2 0 0 0 哺乳類における脳の性分化機構の解析
哺乳類における脳の性差は、発生過程の特定の時期(臨界期)に脳がアンドロジェンに曝露されるか否かによって生じる。アンドロジェンは脳内の細胞において芳香化酵素によりエストロジェンに代謝され、エストロジェン受容体と結合して特定遺伝子群の転写を活性化することにより脳の性分化を誘導する。我々は、齧歯類の周生期の脳において性ステロイド依存性発現の高まるグラニュリン遺伝子が、脳の雄性化に関与していることを示している。本研究においては、グラニュリン・ノアウト(KO)マウスを用いて、グラニュリンによる脳の性分化の誘導機序について検討を行った。不安傾向を検討した結果、野生型(WT)マウスにおいて雄は雌と比較すると不安傾向が低いという性差の存在が示された。一方、KOマウスにおける雄不安傾向はWTの雄より高く、雌とほぼ同じレベルであった。青斑核は不安様行動への関与が示唆されているが、青斑核の体はWTマウスでは雄に比べて雌の方が大きい傾向が見られ、KOマウスでは雌雄のWTマウスよりも有意に大きくかつ性差も認められなかった。グラニュリンは青斑核の発達を抑制することで形態学的な性差を形成し、不安傾向の性差を発現させていることが示唆された。さらに、周生期のWTマウスおよびKOマウスの視床下部における遺伝子およびタンパク質の網羅的発現解を行い、グラニュリンの下流に存在する分子の同定を試みた。その結果、LIMホメオボックス遺伝子Lhx1およびやはりLIMドメインを持つタンパク質であるLASP1の発現がKOマウスにおいて減少していた。これらの結果より、神経細胞の分化や発達関与していると考えられているLIMドメインをもつタンパク質がグラニュリンの機能発現に関与していることが示唆された。
2 0 0 0 OA がん患者へのインフォームド・コンセントを巡る医療者コミュニケーションの質的研究
2 0 0 0 OA 極微小珪質プランクトンの酸素同位体比測定法の開発
- 著者
- 井尻 暁
- 出版者
- 独立行政法人海洋研究開発機構
- 雑誌
- 挑戦的萌芽研究
- 巻号頁・発行日
- 2009
極微小珪質プランクトンの殻(生物源オパール)の酸素同位体比を,精度良く簡易かつ安全に測定する新しい分析システムを開発し,この結果,従来の分析手法の1/10以下の試料量で,測定精度を落とすことなく短時間で珪質プランクトンの酸素同位体比分析を行うことが可能となった。この手法を用いて放散虫殻化石の種別同位体分析に成功。また国際統合掘削計画(IODP)で得られた試料の分析を行った。
目的は、水素ガスの脳保護作用とフリーラジカルの関係を検証し、水素ガス投与が脳のエネルギー代謝にどのように影響するかを明らかにすることである。エダラボンは臨床で良く用いられているラジカル捕捉剤である。同一実験系で水素ガス(4%~50%)とエダラボン(10~5000μM)のEC_<50>を算出した。水素ガスはラジカル捕捉能が見られずEC_<50>の算出は不可能であった。一方、エダラボンのEC_<50>は705μMであった。平成21年度の結果と合わせ「水素ガスがラジカル捕捉能を持ち、それにより神経細胞保護作用を及ぼす」という説は支持できない。ラットの脳スライスを凍結破砕し抽出を行い、^1H-NMRおよび^<31>P-NMRを行った。虚血再灌流モデルを用いて、虚血再灌流負荷前後の代謝物の測定を行った。4%および8%水素投与群とコントロール群の比較(Tukey多重比較)をした。N-アセチルアスパラギン酸の負荷後/負荷前比は、それぞれ77.1%, 61.4%, 69.3%であり、8%水素投与群は4%水素投与群より有意に回復が悪かった(補正p=0.O11)。γ-アミノ酪酸や「クレアチンとホスホクレアチン(PCr)」も、8%水素投与群は4%水素投与群より有意に回復が悪かった(補正p=0.022, 0.035)。その他、^1H-NMRでコントロール群と有意差のある群は見られなかった。^<31>P-NMRによる、PCr測定では8%水素投与群と4%水素投与群に有意差は見られなかった。β-ATPは、それぞれ53.8%, 60.6%, 54.1%であった(有意差なし)。平成21年度の結果と比較して、抽出物の実験でもβ-ATPの様に同様の傾向は見られている。水素ガスは神経保護効果を及ぼす程のラジカル捕捉能があるとは言えないが、4%では神経保護作用があり、8%を超えると神経細胞に障害を与える可能性を考えなくてはならなくなった。
