦略が取られる。そこで、Secを利用したネイティブケミカルライゲーション(NCL)によって3つのペプチドセグメントを縮合しSec置換型Fdの合成を試みたが、縮合反応の活性種であるセレノール(SeH)を生成させるために添加した還元剤のTCEPによって部分的な脱セレノ化が観測された。そこで、SeHに保護基を導入したまま縮合が可能なチオエステル法を用いて再度合成を試みたところ、通常のタンパク質と遜色ない効率で縮合反応は進行し、脱セレノ化を完全に抑制することに成功した。この結果より、チオエステル法を用いることでSec含有タンパク質を簡便に得ることができると初めて示された。今後は、Sec置換型Fdの収量を確保した後、[2Fe-2S]クラスターの再構成について検討を進める予定である。本年度は研究実施計画に基づき、Secを縮合部位としたNCLにてSec置換型Fdを得るために縮合条件の探索に注力した。その結果、既に報告されているペプチドセレノエステルを用いた縮合反応を合成戦略に組み込むことで、3つのペプチドセグメントを連続的に縮合し、目的とするSec置換型Fdを得ることに成功した。しかし、それと同時にTCEPの添加によって目的物であるSec置換型Fdの部分的な脱セレノ化が観測され、種々の条件検討によっても完全に脱セレノ化を抑制することは叶わなかった。そこで、SeHに保護基を導入したまま縮合が可能なチオエステル法を用いた新たな合成戦略によって再度合成を試みた。チオエステル法を用いたSec含有タンパク質の合成は前例がなかったが、脱セレノ化無しに縮合反応は効率良く進行し、全長のSec置換型Fdが得られた。また、続いて保護基の除去を行い、目的とした無保護のSec置換型Fdを効率良く得ることに成功している。上記のように、実施計画とは異なった合成戦略を用いたものの、本年度の計画はほぼ達成された。また、チオエステル法によって複数のSecを含むタンパク質を副反応なくルーチンに合成できると示したことは、当該研究分野にとって非常に意義深い成果である。そのため、おおむね順調に進行していると判断した。本研究は、光化学系Iにおいて一電子の授受反応を司る鉄-硫黄タンパク質である、フェレドキシン(Fd)の[2Fe-2S]

クラスターに配位する4つのシステイン(Cys)をセレノシステイン(Sec)に置換したSec置換型Fd (SecFd)を化学合成によって調製することで、Secを含むタンパク質を自在に合成することのできる確かな指針を得るとともに、Secをビルディングブロックとした新たな機能性分子創出の可能性について探索することを目的としている。最終年度となる本年度では、チオエステル法によって合成したアポ体のSecFdに対して[2Fe-2S]クラスターの再構成を行うことで、ホロ体の調製を試みた。その結果、天然型Fdに対する既存の再構成法を最適化することにより望むホロ体のSecFdを得ることに成功した。得られたSecFdは天然型Fdと非常に良く似たUV吸収スペクトルを示し、CDスペクトルにおいても同様の二次構造を形成していることが明らかとなった。また、ESI-TOF-MSによって[2Fe-2S]クラスターを有するホロ体の質量を直接観測することにも成功し、再構成の成功を証明するに至った。続いて、得られたSecFdの電子伝達能をCyt Cを用いた電子伝達系で評価したところ、天然型Fdと比較して低いものの、同様に電子伝達能を有することが明らかとなった。本研究によって、Secを含むタンパク質をルーチンに合成することのできる方法論を確立することに成功した。また、[2Fe-2S]クラスターに配位するCysをSecへと置換することでFdの電子伝達能を変化させることに成功し、新たな機能性分子創出に対する足がかりを得ることができた。本研究の成果は、当該研究分野の更なる発展の一助になることが期待されるチオエステル法を用いることでSec置換型Fdを効率良く得ることが可能となったため、次年度はSec置換型Fdに対する[2Fe-2S]クラスターの再構成を行う予定である。天然型Fdの再構成は、硫黄及び鉄源と二価チオールである還元剤のDTTをあらかじめ混合することでクラスターを調製した後、Fdと共存させることで対応する4つのCysにクラスターを挿入する手法が取られる。SecのSeHは迅速にジセレニド(SeSe)結合を形成することが知られており、得られたSec置換型FdもSeSe結合によって架橋された構造であることは質量分析によって確認済みである。すなわちSec置換型Fdの再構成では、SeSe結合を還元してSeHとした後、クラスターを挿入する必要がある。そこで具体的な方策としては、再構成時に使用するDTTの濃度やpHについて検討を行う。SeSe結合を還元するためには相当量のDTTの添加が必要であると考えられるが、種々の検討によって最適な条件を見出すことで再構成を達成する。最後に、酸化還元電位や種々の化学的性質を評価することで本研究課題の完遂を目指す予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
