hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ITSにおけるマルチキャストとアドホックネットワークを用いた効率的情報通信方式

近年,交通事故防止等を目的とした高度道路交通システム(ITS)が注目されている.本研究はITSにおける効率的な情報通信方式を検討したものである.ITSの情報通信においてはある地域に移動端末が集中して存在するため,複数移動端末に対して同時に情報提供を行えるマルチキャストとアドホックネットワークが有効な情報通信手段になると考えられる.しかし,移動端末の基地局間移動に伴うパケットロスや経路情報更新によるデータ遅延などの課題を克服する必要がある.本研究では,これに対し,マルチキャストグループへの参加・配信要求を事前にかつ代理に処理する方式(Advanced Join方式)を提案した.参加・配信要求は,移動端末の代理ノードである基地局によって構成される基地局マルチキャストグループ単位で送信される.本方式を評価し,移動端末に対する信頼性のあるデータ転送と全パケットを受け取るまでの応答時間の短縮が必要であること,基地局のカバーエリア外において隣接車両との間にアドホックネットワークを構築した再送方式が必要であること等を明らかにした.次に,基地局が存在する地域において車々間通信と路車間通信を併用して高速性と高信頼性を確保するメディアアクセス制御方式DRVCを開発した.シミュレーション評価により従来のDSRCに対する優位性を示した.例えば遅延が15msec以下の制約条件の下で収容できる車両台数がDSRC4台に対しDRVCは10台である.さらに,基地局が存在しない地域においても高い信頼性を確保できる車車間通信として車群ネットワークを構成する方式を開発した.評価の結果,車両密度が1レーンあたり20(台/km)以下では,95%以上のパケット到達率を達成できること等を明らかにした.近年,交通事故防止等を目的とした高度道路交通システム(ITS)が注目されている.本研究はITSにおける効率的な情報通信方式を検討したものである.ITSの情報通信においてはある地域に移動端末が集中して存在するため,複数移動端末に対して同時に情報提供を行えるマルチキャストとアドホックネットワークが有効な情報通信手段になると考えられる.しかし,移動端末の基地局間移動に伴うパケットロスや経路情報更新によるデータ遅延などの課題を克服する必要がある.本研究では,これに対し,マルチキャストグループへの参加・配信要求を事前にかつ代理に処理する方式(Advanced Join方式)を提案した.参加・配信要求は,移動端末の代理ノードである基地局によって構成される基地局マルチキャストグループ単位で送信される.本方式を評価し,移動端末に対する信頼性のあるデータ転送と全パケットを受け取るまでの応答時間の短縮が必要であること,基地局のカバーエリア外において隣接車両との間にアドホックネットワークを構築した再送方式が必要であること等を明らかにした.次に,基地局が存在する地域において車々間通信と路車間通信を併用して高速性と高信頼性を確保するメディアアクセス制御方式DRVCを開発した.シミュレーション評価により従来のDSRCに対する優位性を示した.例えば遅延が15msec以下の制約条件の下で収容できる車両台数がDSRC4台に対しDRVCは10台である.さらに,基地局が存在しない地域においても高い信頼性を確保できる車車間通信として車群ネットワークを構成する方式を開発した.評価の結果,車両密度が1レーンあたり20(台/km)以下では,95%以上のパケット到達率を達成できること等を明らかにした.ITSでは、主に車々間通信と路車間通信の2つの通信方式に分類されるが、それらを独自に実装することは各車両にそれぞれ二つの通信機器を搭載する必要がある。本研究では路車間通信方式であるDSRCを拡張し,車々間および路車間通信方式を統合するMACプロトコルDRVC(Direct and Relay protocol for Vehicle Communications)を提案した。DRVCは,移動端末間直接通信を可能とすることでDSRCよりもスループットの向上を図る。また,直接通信が失敗したときのみ基地局がデータを中継する可変長フレームを用いて時間効率を高める。このようにDRVCでは,高スループットと低遅延化を図ることが大きな特徴である。フレーム構成はスロット予約、フレーム構造を通知するために使用するフレーム制御スロット、データ送信と受信応答に使用するデータスロット、移動端末が基地局に対してスロット予約するために使用するデータ予約スロット、移動端末間直接通信が失敗したときに限り基地局がデータを中継するために使用する基地局データ中継用スロットの4つのタイムスロットから構成される。また、データ予約スロットはランダムアクセスチャネルであるため、この衝突を回避する方法としてSlotted-ALOHA方式を用いる。さらに、データ送信時に未送信のデータがある場合、BSはデータスロットを次フレーム以降も継続して割り当てることによりスロット予約の際の衝突を減少させる。現在、基礎的な性能評価を行っている。その他、移動端末の負荷及び位置情報を考慮したルーチング等を検討している。今年度は、隣接の車両間との間あるいは路との間にアドホックネットワークを構築する手法であるDRVCを開発した。特に、路車間でエラーが発生した場合をも含めた特性を解析した。具体的には、DRVC(Direct and Relay protocol for Vehicle Communications)は、基地局の存在を仮定する路車間通信とアドホックネット接続を行う車車間通信を統合するMACプロトコルである。DRVCは既存の路車間通信プロトコルであるDSRCを基に改良したプロトコルであり、実装の面からも利点がある。フレーム構成はフレーム情報、前フレームでの車車間通信の成功通知などを車両に通知するために使用するFCMS、データ送信用と受信応答用のミニスロットチャネルから構成されるMDS、各車両がMDSを予約するために使用されるACTS、車車間通信が失敗したときに基地局がデータを中継するために使用されるDRSの4つのタイムスロットからなる。DRVCでは、車車間通信が失敗した場合、信頼性を確保するためにDRSを臨時に割り当て路車間通信を行う。

