hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
白色腐朽菌とキシロース発酵性組換え酵母によるリグノセルロースからのエタノール生産

再生可能な木質系バイオマスから高効率でバイオエタノールを生産するため、木材の効率的な前処理法を研究した。リグニン分解性担子菌である白色腐朽菌による木材前処理効果を高めるため、様々な条件で白色腐朽菌を培養し、培養後の木材の成分変化やマイクロ波照射後のセルラーゼによる酵素糖化率を測定した。白色腐朽菌としては、最も優れたバイオパルピング菌の一つであるCeriporiopsis subvermisporaと国内より分離した白色腐朽菌を用いた。培養実験の結果、前培養の条件や本培養の水分含量が、前処理効果に大きな影響を及ぼすことを明らかにし、培養条件を最適化した。この最適化には、統計的手法を利用した。マイクロ波照射前処理に関しては、有機溶媒を含む条件で触媒を加えたマイクロ波反応を木材に対して行い、照射が木材の成分変化や酵素糖化率に及ぼす影響を分析した。その結果、処理が難しいスギ材に対しても、原料木材の重量当たり50%以上の糖収率で酵素糖化できる反応系を開発した。また。触媒の性質と酵素糖化率の間に高い相関関係を見出した。また、反応後に有機溶媒を回収する方法についても検討した。キシロース発酵性組換え酵母は、プラスミドを保持型の栄養要求性株であり、キシロースの発酵能をもつが、エタノールの生産性は実用株に比べて低く、効率的なエタノール生産のためには、酵母の改良が必用であると結論された。このため、組換え細菌を用いた木材からのバイオエタノール生産の共同研究を実施した。スギ材のマイクロ波照射前処理法については、論文原稿としてまとめており、近日中に国際雑誌に投稿する予定にしている。また、白色腐朽菌処理に関しても、論文化を進めている。木質バイオマス前処理に適した白色腐朽菌の処理条件を見出すため、白色腐朽菌のリグニン分解選択性を向上させる培養系をスクリーニングした。はじめに、関西地方の森林から分離した白色腐朽菌を用いてスギ材を腐朽させ、糖化前処理効果の高い菌の選抜を行った。次に、形状の異なる容器を用いて糖化前処理効果に優れるPhellinus属担子菌を培養し、酵素糖化前処理のための培養条件の最適化を行った。また、培地中に加える成分による腐朽効果への影響を比較した。菌処理木材については、マイクロ波ソルボリシスにより処理して、菌処理とマイクロ波ソルボリシスの条件の関係を分析した。溶媒組成、温度、反応時間を様々に変化させて、処理を行い、糖収率が高い条件を見出した。糖化率は、ソモギネルソン法で測定した。また、ホロセルロースやリグニン含量も処理条件ごとに測定した。マイクロ波ソルボリシスはバッチ式の小型装置の他、攪拌機構をもつ改良した大型装置でも検討を行い、装置や照射方法による影響を比較した。また。
脳賦活時の脳血流・酸素代謝解離現象のメカニズム

脳はエネルギーを非常に多く消費する臓器の一つでグルコースと酸素をエネルギー源としている。脳へのグルコース供給は血糖値がほぼ一定値となる生理的制御システム(インシュリン、成長ホルモン、グリコーゲンによる糖貯蓄などによる)により通常は低下しないが、酸素供給は、(脳内の)酸素貯留システムや高親和性トランスポータが欠如していることから、一瞬の酸素供給低下(例えば脳虚血や低酸素状態など)でも重篤な脳障害をおこす。一方、脳の生理機能である神経細胞の電気活動自体も大量のエネルギーを必要とすることから、脳活動時におけるエネルギー代謝を維持するシステムが脳にあるとする考えが従来考えられてきた。しかしその実体やメカニズムは分かっていなかった。本研究では、脳活動時にエネルギー代謝が維持されるかどうか、あるとすればどのようなシステムによりエネルギー代謝が維持されているか、について調べることを目的として研究をおこなった。麻酔下サルにおいて視覚刺激を行い、脳血流および酸素代謝をPETを使用し同時測定することで酸素の供給と消費量を定量化した。また吸入酸素濃度を低下させたときに正常酸素濃度状態にくらべどのように脳血流・酸素代謝がどう変化し、エネルギー代謝が維持されるかを調べた。その結果、正常酸素濃度状態においては約20%の血流増加、3%の酸素代謝増加が見られたが、低酸素濃度状況下においても脳賦活による血流増加度に差はなく酸素代謝増加度は低下する傾向が見られた。これらの結果から脳賦活時において脳血流調整と独立して酸素取込を変化させるメカニズムが欠如していることが示唆された。また脳血流自体もエネルギー代謝を維持するために代償的に変化することがないこともわかった。これらの観察から脳は脳賦活時においてエネルギー代謝需要が亢進してもそれを能動的に維持するシステムを持っていないことが示唆される。脳は非常に多くのエネルギーを必要とする。脳重は体重の5%にも関わらず全エネルギー消費量の15%を消費する。しかし脳は、エネルギー産生のための基質(ブドウ糖・酸素)をその摂取から消費過程までどのように制御しているのか、よく理解されていない。特にエネルギー需要が存在する条件下で、脳はどのようにエネルギー基質を取り込み消費するか分かっていない。このような条件として「安静時における脳虚血の状態」と「神経活動時における脳賦活の状態」の2つが挙げられる。これらの条件での代謝変化を説明する仮説として、脳がエネルギー需要時にブドウ糖を嫌気的に代謝するとする説、もう一つは安静時と賦活時で異なる代謝制御システムを持つとする説(すなわち賦活時には脳賦活に必要なグルタミン酸を産生するためにブドウ糖が代謝されている)、である。本研究は、酸素・ブドウ糖がどれだけ代謝されるかを脳賦活時・安静時に評価することでこれら2仮説を検証し、その代謝基質の制御メカニズム及び血流制御機構との関係を解明することを目的とする。本年度(1)サル実験における迅速血流・酸素代謝測定法の確立、および一部のサルにおける視覚刺激下の賦活試験を行った。新しい迅速血流・酸素代謝測定法により、従来1時間ちかく要していた測定を約6分程度と格段に時間分解能を上げることができた。この方法を用いてサルの麻酔下実験を2頭のサルを用いて行ったが、視覚刺激に対する脳血流反応性が乏しく目的とする仮説を検証する不十分と考え、視覚刺激方法、麻酔薬の工夫など検討を続けている。一方で、本研究の目的を達成するため、上記仮説を別の側面から証明するためヒトの慢性脳虚血患者の安静時にて脳酸素代謝・ブドウ糖代謝測定を行う研究を発案・計画した。既に具体的な計画は終了し当施設の倫理委員会・高度先駆委員会の承認を受けたため近日中にデータ収集を開始する予定である。
移植細胞シートと宿主を結ぶ架橋血管の内皮連結に周皮細胞が果たす機能的役割の解明

