hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物における膜面展開挙動の力学的合理性評価とその応用

羽化を計測する計測装置の準備は整ったので,今後は実際の昆虫の羽化を撮影して,3次元情報を得るとともに,得た情報に基づく数理モデルを構築して数値シミュレーションによる評価を検討していく計画である.次年度は,本年度購入して設定・調整した全周形状計測装置を用いて,最初は撮影しやすいと思われるセミの羽化から撮影にとりかかり,可能であれば蝶やトンボなどにも対象を広げていく予定である.データの取得とともに数理モデル構築に着手する.シミュレーションツールとしては,マルチフィジックス解析ソフトのCOMSOLを使う予定である.最終年度は得られた羽化の3次元情報をデータベース化するとともに,数値シミュレーションに用いる数理モデルの改善のために,所蔵のマイクロCTを用いて,昆虫の羽の内部構造の3次元情報を取得したり,ヤング率などの羽の物性値を計測してモデル化に反映させたい.次年度の消耗品費として,主に撮影対象となる昆虫の入手にかかる費用,撮影装置の調整などに関する物品費および旅費である.成果公表のための学会参加費も計上している.
心虚血・再灌流時の心筋細胞拍動リズムゆらぎとダイナミクス

新生ラット培養心筋細胞を用いて,模擬的虚血・再灌流に伴う拍動リズムゆらぎの変化を明らかにすることを目的として実験を行った.生後13日目の新生ラットの心室からタンパク質分解酵素処理により心筋細胞を単離した.単離した心筋細胞は培養液MCDB107により培養用フラスコ内で510日間培養した.虚血状態の模擬は通常の培養液からグルコースを除去したものに培養液を交換し,さらにフラスコ内にN_2ガスを充満し,閉鎖系とすることで行った.一方再灌流は,フラスコを開放して有酸素化し,通常の培養液に戻すことで模擬した.虚血開始1時間後の時点で拍動周期は有意に延長し,拍動リズムゆらぎの大きさを表す拍動周期の変動係数も有意に増加した.さらに虚血開始3時間後には,ほとんどの細胞が拍動を停止したが,拍動が持続した細胞においても,さらなる拍動周期の延長,及び変動係数の増加が認められた.再灌流後は,一時的に拍動周期の短い,安定した(変動係数の小さい)拍動が出現し,その後1時間までには虚血前の状態に戻った.これ以前の研究において,細胞間の電気的相互作用が培養心筋細胞の拍動リズムゆらぎ大きな影響を与えることがわかっており,虚血負荷中の心筋細胞拍動リズムゆらぎの増加は,虚血状態に伴って起こる細胞内pHの低下により引き起こされる,細胞間の電気的結合の低下によるものである可能性が挙げられる.しかしながら,虚血負荷中の細胞内pHは時間経過に伴って徐々に減少していたが,拍動リズムゆらぎが増大する虚血開始1時間後の時点では,ギャップ結合透過性を十分に減少させるレベルまで低下するには至らなかった.さらに,虚血状態下においても,同一集塊内に存在する心筋細胞の拍動リズムは同期していたことから,本実験で用いた虚血負荷により誘発される拍動リズムゆらぎの増加は,細胞間の電気的相互作用の減少に依るものではなく,培養心筋細胞の興奮特性の変化によるものである可能性が示唆された.本研究では,新生ラット心室筋細胞の単層培養系を用いて、anoxia,glucose-free溶液を培養系に負荷することにより虚血状態を模擬し,虚血及び再灌流時の心室細動等の不整脈,さらには細胞死に至る過程での拍動リズムゆらぎの変化を明らかにすることを目的として実験を行なった.生後13日目の新生ラットの心室部分から酵素処理により心筋細胞を単離し,510日間フラスコ内で培養した.虚血の模擬は、培養液を通常の培養液(MCDB107)から100%N_2で飽和したglucose-freeの培地(GF-MCDB107)に交換し,さらにフラスコ内を100%N_2で充満して閉鎖系とすることで行った.再灌流時には,GF-MCDB107をMCDB107に交換し,開放系とした.GF-MCDB107負荷から1時間後には拍動周期が延長し,それと同時に拍動リズムゆらぎも増加する傾向が認められた.さらに3時間,6時間と負荷時間を延長するに従って拍動周期および変動係数は増加し,早いものでは負荷後3時間の時点で拍動が停止する場合もみられた.GF-MCDB107負荷後36時間後に培養液をMCDB107に置き換えた直後から拍動リズムは急激に速くなり,ゆらぎも小さくなってcontrolの状態に戻った.また,拍動が停止していた細胞も溶液の置換後1分以内に拍動を再開し,周期が短くゆらぎの小さい拍動がみられた.新生ラット培養心筋細胞を用いて,模擬的虚血・再灌流に伴う拍動リズムゆらぎの変化を明らかにすることを目的として実験を行った.生後13日目の新生ラットの心室からタンパク質分解酵素処理により心筋細胞を単離した.単離した心筋細胞は培養液MCDB107により培養用フラスコ内で510日間培養した.虚血状態の模擬は通常の培養液からグルコースを除去したものに培養液を交換し,さらにフラスコ内にN_2ガスを充満し,閉鎖系とすることで行った.一方再灌流は,フラスコを開放して有酸素化し,通常の培養液に戻すことで模擬した.虚血開始1時間後の時点で拍動周期は有意に延長し,拍動リズムゆらぎの大きさを表す拍動周期の変動係数も有意に増加した.さらに虚血開始3時間後には,ほとんどの細胞が拍動を停止したが,拍動が持続した細胞においても,さらなる拍動周期の延長,及び変動係数の増加が認められた.再灌流後は,一時的に拍動周期の短い,安定した(変動係数の小さい)拍動が出現し,その後1時間までには虚血前の状態に戻った.これ以前の研究において,細胞間の電気的相互作用が培養心筋細胞の拍動リズムゆらぎ大きな影響を与えることがわかっており,虚血負荷中の心筋細胞拍動リズムゆらぎの増加は,虚血状態に伴って起こる細胞内pHの低下により引き起こされる,細胞間の電気的結合の低下によるものである可能性が挙げられる.しかしながら,虚血負荷中の細胞内pHは時間経過に伴って徐々に減少していたが,拍動リズムゆらぎが増大する虚血開始1時間後の時点では,ギャップ結合透過性を十分に減少させるレベルまで低下するには至らなかった.

