hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高校工業科における実習教育の内容等の歴史的分析と教員養成に関する実証的調査研究

具体的な指導内容について高校工業科と大学工学部を比較検討することは、かつて殆どされて来なかったため、その意義は大きいと考えられる。なお、工業科教員の供給源に関する歴史研究も鋭意進めている。調査データの集計・分析にかなりの時間と労力を要したため、報告書の完成が平成28年度末近くの本年2月になったが、年度内に各調査回答校に配布することができた。各高校の教育課程が相当複雑化している関係で、集計が困難に直面したが、分担者の粘り強い努力で克服された。なお、こうした困難な集計・分析作業に対する謝礼に関する評価が部内で相違点があり、時間を費やした。作業場所が現職教員である作業者により分散していることも要因である。また、工業科教員の養成に関する検討も鋭意始めている。工業科教員免許を交付している大学から適宜対象校を選び、教育課程・シラバス・実習実験テキストなどを収集して、手分けして内容の分析を行っている。過年度実施した平成20年3月改訂の高等学校学習指導要領に基づく工業科の実習内容等の調査結果を分析・評価した。機械科、電気科、電子科、建築科、土木科、工業化学科、情報技術科、電子機械科の8学科・系の実習と工業技術基礎、課題研究などの指導内容、指導形態等について分析した。その結果、(1)実習は量的な削減と質的な変容が認められた。単位数は1976年の結果に比べ、工業化学科で52%、機械科で57%、電子科で70%、建築科で74%と大幅に削減されている。(2)工業技術基礎、課題研究など原則履修科目の導入の影響が大きい。(3)実習内容・テーマが大幅に縮減されている。こうした実習の“後退"の要因には、実習等を確かに指導できる工業科教員の存在が重要であり、その養成が喫緊の要事である。現今工業科教員の主な供給元は大学の工学部であるので、工学部専門教育の内容とくに実験・実習の実施状況が、工業科における実習指導を担保できるかを検討した。数校の工業科教員免許を出している大学工学部の機械工学科と電気・電子工学科の実験・実習科目の指導内容を分析し、工業科の実習内容と対応させて、問題点を検討した。電気・電子科の場合は、大学での指導内容と大旨対応しているため、大きな齟齬は生じにくい。その理由は、電験3種などの資格試験の要件が大学も工業高校にも同様に厳しく規定されているためである。他方、機械工学科の実験・実習内容は理論の検証に重きが置かれ、特に技能習得に関する指導が時間的に不十分であり、工業科の機械実習指導に支障を来す可能性が濃厚と考えられる。かかる課題を克服する手立てが必要である。さらに、工業科教員の供給源に関する歴史研究も、愛知県・岩手県について教員組織を示す資料を手がかりに詳細に進めた。本実習内容調査は1976年以来5回目で、ほぼ40年間の機械科など8学科の実習内容等の変遷を分析した。その結果、実習の大幅な量的削減と質的変容が判明した。工業基礎や課題研究等の原則履修科目導入の影響が大きい。それらの科目の内容的連携が緊要である。実習教育の後退要因は、工業科教員の実習指導力の問題である。特に、技能の指導力が今後危惧される。工業科教員の主な供給源は大学工学部であるので、その実験・実習の内容と時間数などを工業高校の実習と比較検討した。その結果、電気系では大きな差はないが、機械系では時間数に大きな差がある。
高レイノルズ数壁面乱流の実用計算のためのDESの基礎的研究

レイノルズ平均モデル(RANS)とラージ・エディ・シミュレーション(LES)を組み合わせるハイブリッド計算法は、高レイノルズ数の壁面乱流を数値予測するための有力な方法である。デタッチド・エディ・シミュレーション(DES)を含むハイブリッド計算の基礎的研究を行った。主な研究成果は以下のとおりである。1.チャネル乱流の速度分布の不整合の考察と改良チャネル乱流の数値計算を行い、RANSとLESを切り替える界面における速度分布の不整合を再現した。乱流モデルとして混合距離モデルとk-εモデルを用いる場合について計算を行った。乱流エネルギーなどの統計量を求め、乱れ速度の構造を調べることで、速度分布の不整合の原因を探った。非局所的な効果を適切に取り入れるために、界面に新たなフィルタリングを導入しRANS側とLES側から見た二種類の速度場を定義し、フィルターの幅や位置を最適化することで速度の不整合が解消されることを示した。2.ハイブリッドフィルターの理論的考察と応用新たに導入したフィルタリングを理論的に考察するため、Germanoによるハイブリッドフィルターの定式化の拡張を行った。本研究で提案したフィルタリングがハイブリッドフィルターの差分近似と解釈できることを示し、その理論的根拠を与えた。またフィルターの幅と位置を与える式を導き、低レイノルズ数および高レイノルズ数のチャネル乱流に適用して検証し、実際に速度の不整合がなくなり良い速度分布が得られることを示した。またGermanoのハイブリッドフィルターと、確率的な外力によるハイブリッド計算の改良方法との関係について考察した。本年度はDESを含むハイブリッド計算の基礎的研究として以下の3項目について研究を実施した。乱流モデルとしてRANSとLESともにSmagorinsky型の0方程式モデルを用いる場合とRANSにk-εモデルをLESに1方程式SGSモデルを用いる場合の二通りについて計算を行った。乱流エネルギーや2点速度相関などの統計量を求め、また乱れ速度の構造を調べることで速度分布の不整合の原因を探った。2.ハイブリッドフィルターの理論的考察新たに導入したフィルタリングを理論的に根拠づけるため、Germanoによるハイブリッドフィルターの定式化の拡張を行った。この定式化においてレイノルズ平均の代わりに格子より大きいフィルター幅のフィルタリングを用いることで、一般的なハイブリッドフィルターと本研究で提案したフィルタリングとの関係を考察した。チャネル乱流だけでなく普遍的なハイブリッド計算の可能性を探った。チャネル乱流の計算において標準k-εモデルだけでなく、実現性条件を考慮して修正したk-εモデルを用いてハイブリッド計算の改良を行った。また剪断乱流だけでなく熱対流乱流への拡張を視野に入れ、チャネル乱流に加えて球殻内の乱流場の計算を行った。その結果乱流エネルギーやその散逸率の境界条件の与え方が重要であることがわかった。本年度はDESを含むハイブリッド計算の基礎的研究として以下の2項目について研究を実施した。1.ハイブリッドフィルターの理論的考察とチャネル乱流への適用これまでRANSとLES領域の界面に新たなフィルタリングを導入して速度の不整合を取り除く方法を開発したが、フィルターの幅や位置などは各計算においてよい速度分布が得られるよう最適化をする必要があり、あらかじめ与えることはできなかった。そこでGermanoによるハイブリッドフィルターの定式化を拡張することにより、本研究で提案したフィルタリングがハイブリッドフィルターの差分近似と解釈できることを示し、その理論的根拠を与えた。またフィルターの幅と位置を与える式を導き、低レイノルズ数のチャネル乱流に適用して検証し、実際に速度の不整合がなくなり良い速度分布が得られることを示した。