2 0 0 0 多重視点の証明解析による逆数学の汎用化・深化とその応用
- 著者
- 横山 啓太
- 出版者
- 北陸先端科学技術大学院大学
- 雑誌
- 若手研究(B)
- 巻号頁・発行日
- 2016-04-01
平成29年度は前年度から継続して研究しているKolodziejczyk博士(ワルシャワ大学)、Wong博士(シンガポール国立大学)らとの共同で算術における証明のサイズ・長さと公理系の関係についての分析を幅広く進めた。特に組み合わせ命題がどのような条件で証明を短縮できるかについて細かく調べ、ラムゼイの定理の場合について証明の長さを短縮する例・しない例についての具体的な結果を得るとともに一般の場合についての予想を得た。この研究中で、指標関数と呼ばれる1970年代に提案された算術の超準モデルの分析手法を現代的に整備し直し、多くの新しい研究に適用できる形に手法を一般化した。また、国内の4人の研究者との共同で算術における論理公理の分離問題をクリプキモデルと超準モデルの手法を組み合わせて一般的に解く手法の構築を進めた。さらに完備距離空間上の最適化問題に関するEkelendの定理やCaristiの不動点定理の逆数学的強さの分析等の研究を進展させ、Ekelandの定理がいわゆる可述的と呼ばれるレベルの公理系を超える強い公理と同値になること等の結果を得た。いずれについても、現在主要な成果について論文にまとめる作業を進めており、投稿に向けて準備中である。また前年度大きく発展した諸種の組み合わせ論の強さの逆数学手法による分析成果をまとめ、特にラムゼイの定理に関する証明論的強さを確定させた主要な2本の論文が受理されるとともにそれらを計算機科学分野の定理に応用した論文についても受理された。関連論文の執筆も引き続き進めている。
2 0 0 0 OA 圧力下におけるマンガン化合物の超巨大磁気熱量効果
2 0 0 0 OA チタン酸バリウムナノ結晶のエピタキシャル結合現象を用いた単結晶ピラーの合成と特性
本研究は、チタン酸バリウム(BaTiO_3:以下、BTO)ナノ結晶粒子(<10nm)が水熱条件下でエピタキシャル結合(粒子同士が3次元的に結晶方位を揃えて結合する)を起こす現象の確認と、その現象を利用したSrTiO_3(STO)単結晶基板へのBTOナノ結晶エピタキシャル薄膜(及びピラー)の作製を目的としたものである。主要な成果として、(1)水/エタノール系加熱条件下(150℃)でBTOナノ結晶を合成すると数100個のBTO結晶(20-50nm)がエピタキシャル結合した凝集体が得られること、(2)電気泳動堆積(EPD)法によりSTO基板上に作製したBTOナノ結晶粒子薄膜を大気中600℃以上で熱処理するとBTOナノ結晶エピタキシャル薄膜が得られること、及び(3)EPD法で作製した5-10nm-BTOナノ結晶薄膜のKOH熱水処理(150℃)によるエピタキシャル薄膜化(単結晶化)の可能性を示す結果が得られた。これらの結果より、BTO結晶のエピタキシャル結合現象を用いた単結晶ピラーの合成が可能であることを確認することができた。
2 0 0 0 OA 中国・「重慶モデル」の検証-社会・経済の発展と地域構造の変容
2 0 0 0 ヒメウズラ:鳥類最小の実験動物の確立と利用
