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承久の乱を中心とした日本中世における政治史および思想史の研究

今年度は、A平安後期鎌倉前期における在京武士と院権力、B後鳥羽院政期の貴族社会、C承久の乱の軍事動員と院権威、についての研究を進め、A・Bの成果を発表した。A:近年に至る武士論研究では、京の重要性が指摘されている。しかし、従来の研究視角では武士の在京に関する個別事例の量的集積にとどまる傾向があり、在京武士自体の総体的な考察が必要と思われる。そこで、治承・寿永内乱期でも特に重要な事例に富む木曾義仲在京期を中心に、従来は曖昧であった京武者や在京武士の特質を整理した。そして、在京武士と、平家・義仲・義経と交代する在京武力中枢、および院との関係を考察した。また、著名でありながら従来は政治史的研究の僅少だった、木曾義仲の政権構想とその限界を考察した。その成果の一部として「法住寺合戦」(『木曾義仲のすべて』)を公表し、それとは別の題の論文を執筆・投稿した。また、鎌倉前期の在京御家人・京武者の存在形態と、彼ら在京武士総体に対する後鳥羽院の軍事動員・権門武力組織の特質を考察した「後鳥羽院政期の在京武士と院権力-西面再考-」(『鎌倉時代の権力と制度』)を公表した。B:「後鳥羽院と公家衆」「後鳥羽院関係年譜」(ともに『後鳥羽院のすべて』)を公表した。前者では、思想史をも視野に入れて、「上の好む所、下必ず之に従う」という論理で後鳥羽批判と後鳥羽賞賛の両方が展開するのは、親縁や芸能に基づき近臣を優遇した後鳥羽の正負両面を表しているとした。後者は、既往の同題の年譜よりも詳細と思われる。C:承久三年五月十五日、後鳥羽院が、鎌倉の執権北条義時の追討を命じた文書として、同日付「官宣旨案」と「院宣」がある。従来は理解が不十分であった、この「院宣」と「官宣旨」の関係を考察した。また、この点と関わって、後鳥羽による北条義時追討の軍事動員計画についても考察した。申請者の研究課題は、日本中世史上の重要事件である承久の乱を中核に据えて、日本中世の政治史・思想史を総体的に把握することにある。2006年度は、まず思想史的研究として「『六代勝事記』の歴史思想」(『年報中世史研究』31)を公表した。同論文は、南北朝期研究で注目されることの多い、徳治主義に基づく帝王批判-帝徳批判-について、先行研究の僅少な平安・鎌倉前期における特質と、その展開史上における承久の乱の意義を考察したものである。著名とは言い難い歴史叙述を用いて、古記録から窺える貴族の思想と対比し、政治構造との関連を考察するという方法を試みた。承久の乱を契機に成立した『六代勝事記』は、君臣関係を最重視し、帝王と武力の直結を批判する院政期貴族の<帝徳批判>を継承して後鳥羽院個人を批判すると共に、皇孫擁護を目的とする<神国思想>を並置しており、その思想の体系が乱後も受容され続けたことを論じた。宗教関係や著名な作品の研究に偏りがちな中世思想史・中世文学(特に歴史叙述)分野に寄与するものと思われる。次なる中間目標は、政治史ことに武土論の視角からする承久の乱研究である。これについては口頭報告「鎌倉前期在京武士と承久の乱」(日本史研究会中世史部会)、「承久の乱の軍事動員」(平家物語研究会)を行った。いずれも、報告の場で頂いたご意見を参考にして、研究論文としての公表を目指している。また、「『明月記』の宇治関係史料」(『紫苑』5)を公表した。同論文は、鎌倉時代前期の基礎史料である『明月記』から、宇治に関係する記事を検索し、原本・写本の影印版によって校訂を加え、史料本文を配列したものである。近年の都市論では、京近郊の都市空間の個別研究も徐々に蓄積されつつあるが、承久の乱の舞台にもなった宇治については、『宇治市史』に資料編が無いなど、今後の課題が多く残されている。一部ではあるが、その基礎作業になると思われる。今年度は、鎌倉前期在京武士の特質と後鳥羽院による軍事動員・組織についての研究を進め、(1)「後鳥羽院政期在京武士の存在形態と院の権門武力組織-西面小考-」を執筆した。(1)では、鎌倉前期在京武士の構成は院政期とは大きく異なるが、後鳥羽による在京武士動員は院政期の院による武士動員の延長上に位置する、ということを論じた。主要な論点は以下の通り。当該期在京武士の主力は有力在京御家人であり、京武者の武力には限界があった。京武者は京のみを基盤としたが、在京御家人は京・鎌倉の双方を基盤として一族で活動を分担した。後鳥羽院は、如上の両集団を含む在京武士を、公権力によって動員しえた。西面などの院の権門武力組織は、軍事動員の必須の前提ではなく、強大な院権力の表れと言える。後鳥羽は、在京御家人以外の在京武士をも育成した。その中でも、大規模軍事動員の史料に見える「西面」は、個々は弱体な武士が編成された部隊と考えられる。

(1)の他に、治承・寿永内乱期の在京武士論として(2)「法住寺合戦」を、後鳥羽院政論として(3)「後鳥羽院と公家衆」、(4)「後鳥羽院関係年譜」を執筆した。(2)は、寿永二年(1183)11月に起こった木曾義仲と後白河院との合戦を主題とする。同合戦に関係した武士・貴族の動向など、在京中の義仲を取り巻く政治情勢を復元した。(3)では、後鳥羽院と様々な関係を持った公卿について、家ごとに具体例を挙げて、当該期貴族社会の特質を論じた。(4)は後鳥羽に関する年表である。以上の成果は、2008年中に公表する予定である。また、(5)「閑院内裏修造関係史料集(稿)」を公表した。(5)は、平安鎌倉時代に天皇の里内裏として利用された閑院内裏の修造に関係する史料を編年的に配列したものである。今年度は、A平安後期鎌倉前期における在京武士と院権力、B後鳥羽院政期の貴族社会、C承久の乱の軍事動員と院権威、についての研究を進め、A・Bの成果を発表した。A:近年に至る武士論研究では、京の重要性が指摘されている。しかし、従来の研究視角では武士の在京に関する個別事例の量的集積にとどまる傾向があり、在京武士自体の総体的な考察が必要と思われる。そこで、治承・寿永内乱期でも特に重要な事例に富む木曾義仲在京期を中心に、従来は曖昧であった京武者や在京武士の特質を整理した。そして、在京武士と、平家・義仲・義経と交代する在京武力中枢、および院との関係を考察した。また、著名でありながら従来は政治史的研究の僅少だった、木曾義仲の政権構想とその限界を考察した。その成果の一部として「法住寺合戦」(『木曾義仲のすべて』)を公表し、それとは別の題の論文を執筆・投稿した。また、鎌倉前期の在京御家人・京武者の存在形態と、彼ら在京武士総体に対する後鳥羽院の軍事動員・権門武力組織の特質を考察した「後鳥羽院政期の在京武士と院権力-西面再考-」(『鎌倉時代の権力と制度』)を公表した。B:「後鳥羽院と公家衆」「後鳥羽院関係年譜」(ともに『後鳥羽院のすべて』)を公表した。前者では、思想史をも視野に入れて、「上の好む所、下必ず之に従う」という論理で後鳥羽批判と後鳥羽賞賛の両方が展開するのは、親縁や芸能に基づき近臣を優遇した後鳥羽の正負両面を表しているとした。後者は、既往の同題の年譜よりも詳細と思われる。C:承久三年五月十五日、後鳥羽院が、鎌倉の執権北条義時の追討を命じた文書として、同日付「官宣旨案」と「院宣」がある。従来は理解が不十分であった、この「院宣」と「官宣旨」の関係を考察した。また、この点と関わって、後鳥羽による北条義時追討の軍事動員計画についても考察した。
身体抑制ストレス反応に対する幼少期母子分離の影響 -中枢神経系メカニズムの解明-