細胞シート移植においては宿主とシート間の充分な血液循環がその高い生着性を可能にするが、その血液循環形成の詳細なメカニズムは不明である。今回、ラット心室壁を材料に細胞シートを作製し、モデルラット背筋に移植した一連の実験からは、移植後早期に細胞シートと宿主の境界部に動員された周皮細胞が基底膜成分を産生・分泌する事により内皮細胞に分子的「足場」を提供し、宿主由来の血管内皮細胞と細胞シートに内在する血管の内皮細胞の遊走、および相互の接着を促進して血管吻合をさせることで移植早期の血流開通が可能になることが強く示唆される研究成果を得た。移植組織と宿主間の速やかな血流開通は移植の成否に関わる重要な条件である。我々は、最新の再生医療工学技術を用いて作製された立体的人工組織である積層化細胞シートを移植組織のモデルとして、宿主との間の血流開通機構の解明を目指した細胞学的検索を行なってきた。細胞シートはラット左心室壁由来細胞を材料としており、血管内皮細胞もその内に含むが、この内皮細胞は移植前の細胞培養・シート積層化の段階(無血流の環境下)でシート内に血管網を構成する。この細胞シート血管と宿主血管との吻合による「架橋血管」の形成により、宿主からシートへの血流開通が可能となる。本年度の検索において、我々は先ずこの架橋血管の形成と血流開通が細胞シートの移植6時間後から12時間後までの間の極めて早い時期に起こること、架橋血管において宿主由来/細胞シート由来の異種の内皮細胞がキメラ状に接する部位にadherence junction様の接着装置が認められること、および、架橋血管の壁に密に分布する周皮細胞が細胞シートに由来することを明らかにした。また、これらの周皮細胞が基底膜成分を産生して血管内皮細胞に足場を提供し、架橋血管の形成を誘導するという我々の仮説について、新たな試みである四重免疫染色法により宿主細胞・血管内皮細胞・基底膜・周皮細胞の四つの架橋血管の構成要素を同時に可視化することで、この仮説をこれまで以上に強く支持する所見が得られた。さらに、架橋血管形成に関してVEGFシグナル伝達経路の関連性が低いことが明らかになったものの、Notch経路についてはその受容体Notch-1が架橋血管や細胞シート内に広く分布することが観察された。Notch経路は周皮細胞遊走の経路であるPDGF経路を制御すると示唆されることから、架橋血管形成部への周皮細胞動員機構の解明に向けた新たな手がかりを得ることができた。宿主と移植組織間の迅速な血流開通は移植の成否を左右する重要な要件である。我々はこれまで、移植細胞シートの生着率向上等、臨床的技術開発に貢献できる研究成果を得ることを目的として、宿主と移植細胞シート間の血流開通機構の細胞レベルの検索を進めてきた。具体的には、血管網を内在させた積層化心筋細胞シートを宿主動物に移植し、形態学的手法を駆使した検索を進めてきたが、この検索からは、シート由来血管と宿主由来血管との血流開通が移植後極めて早期に成立すること、およびこの早期の血流開通が、細胞シートと宿主組織間にやはり極めて早い時期に新生される吻合血管によって可能となることが明らかとなった。さらに、この吻合血管壁に周皮細胞が既に分布し、これら周皮細胞を含めて吻合血管壁が全体として一続きの基底膜で覆われていたことから、我々は細胞シート移植において周皮細胞が基底膜を産生・分泌することで血管内皮細胞に遊走のための足場を提供し、移植早期における宿主と移植組織間の血管吻合を促すという仮説を立てるに至った。以上のことを背景に、本研究においては、この仮説を実証するべく、宿主と移植細胞シートの吻合血管形成部への周皮細胞動員シグナル経路や周皮細胞による基底膜成分産生能について、多重免疫組織化学染色法・透過型電子顕微鏡法をはじめとした種々の形態学的手法を駆使し検索を進めている。東京女子医科大学・先端生命医科学研究所の開発による細胞シート工学技術は培養細胞をシート状に積み重ね(積層化)、三次元レベルの人工組織を作成することを可能とした。この細胞シートを用いた三次元組織移植法は、再生医療において従来の臓器移植法や細胞移植法の欠点を補う優れた移植法として注目を集めている。細胞シートはレシピエント組織への生着性に優れており、臨床の場における移植の試みにも数々の成功を収めている一方、移植した細胞シートにレシピエント側からの血流がいかにして流入するのかという点の細胞レベルの検証は未だ不十分である。そこで我々は本研究において、ラット心室壁由来細胞を用いて作製した細胞シートを同型の動物に移植したモデルを材料として、移植シートと宿主間の血流開通機構解明に向けての詳細な細胞組織化学的・微細構造学的検索を企図した。

心室壁由来細胞シートは、その細胞成分として予め血管内皮細胞も含んでいるが、予備的実験では移植前の培養段階(すなわち無血流状態)で、これらの血管内皮細胞がシート内に既に未成熟な血管を形成することが確認されている。また、このシート内血管とレシピエント組織を架橋する血管が移植後24時間以内という極めて早期に形成されること、および、この架橋血管においてシートおよびレシピエント由来の双方の血管内皮細胞がキメラ状に結合する部位に周皮細胞が密に分布して観察されることも併せて明らかとなっている。平成23年度の研究では、この血管連結部における周皮細胞に注目し、構造と信号伝達経路等の側面から検索を行い、移植シートとレシピエント間の血流開通機構解明という最終目的に結びつく種々の新所見を得ることができた。詳細については以下の「現在までの達成度」に記す。宿主と移植した組織との間に血流が速やかに開通することは移植の成否に関わる重要な条件である。本研究において我々は、最新の再生医療工学技術を用いて作製された立体的人工組織である積層化細胞シートを移植組織のモデルとして、宿主との間の血流開通機構の解明を目指した細胞学的検索を行なってきた。これまでの研究において、細胞シート移植後12時間以内に細胞シートと宿主を結ぶ吻合血管が形成されることを我々は観察しているが、平成26年度の研究では、この吻合血管壁に分布する周皮細胞が基底膜成分IV型コラーゲンの形成に関わる分子シャペロンHSP47(Heat Shock Protein 47)を発現することを免疫組織化学的に追跡し、これらの周皮細胞が基底膜成分を産生して血管内皮細胞に足場を提供することで吻合血管の形成を促進する可能性を明らかにした。また、移植前の培養段階では細胞シート中に血管内皮細胞による管状の血管様構造が形成されるが、培養液中にPDGFB-PDGFRβ経路の遮断薬AG1295を添加することにより血管様構造の形成が阻害されることを観察し、移植前の細胞シートにおける血管形成にも周皮細胞が重要な機能を持つ事を併せて明らかにした。組織学(1)「周皮細胞が基底膜成分を産生して血管内皮細胞の足場を提供し、架橋血管の形成を誘導する」という我々の仮説について、周皮細胞内における基底膜成分のmRNAの有無についてin situ hybridization法を用いて検索すること、また、周皮細胞内における基底膜成分合成に関わる因子、具体的には、基底膜成分IV型コラーゲンの転写を誘導するSmad1とその制御下にあるコラーゲン特異的分子シャペロンHSP47(Heat Shock Protein 47)の二つのタンパクに注目して、これらの周皮細胞内における有無を検索することを本年度に計画していたが、これらの検索についてはまだその途上にある。(2)周皮細胞には、架橋血管形成の誘導機能の他、形成後の架橋血管壁を安定・成熟させる機能も有するのではないかと我々は想定している。トレーサーを宿主の血管系に注入した実験からは、移植24時間後までは架橋血管における宿主由来/細胞シート由来の内皮連結部は未熟で透過性が高いものの、移植48時間後までには血管壁の安定性が向上し、透過性も低くなることが観察されている。この架橋血管壁の安定・成熟に周皮細胞が果たす役割について、内皮細胞間接着分子の導入に関わる因子に注目した検索を本年度に計画していたが、この検索についてもまだその途上にある。本研究の当初の研究期間は平成23-25年度であったが、平成24年度状況報告書にも記したように、途中、周皮細胞による基底膜産生機能に関わる良質なマーカーの入手に窮し研究に遅れが生じていた。
高齢者の歯科医療コミュニケーションに関する研究

