hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
in vitroとin vivoを組み合わせた分裂酵母細胞質分裂のメカニズム解明

細胞分裂は単細胞生物ではその増殖に、多細胞生物では発生、成長、個体の維持に必須の生命現象である。細胞分裂の異常は発生不全や癌を引き起こすことは言うまでもない。真菌症等の創薬ターゲットとしても細胞分裂の詳細なメカニズムの解明は最も重要な課題のひとつである。本研究は、細胞を物理的に二分する細胞質分裂のメカニズムについて、in vivoライブイメージングとin vitro再構成系の両方を駆使して包括的かつ詳細に明らかにすることを目的とする。モデル生物として主に分裂酵母を用い、収縮環の形成や収縮についてin vitro再構成系により構成因子・微細構造・生化学的性質等を明らかにする。得られた情報を元にin vivoでのイメージング解析を行い、生理的な意義について検証する。平成30年度は、昨年度に引き続いて収縮環の収縮機構について解析を進めた。分裂酵母のゴーストを用い、収縮環中のミオシン分子の配向を明らかにするため、光活性型の蛍光タンパク質を用いた超解像顕微鏡法であるPALM/STORMを行った。配向がわかるように遺伝子工学的に改変したミオシンを発現する分裂酵母株について、蛍光タンパク質を融合したミオシン分子の発現量を検討した。PALMのための画像取得は共同研究により行った。レーザーの強度など光活性化型蛍光タンパク質の適度な活性化条件を検討し、条件を最適化した。高感度カメラにより画像取得を行い、PALMのためのデータを取得し、1分子の分をマッピングした。これにより、収縮環中のミオシン分子の分布についてのデータが得られており、統計学的な解析を進めている。また、昨年度に引き続き、細胞質分裂において、隔壁形成に重要な役割を担う細胞内小胞輸送に関わる因子の変異株についての解析を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は分裂酵母の細胞質分裂過程の各ステップについて、細胞ゴーストを用いた再構成系を構築することを目標に研究を行った。収縮環形成過程の再構成系の構築には至っていないが、収縮環の収縮機構について、更に詳細に解析を行った。ゴースト中の収縮環のFRAP実験を行い、ミオシンIIの動きを詳細に解析した結果、ミオシンは収縮環中で大きく位置を変えないことがわかった。分裂酵母の核分裂過程についても、分裂酵母の細胞ゴーストを用いた再構成系の構築を試みた。hydroxyureaを用いることで、分裂期のスフェロプラストの割合を増加させることができた。ゴースト調製に用いる溶液の条件を検討し、核と紡錘体を安定に保持した細胞ゴーストを得ることができた。また、分裂酵母の細胞質分裂には、収縮環の収縮に加えて、細胞膜の伸展、細胞壁(隔壁)の合成が協調的に起こることが必要である。細胞壁を酵素で除去したスフェロプラストの状態でも、細胞壁の再生と再溶解を行うことで、収縮環の収縮に伴う分裂溝の陥入が起こることがわかった。この分裂溝形成は、ミオシンIIの活性に依存しており、細胞壁の寄与はないと思われる。今後はこの系についても詳細に調べ、細胞質分裂のメカニズムに迫りたい。平成27年度は分裂酵母のゴーストを用いた収縮環の収縮機構について、更に詳細に解析を行った。収縮環を構成する既知の因子について、収縮環収縮時の振る舞いをミオシンとの同時観察により調べた。収縮環中の局在パターンを蛍光強度解析により調べたところ、収縮前はミオシンと一致するものとそうでないものがあることがわかった。しかし、ATP添加後、収縮に伴ってその局在パターンが徐々にミオシンクラスターと重なっていくことがわかった。また、アクチンの可視化を行ったところ、収縮環の収縮時にはアクチン繊維からなる数本の束が収縮環から放射状に出ていく様子が観察された。また、新規の収縮環構成因子を同定するため、ゴースト試料の二次元電気泳動を行った。収縮環をもつものと収縮環をもたないものを比較したところ、スポットのパターンは似ており、顕著な違いを見出すことはできなかった。そこで、収縮環を完全に単離する系の構築を検討し、遠心分離によりある程度収縮環を単離することができた。しかし、二次元電気泳動や質量分析に用いるほどの収量や純度は得られていない。この他、超解像顕微鏡や電子顕微鏡を用いた収縮環の微細構造解析、分裂酵母細胞抽出液の調製方法の検討を進めている。細胞質分裂のメカニズム解明に向けて、分裂酵母スフェロプラスト、細胞ゴーストおよび単離収縮環を用いた研究を進めており、一定の成果を上げているものの、研究計画にあるゴースト試料調製のハイスループット化にはまだ至っていない。一方で、分裂酵母の細胞抽出液調製方法の検討や、収縮環単離法の検討などを通して新たな発見もあった。平成28年度は分裂酵母のゴーストを用いた収縮環の収縮機構について、更に詳細に解析を行った。細胞ゴーストの作製とin vitro

再構成については、現在まで収縮環収縮時のみ成功している。収縮環の形成や解離の過程には細胞質成分が特に重要であると考えられる。分裂酵母の細胞質抽出液の調製法も引き続き検討している。また、研究計画にある収縮環の単離を行うため、スフェロプラスト化および同調的な収縮環形成の条件検討を行った。まず細胞壁溶解酵素について検討した。以前使用していたものと異なるものを用いることで、より低コスト、高効率でスフェロプラストを得ることができた。また、温度感受性変異株を用いることで同調的に収縮環を形成させるが、温度シフトのタイミングをさらに検討し、より多くのスフェロプラストに収縮環を形成させることができた。効率的に収縮環を単離する方法をさらに検討し、超解像顕微鏡や電子顕微鏡を用いた収縮環の微細構造解析を引き続き進めている。また、収縮環中のミオシン分子の配向を微細構造解析により明らかにするため、配向がわかるように遺伝子工学的に改変したミオシンを発現する分裂酵母株を作製した。進捗が遅れている理由として、平成28年度は研究実施場所の変更があり、にそれ続いて研究機関の変更があったため、研究環境の整備などで研究の時間が十分とれなかったことが挙げられる。これまで使用していた3次元観察が可能な蛍光顕微鏡が使用できなくなったため、新たに蛍光観察用のシステムを構築した。現在は簡易的ではあるが観察ができるようになっており、その他の実験環境も整ってきたため、最終年度である平成29年度は研究の遅れを取り戻したい。本研究は、細胞を物理的に二分する細胞質分裂のメカニズムについて、in vivoライブイメージングとin vitro再構成系の両方を駆使して包括的かつ詳細に明らかにすることを目的とする。平成29年度は分裂酵母のゴーストを用いた収縮環の収縮機構について、これまで成功している収縮環の単離に焦点を絞り、収縮環の構成因子や微細構造の解析を行った。効率的に収縮環を単離するため、単離方法を改良した。臨界点乾燥法や急速凍結レプリカ法による微細構造解析を進めている。グリッド付のカバーグラスを用いることで、蛍光顕微鏡で観察した場所を電子顕微鏡でも観察する光学-電子相関顕微鏡法による単離収縮環の観察について検討した。また、収縮環中のミオシン分子の配向を超解像顕微鏡により明らかにするため、光活性型の蛍光タンパク質を用い、配向がわかるように遺伝子工学的に改変したミオシンを発現する分裂酵母株を作製し、超解像顕微鏡観察を行った。細胞質分裂において、隔壁形成に重要な役割を担う細胞内小胞輸送に関わる因子の変異株についての解析も行った。この変異株では細胞形態に異常がみられるが、エンドサイトーシスやエキソサイトーシス関連因子の局在を調べたところ、細胞膜タンパク質のリサイクリング経路に異常がみられることがわかった。細胞質分裂にも異常がみられるが、細胞膜タンパク質のリサイクリング経路と細胞質分裂の関係についてさらに解析を進めている。収縮環単離法の改良に想定以上の時間がかかっているほか、研究機関の変更、その他の業務、家庭環境などの理由で遅れが生じている。
バングラデシュにおけるシビアローカルストームの高精度構造把握と予測に関する研究

