hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチメディア通信ネットワーク構成法に関する研究

本研究では、マルチメディアに適した高能率通信ネットワーク構成法に関して研究を行なった。以下、得られた研究成果の概要を示す。1。優先権のあるメディアを考慮した、ふくそう制御を伴う非割り込み型優先権を有するシステムを提案し、スループット、平均系内呼数、及び呼損率の過渡状態特性について理論解析及び計算機シミュレーションにより考察した。その結果、提案方式では、優先権の最も低いメディアの呼がバースト的にシステムに到着しても、過渡状態での、優先権の高いメディアの呼の呼損率を低く抑え、スループットも高く維持できることが明らかになった。2。呼が集団到着するメディアとランダムに到着するメディアを同一システムで取り扱う並列処理サーバモデルにおいて、集団到着呼に非割り込み型優先権を与え、優先権のないランダム呼をサーバの空き時間を有効に利用して処理できるモデルを提案し、各メディアの平均系内時間を小さく保つことができることを、理論的に明らかにした。3。優先順位のある2種類のメディアにおいて入力に相関がある場合の、ノンブロッキング空間分割パケット交換機の特性解析を行ない、優先権の低い待時呼の最大到着比率を求める近似解析法を提案した。4。N×N入出力バッファ型交換機に対し、交換機内での平均待ち時間特性を従来のFIFO方式やLongest Queue方式よりも改善できる、FIFO方式に準じた入力バッファ制御方式を提案した。また、Speedup Factor Cを変化させたときの平均待ち時間の近似数値解析も行い、C=2にするだけでも、かなりの特性改善を図ることができ、出力型バッファ交換機の特性に近づけることができることが示された。1。2。3。4。
植物病原菌類及び有害昆虫の薬剤耐性の分子機構の解析と新薬剤設計への分子戦略の構築

1.カンキツ緑かび病菌のDMI剤耐性株は、シクロヘキシミド、アクリフラビン、4NQOなどDMI剤とは化学構造や作用機構のまったく異なる薬剤に対しても耐性を示したことから、多剤耐性であることが明らかになった。2.灰色かび病菌のジカルボキシイミド剤耐性株の培養ろ液中に存在する薬剤耐性誘発因子の精製を進めた結果、本因子が核酸関連物質である可能性が示されたので、各種の核酸関連物質について耐性誘発活性を検定したところ、cAMPのみにその活性が認められた。さらに、ELISAによって培養ろ液中にcAMPが存在することを確認するとともに、cAMPを除いた分画には耐性誘発活性が認められないことが明らかになったことから、薬剤耐性誘発因子の本体はcAMPもしくはそのアナログであることが強く示唆された。一方、本菌の多剤耐性遺伝子と推定される全長クローンについてその全塩基配列(4.5kb)を決定したところ、本遺伝子はP-glycoproteinをコードしており、そのプロモーター領域には酵母の多剤耐性制御因子結合配列(RDRE)と酷似した配列が存在していることが明らかになった。3.コガタアカイエカの有機リン剤耐性株由来のアセチルコリンエステラーゼ(AChE)cDNAをBmNPV/BmN4細胞系で発現させたところ、AChE活性は検出されたが、有機リン剤に対する耐性化は認められなかった。一方、耐性株と感受性株を交雑して阻害実験を行った結果、AChEに感受性をもたらす遺伝因子は劣性で、F1を耐性株で戻し交雑したB1では、両株が持つAChE非感受性/感受性の形質が等比で分離した。この遺伝因子はAChEコード領域には内在していないことから、キイロショウジョウバエで唯一実験的に証明されている有機りん剤耐性AChEの遺伝的機構とは異なる機構がコガタアカイエカに存在する可能性が示唆された。1.カンキツ緑かび病菌の形質転換系を確立するため、本菌プロトプラストにPEG法によってハイグロマイシンB耐性遺伝子を導入したところ、約400形質転換体/10^6プロトプラスト/μg DNAの高率で形質転換体が得られた。今後、本菌のベノミル剤耐性株で見出したβチューブリンの1アミノ酸変異と薬剤耐性との関わりを、この変異遺伝子を本法によって感受性菌に導入することによって検証する。2.灰色かび病菌のジカルボキシイミド剤耐性菌が産生する低分子性の耐性誘発物質を大量に生産する系を確立するとともに、耐性菌の培養濾液をn-ブタノールで処理することによって耐性誘発導物質がn-ブタノール相に溶出されることを示した。一方、酵母の同薬剤耐性に関与する遺伝子が多剤耐性遺伝子であることを明らかにした後、この遺伝子の保存領域に相補的なプライマーを用いたPCRによって、灰色かび病菌の相同遺伝子を部分クローニングすることに成功した。3.コガタアカイエカの有機リン剤耐性ならびに感受性系統について、各々のアセチルコリンエステラーゼ(AChE)遺伝子の塩基配列を決定した。その結果、両者間で少なくとも3か所のアミノ酸置換が起きていることが示された。一方、耐性AChEの酵素学的性質を解析した結果、アセチルコリン(ACh)に対しては感受性AChEより高い分解活性を示したが、アセチルチオコリン(ATCh)に対しては感受性AChEの1/3以下の活性しか示さず、酵素の基質特異性が著しく変化していることが判明した。この結果は、AChEの立体化学的解析の際に重要な指標になると考えられる。1.カンキツ緑かび病菌のベノミル剤中等度耐性株で見出だされたβ-チューブリンの200番目のアミノ酸変異(Phe→Tyr)がβ-チューブリンの立体構造に及ぼす影響についてコンピューター解析を行ったところ、この位置のα-ヘリックス構造が解消され、代わりにβ-シート構造をとることが予測された。このことから、ベノミル剤とβ-チューブリンとの結合ドメインのひとつがこの付近に存在し、アミノ酸変異によって両者の親和性が低下するという可能性が示唆された。2.灰色かび病菌のジカルボキシイミド剤耐性株約200株についてシクロスポリンあるいはバナジン酸による薬剤耐性克服効果を検討した結果、10株で耐性克服が認められた。