さらに,虚血状態下においても,同一集塊内に存在する心筋細胞の拍動リズムは同期していたことから,本実験で用いた虚血負荷により誘発される拍動リズムゆらぎの増加は,細胞間の電気的相互作用の減少に依るものではなく,培養心筋細胞の興奮特性の変化によるものである可能性が示唆された.
超音波のダイナミック位相シフトによる微粒子のマニピュレーション

液体中の微小粒子を外部から非侵襲的な方法で自在に操ることができれば、医学、遺伝子工学、計測制御など広い分野で多くの応用が期待できる。従来から、レーザー光を用いた方法が提案されてきているが、この方法では、生体細胞など光に対して不透明な媒体に対しては利用が難しいという欠点がある。本研究では、我々の研究室で開発したダイナミック位相シフト法を用いて、微粒子の新しいマニュピュレーション法を研究開発することを目的としている。この方法では、1)従来の定在波法と比べて、マニュピュレーションのために力を加えられる領域が局在しており、このため、微粒子1個づつでの操作が可能、2)定在波法に比べて、一方向のみから超音波を加えればよいので系の構成に対する制約が少ない、などの利点がある。本年度は、まず、ダイナミック位相シフト法の詳細な理論解析を行った。この過程で、分割凹面振動子と、精密位相制御による音場の制御法を新たに考案した。この方法によれば、微粒子の流れをあらかじめ指定した箇所に集める“非侵襲的な微粒子流れの制御"が可能になる。次に、半径30ミクロンのポリスチレン微粒子と、周波数5MHzの収束超音波を用いた基礎実験系を構成し、微粒子の平行移動、流体中での微粒子の捕獲、集合、濃縮など複雑なマニュピュレーションを行うにあたって基本となる各種制御技術の確認実験を行った。これらの基礎実験結果は、雑誌"ULTRASONICS"に投稿し、現在in printingの状態にある。今後、ポリスチレン微粒子や、生体組織のその音響特性が類似しているデキストラン微粒子などを使い、具体的な応用を想定した実験を行っていく予定である。
核酸塩基代謝の多機能性とストレス適応戦略における代謝中間体の役割解明

植物が獲得した多様で巧妙な物質代謝系は独立栄養の基盤であるだけでなく,自律的な移動能力の欠如を補償する生存戦略の要でもある。これまでに,窒素リサイクル代謝の一環と理解されてきた核酸塩基(プリン環)の分解が,乾燥等のストレスへの適応にも関与すること,また,その代謝中間体アラントインがアブシジン酸(ABA)生成を亢進する生理活性を有し,シロイヌナズナのストレス耐性を高めることを示した。本年度も昨年度に引き続き以下の3項目を中心に研究を進め,以下の知見を得た。1.アラントインによるABA生成亢進の作用機序:ABA生成を亢進するアラントインのプライマリーな作用点が,ABA配糖体の分解を触媒するBG1を介したABA再生系にあることを遺伝学的に示した。即ち,アラントインを恒常的に蓄積するシロイヌナズナaln株とBG1のノックアウト株の二重突然変異株を作出し,本株がABAレベルの亢進やABA応答などアラントインの蓄積に誘導されるaln株の変異表現型をほぼ喪失することを明らかにした。2.アラントインに非応答な変異体の単離:アラントインの投与に対して強く応答するシロイヌナズナ遺伝子プロモーターの発現制御下でレポーターを発現する形質転換株を作出し,これを親株としてアラントインに非応答な変異体の取得を目指したが,その単離には至らなかった。3.アラントインの代謝操作によるストレス耐性の改変:プリン分解の窒素リサイクル機能を損なうことなくシロイヌナズナのストレス耐性を高める手段として,ストレス誘導的にアラントインを蓄積する形質転換体を作出し,本株が乾燥に対して野生株やaln株よりも高い耐性を獲得していることを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,植物代謝の多機能性の具体例として,ながらく窒素栄養のリサイクル代謝と位置づけられてきた核酸塩基代謝を取りあげ,当該代謝が如何にして植物のストレス適応機構に貢献しているのかを,代謝中間体であるアラントインに備わる潜在的な生理活性を足掛かりに解明することを目的とする。本年度は,シロイヌナズナを用いて主にアラントインによるABA応答の亢進作用について解析を進め,以下の研究成果を得た。1.アラントインによるABA応答亢進の作用機序:アラントインの蓄積が二つのABA生成経路(新生経路および配糖体からの再生経路)を活性化することによりABA応答を亢進することを,各経路に欠損を持つ変異株を用いた遺伝生理学的手法により示した。再生経路の変異株では,新生経路が正常であるにもかかわらずABAの生成や応答が亢進しなかったことから,アラントインのプライマリーな作用点は再生経路であり,この経路の活性化によりABAレベルが上昇し,その結果,正のフィードバックを介して新生経路が活性化されることが示唆された。2.アラントインに非応答性な変異体の単離:アラントインの蓄積に端を発して,ABA応答の惹起に至る過程に関わる因子を遺伝学的に同定することを企図して,マイクロアレイ解析により見出されたアラントイン応答性遺伝子のプロモーターの発現制御下でレポーターを発現する形質転換株を作出した。現在,その変異株ライブラリーを作出しつつある。3.アラントインの代謝操作によるストレス耐性の改変:ストレス耐性の実質的改変におけるアラントイン代謝操作の実効性を検証することにより,ストレス適応におけるアラントインの生理学的重要性を個体レベルで示す目的で,アラントイン異化をストレス応答的に抑制し,この代謝中間体を迅速かつ高レベルに蓄積する形質転換株を得た。

本研究課題において最も重要な研究項目である「核酸塩基代謝が,その代謝中間体であるアラントインを介してABA応答を亢進する分子メカニズム」について,実質的な研究成果が得られ,これを取り纏めて原著論文として公表できたため。また,その他の研究項目についても,その基盤となる変異株や形質転換株の作出が進み,次年度の研究計画の遂行に一定の目途が立ったため。1.アラントインによるABA応答亢進の作用機序アラントインのプライマリーな作用点が,ABA再生系である可能性が示されたため,その鍵酵素であるABA配糖体分解酵素の組換えタンパク質を用いたin vitro再構成系において,アラントインが当該酵素を直接的に活性化するか否かを検証する。なお,当該酵素は単量体の多量体化により活性化するが,アラントインがin plantaでこのプロセスを促進することは,アラントインを蓄積する変異株やアラントインを投与した野生株を用いた研究からすでに明らかにしている(但し,アラントインの作用が直接的であるか間接的なものかは不明)。2.アラントインに非応答性な変異体の単離変異株ライブラリーのスクリーニングを実施し,アラントインに応答しない変異株を単離し,変異の原因遺伝子を同定することで,アラントインの蓄積からABA応答の亢進に至るプロセスに関与する因子の存在を明らかにする。3.アラントインの代謝操作によるストレス耐性の改変ストレスに応答して迅速かつ高レベルにアラントインを蓄積する形質転換株を作製したので,乾燥や高浸透圧などに対する応答を生理学的に評価し,ストレス耐性の実質的改変におけるアラントイン代謝操作の実効性を検証する。
教育・人材養成分野における国際協力・援助に関する評価手法の開発研究