沿岸堆積物コアでの環境DNAメタバーコーディングによる近過去魚類群集の復元

堆積物コア試料を用いた近過去の生態系状態の復元は、過去の生態系の状態について把握することができる数少ない手法である。しかし、これまで手法の制約から復元できる生物群集は、プランクトンなどの低次消費者に限られており、魚類群集については、その群集を復元することができなかった。近年急速に発展してきた、環境水中からDNAを取り出して、多種の同時検出を可能とする環境DNAメタバーコーディング技術は、これまで復元できなかった堆積物試料からの魚類群集の解明に大いに威力を発揮する可能性がある。本研究では、堆積物試料に環境DNAメタバーコーディングを適用することにより近過去の魚類群集を再現する。
グラフ上の探索問題に対する数理的接近

1.菊田はW.H.Ruckle氏とAccumulation Game(ある種の探索問題を2人ゲームとしてモデル化して探索者の最適な探索方法を求める研究)についての共同研究を行ってきた.Ruckle氏(Clemson大学名誉教授)が神戸商科大学に客員教授として滞在(1999年10月2000年5月)された.菊田はAccumulation Gameその他について同氏と共同研究を行ったが、Accumulation Gameにも未研究の部分があるので、今後も共同研究を継続する予定である.2.Baston氏(Southampton大学、連合王国)が平成12年9月11日から19日まで神戸商科大学に客員教授として滞在された。菊田はBaston氏と、ランデブー探索(Rendezvous Search)について共同研究を行った。相手初期位置が認識できるような場合の解析において、最適戦略を見つける等の成果が得られた。この共同研究は今後も継続する予定である。3.菊田は、従来から行ってきた移動費用を考慮した探索問題についての研究の進展状況について、研究集会「不確実なモデルによる動的計画理論の課題とその展望」(平成13年2月57日京都大学数理解析研究所(短期研究員(共同)))において、「circle上の探索問題」という題目で報告した。この問題については、Ferguson教授にも数年前からご助言いただいている。モデルのパラメータがある関係を満たす場合にはCircle上の探索問題を解いた。今後、より一般的な状況での最適戦略を追求していく予定である。4.菊田・濱田・木庭は従来から分散システムの一つのモデルであるコーラムの探索複雑度(システムが障害に対して生き残っているかどうかを調べる費用)に関連して,障害者対探索者の2人ゲームの分析を行ってきたが,最適解等についての成果を得ていて、それを研究集会「不確実性の下における意志決定のための数理モデルとその応用」(1999年11月,千葉大学)において発表した.この研究も継続していく予定である。1.菊田はW.H.Ruckle氏と1995年4月以来Accumulation Game(ある種の探索問題を2人ゲームとしてモデル化して探索者の最適な探索方法を求める研究)についての共同研究を行ってきた.Ruckle氏(Clemson大学名誉教授)が神戸商科大学に客員教授として滞在中(1999年10月2000年9月)である.菊田は探索問題その他について同氏と共同研究を遂行中である.2.上記研究の一部として,Quiet Accumulation Gameのvariationsの分析を行い、ゲームを解いた.菊田はこの成果を「第41回連合王国オペレーションズ・リサーチ学会年会」(1999年9月,エジンバラ,連合王国)の探索問題のセッションで発表した.また,他参加者と意見交換を行った.3.菊田は2.における報告と同内容を,研究集会「不確実・不確定性のもとでの数理的決定理論」(1999年10月、京都大学)で報告した。Ruckle氏もAccumulation Game(Continuous Case)について報告された.4.菊田はRuckle氏との上記1.共同研究の成果の概要を「オペレーションズ・リサーチとゲーム理論およびその経済や産業への応用に関する第3回国際会議」(2000年1月,チェンナイ,インド)で報告した会議録は国際誌に掲載の可能性がある.

