hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペプチドグリカン修飾の解析及び修飾に関わる因子の同定とその解析

サルモネラにおけるペプチドグリカンN-脱アセチル化酵素の候補遺伝子を同定し、その遺伝子産物がリゾチーム抵抗性などに関わることを示した。また、ペプチドグリカンと同様に細菌表層を構成するリポ多糖について、その脱アシル化酵素(LpxR)欠損株では宿主細胞内における増殖が有為に低下すること、LpxR欠損株の感染は宿主細胞のiNOS誘導を増強することを見出した。LpxRは、宿主の細胞応答を減弱させることにより宿主細胞内におけるサルモネラの生存及び増殖に寄与すると考えられる。本年度は主に、サルモネラ菌に特徴的なペプチドグリカン修飾を同定する足がかりとして、Salmonella typhimuriumにおけるN-脱アセチル化酵素候補遺伝子のクローニングと、その遺伝子産物の解析を行った。リステリアのペプチドグリカンN-脱アセチル化酵素(PgdA)との相同性を指標にデータベース検索を行った結果、サルモネラ菌のペプチドグリカンN-脱アセチル化酵素の候補遺伝子が二種類見つかり、これら遺伝子のクローニングをいった。二種類の遺伝子産物について細胞内局在を予測したところ、一つは細胞質、一つはペリプラズムもしくは外膜に存在するタンパク質であると予想された。後者については、その局在からペプチドグリカンの修飾に関わる可能性が高いと考えられる。Staphylococcus aureusなどにおいて、リゾチーム耐性とペプチドグリカン修飾は密接に関連していることが知られている。候補遺伝子を大腸菌DH5αで過剰発現させ、栄養培地での生育に対するリゾチーム添加の影響を調べたところ、本遺伝子産物がリゾチーム感受性に関与することが示唆された。今後は、合成基質を用いて候補遺伝子産物の酵素活性を測定し、本酵素がペプチドグリカンのN-脱アセチル化酵素であることの確認を行う。また、候補遺伝子の欠損株を作製し、サルモネラにおけるペプチドグリカン修飾とリゾチーム感受性との関係を明らかにしていく予定である。サルモネラはマクロファージ細胞内で生存し、増殖することができる細胞内寄生性細菌であり、このような環境下で自身のリポ多糖lipid A部位を修飾することが知られている。Lipid A修飾は抗菌ペプチドに対する抵抗性を増加させる等の効果があり、サルモネラの病原性に深く関わる。Lipid Aと同様に細胞壁を構成するペプチドグリカンについても、その修飾は病原性に影響を与えると考えられたため、既知のペプチドグリカン修飾酵素(PgdA)のアミノ酸配列をもとに類似遺伝子をクローニングし、過剰発現株及び遺伝子欠損株を用いてその病原性への関与を検討した。サルモネラpgdA遺伝子欠損株において、マクロファージ様培養細胞内におけるサルモネラの増殖が亢進したことから、本遺伝子産物は宿主細胞内でのサルモネラの生存及び増殖に影響を与えることが示唆された。また、近年同定されたlipid Aの3'-O-脱アシル化を行う新規酵素(LpxR)について、LpxRによるlipid A修飾の生理的意義を検討した。まず、LpxRタンパク質の発現及びlipid A脱アシル化活性がstationary phaseにおいて増加することを明らかにした。続いてlpxR遺伝子欠損株を作製し、マクロファージ様培養細胞に感染させたところ、マクロファージ細胞内での増殖率が有為に低下した。さらに、同条件においてiNOSの誘導が増強されることを見出した。LpxRは、宿主細胞応答を減弱させることにより、サルモネラの宿主細胞内における生存及び増殖に寄与すると考えられる。
教員養成大学における環境教育プログラムの開発に関する研究

研究課題の最終年度となり,情報収集や収集した資料の整理・まとめ,および教員養成系大学で使用するテキスト「環境教育入門」の執筆活動を実施した.特に今年度は課程共通科目として実施している講義「環境教育入門」において大学生の意識や取り組みについての調査を実施し,上野洋子分担研究員が日本家政学会において,現在の大学生にとって意識が高い環境問題は,ごみ処理問題,リサイクル,ダイオキシンが関心の上位を占める一方,マスコミ等による情報に対して正確な情報による判断がしにくいという結果を発表した.このことから,作成するテキストは,マスコミ情報に対して正しい判断が出来るように事象の一側面だけをとらえて判断しないように心がけるようにした.テキスト「環境教育入門」は,北海道教育大学函館校において在学生に対しては課程共通科目,平成11年度以降の入学生に対しては教科に捕らわれない複合領域である学校課題科目グループの科目の「環境教育入門」テキストとして配付して使用する予定である.テキスト「環境教育入門」の章建ておよび執筆担当者は,I.環境教育のねらいと視点(田中邦明元研究員),II.ごみとリサイクルと自治体(清水敏行研究員),III.プラスチック廃棄物と環境(尾崎文彦研究員),IV.水と環境(上野洋子研究員),V.日本一の汚染湖沼・手賀沼(相原正義研究員),VI.技術と環境(井上平治研究員),VII.環境問題と法(新里光代研究員)である.研究課題の最終年度となり,情報収集や収集した資料の整理・まとめ,および教員養成系大学で使用するテキスト「環境教育入門」の執筆活動を実施した.特に今年度は課程共通科目として実施している講義「環境教育入門」において大学生の意識や取り組みについての調査を実施し,上野洋子分担研究員が日本家政学会において,現在の大学生にとって意識が高い環境問題は,ごみ処理問題,リサイクル,ダイオキシンが関心の上位を占める一方,マスコミ等による情報に対して正確な情報による判断がしにくいという結果を発表した.このことから,作成するテキストは,マスコミ情報に対して正しい判断が出来るように事象の一側面だけをとらえて判断しないように心がけるようにした.テキスト「環境教育入門」は,北海道教育大学函館校において在学生に対しては課程共通科目,平成11年度以降の入学生に対しては教科に捕らわれない複合領域である学校課題科目グループの科目の「環境教育入門」テキストとして配付して使用する予定である.テキスト「環境教育入門」の章建ておよび執筆担当者は,I.環境教育のねらいと視点(田中邦明元研究員),II.ごみとリサイクルと自治体(清水敏行研究員),III.プラスチック廃棄物と環境(尾崎文彦研究員),IV.水と環境(上野洋子研究員),V.日本一の汚染湖沼・手賀沼(相原正義研究員),VI.