教育・人材育成プロジェクトの評価の一般的な課題は以下の通りである。1)教育・研修は受講生にどの様な効果をもたらしているか。2)それらの効果はどのような要因によって説明されるか、効果をより高めるにはどうすればよいか。3)それらの効果は必要とされた費用に見合ったものであるか。この問題の解決には、費用と効果についてデータを収集し、分析することが必要である。費用については実際に支払った金額に加えて、機会費用など、実際の支払いはない逸失利益を含めて計算することによって求められる。問題は効果である。金銭では測ることのできない効果については、アンケートなどにより、主観的な効用を尋ねることによって、測定可能である。金銭ではかることのできる効果は個人に収入の増加額を尋ねればよい。しかし、公務員など、教育・研修の成果が個人の生産性の向上につながらず、賃金の上昇がみられない場合も多い。個人の賃金には変化がないものの、教育・研修で得た知識を利用して、地域開発に取り組むごとによって、マクロな意味で、経済効果を高めることなどは十分考えられる。そのような効果があるであろうとは漠然と理解できる事であるが、それがどの程度であるかを示すことは容易ではない。このように、測定が困難な教育・研修成果の経済価値を測定する方法の一つとして、環境評価などに用いられる、支払い意志額を尋ねる手法がある。例として、短期研修の価値を個人の支払い意志額で計ってみたが、その値は実際に必要とされた費用を下回った。しかし、研修生は講演、執筆、コンサルテーションなど様々な形で知識を伝達している。それらを総合すると、1年間に自分が受けた教育・研修の2.5倍の知識を他に伝達している事が明らかになった。このような伝達効果が5年間持続すると仮定すれば、伝達された外部効果を含めた全効果は必要とした費用を十分に上回った。このように、教育・研修は知識の伝達が行われれば、大きな効果を持つことが証明されたと同時に、外部効果測定の新たな方法論を開発できた。わが国がこれまで行った来た教育・人材育成プロジェクトには教員研修、指導者養成など、いわゆるトレーナーズトレーニングが多い。トレーナーを育成(技術移転)する事によって、トレーナーが移転された技術をさらに多くの人に広めることを期待してのことである。しかしこれらの波及効果が計られることはまれであった。典型的な教育・人材育成プロジェクトの評価の一般的な課題は以下の通りである。いくつかの援助プロジェクトについて、方法論の開発もかねてこれらの質問に答える分析を行った結果、概ね金銭的、非金銭的効果は高く、教え方や教育・研修環境の改善によってさらに高い効果が得られることが示唆された。費用対効果については、収益率による分析の結果、研修受講生個人に対する効果だけを考えれば費用対効果は小さいものの、波及効果を含めて考慮すれば費用対効果が大きいことが証明された。このことは、費用対効果を高めるためには、参加者への効果を高める必要はもちろんであるが、他者への技術移転の割合を高める、技術移転の対象者の数を増やす等、波及効果を促進するような方策が非常に有効であることを示している。問題は効果である。
言語文化に起因する価値観とフェイスが表出する「舌打ち」と「笑い」の実証的研究

「舌打ち」や「笑い」は通言語的であるにもかかわらず、そこには社会的・文化的・慣習的な用法が存在する。本研究は、定延(2005)のいう「口の中の文化」に焦点を当てる研究である。本研究が着目するのは、非言語行動としてタブー視される「舌打ち」と、特におかしくもないところで笑う不可解な「笑い」である。研究対象は、“日本語文化と異なる"タイ人およびベトナム人の「舌打ち」と「笑い」である。定延(2005)を援用すると「口の中の異文化」が本研究課題となる。本研究は、誤解や摩擦の要因となり得る「舌打ち」や「笑い」に注目し、自文化の物差しでは測れない、他文化の非言語コミュニケーション行動を紐解いていく。
ゲノム研究と社会のコミュニケーションに関する研究

ゲノム研究と関連の応用技術について市民やその他の非専門家が理解を深めるための活動、およびゲノム研究者と市民・非専門家との双方向のコミュニケーションのための活動を効果的に実施するための留意点を、「ゲノムひろば」などの実践活動を通して明らかにした。高度な科学研究をテーマにするためには科学とイベント開催の両方についての知識と経験を持つ専門的人材の配置が必要であること、倫理的・社会的課題については別途議論の場をデザインする必要があることが示された。1.2002年から2004年にかけて計8回実施したゲノム研究者と一般市民の双方向の交流事業「ゲノムひろば」の結果について、詳細な分析を行った。ゲノム研究を非専門家に紹介し、教育現場に波及効果をもたらすという点についてはかなりの程度実現できたが、双方向のコミュニケーションについては更なる工夫が必要であることが結論として得られた。これらを踏まえ、2006年に再度実施予定の「ゲノムひろば」に向けた改良プログラム案を作成した。2.非専門家のゲノムやゲノム研究に関する認識やニーズを調べるための聞き取りによる調査を開始した。今年度は、生命倫理分野の研究者およびジャーナリストを対象と設定し、特に生命倫理関係者については2006年3月で約40人のヒヤリングが終了し、データの分析を開始した。ジャーナリストについては来年度も継続して調査する。3.歴代の文部科学省系のゲノム研究グループの社会とのコミュニケーション活動を1990年から2005年までの約15年間について調査した。規模や代表者の異なる研究グループが約5年ごとに設定されてきたが、1)倫理的問題への取り組みや社会とのコミュニケーションに関しては活発な時期とそうでない時期があった、2)活発な時期には、異なる分野を行き来して社会との接点に関する活動をコーディネートできる人材が配置されていたことなどが明らかになった。4.細胞研究の芸術的側面を利用した新しいゲノム研究・生命科学研究と社会のコミュニケーションの手法を開発するために、プラネタリウムにおける映像上映という手法の開発に着手した。また、海外におけるゲノム研究と社会のコミュニケーションの現状を知るために、米国NIHのJean McEwen氏とシンガポール国立大学のTerry Kaan氏を招き、国際セミナーを開催した(2006年1月23日)。1.非専門家のゲノムやゲノム研究に対する認識や研究情報のニーズを調べるために、(1)メディァおよび研究機関の広報関係者、(2)生命倫理関係者を対象に聞き取り調査を行った。メディアおよび研究機関の広報関係者対象の調査からは、科学研究者からの新聞記事や報道の内容に対する積極的な発言が望まれていることが明らかになり、生命倫理関係者対象の調査からは、ゲノム研究者を含む生命科学研究者と生命倫理関係者の交流は十分とは言えないことなどが明らかになった。2.ゲノム研究者と一般市民を含む非専門家との交流事業である「ゲノムひろば」を、平成18年11月に東京(丸ビル)と京都(京都大学)でそれぞれ2日間の日程で実施し、平成17年度に作成した改良プログラムの効果をアンケートおよびグループインタビューにより調査した。参加研究者にとって非専門家との対話は自らの研究の目的や意義を考え直す良い機会となることや「実物付き研究展示」という「ゲノムひろば」のスタイルを用いることではじめて伝えることができる内容や情報があることなどを含む、複数の結論が得られた。詳細はさらに解析中である。3.その他の活動として以下の2つの内容を実施した。(1)ヒトゲノムの全体像を専門外の人に紹介する「ヒトゲノムマップ」を文部科学省主催の科学技術週間にあわせて制作した。印刷版は10万枚が全国に配布され、Web版も公開されたことで、ヒトゲノムに関する情報を多数の人に伝えることができた。(2)ゲノム研究・生命科学研究と社会のコミュニケーションの新しい手法を開発するために、科学館(京都市青少年科学センター)附属のプラネタリウムにおいて、映像番組の投影を行った。ゲノム研究を含む先端生命科学研究を、CG映像や音楽、学芸員による語りなどを組み合わせ投影することで、生命科学になじみのない層に最新の研究情報の発信ができることが明らかになった。1.平成18年度に実施した「ゲノムひろば」(ゲノム研究者と市民を含む非専門家との交流事業)での調査内容を分析し、調査結果と開催概要を報告書としてまとめた。平成19年10月には大阪で二日間「ゲノムひろば」を開催し、前年度の調査結果を裏付けるための新たなアンケート調査を行った。また「ゲノムひろば」での効果を確認するため、比較として平成20年1月に開催された成果公開シンポジウムで新たなアンケートを調査を行った。現在これらのアンケート調査を集計・分析中である。2.ゲノム研究と社会とのコミュニケーションの新しい手法開発のために、(1)お寺を会場とした電子顕微鏡画像の写真展、(2)理研CDBと「ゲノムひろば」で新たなスタイルのサイエンスカフェを開催した。(1)からは、幅広い層を対象とした実践活動に1)会場設定、2)自然やアートなど多角的な視点の取込、3)考える場の提供が重要であることが明らかとなった。

