hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光ストレインセンサーおよびイメージングシステムの開発

生細胞内における外力によるタンパク質変形の検出をめざして、GFPを用いた"蛍光ストレインセンサー"の改良と評価を試みた。また、開発したセンサーに適合したイメージングシステムの構築にむけて、スペクトル線形分離法の有効性に関する理論的な検討を行ったところ、最小二乗法を用いた線形分離法における2波長型センサー成分の誤差を見積もることができた。この結果は、2波長型センサーのスペクトルイメージングで得られた結果の妥当性を判断する際に有用な指標となることが期待される。本年度は、交付申請書に記載した研究実施計画のうち、スペークトル成分の一つが系統誤差を含む場合における最小二乗法を用いた混合スペクトル分離(Linear spectral unmixing)の有効性の理論的な検討について、特に成果があった。スペクトル成分の"誤差スペクトル"そのものの正確な形状を予測するのは困難であるか、誤差のおおよその振れ幅は予想できるので、"誤差スペクトル"のノルムが分かっているとして、センサー成分の2波長ratio値の理論的最大誤差を算出することができた。最小二乗法を用いた混合スペクトル分離は生体内蛍光スペクトルイメージングでよく用いられており、本研究の成果を応用することによって、例えば蛍光スペクトルイメージングにおいて2波長型の蛍光センサー成分と系統誤差を含む自家蛍光成分を分離するときの、センサー成分の最大誤差を見積ることが可能になる。近年、蛍光タンパク質などを用いることによりさまざまな2波長型蛍光センサーが開発されており、またスペクトル顕微鏡についても長足の進歩が見られるため、この両者を用いた生体内イメージングはますますさかんになることが予想される。本研究で得られた成果は、これらのスペクトルイメージングで得られた結果の妥当性を判断する際、有用な指標となることが期待される。今年度は、感度の異なるストレインセンサーを得るために、GFPの2量体接触面のアミノ酸を置換した変異型GFPを作成し、蛍光スペクトル測定などによってその2量体形成能を調べた。まず、GFP2量体の結晶構造に基づき、2量体形成に重要と考えられるいくつかのアミノ酸の候補を決定した。遺伝子工学によってこれらのアミノ酸を置換した変異型GFPを作成して評価を行ったものの、期待通りの蛍光特性を示すものは得られなかった。今後は、天然に存在する2量体型の蛍光タンパク質などを参考にアミノ酸置換の候補をさらに広げ、ストレインセンサーの感度改変を試みる。またセンサーの力学特性評価のために、N末端にヒスチジンタグ、C末端にビオチン化タグを付加したセンサーを大腸菌で発現し、細胞内でビオチン化を行った。アビジンビーズの遠心法により、一部のタンパク質のビオチン化を確認した。しかしながらヒスチジンタグを介して基板表面に結合させたタンパク質は、アビジンビーズによって捕捉されなかった。今後はビオチンリガーセ発現大腸菌を用いることにより、ビオチン化効率の改善を図る予定である。一方センサーに適合したイメージングシステムの開発においては、昨年度の成果である、最小二乗法による混合スペクトルの線形分離における誤差の見積りに基づいて、2波長型蛍光センサーのイメージングに適合した画像・スペクトル解析プログラムを作成した。作成したプログラムを用いることによって、ストレインセンサーのin vitroあるいは生細胞内における蛍光スペクトルやイメージング画像の定量的な解析が可能になった。
契約法上の担保的制度の具体的考察

本研究は,契約法上の担保的機能を有する諸制度は契約などの発生原因によって予定されていた正しい履行を実現させるための諸制度であるという分析視角を通じて,担保的制度の適用を各契約類型や当事者の単複等の差異に照らして検討し,以ってこの抽象的な分析視角を担保的制度に共通する担保の原理として具体化しようとするものである。
恐怖や不安記憶の再現が海馬ニューロン活動と交感神経活動に及ぼす影響

恐怖や不安記億の再生は交感神経活動の変化を伴うがその詳細は不明である。睡眠REM期には記憶の再生と固定が行われており、睡眠REM期の海馬神経活動と交感神経活動の関係は、記憶の再生と交感神経活動変動との因果関係を検討するモデルとなる。本研究は、睡眠REM期における海馬CA1領域の神経活動と地域血流量の変化の定量化し、睡眠REM期と覚醒運動時の行動ステージとの差を検討し、睡眠REM期の特徴を明らかにすることを目的とした。また、腎および腰部交感神経活動との相関性について検討した。Wistar系の雄ラットを用い、脳波、海馬CA1神経活動、海馬CA1領域血流量、動脈圧、中心静脈圧、心電図、筋電図測定のための電極、プローブ、カテーテルを慢性留置した。海馬CA1神経活動は、4極のステンレススティールMicro-wire arrays電極によリ計測した。海馬CA1神経活動は、REM機が最も低く他の行動ステージに比べて有意に低かった。一方、睡眠REM期の海馬CA1領域血流量は、ノンレム期に比べて増加した。以上、睡眠REM期の海馬CA1神経活動は、睡眠-覚醒の行動サイクルの中で最も低い値を示すが、血流量は最も高い値を示すことが明らかになった。本研究は、睡眠REM期海馬CA1領域の血流量は神経活動低下時に増加していることを明らかにした。脳神経細胞では、一般に神経活動とその領域の血流量は同じ方向に変化する(neuro-vascular coupling)と考えられている。しかし、睡眠REM期にはneuro-vascularのuncouplingが生じている。従って、睡眠REM期には海馬の錐体細胞以外の代謝(グリアなど)の細胞の代謝亢進が考えられる。すなわち、睡眠REM期には記憶情報処理自体の活動が抑制され、その周辺機能の亢進が生じている可能性を示唆する。睡眠レム期には記憶再生固定が行われ、それに伴い交感神経活動が乱れ、心筋梗塞や突然死の原因となっていることが示唆されてきた。記憶再生と交感神経活動の因果関係の解明は、心と体の統合不全の解明を試みるうえで意義がある。本研究の目的は、記憶の再生過程で、交感神経活動、さらに循環動態に与える影響を明らかすることである。そのため、ラットを使い、睡眠レム期の海馬ニューロン活動と交感神経活動および循環動態の因果関係を検討を試みた。Wistar系ラットを用い、8点Micro-wire arrays電極を海馬CA1領域に留置した。また、ガラスファイバー製のレーザードップラーフロープローブを海馬CA1領域、同時に脳波、筋電図および心電図電極の留置、腹部大動脈にカテーテルを留置した。結果、ラットの自由行動下におけるレーザードップラーフロープローブを用いた海馬CA1領域の血流量計測に成功した。海馬CA1領域血流量は、睡眠レム期に最も多く、ノンレム期に比較して26.4±2.2%(P<0.05)増加した。ついで、探索行動などをおこなうMoving期に12.2±1.6%(P<0.05,vs.ノンレム期)およびGrooming期に8.5±2.4%(Pく0.05,vs.ノンレム期)増加した。また、ノンレム期からレム期への移行時に、海馬CA1領域血流量は脳波theta/delta比および動脈圧の時間変化と相同していた。これは、睡眠レム期の記憶再生のプロセスは循環の変化を再現を伴うことを示すものである。一方、8点Micro-wire arrays電極による海馬CA1領域の神経活動の計測は、行動に伴うノイズが大きく、現在、ステンレススティールおよびタングステンを用い電極の形状および手術方法を検討中である。
温暖化政策の政策形成過程と政策ネットワークの国際比較研究