一方、本菌の多剤耐性遺伝子の部分クローンについてその部分塩基配列を決定したところ、本遺伝子はP-glycoproteinをコードしていることが明らかになった。今後、本遺伝子の全長クローンをクローニングし、その全塩基配列を決定する。3.コガタアカイエカの有機リン剤耐性ならびに感受性系統について、各々のアセチルコリンエステラーゼ(AChE)遺伝子の全塩基配列を決定した。その結果、両者とも1902塩基から成り、両者間に30の塩基置換があるが、いずれもアミノ酸置換には結び付かないことが判明した。一方、両AChEの酵素学的解析から、酵素の構造変化はエステリック部位に局限していることが示された。これらの結果から、AChEの有機リン剤感受性の低下は単なるアミノ酸置換によるものではなく、翻訳後修飾などが関与している可能性が高いと考えられることから、現在、両遺伝子の発現実験を計画している。2.灰色かび

病菌のジカルボキシイミド剤耐性株の培養ろ液中に存在する薬剤耐性誘発因子の精製を進めた結果、本因子が核酸関連物質である可能性が示されたので、各種の核酸関連物質について耐性誘発活性を検定したところ、cAMPのみにその活性が認められた。さらに、ELISAによって培養ろ液中にcAMPが存在することを確認するとともに、cAMPを除いた分画には耐性誘発活性が認められないことが明らかになったことから、薬剤耐性誘発因子の本体はcAMPもしくはそのアナログであることが強く示唆された。一方、本菌の多剤耐性遺伝子と推定される全長クローンについてその全塩基配列(4.5kb)を決定したところ、本遺伝子はP-glycoproteinをコードしており、そのプロモーター領域には酵母の多剤耐性制御因子結合配列(RDRE)と酷似した配列が存在していることが明らかになった。3.コガタアカイエカの有機リン剤耐性株由来のアセチルコリンエステラーゼ(AChE)cDNAをBmNPV/BmN4細胞系で発現させたところ、AChE活性は検出されたが、有機リン剤に対する耐性化は認められなかった。一方、耐性株と感受性株を交雑して阻害実験を行った結果、AChEに感受性をもたらす遺伝因子は劣性で、F1を耐性株で戻し交雑したB1では、両株が持つAChE非感受性/感受性の形質が等比で分離した。この遺伝因子はAChEコード領域には内在していないことから、キイロショウジョウバエで唯一実験的に証明されている有機りん剤耐性AChEの遺伝的機構とは異なる機構がコガタアカイエカに存在する可能性が示唆された。
RunxタンパクVWRPY配列を介した免疫細胞分化制御機構の解明

Runxタンパクは標的遺伝子の発現を正にも負にも制御する活性を持つ転写因子であり、多細胞生物の発生・分化過程に重要な機能を持つことが知られている。RunxタンパクのC末端に存在するVWRPY配列は生物種を超えて良く保存されおり、Groucho/TLE転写抑制共役因子ファミリーとの会合に必須であることから、Runxタンパクによる遺伝子発現抑制に重要な役割を果たすと考えられている。本研究課題ではVWRPY配列を介した制御機構の生体内での生理的意義の解明を目的に、VWRPY配列を欠損した変異Runx1タンパク、Runx3タンパクのみを産生するRunx1^<ΔV/ΔV>;Runx3^<ΔV/ΔV>マウスを作製し表現型解析を行った。特にT細胞分化過程でRunxタンパクのサイレンサーへの結合がサイレンサー活性に必須であることが知られているCd4、Thpok、I14遺伝子を研究対象にその発現を解析した。その結果、Cd4、Thpok遺伝子の発現抑制はVWRPY配列への依存性が異なることを見出し、国際雑誌Immunology and Cell Biologyに論文発表した。同時に、VWRPY配列はI14遺伝子発現抑制にも重要であり、Runx1^<ΔV/ΔV>;Runx3^<ΔV/ΔV>マウスでは喘息様のアレルギー疾患が自然発症することを見出した。更に新規のRunx標的遺伝子としてケモカイン遺伝子群を同定し、クロマチン免疫沈降法により、ケモカイン遺伝子クラスター内にサイレンサー活性を持つ新規Runx結合領域を同定した。RunxタンパクのC末端にに存在するVWRPY配列は生物種を超えて良く保存されおり、Groucho/TLE転写抑制共役因子ファミリーとの会合に必須であることから、Runxタンパクによる遺伝子発現抑制に重要な役割を果たすと考えられている。本研究課題ではVWRPY配列の機能解明を目的に、VWRPY配列を欠損した変異Runx1タンパク、Runx3タンパクのみを産生するRunx1^<ΔV>マウス、Runx3^<ΔV>マウスを交配し、Runx1とRunx3両タンパクでVWRPY配列を欠損するRunx1^<ΔV/ΔV>, Ruur3^<ΔV/ΔV>マウスを作製した。これらマウスモデルを用い、T細胞分化過程でRunxタンパクによるサイレンサーの活性化により遺伝子発現が抑制されることが知られているCd4、ThP0K、IL4遺伝子を研究対象にその発現を解析した。その結果、Runxタンパクによる遺伝子発現抑制機構は、野営型Runxの発現量に依存し、また標的遺伝子により、VWRPY配列への依存性は異なることが判明した。Runx1の機能欠損によりiNKT細胞分化が著名に障害されるが、Runx1タンパクでのVWRPY配列により同様に、iNKT細胞分化が障害されていた。またRunx1^<ΔV/ΔV>;Runx3^<ΔV/ΔV>マウスではTh1ヘルパーT細胞からのIL-4の産生と肺への細胞浸潤が自然発症したことから、RunxタンパクのVWRPY配列は免疫応答を調整し、個体の恒常性の維持に重要であると考えられた。これらの成果は国際学術会議にて発表し、また国際雑誌に論文投稿した。本研究課題ではVWRPY配列の機能解明を目的に、VWRPY配列を欠損した変異Runx1タンパク、Runx3タンパクのみを産生するRunx1^<ΔV>マウス、Runx3^<ΔV>マウスを交配し、Runx1とRunx3両タンパクでVWRPY配列を欠損するRunx1^<ΔV/ΔV>;Runx3^<ΔV/ΔV>マウスを作製した。これらマウスモデルを用い、T細胞分化過程でRunxタンパクによるサイレンサーの活性化により遺伝子発現が抑制されることが知られているCd4、ThPOK、IL4遺伝子を研究対象にその発現を解析した。具体的にはCd4サイレンサーの活性はVWRPY配列完全に依存するが、ThPOKサイレンサーの活性は部分的に依存するのみであった。またクロマチン免疫沈降法の結果からTLE2転写抑制共役因子のCd4サイレンサーへの結合は必ずしも、Cd4遺伝子の発現抑制とは相関しないという興味深い観察結果を得た。これらの成果は国内学術会議にて発表し、また国際雑誌Immunology and Cell Biologyに論文発表した。Runx