車車間および路車間にエラーが生じる場合も含めてシミュレーションによって評価した結果、DRVCはDSRCより信頼性、低遅延であり、最大1,8倍のスループットが得られることを示した。また、準天頂衛星やセルラーネットワークを併用する方式を検討した。さらに、アプリケーションとして、緊急時・災害時への応用を検討した。DRVCでは現在路側インフラのある場合での通信プロトコルについて検討しているが全ての道路にインフラ設備を行うことはコストの面から厳しい。そこで完全に路側インフラの無い場所でのアドホック通信方式を今後検討する。本研究では、車々間との間あるいは路との間にアドホックネットワークを構築する方式DRVC(Direct and Relay protocol for Vehicle Communications)とその拡張方式を開発した。DRVCは、基地局と路側機との路車間通信とアドホックネット技術を用いた車々間通信を統合するMACプロトコルである。DRVCは既存の路車間通信プロトコルであるDSRCを基に改良したプロトコルであり、実装の面からも利点がある。一フレームは、フレーム情報や前フレームでの車々車間通信の成功通知などを車両に通知するために使用するFCMS、データ送信用と受信応答用のミニスロットチャネルから構成されるMDS、各車両がMDSを予約するために使用されるACTS、車車間通信が失敗したときに基地局がデータを中継するために使用されるDRSの4っのタイムスロットからなる。DRVCでは、車車間通信が失敗した場合、信頼性を確保するためにDRSを臨時に割り当て路車間通信を行う。評価の結果、車々間通信でエラーが発生した場合に路車間通信によってエラーを回復でき信頼性を高める効果があることを確認した。DRVCは路車間通信を併用する方式であるが、本研究ではさらにDRVCを拡張し、路車間通信が利用できない環境においても高い信頼性を達成できるアドホック車々間通信方式を考案した。現在プロトコルの基礎評価を行っている。本研究の成果を、国内研究会および国際会議にて発表した。また、10月に開催された名古屋ITS世界会議では展示ブースを設け、関係者および一般市民にITS通信の重要性を訴えると共に研究成果を公開した。
海底地震磁力計の実用化-海底ハイブリッド観測に向けて-

本研究により小型低消費電力海底磁力計用レコーダーの開発を行った.実海域での試験観測を行い新型レコーダーにより取得された磁力データのノイズレベル等を評価した結果、現在の解析手法で精度の良い成果を得られることを確認した.今後、地震観測と磁力観測を同時に実施することで、飛躍的に磁力データの取得量を増やし、これまではデータ量の少なさから得ることが難しかった海域での詳細な電気伝導度構造を明らかにすることを可能とした.日本列島は世界でも有数の密度で地震観測点が設置されており、大量の地震データが収録されている。また、近年では海底地震計を用いた観測も日本周辺で実施されている。一方、海域において電磁気的調査は地震観測ほどには行われていない。電気伝導度構造を地震波速度構造と同程度の解像度で明らかにすることは地震発生と流体の関係など、地震発生メカニズムを考察をするうえでも重要な知見となる。そこで小型海底磁力計を製作し、地震・磁力データの同時観測の実用化を目指し本研究を実施する。現在実施されている海底磁力観測では、観測機器を耐圧容器に入れ観測を実施している。近年、海底磁力観測で使用されている耐圧容器入りの磁力計を海底地震計に取り付けた地震磁力同時観測が試みられている。しかし、大学・研究機関で最も使用されているタイプの海底地震計に取り付けるには、現行の観測機器では耐圧容器が大きすぎるため多点観測は行われていない。そこで、本研究では海底地震計にも取り付けが容易なサイズの小型海底磁力計を製作する。本年度は既存の海底磁力計のレコーダ部の再検討を行った。その結果、最新式のA/D変換器・CPU等を採用することにより省電力化が可能であることがわかった。また、近年のテクノロジーの進化に伴い、各部品の小型化が進み磁力計の小型化も可能であることがわかった。そこで、それらの部品を使用し試験回路を作成した。現在は試験回路のランニングテストを実施中である。省電力化を実現することは、磁力計の小型化を実現すると共に、長期磁力観測を実施する上でも重要である。本年度は新型の小型磁力計用レコーダーを製作した。このレコーダーの消費電流は3.8Vにおいて7.5mAである。新型レコーダーの小型化と省電力化により、直径5cmの小型耐圧容器を用いた1年間の長期観測を可能とした。新型レコーダーが実際の解析に耐えうるデータを取得可能か評価することは重要である。しかし、研究室周辺にはさまざまな磁場発生源があり、磁力計用レコーダーの評価を行う事は難しい。そこで新たに開発した小型磁力計の性能評価を行うために、既存の海底観測用磁力計と海上および深海曳航式のプロトン磁力計との比較同時観測を行った。観測は2016年1月にインド洋で実施された海洋研究開発機構所属の学術研究船「白鳳丸」KH15-5次航海を利用した。磁力観測は中央インド洋海嶺の南緯18度付近のマリーセレストトランスフォーム断層を横切る測線で実施した。新型磁力計と他の磁力計で得られた全磁力データを比較すると、新型磁力計はノイズレベルも低く、今後の解析にも十分な精度でデータを取得出来ることがわかった。また各観測機器で得られたデータは現在解析中であるが、海上プロトン磁力計と深海曳航体で得られた全磁力データを比較すると、深海曳航体で得られた全磁力データでは、より短周期の磁力変動を記録していることがわかった。これは海上観測のみでは捉えることの出来ない、海底下の小さな磁化構造変化を反映していると考えられる。今回の観測により新型レコーダーが十分な性能と信頼性を有することを確認した。本研究により小型低消費電力海底磁力計用レコーダーの開発を行った.実海域での試験観測を行い新型レコーダーにより取得された磁力データのノイズレベル等を評価した結果、現在の解析手法で精度の良い成果を得られることを確認した.今後、地震観測と磁力観測を同時に実施することで、飛躍的に磁力データの取得量を増やし、これまではデータ量の少なさから得ることが難しかった海域での詳細な電気伝導度構造を明らかにすることを可能とした.新型A/D変換器・CPUの入手に予定より時間がかかり、当初計画よりやや遅れていたが、現在磁力計の小型化に目処がつき、レコーダのランニングテストを実施中である。今後はランニングテストの結果を踏まえ、小型磁力計の製作を進めていく予定である。海底物理現在、新型小型磁力計のランニングテストを開始した。今後平成27年10月を目処に新型磁力計を製作予定である。ランニングテストと同時に新型小型磁力計を入れる耐圧容器の海底地震計への取り付け方法の検討などを行い海底地震磁力計の実用化を目指す。新型磁力計の開発は試験回路を作成し、現在ランニングテストを企業と共同し実施している。これまで新規CPU購入、試験回路作成などに費用がかかっている。しかし、企業への材料費などの支払はすべてのテストが終わった段階で行うことで合意している。そこで、今年度の使用額が少なくなった。平成27年度には平成26年から継続しているランニングテストが終了し、新型磁力計を製作予定である。そこで、平成27年度はテストで使用した費用・磁力計製作代金などの平成26年度に支払っていない部分を含めた代金の支出を予定している。
聴覚障害児と健聴児の数学的論理接続語を中心とした認知的構文の比較分析