本研究は、気候変動政策の政策形成過程と政策ネットワークに関する国際比較研究の日本版である。主要3紙の関連記事を対象としたメディア分析と主要な関係団体に対する質問紙調査とインタビュー調査からなる。後者では、省庁・政府系研究機関・業界団体・民間シンクタンク・NGO・自治体・政党・マスメディア・企業など125団体の気候変動問題担当者に質問紙を用いて面接、72団体から回答を得た(回収率57.6%)経済・業界団体などのように、自主的な削減の取り組みを評価し、大きな削減目標に消極的なグループと、地方自治体・環境NGOなどのように、法的な削減を求め、削減に積極的なグループとに2極化していることがわかった。温暖化問題をめぐるa)中央政府レベルでの政策決定過程、b)これに対して影響力を及ぼす組織・機関・個人など、キープレイヤーの特定、c)彼らの言明内容の特定化をはかる。d)地方政府レベルとしては京都府をとりあげ、定性的なアプローチによって、京都府レベルでの政策決定過程に影響力を及ぼす組織・機関・個人などの特定、彼らの言明内容の特定化をはかることを目的に初年度の研究をすすめた。e)また、日本では近年「温暖化懐疑論」は、主要紙には掲載されにくいものの、雑誌記事や善籍として刊行され、一定の売り上げをおさめている。雑誌メディア・書籍での温暖化問題の取り上げられ方の変遷を検討し、温暖化懐疑論について、アメリカと対比しながら、日本的特質を考察した。このa)からc)、e)の課題に関して、国際的に温暖化問題への関心が高まった2007年から2009年までの朝日新聞・読売新聞・日経新聞記事を対象に、「温暖化(global warming)」もしくは「気候変動(chmate change)」のいずれかを含む記事数をダウンロードし、主要3紙の温暖化問題に関する記事データベースを作成し、新聞記事の分析と補完的な雑誌記事・書籍などの分析を行った。具体的には、SPSSを用いて、記事を6カテゴリーに分類し、Meia Frame Analysisを行うととともに、DNA(Discourse Network Analyser)というコンピュータ・ソフトを用いて、温暖化問題に関して、どのような主体がどのような争点について肯定的もしくは否定的な言明(statement)をなしているのか、言説ネットワーク分析を行った。d)地方政府レベルとしては京都府をとりあげ、定性的なアプローチによって、京都府レベルでの政策決定過程に影響力を及ぼす組織・機関・個人などの特定、彼らの言明内容の特定化をはかることを目的に2年度の研究をすすめた。e)また、日本では近年「温暖化懐疑論」は、主要紙には掲載されにくいものの、雑誌記事や書籍として刊行され、一定の売り上げをおさめている。このa)からc)、e)の課題に関して、1997年から2010年までの朝日新聞・読売新聞・日経新聞記事を対象に、「温暖化(global warming)」もしくは「気候変動(climate change)」のいずれかを含む記事数をダウンロードし、主要3紙の温暖化問題に関する記事データベースを作成し、新聞記事の分析と補完的な雑誌記事・書籍などの分析を行った。具体的には、SPSSを用いて、記事を6カテゴリーに分類し、Media Frame Analysisを行うととともに、DNA(Discourse Network Analyser)というコンピュータ・ソフトを用いて、温暖化問題に関して、どのような主体がどのような争点について、肯定的もしくは否定的な言明(statement)をなしているのか、言説ネットワーク分析を行った。これらをふまえて年度後半からは、キープレイヤーに対する半構造的な聴取調査を予備的に実施した。他の国々のデータとの比較により、また時系列的な比較により、日本の温暖化政策と政策決定過程の特質を解明しつつある。2013年度は、省庁・政府系研究機関・業界団体・民間シンクタンク・NGO・自治体・政党・マスメディア・企業など125団体の気候変動問題担当者に質問紙を用いて面接、72団体から回答を得た(回収率57.6%)。日本国内の主要な関係団体は、気候変動問題の重大性など基本的な問題の所在については認識を共有している。しかし経済産業省・経済団体・業界団体などのように、自主的な削減の取り組みを評価し、大きな削減目標に消極的で、京都議定書を相対的に低く評価するグループと、環境省・地方自治体・環境NGOなどのように、法的な削減を求め、大きな削減目標に積極的で、京都議定書を高く評価するグループとに2極化している。国内において有効な温暖化政策に関しては、省庁・経済団体・業界団体等は自主的な削減目標を重視し、地方自治体・政党等は、セクター毎の法的な排出削減を重視している。

90年比25%削減の目標が過大とするグループは自主的な削減目標を重視し、90年比25%削減を肯定するグループは法的な規制を支持する傾向にある。温暖化対策の効果的促進を妨げている要因として多く指摘されたのは、「政治のリーダーシップの乏しさ」(59.8%)、「メディア報道の偏り」(50.0%)、「消費者が消費行動を変えたがらないこと」(50.0%)である。省庁は省庁間の密なネットワークと持つとともに、国際機関・海外の政府からも多くの政策助言を受けている。経済団体・業界団体は、省庁と個別企業から意見を集約して、省庁と企業の結節点となっている。NGOは、経済団体・企業との結びつきが弱く、環境NGOの政策提言は、政策ネットワークの中で活かされていない。政策ネットワークのこのような2極化と政策形成過程における環境省・地方自治体・環境NGOなどの影響力の相対的な弱さが、国際的に見た場合の、日本の気候変動政策の消極性の政治社会学的要因と考えられる。本研究は、温暖化問題に関する国際比較研究の一環を担う日本チームの研究である。平成24年度は第2ステージを中心に、研究をすすめた。対象団体を121団体に絞り込み、メディア分析をもとに選定し、民間企業については、原則として上位2社づつとした(会社四季報による)。選定にあたっては、環境省OBの研究者、共同通信社の環境問題担当の記者から助言を得た。具体的には、関連の政府機関、関連の審議会、関連の研究機関、学術支援団体、政府系銀行、主要な地方自治体(東京都・大阪府・京都府・京都市)、政党、マスメディア(新聞3社、NHK)、銀行・証券・保険、総合商社、電力・エネルギー、運輸、重工業、電機、住宅、コンビニエンス・ストア、シンクタンク、経済団体、環境NGO、その他のNGO、その他の団体(労組、日本医師会などの圧力団体)である。主な質問項目は、温暖化に関する関心と関心、国内的な政策手段への考え方と活動、国際的な政策手段への考え方と活動、組織間ネットワーク、メディア情報源、フェース・シート項目からなる。配票は事前に郵送し、対面によってインタビューしながら、調査票に記入し、調査票以外の聴取結果も許可を得て録音し、起こしをつくっている。現在これまでの結果をもとに、キープレーヤー間のネットワーク図を作成している。ネットワーク図および各国の調査結果について、どの程度の相違なのか、相違点のゆえんは何か、など比較考察をすすめている。メディア分析についは、Climate Changeという国際ジャーナルに分析結果を投稿し、受理され、現在掲載待ちの状態にある。研究協力者の池田和弘(上智大学)、佐藤圭一・辰巳智行(一橋大学大学院生)の成長が著しく、海外の学会での英語発表にも積極的に取り組んでおり、国際比較も順調に進展しつつある。25年度が最終年度であるため、記入しない。60団体以上からの回収を目標にサーベイ調査をすすめているが、民間企業は多忙、類似調査に回答していないことなどを理由に調査拒否する例が少なくない。
EBウイルスエピゾーマルベクターを応用した疾患モデルマウスでの新規治療法の開発