ヒメウズラ(Excalfactoria chinensis)を鳥類最小の実験動物として確立するためのデータ収集を、発生・発生工学的ならびに遺伝学的見地から遂行し、以下の成果を得た。1. 体表各部および骨格系の発達程度を全射卵期間に渡って調査し、それぞれ39および15ステージからなる「ヒメウズラ胚の正常発生における発生段階表」を完成した。2.酵素・タンパク質の多型を検出するための、従来よりも簡便な電気泳動方法の検討を行い、23種類の酵素およびタンパク質を検出するための泳動条件を確立した。また、7種の酵素・タンパク質について、その遺伝様式を明らかにした。3.胚盤葉細胞注入によるキメラ作成を行った。ドナーにヒメウズラを、レシピエントにウズラを用いた場合と、その逆に、ドナーにウズラを、レシピエントにヒメウズラを用いた場合の2種類の異属間移植を行い、いずれの場合もキメラ作出に成功した。しかしながら、後代検定の結果、このキメラの子孫にはドナー由来の形質をもつ個体は出現せず、今回得られたキメラは生殖細胞キメラにはなっていない可能性が示唆された。4.ミトコンドリアDNAのシトクロムb領域に対し、PCR-RFLP解析を行って切断型多型を検出すると共に、シークエンシングを行って、シトクロムb遺伝子の全塩基配列を決定した。5.ニワトリのマイクロサテライトDNA増幅用プライマーセットの内、約20%のものがヒメウズラにも適用可能であることが明らかになった。この事実から、今後、ヒメウズラのゲノムマッピングのためにはヒメウズラ専用のプライマーセットを開発する必要があることが示された。6.各種植物レクチンあるいはウイルス性凝集素により識別される6種の赤血球凝集原を発見し、それぞれの遺伝様式を明らかにした。以上の成果から、ヒメウズラの実験動物化のための第一段階は完遂されたと考えられる。
2 0 0 0 OA ベルギー・ルヴァンラヌーヴ・カトリック大学所蔵古典籍についての研究
2 0 0 0 OA 広域・大規模地震災害時の研究的情報トリアージと調査行動戦略策定のための環境構築
本研究は、未曾有の被害が予測されているこの大震災に対して、有限かつ変動するヒト・コト・モノ・カネで、莫大な情報量の中から学術的に重要な被害調査情報を取捨選択するための、いわば「データトリアージ」と効率的な被災調査行動戦略の策定を、満足化手法により実現しようとするものである。研究成果としては、過去の地震被害調査状況調査の取りまとめや、被害予測等に必要なデータの収集とデータベース化とともに、WebGISによる公開システム等について検討した。さらに、2011年東日本大震災関連の情報収集に努め、情報集約拠点を設置した。また、戦略立案システム構築にあたって必要となる、想定東海地震、東南海地震、南海地震の地震動評価やこれらを用いて災害時に重要施設となる小学校の被害予測を行った。
2 0 0 0 OA ブラジル・アマゾンにおける低投入持続型農業の環境調和性と内発的発展戦略
アマゾンに建設された代表的な日本人移住地であるマウエスの日系人農場をおもな事例として、氾濫原(ヴァルゼア)と台地(テラフィルメ)という異質な生態空間を巧みに利用した、低投入持続型農業(LISA)を基幹とする住民の複合的な生活様式を明らかにした。事例農場は、ヴァルゼアとテラフィルメの両方に牧場を所有し、船で牛を移牧して周年経営を実現している。一定期間浸水する前者は乾季、浸水しない後者は雨季の放牧地である。テラフィルメ林は、焼畑農業や狩猟採集の場でもある。また、船を使った行商は現金収入を得る重要な農外就業であった。河川環境を利用した複合経営は、アマゾンでの生活の持続性や安定性の基盤となってきた。
2 0 0 0 OA 超対称な高次元非可換幾何とトポロジー的量子多体状態の研究
超対称な高次元の非可換幾何の数理を確立し、それをトポロジカルな物理系に応用する研究を行った。平成23年度は、非可換幾何の高次元、超対称の数理的構築を球、双曲多様体について行った。その数理的研究と並行して、超対称な量子スピン系、非エルミート量子力学への応用した研究を行い、端状態、隠れた秩序といったトポロジー的構造を明らかにした。平成24年度は、超対称な量子スピン系の研究を更に深化させ、量子エンタングルメントといった最近の提案された概念の実現について研究を行った。平成25年度は、非可換幾何をトポロジカル絶縁体(特にAクラス、AIIIクラス)に適応し、その物理を解析した。