近年、急速な高齢社会の進行に伴い、患者全体に占める高齢者の割合が増加し、医療現場における高齢者とのコミュニケーションが問題となりつつある。本研究では、高齢者の歯科医療におけるコミュニケーションに着目し、若年者との違い、治療満足度、意思決定および受診行動との関連、コミュニケーション関連要因について検討し「より良い高齢者との歯科医療コミュニケーションの要因とは何か」を明らかにすることを目的とする。さらに、歯科診療科別の高齢患者-医療者コミュニケーションの違いを明らかにするために、予防歯科、一般歯科およびインプラント歯科の3領域を設定し、コミュニケーションのあり方について検討を行う。コミュニケーションの評価は研究分担者(萩原)が提唱している、医療者と患者をペアにして、同一の質問項目を含んだ自記式質問票による調査方法で行い、コミュニケーションに影響を与えると思われる、高齢患者の認知度や日常生活動作といった因子についても検討する予定である。研究初年度の平成30年度は、福岡県内歯科医院の患者、歯科医師、歯科衛生士を対象に、自記式質問票を用いて、歯科医療者ー患者のコミュニケーションを評価するための質問紙開発を行った。コミュニケーションの質は、萩原が提唱している方法である、患者と医療者に同じ選択肢を有する同一の質問(例、副作用に対する説明は十分ですか?)を発して回答を求め、両者の認識のズレで評価する。患者を中心に歯科医師と歯科衛生士のデータを連結したデータベースを構築する。歯科医療者と患者の認識、および両者の認識のズレを明らかにし、認識のズレが患者の満足度、コンプライアンス、治療効果、受療行動に及ぼす影響を定量的に評価する。また、患者に係わる認知機能をはじめとした因子についても調査する予定にしている。これまで、高齢者を対象とした患者ー歯科医師コミュニケーションに関する先行研究は少なく、予測が困難で質問項目の選定の検討に予想以上に、時間を要しており、質問紙の開発が滞っている状況である。また、調査対象とする歯科医院の選定方法についても検討を重ねており、研究が遅れている理由となっている。研究初年度の平成30年度は、質問紙の完成までには至らず、当初の計画よりも遅れている現状である。2年目である今年度は、高齢者のコミュニケーションという観点から、年度の前半までに、医療コミュニケーション、患者コンプライアンス、患者満足度、受療行動および医事紛争に関する研究を中心に、医学領域以外も対象にして、文献をレビューし知見を整理しながら、高齢者の身体的・精神的因子も含めた自記式質問票(案)を完成する。パイロットスタディーを実施したうえで、質問票(案)の問題点を洗い出し、最終版の確定作業を研究分担者の萩原と共同で行う。また、中心になって調査に参加する複数の歯科医療機関を確定する。全体で約15施設程度確保する予定である。更に、本調査の実施手順について、研究分担者と共同で検討し、12月からの歯科医院での調査の実施を現場で指揮する予定にしている。

また、中心になって調査に参加する複数の歯科医療機関を確定する。全体で約15施設程度確保する予定である。更に、本調査の実施手順について、研究分担者と共同で検討し、12月からの歯科医院での調査の実施を現場で指揮する予定にしている。研究が予定より遅れており、実際の歯科医院における調査に着手することが出来なかった。そのため、次年度に質問紙の開発、完成、実地調査を予定している。
インタ-ロイキン1の細胞増殖制御に関する研究

インタ-ロイキン1(ルー1)は単球・マイクロファ-ジから産生される因子であり種々の生体反応に重要な役割を果している。本研究はルー1の細胞増殖抑制・分化誘導活性のシグナル伝達系の解明を目的として研究を行った。その結果、以下のことが明らかになった。1.細胞周期とルー1の増殖抑制活性に関してルー1はヒトメラノ-マ細胞株(A375ー6)の増殖を抑制するが、それはルー1がG1からS期への細胞周期の移動を阻害する為であることが明らかになった。2.ルー1のM1細胞増殖抑制・分化誘導活性とシグナル伝達の解析ルー1はマウス骨髄性白血病細胞株(M1)の増殖を抑制し、種々のサイトカイン相乗的に働いてマクロファ-ジへとの分化を誘導するが、そのシグナル伝達系の解析を行った。その結果、ルー1の作用にはプロスタグランジンやCa^<2+>、カイネ-スCの関与は否定された。一方、cAMPはルー1と同じ働きを示したがルー1でM1細胞を処理しても細胞内にcAMPに変化はみられなかった。他のいくつかの細胞株で調べてもルー1による直接的な細胞内cAMPの上昇物用は認められなかった。従って、ルー1は細胞内cAMPを昇上させることなしにcAMPと同じシグナルを与えていることが明らかとなった。3.ヒト羊水中のルー1含量の経時的変動ルー1が細胞や臓器の増殖・分化に関与している可能性が強いことから、胎児の発育の場であるヒトの羊水中のルー1の経時的変動を調べた。ルー1αは妊娠早期(22週未満)でも検出され、満期に近ずくにつれ増加した。一方、ルー1βは検出されなかった。更に分娩時にα,β共に著るしく増加していた。従ってルー1αは胎児の発育に、ルー1α,βは共に分娩と密接な関係があることが示唆された。インタ-ロイキン1(ル-1)により増殖が抑制され、ル-6、IFN-α、β、TNFなどのサイトカインとのコンビネ-ション処理でマクロファ-ジへの分化が誘導されるマウス骨髄性白血病細胞(M1)を用い、ル-1とル-6による分化誘導作用について検討したところ、以下の点が明らかになった。1.ル-1はル-6によるM1細胞の増殖抑制、分化誘導を増強した。2.分化誘導に伴い、細胞からのプロスタグランジンE_2(PGE_2)産生が高まった。このPGE_2産生はル-1によっては誘導されず、ル-6によって誘導された。3.インドメサチン処理でPGE_2合成は完全に抑制されたが、ル-6による分化誘導やル-1の増強作用は抑制されなかった。従って、PGE_2産生は分化の原因ではなく結果であることが明らかになった。4.ル-1の分化誘導増強活性は、ジブチルcAMP、8-BrcAMPなどのcAMP誘導体やコレラ毒素、フオルスコリンなどの細胞内cAMP濃度を上昇させる試薬で置き換えることができた。しかし、ホルボルエステル(TPA)やCa^<2+>イオノホアでは置き換えることはできなかった。5.しかし、M1細胞をル-1やル-6で処理しても細胞内cAMP量の増加は認められなかった。一方、コレラ毒素やフオルスコリンで細胞内cAMPの増加がみられた。6.ル-1、ル-6処理では細胞内Ca^<2+>量に変動は認められなかった。