タンパクのC末端に存在するVWRPY配列は生物種を超えて良く保存されおり、Groucho/TLE転写抑制共役因子ファミリーとの会合に必須であることから、Runxタンパクによる遺伝子発現抑制に重要な役割を果たすと考えられている。本研究課題ではVWRPY配列を介した制御機構の生体内での生理的意義の解明を目的に、VWRPY配列を欠損した変異Runx1タンパク、Runx3タンパクのみを産生するRunx1^<ΔV/ΔV>;Runx3^<ΔV/ΔV>マウスを作製し表現型解析を行った。特にT細胞分化過程でRunxタンパクのサイレンサーへの結合がサイレンサー活性に必須であることが知られているCd4、Thpok、I14遺伝子を研究対象にその発現を解析した。その結果、Cd4、Thpok遺伝子の発現抑制はVWRPY配列への依存性が異なることを見出し、国際雑誌Immunology and Cell Biologyに論文発表した。同時に、VWRPY配列はI14遺伝子発現抑制にも重要であり、Runx1^<ΔV/ΔV>;Runx3^<ΔV/ΔV>マウスでは喘息様のアレルギー疾患が自然発症することを見出した。更に新規のRunx標的遺伝子としてケモカイン遺伝子群を同定し、クロマチン免疫沈降法により、ケモカイン遺伝子クラスター内にサイレンサー活性を持つ新規Runx結合領域を同定した。研究課題の大きな課題であった異なるサイレンサーではVWRPY配列への依存性が異なることを明らかにし、その成果を論文発表したから。Runx1タンパクでのVWRPY配列により、iNKT細胞分化が障害されることを見出したが、その分子機序の解明には至っていないので、Runx1標的遺伝子の同定を引き続き行う。またRunx1^<ΔV/ΔV>;Runx3^<ΔV/ΔV>マウスでの肺への細胞浸潤の病理機序について、IL-4サイトカインばかりでなく、複数のケモカインの異常発現が関与する傍証を得たので、Runxによるケモカイン遺伝子群の発現制御機構とその生理的意義を明らかにする。
開殻π電子系間のスルーボンド相互作用によるスピン状態制御

非共役開殻パイ電子系についてのより深い理解が不可欠であると考え,本研究では,アルキル鎖で隔てられた二つの三重項中心を持つパイ電子系;α,ω-(ジナイトレノフェニル)アルカン誘導体の基底スピン多重度について調べることにした。主に,鎖長n=1の系について調べた。2. di(p-nitrenophenyl)methaneでは,5重項が基底状態であることがわかった。ところが,架橋部分にジメチル基を導入したdimethyl-di(p-nitrenophenyl)methaneでは,1重項が基底状態であることがわかった。ジメチル基を導入すると,母体とは異なる安定配座を持つことがMM3計算から示唆される。従って,配座が大きく変わったことでスピン情報伝達機構が変わり,高スピンから低スピン状態に変換されたことになる。これらは,二つのスピン間を繋ぐ部分の配座や電子状態の変化により,基底スピン多重度を変換し得たものと理解でき,今後の発展が期待できる。
力学系・グレブナー基底・層コホモロジーを用いた超高性能符号開発

有理写像の上で成立していた符号-復号双対定理を,多項式写像として一般化双対定理の形で定式化した.ここで重要になる発見は,一般化MacWilliams恒等式をもちいて最尤推定復号を表示できることを示したことである.具体的な数値実験も試み,次数を5次程度まであげておけば従来法に比べて格段にパフォーマンスが良くなることが確認できた.ネットワーク符号と層コホモロジーに関する課題では,クイーバーの表現としての定式化を考察し,幾つかの具体的なクイーバーに対してその表現圏の構造を調べた.今年度は最尤推定復号の有理写像表現の代数構造について研究を進めた.【成果1】符号の自己同型群を用いた近似最尤推定復号の設計の効率化有理写像は自己同型群の作用について共役対称性を持つことが証明できる.これにより有理写像をテイラー展開した各次数の多項式についても共役対称性が満たされる.よって各次数に現れる多項式は自己同型群が定める不変式環の元として構成される.一方有限群が定める不変式環を求める高速アルゴリズムは知られており(比較的構成が容易なものとしてはHilbert級数とRaynolds作用素を用いるもの),符号の自己同型群に対して具体的に不変式環を構成することは可能である.これにより近似有理写像の高次非線形項を決定することが可能になり,近似最尤推定復号の設計が可能となった.【成果2】グレブナー基底を用いた近似最尤推定復号の設計【成果1】では符号の自己同型群の情報を用いて近似最尤推定復号を設計したが,ここでは巡回符号に限定して,グレブナー基底を用いた設計法を提案した.D. Augotの1996年の結果により,巡回符号の符号語はグレブナー基底を用いて具体的に構成することができる.一方近似最尤推定復号に現れる非線形項は双対符号語から構成される.よってAugotの手法を双対符号に適用することで,具体的に双対符号語を構成でき,これをもちいて近似最尤推定復号が設計できることになる.