本研究は、バングラデシュにおいて頻発する竜巻等のシビアローカルストームを時間的に高分解能に観測し、その詳細な構造の把握と予測に資する知見を得ることを目的とする。平成26年5月に9例のシビアローカルストームを観測し、1分間隔という極めて時間的に高分解能な精度でシビアローカルストームの通過に伴う風速の上昇、強い下降流である冷気外出流による気圧の上昇(メソハイ)、気温の急激な低下などを捉えることができた。今後は、これらの観測データと現地気象局より入手した高層気象観測データも併せて詳細に解析することで、地上から上空までのシビアローカルストームの構造についての総合的な実態把握を進めていく。平成25年度の主な研究実績は、現地において自動気象観測測器の設置を行い集中観測を無事開始したことである。2013年8月にバングラデシュへ渡航しバングラデシュ気象局を訪問した。気象局長官への本観測プロジェクトの説明を行い、本プロジェクトへの理解と気象局地方測候所内における測器設置の許可をいただいた。またダッカにあるShera-Bangla農業大学において本プロジェクトの説明を行い、共同研究の中での観測測器の大学構内への設置及び測器のメインテナンスへの協力について協議を行った。2013年中頃より本観測で採用した自動気象観測測器システムについて、(株)気象情報通信及び(株)東洋電子工業と協議を重ね、常葉大学での試験観測等を経て2014年2月に自動気象観測測器4台を購入した。本観測で使用する測器は、突発的な大気現象であるシビアローカルストームを高分解能で捕えるために時間分解能を1分とした。またより多くのシビアローカルストームを捕えるために、申請段階では3台としていたが4台に増設しより広範囲に数多くのシビアローカルストームを観測できる体制とした。台数を増やしたため予算の関係上今回の観測では雨量観測を行うことができなかったが、本観測で重要なパラメーターは風と気圧の力学的パラメーター及び気温と湿度であり、特に本研究の目的遂行に影響はない。2014年3月にバングラデシュに渡航し、4台の自動気象観測測器をMymensingh、Bogra、Tangailのバングラデシュ気象局の地方測候所内の3地点に、またDhakaにあるSheara-Bangla農業大学構内の合計4地点に設置した。現在バングラデシュは本観測のターゲットであるシビアローカルストームの頻発する時期(プレモンスーン期:3月5月)にある。観測は順調に行われており、既に幾つかのシビアローカルストーム事例の観測に成功している。平成26年度における主な研究実施内容は、バングラデシュにおいて竜巻等のシビアローカルストームが頻発するプレモンスーン期の4月及び5月に高時間分解能自動気象観測装置による集中観測を実施したことである。前年度の3月に、シビアローカルストームの常襲地域における4地点に気象測器を設置して観測を開始した。太陽光パネルの電力供給不足による観測の一時的な停止により4月については連続的な観測はできなかったが、パネルの交換により5月には安定的に連続観測を実施することができた。今回の集中観測において、5月の1か月間に9例のシビアローカルストーム事例の時間的高分解観測に成功した。シビアローカルストームの通過に伴う風向・風速・気温・気圧・湿度の地上における変動を、1分間隔という極めて時間的に高分解能な精度で捉えることができた。具体的には、シビアローカルストームの通過に伴う風速の上昇、強い下降流である冷気外出流による気圧の上昇(メソハイ)、気温の急激な低下を捉えることができた。これらのシビアローカルストームに伴う時間的に詳細な地上気象変動が捉えられたのはこれまでに殆ど例が無く、極めて貴重な観測データである。現在、これらの気象データを活用してシビアローカルストームの詳細な構造を明らかにすべく解析を進めている。また、バングラデシュ気象局より入手した高層気象観測データも併せて解析に利用することで、地上から上空までのシビアローカルストームの構造、シビアローカルストームが発生した大規模な環境場についても明らかにすることで、これまでに殆ど行われてこなかった時間的に高分解能な観測データに基づく事例解析によるシビアローカルストームの総合的実態把握を進めていく予定である。気象学平成25年度の研究計画は、1測器の購入2集中観測実施のための現地との協議3現地への測器の設置展開と観測の開始であった。平成25年度においては、上記1と2を経て3の現地での観測機器の設置展開を無事完了し集中観測を開始することができた。現在も順調に観測が継続されている。以上のことから、現在までの達成度は、概ね研究計画通りに進められているものと考えている。現在、現地はシビアローカルストームの多発する時期にあり、既に幾つかのシビアローカルストーム事例の観測に成功している。本年夏頃(予定では8月)にバングラデシュへ渡航し、データの取集を行う。

同時に、気象局等から関連する気象データ(気象レーダー等)を入手し、それらも加味しながら観測データの解析を行う。解析した結果を学術論文に速やかに成果発表する。
都市における商業施設の立地均衡と最適配置

