hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
T細胞分化におけるコヒーシンの役割

コヒーシン構成因子であるSmc3のT細胞特異的コンディショナルノックアウトマウスを作製し、T細胞分化について詳細に調べたところ、TCRb遺伝子再構成の制御にはコヒーシンが必須ではないことが明らかになった。一方で、T細胞分化に重要な転写因子であるE2AがDN胸腺細胞でfociを形成すること、およびそのfociの近傍でTCRb遺伝子再構成に必要なVとDJ領域の接近が誘導されることが示唆された。細胞の分化には、細胞系統を方向づける一連の遺伝子発現の制御が重要となる。近年、染色体の遺伝子領域がルーピングを形成して離れた遺伝子領域が3次元的に近接することにより遺伝子発現が制御されることが分かってきた。染色体ルーピングの制御機構は不明な点が多いが、申請者らの研究成果より、コヒーシンが関与することが明らかになった。本研究では、コヒーシンによる染色体ルーピング形成の制御が、細胞分化における遺伝子発現制御にどのように関わるのか、T細胞をモデルとし解明することを目的とする。申請者らはT細胞分化に重要なCpa3、及びLck遺伝子プロモーター制御下でCreが発現するトランスジェニック(Tg)マウスとコヒーシンの活性化ドメインの1つであるSmc3遺伝子にloxPを挿入したSmc3 floxedマウスを交配し、T細胞で特異的にSmc3を欠損するコンディショナルノックアウト(Smc3 cKO)マウスを作製した。飼育しているSPFマウス飼育室で真菌感染が発生し、マウスと飼育室のクリーン化のために実験計画を一部変更し、Smc3 cKOマウスの交配にも時間を要したものの、解析を年度内に始めることができた。Smc3 cKOマウスでは、胸腺細胞の著しい減少や、T細胞分化の障害が見られたことから、さらなる詳細な解析により研究の進展が期待されるため、おおむね順調に進展していると判断した。本研究では、染色体高次構造を制御する因子として報告されているコヒーシンに注目し、特にTCR遺伝子再構成におけるコヒーシンの役割を明らかにすることを試みた。コヒーシンサブユニットのSmc3 floxマウスとCpa3-cre及びLck-Creマウスとを交配して得られたSmc3 cKOマウスを解析したところ、より未熟なDN胸腺細胞の割合が増加し、分化が進行したDP胸腺細胞の割合が減少し、胸腺細胞全体の細胞数も著しく減少していた。そこで、cKOマウスではDN細胞からDP細胞への分化に必須で、染色体高次構造の変化が重要と考えられるTCRb遺伝子の再構成が障害されている可能性を考えた。しかし、cKOマウスからDN3細胞をセルソーターで単離し、TCRb遺伝子再構成を調べたところ、コントロールマウスとの顕著な差が認められず、cKOマウスでも正常に再構成が起きていたことから、TCRb遺伝子再構成の制御にはコヒーシンが必須ではないことが明らかになった。TCRaの遺伝子再構成にはコヒーシンが重要な役割をしていることが既に報告されている(doi: 10.1038/nature10312)ので、遺伝子座により異なる染色体高次構造変化の制御機構を介してTCR遺伝子再構成が制御されることが示唆された。そこで、TCRb遺伝子の染色体高次構造変化を司る因子として、既にTCRb遺伝子の再構成を制御することが明らかになっている転写因子を新たな候補として研究を展開することにした。Rag2KOマウスのDN胸腺細胞をTSt4/DLL4ストローマ細胞で培養し、レトロウイルスベクターを用いて候補転写因子のノックダウンを行い、染色体上のVbとDJb間の距離を計測する実験を開始している。さらに候補転写因子のノックアウトマウスでの解析も開始している。予想には反したが、TCRb遺伝子の再構成では、TCRaとは異なり、その制御にコヒーシンが必須ではないことが明らかになった。さらに、TCRb遺伝子再構成に必要な染色体高次構造変化に関わる真の因子を特定するべく、特定の転写因子に注目し、すでに新たな研究の展開を進めているため、このように判断した。これまでの結果から、TCRb遺伝子再構成の制御にはコヒーシンが必須ではないことが明らかになった。Rag2KOマウスのDN胸腺細胞をTSt4/DLL4ストローマ細胞上で培養するin vitro系を用いて、レトロウイルスベクターを用いて候補転写因子のノックダウンを行うことで、TCRbの染色体構造を定量的に解析した。具体的には、染色体上のTCRbのVとDJ領域を検出するプローブを使用して3D-DNA FISHを実施し、高解像度顕微鏡で撮影したT細胞の核ごとの画像を核内ゲノム構造解析プログラム(TANGO)を使用してVとDJ領域の距離を計測した。その結果、T細胞分化に重要であることが知られているE2Aのノックダウンにより、TCRbのVとDJ領域の距離が離れることが明らかになった。これまでの報告によりDN胸腺細胞において、TCRbのVとDJ領域が接近し、遺伝子再構成が抑制されるDP胸腺細胞ではVとDJ領域が離れることが明らかになっており、DN胸腺細胞でVとDJ領域が接近することが再構成に重要であると考えられている。従って、E2AはDN胸腺細胞においてTCRbのVとDJ領域を接近させることでTCRbの遺伝子再構成を制御する可能性が考えられた。

E2AによるTCR遺伝子の染色体構造の制御機構についてさらに詳細に調べるため、免疫染色と3D DNA FISHを組合せたImmuno-FISH法を用いて、核内のE2Aの局在とTCRbのVとDJ領域の距離の関係について現在解析を進めている。コヒーシン構成因子であるSmc3のT細胞特異的コンディショナルノックアウトマウスを作製し、T細胞分化について詳細に調べたところ、TCRb遺伝子再構成の制御にはコヒーシンが必須ではないことが明らかになった。一方で、T細胞分化に重要な転写因子であるE2AがDN胸腺細胞でfociを形成すること、およびそのfociの近傍でTCRb遺伝子再構成に必要なVとDJ領域の接近が誘導されることが示唆された。DN細胞におけるT細胞受容体の遺伝子再構成にどのような影響が出るかについて焦点を当て、解析を進める。Creが発現しSmc3が欠損した細胞で解析を行うため、Smc3 cKOマウスとROSA26-YFPレポーターマウスを交配し、YFP陽性細胞をセル・ソーターにより分取し、解析に使用する。特定の転写因子について、TCRb遺伝子の染色体高次構造の変化に関与することが示されたので、そのメカニズムについてさらに詳細に解析を進める。具体的には、核内での転写因子とTCRb遺伝子の染色体領域の局在とダイナミクスに注目し、それらを同時に単一細胞レベルで解析可能なImmuno-FISH法を中心に研究を進める。免疫学飼育しているマウスに真菌が感染していることが発覚し、マウスと飼育室のクリーン化のために時間を要した。そのため、計画していた一部の実験の遂行を翌年度に変更せざるを得なくなった。T細胞分化の初期におけるコヒーシンの役割を明らかにするため、Cpa3-CreマウスとSmc3floxedマウスを交配し解析してみたところ、CreによるSmc3の欠失が不完全であった。そこで、さらにROSA26-YFPマウスと交配する必要があったが、繁殖に時間を要し、本年度内に計画していた実験ができなくなった。感染事故後のマウスのクリーン化は無事に完了し、マウスは順調に繁殖が進んできた。従って、当初今年度に計画されていた実験計画は次年度に遂行できる見込みである。それと合わせて、当初次年度に計画されていた実験計画も予定通り進め、繰り越した経費はこれらの研究遂行に充てる予定である。時期は遅れたが、計画していた研究を遂行するために、必要な物品を予定通り購入する。
老化過程におけるタンパク質分子間架橋形成酵素トランスグルタミナーゼの生理機能解析