さらに界面の位置を変えて計算を行い、本解析で求めたフィルターの式がいずれの場合も有効であることを示した。2.レイノルズ応力の非局所性の研究また速度の不整合の原因として、LES領域の非定常乱流場とRANS領域の平均場の間の非局所的な影響が大きいことがわかったので、チャネル乱流の非局所性効果について考察した。速度場のグリーン関数を用いて、レイノルズ応力の非局所的な表式を理論的に導いた。チャネル乱流の数値計算を行い、非局所的な渦粘性の分布を求めた。その結果、特に壁面近くの領域では局所的な渦粘性は近似が悪く、非局所性効果が重要であることがわかった。その知見を用いて速度の不整合の機構の考察を進めた。本年度はDESを含むハイブリッド計算の基礎的研究として以下の2項目について研究を実施した。1.ハイブリッドフィルターの理論的考察と高レイノルズ数チャネル乱流への適用これまでRANSとLES領域の界面に新たなフィルタリングを導入して速度の不整合を取り除く方法を開発した。Germanoによるハイブリッドフィルターの定式化を拡張することにより、本研究で提案したフィルタリングがハイブリッドフィルターの差分近似と解釈できることを示し、その理論的根拠を与え、フィルターの幅と位置を決める式を導いた。この方法を、混合距離モデルおよびk-εモデルを用いた高レイノルズ数チャネル乱流に適用し、実際に速度分布が改良されることを示した。またGermanoのハイブリッドフィルターと、確率的な外力によるハイブリッド計算の改良方法との関係について考察した。2.回転チャネル乱流の非局所性と回転効果の解析速度の不整合の原因として、LES領域の非定常乱流場とRANS領域の平均場の間の非局所的な影響が大きいため、チャネル乱流の非局所性効果について考察した。特に、現実の乱流場で重要である、流れの曲率や系の回転と非局所性効果との関連を調べるため、回転チャネル乱流の非局所性を調べた。チャネル乱流の回転速度が増大すると主流横断面全体にわたる大きな渦が存在し、レイノルズ応力の非局所性がさらに強くなることがわかった。またチャネル中央に速度勾配がほぼ一定になる領域があることが知られているが、その物理的機構を乱流モデルの立場から解明した。
骨格筋組織における異所性骨化誘導機構の解明

全身の骨格筋組織で異所性骨化が起こる進行性骨化性線維異形成症(FOP)は、BMPの受容体であるALK2の機能獲得型変異で発症する。FOPでは筋組織の損傷で骨化が誘発される。野生型マウスに筋損傷を誘発すると、BMP-2およびBMP-7の発現が上昇した。BMP-7またはBMP-2の濃縮ペレットを筋組織に移植すると両者ともに異所性骨を誘導した。FOPの変異ALK2(R206H)発現細胞を用いてBMP特異的レポーター解析を行うと、BMP-7で強いシグナル誘導を確認した。以上のことからBMP-7はFOPにおける筋損傷後の異所性骨化誘導機構に関与する可能性がある。進行性骨化性線維異形成症(Fibrodysplasia Ossificans Progressiva: FOP)は、Bone Morphogenetic Protein(BMP)のI型受容体ALK2の機能獲得型変異により、全身の骨格筋で異所性骨が形成される遺伝性疾患である。FOPにおける異所性骨の形成は、筋組織の炎症反応によって、急激に惹起されることが知られている。しかし、炎症と異所性骨形成の分子メカニズムは明らかとなっていない。本研究は、筋組織の炎症による異所性骨の誘導機構を解明することを目的とする。平成28年度は、ヘビ毒であるCTX(カルディオトキシン)及びNTX(ノテキシン)の投与で筋再生を誘発したマウスの骨格筋を解析し、複数のTransforming Growth Factor-β(TGF-β)ファミリーの発現が上昇することを明らかにした。さらに、筋再生に伴って発現上昇が確認された因子の作用を検討するために、テトラサイクリン誘導体であるドキシサイクリン依存的にFOPの変異型ALK2 [ALK2(R206H)]あるいは野生型ALK2 [ALK2(WT)]の遺伝子発現を誘導できる細胞を樹立した。BMPに特異的なルシフェラーゼ・レポーターアッセイの結果、ALK2(R206H)を発現した細胞で、複数のTGF-βファミリーのリガンドによりBMPシグナルが強く活性化されることが判明した。CTX及びNTXを使用したin vivo筋損傷モデルの解析から、筋再生に伴ってmRNAレベルの発現が上昇するTGF-βファミリーを同定することができた。さらに、これらの因子が、ALK2(R206H)を薬剤依存的に発現する細胞で、ALK2(WT)に比べ強いBMPシグナル活性を誘導することを確認できた。骨格筋組織内への移植で異所性の軟骨組織や骨組織を誘導するBMPは、4種類のI型受容体(ALK1、ALK2、ALK3及びALK6)を介して細胞内シグナルを活性化するTGF-βファミリーの成長因子である。全身の骨格筋組織で異所性骨化が起こる難病の進行性骨化性線維異形成症(FOP)は、ALK2の遺伝的な機能獲得型変異により発症する。FOPでは、筋組織の損傷に伴って骨化が急激に進行するが、その発症機序は未だ不明な点が多い。本研究は、骨格筋組織の損傷による異所性骨誘導機構を解明することを目的とした。野生型マウスを用い、損傷後の骨格筋組織で発現が誘導されるBMPを定量的RT-PCRで解析した。ヘビ毒のCTX(カルディオトキシン)で損傷を誘発した前脛骨筋では、損傷から3日後にはBMP-2とBMP-7のmRNA発現が増加することが判明した。BMP-2あるいはBMP-7を含んだコラーゲンスポンジを野生型マウスの筋組織内へ移植すると、両者とも、移植から7日目には軟骨組織を、14日目には骨組織を誘導した。In vitroでBMP特異的ルシフェラーゼレポーター解析を行うと、BMP-2はALK3発現細胞でシグナルを活性化したのに対し、BMP-7はALK2発現細胞でシグナルを活性化した。さらに、FOPの変異ALK2 (R206H)発現細胞を用いて解析すると、BMP-7で強いシグナル誘導を確認した。骨格筋組織で異所性骨を誘導するBMP-2は主にALK3を活性化するのに対し、BMP-7はALK2を介して細胞内シグナルを活性化すると考えられた。BMP-7は、損傷後の筋組織内で発現が上昇したことから、FOPにおける筋損傷後の異所性骨誘導機構に関与する可能性がある。平成28年度の実験から、炎症した筋組織で増加する因子が、ALK2 (R206H)を活性化することが示唆された。平成29年度は、特異抗体を用いた免疫染色によって、TGF-βファミリーの因子の組織局在を明らかにする。組織免疫染色での検出が難しいようであれば、in situ hybridization法での検出を試みる。