5.菊田・濱田・木庭は従来から分散システムの一つのモデルであるコーラムの探索複雑度(システムが障害に対して生き残っているかどうかを調べる費用)に関連して,障害者対探索者の2人ゲームの分析を行ってきたが,その成果を,研究集会「不確実性の下における意志決定のための数理モデルとその応用」(1999年11月,千葉大学)において発表した.6.グラフ上の探索問題で,グラフがweakly Eulerianの場合,研究が進展する可能性がある.1.Baston氏(Southampton大学、連合王国)が平成12年9月11日から19日まで神戸商科大学に客員教授として滞在された。菊田はBaston氏と、ランデブー探索(Rendezvous Search)について共同研究を行った。相手初期位置が認識できるような場合の解析において、最適戦略を見つける等の成果が得られた。この共同研究は今後も継続する予定である。2.菊田は平成12年11月22日から25日までカリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA、米国)に滞在し、Ferguson教授と探索問題やその関連分野(統計的意思決定問題等)、特に、競合する3つの会社による出店の場所の決定問題について意見交換を行った。同校のShapley名誉教授ともゲーム理論について意見交換を行った。3.Baston氏と菊田は1.で得られた成果を、研究集会「不確実性の下での数理モデルの構築と最適化」(平成12年11月15日17日、京都大学数理解析研究所)において「相手の初期位置を認識可能なランデブー探索について」という題目で発表した(発表者:菊田)。4.菊田は、従来から行ってきた移動費用を考慮した探索問題についての研究の進展状況について、研究集会「不確実なモデルによる動的計画理論の課題とその展望」(平成13年2月57日京都大学数理解析研究所(短期研究員(共同)))において、「circle上の探索問題」という題目で報告した。この問題については、上記2.のFerguson教授にも数年前からご助言いただいている。モデルのパラメータがある関係を満たす場合にはCircle上の探索問題を解いた。今後、より一般的な状況での最適戦略を追求していく予定である。6.菊田は、日本オペレーションズ・リサーチ学会第43回シンポジウム「ゲーム理論とオペレーションズ・リサーチ」(平成12年3月26日、愛知大学)において「探索ゲームとその周辺」という題目で発表した。
レーザ光走査型電子内視鏡による体腔内形状計測に関する研究

本研究では、電子内視鏡にレーザスポット光およびスリット光の投影機能をもたせ、三角測量の原理を基本として体腔内の形状計測を行う方法を提案し、計測システムの構築、計測に必要な画像処理アルゴリズムの開発、測定精度の調査、胃標本を用いた臨床への適用可能性の検討等を行った。実験は、光学ベンチ上で電子内視鏡撮影系および光投影光学系を組み、パーソナルコンピュータによりこれらを制御して、データの収集、解析を行った。スポット光、スリット光とも、それらの像の画像内位置の抽出が形状計測において基本となる。これを精度よく求めるために加重平均による輝点位置抽出プログラムを作成した。また内視鏡の広角結像特性によって像に強度の歪が生じるが,物体空間での形状を正しく求める上でこの歪み補正が必要である。このためのアルゴリズムを新規に開発した。研究の前半では、スポット光を用いた測定原理の確認および測定精度の調査を行った。この結果、測定精度として約1cm2cmの測定距離に対して、平均で0.05mmの誤差内で測定可能であることが確認された。次にスリット光投影による光切断形状計測法を検討した。スリット光投影の場合、計測時間の点で有利である反面、輝点の不明確さと光量の不足による誤差のため測定精度が悪化する。今回の実験では、平均の誤差が約0.3mmという結果であった。スポット光投影に比べて誤差が増大しているものの、比較的大きな物体の形状を高速に測定する場合に有効である。スリット光投影法を胃摘出標本にも適用して形状を求めたところ、視察によって推定される形状とよく対応し、提案する手法の臨床への適用可能性が示された。
生徒が楽しく探究的に取り組む「現代的なリズムのダンス」の指導法と単元の開発