本研究では、都市空間における商業活動の空間分布が市場メカニズムによっていかに決定されるかを明らかにするとともに、そのような空間分布が資源配分上望ましいものであるかを評価するために行われた。本年度の研究成果の概要は以下の通りである。(1)商業施設の立地均衡のモデル化ミクロ経済学の理論に基づいて、消費者、小売業、デベロッパー、及び地主の行動と、小売市場、床市場、土地市場の均衡をモデル化した。ここでは、企業組織の違いが立地分布や資源配分に及ぼす効果を分析するため、二通りのモデルを作成した。一つは、すべての小売業が小規模で完全競争的に行動する場合、もう一つは、大規模小売り店間の寡占競争の場合である。(2)商業施設の最適配置と立地均衡との比較商業施設の最適配置は、社会的余剰を目的関数とする数理計画問題を解くことによって求められる。そしてこのような問題の最適条件に関する式を、上で求めた二通りのモデルの立地均衡条件式と比較することにより、社会的最適を分権的に達成するための条件と政策手段を明らかにした。その結果は、小売業の立地行動は、消費者や他の小売業に外部効果を与えるとともに、寡占の場合には不完全競争による厚生損失があるため、効率的な資源配分を達成できないことがわかった。(3)コンピュータ・シミュレーションによる商業施設の立地構造の分析上述の理論分析につづいて、さらに具体的な分析を行うために、コンピュタ-・シミュレーションを行った。ここでは、モデルに含まれる種々のパラメータの変化が、立地均衡および最適配置のもとでの商業施設の分布、さらには経済厚生の分配にいかなる影響を与えるのかを分析した。
幼児の仲間関係におけるルール共有過程の発達

本研究は幼児の仲間関係における交代制ルールと情動反応の関連を検討することを目的とした。4歳児と5歳児を対象に、三人組でのゲーム遊び場面を録画した。分析の結果、交代回数が多いグループの方が楽しさの情動反応が多いことが一部のゲームで示され、交代制ルールの共有と楽しさの情動反応の関連が部分的に示された。また交代制ルールの崩壊過程の事例を検討した結果、男児は力関係の中で、女児は他者との関わりの中でルールが崩壊するという性差が示された。幼児の仲間関係に交代制ルールの規準と情動の共有が重要であり、その指導には性別を考慮する必要が示唆され、保育実践に応用可能な意義のある研究結果が得られた。本研究の目的は、子どもが遊具を使用する際の交代制ルールに着目し、仲間関係の中でどのように自己と他者との関係調整をするのかを明らかにすることだった。本年度は、幼児が三人組で3種類のゲーム遊びをしている場面のビデオでの行動記録を、行動コーディング解析ソフトを用いて分析した。行動コーディングシステムと適応のよいパソコンを購入し、ソフトの導入を実施した。ビデオデータを保存記録して、基本ユニットの始動を行った。従来の研究で、4歳児よりも5歳児の方が交代行動の規準が明確で、関係調整が上手くできるようになることが示されている。しかし、交代行動の関係調整が上手くいくことが楽しく遊べることと結びつくかどうかは明らかでない。そこで本研究では、ゲーム遊び場面における楽しさの共有行動の出現を検討した。4,5歳児を対象に三人組をつくり、魚釣りゲーム、アイスクリームゲーム、ワニゲームの三種類のゲームを5分間ずつ行ってもらい、ビデオ録画した。楽しさの情動共有行動とみなされる笑いや拍手やほめ言葉などの回数を分析した。その結果、魚釣りゲームでは4歳児の方が5歳児よりも、また他のゲームでは男児の方が女児よりも楽しさ共有行動が多いことが示された。今年度はビデオ分析のケース数を増やすことを予定していたが、分析に時間がかかり、分析ケースを大幅に増やすことはできなかった。しかし、従来の研究全体を著書として発行し、日本発達心理学会の小講演や玉川大学のフォーラムで発表した。また、情動共有に関する分析結果を日本発達心理学会で発表した。このことから、おおむね計画は進展しているといえる。本研究の目的は、子どもが遊具を使用する際の交代制ルールに着目し、仲間関係の中でどのように自己と他者との関係調整をするのかを明らかにすることである。27年度は26年度の分析を進めて幼児の三人組のゲーム場面での交代行動の分析を実施し、分析ケース数を増やすことを目的としていた。また、交代制ルールの共有過程の性差と共有がうまくいかない特徴的なケースを記述することを目的としていた。27年度に分析数を増やすことができた。これまでの分析に加えて4歳児と5歳児の交代行動の特徴を再度検討し直した。その結果、これまでの研究と同様に交代回数が4歳児は5歳児よりも少ないことと、4歳児の交代の規準が全部交代や好きなだけ交代が多いことから、より強固に4歳児は交代に関する明確な規準がないことや他者とゲームを共有していないことが示された。一方5歳児は、交代回数が多いことや、1回交代が多く、好きなだけ交代が少ないことから、交代に関する規準が明確になることや、他者とゲームを共有していることが示された。このことから、4歳児から5歳児にかけて交代行動が著しく発達することがより明確に示された。さらに、男児・女児の性差、特に交代制ルールの崩壊過程を取り出して男女で比較した。男女の交代行動の違いを明らかにするために、特徴的な事例を抽出し分析した。その結果、女児のルールの崩壊過程は1人の子どものルールの変更に周りの子どもが同調して生じるものだということが示された。一方、男児のルール崩壊過程は1人の子どものルールの変更から崩壊がはじまり、それに周りの子どもは対抗しようとするが、主張の強い子どもに従わされて生じることが示された。このことより、ルール崩壊過程には性差が見られることが示された。女児は他者との関わりの中でルールが崩壊するが、男児は独立した中でルールが崩壊し、力関係が影響することが示唆された。研究は、おおむね順調に進んでいる。27年度は、26年度に引き続いて、交代行動の分析を実施して、ケース数を増やすことを目的としていた。3種類のゲームにおける交代行動の詳細な行動分析を行い、ケース数を増やすことで、交代行動の4歳から5歳の発達をより明確に示すことができた。また、年齢差とともに性差を示すことができた。特に交代制ルールの共有がうまくいかない特徴的なケースについて記述し、ルールの崩壊過程の性差を示すことができた。研究成果の一部を日本教育心理学会と九州心理学会で発表し、大分県立芸術文化短期大学の研究紀要にもまとめた。本研究の目的は、幼児の仲間関係における交代制ルールの共有過程の発達を明らかにすることだった。従来の研究では、交代制ルールは4歳から5歳にかけて規準が明確化し、他者配慮的なルールの主導ができるという発達が示された。しかし従来は、交代制ルールとゲームを楽しむことの関連が明らかにされていなかった。