さらに、BMPペレットを移植したマウスの異所性骨化モデルを用い、同定したTGF-βファミリーの因子の異所性骨化に対する作用を解明する。病態生理学学会等の出張のために計上していた旅費が予想よりも低く抑えられた。次年度の一般消耗品の購入に充てる予定である。
民主主義の人類学-ヴァナキュラー・デモクラシーの課題と可能性

現代インドにおいて、ガバナンスと資本の作用は急速に草の根へと浸透しており、それに呼応するように、下からの諸下層民の政治経済的な主体化も進展しつつある。両者の動きは、矛盾を含みながらも、相互補完的に進展している。こうした動きを支えているのは、多様な主体の参加機会を保障しようとする、民主的諸制度であり、そのなかで、諸下層民は、在来の価値や社会関係と、民主制の理念と制度を創造的に媒介し、グローカルな現実的状況で自らの主体性を発揮できるようなヴァナキュラー・デモクラシーの構築を模索している。本研究の目的は、ヴァナキュラー・デモクラシーという観点から、グローカルな民主主義の実践と思想について、世界的な比較と連鎖の中に考察を行い、人類学の視点から、民主主義に関する政治哲学をその根本から再検討することにある。その主眼は、世界的に多様な民主主義の形を民族誌的な観点から明らかにすること、現在新たに築かれつつある民主的な社会運動のネットワークを描写すること、そして、そうした経験的事実に立ちながら、民主主義の実践と理念を、西洋主導の国家学の桎梏から解き放ち、人類学の観点から真の意味で地球社会にとって普遍的な実践哲学へと磨き上げることにある。本年度は、主に関連の文献資料を収集し読解を進めてきた。その過程でヴァナキュラー・デモクラシーの概念を、人類学と政治学を架橋して、どちらのディシプリンを専門とする人にも分かりやすいものとなるように。より普遍的なものへと鍛え上げる努力をした。またインドにおけるフィールドワークを8月に行った。インドにおいては、インド・オリッサ州の村落自治体の運営の実態をサーベイした。大幅な権限委譲と財の再分配を得て、村落自治体および地域社会は大きく変容しつつある。地域社会の変容を、インド全体および世界全体のグローバル化の現象とどのようにつなぎ合わせて理解するかがポイントとなるであろう。本研究の意義は、在地の文化資源と民主主義の精神を接合するヴァナキュラー・デモクラシーの展開に注目することで、通常の自由民主主義の枠組みを超えた民主主義の諸形態の可能性をみようとするところにある。これにより、入類学からの政治哲学の根源的な問い直しの契機を提供できるだろう。インドにおいては、インド・オリッサ州におけるニヤマギリのボーキサイト開発をめぐる問題について調査をした。グローバル企業、地元トライブのドングリア・コンド、中央政府、州政府、社会運動家、NGOなど利害関係と価値観の異なるさまざまな主体がどのようにからみあっているのかについてサーベイした。現代インドの民主主義の活況は、従来は周縁化されてきた下層民を含む多元的な主体が、少しずつ声をあげられる状況になっていることと関わっている。ただし資本と権力の都合が優先される現状のなかで、彼らの声がどのていど実際に聞かれるようになっているのかは、慎重な検討が必要だろう。こうした問題をめぐるグローカルな民主主義のありかたを理解するには、ネットワークの全体をできるだけ丁寧に追いかけていくことが必要になるであろう。本研究の意義は、在地の文化資源と民主主義の精神を接合するヴァナキュラー・デモクラシーのグローカルな展開に注目することで、通常の自由民主主義の枠組みを超えた民主主義の諸形態の可能性をみようとするところにある。これにより、人類学からの政治哲学の根源的な問い直しの契機を提供できるだろう。本研究の目的は、ヴァナキュラー・デモクラシーという観点から、グローカルな民主主義の実践と思想について考察を行い、人類学の視点から、民主主義に関する政治哲学をその根本から再検討することにあった。その主眼は、世界的に多様な民主主義のかたちを民族誌的な観点から明らかにすること、現在新たに築かれつつある民主的な社会運動のネットワークを描写すること、そして、そうした経験的事実に立ちながら、民主主義の実践と理念を、西洋主導の国家学の桎梏から解き放ち、人類学の観点から真の意味で地球社会にとって普遍的な実践哲学へと磨き上げることにあった。調査については、オリッサのいくつかの県をサーベイした。

特に、1992年の地方分権化によって大幅な権限を有するようになった村落自治体の運営の実態を調査し、またさまざまな政治社会運動の運動家に会ってインタビューを行った。特に興味深かったのは、外部資本の導入による鉱山開発や工場設立を巡って、全国的な議論と運動が展開していたことである。これはグローバル市場と地域社会が接合する過程において、現地住民や市民が一方的な受け身にあるのではなく、政治過程やメディアや社会運動を通じて声をあげる政治経済的主体として現出しつつあることを示している。調査の過程では、「民衆、人民」(loka, people)ということばがしきりに聞かれ、この「民衆、人民」とは誰か、誰が公共領域への参加権を有するのか、また発展・開発は誰のために誰が行うのか、ということが論争の焦点になっていることが確認された。また現代インドにおいて、地域社会の価値や社会関係とグローバル経済をいかに結ぶかという問題に即して、ヴァナキュラー・デモクラシーという民衆参加の民主政治が新たに活性化していることが確認できた。これは地域に即したあらたな民主主義のかたちが生まれつつあることを示すと考えられる。
Kファクトリーを用いたKL→π0νν崩壊の研究