【成果3】MacWilliams恒等式による有理写像の特徴付け最尤推定復号の有理写像表現が一般化MacWilliams恒等式をもちいて記述できることを証明した.これによりテイラー展開近似の一般項が双対符号の情報のみにて構成できることが示された.この成果により双対符号の情報が多く得られる符号については精度の良い復号が設計できることが導かれ,その意味でとても重要な成果である.よってReed-Muller符号やGrassmann符号などの双対符号語の構造が詳細に調べられている符号に適用することで,誤り率の詳細な特性評価が可能になる.今年度の主結果は、これまで有理写像の上で成立していた符号ー復号双対定理を、多項式写像として新たに理解しなおし、その上での一般化双対定理の形で定式化しなおしたことである。まず、一般の有限体において(昨年度までは位数2の有限体のみに制限していた)、最尤推定復号を多項式写像として再現することに成功した。ここで重要になってくる発見は、一般化MacWilliams恒等式を用いて最尤推定復号を表示できることを示したことである。これにより、これまで行ってきた有理写像型近似化方法を、一般の有限体上の誤り訂正符号に対して適用できるようになった。さらに、有理写像ではなく多項式写像で扱えることになる、という単純化も重要である。また、MacWilliams恒等式を用いて、近似の一般項の形を具体的に書き下すこともでき、これで原理的には一般次数の近似写像が構成できるようになった。この成果をもとに、後半では具体的な数値実験を試みた。ここでの実験はBCH符号化とGallagerの方法をベースにしたランダム行列を用いる方法について行った。まずBCH符号化についてであるが、符号長が512辺りまで実験を行い、Berlekamp-Massey復号法との比較をおこなった。これまでは、ある特定のBCH符号についてのみ提案手法のパフォーマンスが優れる、という状況だったが、今回の発見をもとにした理論の拡張により、数値実験を試みた全てのパラメータで提案手法のビット誤り率特性が優れていることが確認できた。今年度の課題であった,最尤推定復号の双対定理の一般化については,MacWilliams恒等式との接点が見つかった.従来のMacWilliams恒等式は,線形符号の重み分布とその線形符号の双対符号の重み分布に対する恒等式として知られている.本研究により,符号ー復号双対定理は,有限体上の多項式環で定まる一般化MacWilliams恒等式として定式化できることが明らかになった.これにより,最初の課題であった,近似最尤推定復号の高次数化については,重みが低い双対符号語からリストアップすることで,原理的には希望の次数まで上げることができることが明らかになった.一方で,具体的な数値計算を取り込んだ数値実験を行う研究も実施した.ここではBCH符号をモデルとして用い,上記原理により構成可能な近似最尤推定復号の次数と復号パフォーマンスの関係を調べた.現時点で明らかになったことの一つは,次数を上げることで復号パフォーマンスの改善が見られることである.これはあらかじめ予想可能な事実である.一方で,単に次数を上げるだけでは不十分である,幾つかの事例が構成できた.

例えば,それぞれの次数は双対符号語の重み対応するが,双対符号語のある重みの符号語を部分的に近似最尤推定復号に入れるより,その重みのすべての双対符号語を入れた方がパフォーマンスが良くなる傾向があるようである.これらの事象については全て数値的な実験にもとずく考察であり,理論的な解析については今後の課題となる.ただ,次数を5次程度まで上げておけば,Berlkamp-Massey復号に比べて格段にパフォーマンスが良くなることは確認できることから,本手法が有効であることは十分に示される.今年度はこれまで得られた成果の統合を行うとともに、特に今後の挑戦的な課題探索にも取り掛かった。なかでも、近似最尤推定復号の力学系的振る舞いの解析に位相的データ解析を適用する研究を重点的に行った。力学系の不変集合を近似的に特徴付ける方法として、相空間から有限点集合を(例えばランダムに)選び、それらの点列が力学系の流れに従ってどのように動いていくかを調べた。このとき、空間点列を直接扱っては情報量が膨大になることから、なんらかの意味で粗視化する必要があるが、ここにパーシステントホモロジーを適用する方法について検討をおこなった。ここでの問題点は、従来のパーシステントホモロジーでは、空間方向へのフィルトレーションをいれることで解像度を変える操作が可能であるが、この空間解像度の変化と同時に時間方向の遷移を捉える方法論はまだ未開発であることが挙げられる。しかしながら、この設定は2つのAn型quiver(箙)のテンソル積で定義される代数上での表現を考えることに帰着され、そこで定まる表現の直既約分解を一般的に調べる問題は非常に困難であることが知られている。これを踏まえて今年度は、(1)テンソル積代数が有限型になるクラスを特徴づけし、(2)有限型の場合に具体的に直既約分解を構成するアルゴリズムを開発した。これら二つの成果はいずれもAuslander-Reiten理論を用いることで得られた。一方で、一般化パーシステント加群の層コホモロジーを用いた定式化をネットワーク符号へ応用する問題にも取り掛かった。この問題については、まずJustin Curry氏の学位論文や関連する論文の細部を調査することから始めた。特にentrance path圏や余層ホモロジーや層コホモロジーの情報流的意味づけについて考察をおこなった。しかしながら、現時点では新たな成果は得られておらず、今後の展開が期待される。有理写像の上で成立していた符号-復号双対定理を,多項式写像として一般化双対定理の形で定式化した.ここで重要になる発見は,一般化MacWilliams恒等式をもちいて最尤推定復号を表示できることを示したことである.具体的な数値実験も試み,次数を5次程度まであげておけば従来法に比べて格段にパフォーマンスが良くなることが確認できた.ネットワーク符号と層コホモロジーに関する課題では,クイーバーの表現としての定式化を考察し,幾つかの具体的なクイーバーに対してその表現圏の構造を調べた.今年度の計画では,近似最尤推定復号の高次数化,および具体的なモデルに対する数値計算を実施することによるパフォーマンスの検証を行うことが,主たる目標であった.これらについては,研究実績の概要にまとめたように,順調に実現されている.さらに,当初予想しなかった一般化MacWilliams恒等式との接点は,今後代数的符号理論と確率的符号理論を結びつける可能性がある,非常に重要な発見と認識している.27年度が最終年度であるため、記入しない。応用トポロジー