Epstein-Barrウイルス(EBV)は様々な腫瘍性疾患に関与する。EBVには特効薬はなく、新規治療法の開発が望まれる。本研究の目的はEBV疾患モデルマウス内でEBVエピゾーマルベクターおよびヘルペスウイルス(TK)-ガンシクロビル(GCV)療法を応用した感染細胞特異的に細胞死を誘導する治療法の開発である。今回,培養細胞レベルでEBV感染細胞に十分な細胞増殖抑制効果が得られたが、マウスではTK発現減少のため効果が得られなかった。しかし、感染細胞でのTK発現の増加により新規治療法につながると期待される。Epstein-Barrウイルス(EBV)はバーキットリンパ腫、慢性活動性EBV感染症(CAEBV)、移植後リンパ増殖性疾患(PTLD)など様々な腫瘍性疾患に関与する。EBVには特効薬はなく、CAEBVの治療は造血幹細胞を移植する以外に有効な手立てがない。今後の再生医療による移植の安全性を確保するためにも早急に抗ウイルス薬や新規治療法の開発が望まれる。本研究は臨床応用を想定し、EBVエピゾーマルベクターを利用したウイルスゲノム切断および単純ヘルペスウイルス(HSV)TK遺伝子による新規治療法の開発を目指し、マウス内でEBV関連疾患の治療を試みる。平成27年度は、1、EBV感染細胞内でEBNA1切断によるウイルスゲノムへの影響、2、EBV疾患モデルマウス内でウイルスゲノム切断による治療効果の検証を実験計画としていた。今年度は、CRISPR/Cas9システムによるEBNA1を切断可能なEBV複製起点oriPを有するエピゾーマルベクターを作製した。EBNA1標的配列を切断すると蛍光タンパク質AcGFPが発現するベクターと共に293FT細胞にtransfectionし、切断効率を確認した。標的配列を含まないコントロールベクターでは非特異的な切断は起こらなかった。しかし、テトラサイクリンによる誘導がなくてもEBNA1を切断し、AcGFPの蛍光が観察された。Cas9のリークを抑制するためにProteo Tuner Shieldシステムを利用し、リークしたCas9が分解されるようにした。Shieldの添加によってよりCas9の分解をおさえ、Shieldの除去によりCas9を安定化することでEBNA1の切断制御が可能となった。現在、EBV疾患モデルマウスでの治療効果の検証に必要な細胞株を作製中である。これまでの計画で1、EBV感染細胞内でEBNA1切断によるウイルスゲノムへの影響を調べることは、CRISPR/Cas9システムによるEBNA1を切断可能なEBV複製起点oriPを有するエピゾーマルベクターを作製した。しかし、テトラサイクリンによる誘導がなくてもEBNA1が切断されたため、Cas9のリークを抑制するためにProteo Tuner Shieldシステムを利用し、リークしたCas9が分解されるように工夫した。細胞株を樹立するためにtransfection効率が重要であることがわかった。transfection効率が悪いと、遺伝子導入されていない細胞が薬剤耐性を持たないため死滅し、細胞密度がうすくなり、細胞が効率よく増殖していかないことが分かった。現在、細胞株作製の条件を検討中である。2、EBV疾患モデルマウス内でウイルスゲノム切断による治療効果の検証は細胞株作製途上のため検証できなかった。しかし、EBV疾患モデルマウスの系は既に確立しているので、細胞株が出来次第取り組む予定である。次年度で行うエクソソームに封入し、遺伝子導入する予定の蛍光タンパク質Crimsonの検証を行った。Crimsonを発現する培養細胞は十分検出可能であったが、マウスで感染細胞の検出に用いるには検出波長領域がマウスの皮膚をバックとして検出するため、マウスでのモニタリングには不向きだということが分かった。別の蛍光タンパク質の使用あるいは発光による検出系を考えなければならないことが分かった。H28年度は、1、EBV感染細内でEBNA1切断によるウイルスゲノムへの影響を調べること2、EBV疾患モデルマウス内でのウイルスゲノム切断による治療効果の検証、3、EBV感染細胞内でTK遺伝子による感染細胞の細胞死誘導、4、EBV疾患モデルマウス内でのTK遺伝子による治療効果の検証、5、エクソソームへのDNA導入を実験計画としていた。今年度は、EBV感染細胞内に予めEBNA1を標的としたCRISPR/Cas9システムを導入した細胞株の樹立がリークにより困難であることが分かった。EBV疾患モデルマウス内でのウイルスゲノム切断による治療効果の検証は、今後、EBV疾患モデルマウスを先に作製し、輸注による導入により治療効果の検証を行う予定である。K562細胞にTK遺伝子を導入し、ガンシクロビルにより細胞死誘導を行った結果、濃度に依存して細胞死が誘導された。一方、EBV感染細胞Rajiでは、あまり効果が見られなかった。