従って本研究では、情動的反応が出やすいゲームの種類を増やし、4歳児96名と5歳児93名を対象に、三人組で魚釣りゲームとアイスゲームとワニゲームで遊んでもらいビデオ録画した。最終年度は、交代制ルールと楽しさの情動反応の関連について検討した。その結果、ワニゲームにおいてのみ、交代回数が多いグループの方が少ないグループよりも楽しさの情動反応が多いことが示され、交代制ルールと楽しさの情動反応が関連していることが部分的に明らかになった。また、昨年に引き続き交代制ルールの崩壊過程の事例分析を行った結果、男児の力関係による崩壊過程と女児の関係性の中での崩壊過程の性差が示された。子どもの視線や姿勢などを行動コーディングシステムを利用して分析したが、明確な結果を示すことはできなかった。今後、手の動きなども要因に取り入れて分析する必要がある。研究期間全体を通して、4歳児から5歳児にかけて、交代制ルールが発達し、三人で1つのゲームを共有するようになり、他者へ配慮できるようになることが多様なゲームにおいても示された。また交代回数が多いグループの方が少ないグループよりも楽しさの情動反応が多いことが示された。交代制ルールを三人で共有することが、楽しさの情動反応と関連していることが部分的ではあるが示された。最後に、交代制ルールの崩壊過程について性差が見出された。幼児の仲間関係に交代制ルールの共有が重要であり、その指導には性別を考慮する必要があることが示唆され、保育実践に応用可能な意義のある研究結果が得られた。本研究は幼児の仲間関係における交代制ルールと情動反応の関連を検討することを目的とした。4歳児と5歳児を対象に、三人組でのゲーム遊び場面を録画した。分析の結果、交代回数が多いグループの方が楽しさの情動反応が多いことが一部のゲームで示され、交代制ルールの共有と楽しさの情動反応の関連が部分的に示された。また交代制ルールの崩壊過程の事例を検討した結果、男児は力関係の中で、女児は他者との関わりの中でルールが崩壊するという性差が示された。幼児の仲間関係に交代制ルールの規準と情動の共有が重要であり、その指導には性別を考慮する必要が示唆され、保育実践に応用可能な意義のある研究結果が得られた。本研究の目的は、ビデオ分析ソフトを用いて、幼児の相互作用の行動分析を詳細に行うことであった。今年度ビデオ分析ソフトが適応しやすいパソコンを購入し、ビデオ映像を入力した上で、分析を開始した。ビデオデータが大量であるため、まだ分析されていないデータも残っている。しかし、情動行動について3種類のゲーム課題について、一定の分析結果を出せたためおおむね順調に進展しているといえる。また、行動分析の視点を決定することが必要であるとともに、情動行動と関連する仲間関係の調整の側面を検討する必要があった。行動分析の視点を、他者と遊具への視線、笑いや叫び声などの情動的反応と定め、交代制ルールの産出との関連を調べることなど分析の視点を定めることができた。また学会での研究成果の発表や講演での研究発表、著書の出版を通して、研究内容を多くの場面で公表することができた。このことにより今後の研究への示唆を得ることができた。28年度は、行動コーディング解析ソフトを使用して、交代行動だけでなく、情動的な側面の抽出方法を検討する。注意の側面、姿勢や視線、からだの向きなどをこれまでも分析対象として試みているが、測定があいまいなる面もある。今年度は、行動分析方法をさらに継続して検討していく予定である。
微視測定および希釈法によるウラン化合物の軌道秩序とゆらぎの研究

重い電子系ウラン化合物URu_2Si_2のT_o=17.5Kにおける相転移の秩序変数及びそれと競合する不均一反強磁性のメカニズムの解明は、重い電子系物質群における中心課題のひとつであり、世界的にも精力的に研究されている。これまで我々は一軸応力下中性子散乱実験を行うことによって、この反強磁性相が一軸応力の印加によって著しい増大を示し、さらに強い応力方向依存性を示すことがわかった。つまり、結晶の軸方向によっては、わずか数キロバールの一軸応力によって反強磁性体積比が百倍程度の大きさに増強されるのに対し、それとは異なる軸方向の応力に対してはモーメントの大きさを変えないという実験事実を明らかにした。これらのことから、未知の秩序相から反強磁性相への相転移は正方晶の格子定数比の増大で引き起こされていると考えられる。今回我々はこの結果を実証するために、異なるイオンで置換し格子系を制御した系での中性子散乱・ミュオンスピン緩和実験をおこなった。その結果、Rh置換系U(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2においてわずか数パーセントのRh置換によって反強磁性相が誘起することを明らかにした。この系ではこれまでRh置換によって格子定数比が増大することがわかっており、その程度も一軸応力印加による格子定数比の増大と同程度であることから、Rh置換系においても反強磁性相の誘起は格子定数比の増大によるものであると考えられる。さらに、置換系の実験においてはこれまでの圧力実験とは異なり圧力セルの使用に起因する実験データのノイズを気にせずに高い精度で実験をおこなうことが可能であり、現在詳細な解析をおこなっているところである。
PI 3-kinaseによる開口放出制御機構の解明

本研究では、ホスファチジルイノシトールリン酸化酵素PI 3-kinaseが神経伝達物質放出を制御する分子機構を解明することを目的としている。本年度は、昨年確立した抗体を化学架橋した磁気ビーズを用いる単離法によって、Vesicular glutamate transporter (VGluT)を含む興奮性シナプス小胞、Vesicular GABAtransporter (VGAT)を含む抑制性シナプス小胞を精製した。精製したそれぞれの小胞タンパク質をSDS-PAGEし、CBB染色した。結果、数十種類のタンパク質を提示できた。ほとんどのタンパク質は2種類の小胞間で共通であったが異なるタンパク質も存在した。質量分析器を用いてこれらタンパク質の解析を行った。また、ホスファチジルイノシートルリン脂質に結合するとされるPICK1およびそのファミリータンパク質が神経伝達物質放出制御に関与しているかの検討を行った。その結果、PICK1およびファミリータンパク質Arfaptin 2がシナプス小胞に結合していることがわかった。またArfaptin 2をPC12細胞に強制発現させると神経伝達物質放出が抑制されることが明らかとなった。次にArfaptin 2にはPI 3-kinaseの下流にあるProtein kinase Bのリン酸化サイトがあるので、そのサイトに対するリン酸化抗体を作製した。作製した抗体を用いてウエスタンブロッテイングによる解析を行った。さらに免疫沈降実験からPICK1に小胞輸送にICA69が結合していることを見出した。本研究では、ホスファチジルイノシトールリン酸化酵素PI3-kinaseが神経伝達物質の放出を制御する分子機構を解明することを目的としている。本年度は、ラット脳のシナプス小胞分画からのグルタミン酸およびGABAを含有するプレシナプス小胞の磁気ビーズによる単離方法の確立を行った。作製したvesicular glutamatetransporter(VGluT), vesucular GABAtransporter(VGAT)の抗体を磁気ビーズに化学的に架橋後、それぞれの抗体に結合する小胞を単離した。イムノブロットによって確認したところ、VGluTを含む興奮性シナプス小胞、VGATを含む抑制性のシナプス小胞を区別して単離できていることがわかった。これらのタンパク質のうちin vitroにおいてPI3-kinaseシグナルの下流に存在しているProtein kinase BおよびGSK-3βでリン酸化されるタンパク質を同定している。その結果、PICK1およびファミリータンパク質Arfaptin2がシナプス小胞に結合していることがわかった。またArfaptin2をPC12細胞に強制発現させると神経伝達物質放出が抑制されることが明らかとなった。
性ホルモン依存性癌組織におけるマトリックスメタロプロテアーゼの発現