また(2)では、研究者と市民とが「対等な関係性」で対話をするために1)テーマ設定、2)研究者を一参加者とした進行、3)進行役の存在、が重要であることが明らかとなった。3.特定の社会的課題に関するコミュニケーション活動の現状把握を目的に、遺伝子組み換え作物に注目した調査を行った。具体的には、政府審議会の議事録をもとに日本の遺伝子組換え関連制度の経緯・背景とそれらに関する言説の分析を行った。その結果1)現在の法的枠組みが国内外のガイドラインを包括的に踏まえていること、2)2001年頃より市民参画の必要性が政策決定の場で重用視されていること、3)コミュニケーションの成果を政策決定へ反映させる方法の確立が今後の課題であることが明らかとなった。1.「ゲノムひろば」に関する調査と分析(1)「ゲノムひろば2007」と2008年1月開催の「成果公開シンポジウム」でのアンケート調査の結果を分析した。「ゲノムひろば」では「成果公開シンポジウム」と比較して幅広い年代、属性の人々が来場していること、来場者の興味や理解に合った解説を提供できていることがわかった。参加研究者への影響に関する調査結果と併せ、報告書としてまとめた。(2) 2008年10月に名古屋大学で「ゲノムひろば2008」を開催した。本年度は運営の一部を新しい業者に委託したことに伴い、企画運営上の具体的な業務内容および運の課題について精査を行った。2.高等学校におけるゲノム教育プログラムの検証滋賀県内の4つの高等学校において、ヒトゲノムマップとアニメーションを用いた授業を50分と100分の2つのプログラムで行った。これらの効果を受講直後の質問紙調査と受講から10ヶ月後のインタビュー調査の結果を分析し、論文として公表した。3.ゲノム研究の社会的課題に関する市民・非専門家からの意見の収集ヒトゲノム多型データを研究者間で共有するための方針案を作成した。この方針案について広く周知し意見を集めるために、2008年10月にパブリックフォーラムを開催した。今後の課題としては、(1)意見収集の対象となる人数を増やすために、同様のフォーラムを継続的に開催する、(2)様々な属性の対象から意見を収集するために、非専門家の理解をより促進させるための活動を検討する、などがある。4.国内の科学コミュニケーション活動の現状調査特定の社会的課題に関するコミュニケーション活動の現状把握を目的に、遺伝子組換え作物に注目した調査を行った。過去20年間の朝日新聞と読売新聞の遺伝子組換え関連記事の計量テキスト分析を行い、社会的議論の現状把握を試みた。過去20年間において主要な話題の変化が2度生じていること、近年遺伝子組換えイネに関する話題が支配的になっていることなどが明らかとなった。1.「ゲノムひろば2009」の開催東京・秋葉原のアキバスクエアを会場に、8月1日(土)2日(日)の日程で、「ゲノムひろば2009」を開催した。
脳組織構築を制御するＲｅｅｌｉｎ―Ｄａｂ１シグナルによる樹状突起形成機構の解明