MD(6-OHDA)群の身体抑制ストレス後のコルチコステロン濃度のピーク値は他の2群と比較して有意に低値を示した。また実験開始後180分には対照群が基礎値に戻ったのに対し、MD(saline)群は有意に高値を示し、MD(6-OHDA)群もピーク値が低いにもかかわらず、減少は遅く基礎値には戻らなかった。母子分離両群のピーク後の減少速度が遅いという今回の結果は、生後初期の母子分離によりMDラットの海馬のステロイドレセプター発現が変化し、HPA系の負のフィードバック機構を低下させた影響と考えられた。平成19年度は上行性カテコールアミン作動性ニューロン遮断ラットを作製するための予備実験を行った。ラット脳内の視床下部室傍核のカテコールアミン作動性ニューロンが存在する部位を探し当て、また確実に刺入・注入してカテコールアミン作動性ニューロンを遮断することが目的である。ラットを断頭後、視床下部室傍核(PVN)をpunch-outし、撹拌・遠心分離後、Lowry法を用いて組織蛋白量を、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)でカテコールアミン量を測定した。PVNにおけるカテコールアミン濃度を生理的食塩水を注入した対照群と比較して、カテコールアミンの枯渇を確認した。実験の結果、カテコールアミン作動性ニューロン存在部位の定位脳座標は、視床下部室傍核(PVN)内のブレグマから2.7mm後方、正中線から0.5mm側方、脳表面から深さ8.0mmの部位にほぼ同定できた。平成20年度は、母子分離ラットを作製し、生後初期に母子分離を受けたラットの成長後のストレス反応に上行性カテコールアミン作動性ニューロンがどのように関与しているかを調べる予定である。平成20年度は、上行性カテコールアミン作動性ニューロン遮断ラットを作製し、生後初期に母子分離を受けたラットの成長後の身体抑制ストレス反応に、上行性カテコールアミン作動性ニューロンがどのように関与しているか検討するために以下の実験を行った。1.実験群の作製。(1) MD(6-OHDA)群:母子分離(生後1-6日、12時間/日)を行い生後53日目に上行性カテコールアミン作動性ニューロンに6-OHDAを注入する群、(2)MD(saline)群:母子分離を行い生後53日目に生理食塩水を注入する群、(3)対照群の3群を作製した。注入は、ラットを麻酔下で定位脳固定装置に固定し、頭蓋骨に小さな穴を開け、上行性カテコールアミン作動性ニューロン存在部位に30G針を挿入し、それぞれ6-OHDA溶液、生理食塩水をimfusion pumpを用いて1μl/minの速度で実施した。2.身体抑制ストレス状態の作製、採血、コルチコステロン測定。身体抑制は、生後60日目にラットの身体をテープでボード上に30分間固定して実施した。採血はラットの尾先端から身体抑制ストレス開始直前、終了直後、終了30分後の計3回行い、ラジオイムノアッセイ(RIA)にて血中コルチコステロン濃度を測定した。実験の結果、3群とも身体抑制ストレス終了直後に血中コルチコステロン濃度の増加が認められたが、MD(saline)群と対照群が急激な上昇を示したのに対し、MD(6-OHDA)群は対照群と比較して低値を示した。身体抑制ストレス終了30分後では、3群とも血中コルチコステロン濃度の減少を示したが、3群間に有意差は認められなかった。平成21年度は、引き続き上行性カテコールアミン作動性ニューロン遮断ラットを使用し、ストレス反応のピークから基礎値に戻るまでの血中コルチコステロンの経時的変化を3群間で比較する予定である。平成21年度は、上行性カテコールアミン(CA)作動性ニューロン遮断ラットを用い以下の実験を行った。(1) MD(6-OHDA)群:母子分離(生後1-6日、12時間/日)実施、生後53日目に上行性CA作動性ニューロンに6-OHDA注入、(2) MD(saline)群:母子分離実施、生理食塩水注入、(3)対照群の3群に対し、生後60日目に30分間の身体抑制ストレスを実施した。採血はストレス開始直前(TO)から30分間隔で180分後(T180)まで計7回行い、RIAによりコルチコステロン(CORT)濃度を測定した。[結果および考察][phase I]MD(6-OHDA)群のピーク値は他の2群と比較して有意に低値を示した。身体抑制ストレスによるHPA系の活性は他のストレスに比べ非常に強く、過去の母子分離実験においても、身体抑制ストレス直後の急激なCORT濃度の上昇に群間差はみられなかった。

今回、MD(6-OHDA)群のピーク値が低値を示したのは、脳幹からの上行性CA作動性ニューロンによるCRH産生細胞の活性促進作用が消失したことにより、結果としてHPA系最終分泌物質であるCORT分泌が抑制されたためと考えられる。[phase II]T180に対照群が基礎値に戻ったのに対し、MD(saline)群は有意に高値を示した。MD(6-OHDA)群もピーク値が低いにもかかわらず、減少は遅く基礎値には戻らなかった。海馬の糖質コルチコイドレセプターは、HPA系におけるステロイドの負のフィードバックを調節している。MD両群のピーク後の減少速度が遅いという今回の結果は、生後初期の母子分離によりMDラットの海馬のステロイドレセプター発現が変化し、HPA系の負のフィードバック機構を低下させた影響と考えられた。
土地所有権の形骸化：モンスーン・アジア的病理の解明と対策