性ホルモン依存性腫瘍の子宮内膜癌を中心としたヒト固形癌において、一群のマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)とそのインヒビター(TIMP)の発現と産生レベルおよび発現細胞の局在について検討するとともに、膜型MMP(MT-MMP)とMMP-9に関しても研究した。これらの研究より、以下の諸点について明らかにした。(1).ヒト子宮内膜癌では、MMP-7,8,9の産土量が非癌部組織より有意に高値であるが、これらのうちMMP-7のみがリンパ節転移と正の相関を示した。免疫組織学的にMMP-8,9は炎症細胞に局在するのに対し、MMP-7は癌細胞に限局し、癌細胞での特異的発現はin situhybridizationでも示された。潜在型MMP-7産生を示す子宮内膜癌の全症例で活性型MMP-7が検出され、癌組織内での効率的な活性化が示された。本データは、ヒト子宮内膜癌のリンパ節転移にMMP-7の発現と活性化が重要な役割を果たすことを初めて明らかにした。(2).ヒト胃癌においてもMMP-7は癌細胞特異的に発現し、その産生量は癌組織で有意に高値であった。また、癌細胞の免疫組織染色陽性率はリンパ管や静脈内侵入の程度やリンパ節および肝転移率と相関し、MMP-7は胃癌の転移に深く関わることが示された。(3). MTl-MMPのカルボキシル末端にFlagを付けたりコンビナント蛋白をアガロースビーズ上に固相化するモデルを作り、MTl-MMPによる潜在型MMP-2活性化にTIMP-2が必須の分子であることが実証した。また、腫瘍細胞の悪性形質転換でMTl-MMPの発現誘導がおこり、MTl-MMP/MMP-2のシステムが浸潤・転移に重要であることを実験的に示した。(4). MMP-10を精製し、本酵素が潜在型MMP-9の活性化酵素作用をもつことを初めて実証し、MMP-9の癌組織での役割解析への道を拓いた。
微小機械システムの機械要素および機構に関する基礎的研究

本研究は,パンタグラフ機構を含むマイクロマニピュレ-タのための力計測用センサ(これを多数分布させた場合には分布形力覚センサとなり,1つのハンドに組み込む場合にはそのハンドに作用する力が計測可能な機械要素)の形状寸法の微小化に伴う変位特性,力特性を理論的ならびに実験的に明らかにし,センサを含む機構の使用方法に応じて,センサの最大寸法,感度を入力変数として,センサの詳細な形状寸法を決定できるシステムを開発したものである.まず,1センサ直角3方向の力を計測可能な機械要素(力覚センサ)を提案し,エンジニアリングワ-クステ-ションを用いて,センサの形状寸法の微小化に伴い,センサ部の長さ,厚さ,幅,力の作用点までの距離等がセンサの変化および力特性に及ぼす影響を理論的に明らかにし,感度を最大にするセンサ測定部の設置箇所を明らかにしている.ついで,ワイヤ放電加工機を用いて,センサ(12×12×3mm)を試作し,実験解析を行い,理論結果が実験結果とほぼ一致することを明らかにしている.さらに,センサの形状寸法の設計指針を得るために,理論を用いて,種々な寸法を与えて,センサの変位および力の関係を表す係数を無次元化して求め,これを整理して,グラフ表示を行い,このグラフを用いた各種入力変数(センサの最大寸法および感度)に対する設計変数(センサの詳細な形状寸法)を容易に決定できるシステムを構築し,理論の適用範囲を明らかにするとともに,微小機械システムの機械要素および機構に関する設計指針を得ている.本研究は,パンタグラフ機構を含むマイクロマニピュレ-タのための力計測用センサ(これを多数分布させた場合には分布形力覚センサとなり,1つのハンドに組み込む場合にはそのハンドに作用する力が計測可能な機械要素)の形状寸法の微小化に伴う変位特性,力特性を理論的ならびに実験的に明らかにし,センサを含む機構の使用方法に応じて,センサの最大寸法,感度を入力変数として,センサの詳細な形状寸法を決定できるシステムを開発したものである.まず,1センサ直角3方向の力を計測可能な機械要素(力覚センサ)を提案し,エンジニアリングワ-クステ-ションを用いて,センサの形状寸法の微小化に伴い,センサ部の長さ,厚さ,幅,力の作用点までの距離等がセンサの変化および力特性に及ぼす影響を理論的に明らかにし,感度を最大にするセンサ測定部の設置箇所を明らかにしている.ついで,ワイヤ放電加工機を用いて,センサ(12×12×3mm)を試作し,実験解析を行い,理論結果が実験結果とほぼ一致することを明らかにしている.さらに,センサの形状寸法の設計指針を得るために,理論を用いて,種々な寸法を与えて,センサの変位および力の関係を表す係数を無次元化して求め,これを整理して,グラフ表示を行い,このグラフを用いた各種入力変数(センサの最大寸法および感度)に対する設計変数(センサの詳細な形状寸法)を容易に決定できるシステムを構築し,理論の適用範囲を明らかにするとともに,微小機械システムの機械要素および機構に関する設計指針を得ている.
関節の周期運動における協同収縮の意義とその発生メカニズム