技術と環境(井上平治研究員),VII.環境問題と法(新里光代研究員)である.教員養成系大学の一般教育に活用できる環境教育テキストを作成するための基礎として、以下の研究を行ってきた。1.環境教育プログラムの開発理念に関する研究主にインターネットを用いた文献検索により、国内外における環境教育関連の文献および教育教師教育用環境教育プログラムに関する資料資料の収集を行い、特に環境および環境問題の規定、環境保全思想にかかわる理論的分析をすすめてきた。2.地域的環境教育プログラムの独自開発に関する研究独自の環境教育プログラムとして、環境アセスメント法と環境負荷低減、プラスチック廃棄物の簡易分別と再利用、都市河川の水質汚濁状況調査、流況調整河川と水利用政策、河川森林環境と海洋生物などに関する地域的環境問題に関する取材調査および科学的データの収集を行い、論文等による公表を行ってきた。3.大学の授業における実践的検証1.の理論および2.で得られた成果をもとに仮説的に作成した環境教育プログラムを大学の授業「環境教育入門」において実践し、教育的効果を検証してきた。授業後アンケートによる調査によれば、一連の授業によって受講学生の環境問題に関する問題意識の深まりがみられた。教員養成系大学に一般教育に活用する環境教育テキストを作成するために,平成9年度は以下の研究を行った.1.環境教育プログラムの開発理念に関する研究主としてインターネットによる文献検索,国内外の環境教育関連の文献および環境保全活動事例の資料収集の他,関係図書による文献調査を行い,特に環境および環境問題の規定,環境保全思想に関わる理論的分析を進めてきた.2.地域的環境教育プログラムの開発に関する研究独自の環境教育プログラムとして,生産から消費に至る環境破壊コストと環境保全対策に要するコストによる真のコストの検討,自治体のゴミ行政および包装容器リサイクル法施行後の状況や課題,ダイオキシン汚染の現状と発生防止対策,塩素含有プラスチックの塩素量,環境ホルモンの生態系への影響,都市河川の水質汚染状況,閉鎖水域湖沼の環境保全対策調査等に関する調査およびデータ収集を行った.これらの研究成果の一部は論文等による公表を行った.3.大学の授業による実践的検証上記1および2で得られた成果をもとに,仮説的に作成した環境教育プログラムを研究代表者および研究分担者で担当している大学の授業「環境教育入門」で実践し,教育的効果を検証した.授業後のアンケート調査によれば,一連の授業によって受講生の環境問題に関する問題意識の深まりが見られた.研究課題の最終年度となり,情報収集や収集した資料の整理・まとめ,および教員養成系大学で使用するテキスト「環境教育入門」の執筆活動を実施した.特に今年度は課程共通科目として実施している講義「環境教育入門」において大学生の意識や取り組みについての調査を実施し,上野洋子分担研究員が日本家政学会において,現在の大学生にとって意識が高い環境問題は,ごみ処理問題,リサイクル,ダイオキシンが関心の上位を占める一方,マスコミ等による情報に対して正確な情報による判断がしにくいという結果を発表した.

このことから,作成するテキストは,マスコミ情報に対して正しい判断が出来るように事象の一側面だけをとらえて判断しないように心がけるようにした.テキスト「環境教育入門」は,北海道教育大学函館校において在学生に対しては課程共通科目,平成11年度以降の入学生に対しては教科に捕らわれない複合領域である学校課題科目グループの科目の「環境教育入門」テキストとして配付して使用する予定である.テキスト「環境教育入門」の章建ておよび執筆担当者は,I環境教育のねらいと視点(田中邦明元研究員),IIごみとリサイクルと自治体(清水敏行研究員),IIIプラスチック廃棄物と環境(尾崎文彦研究員),IV水と環境(上野洋子研究員),V日本一の汚染湖沼・手賀沼(相原正義研究員),VI技術と環境(井上平治研究員),VII環境問題と法(新里光代研究員)である.
多対1マッチング問題におけるコア解の性質の多面的解明と市場設計への応用

平成30年度は、過去2年間の研究をもとに、市場設計への応用可能性を検討することに主眼が置かれた。市場設計の仕事は、与えられた「基準」を満たすような資源配分ルールが存在するのかを検討し、存在するのであればルールの具体的な関数型を求めることにある。ここでいう「基準」とは、設定した環境を表すための物理的な制約条件や、市場の望ましさを表した性質のことである。マッチング市場の設計問題に限らず、経済学上の様々な市場設計問題において、与えられた複数の基準を同時に満たすことができないことを示す、いわゆる「不可能性定理」が示されてきた。近年のマッチング理論の発展に伴い、現実でも非常に多くのマッチング市場が世界中で整備されてきたが、古典的なマッチング理論の研究に、そうした現実の市場で見られる制約条件を加えた結果、古典的な研究では「可能性定理」であったものが、「不可能」になってしまうことが示されることが増えている。すなわち、妥当だと考えられる複数の基準が同時に満たされないということが、現実のマッチング市場で起きている。複数の基準が同時に満たされないとき、少なくともそのうちの1つの基準については何らかの妥協をして、配分ルールに対する要請を弱める必要がある。しかし、どのように「妥協」をすべきだろうか?マッチング市場の研究においては、多くの研究者が「妥協」を提示し、それによって弱められた要請を満たす資源配分ルールが存在するか否かが検討されてきた。しかし、それらのうちには、経済学的な意味よりも、存在を示すための技術的な意味合いが強いように思われるものも少なくない。少なくとも、どのような「妥協」の仕方が妥当なのかは議論されてこなかったように思える。そこで本研究では、過去の研究から妥当と思われる2つの汎用性のある「妥協」の方法について、それらの一般的な性質の解明を試みた。本研究の目的は、市場設計等への応用可能性をも視野に入れながら、多対1マッチング問題においてコア解の性質を新しい観点から解明することにある。マッチング市場の研究において、理論研究においても、種々のマッチング市場の設計という理論の実践においても、最も大きな役割を果たしてきたのは、コアと呼ばれる資源配分の集合や、各マッチング問題においてそのコアを選び出す関数であるコア解である。