本研究ではモンスーン・アジアの中山間地域における所有権の形骸化問題に焦点を当てた。対象地域は、日本、台湾、韓国である。まず、日本については高知県の事例調査から登記簿に記載されている土地所有者の半数がすでに死亡している実態から所有権の形骸化が顕在化しつつある点を確認した。また、台湾では少数民族が都市部の労働市場へのアクセスが制限されているため、その多くは中山間地域で生活している。このため所有権の形骸化は日本より遅れて発生しつつある。さらに、韓国では土地の流動性が高く、高齢となった所有者や後継者が土地を容易に売却・貸付できるため、所有権の形骸化問題は日本ほど明確には確認できなかった。本年度は初年度に示した制度的調査を踏まえて,1)各国を特徴づける所有権形骸化の経路の解明を進める、2)韓国、台湾においては、形骸化の萌芽を的確に捉えて今後の展開を見通す、3)日本の分析では、すでに形骸化が進展している地域においていかなる対策が可能かの検証を中心に行う、の3点を課題とした。1)2)については、台湾を中心に2013年11月30日12月5日に台東、嘉義、台中の現地調査を実施した。台東と台中では、それぞれブヌン族、タイヤル族の人口の変化や就業状況などを調査するとともに、原住民の専門家を嘉義大学、台湾大学に訪ねて、その動向を整理した。台湾では、これまで中山間地域の主たる居住者が原住民であるため、その移動が制限され、所有権の形骸化は発生しにくいとの見解があった。しかし、実態調査からは原住民の移動が活発化して所有権が形骸化する兆しが確認された。これは西部で顕著に観察された。また、韓国のケースについては慶尚大学の研究者などからのヒアリングから、中山間地域の居住者がすべて転出する場合には、土地を売却するケースが多く、土地の流動化が著しい実態が認められた。日本については高知県大豊町の一集落を対象に地籍調査、不動産登記、不動産課税台帳などとともに、地域住民へのヒアリング調査を進めた。この調査より、所有者が死亡しても相続手続きがとられないケースが一般化しており、登記簿上の所有者の半数はすでに死亡者であり、それらが所有する土地の面積も過半数にのぼることが明らかになった。また、調査対象となった集落は高齢化率が50%を超える統計的な限界集落であるが、住民ネットワークによる所有者情報は信頼できる形で維持されている点が認められた。この種の情報の取得は少なからぬ取引費用を要するものの、これを維持して次の世代に繋ぐ仕組みづくりが喫緊の課題となっている。モンスーン・アジアの先進経済圏(日韓台)に焦点をあて、その地域での現地調査を実施するとともに、台湾からは研究者を招聘して比較研究を行った.まず台湾については、国立嘉義大学、行政院農業委員会、林業試験所、林務局羅東林区管理処、国立台東大学等で、同国における森林管理の現状と土地管理放棄の現状について資料収集と聞き取り調査を行った(2013年1月).また、国立台湾嘉義大学の李俊彦教授を高知大学及び愛媛大学に招聘して、森林管理に関する共同調査を実施した(2013年2月).韓国については、群山大学の厳基郁教授と保寧市、群山市における山間地域の視察及び福祉関係施設のヒアリング調査を実施した(2013年2月).日本では、権利形骸化の内実を法的な角度から具体的に検討するため、農地法の適用状況について、青森県弘前市および高知県佐川町において、現地調査を実施した.両地域とも、遊休化した農地に対して、農地法32条に基づく通知を発出している.さらに弘前市は全国で初めて34条に基づく勧告を出した.両市町の調査によって空洞化した権利内実の回復をどのようにしていくか、両市町とも模索を続けている実態が明らかになった.台湾の史的な分析については、同国の土地制度の歴史的な前提を考える上で、明治・日本が日清戦争の後直面した清朝統治下の土地制度の特徴は抜くことができないことを念頭に置いて、ほぼ同時期(19世紀後半)の中国大陸(河南省)における土地税の形態を、「抗糧」運動(地方官による土地税徴収に土地所有者等が抵抗する運動)に即して考察した.その結果、土地税(「税」)の徴収過程においては、地方政府が様々な付加税(「費」:治安維持費・治水費用等として徴収)を合法的にほぼ任意に設けられる実態が確認できた.当初より計画していた韓国、台湾における実態調査及び国内の調査についてもほぼ計画通りに実施して成果を得た.すなわち、韓国、台湾については、経済学・社会学の観点から条件不利地域の実態調査を実施し、国内の調査についても高知県及び青森県において詳細な法学的検討を行った.

また、歴史学の分野では台湾の所有体系について清との比較を通じてその特徴を明らかにできた.日韓台の3つの経済圏において所有権の形骸化の過程を整理して、所有権の形骸化の過程の共通性と異質性を検討する.また、モンスーン・アジアの他地域を含めて、この問題をどのように整理すべきかを検討するための枠組みづくりを試みるとともに、法学的な観点から、所有者の責任に関する適切な制度設計の骨格を提示して、新しい制度に繋がる分析視角を検討する予定である.また、本年度の海外調査の計画は以下の通りである.まず、韓国の大学や研究機関を訪問して、所有権の現状を調査する.また、農村地域における高齢化および家族変動についても現地調査を再度行うとともに、データ分析を行う.さらには、両者を比較検討しながら、農地の流動性についても検討を深める.台湾では森と海に関する所有権の形骸化問題の実態を現地調査する予定である.森林については、公有林、森林組合ならびに地方行政組織を中心に森林管理の現状把握と問題点の抽出を行い、わが国における中山間地域(特に高知県および愛媛県内の限界集落)の現状との比較検討を行う計画である.台湾の史的な分析においては、初年度の考察(清朝下の「税・費」設定)結果をふまえて、日治時代における土地所有制度の特徴を、土地税体系を通して検討する。敢えて仮説的な言い方をするならば、とくに、土地空間と(土地)所有者空間に跨がって、いかに「税・費」が設定されたか否かを明らかにし、土地税負担者の観点から、現在の「土地所有権の形骸化」の契機ならびに課題の特質の解明への手がかりを得たい.国内の調査は、権利内実の空洞化の実態を調査し、有効な対策について法学的・社会学的な観点から検討する.農地についてのみならず、都市の宅地、あるいは林地について調査を実施する予定である.また、国内に限らず東アジア地域の実情についても調査し、より広い視野から問題を捉え直し、法制度を超えて進行する事態への対応策を探る.繰越分は、昨年度予定していた海外調査からの研究者の招聘ができなかったために生じた.今年度は、この予算を今年度予算と合わせて、台湾及び韓国における所有権の形骸化の実態調査を体系的に行うための費用とする.
ポスト・バブル期大都市における階層分極化に関する研究