これは、細胞への遺伝子導入効率がK562細胞は高く、Raji細胞では低い為と考えられる。現在、細胞株を樹立中でエクソソームへのDNA導入およびEBV疾患モデルマウス内でのTK遺伝子による治療効果の検証を行う準備中である。これまでの計画で1、EBV感染細内でEBNA1切断によるウイルスゲノムへの影響を調べることは、CRISPR/Cas9システムによるEBNA1切断は可能であったが、わずかなリークによって細胞株樹立までに徐々にコピー数の減少をまねくため、2、EBV疾患モデルマウス内でのウイルスゲノム切断による治療効果の検証には不向きであった。しかしながら、CRISPR/Cas9システムをEBV疾患モデルマウスに輸注することで代替できるため、変更して引き続き行うこととした。3、EBV感染細胞内でTK遺伝子による感染細胞の細胞死誘導はHSV-1 TK遺伝子発現ベクターを作製した。コントロール実験として、K562細胞にTK遺伝子を導入し、ガンシクロビルにより細胞死誘導を行った結果、濃度に依存して細胞死が誘導された。これにより、HSV-1 TK遺伝子発現とガンシクロビルは効率よく細胞死を誘導できることが明らかとなった。一方、EBV感染細胞Rajiでは、あまり効果が見られなかった。現在、TK発現Raji細胞株を樹立中で、樹立後にその効果の検証および、4、EBV疾患モデルマウス内でのTK遺伝子による治療効果の検証を行う予定である。5、エクソソームへのDNA導入は、Expi293培養細胞上清からエクソソームを精製し、エクソソームに含まれるタンパク質を確認した。現在、蛍光タンパク質発現ベクターの導入条件の検討中である。Epstein-Barrウイルス(EBV)はバーキットリンパ腫、慢性活動性EBV感染症(CAEBV)、移植後リンパ増殖性疾患(PTLD)など様々な腫瘍性疾患に関与する。EBVには特効薬はなく、CAEBVの治療は造血幹細胞を移植する以外に有効な手立てがない。本研究は臨床応用を想定し、EBVエピゾーマルベクターを利用したウイルスゲノム切断および単純ヘルペスウイルス(HSV)TK遺伝子による新規治療法の開発を目指し、マウス内でEBV関連疾患の治療を試みる。EBV感染細胞B細胞株RajiにTK、細胞表面マーカーCD4、蛍光タンパク質および薬剤耐性因子(puromycin)を同時に発現するベクターを導入し、翌日、蛍光タンパク質及びTKの発現を確認した。TK導入細胞としてCD4発現細胞をマグネットビーズで分画し、毎日ガンシクロビル(GCV)あるいは溶媒DMSO添加の有無により、細胞死誘導を行った。遺伝子導入4日後にGCVを添加したものはRajiの集合体形成の抑制、蛍光タンパク質の発現減少や細胞の増殖抑制効果があった。EBV疾患モデルマウス内で治療効果の検証を行う為、薬剤選択によりTK発現細胞を増殖させた。
3次元光導波路構造による新型放射線イメージングシステムの開発

放射線分布測定を目的とし、金属等で作製した格子状の溝構造にプラスチックシンチレータを重合して埋め込んだ構造について検討を行った。金属板に放電加工機あるいは機械加工によって大きさ50mm×50mm×厚さ10mm、溝の幅1.5mm、ピッチ2mmの構造を作製した。その後、サンゴバン社BC-490を溝に重合させることで、格子状のシンチレータチャネル構造を形成した。導波路構造の単面に光ファイバを設置し、シンチレーション光を光電子増倍管に導くことで測定を行った。チャネルの両端で同時計測を行うことにより、ノイズを除去した。厚さ10mmのアルミ板に直径1mmの穴を開けたコリメータを通して、Sr-90/Y-90β線源からβ線をシンチレータチャネルの一つに入射させて測定を行った。その結果、測定された放射線分布は、半値幅が2.5mm程度であった。β線を完全な1点に入射させる実験は行っていないが、今回の結果からは、空間分解能として、1.5mmではないかと予想される。アルミ板の厚さが十分でなく、隣のチャネルにもβ線が入射していたことも広がりの原因と考えられる。また、ピッチ1mmの構造を作製し、測定を行い、同様に測定可能性が確認できた。また、信号読み出しのため、パルスの増倍、弁別、同時測定を行うオペアンプ回路を設計し、動作の確認を行った。本回路をパラレルに使用することにより、今回研究対象としたイメージングデバイスからの信号処理を一度に行うことが可能である。放射線イメージングを目的とした光導波路構造について検討を行った。平板上にシンチレーション物質からなるコア部がクラッド部で仕切られた形で並んでおり、放射線入射部に発生したシンチレーション光をコア部を通して周辺部に導き、光ファイバで受光する構造とした。コア部には市販の半重合型シンチレータ(サンゴバン、CD-409)を用いた。'クラッド部に透明なPMMAを用いて予備的な実験を行ったところ、屈折率差があってもコア部からクラッド部へのシンチレーション光の漏れが大きく、イメージ取得のためにはこのようなクロストークを減らすことが必要であることがわかった。そこで、クラッド部を金属(アルミ)とし、あらかじめアルミに溝を切った上でシンチレータを重合させ、政策を行うこととした。その結果、放電加工機による加工により、コア部:1mm、クラッド部:0.5mmの細かさで、Sr-90/Y-90β線のイメージを測定可能であることが示された。クロストークは無視できる大きさなので、空間分解能としても1.5mm程度であるということができる。また、コア部を格子状に配置した構造についても試作し、検討を行った。格子状となっているために発生したシンチレーション光が他のコアチャンネルにも伝播により入っていくが、β線の入射イメージの測定は可能であることが示された。格子状の構造とすれば、1枚で2次元イメージを測定できることとなる。今後は、γ線/X線/低速中性子に対する感度を向上させる方法について検討を行う予定である。その後、サンゴバン社BC-490を溝に重工させることで、格子状のシンチレータチャネル構造を形成した。

厚さ10mmのアルミ板に直径1mmの穴を開けたコリメータを通して、Sr-90/Y-90β線源からβ線をシンチレータチャネルの一つに入射させて測定を行った。その結果、測定された放射線分布は、半値幅が2.5mm程度であった。β線を完全な1点に入射させる実験は行っていないが、今回の結果からは、空間分解能として、1.5mmではないかと予想される。アルミ板の厚さが十分でなく、隣のチャネルにもβ線が入射していたことも広がりの原因と考えられる。また、ピッチ1mmの構造を作製し、測定を行い、同様に測定可能性が確認できた。また、信号読み出しのため、パルスの増倍、弁別、同時測定を行うオペアンプ回路を設計し、動作の確認を行った。本回路をパラレルに使用することにより、今回研究対象としたイメージングデバイスからの信号処理を一度に行うことが可能である。
健康寿命の延伸に向けたオンデマンド「食リズム」測定・評価システムの開発