その重要性を語る上で、コアの定義上の性質(および安定性などのそれと同値の性質)はもちろんのこと、これまでの理論研究において明らかにされてきた諸性質(例えば、非空性、束などの代数構造、僻地病院定理)や、非コア配分を指定するマッチング・メカニズムが淘汰されてきた(例えば、英国の研修医マッチングでは、地域毎に異なるメカニズムが用いられてきた時代があったが、非コア・メカニズムは機能不全に陥り、用いられなくなってきた)という事実は欠かすことができないものである。すなわち、コア解の持つ重要性は、しばしばその定義以上のものに帰着される。しかし、このことは、コア解以外に望ましい解概念が存在しないことを意味する訳ではない。本研究では、まず「コア解以外に、望ましい解はないのだろうか」という疑問を解決するために、コア解といくつかの性質を共有する解概念を探し出すことから開始した。初年度は、(1)「ペア安定性」という性質の解概念を提示し、それを満たす解がコアの持つ重要な性質を共有していることを示し、(2)コアとペア安定性の概念は一致しうること、更には具体的にどのような環境で一致するのかを調査した。これらの結果は異なる2本の論文としてまとめられ、一部の結果は国際学会で発表された。また、一本の論文を国際的な学術雑誌に投稿した。また、2年目に実施する現実のマッチング市場の調査に関する文献を収集し、整理するための準備を行った。本研究は、概ね順調に進展していると言える。応募時に計画していた3つの研究(それぞれ、応募時と同じく研究1ー3と呼ぶ)のうち、2つは予想以上に順調に進展している。1つは全く進展していない(後述の通りこれは他の2研究の補助的研究である)が、他の2つの研究の順調さは、これを補って余りあるものであると考えており、総合的に「おおむね順調」と判断した。研究1は、コア解の代表的性質を満たす他の解概念を提示することを目的としている。先述の「ペア安定性」の提示により、この目的は完全に達成されたと言える。初年度の研究計画を大きく超える早さで成果を得ることができた。研究2は、コア解の代表的性質(研究1において用いたものと同じ性質)を持つ解概念がコア固有のものであるような環境(例えば、プレイヤーの選好関係や定員の設定などの条件)を特定化することを目的としている。プレイヤーたちの選好関係に関する条件を特定化することには成功したので、最低限の目的は達成されたと言える。研究3は、研究2で特定化された条件が現実のマッチング市場で満たされる蓋然性をコンピュータ・シミュレーションによって議論することを目的としている。応募時に述べたように、この研究は単独でも重要な研究ではあるものの、他の2つの理論研究の補助的役割を担うことに大きな意味がある。理論研究が順調であり、それらの解答に目星を付けるために用意していたコンピュータ・シミュレーションを必要としなかったため、初年度はこれに手をつけなかった。マッチング問題の研究の中心はコア配分およびコア解の性質の解明である。理論研究のみならず、現実のマッチング市場設計においても、特定のコア配分を達成するようなメカニズムの設計が望ましいと考えられてきた。

これは、これまでの研究により明らかにされたコアの持つ望ましい性質だけが理由ではなく、いくつかの経験的な理由(例えば、英国の研修医マッチングでは地域毎に異なるメカニズムが用いられていたが、非コア・メカニズムは機能不全に陥り、次第に用いられなくなってきた)にも支持されている。本研究は、コアより広い解概念(常にコアを部分集合として含むような資源配分が解として指定される)についての研究を行うものである。いくつかの有名なコアの性質を選び出し、それらを共有する解概念が存在するのかを考える。これにより、コアの持つ有名な性質の中で、どれがコア固有の性質であるのかが明らかになる。また「コアが望ましい性質を持つこと」は必ずしも「コア以外の解概念が望ましくないこと」を意味しない。本研究により新たな望ましい解概念を提示できる可能性もある。平成28年度は、(1)「ペア安定性」という性質の解概念を提示し、それを満たす解がコアの持つ重要な性質を共有していることを示し、(2)コアとペア安定性は一般には一致しないが特定の環境下では一致し得ることを示し、更には具体的にどのような環境で一致するのかを調査した。平成29年度は(1)の研究を進展させ、結果を論文としてまとめ、国際学会で2度報告を行い、得られたコメントをもとに改訂作業を繰り返しているが、まだ投稿に至っていない。また(2)の論文を国際的な学術雑誌へ投稿し、その後改訂要求を受けた。さらに(3)マッチング問題に限らず様々な経済問題を含むような一般的な経済環境で、必ずしも両立しない2つの解概念を組み合わせて作られる新たな解概念についての研究を開始した。本研究は、概ね順調に進展していると言える。上述の通り、2つの理論研究は既に論文になっている。1本は投稿済みで、もう1本も間もなく投稿プロセスに入ることができるものと思われる。応募時の研究計画では具体的に3つの研究課題が挙げられている(それぞれ研究13と呼ぶ)。研究1および2は主たる研究課題であり、研究3はこれらが上手く行かなかったときの補助研究課題として位置付けられている。研究1については既に完了した(昨年度報告書に記載済み)。研究2は、本研究で提示した「ペア安定性」という解概念がコアと一致する環境を特定化することを目的とする。マッチング市場のプレイヤーたちの選好に関する条件で、ペア安定性とコアが一致する条件を求め論文にまとめた。昨年度得ていた条件を精査し、(現実的に起こり得る仮定を加えることで)より簡素な条件でこれを表現することができることが分かった。この結果を反映させ論文を改訂した。また、ペア安定性とコアが一致する条件で、上記のプレイヤーたちの選好以外に関するものも見つかったため、これも改訂に反映されている。最初の投稿プロセスにおいて、審査員からの返答に予想より時間がかかった。また再投稿にも、当初の予定よりも時間を要している(近日中に再投稿する予定である)。研究3は、研究1と2が順調に進んでいるため具体的には手を付けていない。今後も研究2の理論パートが順調に進展した場合は手を付けないつもりである。このように、2つの主たる研究のうち1つが完了し、もう1つは昨年度より進展した。
ベクトル値関数に対する偏微分方程式と数式処理ソフトの利用