サッセンやフリードマンらによって提示された世界都市仮説は、グローバル化の影響下における都市の階層分極化の傾向を指摘した。本研究は、職業階層や所得配分における分極化仮説が1980年代以降の東京にも妥当するのかどうかを、国勢調査や家計調査などのマクロデータを利用することによって検証することを目的としている。主な分析の結果は次の通りである。1.対象とした時期は、大きく低成長期(1975-1985)、バブル経済期(1985-1991)ポストバブル期(1991-)の3期に分けられる。2.職業階層面では、専門職と労務職層の増加、生産工程職の減少が一貫してみられる。これらの変化は、総じて、専門職化ではなく産業構造の転換によって発生した。金融保険業におけるホワイトカラー職層は、バブル期にかけて急増したが、ポストバブル期には減少している。3.所得配分は、バブル期にかけて大きく地域間・地域内の不平等が拡大したが、ポスト・バブル期にはそれが逆転した。こうした変化は、世界都市化路線に端を発する地価高騰によって引き起こされた。結論的には、世界都市仮説に基づく職業階層変動や所得階層分極化の仮説は、修正なしには東京には当てはまらない。第一に、東京はグローバル経済に巻き込まれるにつれて、一方的な世界都市形成ではなく、都市機能においても階層形成においてもより不安定な変動を経験するようになった。第二に、階層変動においては、脱工業化効果、グローバル化効果といった要因と並んで、バブル効果、ポストバブル効果という独立した要因が、相互に関連して存在している。1)理論的検討作業の成果特にヨーロッパ諸国で近年展開した研究をフォローしながら、日本及びアメリカの事例との異同について検討を進めた。このことから、マイノリティ・都市下層向けの社会政策、住宅政策の動向を、階層分化の説明変数として考慮する必要性が明らかになった。2)マクロ・データを用いた階層変動についての時系列的分析1995年までの賃金センサス、雇用関係諸統計、国勢調査等を使用しながら、東京圏における社会諸階層の量的変動について、特に、バブル経済前後の比較を中心に検討を進めた。主な結果は以下の通りである。(1)バブル期にかけて、賃金が全般に上昇する中、特に35才55才の壮年層の賃金が相対的に上昇し、全体として年令間隔差が縮小したが、バブル崩壊後、壮年層から老年層の賃金が相対的に低下し、格差が拡大した。(2)中途就職者の職種が、一般事務からブルーカラー職へと大きく変化しつつあり、部分的な階層低下傾向が見られる。(3)女性の階層はこの間さほど大きな変化は見られないが、賃金面では年令間格差が減少する傾向が見られる。(4)バブル期にかけて、外国人が専門・管理・技術職層へ大きく進出し、その傾向はバブル崩壊以後も大きくは変わっていない。ただし、東京近郊では、労務職への集中が一層顕著になり、全体として外国人内部での社会階層分化が明確になっている。1980年代以降、東京を始めとする日本の大都市は、日本企業のグローバル化、都市再開発ブーム、産業構造の転換、外国人労働者の増加など、多くの変化を経験してきた。この期間は、1986年1990年のバブル経済期をはさんで、大きく3つの段階に分けられる。すなわち、バブル準備期(1980年1986年)、バブル経済期(19861991年)、ポスト・バブル期(19911995年)である。はたして、近年の都市変容、都市の社会階層をどう変容させたのか。またそれは、どのような要因に基づいているのか。本研究は、2)階層分極化仮説、2)専門職化仮説という二つの仮説をもとに、各種のマクロ・データを時系列的に収集・分析することによって、主に東京に関してこの問いを追究した。主な分析結果は以下の通りである。(1)職業階層面では、専門職と労務職層の増加、生産工程職の減少が、全期間を通じて見られる。

これに対して、事務職層は、バブル期にかけて急増したが、ポスト・バブル期にはむしろ減少に転じている。階層分極化傾向が部分的ながらここでは見られる。(2)所得階層面では、バブル期にかけて大きく不平等が拡大し、ポスト・バブル期には逆に不平等が縮小した。こうした傾向は土地など資産面で一層顕著に見られる。(3)外国人労働者は、バブル期の人手不足に対応する形で、郊外部の製造業と都心部の各種サービス業に導入された。ポスト・バブル期に入って新規の流入は相対的に減ったが、不安定就労化と地域移動が並行して進行している。(4)以上をまとめると、階層変動の背景には、1)脱工業化効果、2)グローバル化効果、3)バブル効果という相対的に異なる3要因がある。東京の場合、階層分極化傾向は確かに見られるが、しかしそれはバブル効果の影響で非常に歪んだ形をとって現れている。
聴覚末梢系の生理モデルに基づく新しい人口内耳システムの研究

聴覚末梢系の数理モデルを逆変換する。蝸牛内での半波整流波から全波を復元するには、半波整流波形が保持されるという制約条件の下での巡回的アルゴリズムによって漸近的に近似できることが昨年確認できた。Meddisの神経伝達物質に基づく内有毛細胞モデルを基礎として神経伝達物質に関して逆問題を解くことによって蝸牛での非線形飽和持性の逆変換を実現した。Slaneyによる逆AGC(自動利得調整)も追試の結果、入力が大きくなるに連れて不安定に発振が起きることがあることを確かめた。これに対する有効な解決策はまだない。逆Meddisモデルにおいても小振幅信号に対しては聴覚モデル出力から原入力音を高精度に再現することができたが、大振幅入力に対しては不安定になる現象が認められた。外耳から内耳に至る音響系の伝達特性は線形系として処理できるので逆変換が不十分ながらも実現された。音声波の人工内耳電極パルスへの効率的な変換のための音声符号化法の原理に基づく効率的多チャンネルパルス化アルゴリズムを開発した。音声符号化法では入力音声を分析して近似フィルターを得ているのにたいして、この問題では所与のフィルターセットについて最適な組み合わせ系列を求める問題に帰着できる。このときフィルターセットを符号とする正負のパルス系列が圧縮音声情報として得られ、これを人工内耳の電極パルスに対応づけるのである。符号化複合化(分析合成)によって符号化の精度を確認したところ、低域に比べて相対的にエネルギーが小さい高域成分が分析過程で脱落して不足していることがわかった。符号化時に脱落する問題を解決するために、高域強調、スペクトル平坦化処理を取り入れたところその効果が認められたが音質改善の点で不十分であった。未解決の問題が残っているが人工内耳のための高品質の音声符号化法として本方式の可能性が確認された。逆聴覚モデルの作成:聴覚末梢系の数理モデルを逆変換するすなわち逆問題を解くことは、対象モデルが非線形要素を含んでいるために、解析的に解くことは不可能で実際的に問題ない範囲で近似できるかどうかにある。蝸牛内での半波整流波から全波が復元できるかどうかが最大の難関であったが、半波整流波形が保持されるという制約条件の下での巡回的アルゴリズムによって漸近的に近似できることが確認できた。このとき通過波形が帯域制限されていることが前提条件となっているが、帯域制限と復元精度の相関関係および繰り返し回数との関係を定量的に評価しているところである。なお、蝸牛での非線形飽和特性の逆変換もまた非線形逆問題である。外耳から内耳に至る音響系の伝達特性は線形系として処理できるので逆変換は原理的にも実際的にも容易であるから、今後急速に進展する予定である。音声情報の超圧縮・圧縮した音声品質の評価:音声波の人工内耳電極パルスへの効率的な変換については音声符号化法の原理に基づく理論的定式化を終えてその効果を確認するためにアルゴリズム化を進めている。音声符号化法では入力音声を分析して近似フィルターを得ているのにたいしてこの問題では所与のフィルターセットについて最適な組み合わせ系列を求める問題に帰着できるという見通しである。ここでの符号化が位相が180°異なる正負パルスによって定式化されているのにたいして人工内耳では単一の極性パルスのみしか伝達できないことを考慮しなければならない点にある。ここにおいて逆聴覚モデルの半波整流波から全波整流波を復元する課題との統一によって解が得られるとの見通しである。