健康日本21(厚生労働省)では、健康習慣「運動」において年代ごとの歩数といった客観的な目標値が掲げられている。「食」においても歩数計のように日常生活の食関連データを連続記録して測定できるデバイスが必要であると考えられる。本研究では、食リズム(「食」の頻度、噛む力・回数・リズム、飲食の時間)を、簡易に計測できる精度の高いデバイスを開発することを目的としている。本研究ではこれまで我々の他には報告のない骨導に着目した食リズムの開発を目ざした研究を進めている。今年度は、骨導振動を音として拾い上げ測定・記録する手法で、さまざまな食材を食べるときの食リズム測定を行い、その特徴と精度を向上させる要件について詳細に検討を試みた。具体的には、十分な説明を行い同意を得た被験者に試作骨導振動子を装着し、咀嚼能力解析用グミゼリーやマシュマロなど硬さの異なる食材をたべている間に歯から骨導振動子に伝わる信号波形を多チャンネルデータレコーダ等にて観察した。装着部位や計測条件を変えてデータ取得を繰り返し、さらに、データ解析用PC上でソフトウエアを用いて収録データの振動レベル帯域や継時的な波形変化量の違いを評価した。その結果、食材の性質が非常に軟らかいものであっても、高い精度で咀嚼の回数やリズムを数値化することが可能となり、食リズムの把握の可能性を高めることができた。これらの成果をもとに次年度におけるデバイス開発を進めていく予定である。今年度は食材の性質が異なっていても精度高く咀嚼回数のカウントやリズム把握の可能性と精度を向上させる要件について詳細な検討を試みた。歯から骨導振動子に伝わる信号波形を多チャンネルデータレコーダ等にて観察し、データ解析用PC上でソフトウエアを用いて収録データの振動レベル帯域や継時的な波形変化量の違いを評価した。その結果、食材が異なっていても咀嚼回数やリズムを把握できることが確認できた。おおむね当初の実験計画どおりに進行している。31年度は、咬合圧を数値化していく予定である。咬合圧については、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)シートを利用した新たな咬合圧センサを作製する予定である骨導信号解析により得られた信号特徴抽出と分類化をすすめ食のパターンを判定・評価するシステムを作成する予定である。食事での噛む回数の測定を試みた製品はすでにいくつか報告されている。本研究ではこれまで報告のない骨導に着目している。骨導音を拾い上げ測定・記録する手法を採用し、食リズム測定に応じた最適な骨導振動子の装着部位やSN比を向上させる要件について詳細に検討を試みた。具体的には、十分な説明を行い同意を得た被験者に試作骨導振動子を装着し、咀嚼能力解析用グミゼリーをたべている間に歯から骨導振動子に伝わる信号波形を多チャンネルデータレコーダ等にて観察した。その結果、新規骨導振動子の試作のために必要な適切と考える装着部位と望ましい測定精度を得るために必要十分な周波数帯域を求めることができた。引き続き、骨導振動子の精度を向上させるため被験者の人数を増やした検討をすすめ、骨導振動子の試作を完了させる予定である。今年度は食リズム測定に応じた最適な骨導振動子の装着部位やSN比を向上させる要件について詳細な検討を試みた。その結果、「食」の頻度、回数・リズムといったの測定に適切な骨導振動子の装着部位を求めることができた。さらに食リズム測定解析に必要十分な周波帯域をもとめることができた。平成29年度に予定していた骨導振動子の検討はおおむね当初の実験計画どおりに進行している。

装着部位や計測条件を変えてデータ取得を繰り返し、さらに、データ解析用PC上でソフトウエアを用いて収録データの振動レベル帯域や継時的な波形変化量の違いを評価した。その結果、食材の性質が非常に軟らかいものであっても、高い精度で咀嚼の回数やリズムを数値化することが可能となり、食リズムの把握の可能性を高めることができた。これらの成果をもとに次年度におけるデバイス開発を進めていく予定である。今年度は食材の性質が異なっていても精度高く咀嚼回数のカウントやリズム把握の可能性と精度を向上させる要件について詳細な検討を試みた。歯から骨導振動子に伝わる信号波形を多チャンネルデータレコーダ等にて観察し、データ解析用PC上でソフトウエアを用いて収録データの振動レベル帯域や継時的な波形変化量の違いを評価した。その結果、食材が異なっていても咀嚼回数やリズムを把握できることが確認できた。おおむね当初の実験計画どおりに進行している。30年度以降は、咬合圧および噛む回数や頻度等を数値化していく予定である。咬合圧については、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)シートを利用した新たな咬合圧センサを作製する予定である。咬合器上で、もしくは被検者において側方や滑走運動等でのセンサにかかる電気信号測定値を検討し、骨導信号と比較することで噛む力を数値化する。また、歯から伝わる骨導信号を解析し噛む回数や頻度等を数値化する予定である。さらに、骨導信号解析により得られた信号特徴抽出と分類化をすすめ食のパターンを判定・評価するシステムを作成する予定である。31年度は、咬合圧を数値化していく予定である。咬合圧については、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)シートを利用した新たな咬合圧センサを作製する予定である骨導信号解析により得られた信号特徴抽出と分類化をすすめ食のパターンを判定・評価するシステムを作成する予定である。(理由)大阪大学大学院歯学研究科および大阪大学歯学部附属病院の倫理委員会への申請が承認を得るまでに予定より時間がかかったため、被験者を用いる実験の一部は翌年度に持ち越すことになったことによる。(使用計画)次年度は、骨振動子についての実験や、咬合圧の評価のためのポリフッ化ビニリデン(PVDF)シートを利用した新たな咬合圧センサを作製にかかわる備品・消耗品等に使用する予定である。また、打ちあわせや研究成果の海外での学会発表のための旅費を支出予定である。想定金額より物品価格が低かったため。約6万の繰り越しがでたが概ね計画どおりである。31年度予算とあわせて咬合圧信号の特徴抽出に必要な材料購入に充てる予定である。
家畜の感染症に対する表皮ランゲルハンス細胞を標的としたDNAワクチンの開発

本研究ではウシにおける感染症の予防・治療法の新規アプローチであるDNAワクチンを開発するための基礎研究を目的とした。これまで、トランスジェニックマウスを用いた研究結果からDectih-2遺伝子の5'franking region(Dec2FR)は表皮ランゲルハンス細胞(LC)選択的な遺伝子発現を司っている領域であることを明らかとしてきた。本研究ではこのDec2FRのLC選択的な遺伝子発現をウシにおけるDNAワクチンシステムの構築に利用するため、ウシのマウスDectin-2相同分子を同定し、そのゲノム構造を解析した。ウシのDectin-2はマウスときわめて類似した構造を有しておりc-タイプレクチンレセプターに認められる全ての普遍残基を有していた。またゲノム構造も同様であった。ゲノムの転写開始領域の上流3.2kbの塩基配列を解析した結果、マウスのDec2FRとは低い相同性を示した。しかしながら、重要な転写因子結合モチーフは良く保存されていた。さらにウシDectin-2の発現パターンはマウスと多少異なりリンパ節で高い発現を示したが、LCにおける強い発現については同様であり、マウスDectin-2ときわめて類似した発現制御が存在するのではないかと考えられた。したがって、ウシにおいてもDectin-2の転写調節領域の遺伝子を利用する事でLCを標的とした遺伝子・蛋白発現システムが構築できると考えられた。我々は今までにDectin-2遺伝子の5' franking region (Dec2FR)は表皮ランクルハンス細胞(LC)選択的な遺伝子発現を司っている領域であることを明らかとしてきた。しかしながら、このDec2FRをプロモーターとして用いた場合、LC選択性は非常に高いものの、その転写活性に関しては紐胞種非選択性であるSV40プロモーターやCMVプロモーターと比較して蛋白発現量が低い事が明らかとなって来た。従って、Dec2FRをプロモーターとしたウシにおける抗病原体のDNAワクチンを開発する上で、転写活性のLC選択性を保持しつつ活性強度さらに増強させる必要が考えられた。そこで本研究では、まずマウスのDec2FRを用いて、その活性増強メカニズムを検討し、ついでマウスDectin-2ウシ相同分子の全長のクローニングを行いその分子構造を明らかにした。今回、Dec2FR-Lucマウスの白血球サブポピュレーションにおけるDec2FRの転写活性および白血球の活性化によるその変化を検討した。4つの白血球サブポピュレーション(DC、マクロファージ、BおよびT細胞)は活性化により著しいLuc活性の増加を示したが、そのレベルはLCにおける活性と比較すると低く、またLCでのDec2FR活性はUVBにより著しく増加した。以上の事からDec2FRは活性化された条件下においてもLC選択性が認められ、さらにUVBによりその活性を増加できることから、LCを標的とした遺伝子発現システムの構築に有用なプロモーターであると考えられた。さらに、今回全長を決定したウシ由来クローンの塩基配列より予測されるアミノ酸配列から、11アミノ酸残基より構成される細胞質ドメインと28アミノ酸残基より構成される膜貫通ドメイン、35アミノ酸残基のネックドメインと130アミノ酸残基の糖認識ドメインが認められ、マウスDectin-2と高い相同性を示す事から、このクローンはDectin-2相同分子であると考えられた。このウシDectin-2を利用する事で、ウシにおける表皮ランゲルハンス細胞を標的とした新規DNAワクチン開発が可能になると考えられた。
組織としての民主党に関する実証的研究