ゲノム医学研究支援体制の構築に関する研究

本研究の目的は,わが国のヒトゲノム研究推進のために,どの様な研究支援体制が必要であるかを明らかにすることである.高頻度疾患のヒト試料収集に関する支援として,インフォームド・コンセント(IC)履行補助者の養成と派遣が最も望まれていることがわかった.そこで本研究プロジェクト終了後も継続できる学会による認定制度として発足させた.一方,低頻度疾患に関する支援として臨床遺伝分野の全国ネットワーク構築をおこなった.本研究の目的は,わが国のヒトゲノム研究推進のために,どの様な研究支援体制が必要であるかを明らかにすることである.高頻度疾患のヒト試料収集に関する支援として,インフォームド・コンセント(IC)履行補助者の養成と派遣が最も望まれていることがわかった.そこで本研究プロジェクト終了後も継続できる学会による認定制度として発足させた.一方,低頻度疾患に関する支援として臨床遺伝分野の全国ネットワーク構築をおこなった.以下の検討をおこなった.(1)ヒト試料集配システムの構築「先天異常」検体収集保存システムのあるべき姿を,臨床遺伝専門医,解析研究担当者が集まり,検討した.また,検体収集における倫理的問題の発生する可能性について検討した.倫理委員会で研究計画が承認された後,稼働を始めたが,今のところ集配システムは順調に稼働し,大きな問題は出ていない.(2)インフォームド・コンセント履行補助者の養成臨床医,法学,心理学,社会学,ゲノム研究者からなる,G・MRC制度準備委員会をたちあげ,到達目標,制度規則,制度細則の案を作成した.また,複数の学会が認定するシステムが妥当であろうという結論になった.その運営にはマンパワー,財政面でのサポートが必要で,今後の検討課題である.また,研究参加者がG・MRCから説明されることをどの様に受け止めているかを調査するためのアンケートを作成した.(3)説明文書および研究協力を求めるウェブページの作成改訂されたゲノム指針に適合する説明文書を作成した.また,ウェブページはホームを「脳卒中(くも膜下出血)の原因究明をめざして」と題し,「研究へのご協力のお願い-その原因から,治療と予防まで-」として,研究への参加呼びかけとともに,疾患の現状,治療法,予防法など,正確な情報を供給することを主眼とした.内容は(1)くも膜下出血ってどんな病気,(2)脳卒中の検査と治療,(3)予防と脳ドック,(4)研究へのご協力のお願い(一般の方向けの呼びかけ),(5)医師の方へ(医療機関への呼びかけ),の5項目から構成される.ゲノム4領域のホームページにリンクする形とした.(4)海外でのゲノム研究支援状況の調査当初は研究者への郵送で回答を得る予定であったが,ウェブ上でのアンケートが,回答者にとっても便利であり,回収率も高くなると考えた.既にアンケートはほぼできあがったが,現在,送付先の選定を行っている.以下の検討をおこなった.(1)ゲノム・メディカルリサーチコーディネータ(GMRC)制度の検討日本医学会所属の学会から,研究上,ヒト試料を使う可能性のある学会を抽出して,参加を呼びかけた.その結果,制度設計に参加する10学会と,情報提供などでの協力で参加する16学会が関与することになった.平成18年12月,第1回GMRC制度委員会を開催し,制度実現へ向けて話し合いを進めている.(2)家系例収集システムの検討脳ドック学会会員の施設に脳動脈瘤の家系例収集に関して協力要請をおこなった.各施設倫理委員会での承認後,家族例の報告と主治医から家族への連絡が行われた.家族の許可を得た例に対して,GMRCが直接,連絡し,訪問の日程調整を行った.以上の手順で,青森県,栃木県,大阪府,四国などへのGMRC派遣をおこなった.これまで収集した試料数は,正常対照(脳ドックで脳動脈瘤がなかった)450例程度,脳動脈瘤症例(孤発例)230名程度,同胞対10組程度,親子例,同胞発症例の片方などを併せ,20例ほどであった.また,2-3世代に渡って発症している家系は合計5家系である.一方,研究紹介・参加呼びかけのウェッブページ関連で1家系例の研究参加を得た.(3)全国的稀少疾患収集システムの検討現在,14施設から収集実績があり,収集システムは問題なく稼働している.全ゲノムを対象とした高精度ゲノムアレイとは別に,既知の隣接遺伝子症候群,各染色体のテロメア部分をカバーするGenome Disorder Array(GDA)を作成した.GDA解析を全症例でおこない,全ゲノムアレイ解析は,可能性の高い症例から実施している.これまでに200例程度の症例をGDAで解析し,既知の疾患8例,サブテロメア部分の異常が20例以上検出できた.10%程度の検出率は,欧米の同様の試みでもほぼ同程度であり,検出力が良好であることが明らかとなった.本研究は,わが国におけるゲノム医学研究を推進するために,どの様なシステムが必要であるかを明らかにすることが目的である.本年度は主に2つのテーマについて,研究を進めた.まず,はヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針の改訂版に記載されたインフォームド・コンセント履行補助者をゲノムメディカルリサーチコーディネータ(GMRC)と名付け,脳動脈瘤など頻度の高い疾患の症例収集の有用性を検証し,極めて有用であることがわかった.