我々はDab1が樹状突起形成に関与し核移行する事を明らかにした事から、Dab1が遺伝子発現制御を介して樹状突起形成を行う仮説を考えた。dab1ノックダウンと同時に候補分子を発現させた結果、樹状突起が一部正常に形成された為、候補分子がDab1の下流分子である可能性が示唆された。候補分子のタンパク質量はreelerマウスで顕著な差が無かった為、候補分子によるDab1シグナルの増強の可能性を検討した。候補分子をノックダウン後にReelin刺激を行い、Dab1のチロシンリン酸化量を観察したが、顕著な変化が観察されなかったことから、他の制御機構によって樹状突起形成の制御が行われている可能性が示唆された。Reelinは分子量約400kDaの巨大な糖タンパク質で、主に大脳新皮質の最表層にあるカハール・レティウス細胞から分泌され、ニューロンの移動・配置に必須であることが知られている。しかしながら、その生物学的機能や分子メカニズムについては十分に解明されていない。Reelinは移動ニューロンに発現するReelinレセプターであるApoER2とVLDLRによって受容され、そのシグナルは細胞内タンパク質であるDab1に伝えられる。我々は、dab1をノックダウンした際、ニューロンの樹状突起が低形成になること、また、生後徐々に樹状突起が辺縁帯を避ける様に走行する様子を観察した。また、我々は以前、Dab1が核と細胞質間を移行出来る、核細胞質間シャトルタンパク質であることを明らかにした為、Reelin-Dab1シグナルは、樹状突起形成に関与する遺伝子の発現を制御することにより、樹状突起の形成及びガイダンスを制御しているという仮説を考えた。そこでdab1をノックダウンしたニューロンに、樹状突起形成に関与することが知られているタンパク質を導入し、樹状突起形成に於ける影響を検討した。その結果、候補分子の導入により、樹状突起形成と辺縁帯への進入が部分的にレスキューされることが明らかになった。候補分子がどのシグナル伝達経路を用いて、dab1のノックダウン効果をレスキューしたのかを明らかにする為に、様々な変異体を用いて、候補分子のレスキュー効果を比較検討した。その結果、この候補分子はある特定のリガンドとの結合を阻害したときにのみ、その効果を失うことが明らかになった。ReelinとDab1は大脳新皮質の層形成に必須のタンパク質であるが、その生理的な役割についてはほとんど不明のままである。申請者は、Dab1をノックダウンすると樹状突起が低形成になり、樹状突起を辺縁帯に侵入させている細胞の数が減少すること、また、Dab1が核と細胞質を移行出来る核細胞質間シャトリングタンパク質であることを明らかにしたことから、Reelinは樹状突起形成に関わる遺伝子の発現制御をDab1を介して行うという仮説を考えた。樹状突起形成に関与することが知られている候補となる膜タンパク質を、Dab1のノックダウンと同時に発現させた所、樹状突起形成が一部正常化することが示され、このタンパク質がReelin-Dab1シグナルの下流分子である可能性が示唆された。dab1のノックダウンにより生じる樹状突起の異常を、この候補分子の単純な発現のみでレスキュー出来たことから、reeler(reelin変異マウス)やyotari(dab1変異マウス)ではこの分子のタンパク質量が減少している可能性が考えられた。そこで、reelerの脳を取り出し、Western blot解析により候補タンパク質の発現量を解析した。候補タンパク質のタンパク質量には顕著な差は観察されなかった。また、dab1をノックダウンしたニューロンを免疫染色し、候補分子の発現量の差を観察したが、この場合もタンパク質量には顕著な差は認められなかった。一方、dab1のノックダウンにより生じる樹状突起形成の障害を候補分子がレスキューする際に必要となるドメインを決定するため、候補分子のリガンド結合に必要な細胞外ドメインの一部を欠損させたタンパク質を発現させた所、樹状突起形成の異常がレスキューされなかった。この結果、この候補分子はリガンド結合依存的にdab1ノックダウンによる樹状突起形成をレスキューしていることが示唆された。哺乳類の大脳新皮質は、異なる種類の神経細胞種から構成される6層の細胞層からなる。これは、発生期に神経細胞が脳室帯から移動し、適切な位置に配置されることにより達成される。大脳皮質層形成時に起る神経細胞移動は、脳の最も表層に位置するカハール・レチウス細胞から分泌される巨大糖タンパク質リーリンによって制御されていることが知られている。リーリンをコードする遺伝子reelinに変異を持つリーラーマウスでは、大脳新皮質の層形成等に重篤な異常を生じる為、大脳新皮質発生過程の分子メカニズムを探索する重要な分子として多くの研究がなされて来た。分泌されたリーリンは移動神経細胞に発現するApoER2やVLDLRによって受容され、細胞内のDab1にシグナルが伝えられることで神経細胞の移動を制御している。我々は、(1)dab1のノックダウンにより神経細胞の樹状突起が低形成になること、また、(2)Dab1が核細胞質間シャトルタンパク質であることを明らかにした為、Reelin-Dab1シグナルは樹状突起形成に関与する遺伝子の発現制御により、樹状突起形成及びガイダンスを制御しているという仮説を考えた。そこで、dab1をノックダウンした神経細胞に、候補分子を導入したところ、ある候補分子が樹状突起の低形成を部分的に回復出来ることを明らかにした。

どのような作用機序で樹状突起形成の回復が起ったか明らかにする為、様々な変異体を用いて試したところ、特定のリガンドに結合出来ない変異体では樹状突起形成が回復出来ないことを明らかにした。研究実績の概要哺乳類の大脳新皮質の脳室帯で誕生した興奮性神経細胞は、脳表面に向かい放射状に移動し、脳表面で移動を終えた後、樹状突起を発達させて最終分化を行う。Reelinは脳表層に分布するCajal-Retzius細胞から分泌される巨大糖タンパク質で、reelin遺伝子の変異により、興奮性神経細胞の移動・配置・樹状突起形成等、様々な過程に障害が生じる為、Reelinはこれらの過程に重要な役割を果たしていると考えられている。脳表層から分泌されたReelinは、移動神経細胞が発現するApoER2/VLDLRによって受容され、細胞内のDab1にシグナルが伝達される。その後、さらに下流のシグナル伝達分子によって、神経細胞移動や樹状突起の発達制御が行われていると考えられている。申請者らは、dab1のノックダウンによって生じる樹状突起形成不全を抑制出来る分子を探索した所、一つの候補分子の強制発現により樹状突起形成が部分的に回復出来る事を見出した。申請者らはこれまで、Reelin-Dab1シグナルによって、候補分子の発現制御や、細胞表面への輸送制御を受けている可能性を考え検討を行って来た。しかしながら、顕著な差は検出出来ていない為、別の可能性として、候補分子がReelin-Dab1シグナルに対してシグナルの増強を行っている可能性を検討した。分散神経細胞に候補分子に対するノックダウンベクターを導入した後、Reelin刺激を行い、第一の候補としてDab1の変化を観察した。その結果、候補分子がノックダウンされている状況下においてもDab1のタンパク質量には変化が観察されなかったことから、他の制御機構によって樹状突起形成の制御が行われている可能性が示唆された。我々はDab1が樹状突起形成に関与し核移行する事を明らかにした事から、Dab1が遺伝子発現制御を介して樹状突起形成を行う仮説を考えた。dab1ノックダウンと同時に候補分子を発現させた結果、樹状突起が一部正常に形成された為、候補分子がDab1の下流分子である可能性が示唆された。候補分子のタンパク質量はreelerマウスで顕著な差が無かった為、候補分子によるDab1シグナルの増強の可能性を検討した。候補分子をノックダウン後にReelin刺激を行い、Dab1のチロシンリン酸化量を観察したが、顕著な変化が観察されなかったことから、他の制御機構によって樹状突起形成の制御が行われている可能性が示唆された。候補となっている分子がdab1のノックダウンによる樹状突起の低形成を回復させる仕組について、候補分子の下流分子としてこれまでに報告されている分子に着目して解析している。しかしながら、いまだその分子メカニズムが明らかではない為。神経発生生物学dab1のノックダウンによる、樹状突起形成異常を候補分子が回復させるメカニズムを明らかにする。dab1ノックダウンを行なった細胞と、dab1ノックダウンと同時に候補分子を発現させた細胞から、候補分子の下流分子として知られている分子についてタンパク質量やリン酸化量等の変化があるか検討する。
アモルファス錯体法により合成した希土類う酸化物微粉末の焼結プロセスと焼結体の物性