本研究の目的は、数学で多用される論理的な接続語を中心とした認知的構文について、聴覚障害児と健聴児の場合について比較分析することである。数学における説明や証明に関わって生徒が抱くイメージにかかわり、聴覚障害児と健聴児を対象に調査分析を行った結果からは、聴覚障害児、健聴児に共通して、1つの答えを求める問題に比べ、説明や証明を求められる問題に対して、困難を感じる生徒が多く見られることが明らかにされた。特に聴覚障害児の場合には、説明や証明において文章で説明することに不安を抱くこと、自信をもてないことが少なくなかった。そのなかでも特に、数学の文脈で使われる論理的な接続語の指示する意味が、日々自然にそれを使ういわゆる日常の文脈で指示する意味とは必ずしも一致しないことが原因となり、数学の文脈で使われる論理接続語を子供が認知理解することが難しいと言うことがわかってきた。一方で、論理的接続語の使用以前に、その表象である子どもの推論をいかに評価し、指導すべきかという問題の解決が、子どもたちの論理的思考力の育成において必要であり、重要な課題であることが明らかにされた。私たちが次に取り組むべき課題は、「聴覚障害児のコミュニケーション分析に基づく数学的推論能力育成のための指導法の開発」である。本研究の目的は,数学で多用される論理的な接続語を中心とした認知的構文について,聴覚障害児と健聴児の場合について比較分析することである.この目的を達成するために,本年度は(1)数学的意味の構成における論理接続語の役割についての理論的検討,と(2)日常の文脈と数学の文脈における聴覚障害児及び健聴児による論理接続語の使用についての調査分析を目標としてきた.(1)については,特に数学における説明や証明についての先行研究(理論的研究と実践的研究)に基づいて,本研究の理論的な枠組みを検討した.また,(2)については,説明や証明に関わって生徒が抱くイメージについて,聴覚障害児と健聴児を対象に調査分析を行った.その結果,聴覚障害児,健聴児に共通して,1つの答えを求めるような問題に比べ,説明や証明を求められる問題について,難しさを感じる生徒が多く見られることが明らかにされた.特に聴覚障害児の場合には,説明や証明において文章で説明することに対して不安を抱くこと,自信をもてないことが少なくないことが見られた.次年度は,今年度の成果をもとに,(3)数学的意味の構成に伴う論理接続語に関わる困難性についての理論的検討,と(4)数学的意味の構成に伴う論理接続語に関わる困難性についての実証的検討を行うことが課題である.本研究の目的は,数学で多用される論理的な接続語を中心とした認知的構文について,聴覚障害児と健聴児の場合について比較分析することである.そのために,平成11年度は(3)数学的意味の構成に伴う論理的な接続語に関わる困難性についての理論的検討と(4)数学的意味の構成に伴う論理的な接続語に関わる困難性についての実証的検討を目標としてきた.そのなかで,数学の文脈で使われる論理的な接続語の指示する意味が,日々自然にそれを使ういわゆる日常の文脈で指示する意味とは必ずしも一致しないことが原因となり,数学の文脈で使われる論理接続語を子どもが認知理解することが難しいということがわかってきた.一方で,論理的接続語の使用以前に,その表象である子どもの推論をいかに評価し,指導すべきかという問題の解決が,子どもたちの論理的思考力の育成において必要であり,重要な課題であることが明らかにされた.私たちが取り組むべき次の課題は,「聴覚障害児のコミュニケーション分析に基づく数学的推論能力育成のための指導法の開発」である.
光と冷却原子集団の量子状態交換と量子情報処理演算

光と冷却原子集団を使った量子情報処理演算の根幹となるスピンの量子非破壊測定の実験実証および応用の研究を進めた。20年度に、スピン・スクイーズド状態の生成に成功していたが、これまでの状態生成は確率的であった。本年度は、決定論的なスピン・スクイーズド状態の生成に世界で初めて成功した。この実験は、典型的な量子系の実時間制御でもあり、冷却原子系のコヒーレンスの高さと制御性の良さを改めてこの分野に示唆する極めて発展性の高い成果である。理論に研究では、まず、(i)量子演算評価の基準の別証明を示した。新しい証明では(1)量子演算のエンタングルメントを介した量子状態への同型と(2)部分転置の非負性という量子情報理論では基本的な2つの考え方を用いる。また、この証明方法を応用し、実験で測定される忠実度の任意の集合から、量子演算の非古典性を直接検証する条件を容易に生成する方法を示した。この手法は量子演算評価に広く応用が期待できる。さらに(ii)線形増幅器の量子限界を導いた。線形増幅器には正準交換関係から導かれる精度限界があることが広く知られおり、量子情報理論では、同様の論理でコヒーレント状態の最適複製の理論が導かれている。これらの理論は、入力信号が常に線形に変換されるという非現実的な仮定に基づいている。これに対して、現実に使われている増幅器は「適当な入力範囲で十分線形に動作する」ように設計されている。そこで、より現実的な制限を課した入力信号を想定し、テスト可能な精度限界を導いた。これにより、非現実的な線形性の仮定を排して理論的な限界と現実の技術を正当に比較できる。この結果が実験・理論双方に与える意義は非常に大きいと考える。光と原子集団を使った量子情報処理演算の根幹となるスピンの量子非破壊測定の実験実証をパルス光と冷却したYb原子を用いて行った。(i)Yb原子の基底状態は集団スピンのモデルとしては理想的な核スピン1/2であること、(ii)パルス光の時間幅はコヒーレンス時間より十分短く、コヒーレンス時間内に多数回の演算処理を実行可能であること、(iii)実験は冷却された原子で行われた、という3点は、原子物理の実験としても新しく、今後の複雑な演算の実装への重要な進展である。理論の研究として直交しない2状態を用いた量子演算成功の条件の提案を行った。演算機に入力する2つの非直交状態と標的となる2つの状態を定め、古典通信を用いた場合達成できる最大の忠実度を任意の事前確率に対して求めた。この最大忠実度を実際の演算が凌駕すれば、演算が量子相関(エンタングルメント)の作用を利用している証拠となる。さらに従来の平均忠実度の表式からLegendre変換で事前確率を消去することで、平均忠実度を経由せずに演算成功の条件をより直接的に議論できる表式を与え、実験に即したコヒーレント光、スクイーズド光を用いた例を示した。また標的となる状態が直交している場合、この最適化問題は最適測定の問題に帰着されることを示した。つまり最適推定と最適測定という従来知られていた大きな2つの異なる問題をひとつの枠組みで扱えることを指摘した。これらにより新たな視点から量子相関の役割を議論できると期待される。量子中継の実現は量子情報通信の中心課題である。その土台となるコヒーレント光を用いた量子メモリー間でのエンタングルメント生成方式の提案および最適性の証明を行った。「最適性の証明」は現時点で世界最高であるだけではなく、将来に渡って可能などのような方法も我々の提案を超えられないということを意味する革命的結果である。冷却原子集団と線形光学素子を用いた量子情報処理の実現に同けて、我々はYb原子の制御には仮想磁場効果が有用な要素技術であると認識し、原理検証と応用の提案を計画した.仮想磁場効果を用いて、集団スピンの回転操作を実行し、スピン・スクイージングの特徴である非等方的な量子雑音を直接観測することに成功した.集団スピンの回転操作は「光の実験における位相変調」に対応する演算であり、量子情報処理のみならず、量子論の検証実験で頻繁につかわれる基本的な道具である.実験では、180度の回転操作後もスクイージングの度合いは、ほぼ減衰していないことを確認した.このことは、コヒーレントに操作が行われていることの証拠のひとつであり、さらに複雑な量子情報処理演算を繰り返し実行できる可能性を示唆する重要な進展である.また、仮想磁場効果と我々が提案している量子状態交換の演算を応用することで冷却原子スピンの量子状態トモグラフィーが可能なことを理論的に示した.最も単純には量子状態交換後に、光の状態のトモグラフィーを行えば、集団スピンの初期状態のトモグラフィーが実行できたことになるが、量子状態交換には3回の相互作用が必要である.実はトモグラフィーを行うだけなら2回の相互作用で十分であることを指摘した.また、一回の相互作用でトモグラフィーを行う場合は原理的にノイズが加わってしまうことも指摘した.この提案は実験の手間を着実に減らす方針を与え、仮想磁場効果の有効性を強調するだけでなく、量子情報処理演算の実現とトモグラフィーの手法との具体的な関係を明示し、さらにいくつかの典型的な量子測定との対応も指摘している.様々な点で理論および実験に刺激を与える成果であると考える。