2005年11月から1ヶ月間、3回目のデータ収集を行い、統計量を約2倍に増やした。1回目のデータ収集のデータのうち、まず1週間分のデータの解析を行い、現在の崩壊分岐比の上限値を約2倍改善する結果を得、2005年の夏にシカゴで行われたKAON2005国際会議で発表した。その後、1週間のデータについてさらに解析を進め、さらに改善した結果を坂下健氏の博士論文としてまとめ、現在、学術雑誌への発表の論文を準備している。また、2回目、3回目のデータ収集で得たデータについても、解析が進んだ。米国Fermilabで収集したデータを用いて、K_L→πeνee崩壊を初めて観測し、その崩壊分岐比を求めた。これについては、3月のMoriond国際会議で発表された。また、K_L→ππee、K_L→πeνγ、K_L→πμνγ、などの崩壊についても学術雑誌に発表した。現在東海村で建設中のJ-Parc大強度陽子加速器を用いてK_L→π^0νν崩壊の分岐比を測定する実験について大量のシュミレーションを行った。その結果、1回目の実験では現在のE391a実験装置に改良を加えたものを移設して崩壊の初めての観測を目指し、その後、ビームラインと測定器に大幅な改良を加えて100事象以上集める実験を行う事が、最も有効である事が明らかになった。また、J-Parcでの実験のために、ストロー型の飛跡検出器のビームテストを米国Fermilabでシカゴ大とともに行い、不感率の測定を行った。また、光子検出器の不感率についても過去の実験結果をまとめて学術論文に発表した。さらに、J-Parc用に開発した、ビーム中に置くガンマ線検出器をE391a実験で実際にテストした。また、鉛の間にシンチレーションファイバーを埋め込んだ測定器を作り、SPring8で試験した。また、波長変換ファイバーの読み出しに適するように量子効率を向上した、他チャンネルの光電子増倍管の開発と試験を行った。K_L→π^Oνν^^-を世界最高の3x10^<-10>の感度で探索するために、現在高いエネルギー加速器研究機構において、E391a実験を準備している。今年度は、まず、CsI結晶の電磁カロリメータを建設した。これは、π^oからの2個のフォトンを検出してそのエネルギーと当たった場所を測定するために用いる。カロリメータは、CsIの結晶を576本、直径2mの円筒の中を埋める形で積んだ。さらに、フォトンと荷電粒子を識別するために、その上流側をシンチレータカウンターで覆った。2002年の10月から12月まで陽子加速器のビームを得、カロリメータとシンチレーションカウンターの性能評価と試験を行った。まず、カロリメータのエネルギー特性は、上流からくるミューオン、中性ビーム中に置いたアルミ板に中性子を当てて作ったπ^o、およびK_L→π^oπ^oπ^oの崩壊、などを用いて測定した。現在各結晶のエネルギースケールの測定が進められており、既にきれいなK_L→3π^oの信号も見えている。また、カロリメータへの入射角まで考慮した、フォトンの入射位置を求めるアルゴリズムも開発した。CsIの前を覆うシンチレーションカウンターの性能評価も行ったが、取り付けた後の光量がそれ以前より小さく、その改善を行う必要がある。また、2002年の秋には、上流側に設置する円筒状のフォトン検出器も製作した。2003年度は中央部に設置する長さ5.5m,内径2mの円筒状のフォトン検出器を製作し、実験装置に組み込む。その後様々な試験を経て、2004年の2月から本番実験を行う予定である。K_L→π^Oνν^^-を世界最高の3x10^<-10>の感度で探索するために、高エネルギー加速器研究機構において、E391a実験の準備を続け、2004年2月より実験を開始した。今年度の前半は、KL中間子の崩壊領域を覆う、32個からなる大型ガンマ線検出器(全長約6m)を制作した。これは鉛とシンチレータの積層構造であり、シンチレータからの光は、波長変換ファイバーを用いて読み出される。また、これらの大型ダンマ線検出器を支えるとともに、崩壊領域を真空に保つための大型真空容器の制作も行った。また、ガンマ検出器を自由に回転させて、この真空容器に取り付けるための大型治具も制作した。2003年11月から、ガンマ線検出器を取り付け始め、真空容器全体を組み上げた。また、真空容器内には、より良い真空を得るために作った多層膜の大型の風船を取り付けた。ガンマ線検出器、およびCsI結晶の電磁カロリメータからの信号を増幅する回路の改良を行い、昨年度問題であったDCオフセットの問題も解決した。2004年2月からは、予定どおりKLビームを出し、ビームの調整を行った。測定器はほぼ全て、順調に稼働しており、KL→3π0の崩壊も観測した。その後、真空容器を開け、問題の見つかった光電子増倍管の交換を行い、2月末現在、トリガーの調整を行っている。その後、6月末までビームを得、データを収集する予定である。

また、J-PARCの50GeVの大強度陽子加速器を用いて、K_L→π^Oνν^^-を100事象以上観測するための実験の検討を、モンテカルロシミュレーションを用いて行った。2004年2月から7月まで第1回目のデータ収集を行った。まず、その1日分のデータを解析し、続いて1週間分のデータの解析を行った。測定器の較正、解析ソフトウェアの開発と改良、データとモンテカルロシミュレーションの比較などを行った。また、様々なカットの条件のもとでバックグラウンドの種類の同定を行った。この結果をもとに測定器を改良し、2005年1月から3月まで、第2回目のデータ収集を行った。米国Fermilabで1999年に収集したデータを用いて、中性KL中間子の主な6種類の崩壊モードの崩壊分岐比の精密測定を行った。その結果、今までの分岐比の値が58%ずれていることが判明した。さらに新しい分岐比を用いて小林益川行列の成分である|Vus|を求めた。その結果、今まで1からずれていた小林益川行列のユニタリティ性が、新しい測定結果を用いると成り立つことがわかった。現在東海村で建設中のJ-Parc大強度陽子加速器を用いてK_L→π^0νν崩壊の分岐比を測定する実験のための基礎研究を行った。主には、得られる感度の見積もり、バックグラウンドの見積もり、電磁シャワーの漏れが感度に及ぼす影響の見積もりと対策、ガンマ線の方向も測定できる電磁カロリメータの研究と開発、新たなガンマ線検出器と高感度の光検出器の検討を行った。2005年11月から1ヶ月間、3回目のデータ収集を行い、統計量を約2倍に増やした。1回目のデータ収集のデータのうち、まず1週間分のデータの解析を行い、現在の崩壊分岐比の上限値を約2倍改善する結果を得、2005年の夏にシカゴで行われたKAON2005国際会議で発表した。その後、1週間のデータについてさらに解析を進め、さらに改善した結果を坂下健氏の博士論文としてまとめ、現在、学術雑誌への発表の論文を準備している。また、2回目、3回目のデータ収集で得たデータについても、解析が進んだ。米国Fermilabで収集したデータを用いて、K_L→πeνee崩壊を初めて観測し、その崩壊分岐比を求めた。これについては、3月のMoriond国際会議で発表された。また、K_L→ππee、K_L→πeνγ、K_L→πμνγ、などの崩壊についても学術雑誌に発表した。現在東海村で建設中のJ-Parc大強度陽子加速器を用いてK_L→π^0νν崩壊の分岐比を測定する実験について大量のシュミレーションを行った。その結果、1回目の実験では現在のE391a実験装置に改良を加えたものを移設して崩壊の初めての観測を目指し、その後、ビームラインと測定器に大幅な改良を加えて100事象以上集める実験を行う事が、最も有効である事が明らかになった。また、J-Parcでの実験のために、ストロー型の飛跡検出器のビームテストを米国Fermilabでシカゴ大とともに行い、不感率の測定を行った。また、光子検出器の不感率についても過去の実験結果をまとめて学術論文に発表した。さらに、J-Parc用に開発した、ビーム中に置くガンマ線検出器をE391a実験で実際にテストした。また、鉛の間にシンチレーションファイバーを埋め込んだ測定器を作り、SPring8で試験した。また、波長変換ファイバーの読み出しに適するように量子効率を向上した、他チャンネルの光電子増倍管の開発と試験を行った。
筋再生と線維化抑制をめざす筋ジストロフィー治療の試み