1.老化モデル実験動物を用いたTGase、BHMT活性変動とHcy濃度の因果関係の検証老化に伴うTGase活性変動によるBHMTの架橋化、活性低下が血中Hcy濃度上昇に寄与しているかどうかを検討するために、平成15年度より飼育開始した自然老化マウス(Std : ddY)および平成16年度より飼育開始した老化促進モデルマウス(SAMP1)のそれぞれから血漿を採取して血中Hcy濃度を測定し、加齢に伴う血中Hcy濃度変化を検討した。その結果、Std : ddYおよびSAMP1で加齢にともなうTGase活性と血中Hcy濃度の上昇がみられた。このことから加齢マウスにおいてBHMTの架橋修飾の検出と酵素活性の低下が予測されたが、いずれも検出されなかった。逆に、Std : ddYではBHMT酵素の発現量と活性が共に上昇しており、BHMTは何らかの原因で上昇したHcyによって酵素発現が誘導される可能性が示唆された。これらの結果から、加齢に伴うTGaseによるBHMT架橋修飾と血中Hcy濃度上昇との因果関係は見いだせなかった。2.酵母Two-Hybrid法によるTGase相互作用タンパク質の検索・同定前年度までにマウス肝cDNAライブラリーからCytoTrap酵母Two-Hybridシステムを用いて取得したマウス肝TGaseと相互作用するタンパク質候補38クローンのTwo-Hybrid法による相互作用の確認を行った結果、全てのクローンが温度耐性復帰変異体であることが判明した。このためスクリーニング系の問題点を検証した結果、酵母のトランスフォーメーション効率を上げることで新たに38個の陽性クローンの取得に成功した。現在、塩基配列解析による相互作用タンパク質候補の同定を行っている。また、ヒト脳における神経変性疾患にTGaseか関与することが示唆されていることから、ヒト脳cDNAライブラリーからの相互作用タンパク質のスクリーニングも開始した。今後、同定した相互作用タンパク質の加齢に伴うTGase活性制御における役割を検討する予定である。1.試験管内でのトランスグルタミナーゼ(TGase)修飾による基質タンバク質機能改変の解析これまでの研究でTGaseの基質として既に見いだしているベタイン-ホモシステインメチルトランスフェラーゼ(BHMT)をブタ肝臓より精製し、試験管内でモルモット肝臓由来TGaseを用いてアミン基質導入試験を行った結果、BHMT 1サブユニット当たり少なくとも2残基の反応性グルタミン残基が存在することが示唆された。アミノ酸配列解析および質量分析によって反応性グルタミン残基の同定を行った結果、BHMTのC末付近の2ヶ所の連続するグルタミン残基にアミンが導入されることが明らかとなった。アミン非存在下では分子内あるいは分子間架橋によってBHMT二量体や多量体が観察された。このTGaseによるBHMTの架橋形成修飾は、BHMTの酵素活性を60%以下に低下させた。このことからTGaseによるBHMT架橋修飾はBHMTの酵素活性を抑制し、ホモシステイン代謝に影響を及ぼすことが予想され、加齢に伴う血中ホモシステイン上昇のメカニズムにTGaseが関与する可能性が示唆された。2.TGase修飾タンパク質を特異的に認識するモノクローナル抗体の作製試験管内でTGase修飾反応(架橋形成)を行ったBHMTを抗原としてBalb/c8週齢メスのマウスに免疫を行った。血清中の抗BHMT抗体価を測定し、抗体価の上昇が確認された。脾細胞を調製し、ミエローマ細胞と細胞融合を行いハイブリドーマを作製した。BHMTに対してハイブリドーマクローンのスクリーニングを行っているが、現在までに陽性クローンを得ることはできていない。3.酵母Two-Hybrid法によるTGase相互作用タンパク質の検索・同定Sos/Ras伝達系の活性化を利用したCytoTrap酵母Two-Hybridシステムを用いてTGase相互作用タンパク質の検索を行った。ベイトタンパク質であるTGaseをヒトSOSタンパク質との融合タンパク質として発現させるベクターの構築を行った。マウス肝由来cDNAライブラリーをミリスチル化シグナルとの融合タンパク質として酵母内で共発現させスクリーニングを行った。38種類の陽性コロニーを取得し、相互作用の再確認とcDNAの塩基配列解析を行っている。1.TGase修飾タンパク質を特異的に認識するモノクローナル抗体の作製生体内でのTGaseによるタンパク質分子間架橋形成を検出するためにTGase修飾タンパク質(TGase基質タンパク質)を特異的に認識するモノクローナル抗体を作製した。ブタ肝臓より精製したBHMTをフロイント完全・不完全アジュバントを用いてBalb/cマウスに免疫した。脾細胞を調製しSp2ミエローマ細胞と細胞融合し、ハイブリドーマを作製した。ELISAによるスクリーニングでBHMTに特異性の高い抗体を産生するU35-21株を取得した。ウェスタンブロッティングによる解析の結果、ブタ、マウス、ラット肝臓組織抽出液中のBHMTを高感度で検出できることが可能であった。2.老化モデル実験動物を用いたTGase、BHMT活性変動とHcy濃度の因果関係の検証TGaseの基質として同定されたBHMTはホモシステイン(Hcy)代謝に関与することから、動脈硬化、アルツハイマー病などの加齢疾患のリスクファクターである血中Hcy濃度とTGaseによるBHMT架橋修飾との因果関係を明らかにするため、Std:ddYマウスを長期間飼育し血漿、肝臓組織サンプルを採取した。現在、血漿Hcy濃度、肝臓組織中TGase、BHMTの発現量および酵素活性等を若齢マウスと比較検討している。