その他の理論展開として、非ガウスの特性関数をもつエンタングルド状態の例を見つけ、新しいセパラブル不等式を導いた.光と冷却原子集団を使った量子情報処理演算の根幹となるスピンの量子非破壊測定の実験実証および応用の研究を進めた。20年度に、スピン・スクイーズド状態の生成に成功していたが、これまでの状態生成は確率的であった。本年度は、決定論的なスピン・スクイーズド状態の生成に世界で初めて成功した。この実験は、典型的な量子系の実時間制御でもあり、冷却原子系のコヒーレンスの高さと制御性の良さを改めてこの分野に示唆する極めて発展性の高い成果である。理論に研究では、まず、(i)量子演算評価の基準の別証明を示した。新しい証明では(1)量子演算のエンタングルメントを介した量子状態への同型と(2)部分転置の非負性という量子情報理論では基本的な2つの考え方を用いる。また、この証明方法を応用し、実験で測定される忠実度の任意の集合から、量子演算の非古典性を直接検証する条件を容易に生成する方法を示した。この手法は量子演算評価に広く応用が期待できる。さらに(ii)線形増幅器の量子限界を導いた。線形増幅器には正準交換関係から導かれる精度限界があることが広く知られおり、量子情報理論では、同様の論理でコヒーレント状態の最適複製の理論が導かれている。これらの理論は、入力信号が常に線形に変換されるという非現実的な仮定に基づいている。これに対して、現実に使われている増幅器は「適当な入力範囲で十分線形に動作する」ように設計されている。そこで、より現実的な制限を課した入力信号を想定し、テスト可能な精度限界を導いた。これにより、非現実的な線形性の仮定を排して理論的な限界と現実の技術を正当に比較できる。この結果が実験・理論双方に与える意義は非常に大きいと考える。
肝発がん過定におけるインターフェロン-γプロモーター領域メチル化異常の意義

近年、慢性肝炎などの患者においてサイトカインの発現が血液より抽出したDNAの遺伝子多型により異なることが報告されている。今回我々は肝発がん過程におけるインターフェロン-γの発現変化とDNAメチル化の相関を検討するため、肝細胞がん患者の血液を採取し、DNAおよびRNAの抽出を試みた。しかしバイサルファイト制限酵素消化法を施行しうる量の核酸を回収できなかった。インターフェロン-γの発現異常による宿主免疫監視機構の臆弱化による発がんを検討するためには、やはり血液からの採取が必要であったため、予定を変更し、実際の臨床手術検体を用いて肝発がん過程におけるDNAメチル化異常の解析を行うことにした。そこで我々はp16と同様に細胞周期制御因子およびがん抑制遺伝子として機能するp21/WAF1遺伝子に注目した。外科的切除が施行された肝細胞がん患者25症例を対象として、それぞれのがん部および背景肝からゲノムDNAおよび全RNAを抽出し、p21のプロモーター領域に存在する2カ所のCpGアイランドについて、メチル化特異的PCR法およびバイサルファイト制限酵素消化法を行いDNAメチル化の状態を評価し、p21の発現との相関を調べた。肝細胞がんにおいてp21のmRNA発現が著明に低下している症例(がん組織/背景肝比が65%以下の症例)は42%(10/24)であり、これまでの報告とほぼ同様であった。また、今回の肝細胞がんにおける検討ではp21のプロモーター領域に存在する2カ所のCpGアイランドについては明らかなメチル化亢進を認める症例はみられなかった。最近急性リンパ性白血病においてp21のメチル化亢進がみられるという報告があるが、肝細胞がんにおいてはp21/WAF1の発現低下の原因としてプロモーター領域のメチル化亢進は関与していないと考えられた。またp16などは肝細胞がんにおいて高頻度にメチル化亢進が認められることから、DNAメチル化異常には臓器特異性、遺伝子特異性があることが示唆された。今後、DNAメチル化酵素やヒストン脱アセチル化酵素などが臓器あるいは遺伝子を選択的に標的する機序を解明する必要がある。
子ども自身が運動量を把握できる環境での運動効果の検証～ウェアラブル端末を用いて～

本研究では、子どもたちにウェアラブル端末(腕時計型のもの)を使用させ、自分で運動量の把握が容易にできる環境をつくった。自身の運動量を把握できる環境が運動習慣を身につけるための有効な手立てであるかを検証することが本研究の目的であった。保護者へのアンケートをもとに、効果測定を行った。アンケートは3回(年度初め、長期休業後、年度末)実施した。年度初めのアンケートでは、32人中30人が運動好きである事がわかった。長期休業中の過ごし方の変容では、「例年との変容があった」と答えが33人中24人と多く見られた。どのような変容があったかを問うと、「○歩あるくことを目標に運動していた」「積極的に運動していた」「運動することを意識していた」との記述が多く、自発的に目標に向けて運動している姿が見られた。毎日、記録をつけてくれたある児童は、「めざせ!世界一周の旅」と題し、レポートをまとめてくれた。236日間で2435km歩き、行ってみたい場所と自分の家との距離を調べ、表にしてくれていた。そこから、世界一周が4万キロメートルであること、その距離を、自分が歩いた実感を持って大きいと感じていたことに副次的な意義を感じた。行った効果測定や、上記のような児童が現れることからも、児童たちにとって自身の運動量をボタン一つで確認できることは、運動習慣を身につけるために有効であったと考えられる。自身の運動の結果が数値化されることではっきりとした目標を持つことができ、目標に届かない日には帰宅後も運動するなど児童たちの習慣に変容が見られた。年度末のアンケートでも、例年と比べて「運動していなかった」の回答は28人中1人で、効果が一過性のものではないということが確認できた。指導者側からの働きかけをさらに工夫することで、子どもたちにとってよりよい運動習慣を身につけさせることができると考える。
非伝統的金融政策と資産価格に関する研究：不動産投資信託（REIT)市場の実証分析

