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3 共同研究・共同利用研究

3.1 概要

大学共同利用機関である生理学研究所は、一般共同研究、計画共同研究（必要に応じて適宜、最も重要と思われるテーマを選択して集中的に共同研究をおこなう）および各種大型設備を用いた共同利用研究を行っている。別表に示すように、毎年多くの共同研究が行われており、本年度も計60件の共同研究と計39件の共同利用研究を行い、着実な成果をあげている。

生理学研究所の共同研究のもう１つの重要な柱は生理研研究会である。本年度も計26件が実施あるいは予定されている。岡崎3機関の中でも、生理学研究所の研究会の数は飛びぬけて多い。通常の学会とは異なり、口演が主体で発表時間と質疑応答時間が余裕を持って取られており、また少人数であるため、非常に具体的で熱心な討論が行われている。この研究会が母体となって班会議が構成された場合や、学会として活動を開始した場合もあり、その意義は大きい。また来年度からは、「国際研究集会」も開催されることが決定し、公募が開始された。海外の研究者を招き英語で研究会を開催する予定であり、その成果に期待が寄せられている。

3.2 共同研究

「一般共同研究」と「計画共同研究」は、所外の大学及び研究機関の常勤研究者が、所内の教授または准教授と共同して行う研究であり、合計で従来は30--40件が採択されていたが、共同利用研究の活性化に伴い、昨年度は63件、今年度は60件が行われている。

計画共同研究は、研究者の要請に基づいて生理学研究所が自らテーマを設定する。今年度は、「遺伝子操作モデル動物の生理学的、神経科学的研究」と「バイオ分子センサーと生理機能」の二つが行われた。来年度からは、「多光子励起法を用いた細胞機能・形態の可視化解析」と「位相差低温電子顕微鏡の医学・生物学応用」が開始される。いずれも現在最も高い関心を寄せられている領域であると同時に、生理学研究所が日本における研究の最先端をいっている分野でもある。多くの共同研究の申請を期待している。

来年度から開始される２つの計画共同研究の詳細は、次の通りである。

3.2.1「多光子励起法を用いた細胞機能・形態の可視化解析」

2光子励起顕微鏡システムは、低侵襲性で生体および組織深部の微細構造および機能を観察する装置であり、近年国内外で急速に導入が進んでいる。しかし、安定的な運用を行うためには高度技術が必要であるため、共同利用可能な機関は生理研が国内唯一である。現在、2台の正立（ in vivo実験用）と2台の倒立（in vitro実験用）の2光子励起顕微鏡が安定的に稼動している。その性能は世界でトップクラスであり、レーザー光学系の独自の改良により、生体脳において約1 mmの深部構造を１µm以下の解像度で観察できる性能を構築している。深部観察技術に関しては、科学技術振興機構の産学協同プロジェクトにおいて光学顕微鏡メーカーと共同開発を行なった。また、生体内神経細胞のCa2+動態イメージング技術の確立および長時間連続イメージングのための生体固定器具の開発を行うとともに、同一個体・同一微細構造の長期間繰り返し観察技術の確立を行った。

２００７年度は正式な生理研共同研究という形はとっていないが、現在は生体恒常機能発達機構および生体情報解析室が研究室単位での共同研究を受け入れている。来年度から生理研計画共同研究として多くの共同研究を受け入れる予定である。今年度は6件の共同研究を行った。また、2光子顕微鏡システムの観察には20件を超える来所者があった。また、所内外から約20名の研究者が参加する2光子励起法・レーザー基本知識勉強会をほぼ毎週、共同研究を見据えた所外講師を招いたイメージングセミナーをほぼ毎月おこなっている。更に、特定領域研究「細胞感覚」の支援班として領域内共同研究にも供している。今後、更に共同研究申請数の増加が見込まれる。