本研究で得られた主な結果は次の通りである.1.ベクトル値関数に対する定数係数斉2次形式(エネルギー積分)が一様正値である(Poincare型不等式が成立する)ための条件を調べた.空間次数かベクトルの長さのどちらかが2の場合に,slab領域あるいは有界領域の上で一様正値となるための条件を,行列多項式の因数分解を手段とし,シンボルの実単因子の言葉を用いて,ほぼ完全な形で与えた.2.工学者が非等方弾性体の2次元的変形を扱う際によく用いるBarnett-Lotheテンソルに対して,微分方程式論的観点による新しい導出法を与えた.この導出法は(必ずしも強楕円型でない)楕円型システムを扱うのに適しており,Barnett-Lotheテンソルが楕円型システムの境界値問題,対応する波動方程式の初期境界値問題に対して基本的な役割を果たすことが示される.また,亜音速Rayleigh波(表面波)の存在の判定条件,構成,個数の評価にも大変有効である.3.滑り境界条件(あるいはそれに共役な境界条件)に対応するKorn不等式の研究を行った.境界上で境界と平行(あるいは垂直)となるベクトル場に対して,通常のKorn不等式が成り立つための必要十分条件は領域が軸対称でないことである.空間次元3の場合には以前から知られていたが,これが一般次元かつ一般のLame定数に対する歪みエネルギーを考えた場合にどのように拡張されるかを明らかにした.4.弾性波動方程式に対する「移動亀裂問題」を解いた.弾性体が内部に時間とともに進展する亀裂(進展の仕方は既知とする)を含むとき,対応する弾性波動方程式の初期境界値問題が弱解をもつための亀裂先端の制限速度を,いろいろな方向の亜音速Rayleigh波(表面波)の速さ(および限界速度)を用いて,完全に特徴づけた.年度途中の採択であったため,分担者と一緒に何かまとめる時間的余裕はなかったが,研究代表者個人の研究として次のような研究を行った.・以前から継続の研究として,内部に進展する亀裂を含む弾性波動方程式の解析を進めた.具体的には解が存在するための亀裂進展の制限速度を,いろいろな方向の弾性表面波の速さ(あるいは「限界速度」)を用いて,完全に特徴づけることができた.この話題については東大地震研での研究会で発表し,他分野の研究者との間で意見を交換することができた.・Barnett-Lotheテンソルの(微分方程式論的見地による)新しい導出法を発見した.非等方弾性体2次元的変形を扱う大変有効な手段として「Stroh形式」が知られているが,それを発展させる過程でBarnettとLotheは3種類のテンソルを導入した.しかし,彼らの導出法では,基本的役割を果す行列が半単純でない場合には,いちいち場合分けをして議論する必要が生じる.これを先の行列のタイプに依存しない新しい方法で導出し,更に微分方程式立場から,関連するいろいろな性質を調べた.偏微分方程式への応用としては,必ずしも強楕円型ではない楕円型システム(圧電体方程式が好例)の境界値問題,対応する波動方程式の初期境界値問題が挙げられる.また,亜音速表面波の存在の判定条件,構成,個数の評価にも有効である.・数式処理ソフトMathematicaを用いていろいろな非等方弾性体の反速曲面を描く実験を行った.比較的単純な弾性係数をもつtransverselyisotropicの場合でさえ、パラメータの取り方により十分に複雑な図形となる.今後の偏微分方程式の研究に生かしていきたい.本研究で得られた主な結果は次の通りである.1.ベクトル値関数に対する定数係数斉2次形式(エネルギー積分)が一様正値である(Poincare型不等式が成立する)ための条件を調べた.空間次数かベクトルの長さのどちらかが2の場合に,slab領域あるいは有界領域の上で一様正値となるための条件を,行列多項式の因数分解を手段とし,シンボルの実単因子の言葉を用いて,ほぼ完全な形で与えた.2.工学者が非等方弾性体の2次元的変形を扱う際によく用いるBarnett-Lotheテンソルに対して,微分方程式論的観点による新しい導出法を与えた.この導出法は(必ずしも強楕円型でない)楕円型システムを扱うのに適しており,Barnett-Lotheテンソルが楕円型システムの境界値問題,対応する波動方程式の初期境界値問題に対して基本的な役割を果たすことが示される.また,亜音速Rayleigh波(表面波)の存在の判定条件,構成,個数の評価にも大変有効である.3.滑り境界条件(あるいはそれに共役な境界条件)に対応するKorn不等式の研究を行った.境界上で境界と平行(あるいは垂直)となるベクトル場に対して,通常のKorn不等式が成り立つための必要十分条件は領域が軸対称でないことである.空間次元3の場合には以前から知られていたが,これが一般次元かつ一般のLame定数に対する歪みエネルギーを考えた場合にどのように拡張されるかを明らかにした.4.弾性波動方程式に対する「移動亀裂問題」を解いた.弾性体が内部に時間とともに進展する亀裂(進展の仕方は既知とする)を含むとき,対応する弾性波動方程式の初期境界値問題が弱解をもつための亀裂先端の制限速度を,いろいろな方向の亜音速Rayleigh波(表面波)の速さ(および限界速度)を用いて,完全に特徴づけた.今年度は,研究課題に関連して以下の研究を行った.・昨年度の研究で,非等方弾性体の理論では有名な「Barnett-Lotheテンソル」に対して(微分方程式論的見地による)

新しい導出法を与えた.今年度は,それを発展させて,これらは境界の余接束上で定義されるシンボルであることを明らかにし,更に,2階楕円型システムに対して,Dirichlet,Neumann境界条件だけでなく,いわゆる「一般境界条件」(たとえば滑り境界条件など)を扱う際にも同様なシンボルが定義され本質的な役割を果たすことを示した.なお,この研究に関して,偏微分方程式の国際会議,数学以外の研究会を含めて,いくつかの研究会で発表する機会に恵まれ,多くの研究者と話ができたことは有意義であった.・以前に行っていた研究の継続として,定数係数の斉2次形式に対する一様正値性(Poincare型不等式の成立)の研究を行った.スカラー関数の場合には,シンボルが非負値である方向に退化していないということから一様正値性が従うが,ベクトル値関数になるとそれほど状況は単純でない.空間次数かベクトルの長さのどちらかが2の場合に,この一様正値性の成立条件を,以前に研究していた行列多項式の因数分解を手段とし,シンボルの実単因子の言葉を用いて,slab領域の上で完全な,有界領域の上でほぼ完全な特徴付けを行った.・滑り境界条件(あるいはそれに共役な境界条件)に対するKorn不等式の研究を行った.具体的には境界上で境界と平行(あるいは垂直)となるベクトル場に対して,変位の歪みエネルギーとH^1ノルムが同値になるため条件が,領域の対称性によって述べられる.空間次元3の場合には領域が軸対称でなければよいことが以前から知られていたが,これが一般次元かつ一般のLame定数の場合にどのように拡張されるかを明らかにした.