平成24年度よりダンスは中学校段階で男女ともに必修となったが、現場の教員にとって有用な学習内容の提案や研修の機会は十分でない状況である。特に「現代的なリズムのダンス」については学習指導要領の解説に「リズムの特徴をとらえ、変化のある動きを組み合わせて、リズムに乗って体幹部を中心に全身で自由にはずんで踊る」と掲げられているにもかかわらず、既成のステップの習得のみが目標であったり、ダンスのDVDを与えるだけの実践さえ報告されている。【目的】「現代的なリズムのダンス」の学習においても、教師の適切な指導性を発揮しながら生徒に楽しく探究的に学習させることは可能であるという仮説に基づき、具体的な学習方法と単元を提案し、実証する。【方法】(1)成果を上げている課題解決型の学習指導法を活用した現代的なリズムの単元を計画する。(2)中学2年生女子(2クラス90人)の授業で実践し記録(VTR撮影・指導者の省察)する。(3)学習者に効果的であったか、検証(学習者による形成的評価、技能の伸びの評価)する。(4)創作ダンスとリズムのダンスを比較考察する。【結果】生徒の形成的な評価、事後評価、及び授業実践者の省察と観察者の評価により、創作ダンスの学習で成果を上げている課題解決型の学習を取り入れることにより、現代的なリズムのダンスにおいても生徒が仲間と協力して楽しく踊り合い、成果もある学習が可能であることがわかった。また、実践後の授業者省察と観察者の評価により、学習指導の内容や手順について改正を加えて、授業映像を添付した授業実践案を、現場の先生方に提案することができた。
マウス骨髄前駆細胞からのNK細胞の分化の調節機構

NK細胞は主要組織適合抗原非拘束性に標的細胞を障害するリンパ球であり、その形態からlarge granularlymphocyte(LGL)と呼ばれている。NK細胞の分化成熟を観察する実験系としてラット長期骨髄細胞培養法(long term bone marrow culture: LTBMC)が報告されている。本培養法では4週間培養したラット骨髄細胞にIL-2を添加することによってNK細胞が誘導されるが、NK細胞の誘導にはIL-2以外の第2の液性因子が関与することが知られている。今回、筆者はstem cell factor(SCF)のNK細胞分化への影響をLTBMCの実験系を用いて検討した。まずNK細胞誘導に及ぼすIL-2濃度、IL-S添加後の培養日数の影響を検討したところ、マウス骨髄細胞を5%FCS添加RPMI1640で培地を交換することなく4週間培養後、IL-2 200U/ml添加し、さらに6-9日間培養した場合に、最も効率よくCD3-NK1.1+細胞が誘導され、高いNK活性を示した。さらにSCFのNK細胞成熟への関与を見るために、4週間培養後の骨髄細胞にSCFを添加し3日間培養した後にIL-2を添加したところ、SCF非添加群に比して2-3倍のNK細胞が誘導されたが、NK活性には変化がなかった。このSCFの効果は用量依存性であり、SCF100ng/mlで最大効果が得られた。さらにSCF単独ではCD3-NK1.1+細胞は誘導されなかった。以上の結果より、SCFはNK細胞誘導に必須のサイトカインではないが、NK前駆細胞を効率的に増加させることによってNK細胞への分化を促進する可能性が示唆された。
マイクロRNAによる骨芽細胞・骨細胞分化調節機構の解明

我々は、タンパク質をコードしないmiRNAの骨代謝における生理的意義の解明と試みた。まず、骨芽細胞におけるmiRNAを網羅的に解析し、骨芽細胞分化に伴って発現が変動するmiRNAを多数同定した。続いて、同定した一つのmiR-206について、骨芽細胞特異的にmiR-206を発現するトランスジェニックマウスを作成し、miR-206がコネキシン43蛋白の発現調節を介して、骨芽細胞分化を抑制することを明らかにした。こうして、miRNAが骨代謝の生理的な調節因子であることを世界に先駆けて提唱した。すでに我々は、骨芽細胞に特定のmiRNAを過剰発現することで骨芽細胞の分化が低下すること、さらに、骨芽細胞特異的にmiRNAを過剰発現したトランスジェニックマウスの骨量が著明に減少することを見出していた。