3.酵母Two-hybrid法によるTGase相互作用タンパク質の検索・同定CytoTrap酵母Two-Hybridシステムを用いてマウス肝TGaseと相互作用するタンパク質をマウス肝cDNAライブラリーからスクリーニングし、38クローンの相互作用候補を得た。この38クローンの塩基配列解析を行った結果、酵素タンパク質、プロテアーゼインヒビター、各種構造タンパク質など様々なタンパク質が含まれていた。現在、38クローンのTGaseとの相互作用の再確認を行っている。1.老化モデル実験動物を用いたTGase、BHMT活性変動とHcy濃度の因果関係の検証老化に伴うTGase活性変動によるBHMTの架橋化、活性低下が血中Hcy濃度上昇に寄与しているかどうかを検討するために、平成15年度より飼育開始した自然老化マウス(Std : ddY)および平成16年度より飼育開始した老化促進モデルマウス(SAMP1)のそれぞれから血漿を採取して血中Hcy濃度を測定し、加齢に伴う血中Hcy濃度変化を検討した。その結果、Std : ddYおよびSAMP1で加齢にともなうTGase活性と血中Hcy濃度の上昇がみられた。このことから加齢マウスにおいてBHMTの架橋修飾の検出と酵素活性の低下が予測されたが、いずれも検出されなかった。逆に、Std : ddYではBHMT酵素の発現量と活性が共に上昇しており、BHMTは何らかの原因で上昇したHcyによって酵素発現が誘導される可能性が示唆された。これらの結果から、加齢に伴うTGaseによるBHMT架橋修飾と血中Hcy濃度上昇との因果関係は見いだせなかった。2.酵母Two-Hybrid法によるTGase相互作用タンパク質の検索・同定前年度までにマウス肝cDNAライブラリーからCytoTrap酵母Two-Hybridシステムを用いて取得したマウス肝TGaseと相互作用するタンパク質候補38クローンのTwo-Hybrid法による相互作用の確認を行った結果、全てのクローンが温度耐性復帰変異体であることが判明した。このためスクリーニング系の問題点を検証した結果、酵母のトランスフォーメーション効率を上げることで新たに38個の陽性クローンの取得に成功した。現在、塩基配列解析による相互作用タンパク質候補の同定を行っている。また、ヒト脳における神経変性疾患にTGaseか関与することが示唆されていることから、ヒト脳cDNAライブラリーからの相互作用タンパク質のスクリーニングも開始した。今後、同定した相互作用タンパク質の加齢に伴うTGase活性制御における役割を検討する予定である。
ナノダイヤモンド中間層挿入によるダイヤモンドのオーミック接触形成に向けた研究

最終年度である平成30年度は,前年度に引き続き,金属電極との高い接触抵抗が問題となっているリンドープn型ダイヤモンドの結晶成長およびそのn型伝導の発現に注力した.電子デバイスに利用されるn型ダイヤモンドは,マイクロ波CVD法による結晶成長で得られる.本研究で用いる熱フィラメントCVD法はでは,産業応用においてプロセスの大面積化の利点があるが,エピタキシャル成長に関する報告例は少なく,またHall効果測定によるn型伝導を確認した報告はない.前年度からの取り組みで,粒径1 mm程度のダイヤモンド結晶粒の各結晶(100),(111)面上に成長させ,熱フィラメントCVD法において異常成長粒などを抑制したリンドープダイヤモンドの成長条件を明らかにした.この結果をもとに,半導体特性評価が可能な(111)基板上にリンドープダイヤモンド膜を成長させてHall効果測定を試みたが,n型伝導を得るには至らなかった.そこで我々は,リンドナー不活性化の原因として考えられるリンドープ膜の純度および結晶性を改善を図るため,リン不純物原料として気体原料を用いることで高純度化,またフィラメント温度や基板温度などの成長パラメータの最適化を行った.その結果,Hall効果測定により明確なn型伝導を初めて確認し,熱フィラメントCVD法によりn型ダイヤモンドの成長が可能であることを明らかにした.また,金属とUNCD/a-Cの電極構造において,フォトリソグラフィによりパターン形成した金属電極が剥離する問題があった.UNCD/a-Cの組成を制御することで密着性が改善され,剥離が抑制が可能であることがわかった.今後,n型ダイヤモンド上に金属とUNCD/a-Cを積層した電極としての展開が期待できる.ダイヤモンドは,電力変換用デバイスの大電力・低損失化のための次々世代のパワー半導体材料として期待されている.ダイヤモンド半導体のデバイス化の課題のひとつにOhmic接触の形成がある。半導体と金属の接触界面の空乏化により寄生抵抗が生じるため理想的なOhmic接触の形成は難しい。ダイヤモンドではその影響が顕著であり,特にn型の接触抵抗は依然として高く,さらなる低減が必要となっている.本研究では,ダイヤモンド半導体のOhmic接触形成に向けて,金属-ダイヤモンド間に導電性超ナノ微結晶ダイヤモンド/アモルファスカーボン混相(UNCD/a-C)膜を挿入することで接触抵抗の低減を目指す.UNCD/a-Cは不純物添加による伝導型制御,高濃度ドーピングや構造制御により半金属的な導電性の付与が可能であり,接触抵抗低減のための金属-ダイヤモンド間のバッファ層として期待できる.1年目にあたる平成28年度は,(i)危険性の低い有機リン溶液原料を用いたリンドープダイヤモンドの合成,(ii) UNCD/a-Cと金属との接触抵抗の評価に取り組んだ.(i)のリンドープダイヤモンド合成について,まず不純物原料の選定および原料供給システムを独自に構築した.溶液の蒸気圧を適切に制御することで供給量の制御を行い,リンを含む多結晶ダイヤモンドを得ることができた.キャリア濃度や移動度等の半導体特性について現在調査中であり,ダイヤモンド中のリン不純物の活性化が確認でき次第,単結晶基板上でのn型ダイヤモンドのエピタキシャル成長に着手する.(ii)のUNCD/a-Cの接触抵抗評価について,円形-伝送長(c-TLM)法により評価した結果,接触抵抗は膜抵抗に埋もれ正確な見積もりは困難であることがわかった.これは金属とUNCD/a-C間の寄生抵抗が低いことを示唆しており,今後は電極形状の微細化を行い膜抵抗の寄与の低減を図り,接触抵抗の正確な見積もりを行う.不純物原料の供給ラインの導入等の装置改造に少々時間を要したが,本研究で基盤となるリンドープダイヤモンド合成を達成でき,おおむね順調に進展している.本研究では,ダイヤモンド半導体,特にn型ダイヤモンドのOhmic接触の形成に向けて,金属-ダイヤモンド間に導電性の超ナノ微結晶ダイヤモンド/アモルファスカーボン混相(UMCD/a-C)膜を挿入することで,接触抵抗の低減を目指す.2年目にあたる平成29年度は,UNCD/a-Cを適用するn型ダイヤモンドとなるリンドープダイヤモンドの結晶成長に注力した.前年度,熱フィラメントCVD装置の立ち上げから,特殊高圧ガス出ないリン不純物原料の選定を行い,危険性の低い有機リン溶液を用いた多結晶ダイヤモンドの成長が可能であることを確認している.n型ダイヤモンドの成長に関してマイクロ波CVD法による結晶成長の報告がほとんどであり,熱フィラメントCVD法による結晶成長,特にエピタキシャル成長に関する報告例はない.本研究では,マイクロ波CVD法でのメタンとフォスフィンを原料としたn型ダイヤモンドの成長条件を参考にして,成長プロセス中のP/H比(約2%)を固定して,C/H比(0.1-0.8%)およびステージ温度(700-1000degC)を変化させた条件でそれぞれ結晶成長を行い,成長後の多結晶ダイヤモンドの表面形態を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した.また,エピタキシャル成長について,ダイヤモンド単結晶基板は表面の結晶面やオフ角等の基板の状態が結晶成長に大きく影響するため,本研究では,粒径1 mm以下のダイヤモンド結晶粒を用い,各結晶(100),(111)面での成長様式を調査した.有機リン溶液を用いた結晶成長において,(100)面ではC/H比を高め,(111)面ではC/H比を低くすることで,それぞれステップフロー成長が可能であることが明らかになった.今後は得られたリンドープダイヤモンド膜のHall効果測定を行い,n型半導体特性と膜中のリン濃度の関係を明らかにする.