発達性協調運動障害の病態モデルの構築とニューロリハビリテーションの開発

発達性協調運動障害(DCD)の神経基盤は脳の運動制御モデルである内部モデルの障害説や模倣学習に関わるミラーニューロンシステムの障害説などいくつか想定されている。今年度は、開発中のMovement Assessment Battery for Children-2ndedition(M-ABC2)日本語版と映像遅延検出課題を用いて視覚-運動時間的統合能力について検討したところ、子どもが有する手運動機能(手指の巧緻性)は,年齢と関係なく,子どもの視覚-運動時間的統合能力の強力な予測因子であること,すなわち、手運動機能と視覚-運動時間的統合能力との間には,直接的な関係(ダイレクト-リンク)があることを明らかにした。また、M-ABC2日本語版の年齢層1(36歳)における予備的な検討を行った。結果、この年齢の日本人の子どもでは、オリジナルの英国人でのデータに比べて、手先の巧緻性やバランス能力が高いこと、また男女差があり、女児ではバランスのスコアが男児より高いことが明らかとなった。また、因子分析ではオリジナルの英国での検討と異なる因子構成が示された。これらより、人種差・文化差などを考慮した我が国独自の、さらに、生物学的あるいは社会的な性差を考慮した標準化が必要なことが示された。今後、DCDの神経基盤についてより詳細に検討し、ニューロリハビリテーションの可能性、薬物療法など包括的な介入方法の開発につなげていきたい。研究代表者の所属機関の異動などがあったが、研究は連携研究者とともにおおむね順調に進捗し、成果に関しても順次、学会および論文発表を行っている。研究代表者の所属機関の異動、研究実施場所の変更に伴う環境整備の必要性が生じたこと、また、成果についての学会や論文発表、研究の進捗に伴い明らかとなった新しい課題に関する機器整備を行うなど、補助事業の目的をより精緻に達成する目的で補助事業期間延長を行った。今後はこれらを推進していく。発達性協調運動障害(DCD)の神経基盤は未だ明らかではないが、運動の内部モデル、ミラーニューロンの障害などが仮説としてあげられている。今年度は、開発中のMovement Assessment Battery for Children-2ndedition (M-ABC2)日本語版のmanual dexterityの項目を手先の巧緻性の指標に、また、視覚フィードバック遅延検出課題を用いた視覚-運動の時間的統合機能の定量的評価、運動観察干渉課題を用いた自動模倣機能の定量的評価を実施した。結果、視覚-運動時間的統合能力は年齢に伴い向上するが、定型発達と比較しDCDでは視覚-運動時間的統合機能と自動模倣機能が有意に低下していた。また、DCDと注意欠如・多動性障害(AD/HD)特性、自閉症スペクトラム障害(ASD)特性は有意に相関していた。これらから、DCDの神経基盤のひとつとして内部モデルおよびミラーニューロンシステムに共通した脳部位である頭頂葉および小脳の機能、または発達不全がが示唆された。また、AD/HDの治療薬であるアトモキセチンがDCDにも有効である可能性について検討したところ、一部の症例で、特に、手と目の協応やバランスに対し効果が認められた。ノルアドレナリン神経はドパミン神経分布のない小脳にも広く分布し、アトモキセチンによる改善はメチルフェニデートとは異なる作用機序が示唆された。今後、脳波などニューロイメージングの手法も組み合わせ、DCDの神経基盤についてより詳細に検討し、従来の療育に加えて、ヴァーチャルリアリティなどによるニューロリハビリテーション、薬物療法など包括的な介入方法の開発につなげていきたい。データなどは集積しつつあり、一部の成果については学会発表も行っており、また、論文投稿中である。発達性協調運動障害(DCD)の神経基盤はいくつか想定されているが、中でも、脳の運動制御モデルである内部モデルの障害説や模倣学習に関わるミラーニューロンシステムの障害説が有力視されている。Movement Assessment Battery for Children-2ndedition(M-ABC 2)を用いてDCDの診断レベルにある児では、定型発達(Typical Development: TD)児と比較して,内部モデルにおける視覚-運動統合機能が低下していること,ミラーニューロンシステムの主機能である自動模倣機能が低下していることを明らかにした。更に詳細に検討することで、視覚-運動時間的統合機能とASD傾向の2つが手運動の不器用さを有意に予測する因子として抽出された。よって、DCDは、内部モデルおよびミラーニューロンシステムに共通した神経基盤である頭頂葉および小脳の機能不全・発達不全があることが示唆された。また、ニューロモデレーターとしてのモノアミン系神経伝達物質のひとつであるノルアドレナリンを調整する薬剤(アトモキセチンATX:選択的ノルアドレナリン再取り込み阻害剤)により、特に手と目の協応、バランスの改善を認めることを見出した。ノルアドレナリン神経はドパミン神経分布のない小脳にも広く分布し、ATXによる改善はメチルフェニデートと異なる作用機序が考えられ、症例によって薬剤を選択する必要性や可能性も示唆された。今後、DCDの神経基盤についてより詳細に検討し、従来の療育に加えて、ヴァーチャルリアリティなどによるニューロリハビリテーション、薬物療法など包括的な介入方法の開発につなげていきたい。運動の内部モデルに関して、視覚-運動統合機能が低下していること,ミラーニューロンシステムの主機能である自動模倣機能が低下していることを明らかにした。また、DCDの薬物治療の可能性についても検討を行い、ともにその成果を国際学会や国内全国学会、また国際英文雑誌などにおいて発表した。今年度は、開発中のMovement Assessment Battery for Children-2nd