そこで、本研究では、骨芽細胞特異的miRNAトランスジェニックマウスを組織学的に検討するとともに、骨細胞におけるmiRNAの発現を検討し、また骨細胞特異的miRNAトランスジェニックマウスモデルを作成、解析することを通じて、骨リモデリングにおけるmiRNAの生理的意義の統合的理解を目指した。まず、C2C12細胞においてBMPにより発現が減少するマイクロRNA206に注目した。初代培養骨芽細胞においてマイクロRNA206の発現は分化の進行に伴って次第に減少した。また、マイクロRNA206の過剰発現により骨芽細胞分化が抑制された。さらに、データベースを用いた検索によりin silicoでのマイクロRNA206の標的遺伝子候補としてコネキシン43を見出し、実際に骨芽細胞を用いてin vitroでもマイクロRNA206の過剰発現により標的遺伝子の発現が減少することを確認した。さらにマイクロRNA206を発現するトランスジェニックマウスでは量が減少することを見出した。こうしてマイクロRNAが個体レベルで骨芽細胞分化の調節因子であることを明らかにした。このように当初計画通り、実験は順調に進行している。すでに我々は、骨芽細胞に特定のmiRNAを過剰発現することで骨芽細胞の分化が低下すること、さらに、骨芽細胞特異的にmiRNAを過剰発現したトランスジェニックマウスの骨量が著明に減少することを見出した。そこで本研究では、(1)骨芽細胞で発現し、その分化調節にかかわるあらたなmiRNAを同定し、その生理作用を明らかにすること、また、(2)骨細胞におけるmiRNAの発現を検討し、また骨細胞特異的miRNAトランスジェニックマウスモデルを作成、解析することを通じて、骨リモデリングにおけるmiRNAの生理的意義の統合的理解を目指している。(1)本年度は、骨芽細胞様細胞株に分化刺激を加え、その前後で発現が変化するμRNAを複数同定した。分化に伴い発現が低下するあるmiRNAを骨芽細胞に過剰発現すると骨芽細胞分化は抑制され、また、同μRNAは骨芽細胞分化に必須の転写因子のタンパク発現を抑制することがわかった。一方、分化に伴い発現が低下するmiRNAの中には、骨芽細胞に過剰発現すると分化を促進するものも認められた。現在、それぞれのmiRNAの個体における生理作用を明らかにするため、当該miRNAを過剰発現するトランスジェニックマウスを作成中である。(2)骨細胞で発現するmiRNAを網羅的に解析するため、個体から骨細胞を単離同定すべく、骨細胞特異的に蛍光を発光するマウスを作成し、解析を行っている。(1)昨年度は、骨芽細胞様細胞株に分化刺激を加え、その前後で発現が変化するmiRNAを複数同定した。分化に伴い発現が低下するあるmiRNAを骨芽細胞に過剰発現すると骨芽細胞分化は抑制され、また、同miRNAは骨芽細胞分化に必須の転写因子のタンパク発現を抑制することがわかった。そこで本年度は、当該miRNAによる骨芽細胞分化の抑制が標的蛋白質の発現の抑制に起因するかを検討すべく、miRNAと標的蛋白質を共発現し、骨芽細胞分化の異常が改善されることを確認した。また、当該miRNAの個体における生理作用を明らかにするため、当該miRNAを過剰発現するトランスジェニックマウスの作成に成功し、解析を行った。(2)骨細胞で発現するmiRNAを網羅的に解析するため、個体から骨細胞を単離同定すべく、骨細胞特異的に蛍光を発光するマウスを作成し、個体から骨細胞を蛍光を用いて単離同定することに成功した。
日本語分析における意味特徴の分析と明示的説明を支える対比技術の研究

本年度は、前年度までに得た類義表現対「っぱなし/まま」の意味分析記述を基に、類義表現分析で採られる対比的分析を再分析したほか、新たに調査を実施して、日本語教育経験のない日本語母語話者による類義語分析の記述データを収集した。対象者は人文科学系の日本人大学生35名で、類義動詞「疲れる/くたびれる」の意味分析とその記述を求めた。調査は前年度までのものと異なり、例文とその分析を行わない形で意味特徴の分析を課した。得られた記述データはテキストマイニングの手法により分析し、意味説明での使用語句(構成要素)を抽出して、そこから対比的な分析行動を明示する語句を特定した。