本研究課題であるナノダイヤモンドによるn型ダイヤモンドの接触抵抗の低減効果を検証に向けて,基板となるダイヤモンド膜の具体的な半導体物性評価が必要であるが,目的とするリンドープダイヤモンド膜の結晶成長を達成できており,おおむね順調に進展している.最終年度である平成30年度は,前年度に引き続き,金属電極との高い接触抵抗が問題となっているリンドープn型ダイヤモンドの結晶成長およびそのn型伝導の発現に注力した.電子デバイスに利用されるn型ダイヤモンドは,マイクロ波CVD法による結晶成長で得られる.本研究で用いる熱フィラメントCVD法はでは,産業応用においてプロセスの大面積化の利点があるが,エピタキシャル成長に関する報告例は少なく,またHall効果測定によるn型伝導を確認した報告はない.前年度からの取り組みで,粒径1 mm程度のダイヤモンド結晶粒の各結晶(100),(111)面上に成長させ,熱フィラメントCVD法において異常成長粒などを抑制したリンドープダイヤモンドの成長条件を明らかにした.この結果をもとに,半導体特性評価が可能な(111)基板上にリンドープダイヤモンド膜を成長させてHall効果測定を試みたが,n型伝導を得るには至らなかった.そこで我々は,リンドナー不活性化の原因として考えられるリンドープ膜の純度および結晶性を改善を図るため,リン不純物原料として気体原料を用いることで高純度化,またフィラメント温度や基板温度などの成長パラメータの最適化を行った.その結果,Hall効果測定により明確なn型伝導を初めて確認し,熱フィラメントCVD法によりn型ダイヤモンドの成長が可能であることを明らかにした.また,金属とUNCD/a-Cの電極構造において,フォトリソグラフィによりパターン形成した金属電極が剥離する問題があった.UNCD/a-Cの組成を制御することで密着性が改善され,剥離が抑制が可能であることがわかった.今後,n型ダイヤモンド上に金属とUNCD/a-Cを積層した電極としての展開が期待できる.前年度で得られた知見を基に,次年度は接触抵抗評価に向けてリンドープダイヤモンドの結晶成長と半導体物性制御に取り組む.前年度で得られたリンドープダイヤモンド膜の半導体特性の評価を終え次第,金属-ダイヤモンド貫目のナノダイヤモンド挿入による接触抵抗の低減の評価に展開する.物品購入にあたる発注業者の検討等により経費削減ができ,当初予定していた予算額よりも低く抑えることができたため.実験で使用する装置周りの消耗品が交換の時期を迎えているため,年度を超えてから消耗品の交換費用に当てる.
微分包含に基づく不連続無駄時間系の制御理論構築とエンジン制御への応用

本年度の研究は、むだ時間を持つ非線形系のL_2ゲイン解析手法の構築と、前年度の研究成果も含めて、本研究で得られたむだ時間系の制御理論をガソリンエンジンの制御問題へ適用し、実験検証結果を与えることを目的とした。まず、理論研究においては、前年度で得られた安定性条件に関する結果を踏まえて、むだ時間特性をもつ非連続な非線形系のL_2ゲイン条件を明らかにし、L_2ゲイン制約条件付きの安定化問題の解法を提案した。つぎに、実車搭載用の六気筒ガソリンエンジンのリアルタイム制御実験システムをトヨタ自動車株式会社の協力を得て本学に整備し、冷間始動制御系を設計し、その有効性を実験によって検証した。この検証結果は、前年度のシミュレーションと速度制御に関するdSPACEを用いた実験結果の有効性も主張可能にしたものである。また、提案した制御系の収束性に関する解析結果は本研究で得られたむだ時間系の解析結果に基づいて行われ、先進制御理論の適用例としてもいい範例を示したと言える。以上の研究成果は国際学術誌に2篇の論文としてまとめて掲載し、国際会議でも口頭発表を1回行った。また、博士学位論文(上智大学)に体系的にまとめた。本研究の目的は、不確かさを持つ汎関数微分方程式によって記述されるむだ時間非線形系に対して、安定性やゲイン特性解析のための理論枠を構築し、フィードバック制御系設計のためのツールを開発することである。当該年度では、あるクラスの非連続特性を持つ非線形むだ時間系に対して、汎関数微分包含のFilippov解の概念を提起し、その解の下で安定性判断条件を明らかにし、フィードバックによる安定化設計手法と、L2ゲイン抑制設計のための新しい理論方法を提案した。これらの理論研究結果は当初期待した通りの成果で、むだ時間特性と非連続特性を同時に有する非線形システムのための厳密な解析理論の枠組みを確立に向けて確実に一歩を踏み出したことは間違いない。また、提案した安定化設計手法をV6ガソリンエンジンの速度制御、冷間起動制御問題へ適用し、実験検証結果を与えた。これはアドバンストな制御理論の実システムへの応用の成功例として、興味深い成果と言える。以上の研究成果は国際学術誌に3篇の論文としてまとめて掲載し、国際会議でも口頭発表を二回行った。
ダイズの根粒着生機能強化による子実収量増大の可能性の検証