edition(M-ABC2)日本語版と映像遅延検出課題を用いて視覚-運動時間的統合能力について検討したところ、子どもが有する手運動機能(手指の巧緻性)は,年齢と関係なく,子どもの視覚-運動時間的統合能力の強力な予測因子であること,すなわち、手運動機能と視覚-運動時間的統合能力との間には,直接的な関係(ダイレクト-リンク)があることを明らかにした。また、M-ABC2日本語版の年齢層1(36歳)における予備的な検討を行った。結果、この年齢の日本人の子どもでは、オリジナルの英国人でのデータに比べて、手先の巧緻性やバランス能力が高いこと、また男女差があり、女児ではバランスのスコアが男児より高いことが明らかとなった。また、因子分析ではオリジナルの英国での検討と異なる因子構成が示された。これらより、人種差・文化差などを考慮した我が国独自の、さらに、生物学的あるいは社会的な性差を考慮した標準化が必要なことが示された。今後、DCDの神経基盤についてより詳細に検討し、ニューロリハビリテーションの可能性、薬物療法など包括的な介入方法の開発につなげていきたい。研究代表者の所属機関の異動などがあったが、研究は連携研究者とともにおおむね順調に進捗し、成果に関しても順次、学会および論文発表を行っている。今年度に開発したDCDにおける運動の内部モデルに関する視覚フィードバック遅延検出課題を用いた視覚-運動の時間的統合機能の定量的評価と、ミラーニューロンに関する運動観察干渉課題を用いた自動模倣機能の定量的評価を用いて、脳波などを用いて脳機能データの計測と解析を行う。DCDのある小児についての薬物療法での協調への効果についても更に、症例を蓄積していく。これまでの検討により、確率共鳴(Stochastic Resonance: SR)現象や運動観察を利用したニューロリハビリテーションの有用性についてという新たな課題とデバイスでの検討を行うこととなり、成人で予備的な検討を行っている。今後はその結果を踏まえて、DCD小児での検討を行う予定である。研究代表者の所属機関の異動、研究実施場所の変更に伴う環境整備の必要性が生じたこと、また、成果についての学会や論文発表、研究の進捗に伴い明らかとなった新しい課題に関する機器整備を行うなど、補助事業の目的をより精緻に達成する目的で補助事業期間延長を行った。今後はこれらを推進していく。連携研究者の施設保有の機器で予備的な検討を十分行えたことに加え、当該施設の設置場所の改修予定、更に、年度途中で購入予定の後継新機種の発売予定が発表となり、購入をその後に延期したため、今年度の物品費を圧縮することが可能となった。<理由>前年度に引き続き、連携研究者の施設の保有機器で検討が行えたため、今年度も物品費は不要となった<使用計画
歯周病原性細菌の持つ付着因子の分子生物学的研究

成人の歯周病は、特定の嫌気性菌によって引き起こされていると考えられている。そのなかでも成人の歯周病の最も有力な原因菌としてPorphyromonas gingivalisが特に注目されている。本菌のヒト口腔への定着を阻止する選択的な手段を開発することは本症の予防につながると考えられている。本菌がヒトの口腔上皮細胞に付着・定着する初期段階に重要な役割を果たすと考えられている付着因子には少なくとも線毛と血球凝集素が存在する。さらに意義は確定していないが、菌体の表層に特異な蛋白質抗原を持っている。今回の研究の主たる目的は、これら付着性病原因子の分子生物学的な研究によって歯周病の予防に役立てることにある。線毛の形態形成に必要な遺伝子をすべて同定・解析する目標で、線毛の主要構成蛋白質を支配する遺伝子(fimA)の上流・下流域をクローン化し、その領域に存在する遺伝子を解析した。特にfimAの下流域の塩素配列を分析し、ここに4つの遺伝子(ORF)が存在することを明らかにし、その遺伝子産物を同定した。そのなかの2つの遺伝子産物(ORF2,50-kDaとORF3,80-kDa)は線毛を構成する微量な成分であると考えられる結果が得られている。さらに自殺ベクターをORF3の遺伝子内に挿入し、遺伝子を分断して、本遺伝子に変異を導入した。この変異株の線毛形態形成について詳しく検討している。本菌の血球凝集素はプロテアーゼ活性を持ったユニークなものである。この遺伝子のクローン化を行い、一次構造の決定を進めている。さらに不可逆的に活性部位に結合する標識阻害剤([^3H]ALCK)をつかって、精製した血球凝集素の活性部位のアミノ酸配列を分析し決定した。この結果は、システイン・プロテアーゼであるクロストリパインの活性部位と類似性があり、すでに決定されたプロテアーゼ遺伝子の塩基配列から推定される一次構造のなかにこの配列があり、配列の類似性から酵素の活性部位と推定されている配列と完全に一致した。主要な外膜蛋白質(75K蛋白質)の遺伝子をクローン化し、構造遺伝子の塩基配列の決定を進めると共に本遺伝子を分断した変異株を作製した。本菌線毛の形態形成に関与する遺伝子群の同定と機能の探索を進めてきた。線毛の主要構成蛋白質遺伝子(fimA)の上流域に分子量63kDaの蛋白質を支配する遺伝子が存在するが、この蛋白質が線毛形成に関連があるか否か、なお不明である。下流域にある2つの遺伝子産物(50kDaと80kDa蛋白質)は線毛の微量成分であるという明らかな証拠が得られたので論文として報告した。しかしなおその機能については不明である。fimAの上流域と下流域のDNA塩基配列を決定する仕事が最終的な段階に到達している。この仕事から、fimAと50kDa蛋白質遺伝子の間に新たにオープン・リーディング・フレーム(ORF)が見つかり、少なくとも大腸菌内では、発現していることが確認された。80kDa蛋白質遺伝子の下流にも小さなORFが見つかった。はやり、このORFも大腸菌内で蛋白質として発現しており、発現蛋白質のアミノ末端のアミノ酸配列の分析から確認された。