一方、2光子励起システムはクラスⅣの高出力フェムト秒パルスレーザーを使用するとともに、光学系調整に熟練技術を要するため厳重な安全管理が必要であり、基本的に所内の対応人材の数が不足している。今後、レーザー維持管理、および共同研究に対応できる人員の確保、および大容量画像処理システム構築が大きな課題である。

3.2.2「位相差低温電子顕微鏡の医学・生物学応用」

永山國明教授により生理学研究所で開発された位相差電子顕微鏡は、特に低温手法と組み合わせることで威力を発揮する。無染色の生物試料について生状態の構造を1 nm分解能で観測可能である。過去数多くの部門内共同研究おいて、先端的な研究を拓いてきたが、その手法をさらに幅広い医学、生物学のフィールドで有効利用できるよう、計画共同研究をスタートすることとした。対象は、受容体やチャネルなどの膜蛋白質、各種ウィルス、バクテリア全載細胞、そしてヒトの培養細胞である。特に、生きた細胞中の分子過程の高分解能観察が生物機能につながる研究に期待したい。

共同研究の内容は以下の形をとる。

  1. 生物試料：共同研究者が生試料を持参するか、簡単なアッセイ系は、生理研で行えるようにする。

  2. 事前資料：1～2回の観察で答えが出てしまうケースが多く、電顕像の解釈のために事前打ち合わせ、事前資料が不可欠。特に従来法の電顕像は比較の上ですぐれた参考資料となる。

  3. 300 kV位相差電顕観察：基本的に1日を試料調整、1日を電顕観察にあてる。電顕観察は位相差電子顕微鏡オペレーターが行い、条件を共同研究者が指示。データはCDの形で手渡す。

  4. アフターケア：位相差像は従来像と見え方が異なるので、電子顕微鏡経験のある医系、生物系のコンサルタント（ナノ形態生理の従来の共同研究者）との相談の機会を用意する。

3.3 超高圧電子顕微鏡共同利用実験

生理学研究所に超高圧電子顕微鏡（H-1250M型）が、1982（昭和57）年3月に導入されている。生理学研究所の超高圧電子顕微鏡は、1,000 kV級の装置で、医学生物学用に特化した装置として我が国唯一であるので、設置当初より全国に課題を公募して共同利用実験を行ってきた。最近は「生体微細構造の三次元解析」「生物試料の高分解能観察」「生物試料の自然状態における観察」の3つのテーマを設定している。

装置は各部の劣化に伴う修理改造を伴いながらも、現在も高い真空度のもとに高い解像度を保って安定に運転されている。2007（平成19）年度には、この全国共同利用実験の実施計画は26年目に入っている。本研究所の超高圧電顕の特徴を生かした応用研究の公募に対して、全国から積極的な応募がある。2007年度は「生体微細構造の三次元解析」に関連する課題が主であり、合計13課題が採択されている。この中で外国の研究者がメンバーとして正式に参加している課題は、韓国から4件、米国から1件の計5件あり、国際的にも利用されている。今年度は、これまでに論文が5件報告されている。韓国高麗大学関連のもの3件、京都工芸繊維大関連のもの2件である。

設置以来の生理学研究所の超高圧電子顕微鏡の平均稼働率は、約80%に達している。全利用日数の約半分を所外からの研究者が使用しており、1,000 kV級超高圧電子顕微鏡の医学生物学領域における日本でのセンター的役割を果たしてきた。今年度も11月末現在で、所外27日、所内37日の利用があり、全利用日数の約42%を所外からの研究者が使用している。

しかし設置以来25年半が経過しており各部の劣化も進んでいる。また近年のこの分野の研究者コミュニティの三次元断層撮影に対する強いニーズに応えていくためにも、近年の技術発展を取り入れた電子顕微鏡のデジタル化を進め、迅速で自動化されたデータ取得およびデータ解析を可能とすることも必要である。このような点を考慮すれば、今後、より一層成果を挙げていくためには、更新または、大規模な修理改造が望まれる。