以上、ル-1はcAMPと同じ作用を示すことが明らかになったが、ル-1がM1細胞で細胞内cAMPを上昇させているという結果うは得られなかった。又、ル-1の作用にはCキナ-ゼゆカルモジュリンの関与はないことが明らかになった。インタ-ロイキン1(ILー1)はマウス骨髄性白血病細胞(M1)の増殖を抑制し、他のサイトカインと相乗的に働きM1細胞をマクロファ-ジへと分化させる活性を持つ。昨年までの研究では、ILー1の情報伝達系にはCa^<2+>やCキナ-ゼは関与しないこと、ILー1とcAMPは同様な活性を示すこと、しかしILー1で処理しても細胞内cAMPは上昇しないことが明らかになった。本年度は、ILー1により細胞内cAMPが上昇すると報告されているマウスプレB細胞株70z/3とヒトNK細胞株YT,ヒト線維芽細胞株TIGー1を用いILー1とcAMPとの関係につき検討した。その結果、以下のことが明らかとなった。1.70z/3はILー1で刺激すると成熟B細胞となり、細胞表面にIgMを発現する。そこでヒトILー1αに対する反応性を調べたところ1520%の細胞がIgMを発現するようになった。しかし、ILー1処理で細胞内cAMPに全く変化はみられなかった。2.YTを同様にILー1で処理し細胞内cAMPを調べてみたが、全く変化はみられなかった。3.TIGー1細胞をILー1を処理したところ、約2時間後から細胞内cAMPは上昇し始め12時間後まで上昇がみられた。同時に、ILー1処理によりプロスタグランジンE_2(PGE_2)産生も高まり、細胞外PGE_2量はcAMPと同じ様なタイムコ-スを示した。cAMPに上昇もPGE_2産生もサイクロオキシゲナ-ゼ阻害剤インドメサチンで完全に抑制された。以上の結果、ILー1はM1に対しcAMPを上昇させることはなくcAMPと同様の情報を細胞に与えていることが明らかになった。又、ILー1でcAMPが上昇すると報告されている70z/3、YTをILー1で処理してもcAMPの上昇はみられなかった。線維芽細胞に対しILー1はcAMPを上昇させるが、それはPGE_2産生を介していることが明らかになった。
学力における特異型と万能型の生徒に対する早期教育の比較研究

理工系分野の早期教育の真の在り方を探るために、かつてわが国において実施された「飛び級」制度(小学校五年から中学校に進学する「五修」と中学校四年から高等学校に進学する「四修」を導入することによって、普通課程と比較して二年早く教育課程を終了するもの)、及び終戦前後(昭和20年1月昭和23年3月)に実施された「特別科学教育」制度(小学校四年から六年、中学校一年から三年までの六学級から理数系の学力に特に秀でた児童・生徒を選抜して英才教育を施したもの。東京高等師範学校、東京女子高等師範学校、広島高等師範学校、金沢高等師範学校、京都帝国大学が中心となって教育に当たった。学級数は実施機関によって異なった。)を取り上げた。これらの教育制度の経験者からの情報収集及び追跡調査から教育の実態を明らかにし、その得失を十分に検討することによって、わが国の理数系早期教育の発展に資することを目的とした。具体的活動としては、経験者から経験談及び資料提供を受けるために11回の研究集会を開催し、さらに面接聴き取り調査を行った。また、中国における早期教育のための教員養成についての講演会を開催した。アンケート調査も計画したが、個人情報に深く関わる内容であるために質問項目について慎重に吟味して実施へと繋げることができた。主要な研究成果の概要は以下の通りである。(1)飛び級については、その経験者の協力を得て、京都府師範学校附属小学校第二教室の教育の実態が明らかになった。また、兵庫県立神戸第一中学校の四修修了者の特徴について統計的な検討を行った。(2)京都府立第一中学校において実施された特別科学教育(京都帝国大学が協力)の経験者諸氏の協力が得られ、従来余り知られていなかった事実が明らかにされた。(3)理数分野の早期教育の実をあげるためには、理数分野と人文社会分野の教育のバランスが必要不可欠であることが明らかになった。理数系分野だけに特化して効率を図ることは、優れた人材養成に繋がらない。(4)早期教育のための教員養成、上級学校との接続の確保、中途からの転向の保障など、制度面での支援が重要であることが明らかになった。)を取り上げた。以下の研究会を4回開催し、英才教育経験者からの情報収集に努めた。(1)平成14年8月2日(金)於大学入試センター・日本の英才教育丸山工作(大学入試センター)・旧京都府師範学校附属小学校第二教室について稲垣眞美(作家)・1994年以降の英才教育関連の調査・研究動向について岩坪秀一(大学入試センター)(2)平成14年10月11日(金)於大学入試センター・ナイジェリア及びタンザニア訪問-名城大学総合数理教育センターの数学教育を紹介して-内田達弘(名城大学)・東京女高師附属高等女学校における「科学組」について立花智恵子(作楽会)他(3)平成14年12月6日(金)於ウイングス京都・兵庫県立第一神戸中学校における特別科学教育について-カリキュラムを中心として-木下冨雄(甲子園大学)・京都府立一中における「特別学級(科学教育実験学級)」について大内伊助(徳島文理大学)(4)平成15年3月7日(金)於大学入試センター・竹内鉄二先生(旧京都府立第一中学校教頭)の談話より伊藤圭・岩坪秀一(大学入試センター)