酸化物超伝導体YBa_2Cu_3O_yの輸送臨界電流密度J_oや磁束線ピン止めF_pの上昇にはAgの添加が有効であることが知られている。この理由はAgが試料中の空孔を埋めるように分布し、Weak Linkの問題が改善される、さらに試料の粒子配向性および焼結度がよくなるためであると考えられている。しかしながら、各元素の酸化物あるいは炭酸塩の空気中における固相反応により合成するという通常の固相法では、焼結中にAgが均一に分散せず、凝集してしまう傾向があった。アモルファス錯体法の一方法である錯体重合法は、目標とするセラミックスと同じ元素組成を持つ複合高分子錯体を前駆体として出発し、その後の熱処理によって所望の組成を持ったセラミックスを合成するというもので、不純物の混入なしに構成元素が均一に混合された物質を合成できるという特長を持っている。YBa_2Cu_3OyとAgのコンポジット超伝導体を、クエン酸金属錯体とエチレングリコールの高分子エステルを出発とする錯体重合法により作製を試みた。合成上の問題点は、バインダーである有機高分子を熱処理により分解蒸発させる時、この温度が低いと分解蒸発がうまく進まない一方、高すぎるとYBa_2Cu_3Oyが分解と起こし、またAgの凝集が起こることである。そこで、熱処理温度をいろいろ変えて試料を合成し、X線回折、SEM観察等により試料の評価を行った結果、940°Cにおける熱処理が最も好ましいことがわかった。得られた微粉末を用いて焼結体を作製し、磁化ヒステリシス曲線測定による磁束線ピン止め力F_pの評価を行ったところ、通常のセラミックス法による試料よりも高いFpを示した。
ラム波およびレイリ波によるコンクリート構造物の健全性評価

コンクリート構造物の維持管理や健全性診断に効果的な新たな非破壊評価手法を確立するために,弾性波成分であるラム波やレイリ波の適用性について検討した.基礎実験を実施したことで下記の成果を得た.(1)コンクリート弾性特性によってラム波の分散が考察できた.(2)レイリ波の振幅変化とひび割れ深さの関係を用いて定量的な深さ評価手法が確立できた.(3)レイリ波の位相速度を利用してコンクリートの内部損傷をトモグラフィ技術による可視化できると確認した.コンクリート構造物の維持管理や健全性診断に効果的な新たな非破壊評価手法を確立するために,弾性波成分であるラム波やレイリ波の適用性について検討した.基礎実験を実施したことで下記の成果を得た.(1)コンクリート弾性特性によってラム波の分散が考察できた.(2)レイリ波の振幅変化とひび割れ深さの関係を用いて定量的な深さ評価手法が確立できた.(3)レイリ波の位相速度を利用してコンクリートの内部損傷をトモグラフィ技術による可視化できると確認した.本研究では,弾性波の表面波成分(レイリ波)および板波成分(ラム波)の様々な特性を利用して,コンクリート構造物の健全性を定量的に評価できる新たな非破壊検査手法の精度や実用性の検討を実施する.具体的には,レイリ波およびラム波の伝播モード,周波数特性やエネルギー分散,減衰率とコンクリートの損傷との関係を明らかにすることと,これらの関係を併用してコンクリート構造物のひび割れ,表層部または内部欠陥の規模,位置など局所的に評価することである.また,構造物全体として不具合や力学特性の分布状態によってマクロ的にも把握できると考えられる.本年度は,上記を達成するための基礎的な研究を実施し,下記の結果を得られた.(1)異なる深さの人工ひび割れを導入したコンクリートブロック供試体を作成し,異なる直径を有する鋼球ハンマの打撃による弾性波計測を実施してレイリ波の減衰特性とひび割れ深さとの関係を調べた.その結果,レイリ波の振幅はひび割れが深くなるほどに低下する傾向が確認できた.また,レイリ波の圧縮側振幅,引張側振幅および圧縮・引張側それぞれ振幅の絶対値を平均した振幅によるいずれの振幅率とも,ひび割れ深さ/波長と良い相関が確認できた.(2)コンクリート板供試体を作成し,材齢に応じてハンマ打撃やシャープペンシル芯の破断によって励起したラム波の計測を実施した.また,円柱供試体による圧縮試験を行なってコンクリート材齢ごとの強度,ヤング係数やポアゾン率を求めた.その結果,適切なセンサ種類,配置およびラム波の励起方法,波形処理方法においてラム波の位相速度分散傾向はコンクリート特性によって変化するこが確認できた.本研究では,コンクリート構造物の維持管理や健全性診断に効果的な新たな非破壊評価手法を確立するため,弾性波のうちこれまで使用例の少ないレイリ波成分またはラム波成分の様々な特性に着眼して構造体コンクリートの強度等の品質および構造物の損傷状態を迅速かつ高精度に評価する手法の開発に向けた実験的な検証を行なう.具体的には,レイリ波およびラム波の分散特性(dispersion characteristic),周波数特性やエネルギー分散,振幅低下とコンクリートの損傷との関係を明らかにすることと,これらの関係を併用してコンクリート構造物における異なる損傷,例えば,表面劣化,ひび割れ,空洞など不具合の規模,位置を評価することである.本年度は,研究目的を達成するため実験及びデータ解析を実施し,下記の結果を得られた.(1)発泡スチーロによる模擬した,水平ひび割れを有するコンクリート板供試体を作成し,受信センサの一面設置形式で衝撃弾性波計測を実施して,その得た計測結果を入力データとしてレイリ波の位相速度分布をトモグラフィ解析による計算し,ひび割れの可視化可能性を実験的に検討した.その結果,ひび割れひの存在によってレイリ波の位相速度は低下すると考察できた.また,ひび割れの検出は発振したレイリ波の主要波長に依存すると分かった.さらに,レイリ波の位相速度によるセンサ一面設置トモグラフィの実現可能性が確認できた.(2)コンクリート角柱供試体による凍結融解試験を行い損傷レベルに応じて超音波加振機やシャープペンシル芯の破断によって励起したレイリ波の計測を実施した.その結果,劣化したコンクリートの相対動弾性係数が健全なものより低い,また,表面に伝播するレイリ波の振幅,中心周波数や伝播速度の変化も確認できた
近代医療システムの日米英比較研究-日本的プライマリケアの歴史的性格の解明-