3.4 生体磁気測定装置共同利用実験

生理学研究所は1991年に37チャンネルの大型脳磁場計測装置（脳磁計）が日本で初めて導入されて以後、日本における脳磁図研究のパイオニアとして、質量共に日本を代表する研究施設として世界的な業績をあげてきた。同時に、大学共同利用研究施設として、脳磁計が導入されていない多くの大学の研究者が生理学研究所の脳磁計を用いて共同研究を行い、多くの成果をあげてきた。現在、脳磁計を共同利用機器として供用している施設は、日本では生理学研究所のみである。2002（平成14）年度には基礎脳科学研究用に特化した全頭型脳磁計を新たに導入し、臨床検査を主業務として使用されている他大学の脳磁計では行い得ない高レベルの基礎研究を行っている。

脳磁計を用いた共同研究としては「判断、記憶、学習などの高次脳機能発現機序」「感覚機能及び随意運動機能の脳磁場発現機序」という2つの研究テーマを設定し募集している。生体磁気計測装置共同利用実験の共同利用の件数は5ないし6 件、外部の施設からの参加人数は15--20 人程度で推移している。平成14年度に新型機器に更新される前は、2ないし3件であったので、新型機器への更新の効果が出ているものと思われる。本年度も６件の採択があり14 名が外部機関から参加している。また今後は、他の非侵襲的検査手法である、機能的磁気共鳴画像（fMRI）、経頭蓋磁気刺激（TMS）、近赤外線スペクトロスコピー（NIRS）との併用をいかに行っていくが重要な問題になると思われる。

本年度の共同研究の成果として英文原著論文を14編発表した（印刷中を含む）。第1著者は、名古屋大学医学部、日本大学医学部、大阪大学医学部、東京大学農学部、愛知県身障者コロニー、中央大学文学部、群馬大学医学部、海外では、カナダのトロント大学、ドイツのミュンスター大学、フランクフルト大学、米国のNIH、カリフォルニア工科大学、英国のバーミンガム大学、イタリアのキエッティ大学である。

3.5 磁気共鳴装置共同利用実験

磁気共鳴装置については「生体内部の非破壊三次元観察」と「生体活動に伴う形態及びエネルギー状態の連続観察（含む脳賦活検査）」というそれぞれ2 つの研究テーマを設定し募集している。本年度の共同研究件数は18 件、外部機関からの参加者は延べ59名である　現在の装置は2000（平成12）年に導入されたもので、3テスラという高い静磁場により通常の装置（1.5テスラ）に比較して2倍の感度をもち、特に脳血流計測による脳賦活実験においては圧倒的に有利である。また、特別な仕様を施してサルを用いた脳賦活実験をも遂行できるようにした点が、他施設にない特色である。さらに、実験計画、画像データ収集ならびに画像統計処理にいたる一連の手法を体系的に整備してあり、単に画像撮影装置を共同利用するにとどまらない、質の高い研究を共同で遂行できる環境を整えて、研究者コミュニティのニーズに応えようとしている。2000（平成12）年の機器導入以来の共同利用による英文原著論文発表数は既に16 報に達している。

現在装置の状態は良好であるが、問題点として所内対応研究教育職員の不足が挙げられる。最近研究人口の増大している脳賦活検査は、主に人間を対象としている関係上、倫理委員会の検討が必須であることから、共同利用には、所内対応研究教育職員との共同研究が前提となる。脳賦活検査の適用は認知科学全般に広がりつつあり、共同利用の申込は人文系（特に言語・心理領域）からの増加が顕著である。一方で、所内対応研究教育職員の守備範囲は限られており、現在の教授一名、准教授一名、助教二名による対応には限界がある。その負担を軽減するため、生理研トレーニングコース、生理研研究会を積極的に組織して、機能的MRIについての、最新の撮像、実験デザインならびにデータ解析手法の周知と共有化を図っている。特に、本年は神経科学としての機能的MRI研究会（生理研研究会）において、画像統計処理のアドバンストコースを設置した。また、画像撮影用人員の確保も課題であったが、リサーチアシスタント（大学院生）の業務として、スタッフの監督下に画像撮影を行うことにより、対処している。