本研究は日本の不動産投資信託(REIT : Real Estate Investment Trust)市場を対象にしている。株価の上昇はREIT市場に正の影響を与え、金利の上昇は負の影響を与えた。金利の負の影響はアベノミクス導入後により顕著であった。日銀は前場の市場でREIT価格の下落を確認して、その日の後場にREITの買入れを実行していた。日銀がREITの買入れを実行した結果、短期的には効果があったと言える。量的・質的緩和政策とマイナス金利政策の時代には、3つの用途別REIT市場(オフィス、住宅、商業・物流)は連動して推移し、用途別REIT間でのトランスミッション効果が大きかった。(1)REIT市場と株価、金利の分析アベノミクス導入後の2年間に焦点を当てて、株価と金利が日本のREIT市場に与えた影響を検証した。結果は海外のREIT市場を分析した多くの先行研究と一致するものとなった。株価の上昇がREIT市場に正の影響を与えるとの結果は、富効果が成立し、株価上昇がREIT市場の上昇につながることを示す。Kapopoulos and Siokis(2005)などは、不動産への投資と株価の関係は富効果であらわされると指摘している。金利の上昇がREIT市場に負の影響を与えるとの結果は、金利の上昇がREIT市場の下落につながることを示す。REIT投資法人の資金調達は借入金比率(LTV)があるレベルに達するまで、借入という形で行われる。He et al(2003)などが示すように、不動産セクターは資金調達として、長期の負債に依存している。この点は、満期が長くなれば長くなるほど、負の係数は大きくなるという本分析の結果と平仄を合わせている。(2)量的・質的緩和政策の補完措置の分析日銀が2015年12月18日に導入を決めた量的・質的金融緩和政策の補完措置が、金融市場に与えた短期的な影響を検証した。日銀の黒田東彦総裁は、2015年12月下旬から2016年1月上旬にかけて、積極的に情報発信行ったが、中国経済に対する先行き不安や原油価格の下落などの外部環境の悪化を背景に、補完措置は導入の1カ月において株価やREIT、ドル円為替レートに対するプラスの効果はなかった。一方、平均残存期間を現在の7年10年程度から、7年12年程度に長期化するという対応とリスク回避モードの高まりを受けて、より満期の長い国債利回りや金利スワップレートが低下する形で、イールドカーブがフラット化した。上記の研究実績の概要にあるように、当初予定の(1)REIT市場と株価、金利の分析に加えて、(2)量的・質的緩和政策の補完措置の分析を行った。また、(1)に関しては国際コンファレンスで報告した。(1)日銀がREITを購入した日における、REIT市場の反応を分析した。日銀が2010年10月5日に包括緩和政策を導入し、リスクプレミアムを和らげて、資産価格を上昇させるために、REITの買入れを行うことを決定した。日銀が初めて市場からREITを購入したのは、2010年12月16日で、購入金額は22億円であった。日銀は前場の市場でREITの価格が下落したことを確認して、その日の後場にREITの買入れを実行していた。これは短期的にREIT価格を下支えしようという意図の表れである。また、こうした意図に基づいて日銀がREITの買入れを実行した結果、短期期には買入れの効果があったと言える。投資家の観点からは、午前の取引でREIT価格が大きく下落した場合、前場の終了間際にREIT関連のETFなどを購入すれば、その日の後場に上昇する可能性が高いことが示唆される。この分析は、東証REIT指数を用いて、REIT市場全体の動きを対象にしている。日銀が買入れていると考えられるREIT個別銘柄を検証することで、日銀の買入れ効果をより詳細に検証できる可能性がある。この点は今後の課題としたい。(2)マイナス金利政策の導入が金融市場に与えた短期的な影響を検証した。導入決定の3カ月後と6カ月後において、中長期ゾーンを中心に国債利回りや金利スワップレートが大幅に低下した。日本国債5年物と10年物や金利スワップ5年物までが、マイナス0.1%を下回る水準まで低下した。一方、TIBOR3カ月物と6カ月物も弱含んだが、プラスの水準を維持した。6月24日に英国の国民投票でEU離脱派が多数を占めたことでリスクオフ・ムードが強まったことも、中長期ゾーンの金利低下要因である。こうした状況の下、REIT相場は上昇したが、株式相場は下落した。また、ドル円レートはドル安・円高が進み、円高進行に歯止めがかからなかった。平成27年度は(1)REIT市場と株価の関係、(2)日銀が採用した量的質的緩和の補完措置を分析して、2本の論文を発表した。平成28年度は、(1)日銀がREITを購入した日における、REIT市場の反応を分析し、有益な結果と政策的なインプリケーションを得ることができた。この分析結果を英語にして、海外誌への投稿を準備中である。(2)マイナス金利政策の導入が金融市場に与えた短期的な影響を検証し、論文を1本刊行した。日本の用途別REIT市場(オフィス、住宅、商業・物流)に焦点を当てて、連動性とトランスミッション効果を非定常時系列モデルで検証した。その際に、金融政策レジュームにしたがって、標本を2分割した。

