1 0 0 0 ニホンザルの二足運動能力に関する解剖・生理・運動学的総合研究
常的な二足性はヒトのみに見られる行動様式であり他に二足性の霊長類はいない。そのため、二足適応の進化に関する比較資料が不足している。これを補うため、飛び抜けた二足運動能力を示す猿まわしの調教ニホンザルについて、形態学、生理学、運動学的調査を行った。二足、及び四足歩行のエネルギー代謝は10才と4才の二頭のニホンザルを対象に行った。体重・時間あたりの二酸化炭素発生量をエネルギー消費の換算値として計測した。歩行速度は1.5から4.5km毎時の範囲で0.5km刻みで計測した。二足でも四足でも、エネルギー消費量はほぼ歩行速度に比例して単調増加した。二足歩行のエネルギー消費は四足歩行時に比べ、10才の個体では、約30%の増加、4才の個体では20-25%高い値を示した。歩行速度にかかわらず、この比は小さい変化しか示さなかった。これまでチンパンジー、オマキザルでの実験に基づいて、二足と四足の歩行エネルギー消費は変わらないとされてきたが、この結果は、それに再考を求めるものである。通常、エネルギー消費の目安として酸素消費が用いられるが、平均的な呼吸商を用いて四足歩行時の酸素消費量を推定するとこれまで報告されている数字に近い値が得られ、われわれの研究方法の妥当性が証明された。歩行ビデオ解析では、調教を受けたニホンザルは通常の実験用サルに比べ、長いストライドと少ない歩行周期を示すことが明らかにされた。このことは関節の最大伸展角が大きなことと関連しており、とりわけ膝関節においてはヒト歩行におけるダブル・ニー・アクションに似た現象が観察された。そのため、通常のサルでは両脚支持期にしか起こらない体幹の上方移動が単脚支持期において認められた。また、頭部、体幹の動揺は通常のニホンザルに比べ有意に小さい。これらの結果は、調教ニホンザルの二足歩行の効率が優れていることを示唆する。
本研究では2次元的な局所重率の積として表される試行関数を、2次元量子系および3次元古典系の変分関数として用いる数値くりこみ群手法を開発した。2次元量子系については、その代表例であるS=1/2正方格子XXZ模型に対して、3自由度の等方的IRF模型を変分波動関数として用い、少ない自由度で基底エネルギーの上限値を精度良く評価できることを実証した。特に、XY異方性が強い場合に、近似精度が改善される。3次元古典系では、その代表例である立方格子イジング模型に対して、162自由度の局所重率を敷き詰めた変分関数を適用してみた。この場合は最適化すべきパラメターの数が多いので、自動的にテンソル要素を改良する必要がある。試行錯誤の結果として、エネルギーの変分極小を正しく導く計算アルゴリズムの開発に成功し、相転移温度の精密評価が可能であることを実証した。以上2つの例では系が一様であった。これは、変分エネルギーの評価手段として「角転送行列繰り込み群」を用いたことによる制限である。そこで、秩序変数が空間変調を持つ場合も取り扱えるように「密度行列繰り込み群」をテンソル積型変分の形式中に取り入れる試みもはじめた。古典競合相互作用系の代表であるANNNI模型にこの新たな解析法を適用し計算を進めている。これまでに、標準的な相図として従来用いられて来た「悪魔のバラ」的な構造には、平均場近似による「整合的変調秩序相の強い安定化」が含まれている可能性などが得られている。これらの研究の副産物の一つとして、空間次元をひとつ下げた1+1次元対称/非対称確率的拡散系に対する光円錐内部での局所因子の足し上げに、角転送行列繰り込み群がそのまま応用できることが判明した。ただ、系の初期条件によっては、角転送行列繰り込み群で用いる密度行列が自明になり、繰り込み群変換に利用できない場合がある。この問題は、今後解決すべき研究課題の一つとしたい。