本研究の結果、国際比較的観点からみるとき、日本において一般的な医師就業形態である「開業医」の存在こそが、日本の医療システムを個性化するものであるということが確認された。第一に、医師が自ら病院を建設する点に、日本の医療システムの顕著な特徴があるが、これは、開業医が、20世紀初頭までに、自己の診療機関に病床を設置する傾向を有するようになったことで形成されたものであったことが実証された。そして、第二に、開業医が自らの病床を所有する慣行の背景には、戦前の学歴階層差を含んだ複線的医学教育にもかかわらず、すべての階層の医師が、卒後病院での勤務を長期化させる傾向があったことが確認された。これらは、開業医の病床所有の傾向は、開業医の病院医療に関する知識・技能の増大と一体となった現象であったことを示唆している。なお、本研究の過程において、以下の成果を発表した。1)学会報告猪飼周平(単)「20世紀初頭における医師のキャリア・パス分析社会経済史学会(第74回全国大会パネルディスカッション「日本の近代経済成長と教育」)2)共著猪飼周平「近代日本医療史における開業医の意義病院の世紀の論理による医療史再構成に向けて-」佐口和郎・中川清編著『福祉社会の歴史伝統と変容』ミネルヴァ書房2005(第1章)3)学会報告猪飼周平(単)「20世紀前半における医療供給システム-医療の専門化・病院化と医療供給の構造変化-」(社会政策学会九州部会)10月に研究助成が行われたため、本年度の研究期間は2004年10月より2005年3月であった。1月21日より3月21日まで、The Centre for Health, Medicine and Society, Oxford Brookes Universityにvisiting scholarとして滞在し、2月1日には、同センターにおいてセミナーを開催した。また、この間、20世紀前半における医師のキャリアパスに関する資料を収集した。1)学会報告猪飼周平(単)「20世紀初頭における医師のキャリア・パス分析社会経済史学会(第74回全国大会パネルディスカッション「日本の近代経済成長と教育」)2)共著猪飼周平「近代日本医療史における開業医の意義病院の世紀の論理による医療史再構成に向けて-」佐口和郎・中川清編著『福祉社会の歴史伝統と変容』ミネルヴァ書房2005(第1章)3)学会報告猪飼周平(単)「20世紀前半における医療供給システム-医療の専門化・病院化と医療供給の構造変化-」(社会政策学会九州部会)
内分泌攪乱物質による神経攪乱性評価のための簡易試験系の開発

内分泌攪乱物質による神経攪乱作用を簡易に評価しうる系の開発を目指して、ヒト神経芽細胞腫NB-1細胞における形態変化(神経突起様構造体の伸展)とそれに伴う関連遺伝子の発現を指標とした影響評価系の確立を試みた。株化神経細胞であるNB-1細胞は、培養下において自発的に神経突起を伸展し、これに伴って様々な神経細胞分化のマーカー蛋白質の発現が亢進する。この神経突起伸展をはじめとした神経細胞分化過程について、画像解析と関連遺伝子の発現変化の解析を体系的に行うことにより、脳神経系分化過程に対する新たな攪乱作用評価への道を開くことを目指した。突起伸展の度合いを指標として環境化学物質のスクリーニングを行い、突起伸展を促進する物質(CdCl2、diethylhexyl phthalate、2-phenylenediamine等)、突起伸展を抑制する物質(CH3HgCl、thiophenate-methyl等)を見いだした。更に本評価系の簡易化のために、顕微鏡、ビデオカメラ、PC、画像解析ソフトウエアからなるオンライン解析システムの構築を試み、プロトタイプができあがった。NB-1細胞において神経突起伸展度に変化のみられた物質(CdCl2、CH3HgCl等)について、暴露に伴うNB-1細胞での遺伝子発現の変化を、マクロアレイ法(Atlas Array)等を用いて解析し、影響マーカー遺伝子候補として、既報のものを含め10種類程度(GAP43、ANK2等)をピックアップした。本研究でのスクリーニングの範囲だけでも、多くの環境化学物質(被験物質の約1割)がNB-1細胞における神経突起伸展に影響を及ぼし、特に突起伸展を促進する物質が多いことが明らかになった。神経突起伸展度とマーカー遺伝子の発現度の二つの評価系を併せ用いることにより、特に発生段階の脳神経系に対する内分泌攪乱物質の影響の簡易評価・一次スクリーニングへの道が開かれると期待される。
光合成の基礎機構

1.光エネルギー捕獲、変換の分子機構とその調節研究グループ:エネルギー変換系の複合蛋白の分子機構に焦点をおき、蛋白構造と反応機構について解析を進めて、(1)PS【II】の酸素発生部位を形成する蛋白の一次構造から、Mn-リガンドの微細構造の推定、(2)PS【II】反応中心が存在するペプチドの推定、(3)PS【I】のFeSセンター配位ペプチドの推定に成功し、蛋白構造に基づく光化学反応機作理解の道を開いた。2.炭素代謝とその制御研究グループ:(1)RuBisCOの解離、会合系を利用して、小サブユニットが活性部位と触媒部位の両者に相互作用することを証明。(2)chromatiumのRuBisCO遺伝子を発現ベクターを用いて大腸菌の中で発現させたところ、ホロ酵素が形成された。(3)CAM植物の液胞に【H^+】-ATPアーゼが存在することを証明、(4)トウモロコシ葉のPEPCが明・暗で異なるコンホメーションをとっていることを明らかにした。(5)微細藻類の【CO_2】濃縮機構を解析した。3.光合成能力と生産性研究グループ:(1)イネの光合成能の品種間差は登熟期、高窒素下で明確で、葉肉抵抗の違いによる。(2)気孔を通じて湿度が光合成に影響する機構を、重水を用いた葉身内の水の移動経路から推察した。(3)水ストレスによって【C_3】型からCAM型光合成が誘導され、これは湿度によって促進される。(4)【C_4】光合成における炭素同位体効果の機構解明の実験系確立のためハリイ属の炭酸固定特性を明かにした。4.光合成機構の形成と調節の促進研究グループ:葉緑体形成に必要なリン脂質と糖脂質を運搬する蛋白の全アミノ酸配列を決定した。(2)緑化時クロロフィル蛋白複合体の出現順位を明かにし、クロロフィル前駆体との会合を示した。(3)タバコ葉緑体DNAにあるPS【II】と電子伝達系の構成蛋白遺伝子の構造と転写単位を明かにした。(4)カーボニックアンヒドラーゼ遺伝子の【CO_2】分疑による発現調節機構を解析した。
空間光変調器を用いた位相敏感フェムト秒時間分解四光波混合