蝸牛内での半波整流波から全波を復元するには、半波整流波形が保持されるという制約条件の下での巡回的アルゴリズムによって漸近的に近似できることが昨年確認できた。Meddisの神経伝達物質に基づく内有毛細胞モデルを基礎として神経伝達物質に関して逆問題を解くことによって蝸牛での非線形飽和特性の逆変換を実現した。Slaneyによる逆AGC(自動利得調整)も追試の結果、入力が大きくなるに連れて不安定に発振が起きることがあることを確かめた。これに対する有効な解決策はまだない。逆Meddisモデルにおいても小振幅信号に対しては聴覚モデル出力から原入力音を高精度に再現することができたが、大振幅入力に対しては不安定になる現象が認められた。外耳から内耳に至る音響系の伝達特性は線形系として処理できるので逆変換が不十分ながらも実現された。音声波の人工内耳電極パルスへの効率的な変換のための音声符号化法の原理に基づく効率的多チャンネルパルス化アルゴリズムを開発した。音声符号化法では入力音声を分析して近似フィルターを得ているのにたいして、この問題では所与のフィルターセットについて最適な組み合わせ系列を求める問題に帰着できる。このときフィルターセットを符号とする正負のパルス系列が圧縮音声情報として得られ、これを人工内耳の電極パルスに対応づけるのである。符号化複合化(分析合成)によって符号化の精度を確認したところ、低減に比べて相対的にエネルギーが小さい高域成分が分析過程で脱落して不足していることがわかった。符号化時に脱落する問題を解決するために、高域強調、スペクトル平坦化処理を取り入れたところその効果が認められたが音質改善の点で不十分であった。未解決の問題が残っているが人工内耳のための高品質の音声符号化法として本方式の可能性が確認された。
生殖系列分化と初期胚発生過程におけるプロテアーゼ活性の機能解析

本研究では、各種生殖細胞系列の分化成熟過程におけるマトリックスメタロプロテナーゼ(MMP)、血液線維素溶解系(線溶系)に代表されるセリンプロテアーゼ等の各種プロテアーゼ活性の意義及び重要性を理解し、生殖細胞動態制御機構の解明を主目的としている。代表者らは、各種MMP及び線溶系因子プラスミノーゲン(Plg)の遺伝子欠損マウスで、有意な妊娠、出産率の低下を認め、特に後者群について、精巣中の精子数に有意な減少、さらに精巣重量の低下を見出した。代表者らは、この原因として、今年度迄の研究を通じ、Plgの遺伝子欠損マウスでは、テストステロン及び下垂体ホルモン(LH)の分泌に障害があることを見出した。また、Plg遺伝子欠損雄性マウスでは、こうしたステロイドホルモンの分泌障害に基づくと考えられる貧血を呈していること、テストステロン分泌の主体と考えられる精巣中のライディッヒ細胞が有意に減少していることも明らかとなった。加えて各種MMP及びPlgの遺伝子欠損マウスでは、生理学的ストレス刺激時の雄性生殖細胞の分化増殖因子Kit-ligandの細胞外ドメイン分泌に有意な障害のあることが判明しており、これらの各種プロテアーゼ活性が、生体内の生殖細胞系列の分化調節に様々な角度から関与していることが確かめられた。また代表者らは今年度の研究で、各種プロテアーゼ遺伝子欠損マウスについて停留精巣モデルを作製し、精巣重量を経時的に測定したところ、これらの野生型と比較して有意な重量減少と、これに応じた精巣の組織傷害が進むことが判明した。またこの時、遺伝子欠損マウスでは、血中のKit-ligand濃度の上昇が抑制されていること、さらに野生型において、Plgアクチベータの投与が精巣重量の減少を有意に阻害したこと等から、各種プロテアーゼ活性は雄性生殖細胞の分化増殖に寄与し、その再生にも関与していることが示唆された。血液凝固・線維素溶解系やMMPに代表されるプロテアーゼ活性と生殖細胞系列の分化増殖機構、またこれを介したマウス妊娠率、出産率との関連性を見出しただけでなく、男性不妊の原因における各種プロテアーゼ活性の意義のみならず、治療応用の可能性についてある程度の考察はなしえたことから。細胞リプログラミング機構との関連性についてが、今後の課題となる。1.今年度迄使用した遺伝子欠損マウス及びその野生型に対するプロテアーゼ活性化因子あるいは阻害剤の投与と遺伝子ターゲティングベクターの挿入による生殖細胞系列の動態における各種プロテアーゼの機能解明を行う。2.さらに生殖細胞系列動態とこれによって誘導される細胞リプログラミングにおける各種プロテアーゼ活性の重要性をDNAメチル化解析及びiPS細胞作製技術により、個体、細胞、分子レベルで理解し、そのエピジェネティクスによる生殖細胞系列のゲノム機能調節機構を明らかにする。本研究では生殖細胞の動態と受精、そしてこの過程における細胞リプログラミングにおける各種マトリックスメタロプロテナーゼ(MMP)、ADAM、ADAMTSや血液線維素溶解系に代表されるセリンプロテアーゼ等のプロテアーゼ活性の重要性を個体、細胞、分子レベルで理解し、そのエピジェネティクスによる生殖細胞系列のゲノム機能調節機構を解明することを目的とする。本年度は生体内生殖細胞の再生・分化機構における各種プロテアーゼ活性の機能解析を中心に進め、代表者らは、各種MMP及びプラスミノーゲンの遺伝子欠損マウスで、有意な妊娠率、出産率の低下を認めた他、特に後者については精巣中の精子数に有意な減少、さらに精巣重量の低下を呈していることを見出した。この背景として、プラスミノーゲンの遺伝子欠損マウスでは、男化ホルモンであるテストステロンや下垂体ホルモンの分泌に障害があり、これに基づくと考えられる貧血を呈していること、さらにテストステロン分泌の主体と考えられる精巣中のライディッヒ細胞の有意な減少も明らかとなった。現在、代表者らはこれらの遺伝子欠損マウスと野生型について停留睾丸モデルを作製し、精巣組織の再生機構と各種プロテアーゼ活性との関連性について解析中である。今後は、今年度のこれらの研究成果を基礎として、これら遺伝子欠損マウスとその野生型に対するプロテアーゼ活性化因子あるいは阻害剤の投与と遺伝子ターゲティングベクターの挿入、DNAメチル化解析及びiPS細胞作製技術による生殖細胞の動態と受精現象、細胞リプログラミングにおける各種プロテアーゼ活性の重要性を個体、細胞、分子レベルで明らかにしていきたいと考えている。