これら遺伝子の塩基配列はいくつかの論文として近く発表できると考えている。西方が血球凝集素を精製し、そのアミノ末端のアミノ酸配列を決定した。そしてN末ペプチドを利用して特異抗体を作成した。さらにDNAプローブを合成し、池田らが遺伝子の一部をクローン化した。この遺伝子の上流域の塩基配列の決定と、残されたC末端領域のクローン化を試みている。報告者らはフロテアーゼ活性をあわせ持つ血球凝集素(HA/P)として性質の解明を進めているが、フロテアーゼとして研究を進めている国内外の研究者らの報告と極めて類似した結果が得られている。今後の研究の進展に重大な関心を持っている。本菌線毛の形態形成に関与する遺伝子群の同定と機能の探索を進めてきた。線毛の主要構成蛋白質遺伝子(fimA)の下流域には少なくとも2つの遺伝子(遺伝子産物として50k-Daと80-kDa蛋白質)が存在し、線毛の微量成分であると考えられている。fimAの下流域のDNA塩基配列を決定する研究が完成した。この仕事から、fimAと50-kDa蛋白質遺伝子の間に新しい小さなオープン・リーディング・フレーム(ORF)が見つかり、少なくとも大腸菌内で発現していることが確認された。80-kDa蛋白質遺伝子の下流にも小さなORFが見つかった。やはりこれも大腸菌内で蛋白質として発現した。発現蛋白質のアミノ末端のアミノ酸配列の分析を行いこれを確認した。これら遺伝子の塩基配列分析結果は論文として投稿中である。トランスポゾンを使って線毛欠損変異株の分離とその解析に着手した。Tn4351を本菌に転移させ、エリスロマイシン耐性の多数のトランスコンジュガントを単離し、さらにその中から線毛欠損株をコロニー・イムノブロット法でスクリーニングした。10株以上の欠損株を獲得し、現在この変異株の詳しい解析を進め、変異がfimA領域に生じているのか否かについて検討している。解析した6株の中で、fimA上流域、下流域に変異があるものが、それぞれ1株、この領域の外にあるものが3株得られている。さらに正確な変異の位置を決定する計画である。西方がフロテアーゼ活性を持つ血球凝集素(HA/P)を精製し、その活性部位を特異的阻害剤を使って決定した。池田らはhap遺伝子の塩基配列の決定をほぼ完了した。尾関らは、線毛関連遺伝子を分断した変異株を単離してこれを解析している。
液滴の表面張力を利用した微小物体のマニピュレーションに関する研究

本研究は,電界により基板表面の濡れ性を制御して液滴を輸送するEWOD(Electrowettingon Dielectric)技術と,撥水面上の液滴の表面張力による荷重支持を組み合わせ,液滴による微小物体の搬送技術を確立することを目的としている.平成19年度には, EWODによる液滴輸送の信頼性を向上するため,加工条件,電極の形状と配置,電圧の印加方法などの最適化を行った.また,液滴により微小物体を回転駆動するモータを製作し,質量7.7mg,直径5mmのロータを最大320rpmで回転させることに成功した.さらにEWODを用いて大きな液滴から小さい液滴を分離する技術を開発した.平成20年度は,輸送中の液滴の挙動を高速度カメラにより撮影し,液滴の変形と印加電圧,切り替え周波数などの関係を明らかにした.また, 0度360度までの傾斜面での液滴輸送に成功し,液滴の3次元輸送技術を確立した本研究は,電界により基板表面の濡れ性を制御して液滴を輸送するEWOD(Electrowettingon Dielectric)技術と,撥水面上の液滴の表面張力による荷重支持を組み合わせ,液滴による微小物体の搬送技術を確立することを目的としている.平成19年度には, EWODによる液滴輸送の信頼性を向上するため,加工条件,電極の形状と配置,電圧の印加方法などの最適化を行った.また,液滴により微小物体を回転駆動するモータを製作し,質量7.7mg,直径5mmのロータを最大320rpmで回転させることに成功した.さらにEWODを用いて大きな液滴から小さい液滴を分離する技術を開発した.平成20年度は,輸送中の液滴の挙動を高速度カメラにより撮影し,液滴の変形と印加電圧,切り替え周波数などの関係を明らかにした.また, 0度360度までの傾斜面での液滴輸送に成功し,液滴の3次元輸送技術を確立した本研究は,電界により基板表面の濡れ性を制御して液滴を輸送するEWOD(Electrowetting on Dielectric)技術と,撥水面上の液滴の表面張力を利用した荷重支持を組み合わせ,液滴上に微小物体を支持して搬送,回転,位置決めなどを行う技術を確立することを目的としている.平成19年度には,まず,EWODによる液滴輸送の信頼性を向上するため,デバイスの加工条件,電極形状とピッチ,グラウンド電極の配置,電圧の引加方法などの最適化を行った.また,様々な電圧パターンを発生し供給するための回路とプローブアレイの開発を行った.その結果,液滴の輸送を再現性よく行うことが可能になった.次に,液滴の上に物体を支持して輸送するデバイスを製作し,4個の水滴(4μL)の上に7.5mm四方,20mgのPDMS製の搬送物を載せ、8.25mm/sで直線駆動することに成功した.また,3つの液滴上にロータを支持し,液滴を円形の電極に沿って回転させ駆動するマイクロモータを開発し,質量7.7mg,直径5mmのロータを最大320rpm(液滴速度80mm/s)で回転させることに成功した.さらに,一定量の液滴の自動生成を行うことを目的として,EWOD技術を用いて大きな液滴から小さい液滴を分離する技術の開発を行った.撥水加工された二平面間に液滴を閉じ込め,印加電圧を調節することにより,2μlの液滴を分離することに成功した.本研究は,電界により基板表面の濡れ性を制御して液滴を輸送するEWOD(Electrowetting on Dielectric)技術と,撥水面上の液滴の表面張力を利用した荷重支持を組み合わせ,液滴上に微小物体を支持して搬送,回転,位置決めなどを行う技術を確立することを目的としている.平成20年度は,輸送中の液滴の変形挙動を高速度カメラにより撮影し,画像解析を行った.その結果,液滴は電圧の印加によりまず進行方向に伸び,続いて後ろ側の接触角が減少して左右対称形になり,最後に後ろ側が縮んで1ステップずつ進んでいくことがわかった.その間,液滴の幅はほとんど変化しなかった.また,各ステップにおける液滴の移動速度は電圧の切り替え周波数にはほとんど依存せず,速度の上限は伸縮の周波数により制限されることが確認された.液滴を利用した物体搬送では,物体の撥水性が低いと抵抗が大きく,撥水性が高いと固体と液滴の間で滑りが生じやすくなることが実験により示された.デバイスの性能については,絶縁膜の材料や電極形状を変更することにより液滴輸送の信頼性が向上し,薄い絶縁膜によって高電圧に耐えられるようになった。また,デバイスを0度360度まで10度刻みで回転させ,垂直面や逆さ面での液滴輸送の実験を行った結果,すべての角度において液滴を移動させることに成功し,水滴の3次元輸送技術を確立することができた.