関節の硬さ(関節スティフネス)の自在な調節は,多様な身体運動の円滑な生成に必要不可欠である.特に,外部環境と身体各部位に相互作用が生じる場合や,関節運動の周波数を変化させる場合,関節スティフネスの微妙な調節が必要となる.この関節スティフネスの調節には,主動筋の硬さや主動筋と桔抗筋の張力の組み合わせが関与しており,さらにこれら筋張力の調節には複雑な神経回路が関与していることから,関節スティフネス調節機構の解明は身体運動の複雑な制御機構を解き明かす鍵となり得る.本研究は,身体運動の基盤となる関節の周期運動を対象とし,関節スティフネスの調整機構について検討を行った.関節スティフネス実測のために,電磁式トルクモーターを用いたスティフネス測定器を新たに開発した.そしてその測定器を用いて,鉛直面運動時の関節スティフネス調整が至適周波数を極小値とする二次関数的な傾向を示すことを明らかにした.この発見は,関節スティフネス調整の研究に新たな観点を提供する.すなわち,鉛直面においてシステムの固有振動数を運動周波数に接近させるような調整は至適周波数以上の運動周波数時の運動に限定されており,至適周波数の前後でスティフネスの調整メカニズムが変化している可能性があることである.そして,運動時の関節スティフネス調整は至適周波数と運動周波数の関係に応じて柔軟に組織化されていると考えられる.また,至適周波数は四肢の固有振動数とほぼ一致することから,筋骨格系システムの力学特性が関節スティフネス調整に重要な役割を果たすと考えられる.関節の硬さ(関節スティフネス)の自在な調節は,多様な身体運動の円滑な生成に必要不可欠である.特に,外部環境と身体各部位に相互作用が生じる場合や,関節運動の周波数を変化させる場合,関節スティフネスの微妙な調節が必要となる.この関節スティフネスの調節には,主動筋の硬さや主動筋と桔抗筋の張力の組み合わせが関与しており,さらにこれら筋張力の調節には複雑な神経回路が関与していることから,関節スティフネス調節機構の解明は身体運動の複雑な制御機構を解き明かす鍵となり得る.本研究は,身体運動の基盤となる関節の周期運動を対象とし,関節スティフネスの調整機構について検討を行った.関節スティフネス実測のために,電磁式トルクモーターを用いたスティフネス測定器を新たに開発した.そしてその測定器を用いて,鉛直面運動時の関節スティフネス調整が至適周波数を極小値とする二次関数的な傾向を示すことを明らかにした.この発見は,関節スティフネス調整の研究に新たな観点を提供する.すなわち,鉛直面においてシステムの固有振動数を運動周波数に接近させるような調整は至適周波数以上の運動周波数時の運動に限定されており,至適周波数の前後でスティフネスの調整メカニズムが変化している可能性があることである.そして,運動時の関節スティフネス調整は至適周波数と運動周波数の関係に応じて柔軟に組織化されていると考えられる.また,至適周波数は四肢の固有振動数とほぼ一致することから,筋骨格系システムの力学特性が関節スティフネス調整に重要な役割を果たすと考えられる.本研究のテーマは,身体の運動の基盤となる関節まわりの周期運動において観察される屈筋と伸筋の協同収縮の生成メカニズムを解明することである.その第一年目として,屈筋と伸筋の協同収縮は,力学的には関節の剛性(スティフネス)を高める結果となるので,運動中の関節スティフネスを測定し,その値が運動の状態とともにどのように変化するかを身体運動の実験で検討することから,間接的に屈筋と伸筋の協同収縮の発生メカニズムを検討した.まず身体運動の実験に先立ち,運動中のスティフネスを測定する実験器具をトルクモータを制御する方式で開発した.この新たに開発した測定器は,電子クラッチの作動でトルクモータと身体に外力を与える部分が制御され,関節に瞬間的にトルクを与えると共にそれ以外の間は全くフリーに関節運動ができるように工夫されている.このスティフネス測定器を用いて,6人の被験者の様々な運動周波数で運動中の肘関節にトルクを加え,その際の関節変位を同時に測定することから,運動中のスティフネスを推定した.その結果,1)関節ススティフネスは前腕部の慣性モーメントに対応する周波数の運動の際に最小となること.2)関節スティフネスはその最小値を示す運動周波数より周波数が減少する場合と増加する場合の両方ともに増加することが明らかになった.つまり,関節スティフネスの変化は運動周波数に応じてU字型の変化を示すことが明らかになった.これらの実験結果は,骨格系のダイナミクスがスティフネス制御に関与していること,すなわち屈筋と伸筋の協同収縮の発生に関与していることを示唆した.本研究の目的は,身体運動の基盤となる関節まわりの周期運動において,関節スティフネスの調整メカニズムを明らかにすることである.第1年目は,外力トルクを身体に加えると同時にその変位を測定することから関節スティフネスを計測する関節スティフネス測定器を開発し,6名の被験者を用いて様々な運動周波数における肘関節まわりの関節スティフネスを測定した.その結果,関節スティフネスは前腕部の固有周波数の際に最小値となり,関節スティフネスの調整に運動部位の慣性モーメントが関与していることが推定された.第2年目は,その仮説を検証するために,前腕部に付加を与えることによって前腕部の固有周波数を変化させ,その変化に対応し関節スティフネスも変化するかを検討した.

その結果,関節スティフネスはその変化に応じた固有周波数で最小になること,さらに,その運動周波数から離れるほど関節スティフネスが増加することが確認され,その仮説が検証された.次に,関節スティフネスの調整メカニズムを検討した.関節スティフネスは筋自体の剛性の変化と屈筋と伸筋の協同収縮の割合の変化によって変化することが知られている.そこで,関節に作用する筋トルクを算出し,関節スティフネスとの関係を検討した.その結果,固有周波数より高い時は筋トルクの大きさとほぼ比例して関節スティフネスが増加すること,そして固有周波数より低い時は筋トルクの大きさとは関係なく関節スティフネスが変化することが明らかになった.これらの結果から,協同収縮による関節スティフネス調整は主に固有周波数より高い時に働く調整メカニズムであると考えられた.
絨毛細胞において妊娠の成立維持に関わる遺伝子群の同定

本研究では絨毛細胞の分化にかかわる液性因子を決定すること、これが絨毛細胞にもたらす遺伝子群の発現変化とその生物学的意義を明らかにすることを目的とした。平成14年度は、TNFαが絨毛由来細胞株の増殖を抑制やアポトーシスを誘導するのみならず、絨毛細胞の浸潤に関る分化マーカーであるインテグリンαサブユニット発現を転換し、βサブユニットを活性化すること、このシグナルは上記のアポトーシスの制御に関わっていることを報告した(Fukushima et al.,Biology of Reproduction,2005)。細胞外マトリクスと液性因子の相互作用が、絨毛細胞の分化を調節していることが明らかになり、液性因子としてTNFαが重要であることがわかった。さらに、サイトカインと細胞外マトリックスが絨毛細胞に及ぼす生物学的作用について検討を加えたところ、細胞外マトリックスのうち、マトリゲルには絨毛細胞に、血管内皮細胞の特徴とされる、Tube-like formationを誘導する作用があることがわかった。そこで、平成15年度は血管内皮細胞への分化についてこれに関わる因子の抽出を目的として、ヒトEVT不死化細胞株TCL1において液性因子による血管内皮特異的integrin分子発現の変化とその生物学的意義について検討結果、1)TNFα、VEGFは血管内皮特異的なintegrinαVβ3,5の発現を誘導すること、2)これらのサブユニットからのシグナルも微小血管形成および細胞死の制御に関わること、が明らかとなった(投稿準備中)。本研究により細胞外マトリクスと液性因子の相互作用が、絨毛細胞の分化を調節していることが明らかになり、液性因子としてTNFαが重要であること、さらに、TNFα,VEGFとintegrinによるシグナルが胎盤形成におけるEVTの浸潤のみならず血管内皮への分化制御にも関わると考えられた本研究では、(1)絨毛細胞のアポトーシスにかかわる液性因子を決定すること(2)これらの液性因子が絨毛細胞にどのような遺伝子群の発現変化をもたらすかを明らかにすること(3)これらの遺伝子群の動態を流産や妊娠中毒症などの疾患において検証し、真に発生過程の制御に必要な遺伝子を同定することを目的とした。本年度は、絨毛細胞のアポトーシスに関わる因子を決定し、これがもたらす遺伝子発現変化について検討を行った。1)TNFαは20pg/ml濃度で絨毛由来細胞株の増殖を抑制し、100pg/ml濃度でアポトーシスを誘導すること2)このアポトーシスは細胞外マトリックスからIntegrin, PI3 kinaseを介するシグナルにより抑制されること3)TNFαは絨毛細胞の分化マーカーであるインテグリンαサブユニット発現を転換し、βサブユニットを活性化することまたサイトカインと細胞外マトリックスが絨毛細胞に及ぼす生物学的作用について検討を加えたところ、細胞外マトリックスのうち、マトリゲルには絨毛細胞に、血管内皮細胞の特徴とされる、Tube-like formationを誘導する作用があることがわかった。先に報告した絨毛細胞の浸潤における分化とともに、この血管内皮細胞への分化における遺伝子変化についても液性因子と接着分子を中心とした制御機構について引き続き検討する。本研究により細胞外マトリクスと液性因子の相互作用が、絨毛細胞の分化を調節していることが明らかになり、液性因子としてTNFαが重要であること、さらに、TNFα,VEGFとintegrinによるシグナルが胎盤形成におけるEVTの浸潤のみならず血管内皮への分化制御にも関わると考えられた
転写・RNAプロセシング・輸送の機能的連携と統合による遺伝子発現調節機構の解明