根粒着生能力の異なるエンレイ(根粒着生系:対照品種)、En-6500(根粒超着生系)、En-b0-1(根粒超着生系)およびEn1282(根粒非着生系)の4品種を供試し、圃場およびポット条件での窒素施用量、肥料形態、土壌水分、気温、光強度が窒素吸取量、根粒由来窒素量、根粒比活性などに及ぼす影響について検討した。根粒由来窒素量の推定には相対ウレイド法を用いた。1.圃場条件での根粒重についてみると、根粒超着生系の根粒重は対照品種のエンレイの約4倍であった。根粒重は窒素施用量の増大によって減少するが、化学肥料N 17g/m^2まではその影響がが小さく、化学肥料(表層施用)に比べて緩効性肥料(地下20cm施用)の方が根粒重の減少が小さいといえた。また、根粒重と土壌溶液中の窒素濃度には強い負の相関関係が認められ、根粒重の確保のためには、根粒着生部周辺の土壌溶液中の窒素濃度の上昇をさける工夫が有効であることが確認された。2.初期生育の遅い根粒超着生系の全窒素吸収量はエンレイに比較して小さかったが、根粒由来窒素量はほぼ等しく、従って、根粒貢献度(根粒由来/全吸収量)は根粒超着生系が大きく、エンレイより918%高かった。3.根粒比活性は根粒重が最大となる子実肥大開始期(R5)に最高に達するが、根粒超着生系はエンレイの約1/4の低レベルであった。すなわち、根粒超着生系では根粒重が多いものの、比活性がそれに反比例して低くなっており、根粒に分配される光合成産物が制限因子になっているものと推察された。4.根粒活性には土壌窒素に次いで土壌水分と光強度の影響が大きく、処理開始後2日目からその影響が現れ、気温の影響は比較的小さいことが判明した。根粒着生能力の異なるエンレイ(根粒着生系:対照品種)、En-6500(根粒超着生系)、En-bO-l(根粒超着生系)およびEn1282(根粒非着生系)の4品種を供試し、圃場およびポット条件での窒素施用量、肥料形態、土壌水分、気温、光強度が窒素吸収量、根粒由来窒素量、根粒比活性などに及ぼす影響について検討した。根粒重は窒素施用量の増大によって減少するが、化学肥料N 17g/m^2まではその影響が小さく、化学肥料(表層施用)に比べて緩効性肥料(地下20cm施用)の方が根粒重の減少が小さいといえた。

3.根粒比活性は根粒重が最大となる子実肥大開始期(R5)に最高に達するが、根粒超着生系はエンレイの約1/4の低レベルであった。すなわち、根粒超着生系では根粒重が多いものの、比活性がそれに反比例して低くなっており、根粒に分配される光合成産物が制限因子になっているものと推察された。4.根粒活性には土壌窒素に次いで土壌水分と光強度の影響が大きく、処理開始後2日目からその影響が現れ、気温の影響は比較的小さいことが判明した。根粒着生程度の異なるエンレイ(対照品種)、En-6500(根粒超着生系)、En-b0-1(根粒超着生系)、およびEn1282(根粒非着生系)の4品種を供試し、圃場およびポット条件での窒素施用量、肥料形態、土壌水分、気温、光強度が窒素吸収量、根粒由来窒素量(相対ウレイド法)、根粒比活性および実収量に及ぼす影響について検討した。1.根粒超着生系の根粒重は対照品種のエンレイの約4倍であった。根粒量は窒素増施によって減少したが、化学肥料N17g/m^2まではその影響が小さく、化学肥料(表層施用)に比べて緩効性肥料(地下20cm施用)の方が根粒量の減少は小さかった。根粒重と土壌溶液中の窒素濃度には強い負の相関関係が認められ、根粒量の確保のためには、土壌溶液中の窒素濃度の上昇を抑えることが有効であることが再確認された。2.根粒超着生系は初期生育が遅く、全窒素吸収量もエンレイに比較して小さかったが、根粒由来窒素量はほぼ等しく、従って、根粒超着生系の根粒貢献度(根粒由来/全吸収量)はエンレイより918%高かった。すなわち、根粒超着生系では根粒重が多い反面、比活性がそれに反比例して低くなっており、根粒に分配される光合成産物が制限因子となっている可能性が高いことが推察された。4.根粒活性には土壌窒素に次いで土壌水分と光強度の影響が大きく、気温の影響は比較的小さいことが判明した。5.根粒超着生系の子実収量は無窒素区で普通品種より約40%増収したしたが、窒素施肥区では差が認められなかった。
低毒性・高持続性経口抗糖尿病治療薬バナジウム錯体の開発研究

低毒性かつ高持続性の経口抗糖尿病薬としてのバナジウム錯体の開発を目指し、かつ錯体の構造と薬理活性との相関性を探ることを目的として研究した。(1)4価バナジウム(バナジル)を含む多数の錯体を合成し、それらの構造を解析した後、次に(2)インビトロ評価法としてエピネフリンで刺激したラットの脂肪細胞を用いて、バナジル錯体がインスリンと同様に、遊離脂肪酸の放出を抑制するかどうかを調べ、可能性ある錯体を選出し、最後に(3)ストレプトゾトシン(STZ)で誘発したインスリン依存性糖尿病(IDDM)ラットまたはインスリン非依存性糖尿病(NIDDM)マウスに有望な錯体を腹腔内あるいは経口的に投与して曲糖値が正常化するかどうかを検討した。一連の研究から、ピコリン酸を配位子とするバナジル錯体は優れた作用を示すことを見出した。本バナジル-ピコリネート錯体は経口的に投与しても有効でありかつ体重減少などの毒性を示さないため、医薬品開発のためのリ-ド化合物になりうることが示された。そこで、本錯体をリ-ド化合物として多数の関連化合物を合成し、IDDMラットを用いて検討したところ、バナジル-6-メチルピコリネート錯体が最も有効であることを見出した。本錯体は他の錯体と異なり、動物の全身に作用するのみならず、膵臓B細胞にも作用してインスリンの合成か分泌のどちらかを促進していることや変異原性も示さず、臨床的にも利用可能であることを示唆した。さらに、NIDDMマウスに対しても、血糖正常化作用を示すことが分かった。一方、バナジルイオンによる糖尿病発症の予防効果を検討した。STZを連日投与した後に続けて硫酸バナジルを連回投与すると血糖値の上昇が抑えられることを見出した。この原因を検討したところ、バナジルイオンは糖尿病の発症に伴い産生される腹腔マクロファージからの一酸化窒素(NO)の生成を正常化させることを、新たに見出し、作用機構を提案した。以上の結果に基づいて、バナジウム錯体は、糖尿病の治療および予防作用を持っていることを見出した。低毒性かつ高持続性の経口抗糖尿病薬としてのバナジウム錯体の開発を目指し、かつ錯体の構造と薬理活性との相関性を探ることを目的として、(1)4価バナジウム(バナジル)を含む多数の錯体を合成し、それらの構造を解析した後、次に(2)インビトロ評価法としてエピネフリンで刺激したラットの脂肪細胞を用いて、これらのバナジル錯体がインスリンを同様に、遊離脂肪酸の放出を抑制するかどうかをしらべ、可能性ある錯体を選出し、最後に(3)ストレプトゾトシン(STZ)で糖尿病としたラットに錯体を腹腔内あるいは経口的に投与して血糖値が正常化するかどうかを検討した。この時、種々の血清パラメータをモニターした。この一連の研究の中から、ピコリン酸を配位子とするバナジル錯体は優れた作用を示すことを見い出した。そこで、本錯体をリ-ド化合物として、多数の関連化合物を合成し同様に検討したところ、バナジル-6-メチルピコリネート錯体が最も有効であることを見い出した。