具体的には、前年度までの分析で把握した格助詞「より」に加え、比較や対比を示す表現形式「のほうが」「のに対して」、接続表現「対して」「それに対して」「一方」が、対比的分析行動を明示する言語的マーカーとして抽出できた。また「より」は、助詞の付加した「よりも」「よりか(は)」も併せて扱った。以上のようなマーカーを伴って類義語対を対比的に分析している部分に焦点を当て、その意味特徴説明の内容と特徴を探った。調査協力者が対比的に類義動詞対「疲れる/くたびれる」を分析している場合、特に疲労度などの程度性に着目して両語の差異を探っている様子が把握できた。また、使用頻度や用法といった意味以外の言語的側面に焦点化した対比も認められる。調査で提示した課題は意味特徴の説明を求めていたが、類義語の対比的な分析では必ずしも意味特徴に焦点が当たっていないことがわかる。また、対比に際しては、差異や相違点を際立たせて説明しやすい側面に着眼する傾向が窺える。一方で、弁別的な意味特徴からは逸れた分析も見られ、対比が効果的になされているとはいいがたいことも指摘できる。2018年度は、前年度までに得た記述データの再分析に加え、新たに日本人大学生35名を対象に調査を実施して類義語分析の記述データを得た。本年度は前年度までの調査と異なり、調査協力者への課題は類義語の意味特徴説明のみを求めるもので、その記述データから、日本語分析技術の熟達度が低い日本語母語話者による、類義語の意味特徴を対比的に探るという分析行動を観察した。また、類義語対の意味分析記述を観察するために、前年度と同様にテキストマイニングの手法を利用した。その際、対比的な分析行動をより的確に把握し分析できるよう、テキストデータから適切に言語要素を抽出する方法や、言語要素の認定基準を再検討した。それにより、日本人大学生による類義語対の意味特徴分析とそこで採られる対比行動の実態を把握することを試みた。一方で、調査で収集し分析と検討を行った意味分析記述は、類義動詞対に関するもののみであった。テキストデータの処理方法と検討に時間がかかったため、異なる類義表現対を用いた調査とデータ収集が十分に行えなかった。他品詞の類義語や類義表現についても同様の調査を行い、より幅広い類義語分析に関する、対比的分析を観察する必要がある。記述データの収集と精査を進めると同時に、対比的な分析行動を明示する言語マーカーやメタ言語使用についてもさらに検討を行い、類義語分析において対比的に意味特徴を探るという分析行動の実態や特徴、問題点の把握を進めていく必要がある。新たな類義語対や類義表現対を用いて、日本語分析技術の熟達度の低い日本語母語話者(大学生)を対象に調査を継続して行う。そして、類義表現対の意味特徴を分析したテキストデータを収集し、日本語教育経験や日本語分析経験のない大学生が、類義表現対の意味説明に際して採る対比の手続きとそこでの観点に見られる、特徴や問題点を探る。特に、テキストマイニングの手法により意味特徴説明から抽出できる言語要素を基に、対比行動の明示的な言語マーカーの収集と特定、分類を行い、さらにはマーカー使用を伴った対比的な意味説明について内容上の特徴と傾向を探る。そして、意味特徴説明の対比行動を客観的に把握し、対比を用いた意味特徴分析のプロセスや、弁別的な意味特徴に関する説明との関わりや、類義語分析に対する有用性を探る。また、類義表現分析の成否から分析者を二分し、対比的な類義語分析に見られる差異を探っていく。本年度は、前年度までに実施した調査で得たテキストデータを分析し、非日本語教師の日本語母語話者である日本人大学生73名の自然な類義表現分析と、そこでの対比を用いた意味特徴説明の手続きを探った。データは、類義表現対「っぱなし/まま」に関する例文4文の分析と、それをふまえた意味分析に関する記述である。テキストデータの処理・加工の方法を変更し、追加調査で得たデータも加え再分析した。意味分析の成否で調査協力者を上位群と下位群に分けたうえで類義表現対の意味特徴説明を観察し、対比により差異を際立たせて弁別的意味特徴を把握しようとする分析手続きの有無を探った。それに先立ち、対比による意味説明を探る手がかりとするため、例文分析での描写内容を言語的側面から明らかにした。テキストマイニングの手法で抽出した例文分析記述の言語要素からは、例文の情景や主体行動を具体的に描写する上位群の傾向と、抽象的もしくは簡潔な描写で情報量が少ない下位群の傾向が把握できた。意味特徴分析では、類義表現対の共通意味に言及し、それを基点に対比により差異を明確化する手続きが両群に見られる。