本研究は、組織としての民主党に関する実証的分析である。政権を担っている民主党に関しては、有権者の中での民主党の位置づけを除いて、ほとんど分析されていない。本研究は、(1)リクルートメント、(2)役職配分、(3)政治資金、(4)団体との関係、(5)政党組織改革など、従来全く研究されていなかった部分に焦点をあてており、これらは実証的貢献となる。比較の点では、選挙制度研究と政党組織研究への貢献となる。選挙制度研究の文脈では、選挙制度とリクルートメントの関連性、選挙制度と役職配分などの政党組織への影響を検証する研究が増加しつつある。本研究は、選挙制度の政党システム以外への効果を明らかにするという、1990年代以降の選挙制度研究の流れに位置づけられる。本年度は、(1)と(2)に関するデータベースの構築を進める計画であった。民主党に所属したことのある全衆議院議員のデータベースが完成し、このデータに基づいて、日本選挙学会で報告した。報告では、民主党議員の経歴が自民党議員と同質化していること、党内グループの特徴を述べた。また、民主党の人事にはグループ代表型、全員参加型、能力主義的人事等の複数の配分原理があることを示した。また、本年度は、(4)利益団体との関係について分析し、論文を執筆する予定であった。本年度は、団体の基礎構造に関する研究会の調査データを分析し、論文が昨年度末に刊行された。分析からは、政権交代以前の段階から、民主党が議席を伸ばしている地域では自民党と民主党と両党に接触・推薦するパターンが出現し始め、二大政党制の団体的基礎が形成されつつあることを示した。
近赤外励起ラマン分光の消化器癌診断における応用

1.ヌードマウス移植ヒト胃癌生組織やパラフィン包埋された永久標本においてラマンスペクトル分光解析を行いラマン分光測定における励起条件、散乱光の集積条件の最適化を行った。また、解析結果から、ラマン分光が癌組織の有用な診断となるものと判断した。2.臨床検体を用いるため倫理委員会の承認を得て、内視鏡下に採取された無処理癌組織片を用いてラマン分光スペクトルの検討を行い、癌の同定が可能である事が示された。ラマンスペクトル解析として、まず主成分分析(principal component analysis ; PCA)を用いた検討を行った。これまでに測定したラマンスペクトルを成分波形に分け、特徴的な主成分についての数式展開を行い、同一検体での腫瘍部、正常部の比較において、癌、非癌を示す特徴的な波形が現れ、両者の識別可能な事が確認された。この解析結果を基に、最小二乗法による未知サンプルの判別を行った結果、約70%の正診率を得た。3.さらに機器の精度を上げ新たな生検組織で測定を行い、PCAを行わないスペクトル全体での最小二乗分析においてもsensitivity73%,specificity71%,Accuracy72%と前回のPCA解析と同程度の結果を得た。このことからラマンスペクトルは癌非癌判別を安定して行えることを確認できた。また、実験装置も一定水準まで達したことを確認できた。更に改善を重ね、感度、特異性の向上を目指している。4.倫理委員会の承認を得て、手術により摘出した検体の組織切片を用いて癌部から非癌部にかけて連続的にラマンスペクトルの測定を行っている。基礎実験では組織切片において連続的に癌部から非癌部までのラマンスペクトル測定できた。今後さらに症例を重ね癌組織と正常組織それぞれの数値を決定する予定である。1.ヌードマウス移植ヒト胃癌組織を用いて,近赤外励起ラマン分光測定における励起条件,散乱光の集光条件の最適化を行った.3.動物実験の結果から,胃癌組織における近赤外励起ラマン分光解析が有用な診断手段となりうるものと判断し,臨床検体を用いた検討を行った.本学倫理委員会の承認及びインフォームドコンセントを得た上で、ラマンスペクトルの主成分分析によって内視鏡生検による癌組織と正常組織の検討を行った。胃癌術前症例30例を対象に、内視鏡生検にて癌部3検体、非癌部3検体を採取し近赤外励起ラマン分光解析を行った。ラマン生波形より形状の悪いスペクトルを削除し、スペクトル波数の校正等を行い、主成分分析(principal component analysis : PCA)にて解析を行った。特徴的なPCA第2成分における適用結果(主成分得点)により癌、非癌でそれぞれ波形を描出したところ、多くの症例で癌、非癌の識別が可能であった。4.臨床病理学的因子と波形解析結果との関連についても検討しているが,PCA主成分得点が明瞭に分離したものをそれぞれ抽出しtub, porそれぞれの波形を重ねあわせたところ、tub, porそれぞれの波形で共通性がみられた現在,特異性,感受性向上による正診率の向上を目指して,測定条件,解析方法などの改善を行っている.1.ヌードマウス移植ヒト胃癌生組織やパラフィン包埋された永久標本においてラマンスペクトル分光解析を行いラマン分光測定における励起条件、散乱光の集積条件の最適化を行った。

2.臨床検体を用いるため倫理委員会の承認を得て、内視鏡下に採取された無処理癌組織片を用いてラマン分光スペクトルの検討を行い、癌の同定が可能である事が示された。ラマンスペクトル解析として、まず主成分分析(principal component analysis ; PCA)を用いた検討を行った。これまでに測定したラマンスペクトルを成分波形に分け、特徴的な主成分についての数式展開を行い、同一検体での腫瘍部、正常部の比較において、癌、非癌を示す特徴的な波形が現れ、両者の識別可能な事が確認された。この解析結果を基に、最小二乗法による未知サンプルの判別を行った結果、約70%の正診率を得た。3.さらに機器の精度を上げ新たな生検組織で測定を行い、PCAを行わないスペクトル全体での最小二乗分析においてもsensitivity 73%,specificity 71%,Accuracy 72%と前回のPCA解析と同程度の結果を得た。このことからラマンスペクトルは癌非癌判別を安定して行えることを確認できた。また、実験装置も一定水準まで達したことを確認できた。更に改善を重ね、感度、特異性の向上を目指している。4.倫理委員会の承認を得て、手術により摘出した検体の組織切片を用いて癌部から非癌部にかけて連続的にラマンスペクトルの測定を行っている。基礎実験では組織切片において連続的に癌部から非癌部までのラマンスペクトル測定できた。今後さらに症例を重ね癌組織と正常組織それぞれの数値を決定する予定である。
全ゲノム相関解析により見出したモヤモヤ病感受性遺伝子ＲＮＦ２１３の機能探査