【はじめに】Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)は、有効な治療法がない予後不良の疾患である。筋再生を促し、線維化を抑制することで筋ジストロフィー病変を軽減できないかと考え、様々な臓器再生を担う肝細胞増殖因子(HGF)とモデルマウスmdxを用いて、HGFcDNA発現プラスミドの直接筋注入によるHGF強制発現とリコンビナントHGF投与による壊死筋の再生・増殖促進と線維化予防の有効性を検討した。【方法と結果】1.リコンビナントhHGF投与実験:4週齢のオス・メスmdx(各5匹)に対して、12時間ごと、rhHGF0.4μg/g/回の腹腔内投与(対照群:生食100μl)を行った。血漿CK、横隔膜壊死範囲はともにrhHGF投与群が生食投与群に比べ有意な減少を示し、免疫抗体染色(TGF-β、SMA、PCNA、fibronectin)ではrhHGF投与群での線維化減少と筋衛星細胞の活性化を認めた。2.プラスミドhHGFの前脛骨筋注入:3週齢、4週齢のmdxに対する前脛骨筋へのプラスミドhHGF(50μg)注入では、何れの週数でも注入1週後、生食投与群に比べ、HGF投与群での横隔膜壊死範囲は著明に減少していた。注入局所の前脛骨筋でも、注入後3週の中心各線維率はHGF投与群において有意に減少していた。3.BaCl_2注入による急性壊死モデルに対するHGF効果:6週齢オスC57/B110の左右前脛骨筋に1.2%BaCl_2を25μlずつ注入したコントロール群と2日前より12時間ごと、rhHGF0.4μg/g/回の腹腔内投与も併用したHGF前投与群では、BaCl_2筋注後3時間で各群ともにCK値はピークを示し、注入3日目の前脛骨筋全断面積に占める壊死面積は、有意差をもってHGF前投与群で減少した。【考察】リコンビナントHGF投与実験ではHGF投与群での明らかな横隔膜の壊死範囲の減少と線維化の軽減を認め、HGF遺伝子導入からはmdxへの前脛骨筋のみならず横隔膜での壊死軽減効果が確認できた。
病原細菌の全ゲノム解析に基づくゲノム疫学の構築と集団感染症対策への応用の基盤研究

病原細菌による集団感染の被害拡大を防止するためには、その発生を早期に把握する必要があるが、同時期に発生している患者が全て集団感染によるとは限らないため、複数の患者から分離された病原細菌の同一性をより正確に判定する必要がある。病原細菌の全ゲノムを解析してその同一性を調査するゲノム疫学により腸管出血性大腸菌O157を調査したところ、従来用いられていた方法より効果的であることが判明した。また、全ゲノム解析を行う際に留意すべき事項についての情報が得られた。当初の予定では腸管出血性大腸菌O157(O157)および結核菌を解析する予定としていたが、得られた研究資金が予定に満たなかったこと、および結核菌の解析については先行研究の公表があったことから、解析対象をO157に絞ることとした。本研究課題における次世代シークエンサー(NGS)による解析を東京農業大学生物資源ゲノム解析センター(NGRC)に依頼することとなっていたが、その依頼過程でNGRCの平成26年度共同研究拠点事業の共同研究課題として採択された。そのことにより、平成26および27年度に解析予定であった計162株のO157菌株の解析が終了した。また、共同研究課題として採択されたことにより当初予定していたNGS解析費用が大幅に縮小したため、NGSデータ解析用PCソフトを購入した。解析ソフトの購入によりデータ解析が順調に進捗している。計画では解析ソフトで解析した後にMS-ExcelのVBAを使用することにしていたが、ビッグデータの解析には不向きなことから、スクリプト言語のrubyを使用することした。ruby実行環境としてはLinuxが望ましいがLinuxについては知識がなかったことから、外部の講習会を受講した。これまでに解析によりO157の進化系統グループについての新知見が得られており、その内容について論文を投稿中である。次世代シークエンサー(NGS)のデータについては平成26年度中に予定数の解析が終了していたが、研究目的を達成するために新たな観点からの調査が必要であることが判明した。そのため、東京農業大学生物資源ゲノム解析センター(NGRC)の平成27年度共同研究拠点事業の共同研究(後期分)に申請し採択されたことで追加の解析データを得る事ができた。研究目的であるゲノム疫学を構築するためにはその対象となる病原細菌の進化系統グループを明らかにする必要があるが、NGS解析で得られたデータに基づいて本研究の研究対象である腸管出血性大腸菌O157の進化系統グループ定義を評価し、再定義を行った。その内容については論文を投稿中である。当初の研究計画では予定していなかった解析が必要となったが、それに関しては東京農業大学生物資源ゲノム解析センター(NGRC)の平成27年度共同研究拠点事業の共同研究(後期分)に採択されたことで必要なデータを得ることが出来た。予定通り、平成28年度についてはNGS解析を行う必要はない段階まで終了している。腸管出血性大腸菌O157(以下「O157」)を次世代シークエンサー(以下「NGS」)を分子疫学的解析に用いる場合、同一outbreak由来の菌株を同一と認識出来ることが重要であるが、これまでに同一outbreak由来菌株間でも複数の一塩基多型(以下「SNP」)が認められることが報告されている。しかしどの程度のSNPまでが同一outbreak由来菌株間で起こりえるのか、ということについてはこれまでに調査されていなかった。そこで、9株のO157を平板培地で3代継代培養を行い、各代で5個コロニーを釣菌してNGSで解析し、SNP発生状況を調査した。SNP発生は、同一菌株のEscherichia coliK19株に保存されている領域であるbackbone領域、phageやtransoposonに由来する領域であるmobile elements領域及びその他のO157特有の領域であるO-island領域により発生する頻度が異なっていた。また供試菌株間でSNP数に有意差が確認された。これらのことから、同一outbreak由来菌株間で起こりえるSNP数についてはより多くの供試菌株を調査する必要があることが判明した。この内容については論文をpublishした。本研究ではNGSをO157の分子疫学的解析に用いてdiffuse outbreakの発生状況を監視することを目標としていることから、過去2年間にNGS解析を実施したデータを上記の研究成果に基づき再解析を実施した。その結果、同一outbreakであるかどうかを判断するSNP数が決定可能となり、それを使用した解析によりoutbreak由来菌株は明瞭にクラスターを形成することが判明した。この内容については現在論文を投稿中である。東京農業大学生物資源ゲノム解析センターの平成26年度共同研究拠点事業の共同研究課題として採択されたことにより、当初の計画では平成26および27年度に解析予定であったO157菌株の解析が終了したことによる。それに伴い、O157の進化系統グループについての新知見が得られ、論文投稿も行えた。