2 0 0 0 アカメガシワ属における対被食戦略
植物は植食者に対して、毛などによる物理的防御や化学物質を含有することによる化学的防御、植食者の天敵を誘引し、植食者を排除させる生物的防御といった多様な防御戦略を進化させてきた。さらに、被食に対する耐性もまた防御戦略の一つとして知られている。本研究では物理的防御形質であるトリコーム、化学的防御形質である腺点および生物的防御形質である花外蜜腺と食物体を備えるアカメガシワ属を材料とし、複数の防御形質を用いた植物の防御戦略を解析する事を目的としている。本年度は、以下の3点を明らかにすることができた。1)前年度に、岡山、沖縄、石垣島のアカメガシワ個体群はそれぞれ異なる防御形質を発達させていることを明らかにした。本年度は新たに奄美大島のアカメガシワ個体群がアリによる生物的防御を発達させていることを解明した。2)岡山、奄美大島、沖縄、石垣島のアカメガシワ実生を用いて被食に対する耐性能力を評価した。その結果耐性能力の大きさは、沖縄株奄美株・石垣株、岡山株の順に高かった。3)被食処理後の光合成速度の時間的変化を調べたところ、'岡山株では光合成能力に大きな変化は確認できなかったが、奄美大島、沖縄、石垣島由来の株では被食処理後に光合成能力が増大した。また、光合成能力の増大の程度は耐性能力と相関していることが判明した。これまでの結果から、アカメガシワの耐性能力は被食後の光合成能力の増大によりもたらされていると考えられた。岡山個体群では主としてアリによる生物的防御を、奄美個体群では生物的防御と耐性、沖縄個体群では物理、化学的防御と耐性、石垣個体群では化学的防御と耐性を発達させていることを解明した。
2 0 0 0 群強化学習法の開発
通常の強化学習では一つのエージェントのみを用いて学習を行うので複雑な問題では学習に時間がかかりすぎるという欠点がある。したがって、強化学習の実用化に向けて学習を高速に行う新しい方法を開発することが必要不可欠である。本研究では、短時間で学習を行うために複数のエージェントを用意し、各エージェントが通常の強化学習法で学習を行うとともに、エージェント間の情報交換により他のエージェントの学習成果を参照して学習を行う群強化学習法を提案した。本年度は、鳥の群れ行動にヒントを得た最適化手法であるParticle Swarm Optimizationを用いた群強化学習法におけるエージェント間の情報交換方法を提案した。また、各エージェントが行う個別学習法として、SarsaやActor-Criticを用いた方法を提案した。また、より複雑な問題に対する群強化学習法の有効性を検証するために、倒立振子制御問題、サッカーゲーム問題、マルチエージェント環境の問題に群強化学習法を適用し、これらの問題に対しても短時間に良い方策を獲得できることを確認した。さらに、蟻の群れ行動にヒントを得た最適化手法であるアントコロニー最適化法を用いた群強化学習法を提案した。この群強化学習法では他のエージェントの学習成果を行動選択に利用する新しい枠組みを用いている。以上の成果より、従来の1エージェント強化学習法より短時間に良い方策を獲得できる群強化学習法を開発することができた。
2 0 0 0 キノコとの共生による絶滅危惧種の森林内増殖に関する基礎研究