3.6 共同研究・共同利用実験の追跡調査

共同研究・共同利用実験は多くの場合単年度であり、年度内に研究成果が論文として発表されるとは限らない。このため、共同研究・共同利用実験による研究成果を把握するためには追跡調査が必要であり、生理学研究所では数年毎にアンケートによる追跡調査を行なってきた。2007年夏に、2004年度〜2006年度に行なわれた共同研究・共同利用実験の提案者にアンケートをe-メールで送り、共同研究・共同利用実験による成果と関連した成果に関しての回答をしていただいた。アンケートを発送した262通に対して154通の回答があった。

アンケート調査の結果明らかになったことは、共同研究等の成果は2〜3年してから論文としてまとまる場合がかなりあるということである。そのように3年後まで数えると、1課題につきおよそ論文1報が出されていることになる（アンケート調査なので値は実際より低い）。このように論文として出るまでに時間がかかっているのは、多くの課題が萌芽的な研究であり、成果をまとめるまでに時間を要しているためと考えられる。

また今回の調査で回答いただいた情報は、研究がどのように発展していっているかを知る上で貴重な情報となる。アンケートの際の情報のウェブサイトでの公開の可否について尋ねたところ、ほぼ全員の回答者から可の回答を得ている。発表された論文情報を、生理学研究所年報（ウェブページ版）に追加していくことを検討中である。

3.7 研究会

研究会も毎年件数は増加しており本年度は26件が採択され1,000名以上の参加者が予定されている。各研究会では、具体的なテーマに絞った内容で国内の最先端の研究者を集め活発な討論が行われており、これをきっかけとして新たな共同研究が研究所内外で進展したり、科学研究費補助金「特定領域」が発足したりすることも多い。たとえば、1994--1996(平成6--8)年に「グリア研究若手の会」として行われた研究会はその後、特定領域（B）「グリア細胞による神経伝達調節機構の解明」へと繋がり、その後現在の「グリア神経回路網」の特定領域と発展した。また、バイオ分子センサー関係の生理研研究会が今年度から発足した特定領域研究「セルセンサー」に繋がった。この他、毎年行われるいわゆるシナプス研究会やATP 関係、細胞死関係の研究会は、それぞれの日本における研究者コミュニティを形成する上で大いに役に立っており、新分野の創成にも貢献している。

3.8 研究会の追跡調査

研究者コミュニティが生理学研究所研究会をどのように捉えているかを知るために、研究会提案者、講演者等を対象にアンケート形式の調査を2007年秋に行った。アンケートのe-メール発送数は、1,214通であり、それに対して422通の回答があった。

大多数の回答者から、研究会が有用であるとの意見をいただいた。内容的にはかなり共通しており、次のような回答が多数あった。

しかしながら批判的な意見もあった。

これらの批判は生理研内でも問題にされているところである。研究会の提案は公募され、その採択は外部委員を含む共同研究小委員会で検討された後運営会議で決定される。今後より広い研究分野の研究者から、新しい研究領域を拓くことを目指して研究会の提案を募っていく努力が必要でる。

またアンケートでは、研究会の広報・企画・運営に関しても提案をいただいた。

これらの提案のうち、外国研究者の参加については2008年度より生理研国際研究集会を開催していくことになっている。

3.9 共同研究および共同利用研究による顕著な業績

本年度に生理学研究所から発表された論文のうち、非常に多くの論文が国内外の施設との共同研究によってなされたものであり、大学共同利用機関としての役割は十分に果たしていると自負している。国内での共同研究の成果のうち、本年度に顕著な業績をあげたものを別掲した（第Ⅵ:共同研究業績）。