遺伝子の転写・pre-mRNAスプライシング・mRNA核外輸送など、従来は個別に研究されてきた諸反応が、生体内では互いに連携もしくは共役しながら進行していることが近年明らかになりつつある。しかし、その分子機構には未だ謎が多いのが現状である。本研究において、スプライシングやmRNA核外輸送の分裂酵母変異株の原因遺伝子の機能及び相互作用解析を行い、真核生物における遺伝子発現を統合的に制御する機構の一部を解明した。しかし、その分子機構には未だ謎が多い。本年度の研究では、分裂酵母mRNA核外輸送変異株ptr7の原因遺伝子がmRNAの3'末形成複合体因子Clp1をコードしていることを明らかにし、mRNAの3'末形成と組mRNA核外輸送の間には密接な連携機構が存在していることが示された。ptr7変異株では制限温度下でmRNAの3'末に付加されるpoly A鎖の伸長が観察され、そのことが輸送阻害に関連すると推定された。また、ptr7変異株では輸送阻害に加えて、pre-mRNAスプライシングにも阻害が見られた。更に、分裂酵母スプライシング変異株prp1prp14においてmRNAの細胞内分布をin situ hybridizationによって解析した結果、prp1とprp3では制限温度下でmRNAの核蓄積が検出され、スプライシング反応とmRNA核外輸送との間の連携機構の存在が示唆された。また、核膜孔複合体因子Nup85遺伝子に変異をもつptr5変異株とprp8などのスプライシング変異の間に、合成致死等の遺伝学的相互作用があることを明らかにした。これらの結果から、核膜孔複合体を介したスプライシングとmRNA核外輸送の連携機構の存在が初めて示唆された。本研究では、その連携機構について分子レベルでの解明を目指している。現在までの解析で、分裂酵母mRNA核外輸送変異株ptr7の原因遺伝子がmRNAの3'末形成複合体因子をコードしていることを明らかにしたので、本年度は、ptr7変異のサプレッサーを分離し、Ptr7pと機能的に相互作用する因子の同定を行った。その結果、サプレッサーとして、ysh1遺伝子が同定された。更に、ysh1サプレッサーの変異部位同定を行った。Ysh1pは3'末形成複合体を構成する因子の一つとして知られていることから、Ptr7pと相互作用することで、mRNA3'末形成反応に加えて、mRNAの核外輸送過程にも関与している可能性が示唆された。また、mRNA核外輸送変異株ptr8において、セントロメアのヘテロクロマチン形成に異常があることを、ChIP解析やura4レポーター遺伝子を用いたサイレンシングアッセイによって明らかにした。今後の解析により、染色体を不活性な状態に保つヘテロクロマチン形成に、mRNA核外輸送関連因子が関与する新しい細胞内連携機構が明らかになることが期待される。また、mRNA核外輸送変異ptr9やptr10が、転写とmRNA核外輸送のカップリングを行うTREX2の構成因子Suslpの過剰発現によって、抑制されることを明らかにした。これらの結果は、Ptr9pとPtr10p<膜結合蛋白質>がTREX2複合体を介してmRNA核外輸送過程に関与している可能性を示唆している。本研究では、遺伝子の転写・pre-mRNAスプライシング・mRNA核外輸送など、従来は個別に研究されてきた諸反応が、生体内では互いに連携もしくは共役しながら進行していることを、分裂酵母のRNA代謝に関わる各種変異株を用いて統合的に解析し以下の結果を得た。(1)核膜孔複合体(NPC)因子に変異を持つmRNAの核外輸送変異株ptr5の遺伝学的解析により、Ptr5pがスプライシング因子との間に機能的関連性を持つことを明らかにした。分裂酵母では、NPC近辺が転写とスプライシングの場となり遺伝子発現を効率化している可能性が考えられた。(2)分裂酵母の機能未知因子spRNPS1がスプライソソームの構成成分であること、また、spRNPS1がmRNA核外輸送に関わるTREX複合体因子と機能的相互作用を示すことを、遺伝学的解析及び免疫共沈解析により明らかにした。spRNPS1は、分裂酵母においてスプライシング後の成熟mRNAをmRNA核外輸送経路にリンクさせる機能を持つことが示唆された。(3)染色体分離に関わるスピンドル極体(SPB)の構成因子であるPtr9pの変異株はmRNAの核外輸送に異常を示す。Ptr9pがTREX複合体と機能的に相互作用することを見いだした。更に、ptr9変異株の機能的復帰変異体を分離した。

現在、その原因遺伝子をクローニング中である。復帰変異株の原因遺伝子を解析することで、如何にしてSPBの構成因子がmRNA核外輸送機構と連携するか、その分子機構解明の糸口となることが期待される。(4)mRNAの核外輸送に関わる核膜結合因子Ptr10pの変異が、転写伸長とmRNA核外輸送に関わるThp2(TREX複合体構成因子)の過剰発現によって機能相補されることを明らかにした。Ptr10pは転写とmRNA核外輸送をリンクする因子の一つである可能性が強く支持された。
音楽演奏のデジタル保存と定量行為分析に基づく情報コンテンツシステムの構築