また,実際に業務をしているコーディネーターの考え方をアンケート調査で調べたところ,資格化の希望が強いことが明らかになった.当初,関連する学会に呼びかけ,学会横断的な制度にする事をめざしたが,各学会の考え方とニーズが異なり,断念した.その為,関連する学会を絞り込み,制度設計を行った.現在,働いている人材を暫定制度で認定した後,平成20年度より講習会を開き,試験により認定していくこととした.また,支援体制を構築するにあたり,海外でのゲノム研究における支援体制の実情調査を,ウェッブアンケートを使って調査した.インパクトファクターが5.0以上の医学雑誌から対象を選択し,合計53の研究プロジェクトから回答を得て,現在,まとめている.インフォームド・コンセント業務を担当するのは,医師,看護師などの医療職以外に,多くの研究コーディネーターが参画していることが明らかになった.その他,研究支援体制に関してわが国の体制と比較検討している.本研究の目的は.ヒトゲノム研究推進のために,どの様な研究支援体制が必要であるかを明らかにすることである.研究対象とする疾患によって,必要とされる支援体制には共通する部分と,固有の部分がある.固有部分の多くは,その疾患頻度に起因する.そのため,本研究では,対象として比較的頻度の高い「脳動脈瘤」と個々には頻度の低い「先天異常」を選んだ.これまでの研究から.比較的頻度の高い疾患に関する支援として,インフォームド・コンセント履行補助者の教育と派遣が考えられる.本研究プロジェクト終了後も継続できる制度とするための方策を検討した.一方,頻度の低い疾患に関する支援として, (1)専門外来を担当する医師の全国的なネットワーク構築,(2)解析結果の臨床応用の検討,(3)貴重なヒト試料を将来にわたって有効に使用するための試料保存体制の検討,などを検討した.これらの支援内容に関して支援委員会と共同で,上記2疾患に関して検討し,他の疾患研究推進のモデルとする.また,海外におけるゲノム研究支援状況を把握し,日本に適合する研究支援体制のあり方を検討した.インフォームド・コンセント履行補助者をゲノム・メディカルリサーチコーディネーター(GMRC)と名付け,昨年度までに,複数学会がサポートする制度の基本設計ができあがった.更に,暫定制度の認定,恒久制度認定のための講習会,認定試験,認定証の交付などを実施することができた.また,到達目標,制度委員会規則,細則などの案も策定した.プロジェクト終了後も存続する制度とするために,日本人類遺伝学会が認定する制度とした.さらにこの制度の有用性を高めるために,他の学会への参加を呼びかけ,複数学会との連携体制構築の検討を始めた.本研究の目的は,わが国のヒトゲノム研究推進のために,どの様な研究支援体制が必要であるかを明らかにすることである.必要とされる支援体制には共通する部分と研究対象とする疾患の頻度による固有の部分がある.本研究では,比較的頻度の高い「脳動脈瘤」と個々には頻度の低い「先天異常」を対象として検討した.その結果,前者のヒト試料収集に関する支援として,インフォームド・コンセント(IC)履行補助者の養成と派遣が最も望まれていて,効果的であることがわかった.
世界中の教育コンテンツを検索可能な大規模総合サイトの構築と評価

学習資源の流通・再利用に寄与するため、国内外の学習コンテンツの情報を収集するシステム、および検索システムを構築した。本システムは、国際標準の学習オブジェクト・メタデータをベースに、ライセンスや品質保証を記述できるように拡張したメタデータを利用する。利用可能コンテンツ数の増加に伴い、対象者や利用場面ごとに異なる検索対象レコードや検索インタフェースが必要となる。そこで、目的に応じた複数の検索システムを効率的に開発できる汎用的な検索エンジンを開発した。平成19年度は、教育コンテンツを収集する観点、および検索する観点の両観点から研究・開発を行った。教育コンテンツを収集する観点からは、まず、Webクローラの開発を行った。このクローラは、国内および海外の高等教育機関のWebサイトからWebページを収集する。少なくとも5000ホストから2000万ページを収集でき、本研究の目的に耐えうるものとした。このクローラは、平成20年度以降に行う教育コンテンツの分析、および開発する検索システムのために利用する。また、教育コンテンツの分析・モデル化に関しては、一部について行った。このうち、ビデオコンテンツに関しては、近年利用の急増しているFlash Videoに関して、検索に適したメタデータ(ナレーション情報)の付与、および検索手法の提案、Flashを用いた効果的なビデオコンテンツの作成ツールの開発を行った。本研究の成果の一部は、「NIME-gladビデオ検索システム」として、公開・運用している。教育コンテンツ検索の観点からは、コンテンツ推薦に重点を置いた研究を行った。実環境でのデータを得るため、当センターが開発・運用するNIME-glad(上記、ビデオ検索システムを含む教育コンテンツの検索システム)の実データ(アクセスログ)の分析および情報推薦への適用に関する検討を行った。本研究では、情報推薦として一般的な協調フィルタリングを行うには不十分である疎な利用データからの被覆率の向上を目指し、コンテンツのWebグラフにおける関係の同型性を用いた推薦候補追加について検討した。その結果、適当なフィルタリングを行うことで、推薦不可要素を減少させることができた。メディア教育開発センターでは、能力開発学習ゲートウェイ「NIME-glad」において、LOM検索とFederated Searchを実現した。本研究は、世界中の教育コンテンツを効率よく検索できるシステムを実現することを目的とし、NIME-gladへの改良・機能追加の形で研究開発を進める。今年度は、「(1)LOM検索と全文検索の組み合わせ」、および「(2)OAI-PMHによる海外機関からのメタデータの収集」について検討し、システムを実装した。(1)JOCW加盟大学のOCWコンテンツは、LOMによる精度の高い検索とコンテンツの全文検索の組み合わせを実現した。通常の全文検索の粒度はページ単位であるが、本研究では利便性向上のため、コース単位とした。つまり、1つのコースに関する全てのページをまとめて検索インデックスを作成する。このためには、インデックス作成時に、同一コースに属するか否かを判定するフィルタが必要である。本研究では、URLの規則性とリンク情報に着目した判定方法を考案した。本フィルタの実装と評価を行い、OCWコンテンツに対して正しく動作することを示した。(2)FederatedSearchは検索に時間がかかり、接続先のサーバが停止している場合には検索が行えない。この問題点を解決するためには、あらかじめメタデータを交換し、検索に利用することが有効である。そこで、OAI-PMHによるメタデータハーべスティング機能を開発した。本機能を用いて、定期的に海外機関からメタデータを収集し、ローカルリポジトリへ登録を行っている。上記の成果を取り入れた新しい検索システムGLOSSの開発を行った。GLOSSはNIME-gladが持つメタデータ流通基盤のサブセットを利用するアプリケーションとして実装した。本研究では、教員や学習者が教育・学習コンテンツを効率的に入手できることを目的とし、これらの情報の収集システムと検索システムを構築することを目的としている。