本研究を通じて、日本列島における家畜出現の実相、特にブタの存在、牛馬の出現、韓国忠南考古学研究所、中国浙江省文物考古研究所、台湾中央研究院語言研究所、ロシア科学アカデミー極東支部などと研究交流を行い、日本列島の周辺地域における家畜の出現についての見通しを明らかにすることができた。日本列島では、長崎県原の辻遺跡の弥生時代中期の層から出土したイノシシ属のDNA及び安定同位体による食性分析を行ったが、いずれも野生の結果が出た。愛媛県阿方貝塚の弥生時代前期層と宮前川遺跡群北齊院遺跡弥生終末、庄内期出土のイノシシ属には、東アジア系ブタの値を持つものが得られた。牛馬は畿内では馬は5世紀、牛は6世紀という従来の結果を踏襲した。海外では韓国忠南考古学研究所による金海ヘヒョンニ貝塚の発掘に参加し、ブタや牛馬が紀元前1世紀にさかのぼることを確かめた。中国では浙江省田螺山遺跡の調査に参加し、7千年前の層から水牛、ブタの出土を確かめることができた。台湾では、台南、恒春半島の遺跡から出土した動物遺存体を調査し、イノシシ属のサンプルを採取したが、野生・家畜の判別をつけることはできなかった。台湾とは今後、本研究を継続することになっている。ロシアはウラジオストック所在の科学アカデミー極東支部を訪問し、新石器時代ボイスマン貝塚1、2から出土した動物遺存体を調査し、サンプリングを行ったが、その分析はまだ結果が出ていない。以上のように、日本と周辺地域の家畜の出現時の様相を明らかにする目処をつけることができ、今後の共同研究の道を確保することができたことは大きな成果と言える。本研究で培った共同研究の基礎を今後、さらに発展させ、真に総合研究として東アジアにおける家畜の起源とその伝播を明らかにすることができればと考える。
- 著者
- 石田 竜弘 EMAM SHERIF
- 出版者
- 徳島大学
- 雑誌
- 特別研究員奨励費
- 巻号頁・発行日
- 2020-11-13
COVID-19に対する独自の免疫技術を用いたワクチンを開発することを目的とする。我々は高分子のPEGに対する自然免疫を利用して、体液性免疫も細胞性免疫も同時に誘導可能な抗原デリバリーシステムを開発している。COVID-19のワクチンは、単に体液性免疫を誘導するだけでは不十分で、細胞性免疫も同時に誘導することが必要とされており、我々のシステムを用いれば細胞性免疫も同時に誘導することができる可能性が高いことから、ユニークかつ有能なワクチンの開発が期待できる。
1 0 0 0 進化のゆらぎ応答理論の確立と多階層・発生過程への展開
- 著者
- 金子 邦彦 藤本 仰一
- 出版者
- 東京大学
- 雑誌
- 新学術領域研究(研究領域提案型)
- 巻号頁・発行日
- 2017-06-30
(i)表現型進化の方向性と拘束の理論:触媒反応ネットワークモデルを用いて、大自由度の表現型が進化により低次元に拘束されることを固有値スペクトル解析で明らかにした。さらにそれにより進化の方向が拘束されるがその一方で新たな環境への進化が加速されることを示した。また遺伝子制御ネットワークそして統計力学のスピングラスモデル、またタンパクのデータを用いて、この進化的次元縮減が普遍的であることを示した。(ii)階層進化理論:原始細胞においてその分子数がある程度以上になると遺伝と機能を担う分子の役割が対称性の破れで生じる、つまり分子生物学のセントラルドグマが出現することを発表した。次に細胞と細胞集団の階層では細胞が有用成分をもらすことで多種共生が生じること、最後に個体ー社会の階層に対してはゲーム理論による搾取構造の形成を示し、さらに未開人類社会での婚姻構造の形成を明らかにした。(iii)進化発生対応の理論:発生過程と進化過程の対応関係において、遅く変化する遺伝子発現の意義を調べた。特にエピジェネティック過程を考慮して、発生過程の安定性(homeorhesis)の現れる仕組みを明らかにした。また倉谷班との共同で発生砂時計仮設をサポートするシミュレーション結果を得た。[藤本G]完全変態昆虫のサイズ進化の法則(各種の最終体重は臨界体重に比例)を発見した。ボディプラン(器官の数と空間配置)の進化発生対応では、被子植物の左右対称な花の多様性を包括する発生特性を数理モデルから予測した。加えて、動植物のボディプランに揺らぎを見出した。基部双子葉植物の花器官配置では、らせん状と同心円状の2型のみが同種内で共存し、この拘束された種内多型は発生過程に起因することをモデルから示した。刺胞動物のイソギンチャクでは、器官配置の左右対称性と放射対称性の種内多型を、配置過程の計測を通じて見出した。
1 0 0 0 OA 病原性アエロモナスの産生するプロテアーゼの分子学的性状解析