楽譜などの筆記的記号によらず、演奏行為やそれが行われる空間をヴィデオグラムやモーションキャプチャなどに直接取り込み、演奏側、空間設計側の視点から解析することで、現象としての音楽を非筆記的に保存、検証することが可能である。洋楽の打楽器ならびに管弦楽、邦楽の能楽ならびに建築の見地からこのようなデジタル検証を行い、これを生かして教育プログラムを策定した。成果についてはポータルサイトなど情報メディア環境を準備した。第一年次、建築ならびに管弦楽に関しては、東京芸術大学の学生を主体とする選抜オーケストラを対象にマルチアングル演奏解析を行った。第二年次、同一のホールの音響改修、音響改修と時宜を一にしていたため、前回解析などの成果をもとに基本プランを策定、それに基づいて実際にホールの改修がなされたのち、演奏測定を行った。第一年次の分析成果から、個別のプレーヤーの演奏準備段階、レッスン段階、およびGPや本番での「手」「目」「姿勢」「呼吸」の動き、そしてそれらとの関連において「意識・注意」を体系的に理解するために、既存の骨組みとして「速読」のカリキュラムを導入することとした。それと対照することで、分野によらない「身体のための基礎ソルフェージュ」の新たなメソードを準備した。第三年次は、これらをもとにノンプロフェッショナルの一般プレーヤーにも有意であるような教育カリキュラムを策定し、アマチュアオーケストラを対象に全練習のアーカイヴを含むデジタルヴィデオグラム化を行うと同時に、マーカーレス・モーションキャプチャシステムを導入、演奏本番を丸ごとの身体行為収録を行った。身体の誤った使用がパフォーマンスの質的限界を規定することが明確化され、予防医学的な同様のメディカルケアの必要性、一般の<機材利用を通じて身体故障を起こさない合理的なからだの使い方>を教示伝達することを後続研究の共通目標とする結論を得た。第一年次は、研究の全体像に適合したシステムの設計および実装、データテイキングのための原理的準備を行い、プロトタイプ実装を完了した。演奏行為の非筆記的定量測定および解析のための基礎システムとして、デジタルカメラ、デジタルCCDマルチ画角カメラおよび対応するレコーダ、カメラサーバ、データテイキングシステム、ストリーミングサーバから成るシステム全体を設計、実装した。管弦楽および空間利用に関しては、東京大学安田講堂を試験スペースとして一貫して使用し、まず東京芸術大学在学学生を中心とする2管編成のオーケストラメンバーを集め、アンサンブルの出発点から最終的な演奏の完成に至るまでのすべてのプロセスを、画像22回路、音声5.1チャンネル対応のデジタルアーカイヴシステムで記録した。一つの合奏態を結成の原点から演奏の完成まですべてデジタルアーカイブした例は、筆者の調べる限り報告がない。このようなシステムに記録しながら、レスピーギ「リュートのための古代舞曲とアリア第三組曲」、チャイコフスキー「ヴァイオリン協奏曲ニ長調作品35」(ヴァイオリン独奏、佐藤まどか)、ベートーヴェン「交響曲第5番ハ短調作品67(「運命」)」の3作品のすべての練習および本番を研究収録、ついで、読売新聞社および読売日本交響楽団の協力を得て、レスピーギ同前曲、武満徹「地平線のドーリア」、バルトーク「弦楽器、打楽器とチェレスタのための音楽」を同様に収録、こちらはヨミウリオンラインストリーミングの協力を得、ヴィデオオンデマンドのシステムに実装、プロトタイプ世界公開を行った。(<http://www.yomiuri.co.jp/stream/art/>___-)これらをもととする、生態認知科学的な演奏技法分析を開始した。並行して打楽器演奏、能楽について、収録のための基礎的枠組みの整理を進めた。システムインテグレーションの観点から、これら画像データを自然言語処理の手法を援用してデータコーパス上で取り扱う手法を、グラフ理論を援用して原理から設計、別記論文のほか、東京大学伊東研究室、今井健君の修士論文「知識情報のモデル構造化とその可視化」がある。2002年3月現在こちらはフルペーパーを準備中である。

平成14年度の研究の第一の焦点として、非筆記的な記録の記録媒体とそのサーブシステムの再検討を挙げる必要がある。すなわち、ビデオオンデマンドなどの情報公開システムの運用には、我が国の情報インフラストラクチャの全体水準が大きく影響するが、本研究において要求されるブロードバンドの水準にはいまだインフラストラクチャが追い付いておらず、コンテンツベースで進展した研究結果の公開にあたってより幅広い可能性を平行して模索することとなった。すでに前年度報告したように平成13年度の研究内容で行った、読売日本交響楽団との演奏、およびシシポジウム「アートテクノロジブレイン」の非筆記的、音声画像、コンテンツは、同年度のうちにインターネットヴィデオオンデマンドシステム「ヨミウリオンライン」でストリーミング配信されたが、音声は滑らかに伝送されるものの、画像については、東京大学学内など、充分なbit ratioが確保される環境以外ではフリーズやスキップが著しく、当初目的の情報をインターネットを通じて配信することは難しいと判断された。平行して行われた、同一プログラムのCSジャパン読売G+を通じての配信ではそのような問題はなく、さらに、平成13年から可能になったケーブルネットの広域連携のため、G+から二次配信されたケーブルテレビジョンネットワークを通じての配信が繰り返し可能となり、CSおよび系列のケーブルネットなどを通じての情報発信を検討した。8月より文部科学省はCSネットワーク「NHKワールド」と同一の一波を賃借し、世界195ヵ国を対象とする高度学術専門の国際CSネットワークチャネル「NlMEワールド」を開始した。この立ち上げから東京大学以東研は一定の関係を持ったので、同CSネットワークを通じての国際教育情報発信を立ち上げることとし、非筆記的記録コンテンツをその方向でサーブする体制を調えた。報告書を記している現時点においては上記ヨミウリオンラインと同一のコンテンツは英語ベースの国際コンテンツに作り替え、世界発信する段階にあり、引続き作業を進めている。これら、サーブシステムの立ち上げと平行しての、個別内容の研究の焦点として、打楽器および能楽の練習段階からの演奏収録、および計測設定、カリキュラム化を進展させた。打楽器、および能楽おのおの、100時間以上におよぶリハーサルの収録を行い、習熟の過程全体を非筆記的デジタル保存、コンテンツ化した。これら練習、習熟の過程を経て、「東京芸術大学奏楽堂楽器シリーズ<打楽器>」「東京芸術大学大学院能楽専攻博士課程演能「巻絹」(シテ青木涼子)「天鼓」(シテ野村四郎)」などの演奏本番を執り行った。これらの解析、および結果のカリキュラム化とサーブシステム構築を引続き進めている。