世界的な森林の撹乱と劣化は森林植物に深刻な影響を与えつつある。例えば、少なからずの森林植物の絶滅が危惧され、中には絶滅してしまった種もある。本研究の目的はそれら植物の保全のための基礎情報を得ることにある。本研究では、ラン科植物のタカツルランを事例として研究した。タカツルランは無葉緑植物で、わが国では絶滅危惧1A類(CR)に分類されている。タカツルランは根の中に棲息している木材腐朽菌と共生関係を結んでいる。このランは光合成能力を喪失しているので一生を通して炭素源は共生菌に依存し、さらに種子の発芽にも共生菌を必要とする。これらのことは、共生菌がタカツルランの保全に有用なツールとなり得ることを示唆している。タカツルラン保全の試みは移植によって行った。最初に、タカツルランの根から共生菌を分離した。次いで、共生菌とタカツルランの種子との共生培養を試験管内で行い、プロトコームと幼植物体を準備した。最後に、プロトコームや幼植物体を土壌中に埋設した。得られた結果から次のような提案をすることができる。1.移植植物体は、共生菌が繁殖している培養基と共に埋設したときに成長した。このことから、共生菌は植え戻しにとって必須で有ることが明らかにされた。植え戻しを確実に成功させるためには、容器の中で植物体を共生菌が繁殖している培養基と共に培養し、その容器を森林に埋設すれば良い。2.移植用の植物体は根・茎が充分に生長した植物体を用いるのが良い。3.移植された植物体は外部へ根を伸長させ、其処にあった丸太に付着し、丸太の中のキノコが親和的な種であればそのキノコと共生関係を築いた。従って、移植する前に親和的なキノコが生育しているかどうかを調査しておく。4.共生菌の生長はタカツルランの生長にとって是非とも必要である。従って、生長と植え戻しに適する時期は温度が高く降水量が豊富な6月、8月、9月が良い。
2 0 0 0 OA ロボットを利用した発達障害児療育の有効性の認知科学的評価
2 0 0 0 価値語の様態とその構造
言葉には価値を示す言葉と事実を示す言葉とがある。その二つの性格が一つの言葉のうちで重なる場合もある。本研究では、言葉のそうした面について、参加者のさまざまな視角を提示し重ね合わせることを通して、倫理的な価値の多様なあり方の諸相を検討することを試みた。三年間の共同研究を経て明らかになったことを要約すると次のようになると思える。価値語・評価語のあり方にかかわって考えを進めるあり方には、大旨、少なくとも三つの方向がある。第一にあるのは、価値を含む言葉はそもそもどのような組成を備えて成り立つ、と見定めるのが妥当なのか、事実を示すとみなされる語と価値を示す語とは、どんな位相の差を示すものとしてあるのか、あるいはそうした位相の違いといったものなどはそもそもないと定める視点を立てることもできるのかどうか、といった点について、事を抽象する方向に眼を据えて思索を試みる、といった質の究明である。第二にあるのは、徳目としてしばしば話題にされる質の概念、あるいはもう少し広い幅で、人の価値指針となるような概念の成り立ちや意味を問う、といった視点からの究明である。儒学が倫理思想の体裁をとって問題にされる際には、そうした側面がとりわけ立ち上がることになる。旧来、この面の検討は、かなりなされることがあった、といえる。第三としてあるのは、広く日常にも用いられている言葉のうちに含まれている価値指示のあり方(たとえばさまざまな形容詞のうちに籠められているさまざまな価値内包性といったあり方)について、その意味内包のいろいろな方向の検討を試みるといった質の究明である。仔細は、報告集の参加者の論文のうちに見られる。
2 0 0 0 OA マルチトレーサーデータセットと海洋大循環モデルの結合による海洋物質循環変動の研究
海洋研究開発機構 海洋地球研究船「みらい」が2003年から2004年に実施した南太平洋を含む世界一周航海ですでに得られたデータを組み込んだ、海洋のマルチトレーサーデータベースを完成させることができた。放射性セシウムの新しいソースタームと解像度を上げた海洋大循環モデルによる再現計算を行った。データベースを利用して解析したところ、^<239,240>Pu/^<137>Cs 比が、表層から水深約1000mまで指数関数的に増加していることを見出した。世界で始めて、南太平洋、南大西洋およびインド洋の薄明領域(水深100m-1000m)の粒子状配位子の分布を求めることができた。