ただし上位群は、対比の観点が一つに限定されず、類義表現固有の意味にも言及する。意味特徴説明がより詳細で、情報量も相対的に多い。一方、意味説明の不十分な下位群は、対比の観点が固定的で限定的な傾向がある。また、例文とその分析内容が、意味特徴説明における限定的な対比に影響している可能性が指摘できる。意味特徴分析記述からテキストマイニングで抽出した言語要素と基に、意味特徴分析での対比行動を示す語句の特定を試みた。結果、「(の)ほうが」「(の)に対して」という表現形式や格助詞「より」の使用が、対比による分析を把握する明示的な言語的マーカーになりうることも把握できた。2017年度は、前年度までの調査で得たデータを対象として再分析した。2016年度までの研究では、日本人大学生40名分のデータを対象に、日本語分析技術の熟達度が低い日本人大学生が行う正用文分析とその描写内容を中心に探った。2017年度はこのデータに、未整理だったデータ35名分を加え、同調査で課した意味特徴分析に関する記述データを中心に分析を進めた。また、日本人大学生の正用文分析内容を観察するために前年度までの研究でテキストマイニングの手法について、その運用上の問題点を解決して効果的・効率的に分析できるよう、2017度はテキストデータを処理し言語要素を抽出する方法や言語要素の認定基準を再検討した。それにより、日本人大学生による類義表現対の意味特徴分析とそこで採られる対比の実態を把握することを試みた。一方で、追加分を合わせたテキストデータの再分析とデータ処理方法の検討に時間がかかり、異なる類義表現対を用いた新たな調査やデータ収集が十分に行えなかった。日本人大学生の意味特徴分析における対比行動については、メタ言語使用の観点からの分析や検討にとどまっている。この点について、記述データの収集を進めて精査することで、対比による意味特徴分析の特徴や問題点の把握を進めていく。本年度は、前年度までに得た類義表現対「っぱなし/まま」の意味分析記述を基に、類義表現分析で採られる対比的分析を再分析したほか、新たに調査を実施して、日本語教育経験のない日本語母語話者による類義語分析の記述データを収集した。対象者は人文科学系の日本人大学生35名で、類義動詞「疲れる/くたびれる」の意味分析とその記述を求めた。調査は前年度までのものと異なり、例文とその分析を行わない形で意味特徴の分析を課した。得られた記述データはテキストマイニングの手法により分析し、意味説明での使用語句(構成要素)を抽出して、そこから対比的な分析行動を明示する語句を特定した。具体的には、前年度までの分析で把握した格助詞「より」に加え、比較や対比を示す表現形式「のほうが」「のに対して」、接続表現「対して」「それに対して」「一方」が、対比的分析行動を明示する言語的マーカーとして抽出できた。また「より」は、助詞の付加した「よりも」「よりか(は)」も併せて扱った。以上のようなマーカーを伴って類義語対を対比的に分析している部分に焦点を当て、その意味特徴説明の内容と特徴を探った。調査協力者が対比的に類義動詞対「疲れる/くたびれる」を分析している場合、特に疲労度などの程度性に着目して両語の差異を探っている様子が把握できた。また、使用頻度や用法といった意味以外の言語的側面に焦点化した対比も認められる。
二足歩行の開始年齢からみるネアンデルタールとサピエンスの進化史