また代表者らは今年度の研究で、各種プロテアーゼ遺伝子欠損マウスについて停留精巣モデルを作製し、精巣重量を経時的に測定したところ、これらの野生型と比較して有意な重量減少と、これに応じた精巣の組織傷害が進むことが判明した。またこの時、遺伝子欠損マウスでは、血中のKit-ligand濃度の上昇が抑制されていること、さらに野生型において、Plgアクチベータの投与が精巣重量の減少を有意に阻害したこと等から、各種プロテアーゼ活性は雄性生殖細胞の分化増殖に寄与し、その再生にも関与していることが示唆された。血液凝固・線維素溶解系やMMPに代表されるプロテアーゼ活性と生殖細胞系列の分化増殖機構、またこれを介したマウス妊娠との関連性を見出しただけでなく、不妊の原因におけるプロテアーゼ活性の意義ついてある程度の考察がなしえたこと、さらにこれらについて論文報告出来たことから。血液凝固・線維素溶解系やMMPに代表されるプロテアーゼ活性と生殖細胞系列の分化増殖機構、またこれを介したマウス妊娠率、出産率との関連性を見出しただけでなく、男性不妊の原因における各種プロテアーゼ活性の意義のみならず、治療応用の可能性についてある程度の考察はなしえたことから。細胞リプログラミング機構との関連性についてが、今後の課題となる。1.今年使用した遺伝子欠損マウス及びその野生型に対するプロテアーゼ活性化因子あるいは阻害剤の投与と遺伝子ターゲティングベクターの挿入による生殖細胞系列の動態における各種プロテアーゼの機能解明を行う。2.さらに生殖細胞系列動態とこれによって誘導される細胞リプログラミングにおける各種プロテアーゼ活性の重要性をDNAメチル化解析及びiPS細胞作製技術により、個体、細胞、分子レベルで理解し、そのエピジェネティクスによる生殖細胞系列のゲノム機能調節機構を明らかにする。1.今年度迄使用した遺伝子欠損マウス及びその野生型に対するプロテアーゼ活性化因子あるいは阻害剤の投与と遺伝子ターゲティングベクターの挿入による生殖細胞系列の動態における各種プロテアーゼの機能解明を行う。
銀河進化の激動期を総合的に理解する観測的研究

本研究計画は、赤方偏移>1の時代の銀河進化について、星質量、星形成率、ガス金属量などのパラメータを用いて、多角的かつ総合的に議論することを目標としている。本年度は前年度に引き続きz=1-2の星形成銀河についてすばる望遠鏡FMOS(Fibre Multi Object Spectrograph)による近赤外分光観測を行い、得られたデータ解析および結果に関する考察を中心に行った。サンプル選択としては、前年度の観測とほぼ同様の手法を用いた。本年度は新たに約900個を観測し、前年度の観測と合わせ約1200個中約340個について3σ異常でHα輝線を検出した。これはz>1においてこれまでで最大の近赤外分光サンプルであることを強調しておく。得られたスペクトルに対して前年度に開発と評価を行ったOH夜光マスクを考慮したフィットを行った。得られたHα輝線と[NII]輝線フラックスの比から金属量を求め、・星質量と金属量の相関(MZ関係)を調べた。我々の結果は、z0.8とz2.2でこれまでに得られている結果の中間に位置することが分かり、MZ関係はz3からz0にかけて連続的に進化していることが明らかになった。同じ星質量で見たときに星形成率が小さいほど金属量が大きくなるという、Mannucci et al. 2010MNRAS, 408, 2115がz0.1の銀河サンプルを用いて得た傾向はクリアには見られなかった。一方で、サイズが小さいほど金属量が大きくなるという傾向が見られた。また、HST/WFC3+ACSの高空間分解能データから銀河の形態を調べ、コンパクトでバルジ成分が卓越した銀河は金属量が高いという傾向があることも分かった。これらの結果を学会等で発表し、初期成果についてはすでに投稿論文としてまとめ本年度受理されている。前年度の観測と合わせて、約340個のz=1-2にある銀河に対して金属量の測定と星質量-金属量関係(MZ関係)の構築ができている。これは、z>1においてこれまでで最大の近赤外分光サンプルである。この大規模なサンプル数のおかげで、銀河サイズが小さいものほどMZ関係上で高金属量側に位置するというサイズ依存性が明らかになった。また、新たにバルジ成分が卓越したコンパクトな銀河は、ディスク成分が卓越した広がった銀河に比べてMZ関係上で高金属量側に位置するという形態依存性があることも明らかになりつつある。ディスク銀河から楕円銀河へと転換する様子を見ている可能性があり、銀河形成を理解する上で非常に重要な成果であると考えられる。(1)本研究で明らかになりつつある形態依存性をより明確にするため、形態を調べることができるサンプルの数を増やすことが必要である。具体的にはHSTの高空間分解能撮像データが得られる領域を中心にFMOSによる分光観測を行ない、これまでと同様の解析を行なう予定である。(2)本研究で得られた近赤外分光サンプルはALMA望遠鏡の重要な観測ターゲットになると思われる。CO観測により分子ガス量をより正確に測定し、金属量とgas mass fractionの関係からinflowやoutflowなどのガス流入出プロセスも含めた星形成史に制限を与え、銀河進化に新たな知見をもたらすことを目標とする。本研究計画は、赤方偏移>1の時代の銀河進化について、星質量、星形成率、金属量などのパラメータを用いて、多角的かつ総合的に議論することを目標としている。本年度はまず、SXDS領域においてKバンド等級で選択した銀河について、多波長SED情報、およびそれを用いて導出したphotometric redshift (phot-z)や星質量、星形成率、ダスト吸収量などのカタログ化を行った。このカタログをもとにして、1.2<phot-z<1.6の銀河のうち約300個について、すばる望遠鏡/FMOSによる近赤外分光観測を行い、約70個について3σ以上でHα輝線を検出した。得られた輝線強度を正確に測定するため、FMOSのOH夜光マスクによる影響を考慮したモデルフィッティングの方法を新たに開発した。この手法の妥当性については現在評価中である。得られたHα輝線と[NII]輝線の比からガス金属量を求め、星質量と金属量の相関(MZ関係)を調べた。我々の結果は、z^-0.1とz^-2.2でこれまでに得られている結果の中間に位置することが分かった。また、星形成率が高いほど金属量が小さくなる傾向が見られた。これは、Mannucci et al.2010MNRAS, 408, 2115がz^-0.1の銀河サンプルを用いて得た結果と傾向として一致している。今後、星形成率に限らず、他のパラメータスペースについてもMZ関係への依存性を調べ、形態やクラスタリング強度、AGN活動性などとの関係も明らかにしつつ、総合的に銀河進化について考察する予定である。これらの結果を今後国内外の学会等で発表し、投稿論文としてまとめる予定である。また、本年度はz>10を超える超高赤方偏移の銀河探査を目的とした衛星計画の検討会およびフィルター交換機構試作に関わる実験などに参加した。将来的に銀河進化の初期段階について多くの知見が得られるものと思われるので、引き続き積極的に参加していきたいと考えている。