モヤモヤ病は、小児期および成人期に内頚動脈終末部の狭窄と無数の毛細血管の新生を認める難病であり、その病因は不明であった。私たちは、全ゲノム相関解析という手法を用いてモヤモヤ病の発症に関連する遺伝子RNF213を同定した。この研究では、この遺伝子のノックアウト・マウスを作成し、遺伝子の機能を探索した。その結果、ノックアウト。マウスでは、内頚動脈を結紮した際の内皮細胞の増殖反応に違いを認め、RNF213遺伝子は血管内皮の増殖に関わっている事が示唆された。モヤモヤ病(MMD)は両側ウイリス動脈輪の閉塞と異常側副血管新生による脳虚血・出血を特徴とする。我が国のMMDは、患者の約半数は小児例で、小児脳卒中の主因であるため、小児疾患として重要である。私達はMMD日本人患者を対象に、全ゲノム相関解析を行い、染色体17q25-ter領域から疾患感受性遺伝子RNF213を同定した。更にこの遺伝子変異解析によりMMD患者の72%に共通であるアミノ酸置換を伴う創始者点変異を同定した。RNF213機能は未解析であり、変異蛋白質がどのような機序で脳血管障害に至るかは不明である。本研究では、遺伝子改変マウスの作成と解析により、RNF213遺伝子の生理的役割を解析し、脳血管狭窄と異常側副血管形成の発症機序の解明を目的とする。Rnf213遺伝子をコンディショナル・ノックアウト・マウスを相同組換え法により、その作出に成功した。その後、このコンディショナル・ノックアウトマウスのホモ接合体マウスを作成し、Creリコンビナーゼを利用して機能喪失を誘導した。誕生したホモ接合体マウスは、生存した状態で誕生し、その後も成獣まで生育した。次に、このマウスの脳血管の走行を血管内に色素を注入し観察した。更に、脳血管の組織票標本を作成し、病理額的な解析を実施した。その結果、現在のところ、正常マウス、ヘテロ接合体マウス、ホモ接合体マウスの間で脳血管の走行や血管壁の顕微鏡学的構造に違いを見出していない。モヤモヤ病は両側ウイリス動脈輪の狭窄や閉塞と側副経路として働く無数の毛細血管新生とを特徴とする難病である。我が国の患者の約半数は小児で、動脈硬化による脳卒中の少ない小児においては、脳卒中の主因を成す。モヤモヤ病の約10%の症例には家族歴が存在することから、その病因に遺伝的要因の関与が示唆されていたが、実態は不明であった。私共は、全ゲノム関連解析により感受性遺伝子RNF213を見出し、高頻度創始者点変異を同定した。RNF213遺伝子の生理的役割は不明であるため、これを明らかにする目的でRnf213遺伝子のノックアウト・マウス、および日本人高頻度創始者変異を導入したノックイン・マウスを作成した。ノックアウト・マウスとノックイン・マウスを肉眼解剖学的に解析したところ、両者に血管走行異常や脳形成異常は見いだせなかった。次に負荷をかけた際ののノックアウト・マウスの反応を観察すると野生型とノックアウト・マウスとの間に違いを認めた。実際には、内頚動脈を結紮し狭窄させると野生型マウスでは、結紮2週間後に血管中内膜が反応性に増殖・肥厚する。一方、ノックアウト・マウスではこの内膜・中膜の肥厚反応が有意に弱かった.従って、RNF213遺伝子は内頚動脈の血管内皮細胞の増殖調節に関与していることが示唆された。血管内皮細胞の増殖は、脳梗塞などの頻度の高い脳血管障害においても重要なプロセスである。今後さらに、RNF213遺伝子の生理的役割を更に詳細に解明することは、脳梗塞の治療戦略を与えるものと期待される。Rnf213遺伝子をコンディショナル・ノックアウトしたマウスの作成は平成23年度に終了し、そのホモ接合体マウスを作成後、機能喪失を誘導している。平成24年度は、日本人創始者変異をノックインしたRnf213遺伝子を持つマウスの作成した。

具体的には、Rnf213遺伝子のエクソン60に存在する日本人創始者変異に相当するアミノ酸置換をマウスに導入する。導入した変異アレルのヘテロ接合体マウス同士の交配により、ホモ接合体マウスを作製した。誕生したホモ接合体マウスは、生存した状態で誕生し、その後も健康状態に問題は無かった。このマウスの血管走行や血管壁の病理的解析を実施したが、正常マウス、ヘテロ接合体マウス、ホモ接合体マウスの間で肉眼的、顕微鏡学的な差は見い出せなかった。現在、種々の負荷を与えた場合の反応の違いを検索している。本研究は、平成23-24年度にRnf213遺伝子の遺伝子改変動物を作成し、平成25年度にその解析を実施する計画となっている。平成23年度に計画していたRnf213遺伝子のコンディショナル・ノックアウト・マウスの作成とその表現型の解析に遅滞が生じていたが、平成23年度の後半より、この遅れを取り戻し、平成24年度末までに、Rnf213遺伝子のコンディショナル・ノックアウト・マウスの作成、そのホモ接合体の作成、Creリコンビナーゼによる機能喪失の誘導、得られたノックアウト・マウスの血管走行や血管組織の病理学的検索解析を開始することができた。したがって、研究計画はほぼ順調に進展している考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度は、Rnf213遺伝子のコンディショナル・ノックアウト・マウスの作成に成功し、現在ホモ接合体の作成と機能喪失の誘導を行っている。平成24年度は、日本人高頻度変異を導入したノックイン・マウスの作成にも成功した。現在そのホモ接合体マウスの作成と、得られたマウスの解析を開始した。血管走行や組織の病理学的検索も実施を既に開始しており、ほぼ計画通りに研究は進展している。本研究は、最初のMMD感受性遺伝子であるRNF213の機能及び生理的役割をノックアウト・マウスおよび日本人創始者変異を導入したノックイン・マウスを作成・解析する事により理解し、MMDにおける脳血管の狭窄と側副血管の異常新生の発生メカニズムを解明する事を目的としている。既に、「現在までの達成度」の項に記載したように、コンディショナル・ノックアウト・マウスに成功し、更に日本人高頻度遺伝子変異を導入したノックイン・マウスの作成に成功している。最終年度である平成25年度は、これらのマウスの解析を実施する。血管内皮細胞機能の検索をこの検索により、ノックアウト・マウスとノックイン・マウスの持つ機能的な相違点を明らかにし、RNF213遺伝子変異の持つ意味を明らかにする。既に、コンディショナル・ノックアウト・マウスと日本人高頻度遺伝子変異を導入したノックイン・マウスの作成に成功しているので、最終年度である平成25年度は、これらのマウスの解析を実施する。具体的には、研究計画書に記載の病理学的検索と血管の病理学的所見に異常が認められるマウスの脾細胞の初代培養を用いたサイトカイン産生の評価(特に血管新生因子の産生状況)を行う。
集積型微小光プロ-ブによる心筋細胞活動電位とその調整機構に関する研究