3.10 国際共同研究

生理学研究所では、国内だけではなく海外の研究施設とも幅広い共同研究を行っている。外国人客員教授、外国人客員研究員の制度により、外国人研究者を受入れている他、JSPS研究員、総研大大学院生等を含めると、かなり多くの数の研究者が常時生理研で研究活動を行っている。また共同利用研究でも外国人研究者を受入れいている。国際共同研究で最も多いのは、研究者レベルでの共同研究であり、盛んに国際的な共同研究が行なわれていることは、共著論文の数の多さから知ることができる。

このように国際的な共同研究が盛んに行なわれているのにもかかわらず、外部から見た場合、生理研の国際性はそれほど広く認識されていない様に思われる。その理由としては、生理学研究所が大学共同利用機関として主に国内の研究者コミュニティに対して広報活動を行い、海外向けの広報活動が充実していなかったことがあげられる。実際、生理研ウェブサイトの場合、英語ページは日本語ページに較べて充実度が低い。また、共同研究等の制度がもともと国内の研究者コミュニティを対象としたものであり、海外研究者の参加に関しては十分な配慮がなされていなかったこともあると思われる。

今後、国際的な共同研究がさらに重要になっていくことは確実である。生理研が国際的な拠点として発展していくためには、国際的なプレゼンスを確立していくことが必要である。そのためには優れた研究業績を出していくことが第1の条件であるが、その他にも一層の制度改善と広報活動の強化が必要であろう。

海外との共同研究の具体例は、国際共同研究 において詳細に紹介した。

生理学研究所共同利用研究年度別推移

年度区分 一般共同研究 計画共同研究 研究会 超高圧電子顕微鏡共同利用実験 磁気共鳴装置共同利用実験 生体磁気計測共同利用実験 計
平成13年度              
採択件数 28 6 17 12 10 3 76
共同研究参加人員 169 28 323 35 48 12 615
旅費予算配分額 10,276,000 1,871,080 8,100,000 1,116,280 1,777,000 1,000,000 24,140,360
消耗品費配分額 4,200,000 900,000 0 600,000 500,000 150,000 6,350,000
平成14年度              
採択件数 33 4 20 10 11 5 83
共同研究参加人員 206 17 470 26 50 14 783
旅費予算配分額 11,091,700 975,080 10,100,000 1,116,280 1,777,000 1,000,000 26,060,060
消耗品費配分額 4,950,000 600,000 0 500,000 550,000 250,000 6,850,000
平成15年度              
採択件数 28 7 17 11 17 6 86
共同研究参加人員 220 33 364 30 79 18 744
旅費予算配分額 9,800,000 1,132,740 9,199,100 1,120,000 2,130,000 1,200,000 24,581,840
消耗品費配分額 4,200,000 1,050,000 0 550,000 850,000 300,000 6,950,000
平成16年度              
採択件数 26 10 21 12 18 5 92
共同研究参加人員 195 41 271 27 90 16 640
旅費予算配分額 99,406,000 2,285,000 8,500,000 1,120,000 2,130,000 1,200,000 24,641,000
消耗品費配分額 3,900,000 1,500,000 0 600,000 900,000 250,000 7,150,000
平成17年度              
採択件数 34 29 26 10 11 6 116
共同研究参加人員 201 126 439 29 42 19 856
旅費予算配分額 9,453,340 6,117,180 10,650,000 1,304,000 2,046,020 1,352,000 30,922,540
消耗品費配分額 5,100,000 4,350,000 0 500,000 550,000 300,000 10,800,000
平成18年度*              
採択件数 36 27 25 14 13 7 122
共同研究参加人員 266 108 449 41 45 25 934
旅費予算配分額 9,667,554 3,690,802 11,500,000 1,639,180 1,520,840 1,403,460 29,421,836
消耗品費配分額 7,000,000 5,000,000 0 650,000 450,000 350,000 13,450,000
平成19年度*              
採択件数 33 27 26 13 19 7 125
共同研究参加人員 205 109 415 44 62 16 851

*2008年2月20日現在