本錯体は他の錯体と異なり、動物の全身に作用するのみならず、膵臓B細胞にも作用してインスリンの合成か分泌のどちらかを促進していることや変異原性も示さず、臨床的にも利用可能であることを示唆した。さらに、研究を進め、より有効な錯体の開発を目指している。本研究を進めつつ、バナジルイオンによる糖尿病発症の予防効果を検討した。STZを連日投与した後に続けて硫酸バナジルを連回投与すると血糖値の上昇が抑えられることを見い出した。この原因を検討したところ、バナジルイオンは糖尿病の発症に伴い産生される腹腔マクロファージからの一酸化窒素(NO)の生成を正常化させることを、新たに見い出した。低毒性かつ高持続性の経口抗糖尿病薬としてのバナジウム錯体の開発を目指し、かつ錯体の構造と薬理活性との相関性を探ることを目的として研究した。(1)4価バナジウム(バナジル)を含む多数の錯体を合成し、それらの構造を解析した後、次に(2)インビトロ評価法としてエピネフリンで刺激したラットの脂肪細胞を用いて、バナジル錯体がインスリンと同様に、遊離脂肪酸の放出を抑制するかどうかを調べ、可能性ある錯体を選出し、最後に(3)ストレプトゾトシン(STZ)で誘発したインスリン依存性糖尿病(IDDM)ラットまたはインスリン非依存性糖尿病(NIDDM)マウスに有望な錯体を腹腔内あるいは経口的に投与して血糖値が正常化するかどうかを検討した。一連の研究から、ピコリン酸を配位子とするバナジル錯体は優れた作用を示すことを見出した。本バナジル-ピコリネート錯体は経口的に投与しても有効でありかつ体重減少などの毒性を示さないため、医薬品開発のためのリ-ド化合物になりうることが示された。そこで、本錯体をリ-ド化合物として多数の関連化合物を合成し、IDDMラットを用いて検討したところ、バナジル-6-メチルピコリネート錯体が最も有効であることを見出した。本錯覚と異なり、動物の全身に作用するのみならず、膵臓B細胞にも作用してインスリンの合成か分泌のどちらかを促進していることや変異性も示さず、臨床的にも利用可能であることを示唆した。さらに、NIDDMマウスに対しても、血糖正常化作用を示すことが分かった。一方、バナジルイオンによる糖尿病発症の予防効果を検討した。STZを連日投与した後に続けて硫酸バナジルを連回投与すると血糖値の上昇が抑えられることを見出した。この原因を検討したところ、バナジルイオンは糖尿病の発症に伴い産生される腹腔マクロファージからの一酸化窒素(NO)の生成を正常化させることを、新たに見出し、作用機構を提案した。以上の結果に基づいて、バナジウム錯体は、糖尿病の治療および予防作用を持っていることを見出した。
筋原細胞融合の分子機構

個体発生における細胞融合の顕著な例は卵と精子の融合及び筋原細胞が融合して多核の筋管を作る現象である。筋原細胞の融合の分子機構を解明するために本研究を始めた。融合を起す分子の同定方法としてcDNAを筋原細胞に導入し、融合を起すcDNAを単離することをめざした。cDNAを導入される筋原細胞はウズラ胚脳筋由来の温度感受性株である。この細胞は36°Cでは増殖するが、分化はしない。しかしながら41°Cでは分化し筋管形成をする。まず第1段階としてこの細胞が筋分化誘導遺伝子(HyOD)によって36°Cでも筋管形成を行なうかどうか検討した。MyODはこの細胞を分化される能力を持つことが判明し、同時にcDNAの発現システムとしてHSVーLTR及びSV40poly(A)シグナルで良いことが判明した。次に目的とする遺伝子を発現していると考えられる41°Cのこの温度感受株よりCDNAライブラリ-を作製した。ビクタ-はλZADに先のMSVーLTR及びSV40のpoly(A)シグナルを付け加えたものである。改良したλZAP中のcDNAはいつでも簡単にMSVーLTRとSV40poly(A)シグナルと共にプラスミドして取り出すことができるようにした。cDNAライブラリ-をサブトラックションプロ-ブでスクリ-ニングした。このプロ-ブは41°C細胞のcDNAを^<32>Pで標識し、心筋(筋管形成をしない筋組織)及び36°Cの温度感受性細胞のmRNAでネガティブセレックション、脳筋のmRNAでポジティブセレックションしたものである。その結果約100個のCDNAクロ-ンを得ることができた。されにノ-ザンブロッティングの結果18個が胸筋特異的であることが判明した。現在これらのcDNAの解析と温度感受性細胞に36°Cでも筋管形成を起こさせることが出来るかどうか検討中である。
マクロファージを活用した組織再生技術の創製

近年、組織修復における炎症の重要性が明らかになった。しかし、これまで生体材料研究では炎症を考慮した材料設計がされてこなかった。本研究では、炎症の慢性化と組織修復とのスイッチングで重要な役割を担うマクロファージに着目し、炎症性のM1型マクロファージを組織修復性のM2型マクロファージに機能変換することで組織再生を促進する技術開発を目的とする。本年度は、マクロファージの表現型をM1型からM2型に制御するナノメディシンを設計し、若齢、高齢マウス由来マクロファージに対する生物学的な効果、マウス褥瘡モデルに対する治療効果を検索した。高齢マウス由来マクロファージは若齢マウス由来マクロファージと比較して、炎症性サイトカイン産生量が多く、マイクロ粒子の貪食活性が低かった。マイクロ粒子と同様に、設計したナノメディシン(直径70400 nm)の貪食もサイズによらず高齢マウス由来マクロファージで低かった。一方、興味深いことに、ナノメディシンの抗炎症効果は、両者でほぼ同等かサイズが小さい方が高い傾向があった。マウスに磁石で皮膚虚血再灌流を施し褥瘡モデルを作製した。若齢マウスと比較して、高齢マウスでは褥瘡の初期サイズは同レベルであったが、治癒期間が有意に長かった。本ナノメディシンを投与すると、褥瘡の初期サイズが半減するとともに、皮膚の治癒期間も短縮した。以上より、本ナノメディシンは皮膚再生治療に有効である可能性がある。現在、作用機序の解明を目的にマクロファージ表現型の調査や幹細胞応答などを調査中である。当初の計画通り研究が進展した。ナノメディシンが皮膚再生にに有効であることが分かったため、マクロファージ表現型や幹細胞応答を調査しメカニズム解析を行う。
高度勾配上の側所的種分化