平成28年度はこれまでに得られたデータを解析し、その成果を学会および論文発表により社会に還元していく。論文については現在投稿中の1報に加えて、もう1報が投稿準備がほぼ整った段階まで到達している。また、学会発表については4月、9月、11月に予定している。細菌感染症、分子系統学、分子疫学次世代シークエンサー(NGS)解析データをO157集団感染症対策に利用するためにはデータ解析の工夫が必要なことが判明したので、それをrubyを用いて行えるように検討する必要がある。また、追加解析が必要な菌株の有無を分子疫学によりスクリーニング中であり、その結果によって今年度のNGS解析を行うかどうかを決定する。また、当初の計画ではNGS解析を行える人材育成を行うことも考えていたが、研究所にNGS導入をすることが困難な状況にあることから、NGS解析の実験系部分についてはアウトソースをすることにし、データ解析に関して人材育成を行うことを検討している。あらたにNGS解析が必要となった菌株の解析が、東京農業大学生物資源ゲノム解析センターの平成27年度共同研究改題として採択されたことにより、NGS解析に使用する費用が軽減できたために計画より余剰が生じた。東京農業大学生物資源ゲノム解析センター(NGRC)の共同研究課題として採択されたことによる次世代シークエンサー解析費用の大幅な減額があった。それにより、データ解析用PCソフトを購入する余裕が出来たため購入したがそれでも物品費の余剰が生じた。また、ソフト購入によりデータ解析のためにNGRCに出向く必要がなくなり、旅費の余剰が生じた。研究成果をより広く還元するために、投稿する論文をOpen Accessにするための費用として使用する予定である。計画より順調に実験が進行した関係上、今後は実績発表のための学会発表および論文発表を行うこととなる。そのために、旅費および論文発表の際の英文校閲の謝金が増加する見込みであるため、物品費から項目を振り替えて使用する予定である。データ解析用PCソフトはライセンス使用量が1年ごとに必要となるため、それに物品費を使用する。また、データ解析の結果、追加で解析する菌株のスクリーニングを行う必要が生じたため、スクリーニングのための分子疫学的解析の費用として使用する予定である。平成26年度に東京農業大学生物資源ゲノム解析センターに依頼したNGS解析の概要がニュースレターのP30に掲載されている。
Bcl6による脂質代謝制御機構の解明と創薬への応用

転写因子Bcell lymphoma 6(Bcl6)は肝臓の遺伝子発現の性差や脂質代謝の制御に重要である。そこで、肝臓特異的Bcl6欠損マウスを用いて、Bcl6と肝臓の薬物代謝酵素遺伝子群(Cyptochrome P450s, Cyps)の発現性差との関連性を検証した。この結果、オス特異的Cypsの発現はBcl6欠損でメスレベルまで発現低下していた。また、メス特異的Cypsの発現はBcl6欠損でメスレベルまで発現上昇していた。これらのことから、Bcl6はCypsの発現パターンをオス型に維持するのに必要であることが示唆され、脂質代謝や代謝異常を背景とする肝疾患の発症や性差への関与を検証する。肝臓生物学
正規木文法のための差分抽出アルゴリズムの開発

XMLのスキーマ定義は,現実の利用状況の変化に応じて更新される.このような場合,データの妥当性の維持等の理由から,スキーマの更新内容を適切に把握することが必要である.そこで本研究では,XMLのスキーマ言語としてよく用いられる正規木文法を対象に,スキーマの差分抽出アルゴリズムの開発・評価を行った.更に,その応用可能性を確認するため,XPath式をスキーマ更新に応じて修正するアルゴリズムの開発を行った.平成24年度において,前年度に開発した正規木文法の差分抽出アルゴリズムの実装を行った.ここで,正規木文法は,終端記号(要素名)の集合,非終端記号(要素の型)の集合,開始記号,および,生成規則の集合から構成される.このとき,正規木文法の差分抽出アルゴリズムは,2つの正規木文法GとG'が与えられた時に,GをG'へ更新するために必要なコスト最小の編集操作列を求めるアルゴリズムである.また,編集操作列とは,(a)生成規則の追加,(b)生成規則の削除,(c)生成規則の左辺の非終端記号の変更,(d)生成規則の右辺の終端記号の変更,(e)生成規則の右辺の正規表現の修正,という編集操作の系列である.実装において用いた言語はRubyである.入力スキーマ形式としてRELAX NGを想定し,RELAX NG形式のスキーマを内部で木文法として解釈し,提案アルゴリズムによる差分抽出を行うよう実装した.また,実装されたアルゴリズムを用いて,予備的な評価実験を行った.この評価実験では,本アルゴリズムと既存のXML差分抽出アルゴリズムを用いて,スキーマ間の差分中抽出を行い,適切な差分抽出が行われているかを調査するものである.スキーマとしてはRELAX NGとVoiceXMLの構造定義ファイルを使用し,それらにランダムに生成した編集操作列を適用して更新後のスキーマを作成した.その結果,本アルゴリズムは,XML差分抽出アルゴリズムと比較して得られた差分長が短く,より適切に差分抽出が行われていることが分かった.まず,前年度に引き続いて,正規木文法の差分抽出アルゴリズムの評価実験を行い,本アルゴリズムによる出力の妥当性を確認した.次に,開発したアルゴリズムの応用可能性を検証するため,スキーマ進化に応じたXPath式修正アルゴリズムの開発を行った.このアルゴリズムは,スキーマ進化によって,XPath式が更新後のスキーマに関して妥当なものではなくなった場合に,XPath式を更新後のスキーマに対して妥当,かつ,可能な限り同じ検索結果が得られる式となるように修正するものである.アルゴリズムの概要は次の通りである.まず,スキーマ進化が起こった場合に,本研究で開発した差分抽出アルゴリズムを用いて,更新前のスキーマと更新後のスキーマとの間の差分(更新操作列)を求める.次に,この更新操作列と入力XPath式を照合し,入力XPath式をどのように修正したらよいかを特定し,XPath式を修正する.ここで,スキーマ進化によって要素の削除が行われていた場合,検索対象の要素が消失することがあり,その場合はスキーマ進化前と同じ検索結果を得ることは不可能である.その場合,スキーマ進化前に検索されていた要素のうち,消失していないものが検索されるようなXPath式への修正を行う.得られたアルゴリズムを計算機上に実装し,評価実験を行った.使用したスキーマはMSRMEDOCDTDs (version 2.1.1 and 2.2.2)およびNLM Journal Publishing Tag Set Tag Library DTDs (version 2.3 and 3.0)である.また,本実験に使用したXPath式として,XPath式生成ツールXQgenから生成されたものを用いた.その結果,使用したいずれのスキーマにおいても,XPath式の修正が適切に行われていることが分かった.XMLのスキーマ定義は,現実の利用状況の変化に応じて更新される.このような場合,データの妥当性の維持等の理由から,スキーマの更新内容を適切に把握することが必要である.そこで本研究では,XMLのスキーマ言語としてよく用いられる正規木文法を対象に,スキーマの差分抽出アルゴリズムの開発・評価を行った.更に,その応用可能性を確認するため,XPath式をスキーマ更新に応じて修正するアルゴリズムの開発を行った.平成23年度,本研究において正規木文法の差分抽出アルゴリズムを開発した.正規木文法は,終端記号(要素名)の集合,非終端記号(要素の型)の集合,開始記号,および生成規則の集合から構成される.このとき,正規木文法の差分抽出は,2つの正規木文法GとG'が与えられた時に,GをG'へ更新するために必要なコスト最小の編集操作列を求めることである.ここで,編集操作列とは,(a)生成規則の追加,(b)生成規則の削除,(c)生成規則の左辺の非終端記号の変更,(d)生成規則の右辺の終端記号の変更,(e)生成規則の右辺の正規表現の修正,という編集操作の系列であり,各編集操作には非負のコストが付与される.特に,(e)における正規表現の修正は,正規表現を木とみなし木に対する編集操作を用いることとした.より具体的には,次の手順でアルゴリズムを開発した.(1)まず,正規木文法に対する編集操作(上記の(a)(e))を形式的に定義した.(2)得られた編集操作に基づいて正規木文法の差分抽出問題の時間計算量について考察し,同問題がNP困難であることを証明した.(3)上記(2)の結果から,同問題を解くための多項式時間アルゴリズムの開発は困難であることが分かった.