・広島高等師範学校附属中学校と京都府立第一中学校の特別科学学級に学んで小穴雄康(あおば生命保険)・平生釟三郎と拾芳会について永田實(兵庫県立神戸高等学校)「特別科学教育」及び「飛び級」経験者へのアンケート調査は、何人かの経験者と会って意見を聴取したところ、質問内容は勿論のこと、その配布方法にも慎重を期すべきことが明らかになった。そのため調査票の練り直し等調査方法の検討に十分時間をかけた結果、調査は平成15年度に入って間もなく実施出来る目途がついた。平成14年度は専ら調査に重点を置いた。成果としては、旧京都府師範学校附属小学校第二教室出身者に「飛び級」(特に小学5年修了)経験者が多いことが分かり、重要なアンケート対象者群となったこと、特別科学教育については、実際のカリキュラムが従来不明であったが、京都府立一中の一学年についてはかなり全貌が明らかになったこと等が顕著なものである。平成14年度の成果のうち、公表可能なものを平成15年度に発表する予定である。以下に示すように研究会を4回、講演会を1回、聴き取り調査を1回行った。(1)研究会・平成15年7月11日(金)13時30分18時於大学入試センター特別科学教育及び飛び級経験者向けアンケートについて岩坪秀一(大学入試センター)京大における戦時下の特別科学教育片岡宏(片岡国際特許事務所)名城大学における飛び入学制度とボランティアサロン内田達弘(名城大学)・平成15年9月26日(金)13時30分18時於大学入試センター「少年科学班」の体験-根室・昭和19年春からの1年間-永井滋(農業者年金基金)国民学校における科学の英才教育について岩坪秀一(大学入試センター)・平成15年12月26日(金)13時30分18時於大学入試センター東京高師附属中学の特別科学組について平川祐弘(福岡女学院大学)廣島高師附属中学の科学学級について江藤哲太郎(江藤電気)・平成16年3月4日(金)13時30分18時於大学入試センター誰のための中等科学教育か-日英比較教育史的アプローチ-磯崎哲夫(廣島大学)金沢高師における特別科学教育について清原岑夫(元金沢大学)(2)講演会・平成16年2月6日(金)13時30分15時於大学入試センター中国における早期英才教育のための教員養成の現状陳永明(中国上海・華東師範大学)(3)聴き取り調査・平成16年3月26日(金)13時30分16時於金沢(KKRホテル金沢)清原岑夫氏とともに、山本長三郎氏と美谷一夫氏から金沢高師における特別科学教育の経験について情報を聴取した。研究会を3回開催し、アンケート調査を実施した。さらに、最終年度として研究成果報告書を作成した。(1)研究会・平成16年7月2日(金)13時30分18時於名城大学総合数理教育センター金澤高師における特別科学教育経験者からの聴き取り調査報告岩坪秀一(大学入試センター)・清原岑夫(金澤大学元教授)飛び入学生の最近の活動および教育の取り組みについて内田達弘・四方義啓(名城大学総合数理教育センター)・平成16年10月1日(金)13時30分18時於大学入試センター河野通匡と廣島の理科教育史里見志朗廣島高師科学組経験者-事例研究の試み-
膜蛋白質3次元微結晶の電子線構造解析

膜蛋白質の新しい構造解析法の確立を目指して,(1)膜蛋白の結晶化技術の開発・改良,(2)3次元結晶の電子線回折像から膜蛋白質の立体構造を求める方法の開発,の2点について研究した。(1)に関しては,光プロトンポンプとして知られるバクテリオロドプシンの結晶化を試み,3種類の微結晶を得るのに成功し、目標を達成した。また、温度勾配存在下で蒸気拡散を行なう新しい蛋白質結晶化法を開発し、結晶化プロセスの迅速化を検討した。(2)に関しては,厚さが数百ナノメ-トルの結晶でも電顕像を記録できることを実証した。バクテリオロドプシンの3種類の結晶のうち特に針状結晶の構造解析を行ない,結晶内の蛋白質の配列に関する情報を得ることができた。一方,微結晶の電子線構造解析を行なう上での種々の困難も明らかとなった。理論計算の結果によると微結晶の厚さとともに分解能が良くなるとは限らず、ある値以上になるとむしろ得られる分解能は低下することが示唆された。したがって,アトミック・レゾル-ションで構造決定を行なうには、薄い板状結晶を用いる必要がある。もう一つの問題点は、3次元結晶化に用いる沈澱剤が良質の電顕像を得ることを妨げることである。膜蛋白質の結晶は極めてデリケ-トで、溶媒条件を変えるとすぐに壊れてしまい,溶媒の置換は容易でないことも明らかになった。できた結晶を安定することも試みているが、今のところすぐれた方法を見いだせないでいる。今後の課題として、(1)電顕構造解析に適した板状の3次元結晶を作成する技術を開発すること,(2)3次元微結晶の固定法を開発すること,の2点をあげることができる。これらの点が達成できれば,電子線構造解析は膜蛋白質の構造決定法として広く用いられるようになるものと期待できる。
イオン性糖質高分子のメゾスコピック構造特性の制御と動的機能材料の設計

糖質高分子の中間相(液晶・ゲル)の構造とそれに基づく性質(メゾスコピック特性)をイオングループ等の介在によって制御すると共に、電場・磁場などの外部刺激に対して巨視的性質が可逆応答する動的機能材料を設計することを目的とし、以下の研究成果を得た。1.糖質高分子の液晶相構造制御と動的機能材料の創成に関して(1)ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)のコレステリック液晶相をメタクリレート系ポリマーマトリックス中に重合架橋法で固定化した新規複合フィルムを合成した。各種の塩水を含浸させて液晶相構造を制御することにより、複合フィルムの選択光反射色や透明度を変化させることに成功した。更に、塩イオンが共存したゲル状フィルムの光学特性を低電場刺激で動的制御することにも成功した。(2)イオン性液体である1-アルキル-3-メチルイミダゾリウム塩を共存させたHPC/水系溶液の相図を完成させると共に、電場印加による液晶光学機能の制御に成功した。また、HPCおよびエチルセルロース(EC)の水酸基よりアルキル鎖を介してN-メチルイミダゾリウム塩を側鎖導入した新規イオン性セルロース誘導体を合成し、それらの液晶形成挙動を明らかにした。(3)3O位と6O位にアルキルエステルが導入されたキチンジエステルCn-AC(側鎖炭素長n=4-20)を合成し、特異な二重メソモルフィック構造を形成することを見出すと共に、長鎖アルキル側鎖の液晶ガラス相が示す急速なエンタルピー緩和現象を他系のそれと比較しつつ定量解析した。2.糖質高分子のゲル構造制御と動的機能の創成に関して電解質多糖のアルギン酸・カラギーナンをゲルマトリックスとして、鉄イオンの高含率インターカレーションとin situでの酸化鉄合成によって磁性ナノ微粒子を化学充填する方法を確立した。更に、多糖ゲルの脆さを解消するために各種ビニルポリマーとのIPN(相互侵入網目)化を図り、優れた粘弾特性と室温超常磁性を示す磁性複合材料の作製に成功した。なお、高分子の複合化に関連して、糖質高分子/ビニルポリマーの相溶性と分子間相互作用について熱分析を中心とした基礎データの集積も行った。糖質高分子の中間相(液晶・ゲル)の構造とそれに基づく性質(メゾスコピック構造特性)をイオングループ等の介在によって制御すると共に、電場・磁場などの外部刺激に対して巨視的性質が可逆応答する動的機能材料の創出を目的とした。下記の2項目について新たな知見を得た。1.糖質高分子の液晶相構造制御と動的機能の創成に関して(1)1-アルキル-3-メチルイミダゾリウム塩を共存させたヒドロキシプロピルセルロース(HPC)/水系液晶について、イミダゾリウム1位(N位)に結合するアルキル鎖の鎖長やその末端置換基の種類に応じて、コレステリックピッチや相分離温度(曇点)が鋭敏にシフトすること、および、外部電場の印加によって液晶の選択反射色と白濁度が変化することを見出した。一方、HPCおよびヒドロキシエチルセルロース(HEC)の側鎖末端または未置換の水酸基よりアルキル鎖を介してN-メチルイミダゾリウム塩が導入された新規イオン性セルロース誘導体を合成し、熱転移挙動を評価した。