本年度は前年度に引き続きz=1-2の星形成銀河についてすばる望遠鏡FMOS(Fibre Multi Object Spectrograph)による近赤外分光観測を行い、得られたデータ解析および結果に関する考察を中心に行った。サンプル選択としては、前年度の観測とほぼ同様の手法を用いた。本年度は新たに約900個を観測し、前年度の観測と合わせ約1200個中約340個について3σ異常でHα輝線を検出した。これはz>1においてこれまでで最大の近赤外分光サンプルであることを強調しておく。得られたスペクトルに対して前年度に開発と評価を行ったOH夜光マスクを考慮したフィットを行った。得られたHα輝線と[NII]輝線フラックスの比から金属量を求め、・星質量と金属量の相関(MZ関係)を調べた。我々の結果は、z0.8とz2.2でこれまでに得られている結果の中間に位置することが分かり、MZ関係はz3からz0にかけて連続的に進化していることが明らかになった。同じ星質量で見たときに星形成率が小さいほど金属量が大きくなるという、Mannucci et al. 2010MNRAS, 408, 2115がz0.1の銀河サンプルを用いて得た傾向はクリアには見られなかった。一方で、サイズが小さいほど金属量が大きくなるという傾向が見られた。また、HST/WFC3+ACSの高空間分解能データから銀河の形態を調べ、コンパクトでバルジ成分が卓越した銀河は金属量が高いという傾向があることも分かった。これらの結果を学会等で発表し、初期成果についてはすでに投稿論文としてまとめ本年度受理されている。前年度の観測と合わせて、約340個のz=1-2にある銀河に対して金属量の測定と星質量-金属量関係(MZ関係)の構築ができている。これは、z>1においてこれまでで最大の近赤外分光サンプルである。この大規模なサンプル数のおかげで、銀河サイズが小さいものほどMZ関係上で高金属量側に位置するというサイズ依存性が明らかになった。また、新たにバルジ成分が卓越したコンパクトな銀河は、ディスク成分が卓越した広がった銀河に比べてMZ関係上で高金属量側に位置するという形態依存性があることも明らかになりつつある。ディスク銀河から楕円銀河へと転換する様子を見ている可能性があり、銀河形成を理解する上で非常に重要な成果であると考えられる。(1)本研究で明らかになりつつある形態依存性をより明確にするため、形態を調べることができるサンプルの数を増やすことが必要である。具体的にはHSTの高空間分解能撮像データが得られる領域を中心にFMOSによる分光観測を行ない、これまでと同様の解析を行なう予定である。(2)本研究で得られた近赤外分光サンプルはALMA望遠鏡の重要な観測ターゲットになると思われる。CO観測により分子ガス量をより正確に測定し、金属量とgas mass fractionの関係からinflowやoutflowなどのガス流入出プロセスも含めた星形成史に制限を与え、銀河進化に新たな知見をもたらすことを目標とする。
人工衛星による海面境界過程計測の基礎的問題に関する協力研究

東北大学理学部とシドニ-大学理学部とが協力して、風波・海面付近の乱流の力学的研究及び人工衛星による海面のマイクロ波計測に関する基礎的研究を進めることを目的として、本研究を開始した。東北大学理学部には大型風洞水槽があり、マイクロ波計測を含む風波の基礎的研究を進めている。シドニ-大学では、シドニ-大学の洋上石油採堀用タワ-を利用した現場観測基地において海洋観測を進めている。1988年度は、江淵直人が7月15日から8月22日まで、シドニ-大学を訪れた。この訪問では、後の研究の重要となるフロッピディスク等による両者間のデ-タ交換の方法を確立するとともに、バス海峡の観測デ-タの収集・整理と東北大学への輸送を行った。9月4日から10月16日にかけて、I.Jonesが東北大学を訪問し、江淵が持ち帰ったデ-タの解析結果についての検討を行った。他に、東北大学の風洞水槽を用いて、機械波・風波と水中乱流との相互作用について実験を行った。1983年以来共同で研究を進めていた「風の変化に対する風波のスペクトルの応答、第1部」について、研究論文を完成させ海洋物理学会紙(JPO)に印刷発表した。1989年度は、鳥羽良明(代表者)が8月3日ー27日にシドニ-大学を訪れて、前年より継続して進行中であったバス海峡での風と波の観測デ-タを中心とする「風の海面応力の風波依存性」に関する研究をさらに進展させた。これは、バス海峡の産油基地における風と波との観測デ-タを用いて、風と風波の局所平衡に関する3/2乗則を適用する新しい考え方で整理し、これまで測定値がほとんどなかった20m/sを越す高風速、周期10秒を越す高波の条件下では、風の海面摩擦が従来考えられていた値の3倍程度も大きいことなどを示した。この内容を論文にしてJPOに投稿し、掲載された。鳥羽良明のシドニ-滞在中に、オ-ストラリア各地の研究者がシドニ-に集まり、人工衛星による海面過程・海洋計測の研究の将来構想について討議した。12月27日ー1月19日にシドニ-大学のR.Colemanが東北大学を訪れ、人工衛星GEOSAT高度計とNOAA熱赤外画像を用いた、日本海の流動と熱輸送に関する研究を行った。1990年度は、I.Jonesが8月20日から9月3日まで、東北大学を訪れた。海上の風波上の乱流境界層のバ-スティング現象に注目した解析を行い、「海洋の風波上の応力変動」としてカナダの海洋誌(Atmosphere and Ocean)に論文を投稿した。さらに、長年の課題として議論を続けていた風波の形状と勾配に関する論文を完成し、「風波の形状と勾配」という題目で日本海洋学会誌に投稿した。予定されている合成開口レ-ダ-を塔載した人工衛星の打ち上げに向けて、今後の研究計画について打ち合せを行った。3月2日から17日にかけて、川村宏がシドニ-大学を訪問した。これまでの研究を振り返って総括を行いながら、おもに今後の共同研究の方向について議論を進めた。まとめと今後の展望は以下の通りである。まず、まとめとして、1)風波と大気乱流境界層の研究については、両者の特徴をうまく活かして研究が大いに進展した。その成果は主要な英文雑誌に掲載または投稿中の4編の論文として現れている。2)海洋のマイクロ波計測については、それぞれのグル-プで独自に研究を進め、いま投稿する論文を準備中である。3)海洋高度計と熱赤外画像による大規模海洋現象観測について、準備的な研究を進めた。4)相互に訪問を繰り返すことにより、お互いの訪問先において研究しやすい環境ができつつあり、今後の共同研究とって重要な資産を得ることができた。今後の予定としては、1)風波の力学機構の研究を進めるとともに、マイクロ波を用いた研究に力を入れていく。2)今後に予定されている能動型マイクロ波センサ-の枠を集めた合成開口レ-ダ-を用いた研究を共同で行う。3)海洋高度計と熱赤外画像を用いた研究を新たな研究項目として設定する。