そこで本研究では,まず正規木文法の差分抽出が多項式時間可解となる十分条件を求めた.これは,編集操作に関する制約条件である.次に,その十分条件の下で多項式時間で動作するアルゴリズムを開発した.交付申請書に記載した「研究の目的」をまとめると次の(1)(3)となる.(1)正規木文法の差分抽出が効率よく行えるための十分条件を求める,(2)その十分条件の下で,正規木文法の差分抽出を行う効率の良いアルゴリズムを構成する,(3)そのアルゴリズムに関する評価実験を行う.このうち,現在までに(1),(2),および(3)の一部が達成されている.当初の計画では(3)は次年度に行う予定であったので,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.交付申請書に記載した「研究の目的」をまとめると次の(1)(3)となる.(1)正規木文法の差分抽出が効率よく行えるための十分条件を求める,(2)その十分条件の下で,正規木文法の差分抽出を行う効率の良いアルゴリズムを構成する,(3)そのアルゴリズムに関する評価実験を行う.このうち,現在までに(1)および(2)が達成されており,これは当初の計画通りである.よって,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.これまでに正規木文法の差分抽出アルゴリズムを開発および実装を終えており,予備的な評価実験を始めている.予備実験ではXML差分抽出アルゴリズムを2つ使用していたが,今後はより多くのXML差分抽出アルゴリズムを対象として評価を行う予定である.特に,アルゴリズムの動作効率,抽出された差分の適切さ等における差分抽出の有効性を評価する.正規木文法の差分抽出アルゴリズムは平成23年度において得られたので,平成24年度以降は,得られたアルゴリズムを計算機上に実装し評価実験を行う予定である.アルゴリズムの実装にはJavaまたはRubyを用いる予定である.評価実験では,まず,評価に必要なスキーマ集合を用意する.これは,インターネット上で入手可能なスキーマを収集し,必要に応じて更新操作等を施すことにより作成する.次に,得られたスキーマ集合を実装されたアルゴリズムに適用し,アルゴリズムの動作効率,抽出された差分の適切さ,および,スキーマ更新に伴うXMLデータ変換における差分抽出の有効性を評価する.「次年度使用額」は,主として,本研究に関する学会発表を行うための旅費として使用する(既に学会発表は行っており,支出は確定している).また,評価実験に関する諸作業(実験用データの収集作業や結果の集計等)には学生の協力を得る予定であり,そのための謝金としても用いる予定である.アルゴリズムの実装および評価実験のため,アルゴリズムの実装や評価実験を行うための計算機(サーバ)の購入,および,サーバにアクセスして作業するための作業用端末(PCを数台)購入する予定である.また,評価実験に関する諸作業(計算機の設定補助,アルゴリズムの動作テスト,実験用データの収集作業等)には学生の協力を得る予定であり,そのために本研究費から謝金を支払う予定である.なお,「次年度使用額」は主にこの謝金として用いる予定である.更に,本研究に関する成果発表や調査を行うため,学会参加用の旅費として使用する.
先端制御理論に基づく経験的な制御手法の解析に関する研究

平成12年度の目的制御の現場において、その有効性が広く認められている,アンチワインドアップ補償について,以下の課題に対し先端制御理論の立場から考察をおこなう。〇アンチワインドアップ補償に対する新しい枠組の設定と,その性能解析〇シミュレーションおよび実験による評価平成12年度の実績〇実際の制御問題における有効性という観点からアンチワインドアップ手法について検討をおこなった。そこで,船舶の減揺制御におけるワインドアップ現象の低減に問題を限定し、船体の角運動量に注目したアンチワインドアップ補償の枠組を設定した。〇上記の枠組に基づき,アンチワインドアップ補償の定式化をおこなった。また繰り返し計算を用いた設計手法を提案し、その有効性をシミュレーションにより示した。〇実際の制御問題における有効性を調べるために船体模型および造波水槽を用いた実験を実施した。実験において,単純な減揺制御の適用では波の大きさによってワインドアップ現象が発生すること,および提案したアンチワインドアップ補償によって減揺性能が回復されることを確認した。平成11年度の目的制御の現場において、その有効性が広く認められている経験的な制御手法であるゲインスケジューリングとアンチワインドアップ補償について,以下の課題に対し先端制御理論の立場から明確な見通しを与える。○ゲインスケジューリング,およびアンチワインドアップ補償に対する先端制御理論の考え方に基づいた新しい枠組の設定と,その性能解析平成11年度の実績○ゲインスケジューリング状態に依存したパラメータによりスケジュールされる自己スケジューリングパラメータを持つ線形システムという枠組を提案した。また、性能解析として、このシステムのL^2ゲイン解析法を与え、その有効性を数値例で確認した。○アンチワインドアップ補償これまであまり理論的な扱いがなされてこなかったワインドアップ現象に対し,状態/出力可到達集合に基づいた定式化を与えた。また,この定式化に基づき,アンチワインドアップ補償の性能解析手法を提案しその有効性を確認した。
近交系間4元交雑マウスの量的形質特性の調査および近交系ならびにF1との比較