(2)キチンの均一系アシル化反応によって3O位および6O位に長鎖アルキルエステルが導入されたキチンジエステル(C_n-AC;側鎖炭素長n=4-20)を合成した。C_n-ACは、ネマチック的に配列したキチン主鎖を隔壁層として、アシル側鎖がスメクチック的に層間を充填した二重のmesomorphic構造をとり、側鎖の急速かつ特異的なガラス性エンタルピー緩和を示すことなどが判明した。2.糖質高分子のゲル構造制御と動的機能の創成に関してι-およびκ-カラギーナンをゲルマトリックスとして、鉄イオンの高含率インターカレーションとin situでの酸化鉄合成によって磁性ナノ微粒子を化学充填する方法を確立した。得られた磁性複合体の室温超磁性を確認すると共に、ゲル化試料の内部形態を明らかにした。一方、多糖ゲル含浸溶媒としてのビニルモノマーの塊状重合を利用して、アルギン酸/ビニルポリマー系IPN(相互侵入ネットワーク)をマトリックスとした磁性ナノ複合体の予備調製実験にも成功した。糖質高分子の中間相(液晶・ゲル)の構造とそれに基づく性質(メゾスコピック構造特性)をイオングループ等の介在によって制御すると共に、電場・磁場などの外部刺激に対して巨視的性質が可逆応答する動的機能材料の創出を目的とした。得られた成果は以下の通りである。1.糖質高分子の液晶相構造制御と動的機能の創成に関して(1)ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)およびエチルセルロース(EC)を出発に、それらの側鎖末端あるいはピラノース環上の水酸基よりアルキル鎖を介してN-メチルイミダゾリウム塩が導入された、新規イオン性セルロース誘導体を合成した。特に対アニオンが臭素の各誘導体はリオトロピック液晶のみならずサーモトロピック液晶も形成することが判明した。また、HPC/1-アルキル-3-メチルイミダゾリウム塩/水系溶液の相図を補完すると共に、電場印加による液晶光学機能の制御法を精密化した。(2)昨年度に合成したキチンのジアルキルエステル(Cn-AC;側鎖炭素長n=16-20)について、液晶ガラスのエンタルピー緩和を定量解析し、コレステロール系脂質錯体の形成する液晶ガラスの同緩和挙動と比較検討を行った。スメクチック的に凝集したCn-ACの側鎖液晶ガラス相が極めて低い活性化エネルギーで急速に緩和することを改めて明確化した。2.糖質高分子のゲル構造制御と動的機能の創成に関して電解質多糖(アルギン酸、カラギーナン)のゲルの脆さを解消するため、含浸ビニルモノマーの重合架橋によってIPN(相互侵入網目)化し、そのネットワーク中で鉄酸化物をin situ合成することに成功した。得られた複合体は室温超常磁性を示すが、その際の飽和磁化はカラギーナン単独を母剤にした場合と比べて極めて小さい。なお高分子の複合化に関連して、糖質高分子/ビニルポリマーの相溶性について熱分析データの集積を行った。
精神疾患患者死後脳におけるレトロトランスポゾン転移活性の検討

ヒトゲノム中に存在するレトロトランスポゾンは、脳神経系の発達過程において活性化され、特に神経前駆細胞で転移を起こすことが示されている。転移活性の変動は、脳神経系の機能に重大な影響を与えると考えられるが、精神疾患患者試料での検討はなされていない。本研究では、統合失調症前頭葉でのトランスポゾンコピー数上昇を明らかにし、患者における神経前駆細胞の機能障害が示唆された。ヒトゲノム中に存在する可動因子であるレトロトランスポゾンは、脳神経系の発達過程において活性化され、多様な脳神経系細胞の中でも特に神経細胞でのみ転移を起こすことが示されている。転移活性の変動は、脳神経系の高次機能に重大な影響を与えると考えられるが、精神疾患患者試料での検討は充分なされていない。本研究では、レトロトランスポゾンの中でもLINE-1に焦点をあて、患者死後脳における転移活性の評価を行う。本年度は、統合失調症、双極性障害、大うつ病患者及び健常者凍結死後脳組織(前頭葉部位各15例)から抽出したゲノムDNAを用いて、LINE-1配列のゲノムコピー数定量をTaqman法により行った。肝臓組織と比較したところ、統合失調症患者において脳での有意なLINE-1ゲノムコピー数の上昇を認めた。気分障害では、大うつ病患者で増加の傾向が認められ、双極性障害では有意差は認められなかった。また、疾患群の中でも、特に高いレベルでゲノムコピー数の増大を検出している患者(統合失調症患者2名および大うつ病患者1名)を同定した。次年度以降は、精神疾患患者脳試料の独立サンプルを用いて同様の定量を行い、結果の再現性を検討する。また、LINE-1のコピー数が高いレベルで検出された患者試料においては、今後ゲノム中の挿入部位が問題となる。そこで、LINE-1配列の挿入部位を網羅的に検討するゲノムマッピングを行う実験系の確立を目指していく。本研究では、ヒトレトロトランスポゾンの中でも特に研究が進展しているLINE-1に焦点をあて、患者死後脳における転移活性の評価を行っている。昨年度までに実施した研究において、統合失調症、双極性障害、大うつ病患者及び健常者凍結死後脳組織(前頭葉部位各15例)から抽出したゲノムDNAを用いて、LINE-1配列のゲノムコピー数定量を行い、統合失調症患者において脳での有意なLINE-1ゲノムコピー数の上昇を認めている。また、本年度は米国スタンレー財団より独立した合計100例の患者・健常者試料を入手し、神経細胞ゲノムでの検討を行ったところ、統合失調症死後脳でのコピー数上昇を追試することができた。LINE-1のコピー数増大が統合失調症の病態の原因か結果かは不明であるが、高いLINE-1コピー数の増大を示した検体においては、ゲノム中への挿入部位が問題となる可能性が考えられる。そのため来年度は、LINE-1挿入配列のゲノムマッピングを行う実験系の確立を目指し、予備的検討として2-3サンプルでのゲノムマッピングを行うことを目標とする。本研究では、ヒトレトロトランスポゾンの中でも特に研究が進展しているLINE-1に焦点をあて、患者死後脳における転移活性の評価を行った。最終年度である本年度では、死後脳神経細胞におけるレトロトランスポゾンLINE-1のコピー数定量を完全に終了し、統合失調症患者での有意なコピー数上昇の知見の追試を行った。LINE-1上の複数の異なる領域で設計したprobeや異なるinternal controlを用いた検討でも上昇を確認した。また、投薬効果の検討の一環として、神経系細胞株に抗精神病薬を投与・培養を行いLINE-1コピー数の検討を行った。代表的な抗精神病薬であるハロペリドールやリスペリドン投与ではコピー数の変動は認められなかった。今後LINE-1のゲノム上の挿入位置に着目した研究が必要となると考えられる。ゲノム上の挿入位置決定の予備的検討として、肝臓ゲノムと脳から抽出したゲノムの全ゲノム配列解析を行い、トランスポゾンの検出と挿入パターンの比較を行った。現在のところ統合失調症患者群での特徴的なLINE-1の挿入が検出できており、今後詳細な解析を加えて行く予定である。また、これまでの研究結果をとりまとめ論文投稿中である。トランスポゾン動態の異常の有無を検討するのが初期の目的であるが、精神疾患患者死後脳でのLINE-1コピー数の異常を2つの独立したサンプル群で既に確認している。