中国古典文学における異文化イメージの形成

中国先秦時代において、北方の黄河流域(中原)とは異なる独自の文化を持った南方の楚国に開花した『楚辞』文学や、これと類似する形式をもつ「楚歌」は、後世に中国の内なる異景としての南方へのエキゾチシズムをかき立てる詩歌形式となった。そうした中国のエキゾチシズムが生まれた淵源とその変容の過程を、『楚辞』を始め諸書に残る詩歌や、『山海経』とそれに続く空想的地理書を題材に精査した結果、『楚辞』自体がエキゾチシズムの産物なのではなく、秦漢統一王朝の出現や、漢代における辞賦文学や神仙思想の流行が、『楚辞』文学の「異景」への覚醒を促す要因となったことが明らかになった。本研究は先秦両漢文学における異文化イメージの研究を、伝世資料のみならず近年発見の相次ぐ出土資料も考慮に入れながら、総合的な視野から行うことによって、中国文学におけるエキゾチシズムの淵源を解明することを目的とするものであり、1.「中国の内なる異景」としての楚のイメージがいかにして形成されてきたか2.『楚辞』に代表される「楚歌」が、南方エキゾチシズムを象徴する詩歌形式となっていく過程の二点を明らかにすることを目標とする。研究初年度の本年は、大型叢書の購入をはじめとする環境整備に努めるとともに、一部の研究に着手した。本年度に購入した大型叢書の主なものは次の通り。(1)『歴代禹貢文献集成』(西安地図出版社):エキゾチシズムの淵源となりうる地理観・世界観を解明する基本文献の一つである。(2)『賦海大観』(北京図書館出版社):辞賦文学は辺遠や異国の珍しい風物への憧憬が強くうかがえるものであり、歴代辞賦の総集である本叢書は有用なものである。また本年度着手した研究は、(1)『楚辞』において特徴的な題材である「忠言を容れられぬ主人公の彷徨」の特質を探り、これが中原から見た楚のイメージにどう影響したかの足がかりをつかむ(口頭にて発表済)(2)地理書的内容を持つ伝漢代作の小説『神異経』『海内十洲記』に関して、戦国期の空想的地理書『山海経』から、文体が著しく異なる両者へ、さらにその後の志怪小説へどのような過程を経て変容したかを解明する(3)先秦期の史書や思想書に多く引用される「歌」「詩」の内容や形式に注目し、「楚歌」がどのように形成されてきたのかを解明するの3点である。次年度にはこれらのうち後二者について論文もしくは口頭発表の形でまとめるとともに、楚文化を中原に伝えるのに重要な役割を果たしたと考えられる『淮南子』の精査にも着手する予定である。本研究は1.「中国の内なる異景」としての楚のイメージがいかにして形成されてきたか2.『楚辞』に代表される「楚歌」が、南方エキゾチシズムを象徴する詩歌形式となっていく過程の二点を明らかにすることを目標とする。22年度は昨年度に着手した研究をさらに推進し、次のような成果を得られた。(1)『楚辞』において特徴的な題材である「忠言を容れられぬ主人公の彷徨」の特質について昨年度行った口頭発表を論文として発表した(「研究発表」参照)。その過程において、『楚辞』作品自体で南方の風土や風物をことさら強調する描写は「橘頌」を除いてほとんど見られないことから、「南方」意識は必ずしも『楚辞』の本質ではないことに気づくに至った。この問題に関しては23年度中に口頭で発表する予定である。(2)地理書的内容を持つ伝漢代作の小説『海内十洲記』は、戦国期の空想的地理書『山海経』と同様に辺遠の神話的世界が描かれるが、その文体はむしろ漢代の辞賦のスタイルを借りて、仙道にのめり込んで失敗した武帝の物語に換骨奪胎したといえるものであることを明らかにし、口頭で発表した(「研究発表」参照)。(3)諸書に引用されて残っている、先秦期の「歌」とされる作品の中には、『史記』に引用された伯夷の歌のように、中原の人物の歌でありながら『楚辞』と形式が近いだけではなく、内容も君主に容れられぬ忠臣が己の節操に殉ずるという共通点が見られるものがあり、中原の歌と南方の『楚辞』との距離は従来思われていたほど遠くはないことを明らかにし、口頭で発表した(「研究発表」参照)。

以上の3点の成果から、中国古典における南方エキゾチシズムの淵源は『楚辞』そのものにあるのではなく、漢代以降の辞賦文学や神仙思想の流行が『楚辞』にエキゾチシズムを見出だす要因になったのではないかという見通しが得られた。23年度には漢代から六朝にかけての詩歌・辞賦文学や志怪小説を精査することにより、『楚辞』や楚歌に対する意識の変容の過程を探り、本研究を完結させる予定である。本年度は昨年度に着手した研究をさらに推進し、次のような成果を得られた。(1)地理書的内容を持つ伝漢代作の小説『海内十洲記』は、戦国期の空想的地理書『山海経』と同様に辺遠の神話的世界が描かれるが、その文体はむしろ漢代の辞賦と『漢武帝内伝』などの仙話的長編小説の間に位置する過渡的なものであることを解明し、論文に発表した(「研究発表」参照)。この過程で、『山海経』の時代には巫祝がもっていた空想的地理情報が、『海内十洲記』『漢武帝内伝』においては道士のものとなっており、巫祝と道士の役割交代が仙話的長編小説や六朝志怪の成立に大きく関係している可能性に気づくに至った。(2)『楚辞』は一般に先秦期の中国文明の中心地とされた黄河流域(中原)とは異なる南方の文化に根ざしたものと理解されてきたが、『楚辞』作品自体で南方の風土や風物を自覚的に強調する描写は「橘頌」を除いてほとんど見られない。しかし『楚辞』諸作品では中原の帝王や名臣に盛んに言及しており、諸国が覇を競い合った戦国期において、自国の正統性や優位性は風土ではなく歴史観において主張されていたこと、さらに漢という統一王朝が成立してはじめて楚の風土が異国情緒をもって理解されたことを明らかにし、口頭及び論文で発表した(「研究発表」参照)。(3)諸書に残る先秦期の「歌」の中には、『史記』に引用された伯夷の歌のように、中原の人物の歌でありながら『楚辞』懐沙と形式が近いものがあり、そのプロットも君主に容れられぬ忠臣が都を離れた末に世を去るという共通点が見られることを論文に発表した。この過程で、先秦期の歌謡の様式は地域差だけではなくそのプロットに応じて決まっている可能性に気づくに至った(「研究発表」参照)。当初予定していたものとはいささか異なる方向になったとはいえ、エキゾチシズムの端緒としての漢代の文学のさらなる解明や、中国国内の異景を盛んに描いている六朝志怪の形成過程解明に向けて道筋がつけられたことで、挑戦的萌芽研究としての本研究の意義は十分に達成されたといえよう。