昨年度までに、海外機関からのメタデータの収集やOCWコース検索のための判定フィルタを実現し、検索システムGLOSSを開発した。今年度は、以下の研究開発を行った。(1)コンテンツ推薦機能の実装:GLOSSにおいて、ユーザベースの協調フィルタリングによるコンテンツ推薦機能を実装した。コンテンツの閲覧履歴(検索結果のクリック)を、ユーザの嗜好情報とした。(2)メタデータとその運用方法の見直し:後述する、OAI-PMHによるメタデータ流通のため、国際標準のLOM(IEEE1484.12.1-2002 Standard for Learning Object Metadata)になるべく合致するように、学習オブジェクトデータベースの再構築を行った。また、持続可能なメタデータの運用のため、コンテンツの所有機関がメタデータを付与する枠組みを提案し、移行を進めた。(3)カスタマイズ可能な学習オブジェクト検索エンジンの開発:検索対象レコード数の増加に伴い、対象ユーザや利用場面に応じた検索システムが必要となる。ここで、様々なアプリケーション構築を効率よく行うため、汎用的で容易にカスタマイズ可能な検索エンジンを開発した。本検索エンジンを利用したアプリケーションでは、学習オブジェクトデータベースの中で検索対象とするレコードや、詳細検索に利用する項目、ユーザインタフェース等を指定することができる。(4)OAI-PMHリボジトリの構築:OAI-PMHリボジトリを開発し、運用を開始した。
スポータ論発展過程の解明と関連資料集成の試み

本研究は,インド言語哲学における意味表示理論の中での重要な一説の一つであるスポータ論の発展過程を,各種の文献中のスポータ論関連部分を抽出し,比較検討することにより,解明することを目指すものであった.関連資料の集成については,それらの資料を電子テキスト化することにより,相互の対照を容易にすることとした.本研究によって,そのスポータ論関連部分が電子テキスト化された文献は,次のものである.Vakyapadiya,Mahabhasyadipika,Mahabhasya,Sphotavada,Sphotanirnaya,Slokavarttika,Sphotasiddhi,Tattvabindu,Vyomavati,Nyayakandali,Nyayamanjari,Yogabhasya,Tattvavaisaradi,Brahmasutrasankarabhasya,Prameyakamaramarttanda,Manameyodaya,Nitiattvavirbhava.これらの電子テキストを利用して,スポータ論に関する基本的な議論の枠組みを検討した.それから得られた結論は,次の通りである.スポータ論あるいは「スポータ」という語は,パタンジャリの『マハーバーシャ』に既に見いだされるが,それ以降のスポータ理論発展過程のおいては,スポータ論の枠組みが整備された時期,あるいは,大きく転換された時期がある.すなわち,後代の文献においては,スポータを論じる際の学派を問わない共通の枠組みがあるのであるが,それらは,バルトリハリの著作には少なくとも直接的には議論の対象とはされていないものである.そして,その共通の枠組みは,今回の研究で扱った資料の範囲内では,クマーリラの『シュローカヴァールッティカ』に最初に見いだされるものである.したがって,クマーリラによって,あるいは,バルトリハリとクマーリラの間で,スポータ論の基本的な枠組み,用語法が整理された,ということができると思われる.今後の課題としては,後代の文献に見られるスポータ論の基本的な枠組みが,バルトリハリにも跡付けることができるか,という点に関して,さらなる考察が必要である.また,クマーリラ以降の資料に関して,より詳細な議論の整理が必要であると思われる.本研究は,インド言語哲学における意味表示理論の中の特徴ある学説の一つであるスポータ論の発展過程を解明することを目指している.具体的には,種々の文献中でのスポータに関る理論の枠組を整理し,スポータ論の大成者とみなされているバルトリハリの理論を,その発展過程の中に位置付けることが最終的な目標である.今年度は,当初計画として,Vakyapadiya,Mahabhasyadipika,Mahabhasya,Sphotavada,Sphotanirnaya,Slokavarttika,Sphotasiddhi,Tattvabindu,Vyomavati,Nyayakandali,Nyayamanjari,Yogabhasya,Tattvavaisaradi,Brahmasutrasankarabhasya,Prameyakamaramarttandaのスポータ論関連個所の電子テキスト化を予定していた.これらの文献のうち,Brahmasutrasankarabhasya以外は入力を終了した.また,Nyayakandali他いくつかについては,入力テキストの校正作業も終了している.また,当初の研究計画には含まれていなかった資料として,ミーマーンサー学派のManameyodaya,Nititattvavirbhavaを追加し、入力を終了した.上記今年度の実績によって,次年度に予定している,スポータ論の枠組みの具体的な検討にむけての準備が整ったということができる.本研究は,インド言語哲学における意味表示理論の中での重要な一説の一つであるスポータ論の発展過程を,各種の文献中のスポータ論関連部分を抽出し,比較検討することにより,解明することを目指すものであった.関連資料の集成については,それらの資料を電子テキスト化することにより,相互の対照を容易にすることとした.本研究によって,そのスポータ論関連部分が電子テキスト化された文献は,次のものである.Vakyapadiya,Mahabhasyadipika,Mahabhasya,Sphotavada,Sphotanirnaya,Slokavarttika,Sphotasiddhi,Tattvabindu,Vyomavati,Nyayakandali,Nyayamanjari,Yogabhasya,Tattvavaisaradi,Brahmasutrasankarabhasya,Prameyakamaramarttanda,Manameyodaya,Nitiattvavirbhava.これらの電子テキストを利用して,スポータ論に関する基本的な議論の枠組みを検討した.それから得られた結論は,次の通りである.スポータ論あるいは「スポータ」という語は,パタンジャリの『マハーバーシャ』に既に見いだされるが,それ以降のスポータ理論発展過程のおいては,スポータ論の枠組みが整備された時期,あるいは,大きく転換された時期がある.すなわち,後代の文献においては,スポータを論じる際の学派を問わない共通の枠組みがあるのであるが,それらは,バルトリハリの著作には少なくとも直接的には議論の対象とはされていないものである.そして,その共通の枠組みは,今回の研究で扱った資料の範囲内では,クマーリラの『シュローカヴァールッティカ』に最初に見いだされるものである.したがって,クマーリラによって,あるいは,バルトリハリとクマーリラの間で,スポータ論の基本的な枠組み,用語法が整理された,ということができると思われる.今後の課題としては,後代の文献に見られるスポータ論の基本的な枠組みが,バルトリハリにも跡付けることができるか,という点に関して,さらなる考察が必要である.また,クマーリラ以降の資料に関して,より詳細な議論の整理が必要であると思われる.