今年度は、データ解析を終え、成果の公開・発信に向けての取り組みを中心に行った。データ解析は計画通り終了した。現生のヒトにおいて、歩行機能の要である大腿骨の出生から老年期に至る詳細な形態変化を明らかにすることができ、対応するネアンデルタールの成長変化も明らかになった。現生のヒトでは、死亡年齢の明らかな個体データを用いることにより、成熟後も老年期にかけ大きな形態変化を示すこと、この変化は集団間の運動量の差は反映しないことが明らかになった。さらに、ネアンデルタールも同様の変化を示すことが明らかになった。学会発表は、国内学会および国際学会で発表を行った。学術誌への投稿へ向けて、執筆は最終段階を迎えており、共同研究者との意見交換による調整を加えている段階である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ヒトの根源的な生物学的特徴である直立二足歩行がヒト系統でどのような分化を遂げたのかを明らかにすることを目的としている。現生人類と、それに最も近縁な化石人類であるネアンデルタールとの比較を行い、二足歩行の成長様式の類似性と差異を明らかにする。本年度は、当初の計画に従い、形態解析の基礎となる三次元データを収集した。特に、現生人類を中心にデータ収集を行った。骨格は主に京都がにて医療用CT(コンピュータ断層)装置を用いて計測した。あるいは、海外の協力機関から、法医学データ(匿名化されている)データを継続的に集めている。また、体サイズの小さな標本はスイス・チューリッヒ大学においてマイクロCTを用いて撮影した。結果、本年度は出生からオトナに至る、約70個体分のデータを集めることができた。これらのデータは、今後、形態地図法など、詳細な形態解析を行う上で重要な基礎データとなる。ヒトでは、身長や体重といった単純な計測項目では成長データは知られているが、詳細な形態変化については未知のことが多い。特に、歩行の要である大腿骨形態の成長に伴う変化の詳細は明らかになっていない。本年度は、年齢が判明している法医データを中心に収集した。年齢が明らかになっているため、横断データではあるが、成長変化を明らかにする上で非常に有用性の高いものだと言える。これを基礎データとして、今後詳細な形態解析を行う予定である。また、比較データとして、年齢は分からないものの、ある程度成長全期をカバーする範囲で、京都大学の所蔵する縄文人骨のデータも収集した。本研究では、骨格形態の成長変化を明らかにすることがまず重要な課題である。形態解析の基礎となる三次元データを当初の計画通り収集することができたため、おおむね順調に進展していると言える。特に、現生人類を中心にデータ収集を行い、比較のため、後期更新世のホモサピエンス個体のデータも取得した。現生人類のデータは、主に京都大学付属博物館所蔵の骨標本を医療用CT(コンピュータ断層)装置を用いて計測した。また、海外の協力機関から、法医学データ(匿名化されている)データを継続的に集めている。京都大学付属博物館所蔵の骨標本と法医学データはともに、死亡年齢の判明している個体を用いた。本年度は、比較分析のために、大腿骨だけではなく、歩行とは本質的に関わりの無い上腕骨のデータも収集した。最終的には、解析対象として、生活様式や遺伝的背景が異なる複数の集団から、同程度の標本数で成長データを収集することを目指す。

現生人類と、それに最も近縁な化石人類であるネアンデルタールとの比較を行い、二足歩行の成長様式の類似性と差異を明らかにする。本年度は、当初の計画に従い、形態解析の基礎となる三次元データを引き続き収集し、解析を行った。特に、現生のヒトにおける成長変化を中心に解析を進めた。その結果、成熟後にも大きな形態変化を示すこと、そしてその変化の度合いは、出生後数年間に起こる形態変化に匹敵するものであることが明らかになった。成果を、国内学会において発表した。データの収集をほぼ終え、解析に重点を置いた研究に移行している。補足的な形態データは必要になるかもしれないが、当初の目的である解析を行えていることから、おおむね順調に進展しているとした。ある程度成長をカバーできるデータは集まっているが、量的にまだ不足があるため、まずは基礎データを充実させる。また、比較データとして重要な、縄文人や現代日本人のデータを収集する必要がある。今後はデータ収集と並行して形態解析も開始できるよう計画している。ある程度成長をカバーできるデータは集まっているが、統計的な解析には量的にまだ不足があるため、まずは基礎データを充実させる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、運動量の影響を検証するため、収集したデータに基づき、ヒト集団間の比較を行う。そのうえで、現生のヒトとネアンデルタールの比較分析を行う。