- 著者
- 和気 秀文 グホ サビン 山中 航
- 出版者
- 順天堂大学
- 雑誌
- 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
- 巻号頁・発行日
- 2019-10-07
長期間の心理社会的ストレス暴露は高血圧の発症を促し、放置すると脳卒中や心筋梗塞を招く危険がある。ところがストレスによる高血圧発症機序については不明である。慢性ストレスでは、骨髄由来の炎症細胞が活性化し、扁桃体や視床下部に集積してミクログリアになることが報告されている(脳・骨髄相関)。そこで申請者らは「慢性ストレスによる高血圧の発症は、脳・骨髄相関に起因した“扁桃体-視床下部系の炎症”による」という仮説を立てた。本研究では動物モデルを用いてこの仮説を検証するとともに、運動トレーニングによる、脱ストレス・抗高血圧効果の機序についても併せて検討していく。
1 0 0 0 OA 真社会性ハダカデバネズミにおける集団的意思決定
本研究では、真社会性ハダカデバネズミを対象に、群れ生活の維持に重要な役割を果たす集団的意思決定(個体が協調して複数の選択肢からひとつの選択肢を選ぶ意思決定)を研究する。同種は、複数個体が協調した労働行動によって地下トンネル内に複数の部屋を形成し、それぞれの部屋をネストや巣材溜め場に使い分ける。本研究では、この決定過程における決定個体、労働コストとの関連、個体間コミュニケーションを実験的に検証する。また、シミュレーションを用い、個体の行動ルールと集団的意思決定の関係を検証する。理論と実証の併用により、カースト制という複雑な社会的特徴を持つ真社会性哺乳類における集団的意思決定の理解を進める。
1 0 0 0 OA 強磁場・高磁気力場下での溶融凝固その場観察と結晶作製プロセスの開発
1 0 0 0 OA サイバー犯罪に関する国際的対応と情報刑法の体系化
情報通信技術の進展は,めぐるましく,クラウドコンピューティングがその主流となりつつある。また,今後「モノ」のインターネットが情報通信技術の中心へとなることが予想される。こうした状況にあっては,現在の情報の保護に関して,情報の化体した媒体を財物として解釈し,その保護を図っていくという保護のあり方は,弥縫策としての限界を露呈している。こうした状況を打破するには,情報の化体する媒体という財物概念を放棄し,情報それ自体の管理・支配の侵害を直接処罰する刑事立法が必要といえる。また,児童ポルノの刑事規制は,その保護法益の理解に問題があり,児童の権利・自由を直接保護するものに改められるべきである。
本研究は、消化管からのバクテリアル・トランスロケーションの過程でどのようにプロバイオティクスが消化管粘膜免疫に作用し、さらに全身感染に発展させる要因について検討することを目的としている。近年、癌化学療法の進歩や臓器移植の増加に伴い、免疫不全患者における感染症の制御は重要な課題となっている。私達のこれまでの研究では、一部のプロバイオティクス株はむしろ全身感染を増悪させ、その病態に粘膜免疫が関与していることが示唆された。そのため、消化管粘膜免疫の活性化が負の方向に感染を導く可能性を含めて、その機序を解明することを目的としている。
1 0 0 0 OA 森から海までの生態系連環機構の解明によるニホンウナギ資源の再生
大分県、和歌山県、福島県の河川において、ニホンウナギの生産を支える環境と生態系を流域レベルで調べ、ウナギの資源生産の観点から河川再生方策を検討した。ウナギの食性は、サイズ、季節、地域で変化したが、基本的に広食性で柔軟な摂餌生態を有した。全長200mm未満の小型魚と200mm以上の大型魚では、好適な生息環境特性が異なった。ウナギの河口から河川上流への移動・拡散は堰により阻害された。本種は水質の許容範囲が広く、清流から都市型河川まで生息した。ウナギの河川内及び河川と沿岸間の移動、隠れ場、餌生物の生産を可能にする一定の環境条件整備により、本種資源の保全と培養が可能であると考えられた。
1 0 0 0 OA 昆虫細胞は放射線に耐性といえるのか?
1 0 0 0 OA 脳卒中片麻痺者が立ち上がる際に股関節内転筋は有効に利用されているのか?