来年度はコピー数以上の分子メカニズムを追うと共に、疾患の原因か結果かを詳細に検討する段階に入っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた実験は全て終了し、トランスポゾン動態と精神疾患、特に統合失調症において何らかの関わりがあることを明らかにした。今後は、初期計画を発展させ、トランスポゾンのゲノムマッピングや投薬での影響評価を行っていく。
発達期脳内ＤＮＡメチル化再編成がもたらす成長後のストレス耐性への影響

近年、DNAメチル化をはじめとしたエピジェネティックな遺伝子制御が精神疾患発症の背景にあることが注目されている。脳内のDNAメチル化は、葉酸・コリン・メチオニンといったメチルドナーを食べ物から摂取することで維持されている。本研究ではマウス脳の発達期である生後3-6週にそのようなメチルドナーの欠乏食を与えた時に、それが精神疾患発症の脆弱性につながるかを検証した。結果として、メチルドナー欠乏は、恐怖記憶の獲得とその消去に影響を及ぼし、それは成長後の12週時にも認められた。その背景としては海馬におけるDNAメチルトランスフェラーゼやNMDA受容体、GABA受容体遺伝子の発現変化が考えられた。青年期に好発する不安障害やうつ病などの精神疾患の発症脆弱性や治療反応性の有無には個人のストレス耐性の差が強く関与していると考えられる。それには出生後に発現調節を受ける、DNAメチル化に代表されるエピジェネティックな現象、特に小児(発達)期における脳内遺伝子のエピジェネティックな再編成の関与が考えられる。本研究ではマウスにメチルドナー制限食を用いて促した小児期のDNAメチル化の再編成が、成長後のストレス耐性、刺激に対する生理的反応、不安・抑うつ・社会性等の行動面に影響を与えることを多角的に検証、発達期脳内遺伝子制御の与える精神疾患への影響を探り、再編成したDNAメチル化の回復が治療につながることを検討した。出生後発達期に遺伝子がある種の要因によってDNAメチル化を含めたエピジェネティックな再編成を受けることは、1その後の精神疾患の発症脆弱性、もしくは2発症に対する抵抗性をもたらし、効果的な治療は発症脆弱性につながった変化を回復させると考えている。そして、そのような変化を受ける脳領域と遺伝子を特定することが将来の治療、創薬のターゲットになると考えている。メチルドナー欠乏食(FMD食)を発達期マウスに与えて脳内DNAメチル化の再編成を促し、成長後の行動変化とその分子機構を検証した。生後3-6週にFMD食を与えた群では、6週時点のみならず、12週時点にも海馬依存性記憶の障害が認められた。その背景の分子メカニズムには、DNAメチルトランスフェラーゼ3a/bの発現低下が海馬に見られ、まずはFMD食による、DNAメチル化の再編成が大きく関与していると考えられた。さらに、NMDA受容体NR2サブユニットの発現低下、GABA受容体a2サブユニットの低下が6週時点に見られた。これらがメチルドナー欠乏食でない、通常色による成長後(12週時点)に果たして回復可能かどうかを探ることも本研究では目標としている。本研究ではマウスにメチルドナー制限食を用いて促した小児期のDNAメチル化の再編成が、成長後のストレス耐性、刺激に対する生理的反応、不安・抑うつ・社会性等の行動面に影響を与えることを多角的に検証、発達期脳内遺伝子制御の与える精神疾患への影響を探り、再編成したDNAメチル化の回復が治療につながることを検討する。そして、そのような変化を受ける脳領域と遺伝子を特定することが将来の治療、創薬のターゲットになると考える。FMD食群では海馬依存的な恐怖記憶の固定に障害が見られ、背景にはGABA系受容体の発現低下の影響が示唆された(Ishii et al., in preparation)。幼年期メチルドナー摂取不足は恐怖記憶形成に成長後も続く障害が起こりうる可能性が示唆された。