1989年度は、鳥羽良明(代表者)が8月3日ー27日にシドニ-大学を訪れて、前年より継続して進行中であったバス海峡での風と波の観測デ-タを中心とする「風の海面応力の風波依存性」に関する研究をさらに進展させた。これは、バス海峡の産油基地における風と波との観測デ-タを用いて、風と風波の局所平衡に関する3/2乗則を適用する新しい考え方で整理し、これまで測定値がほとんどなかった20m/sを越す高風速、周期10秒を越す高波の条件下では、風の海面摩擦が従来考えられていた値の3倍程度も大きいことなどを示した。この内容を論文にしてJPOに投稿し、掲載された。鳥羽良明のシドニ-滞在中に、オ-ストラリア各地の研究者がシドニ-に集まり、人工衛星による海面過程・海洋計測の研究の将来構想について討議した。12月27日ー1月19日にシドニ-大学のR.Colemanが東北大学を訪れ、人工衛星GEOSAT高度計とNOAA熱赤外画像を用いた、日本海の流動と熱輸送に関する研究を行った。1990年度は、I.Jonesが8月20日から9月3日まで、東北大学を訪れた。海上の風波上の乱流境界層のバ-スティング現象に注目した解析を行い、「海洋の風波上の応力変動」としてカナダの海洋誌(Atmosphere and Ocean)に論文を投稿した。さらに、長年の課題として議論を続けていた風波の形状と勾配に関する論文を完成し、「風波の形状と勾配」という題目で日本海洋学会誌に投稿した。予定されている合成開口レ-ダ-を塔載した人工衛星の打ち上げに向けて、今後の研究計画について打ち合せを行った。3月2日から17日にかけて、川村宏がシドニ-大学を訪問した。これまでの研究を振り返って総括を行いながら、おもに今後の共同研究の方向について議論を進めた。まとめと今後の展望は以下の通りである。まず、まとめとして、1)風波と大気乱流境界層の研究については、両者の特徴をうまく活かして研究が大いに進展した。その成果は主要な英文雑誌に掲載または投稿中の4編の論文として現れている。2)海洋のマイクロ波計測については、それぞれのグル-プで独自に研究を進め、いま投稿する論文を準備中である。3)海洋高度計と熱赤外画像による大規模海洋現象観測について、準備的な研究を進めた。4)相互に訪問を繰り返すことにより、お互いの訪問先において研究しやすい環境ができつつあり、今後の共同研究とって重要な資産を得ることができた。今後の予定としては、1)風波の力学機構の研究を進めるとともに、マイクロ波を用いた研究に力を入れていく。2)今後に予定されている能動型マイクロ波センサ-の枠を集めた合成開口レ-ダ-を用いた研究を共同で行う。3)海洋高度計と熱赤外画像を用いた研究を新たな研究項目として設定する。
化学プローブを駆使した活性酸素シグナルの制御機構解明

8ーニトロcGMPは、一酸化窒素と活性酸素に由来する新規メディエーターである。本研究課題では、この分子に着目して研究をおこなった。まず、同位体標識した8ーニトロcGMPを合成し、細胞に投与して代謝過程を調べた。その結果、まず8ーアミノcGMPへの還元が起こり、LPS処理による炎症条件下では、一酸化窒素に依存して、さらにcGMPに変換されることが判明した。続いて、蛍光標識プローブを合成した。蛍光の細胞内局在情報に着想を得て、8ーニトロcGMPのオートファジー誘導能を明らかにした。A群連鎖球菌のオートファジーによる排除では、細菌表面に8ーニトロcGMPとの反応によるS-グアニル化修飾が見られた。赤池らと共同で見出した8-ニトロcGMPは、セカンドメッセンジャーとして重要なcGMPの誘導体である。内因性のcGMP誘導体は、これまで全く知られておらず、その生理機能に注目が集まっている。8-ニトロcGMPは、タンパク質に含まれるシステイン残基の側鎖チオールと反応して、亜硝酸イオンを放出し、共有結合を形成する。我々は、このタンパク質S-グアニル化修飾に着目した。8-ニトロcGMPは、活性酸素シグナルに深い関係があると予想される。S-グアニル化修飾は、活性酸素をタンパク質がセンシングする重要なメカニズムと考えた。そこで、8-ニトロcGMPと反応する含Cysタンパク質の同定を目指す。さらに、本修飾が消去される過程を研究する。ニトログアノシン誘導体をもとに蛍光プローブを設計して解析に活用する。「活性酸素シグナル」の過程には、新規の二次シグナル分子が種々関与していると考えられている。高い確度で存在が予想される分子であっても、その物性や安定性が不明であれば、直接的検出、同定は容易でない。このような状況では、有機化学の貢献が大いに期待される。本計画研究課題では、ニトロ化ヌクレオシドに関する活性酸素シグナルに焦点をあてている。まず、8-ニトロcAMPなどアデノシン誘導体の生体内存在の検証を目指して検討をおこなった。人工抗原として必要なニトロアデノシン誘導体を化学合成した。8-ニトログアノシン誘導体に適用した従来の合成法(8-Br体の直接ニトロ置換による合成)は、アデノシン誘導体では無効であった。そこで、新たに開発した合成法に従って、アジド体を経由し合成した。ニトログアノシン同様に、システイン残基との反応性が認められた。この性質を利用して、ニトロアデノシン誘導体の特異的ポリクローナル抗体の作製に成功した。つづいて、ニトロcGMPの生理作用に関与する標的タンパク質を解明するための研究を行った。最初に、蛍光団を有する生物活性ニトログアノシンプローブを開発した。このプローブは、ダンシル基を含んでいる。プローブ自体の蛍光は弱いが、タンパク質のシステイン残基と反応すると電子状態が大きく変化するため、蛍光が増大するという優れた特性を有する事がわかった。開発した化学プローブの細胞内への取り込みと、細胞内小器官への局在を調べるため、本研究課題で購入した蛍光顕微鏡を用いてライブセルイメージング実験を行った。まず、8-ニトロcAMPなどアデノシン誘導体の生体内存在の検証を目指して検討を継続した。人工抗原として必要なニトロcAMPの化学合成を行なった。昨年度に開発した合成法を基に、さらに検討を重ねることによって初めて成功した。ポリクローナル抗体を作製し、様々な条件で培養した細胞のライセートを用いて、ニトロアデノシン類の生体内存在探索を行なった。最初に、蛍光団を有する生物活性ニトログアノシンプローブを細胞に投与し、生細胞イメージング実験を行なった。本年度に導入した培養装置を蛍光顕微鏡に接続することによって、タイムラプス観察が可能となった。プローブは細胞質に偏在し、さらに特定のオルガネラが蛍光染色されることがわかった。一方、ニトロcGMPの代謝産物を解明するため、同位体標識したニトログアノシン誘導体を合成し、細胞に投与した。質量分析によって解析を行なったところ、細胞培養液中に特有の同位体パターンをしめす代謝産物1種を発見することが出来た。前年度に引き続き、蛍光を発する化学プローブを用いて研究した。ライブセルイメージング実験から、S-グアニル化タンパク質のリソソーム局在が示唆されていたので、免疫化学染色を利用してS-cGMP化の細胞内局在を確認した。