四国固有のシコクオサムシにおいて,異なる高度環境への局所適応に付随した体サイズ分化が,種分化につながるかどうかを検証した.本種では,標高1000m付近をより低標高では大型個体,高標高では小型個体の集団が存在する.高標高における体長の減少は,高標高における温度と餌資源(ミミズ)の減少に対応している.集団間の体サイズ差は主に遺伝的に決まっている.体サイズの異なる集団間では,体サイズ差による機械的生殖隔離があり,シコクオサムシは高度適応によって種分化しつつあると考えられる.四国固有のシコクオサムシにおいて,異なる高度環境への局所適応に付随した体サイズ分化が,種分化につながるかどうかを検証した.本種では,標高1000m付近をより低標高では大型個体,高標高では小型個体の集団が存在する.高標高における体長の減少は,高標高における温度と餌資源(ミミズ)の減少に対応している.集団間の体サイズ差は主に遺伝的に決まっている.体サイズの異なる集団間では,体サイズ差による機械的生殖隔離があり,シコクオサムシは高度適応によって種分化しつつあると考えられる.本研究は,オオオサムシ亜属に見られる著しい体サイズ変異と体サイズの異なる種の同所的共存に注目し,高度勾配上での局所適応に付随する体サイズの側所的分化が,種分化と同所的共存につながる可能性を検証することを目的としている.研究対象は,四国地方に固有で,低山から高山に分布し,体サイズの地理的変異が著しいシコクオサムシである.今年度は,シコクオサムシの分布調査を5月から11月にかけて行い,飼育実験,形態・DNA分析用の成虫個体を採集した.また,野外の生育環境を評価するため,データロガーによる気温変化の測定,餌となるミミズ類の採集を行った.体サイズの遺伝的変異を明らかにするために,シコクオサムシの3亜種,イシズチオサ(石鎚山産,小型),トサオサ(皿ヶ峰産,大型),アワオサ(西祖谷山産,小型)を卵から15°C,20°Cの高温条件で飼育し,羽化成虫のサイズを比較した.低温では,発育期間の著しい延長によって最終的なサイズが補償されていたが,低温では若干体サイズが小さくなる傾向があった.しかし温度による変異は相対的に小さく,体サイズは地域個体群ごとにほぼ遺伝的に決まっていることが明らかになった.比較のために,同亜属で四国に広く分布するヒメオサムシについても同様の飼育実験を行った.今年度の飼育によって得られたシコクオサムシ成虫は人工的に越冬休眠させており,次年度に交雑実験を行って,体サイズの差が機械的生殖隔離をもたらすかどうか,また異なる亜種間の接合後隔離があるかないかを調査する.本年度は,体サイズが異なるシコクオサムシ集団が生息する,愛媛県石鎚山系,皿ヶ峰に,6カ所の定期調査地を設置し,4月11月の間,2週間ごとにシコクオサムシ成虫およびミミズ類の採集を行って,季節消長の高度変異を明らかにした.このデータから,体サイズが異なる集団の野外での繁殖・発育スケジュール,餌資源の季節消長を明らかにした.昨年飼育した,シコクオサムシ石鎚山(伊吹山),皿ヶ峰,西祖谷山集団を用いて,交配実験を行い,体サイズ差が交尾成功率に及ぼす効果を検証した.体サイズが異なることによって,雄交尾器の挿入が妨げられることが分かった.集団間雑種の形成については,産卵活動が不活発で十分な卵が得られなかったため,来年度に引き続き同じ交配ペアを用いて行うこととし,実験後の個体を休眠させて保管した.シコクオサムシ地域集団間の体サイズ変異と系統地理を明らかにするために,定期調査地以外での採集を各地で行った.調査地は,徳島県竜王山,剣山周辺,愛媛県楢原山,窓峠,高知県梶ヶ森,虚空蔵山,四万十市高森山,足摺岬である.これまでに採集したサンプルとあわせて,ミトコンドリアND5遺伝子シーケンスの分析を行った.その結果,地域集団問の分化は比較的小さく,同じ山塊で違う標高に生息し,体サイズが大きく異なる集団間でも,集団分化がほとんど認められない場合があることが分かった.体サイズの分化が比較的短期間に起こったことが示唆された.本研究は,オオオサムシ亜属に見られる著しい体サイズ変異と体サイズの異なる種の同所的共存に注目し,高度勾配上での局所適応に付随する体サイズの側所的分化が,種分化と同所的共存につながる可能性を検証することを目的とした.研究対象は,四国地方に固有で,低山から高山に分布し,体サイズの地理的変異が著しいシコクオサムシである.今年度は,昨年行った石鎚山系における,シコクオサムシの生活史の高度変異と,餌資源であるミミズ類の種構成・季節消長について論文をまとめ,投稿した.発育成長に利用できる温度量は標高とともに減少するが,高地のシコクオサムシ個体群は低所の個体群より,繁殖開始時期が早かった.また,高所ほどミミズの種数は少なく,生物体量も少なかった,さらに,体長の遺伝パターンを解明するために,標高の異なる場所の集団を交配し,親子回帰によって,遺伝率の推定を行った.遺伝率を性別に推定した結果,雌親に対して回帰した場合の遺伝率は60%以上あったが,雄親に対して回帰した場合の遺伝率は雌雄いずれについても有意でなかった.この結果は,集団間の体長差を決めている遺伝要因が,雄では母親に由来することを示唆している.
伝統的農業は食料生産のみならず、多様な動植物が生息する豊かな生態系の形成に寄与してきた。しかし、昨今の人口減少・少子高齢化を一因とする耕作放棄や農業集約化によって、これらの農地生態系は消失の危機に瀕している。本研究では、経済学的手法を用いることで、現在の農産物市場に存在する生物多様性の付加価値を可視化するとともに、今後どのような生物多様性保全が農産物に付加価値を生み出す可能性があるのか明らかにする。また、これらの知見を通じて、食料生産と生物多様性保全の両立に向けた施策・政策を提案する。
時系列データの分類,類似検索,およびラベルづけ