1つ目は2010年2月26日から2013年4月3日で、日銀は包括緩和政策を実施していた。2つ目は2013年4月4日から2017年9月20日で、日銀は量的・質的緩和政策とマイナス金利政策を導入していた。分析に用いたデータは東京証券取引所に上場されている、日次ベースの東証用途別REIT指数(オフィス、住宅、商業・物流)である。分析に用いた手法は、単位根検定(Augmented Dickey/FullerとPhillips/Perron)、Johansenの共和分検定、Toda/Yamamoto(1988)のGranger因果性分析である。分析の結果、包括緩和政策の時代には、3つのREIT市場は連動していなかった。また、用途別REIT間でのトランスミッション効果も限定的であった。一方、量的・質的緩和政策とマイナス金利政策の時代には、3つの用途別REIT市場は連動して推移し、用途別REIT間でのトランスミッション効果も大きかった。包括緩和政策の時代には、リーマンショックや東日本大震災などの影響で、不動産市場やREIT市場は低迷した。一方、量的・質的緩和政策とマイナス金利政策の時代には、強力な金融緩和の影響もあって、不動産市場やREIT市場は活況となった。こうした状況の下で、3つの用途別REIT市場は相互に影響を強めながら連動して推移したと考えられる。本研究は日本の不動産投資信託(REIT : Real Estate Investment Trust)市場を対象にしている。株価の上昇はREIT市場に正の影響を与え、金利の上昇は負の影響を与えた。金利の負の影響はアベノミクス導入後により顕著であった。日銀は前場の市場でREIT価格の下落を確認して、その日の後場にREITの買入れを実行していた。日銀がREITの買入れを実行した結果、短期的には効果があったと言える。量的・質的緩和政策とマイナス金利政策の時代には、3つの用途別REIT市場(オフィス、住宅、商業・物流)は連動して推移し、用途別REIT間でのトランスミッション効果が大きかった。平成28年度には、日銀が買入を実行した日にREIT市場はどのように反応したのかを検証する。平成29年度には、日本のREIT市場が海外のREIT市場に影響を与えたのか、あるいは、日本のREIT市場が海外のREIT市場から影響を受けたのか、を検証する。また、平成29年度には、平成27年度から平成29年度の研究から得られた分析結果をまとめて、非伝統的金融政策とREIT市場に関する学術的な貢献に加えて、実務的なインプリケーションを考察する。今年度は、日本のREIT市場と海外のREIT市場との連動や相互作用を分析する。また、用途別REIT指数と金利や株価との関連も分析する。平成27年度平成28年度の分析をベースにして総括を行った上で、日銀の金融政策とREIT市場に関するインプリケーションを導き出す。金融・ファイナンス科研費を利用した海外出張(研究報告)が1回となったため、次年度使用額が生じた。科研費を利用した海外出張(研究報告と情報収集)が2回となったが、大学からの助成金を一部利用したため。図書などの購入に加えて、今年度は科研費を利用して海外出張(研究報告)を2回実施する予定である。
ホモトピー法に素づくMOS大規模集積回路網の大域的求解法の開発に関する研究

本研究では,非線形補助関数を用いるホモトピー法,可変利得ニュートンホモトピー法,パス追跡回路,擬似過渡解析法などの各手法を開発した,更に,これらの手法を標準回路シミュレータSPICEへ実装して,実用回路に適用し,有効性を検証した.その結果,提案手法は従来手法に対して計算効率が格段に向上する(11倍)ことがわかった.また,これらの研究成果を,論文誌(5件),国際会議(7件),国内会議(13件)に発表し,特許(2件)を出願した.具体的な研究成果は次のとおりである.(1)ホモトピー関数に関する研究として,非線形補助関数を用いるホモトピー法を開発した.(2)既存の回路シミュレータSPICE3F5に上記手法を含む従来の主要なホモトピー法を実装して比較検討し,実用回路に適用して提案手法の有効性を検証した.(3)ホモトピー関数に関する別の研究として,可変利得ニュートンホモトピー法を開発した.(4)既存の回路シミュレータSPICEを用いてホモトピー法を容易に実現する手段であるパス追跡回路を開発した.(5)ホモトピー関数に関する研究として,MOSトランジスタ回路のための非線形ホモトピー法を開発して,回路シミュレータSPICEへ実装し,実用回路に適用して有効性を検証した.(6)ホモトピー法の研究と並行して,ホモトピー法と類似の性質をもつ擬似過渡解析法について,その最大の欠点(発振問題)を克服する手法,複合擬似素子を用いる擬似過渡解析法を開発した.(7)上記擬似過渡解析法を回路シミュレータSPICEへ効果的に実装する手法を開発して,SPICEへ実装し,実用回路に適用して有効性を検証した.本研究では,非線形補助関数を用いるホモトピー法,可変利得ニュートンホモトピー法,パス追跡回路,擬似過渡解析法などの各手法を開発した,更に,これらの手法を標準回路シミュレータSPICEへ実装して,実用回路に適用し,有効性を検証した.その結果,提案手法は従来手法に対して計算効率が格段に向上する(11倍)ことがわかった.また,これらの研究成果を,論文誌(5件),国際会議(7件),国内会議(13件)に発表し,特許(2件)を出願した.具体的な研究成果は次のとおりである.(1)ホモトピー関数に関する研究として,非線形補助関数を用いるホモトピー法を開発した.(2)既存の回路シミュレータSPICE3F5に上記手法を含む従来の主要なホモトピー法を実装して比較検討し,実用回路に適用して提案手法の有効性を検証した.(3)ホモトピー関数に関する別の研究として,可変利得ニュートンホモトピー法を開発した.(4)既存の回路シミュレータSPICEを用いてホモトピー法を容易に実現する手段であるパス追跡回路を開発した.(5)ホモトピー関数に関する研究として,MOSトランジスタ回路のための非線形ホモトピー法を開発して,回路シミュレータSPICEへ実装し,実用回路に適用して有効性を検証した.(6)ホモトピー法の研究と並行して,ホモトピー法と類似の性質をもつ擬似過渡解析法について,その最大の欠点(発振問題)を克服する手法,複合擬似素子を用いる擬似過渡解析法を開発した.(7)上記擬似過渡解析法を回路シミュレータSPICEへ効果的に実装する手法を開発して,SPICEへ実装し,実用回路に適用して有効性を検証した.(1)新ホモトピー関数に関する研究として,非線形補助関数を用いるホモトピー法を開発して国内会議(回路とシステム軽井沢ワークショップ2004)及び国際会議(ICCCAS2004とMWSCAS2004)に発表した.また,この成果はIEICE英文誌に論文投稿して条件付採録となっている.(2)既存の回路シミュレータSPICE3F5に上記アルゴリズムを含む従来の主要なホモトピー法を実装して,比較検討しその有効性を検証している.(3)新ホモトピー関数に関する別の研究として,可変利得ニュートン法を開発して,国内会議(回路とシステム軽井沢ワークショップ2005)に論文投稿し採録決定した.また,国際会議(ISCAS2005)にも採録になった.(4)既存の回路シミュレータを用いてホモトピー法を容易に実現する手段であるパス追跡回路を開発して,非線形問題研究会に発表した.また,国際会議(ISCAS2005)に採録,更に,IEICE英文誌にも採録決定した.(5)ホモトピー法の研究と並行して,ホモトピー法と類似の性質をもつ擬似過渡解析法について従来の研究をレビューし,その最大の欠点を克服するアルゴリズム(大域的収束性をもつ擬似過渡解析法)の研究を開始している.(6)大規模MOSアナログ回路に対する従来の研究をレビューして,その問題点を調査し,計算効率を向上させる改良版アルゴリズムを検討中である.本年度の研究では,非線形補助関数を用いるホモトピー法の開発,可変利得ニュートン法の開発,パス追跡回路の開発,擬似過渡解析法の開発,各種ホモトピー法のSPICEへの実装などで成果があった.(発表論文:論文誌3件,国際会議2件,国内会議6件.)(1)新ホモトピー関数に関する研究として,非線形補助関数を用いるホモトピー法を開発してIEICE英文誌に論文発表July2005.また,可変利得ニュートン法を開発して,国内会議(回路とシステム軽井沢ワークショップ2005)に発表2005年4月.また,国際会議(ISCAS2005)に発表May 2005.IEICE英文誌に論文発表Oct. 2005,更に,SPICEへの実装法についてIEICE研究会に発表2005年9月(2回)