クローズドコロニーICRマウスから育成された4種の近交系、近交系間F_1、4元交雑(MCH)およびICRマウスについて生化学的遺伝形質を調査するとともに、下顎骨の11部位の形態的量的形質の測定を行い、コンピュータを用いた多変量解析によって各種マウスの遺伝的関連性を検索した。1.質的形質としてヘモグロビン型、酵素アイソザイム型を調査した。ICRマウスにおいてはいくつかの形質に多型がみられたが、MCHでは3形質について多型がみられたにすぎなかった。2.下顎骨の形態学的測定値の多変量解析を行ったところ、交雑F_1マウスは交配の基礎になった近交系の中間の位置に、MCHマウスは2つのF_1の中間で、しかもICRと比較的近い位置に分布した。これらの分布に世代の経過にともなう変化は見られなかった。3.3年間に得られた成績を総合的に考察し以下の結論が得られた。(1)MCHマウスでの生化学的形質は、基礎となった近交系によって決定され、遺伝的変異も少ないために、交雑マウスの遺伝的評価のためにはあまり有効でない。(2)下顎骨の測定値の多変量分析によって、近交系とそれらのF_1の関係、近交系育成の基礎となったICRとMCHの関係を明らかにすることができた。(3)MCHは量的形質についても再現性の高い動物であり、基礎となった近交系との関連も明らかにできるため、実験動物として極めて有用性が高いと結論された。クロ-ズドコロニ-ICRマウスから育成された4種の近交系(A,C,P,Q)、近交系間F1(P×C,Q×A)、4元交雑(MCH)およびICRマウスについてヘモグロビン型,各種酵素アイソザイム型等の生化学的形質を調査するとともに、下顎骨の11部位の形態的量的形質の測定を行い、コンピュ-タを用いた多変量解析によって各種マウスの遺伝的関連性を検索した。生化学的形質の調査においては,ICRマウスでは6項目(Pepー3,Carー2,Pgmー1,Ldrー1,Gpiー1およびHbb)において多型が認められた。一方、近交系においては4項目(Pgmー1,Ldrー1,Gpiー1およびHbb)において系統差がみられた。Pepー3およびCarー2においてはICRマウスにおいて対立する遺伝子の頻度が極めて低かったため,4系統とも頻度の高い一方の遺伝子に固定したものと考えられた。MCHにおいては4近交系の間に系統差のみられた項目において多型がみられた。下顎骨の11個所の測定値を多変量解析(正準判別分析)したところ、4つの近交系は育成の基礎となったICRマウスの周辺に分布し、他の近交系(C57BL/6,BALB/c,C3H/He)などとは異なる位置にあった。近交系間の交雑F1のP×Cは近交系Pと近交系Cの中間に,Q×AはQとAの中間に位置していた。さらに、MCH(近交系P,C,Q,Aの4元交雑)はP×CおよびQ×Aの中間に位置し、しかもほぼICRと同様の場所に位置していた。このことは、ICRから育成した4近交系を交雑して得られた4元交雑マウスの遺伝的性格がもとのICRと類似していることを示唆している。昨年度に引き続き、クローズドコロニーICRマウスから育成された4種の近交系(A,C,P,Q)、近交系間F1(P×C,Q×A)、4元交雑(MCH)およびICRマウスについてヘモグロビン型、各種酵素アイソザイム型等の生化学的質的形質を調査するとともに、下顎骨の11部位の形態的量的形質の測定を行い、コンピュータを用いた多変量解析によって各種マウスの遺伝的関連性を検索した。

昨年度に採取したサンプルを用いて、ICRマウス、近交系、近交系F1およびMCHマウスの生化学的形質の調査を行うとともに、世代の経過にともなう遺伝的変化の調査のために、再度MCHマウスを作成し血液および腎臓のサンプルを採取した。ICRにおいては6項目において多型が認められた。一方、近交系においては4項目において系統差がみられた。MCHにおいては2項目において多型がみられた。下顎骨の11個所の測定値を多変量解析(正準判別分析)を行うとともに、再度新たな下顎骨の標本を作成した。初年度の標本においては、4つの近交系は育成の基礎となったICRマウスの周辺に分布し、近交系間の交雑F1のP×Cは近交系Pと近交系Cの中間に、Q×AはQとAの中間に位置していた。さらに、MCH(近交系P,C,Q,Aの4元交雑)はP×CおよびQ×Aの中間に位置し、しかもほぼICRと同様の場所に位置していた。このことは、ICRから育成した4近交系を交雑して得られた4元交雑マウスの遺伝的性格がもとのICRと類似していることを示唆している。前年度に引き続き、クローズドコロニーICRマウスから育成された4種の近交系、近郊系間F_1、4元交雑(MCH)およびICRマウスについて生科学的形質を調査するとともに、下顎骨の11部位の形態的量的形質の測定を行い、コンピュータを用いた多変量解析によって各種マウスの遺伝的関連性を検索した。また、3年間の成績を総合的に考察し、4元交雑マウスの実験動物としての評価を行った。1.質的形質としてヘモグロビン型、酵素アイソザム型を調査し、4元交雑における質的形質の世代間の比較をおこなった。ICRマウスにおいてはいくつかの形質に多型がみられたが、MCHでは2形質についてのみ多型がみられたにすぎなかった。この2形質の頻度に世代間の変化は見られなかった。2.下顎骨の形態学的測定値の多変量解析を行ったところ、交雑F_1マウスは交配の基礎になった近交系の中間の位置に、MCHマウスは2つのF_1の中間で、しかもICRと比較的近い位置に分布した、これらの成績は昨年度に得られた成績と類似していた。3.3年間に得られた成績を総合的に考察し以下の結論が得られた。(1)MCHマウスでの生化学的形質は、基礎となった近交系によって決定され、遺伝的変異も少ないため、交雑マウスの遺伝的評価のためにあまり有効でない。(2)下顎骨の測定値の多変量分析によって、近郊系とそれらのF_1の関係、F_1とMCHマウスの関係,近郊系育成の基礎となったICRとMCHの関係を明らかにすることができた。(3)MCHは量的形質についても再現性の高い動物であり、基礎となった近交系との関連も明らかにできるため、実験動物として極めて有用性が高い。