空間光変調器として,市販の液晶プロジェクターなどに用いられている液晶ディスプレイ・パネルを用いて,位相敏感フェムト秒パルス整形器を作成した。用いた液晶パネルは,横640ピクセル,縦480ピクセルのもので,ツイステッド・ネマティック液晶を用いた,アクティブ・マトリックス駆動のTFT液晶パネルで,コンピューターによって各ピクセルごとに独立に明暗256階調の表示が可能である。各階調において,この液晶パネルを透過する光の振幅と位相を知るために,新たにマイケルソン型の干渉計を作成し,透過特性を調べた。シミュレイテッド・アニーリング法による空間変調パターンの計算プログラムに,この特性を組み込むことにより,実際に用いる変調器に即した,変調パターンと,パルス波形を得られるようになった。次に,得られるパルス波形を位相情報をも含めて測定するために,干渉型の強度相互相関測定装置を製作した。検出器には,GaAsPフォトダイオードを用い,レーザー光の2光子吸収による光電流を測定した。また,ピエゾ素子による位相変調法により,高いデータクオリティを得ることができた。また,この測定の過程で,新たに光電子増倍管の2光子光電効果を用いる方法をも開発した。このような方法を用いて,整形パルスの波形を観測し,理論通りの時刻にパルスが形成されていることを確認した。また,パルスの位相を制御することにも成功した。これにより,位相敏感四光波混合を行う準備がすべて整ったことになる。今年度は,まず,半導体レーザー励起YVO4レーザーを励起光源として用いた,フェムト秒レーザーを自作した。レーザー媒質としては,薄いチタンサファイア結晶を用い,群速度分散補償は,石英ガラスを材料とするブリュースタープリズム対を用いた。これによって,600700mWの平均出力で,パルス幅30fsの光パルスを得ることが出来た。さらに,プリズム対の間隔などを最適化することにより,パルス幅を十数フェムト秒まで短くすることが出来ると考えている。このパルスの評価のために,マイケルソン干渉計の光学系を用い,光電場の自己相関および,干渉型の強度自己相関を測定する装置を構築した。特に強度自己相関には,最新の手法である,フォトダイオード中の2光子吸収を用いる方法を適用し,簡便かつ高感度の測定が可能となった。このようなパルス評価装置は,まもなく完成するパルス整形装置によって時間波形・位相を整形された光パルスの観測に,そのまま用いられるものであり,なくてはならないものである。このレーザーを光源とするパルス整形装置は,設計が終わり,現在作製中である。この装置では,上のような超短パルスが群速度分散によって広がらないように,通常用いられるレンズの代わりに凹面鏡を用いており,また,心臓部である空間光変調器としては,市販のAV機器に用いられているような小型の液晶ディスプレイを用いている。これは,2次元の空間光変調器であり,これを用いることにより,空間および時間の2次元方向でのパルス整形が可能になる。用いた液晶パネルは,横640ピクセル,縦480ピクセルのもので,ツイステッド・ネマティック液晶を用いた,アクティブ・マトリックス駆動のTFT液晶パネルで,コンピューターによって各ピクセルごとに独立に明暗256調の表示が可能である。シミュレイテッド・アニーリング法による空間変調パターンの計算プログラムに,この特性を組み込むことにより,実際に用いる変調器に則した,変調パターンと,パルス波形を得られるようになった。

また,この測定の過程で,新たに光電子増倍管の2光子光電効果を用いる方法をも開発した。このような方法を用いて,整形パルスの波形を観測し,理論通りの時刻にパルスが形成されていることを確認した。また,パルスの位相を制御することにも成功した。これにより,位相敏感四光波混合を行う準備がすべて整ったことになる。
製品開発における競合他社の能力活用-半導体デバイス業界のケース-

平成18年度は13th International Product Development Management Conferenceにて学会発表を行い、発表内容を日本知財学会誌に投稿中である。以下に投稿論文の要約を記す。また、マネジメントの観点から分析単位を企業として、より精緻な技術戦略比較を行うために、IPC分類を用いて各社の有する技術のバラエティと財務的なパフォーマンスの関係からもアプローチを行い、多様な製品展開を追及する日本企業の戦略の妥当性についてデータ解析を進めている。要約:技術的なネットワークにおいて、行為者のステータスとそれぞれの技術に関する競争度合いが紐帯の形成に与える影響を検証する。技術的なネットワークを半導体業界における特許の参照関係から特定し、紐帯が形成される確率とステータスおよび各技術に関する競争度合いの関係を分析した結果、次の二点が明らかとなった。第一にステータスと参照確率の関係について、ステータスの高い行為者の特許は参照される確率が高い。しかし、ステータスの高い行為者の特許が参照特許として挙げられている場合、当該特許が参照される確率は低下する。第二に参照確率とステータスの上記の関係は、それぞれの技術に関する競争度合いによって緩和される。つまり、ステータスの高い行為者の特許であっても、当該技術が頻繁に参照されており競争が激しい技術であると認識された場合、参照される確率は低下することになる。博士論文の研究対象である半導体業界についてデバイスメーカー・装置メーカー・専門商社に対しインタビュー調査を重ね、研究開発および製造設備に対する投資の戦略性が企業業績を左右していることが明らかとなった。さらに、博士論文では研究開発の効率性に焦点をあて技術進歩が早く不確実性の高い業界において優れた業績を維持できる戦略について、競合他社の既存知識の活角が研究開発の効率化を可能にするという仮説をたて、定量的なアプローチを行った。分析ではUSPTO(United States Patents and Trades Office)の発行する特許に関しNBER(National Bureau of Economic Research)が整理したデータを用い、特許の参照関係から技術的なネットワークを描いた。仮説に立脚し、研究開発の意思決定を効率化させるという論理展開から、新たな参照関係が過去に優れた技術を生み出した企業の特許との間に形成される確率が高いことを予測していたが、こうした法則性は部分的に立証されるにとどまった。その理由として、優れた技術を開発した経緯のある企業が新たに生み出す技術には業界中の関心が集まるため、激しい競争に陥る潜在性も高く回避されている可能性が考えられる。最後に、研究成果を米国で開催された学会およびドクトラル・カンファレンスにおいて発表し、多様な見解に基づく指摘を受けることで論理展開の洗練を図っている。
活性化型TOR変異体を用いた代謝活性化による組換えタンパク質生産能の向上

酵母発現系では、TORC1に対する寄与の大きいTOR1遺伝子に活性化型変異を導入した株を用いた。哺乳類S6キナーゼの酵母ホモログであるSch9のリン酸化がこの株で昂進していることを確認した。強力なGPDプロモーターによりモデルタンパク質β-ガラクトシダーゼを発現するプラスミドを野生株と活性化型TOR1変異株に導入し、酵素活性を指標に発現量を検討した。バッチ法で培養を続け、対数増殖期、対数増殖後期、定常期における発現量を定量したところ、いずれの条件においても総タンパク質量あたりの発現量に有意な差を認めなかった。一方、菌数あたりの総タンパク質量は、活性化型TOR1変異株の方が一貫して1割程度多かった。このことから、活性化型TOR1変異株を用いることで菌数あたりのタンパク質発現量が改善されることが明らかになった。哺乳類培養細胞発現系では、最も活性の高かったmTOR SL1+IT変異体を用いた。HEK293細胞に野生型mTOR発現プラスミドもしくはmTOR SLI+IT発現プラスミドとルシフェラーゼ発現プラスミドとを同時に導入し、薬剤耐性を利用してプラスミド導入細胞を選択した後、細胞抽出液におけるルシフェラーゼ活性を指標に発現量を評価したが、有意な差が認められなかった。また、翻訳困難なmRNAのモデルとして、5'非翻訳領域にステムループ構造を挿入したルシフェラーゼ発現プラスミドからの発現量を検討したが、有意な差が認められなかった。さらに、HeLa細胞を用いて野生型mTORもしくはmTORSL1+ITの安定発現株を作製し、同様な解析を行ったが有意な差が認められなかった。これらの結果から、十分な血清を含んだDMEM培地においては、mTORSLI+ITを導入しても組換えタンパク質産生を改善することは困難であることが明らかになった。