出生後発達期に遺伝子がある種の要因によってDNAメチル化を含めたエピジェネティックな再編成を受けることは、1その後の精神疾患の発症脆弱性、もしくは2発症に対する抵抗性をもたらし、効果的な治療は発症脆弱性につながった変化を回復させると考えている。本研究では、マウスの発達期(生後3-6週)にメチルドナー制限食を与えた群(FMCD群)と、通常食群(CON群)を設定し、制限食終了直後と、そこから成体に成長した12週の個体を対象に、恐怖条件付けや高架式十字迷路に加え、それらの行動に強く寄与する海馬の遺伝子発現を確かめた。その結果、6週目のFMCD群ではDNAメチルトランスフェレースDnmt3bやNDMA受容体遺伝子発現の変化が見られた。恐怖条件付けにおいては、恐怖学習に障害が見られた。通常食に戻したFMCD群12週目の個体では、遺伝子発現に回復が見られたものの、学習した恐怖の定着が障害されており、GABA受容体遺伝子発現の変化が関係していることが示唆された。本研究により、若年期発達期の脳でDNAメチル化の再編が生ずると、その後の環境が通常に戻っても行動への影響が続くことが示唆された。精神医学研究機関内において、DNAメチル化を中心としたエピジェネティックな遺伝子制御の変化を発達期にもたらすために、C57BL/J系統マウスに、メチルドナー欠乏食を生後3-6週に課す。対照群は通常食飼育群である。その上で、1)脳を含む重要臓器遺伝子のメチル化変化、2)ストレス耐性を中心とした行動解析、3)脳形態と生理的反応の解析、4)NMDA受容体、グルココルチコイド受容体と脳由来神経栄養因子(BDNF)遺伝子のメチル化変化、発現変化からDNAメチル化の成長後再編成の影響を検証し、5)薬物と環境による回復可能性を探ることを目的として、実験を施行した。この内、予期せぬ問題(実験室下階での大規模な改修工事による騒音)がH26年1月以来あり、メチルドナー欠乏食を発達期に食事させた後、成長後(12週時)の行動解析、遺伝子発現の解析、及びその結果を踏まえての論文作成がH26年3月までに修了することが出来ず、26年度も継続の申請を行う必要に迫られた。研究機関内において、DNAメチル化を中心としたエピジェネティックな遺伝子制御の変化を発達期にもたらすために、C57BL/J系統マウスに、メチルドナー欠乏食を生後3-6週に課す。現在のところ、1)2)3)4)を中心に順調に研究を継続している。マウス発達期にメチルドナー欠乏食を与えたが、これが行動上、遺伝子発現の違いをもたらしていることは判明した。これが、通常食に戻した時に、果たして行動上、遺伝子発現上、回復をもたらすのかに焦点を当てた研究を継続する。
自然な歪みをもつ非対称分布の開発と金融工学への応用

非対称な分布の代表は歪対称分布である.この分布は30年も前に提案され,代表としての地位はそのままである.しかしながら,歪度パラメータと呼ばれているものを増やして行っても,尤度が必ず増加するわけではないという奇妙な問題点が内在している.その問題点は長らくそのままであった.そのような奇妙さを克服して,自然な歪度パラメータをもつ非対称分布を構築した.その多次元化も成功した.非対称分布を利用したモデルに基づいたシミュレーションを簡単に行えるように,乱数が効率的に発生できるような手法を開発した.パラメータ推定アルゴリズムについては,ようやく良いアイデアが浮かび,現在でも研究を継続している.統計分布としては正規分布をはじめとして様々な分布が存在する.しかしながら,左右非対称な分布でハンディなものは,実はそれほど多くはない.21世紀に入ってから非対称分布の研究が盛んになってきており,特にJones (2009)が提案したアイデアは画期的であった.ところが,Jonesの分布は,単峰性や分布の柔軟性は確保しているものの,それぞれのパラメータの説明力が今一つであった.その問題点をクリアに克服したのが我々の論文(Fujisawa and Abe, 2012)である.本申請研究では,このアイデアを使って多次元の非対称分布への拡張を考え,さらに,ハンディなパラメータ推定の方法などを提案したい.また,金融工学におけるコピュラの非対称分布版も本当に近年になって研究が始まっており,それへの応用も視野に入れたい.まずは,我々の一次元の論文を,雑誌に載せることを試みている.国際会議などでは,他の研究者からきちんと評価されており,テクニカルレポートの段階でも,他の著者に引用などされているのだが,論文を雑誌に掲載するまでには至っていない.まずはこれをうまく行うことが当面の課題である.そのアイデアを基にした非対称分布の多次元化はうまく行うことができた.特に,歪度パラメータが増えると分布の歪度も単調に増えることを,ある種の自然さできちんと示せたのは初めてだと考える.その他にも過去の最も有名なAzzalini型の多次元非対称分布の問題点をクリアしている.数値実験でも我々の多次元非対称分布の良さを検証した.テクニカルレポートにもまとめたところである.統計分布としては,正規分布をはじめとして,様々な分布が存在する.しかしながら,左右非対称な分布でハンディなものは,実はそれほど多くはない.21世紀に入ってから,非対称分布の研究が盛んになって来ており,特にJone (2009)が提案したアイデアは画期的であった.ただし,Jonesの分布は,単峰性や分布の柔軟性は確保しているものの,それぞれのパラメータの説明力はいま一つであった.その問題点を克服したのが我々の論文(Fujisawa and Abe, 2012)である.本申請研究では,この研究に基づいて,多次元化・円周上の分布への応用・金融工学への発展などを,模索したい.非対称分布の研究では,パラメータの説明力といった,データ解析への応用を意識した観点よりも,柔軟性や数学的性質を意識した研究が主流である.そのため,パラメータの説明力に重きを置いた我々の論文は,大いに賛同して頂ける査読者と,柔軟性などが進んだ訳ではないので新規性に乏しいと判断される査読者で,査読の意見が割れることも多く,なかなか受理されなかったが,ようやく,年度も終わりの頃に,受理に至ったところである.なお,多次元化の研究は,すでに終えている.今年度は,円周上や球面上などに特化した分布論の国際会議に参加して,そこで,非対称分布に興味をもっている研究者たちと大いに議論をすることができた.現在は,連携研究者である阿部氏とも,円周上の非対称分布に関しての研究を進めているところである.また,関連して,円周上では,パラメータ推定において,一般的なロバスト化は,必ずしも効果的ではないので,円周上に相性の良いロバスト化に関して,議論を始めたところである.本年度は,主に,連携研究者の阿部氏と,歪んだ分布に対する,パラメータのロバスト推定を検討した.単なるロバスト推定であれば,様々な方法があるが,本研究では,EMアルゴリズムのように,何らかのロス関数を単調減少させるようなパラメータ推定アルゴリズムを検討している.現在は,歪んだモデルが一次元の歪正規分布で,ロス関数はガンマ・ダイバージェンスから想定される,単純な場合をたたき台として考えている.ガンマ・ダイバージェンスに対しては,MMアルゴリズムの考え方を使って,ロス関数の適当な優関数を作って,ロス関数を単調減少する推定アルゴリズムを構築するテクニックが,最近に提案されている.しかし,歪正規分布には,そのままでは使えなかった.そこで,歪正規分布の潜在変数表示を利用して,二段階で優関数を作ることにトライしている.現在は,おおよそ上手く行くのではという手応えを得ている段階である.この優関数が上手く作れれば,その考え方は次元数にほとんど無関係な考え方なので,多次元の歪正規分布にまでは,拡張できるのではと考えている.ただし,多次元の歪正規分布の作り方は,一つではないので,どれにでも適用可能であるかはまだ見えていない.さらに,歪正規分布に限らない,一般の歪対称分布への適用可能性も検討したい.ロバスト推定に関して,もとの研究テーマの延長上にはあるが,予定しなかった非常に面白いテーマを発見したため,その研究を進めている.歪正規分布は非常に有名である.