(2)既存の回路シミュレータを用いてホモトピー法を容易に実現する手段であるパス追跡回路を開発して,国際会議(ISCAS2005)に発表May 2005,更に,IEICE英文誌に論文発表April 2005.(3)ホモトピー法の研究と並行して,ホモトピー法と類似の性質をもつ擬似過渡解析法について従来の研究をレビューし,その最大の欠点を克服するアルゴリズム(大域的収束性をもつ擬似過渡解析法)を開発し,IEICE九州支部学生講演会発表2005年9月,同研究会に発表2005年11月,2006年1月,ISCAS2006と回路とシステム軽井沢ワークショップ2006に採録.(4)既存の回路シミュレータSPICE3F5に上記アルゴリズムを含む従来の主要なホモトピー法を実装して,比較検討しその有効性を検証している.本年度の研究では,擬似過渡解析法アルゴリズムの開発,MOSトランジスタ回路非線形ホモトピー法アルゴリズムの開発,更に,擬似過渡解析法アルゴリズムの実装法の開発とSPICEへの実装などで成果があった.(発表論文,論文誌1件,国際会議3件,国内発表4件,論文誌投稿中1件)(1)昨年度に引き続いて,ホモトピー法と類似の性質をもつ擬似過渡解析法について,その最大の欠点を克服するアルゴリズム(大域的収束性をもつ擬似過渡解析法)を開発した.その成果を回路とシステム軽井沢ワークショップで論文発表2006年4月,ISCAS2006で論文発表2006年5月,更に,IEICE論文誌に論文発表2006年10月.(2)新ホモトピー関数に関する研究として,MOSトランジスタ回路のための非線形ホモトピー法アルゴリズムを開発して,回路シミュレータSPICEへ実装を行い,実用回路で有効性を確認した.その成果をIEICE九州支部学生会講演会で発表2006年9月,IEICE研究会に論文発表2006年10月,国際会議アナログVLSIワークショップに論文発表2006年11月.(3)擬似過渡解析法アルゴリズムの回路シミュレータSPICEへの効果的な実装法を開発し,SPICEへの実装を行い,実用回路で有効性を確認した.その成果をIEICE研究会で論文発表2006年10月,国際会議アナログVLSIワークショップで論文発表,IEICE論文誌に論文投稿.
ショウジョウバエ機能獲得変異体の解析による糖鎖機能発現関連遺伝子の包括的研究

グリコサミノグリカン(GAG)は二糖が繰り返し連続する、長く枝分かれのない構造を持ち、極めて多様な分子と相互作用することにより、様々な生物学的活性を示す。しかし、これらの糖鎖分子は遺伝子操作による分子生物学的解析、および遺伝学的解析が困難であることから、その生体内における機能に関しては未だ不明の部分が多い。本研究では、ショウジョウバエ機能獲得型変異体を糖鎖の異常によりスクリーニングすることにより、これら糖鎖の生合成・修飾に関与する遺伝子ネットワークの検索を試みた。GAGは塩酸加水分解法により、脱アセチル化された単糖へと分解される。したがって、GAL4/UASシステムの応用により、任意の遺伝子を過剰発現し、これら個体のアミノ糖(ガラクトサミン、グルコサミン)を測定した。野生型のショウジョウバエでは、ガラクトサミン/グルコサミンの比がほぼ1:1になることを利用し、機能獲得型変異体の糖鎖測定をおこない、その構成比から大きく外れているものを検索した。その結果、アミノ糖の構成比に明らかに異常を示す3つの系統を同定した。これらの系統について、Inverse-PCR法、RT-PCR法により過剰発現している遺伝子を特定化したところ、一つの系統ではタンパク質キナーゼC様の産物をコードすることが示唆された。糖鎖の生合成に直接関与する酵素群は数多く報告されているものの、広い意味で糖鎖合成に関与する遺伝子の報告は数少ない。近年、哺乳動物細胞を用いた系においてタンパク質キナーゼCが細胞のendocytosisを阻害することにより、プロテオグリカンの生合成に影響を及ぼす、との報告があり、本研究結果との関連性に興味が持たれる。
全合成純粋石英ガラスにおける散乱損失、特に脈理の原因に関する研究

全合成純粋石英ガラスにおける脈理、すなわち屈折率差を生じる原因は密度の揺らぎであると考えられ、これは原子レベルでみれば異常な結合状態(例えば〓SiーSi〓、〓SiーCなど)を生じている可能性が高いと考えた。平成元年度は、脈理と異常結合や不純物との関連を明らかにすべく研究を行った。その結果、まず光ファイバ母材には製造法に依存して酸素の過不足が径方向にに空間分布を有することが明らかとなった。例えば、ス-ト法で作製された試料では、中心部よりも外周部において5.0eVと7.6eVの光吸収が強く、2.7eVと4.4eVの光ルミネッセンスも大きく現れること、プラズマ法で製造された試料では、逆の傾向が見られることなどを明らかにした。また、酸素の過不足のみならず、不純物のOH基や塩素も径方向分布を有することを明らかにした。(R.Tohmon etal.Journal of Applied Physics,67,1302(1990))。2年度においては、これらの異常結合を電離放射線やレ-ザ照射等により励起することにより、3重項欠陥の生成、および非架橋酸素ラジカル(NBOHC)の種々の形態を観測した。3重項欠陥を電子スピン共鳴により観測し、その生成が酸素空孔に関連していることを明らかにした(R.Tohmon et al.,Physical Review B,41,7258(1990))。また、光吸収と発光測定により、NBOHCは水素結合の有無により、2つの形態が存在することを明らかにした(Munekuni et al.,Journal of Applied Physics,68,1212(1990))。放射線照射あるいはレ-ザ照射による異常結合からの欠陥生成メカニズムとして、バンド間遷移によって生じた電子・正孔対あるいは励起子による前駆体(異常結合)へのエネルギ-移動によることを明らかにしたH.Nishikawa et al.,Physical Physical Review B,41,7828(1990))。全合成純粋石英ガラスにおける脈理、すなわち屈折率差を生じる原因は密度の揺らぎであると考えられ、これは原子レベルでみれば異常な結合状態(例えばSiーSi、SiーCiなど)を生じている可能性が高いと考えた。平成元年度では脈理と異常結合や不純物との関係を明らかにすべく研究を行った。その結果、まず光ファイバ母材には製造法に依存して酸素の過不足が生じるが、この過不足が母材の径方向に空間分布を有することが明らかになった。この結果として、例えばス-ト法で作成した試料では外周部において中心部よりも5.0eVと7.6eVの光吸収が大きく、2.7eVと4.4eVの光ルミネッセンスも大きく現れること、プラズマ法で作成した試料においては、上と反対の傾向が見られることなどについて、合理的な説明が与えられた。また酸素の過不足のみならず、不純物のOH基や塩素も径方向分布を有することが明らかになった(Journal of Applied Physics:掲載決定)。さらに、ガラスに垂直に直線偏光を入射した際、その直線偏光がどの様に変化するかを調べた結果、直線偏光は散乱され、酸素不足(SiーSi結合)が多く存在している部分においてより強く散乱することが判明した。また、このこととレ-リ-散乱との関係を示唆する事実も得られたが、未だ系統的にまとめるには至らなかった。