1.動的時間伸縮(DTW)距離から,時系列データのためのカーネル行列を開発した.半正定値計画法(SDP)を用いて,カーネル行列の正定値性を保証する.二つの応用問題,すなわち時系列データの分類,類似検索のための埋め込みにより,我々のアプローチの妥当性を示した.2.HHCRF(階層隠れCRF)を提案した。実験により、パラメータ学習時の訓練集合サイズが大きくなり、かつデータ生成源が非一次マルコフモデルに近づくについて、状態系列推定におけるHHCRFの性能がHHMM(階層隠れマルコフモデル)より高くなることを示した。1.カーネル法の特長の一つに,ベクトルデータ以外の様々なオブジェクトに適用可能であることがあげられる.我々は動的時間伸縮(DTW)距離から,時系列データのためのカーネル行列を開発した.DTW距離は必ずしも3角不等式を満たさない擬距離なので,DTW距離に基づくカーネル行列は一般には正定値ではない.我々は半正定値計画法(SDP)を用いて,カーネル行列の正定値性を保証する.時系列データの局所的な幾何を最もよく保存するようなカーネル行列を求めるため,近傍保存埋め込み(NPE)と呼ぶSDP定式化を提案した.また,NPEのサンプル外拡張であるOSEも提案した.二つの応用問題,すなわち時系列データの分類,類似検索のための埋め込みにより,我々のアプローチの妥当性を示した.2.時系列データのラベルづけには,これまで隠れマルコフモデル(HMM)やそれを階層化した階層隠れマルコフモデル(HHMM)が用いられてきた.近年,生成モデルであるHMMに代わり,識別モデルである条件付確率場(CRF)が提案され,多くのタスクにおいてHMMの性能を上回ることが確認されている.われわれは,HHMMに対応する識別モデル,階層隠れCRF(HHCRF)を開発した.これまでに脳波(EEG)データのラベルづけ実験を行ない,従来手法であるHHMMより高い精度を得ている.しかし,脳波データは,階層モデルというHHCRFの特長を必ずしも生かせるものではなかった.本研究では,明確な階層性を持ったスポーツビデオデータを用いた実験を行ない.HHMMとHHCRFの性能を比較した.1. HHMM(階層HMM)はHMMを一般化した生成モデルであり、時系列データの状態を階層的に表現する。我々はHHMMに対する識別モデルとして、HHCRF(階層隠れCRF)を提案する。先行研究では、脳波データやビデオデータを使用した応用実験においてHHMMとHHCRFを比較し、HHCRFの有効性を確認した。本年度はHHMMとHHCRFの更なる性能比較のために、生成モデルと識別モデルの性質を考慮しつつ人工データ実験を行った。実験結果から、パラメータ学習時の訓練集合サイズが大きくなり、かつデータ生成源が非一次マルコフモデルに近づくについて、状態系列推定におけるHHCRFの性能がHHMMのそれより高くなることを示した。2.情報抽出の対象になりやすい人名、組織名を文中で特定するタスクを固有表現抽出という。固有表現抽出システムは教師つき学習で実現する方法が主流である。先行研究ではHHMMを用いた固有表現抽出を提案している。本研究では、HHCRFを用いた固有表現抽出を提案し、実験においてHHMMに比べてより高い適合率を持つことを示した。1. HHMM(階層HMM)はHMMを一般化した生成モデルであり、時系列データの状態を階層的に表現する。HHMMとHHCRFの性能比較のために、生成モデルと識別モデルの性質を考慮しつつ人工データ実験を行った。実験結果から、パーラメータ学習時の訓練集合サイズが大きくなり、かつデータ生成源が非一次マルコフモデルに近づくについて、状態系列推定におけるHHCRFの性能がHHMMのそれより高くなることを示した。2.階層隠れマルコフモデルは時系列データのためによく用いられる生成モデルである.しかし,最近の研究では,多くのタスクにおいて,識別モデルである条件つき確率場(CRF)がHMMより,より良い性能を示すことが報告されている.情報抽出とはテキストから指定されたクラスや関係の例を自動的に抽出するタスクである.スコウナキスらは階層隠れマルコフモデル(HHMM)を用いた情報抽出手法を提案した.HHMMとはHMMの一般化であり,階層構造をもつ生成モデルである.従来研究で,我々はHHMMに対応する識別ベデルである階層隠れ条件つき確率場(HHCRF)を開発した.本論文では,HHCRFを用いた情報抽出を提案し,実験において,HHMMとHHCRFの性能を比較した.
LD等の発達障害児の不器用に関する教育支援研究

特殊教育から特別支援教育への転換にあって、LD等の発達障害児の指導と支援がますます注目されている。しかしそこでは、学習に関する障害(LD)、行動に関する障害(ADHD)、対人関係に関する障害(PDD)は注目されているが、不器用に代表される運動行為についてはほとんど注目されていない。本研究では、こうした、発達障害児の不器用(粗大運動及び微細運動)に焦点を当てて、そのメカニズムを解明するとともに、指導支援の原則を考案することを目的として行われた。その結果、以下のような事柄を実態として指摘した。(1)運動行為は速度と正確性の2側面からみるとトレードオフする存在であり、前者を優先させれば後者が低下し、後者を優先させれば前者が低下する。そして、発達障害児の中には、より速度優先で運動するタイプと、より正確性優先で(その結果、作業速度を犠牲にして)運動するタイプがいることが推察され、それぞれの指導支援の方針が異なる。(2)児童期でこの運動の速さと正確性を学校教育で用いる教具によって仔細に検討したところ、まず正確性が獲得されたのちに、運動速度が獲得されていくという発達的ダイナミズムを明らかにした。(3)運動コントロールに重要とされる実行機能を測るテストである手指作業的課題を用いて行ったところ、発達障害児では年齢にともないその成績は向上する傾向が示された。こうした結果を受け、今後の研究課題について、知的機能の影響(知的障害の有無の影響)、障害種の差異、全身運動と手指運動の差異など、いくつかの研究課題を指摘できた。学校教育法の一部改正により、特殊教育にかわって特別支援教育が名実ともに開始となった、本研究の目的は、特別支援教育の新たな対象であるLD, ADHD,高機能自閉症等という発達障害児の「不器用」の実態を、多角的・多面的に明らかにすることである。不器用は、学習、遊び、生活など学校生活全般に現れてくるもので、この影響で自己肯定感が低下するなどの問題を示す児童生徒が少なくない。本年度は、その実態を予備的に調べることを主たる目的とした。不器用を調べる視点として、運動の速さと正確性の関係という側面、運動の経済性という側面に焦点を当てた。特に、本年は前者に注目した。これは心理学的にはもはや古典的なテーマに属するが、こうした視点で不器用を見たものはない。その結果、運動の速さと正確性は両者が同時に成長発達するのではなく、両者にずれが生じながら発達すること、そしてまずは正確性が一定の状態になってから速さが伴うこと、同じ発達障害であっても、障害種別によって不器用のありようが異なること、更には、速さと正確性が一要因的制御ではなく二要因的制御になっている可能性も示唆された(つまり自由度が多く、効率的でない)。不器用を調べる方法論として、ペグボードなどは、速さと正確性の両側面を同時に測りうるものとして注目された。また、日常的な手指運動活動とのつながりでその機能を見る場合には、指定箇所にシールをできるだけ早くそして丁寧に貼るという課題が、参加児の動機も一定高く、注目された。次年度は、更に全身の動きまで着目するとともに、環境にある事物の影響などについても詳しく見ていく予定である。