抗重力動作における股関節内転筋の役割を検討するために、内転筋が発揮する股関節伸展筋トルクを大殿筋やハムストリングスと比較した。抗重力動作としてスクワット動作を選択した。三次元的に運動データと床反力データを収集し、筋骨格モデル(SIMM)を用いて各筋の伸展筋トルクを推定した。大殿筋と大内転筋は、ハムストリングスよりもより大きな伸展筋トルクを発揮した。大内転筋の抗重力機能はハムストリングスよりも大殿筋に類似するものであり、この筋は補助的ではなく主要な抗重力筋として機能するだろう。
本研究では、植物の生体反応において発生する「生物フォトン」を媒体として、人と植物とのリアルタイムな異種間コミュニケーションの実現を目指すべく新たなツールを開発し芸術作品とする。 植物が自然の環境に影響を受け生長をする過程を調査し環境と植物と人を多角的に検証し植物を媒介とする環境メディアコミュニケーションアートという芸術文脈上の新しい概念を開拓する。 生物フォトンは微弱なため、光電子倍増管を活用する。 PMT計測は外光を遮断して行うため自然環境下では使用が制限される。 そこで、地中の根から発生する生物フォトンを測定するなど、コミュニケーション手段の確立を試みる。
2018年度は、まず、先行研究の検討、既存調査の再分析、理論的検討を行なった後、(1)60歳以上の高齢者を対象とするグループ・インタビュー調査と(2)40歳から79歳までを対象に、インターネット利用を中心とする情報行動に関する質問票調査を実施した。(1)は60代70代男女各2グループ、1グループ各6名、計4グループ24名を対象に、テレビ接触状況、インターネット利用の実態、ネットを通した動画視聴、ネット利用の功罪等についてインタビューした。インタビュー対象とした24名はほとんどがネットを積極的に利用しており、退職後も趣味や地域活動にいそしむ人が多かった。ただし、対象者は、いずれも東京都文京区在住者で必ずしも一般的な60代以上を代表する人たちではないことは考慮しなければならない。(2)は、中央調査社の保有するマスターサンプルから、全国の40歳~79歳の男女1600人をランダムに抽出し、各種情報行動について質問したものである(有効回収票827)。70代について結果を見れば、70代のネット利用者は71.2%とかなり高率であるが、スマートフォン利用者は28.3%であった。また、ネット利用といっても大半がモバイル機器を通したメールだけの利用者であり、サイト・アプリの利用者(PC通しも含む)は43.4%にとどまり、いまだに年代的なデジタルでバイトが完全に解消したとはいえない状況であることが判明した。メッセージングアプリのLINEの利用者も、70代は21.8%にとどまるなど高齢者への普及は十分でなく、ネットショッピングの利用者も70代は20.3%にとどまる。そうした背景にコスト的な問題や周囲にサポートする人がいないという状況や、ネットにまつわるトラブルに大きな不安をいだいているという現状があった。
1 0 0 0 OA Hippo経路制御因子および破綻シグナルの検索
1 0 0 0 OA 多用途型日本手話言語データベース構築に関する研究
本研究では、手話の単語レベル、対話レベルから、言語学的な解析や手話工学分野で利用可能な、多用途型日本手話データベースを構築するための方法論の検討、並びに、データベースの構築を目的とする。令和元年度は、前年度までのテスト撮影の結果を踏まえ以下の項目に対して検討を行い本格的な3次元動作と映像のデータの収録を行った。(1)前年度までに撮影した言語資料 1,000単語の検証作業を行い、今年度撮影の方針を検討した。その結果、3次元動作データは、カメラ系と3次元系の同期解析、並びに、CG生成を考慮して、昨年度決めたフレームレートをとした。単語の収録では、表情などの非手指動作の詳細分析を考慮して、正面映像だけだった4Kカメラを左右の両側面を追加した。(2)今年度収録する言語資料は、7月までに手話母語者の研究協力者と共同で候補単語3,800単語のプロンプタ用の映像の撮影を終了した。これと並行して、対話撮影のためのテーマ検討も行った。本格的な収録は、8月から9月にかけて東映東京スタジオで収録した。対話撮影は、8テーマのデータベース収録候補の同期撮影を実施した。単語撮影は、3,873ラベルで総動作単語数では4,965単語の収録を行った。3年間で、合計4,873ラベルで総動作数では6,359単語の収録が完了した。当初の目標の5,000単語を上回る成果が得られた。(3)アノテーション支援システムでは、昨年度までに完成したビュワーの組み込みが完了して、支援部の3次元動作分析部分に着手した。(4)対話データ処理では、追加予算を含めて3対話の3次元動作データの生成が完了し、先行した部分は終了して、追加予算の部分は現在進行している。次年度のデータ公開へ向け単語収録データの分割並びにラベルの張替え作業も進行している。
本研究は、人獣共通感染症の可能性のない魚コラーゲンを足場材として用い、歯髄除去後の歯髄を再生する、真に細胞生物学的な歯髄治療法の可能性を多面的に解析し、新たな歯髄再生療法の開発を図ることを目的とする。再生医療を推進する上で基礎となる組織再生工学には、細胞、成長因子、足場の3項目が不可欠である。歯科保存学領域において特に歯内療法分野において今回、再生医療の原理・原則を導入した。確実で早期に歯髄欠損修復を進めることで歯の延命化が可能となり、臨床上極めて重要である。具体的な研究項目は、①ヒト歯髄幹細胞の特性の確認②魚コラーゲンを使った足場材の有効性・安全性の証明をin vitro、in vivoの系で検証する。予定であるSCIDラットが入手が難しくその代替実験を考える間、令和元年度秋季学術大会にて魚由来コラーゲンペプチドによるヒト歯髄由来幹細胞の骨芽細胞分化誘導能の解析を共同実験者としてポスター発表した。しかし、SCIDラットは入手困難であり代替としたSCIDマウスでは歯髄再生には困難であった。令和元年度は歯髄組織由来歯髄幹細胞膜分取の研究に着手している。