これらの成果と反省をふまえて平成2年度には、別項の研究を進めて行くことによって、脈理による光散乱損失の原因を分子構造、さらには電子、原子配置のレベルで解明できると期待される。全合成純粋石英ガラスにおける脈理、すなわち屈折率差を生じる原因は密度の揺らぎであると考えられ、これは原子レベルでみれば異常な結合状態(例えば〓SiーSi〓、〓SiーClなど)を生じている可能性が高いと考えた。これらのことを踏まえ、2年度においては、これらの異常結合を電離放射線やレ-ザ照射等により励起することにより欠陥を電子スピン共鳴、光吸収、光ルミネッセンス等の手段により観測した。酸素欠乏試料において、従来SiO_2において報告例の少ない3重項欠陥の生成を観測した。その試料依存性、および各種熱処理に対する挙動から、その生成が酸素空孔に関連していることを明らかにした(R.Tohmon et al.Physical Review B,41,7258(1990))。非架橋酸素ラジカル(NBOHC、〓SiーO・)の光吸収および光ルミネッセンスのピ-クシフトから、その種々の形態を観測した。NBOHCは水素結合の有無により、2つの形態が存在することを明らかにした(Munekuni et al.,Journal of Applied Physics,68,1212(1990))。放射線照射あるいはレ-ザ照射による異常結合からの欠陥生成メカニズムを明らかにした。多光子吸収等によるバンド間遷移によって生じた電子・正孔対あるいは励起子による前駆体(異常結合)へのエネルギ-移動によって欠陥生成が起こることを明らかにした(H.Nishikawa et al.,Physical Review B,41,7828(1990))。
ミジンコをモデルとした単為生殖および有性生殖機構の解析

生物界を見渡すと、単為生殖という増殖に有利な繁殖方法を使わず、有性生殖を利用する種が多い。2つの生殖様式については、それぞれの利点と制約に関して多くの議論がなされているものの、未だ定説と言える見解は得られていない。本研究では、環境変化に応答して有性生殖と単為生殖を使い分けるミジンコ(Daphnia pulex)を材料に、それぞれの生殖様式の細胞学的機構を明らかにし、両者がどのように進化してきたかについての知見を得ることを目指している。ここまでの研究では、生殖機構の切り換えに際して、卵形成過程のどの段階がどのように変更されているのかを明らかにすることを中心に進めてきた。本研究全体としては、最終的に動物界における単為生殖と有性生殖の進化戦略的意義を明らかにする新しい進化発生学のモデル系の確立を目指している。ミジンコの単為生殖は、体細胞と同様の分裂で作られる2倍体の卵が発生し、親と同じクローンを生じると言われてきたが、それを支持する決定的な証拠が得られていない上、有性生殖における受精や減数分裂過程の詳細も明らかではない。本研究結果から、ミジンコの単為生殖では、「減数しない減数分裂」により2倍体となった卵が発生を開始することが明らかとなった。その過程では、減数分裂の特徴である相同染色体の対合が起こり、第1分裂中期までは正常な減数分裂と同じ様相で進行するが、第1分裂の後期で分裂が停止する。その後、染色体が再び赤道面に戻って並び直して第2分裂に相当する分裂を行い2倍体状態が維持される。これらの成果は、国内学会にて発表し、国際誌に掲載された(Hiruta et al.2010)。この単為生殖で起こる分裂の細胞学的な機構を明らかにすべく、分裂装置の構成や挙動に焦点をあてたところ、γチューブリンの局在に特徴があり、中心体の形成に関わる部分に通常の減数分裂との相違点がある可能性が示唆された。本研究では、環境変化に応答して有性生殖と単為生殖という2つの生殖機構を使い分けるミジンコ(Daphnia pulex)を材料に、生殖機構の切り換えに際して卵形成過程のどの段階がどのように変更されているのかを明らかにすることを目的としている。最終的には、動物界における単為生殖と有性生殖の進化戦略的意義を明らかにする新しい進化発生学のモデル系の確立を目指している。ミジンコの単為生殖は、体細胞分裂と同様の分裂で作られる2倍体の卵が発生し、親と同じクローンが生じるアポミクシス型と言われてきたが、それを支持する決定的な証拠はない上、有性生殖における受精や減数分裂過程の詳細すら明らかではない。本年度行った単為生殖過程の組織形態学的解析から、ミジンコの単為発生卵は、減数しない減数分裂により2倍体となった卵が発生を開始するオートミクシス型であることが明らかとなった。その過程では、減数分裂の特徴である相同染色体の対合が起こり減数分裂は開始するものの、第1分裂の後期で分裂が停止した後、染色体が再び赤道面に戻って並び直して第2分裂に相当する分裂を行い2倍体状態が維持される。これらの結果から、次のような生殖機構の転換モデル仮説を立てた。「有性生殖過程で、受精が成立すると正常な減数分裂が起こるのに対し、受精の起こらない単為生殖では、第1減数分裂の途中で分裂が停止し、そのまま第2減数分裂に相当する分裂が起こる。」これらの成果は、国際甲殻類学会および日本動物学会にて発表し、国際誌に投稿中である。今後は、上記の仮説を検証するため、有性生殖における受精と減数分裂過程を組織形態学的に明らかにし、2つの生殖機構の切り換えがどのように実現されているのかを解明する。

これらの成果は、国内学会にて発表し、国際誌に掲載された(Hiruta et al.2010)。この単為生殖で起こる分裂の細胞学的な機構を明らかにすべく、分裂装置の構成や挙動に焦点をあてたところ、γチューブリンの局在に特徴があり、中心体の形成に関わる部分に通常の減数分裂との相違点がある可能性が示唆された。