1.心筋細胞染色法の確立リンガ-溶液を溶媒とした膜電位感受性色素溶液を用い、最適な染色溶液の濃度および染色時間の検討を行った。このため染色前後の心筋細胞の吸収スペクトルおよび染色後の蛍光放射スペクトルを計測し、色素の染色による分光特性の変化を明らかにした。2.コイ心筋活動電位の光学的測定心筋細胞を膜電位感受性色素を含むリンガ-溶液中で染色し、自発性興奮により生じた活動電位を光学的に計測した。蛍光強度をストレ-ジオシロスコ-プで記録し、その経時的変化をコンピュ-タ-に取り込みデ-タ処理を行っている。オキサジン系、オキソノ-ル系、メロシアニン系などの膜電位感受性色素において、種々のレ-ザ光源で励起されたときの微弱な蛍光をフォトカウント法で測定するための基礎的な技術を確立した。3.ビ-ム走査式型多数点同時経測システムの検討音響光学効果を用いたビ-ム走査式型多数点同時計測システムを作製し計測を行った。これにより、CCD素子を用いるサブミクロンオ-ダの空間分解を有するレ-ザプロ-ビングシステム開発の基礎的なデ-タを得た。4.膜電位感受性色素の膜電位感受性機構の検討膜電位感受性色素溶液に外部電界を加え、その時の吸収、蛍光放射スペクトルを測定た。これにより、色素の膜電位感受性機構の解明の基礎的デ-タを得た。5.光学的測定と電気生理学的測定との比較検討顕微鏡を用いたシステムで光学的に測定した活動電位の時間応答波形の立ち上がり、立ち下がり特性とその電気生理学的測定結果との比較を行った。種々の色素蛍光信号の応答特性の測定により、筋小胞体への興奮伝導の機構の知見を得た。
リー群のホモトピー的性質の研究

リー群Gに対し,GからGへの単位元を動かさない連続写像の全体からなる位相空間のホモトピー群を主に研究した.0次のホモトピー群のべき零指数はGに応じていくらでも大きくなり得ることを示した.Gが階数2の古典群SU(3),Sp(2)の場合に,11以下のnに対しn次ホモトピー群を完全に決定した.4次の回転群SO(4)のホモトピー同値自己写像のホモトピー類群の典型的な商群の構造をほとんど完全に決定した.リー群をホモトピー的側面から研究する.特にリー群Gの連続自己写像を主に研究する:(1) Gの自己連続写像のホモトピー類群H(G)の解析.(2) Gの連続自己写像全体のなす位相空間map(G,G)のホモトピー群の計算.(3) Gの自己ホモトピー同値写像のホモトピー類群E(G)と関連する群の計算.(4)単連結単純リー群の圏から群の圏への関手H, Eが忠実であるか否か,否の場合にはその度合いを決定する.リー群Gに対し,GからGへの単位元を動かさない連続写像の全体からなる位相空間のホモトピー群を主に研究した.0次のホモトピー群のべき零指数はGに応じていくらでも大きくなり得ることを示した.Gが階数2の古典群SU(3),Sp(2)の場合に,11以下のnに対しn次ホモトピー群を完全に決定した.4次の回転群SO(4)のホモトピー同値自己写像のホモトピー類群の典型的な商群の構造をほとんど完全に決定した.全てのリー群Gに対し,従属する次の2種の群に注目した。この2種の群がどれ程Gを規制するのか,などの研究が本研究の中心課題である。(1)の群はリー群と限らない全ての位相空間に対しても定義できるが,(2)の群は群状という特別な位相空間に対してのみ定義される。また,集合としてはE(G)は[G,G]の部分集合であるが,両者の群演算はまったく異なっている。両演算の違いの解明・記述も本研究の目標の一つである。E(G)の部分群で,ホモトピー群の恒等写像を誘導する元全体からなるE_#(G)は,わずかではあるが,E(G)よりは計算の手がかりがあり,まずこれから研究を行った。一昨年度E_#(SO(4))の計算を実行し,その結果を用いて昨年度来E(SO(4))の計算を試みてきた。途中経過として,商群E(SO(4))/E_#(SO(4))の解析を行った。商群の各元の位数の決定に成功し,また商群はべき零でない,従ってE(SO(4))はべき零でないことを示した。その他,最終的ではないがほぼ満足できる結果を得たので,今年度中に公表する予定である。(2)については大きな進展はなかった。しかし,GからGへの連続写像全体のなす写像空間Map(G,G)のホモトピー群pi_n(Map(G,G))の計算を開始した。この計算の意義を挙げると,まず第1にpi_0(Map(G,G))=[G,G]であるから,この計算は(2)の自然な発展研究である。第2に,このホモトピー群はGの自己ホモトピー同値写像全体のなすH-空間aut(G)のホモトピー群の直和因子であることから,aut(G)を研究する手段ともなる。階数の低い単連結リー群Gに対しpi_n(Map(G,G))の計算を実行し,意味のある結果を得たので,公表するため論文にまとめている最中である。1.4次の特殊回転群SO(4)から自分自身へのホモトピー同値写像のホモトピー類群をε(SO(4))と書き,その元のうちホモトピー群の恒等写像を誘導するもの全てからなる正規部分群をε_#(SO(4))と書く。商群Γ:=ε(SO(4))/ε_#(SO(4))の構造を調べ次の結果を得た。(1)有限位数の元も含む無限群Γの各元の位数は1,2,4,∞のいずれかである。その判定法も与えた。(2)無限群ε(SO(4))はべき零ではない。以前研究代表者がε_#(SO(4))を完全に決定したので,上とあわせると,ε(SO(4))は7個の元で生成され,群拡大を除いてほぼ決定されたことになる。任意の位相空間Xに対し,その自己ホモトピー同値写像のホモトピー類群ε(X)はXのホモトピー不変量である。このε(X)は長い間研究され続けているが,典型的なX,例えば単連結な低次元単純リー群,に対してさえその群構造はほとんど知られていない。上の結果は物理学との関係の深い非単連結かつ非単純な群SO(4)についてのものであり,この方面の研究の端緒となるもである。2.Gをリー群SU(3)とSp(2)のいずれかとし,map(G,G)をGの連続自己写像全体からなる位相空間とする。ホモトピー群π_n(map(G,G))をn≦8の場合に決定した。