層状ナノ薄膜を用いた超強電界物性と新機能

本年度はTMD二次元結晶中に電気的に形成されたp-n接合からの電流注入発光が円偏光している現象の根底にあるメカニズムの解明に向けた研究を行った。この現象は一昨年に偶然発見した新奇な現象であり当時の理論予測と矛盾する現象であったが、理論家の方々とディスカッションを行い、試料中に存在する超強電場が大きな役割を果たしているという結論に至っていた。ただし、このモデルは電流注入発光の円偏光率の印加電圧依存性等一部の実験結果と矛盾する側面もあった。そこで本年度では、p-n接合の発光状態における電気伝導特性を詳細に測定した・評価した。具体的には、四端子測定法を応用してp-n接合のp領域とn領域、及び接合を挟む領域のそれぞれにおける電圧分布や電荷濃度を測定した。これらの結果を元に、発光時におけるバンド曲がりの位置依存性を再評価したところ、従来型p-n接合で考えられていた状況とは大きく異なることが分かった。しかし同時に、この新たなバンド曲がりの描像と理論モデルを組み合わせることで実験結果を矛盾なく説明することが可能になった。従来型p-n接合と異なる電気的振舞の要因は接合の形成方法の違いに由来すると考えられる。本研究は層状物質と超強電場を組み合わせることによる新奇な機能性デバイスの実現を目指して開始したものであり、電気的に制御可能な円偏向発光デバイスを実現した。本年度の一連の研究により、この現象は層状物質特有の物性と超強電場のみが実現できる特殊なp-n接合を組み合わせることによって実現できたものであることが分かった。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的はトランジスタ構造を用いた層状物質群、遷移金属カルコゲナイド(TMD)の多様な電子状態の解明と、新たな機能性を考案しスピン・バレートロニクス分野の応用へとつなげることである。3年間の中で様々な種類のTMDの成長条件を探ることから始まり、輸送特性・光物性・スピン物性・バレー物性を包括的に解明することを目指す。本年度の初期計画は単結晶の成長と測定装置の改造である。結晶成長に関しては、数ある組成のうち特にMoS_2、MoSe_2、WSe_2に関して非常に高品質な単結晶が得られた。これらの結晶を用いたトランジスタを作成し基本的な輸送特性を調べたところ、ホール伝導の誘起が困難なMoS_2に対して、MoSe_2とWSe_2ははっきりとした両極性動作を示した。これはS原子よりもSe原子の方が重いため、結晶中のSe欠陥ができにくいためだと考えられる。一方、測定装置の改造に関しては、既存の顕微ラマン分光装置に1/4波長板や偏光子を導入し、右回りと左回り円偏光を選択的に導入・測定することを可能にした。また、光学クライオスタットに電気配線を導入し、光物性と伝導特性の同時測定も可能にした。実際に作成した試料を用いての動作実験を行った。具体的にはMoSe_2とWSe_2を用いたFETを利用してTMD内にp-n接合を形成し、電流注入による円偏光発光と電界による偏光制御を確認した。TMDは現在世界中で研究されており、その中でも本研究は世界に先んじて円偏光発光を実現したことは、当該分野で世界をリードするという点から非常に意義があるものである。さらに、本成果は理論的には予測できないため、TMDの物性の理解を促進するうえでも重要な発見だと言える。2014年度の前半(47月)はフォトンサイエンス・リーディング大学院(ALPS)プログラムの支援によりアメリカ合衆国のマサチューセッツ工科大学のJarillo-Herrero研究室にて研究を行い、マイクロメートルサイズの層状物質薄膜を基盤の狙った位置に転写する技術を身に着けた。帰国後、この転写技術を立ち上げ、実際に試料作製と伝導特性の評価を行った。実際にMoS2の単層薄膜において、SiO2基板と原子平坦なhBN基板上に転写した場合を比較したところ、先行研究と同様に平坦なhBN基板上の試料が高い伝導特性を示す傾向にあることを確認した。また、昨年度観測された遷移金属カルコゲナイド(TMD)からの電流注入円偏光発光現象を論文にまとめ、アメリカ科学振興協会の科学雑誌Science誌に発表した。これらの結果を中心として積極的に国内外の会議で発表を行い、同時に様々な先生方とのディスカッションを行った。また、日本物理学会の依頼によりTMDに関する研究の総説を執筆した。2014年度中は、本研究室に配属になった学部4年生の卒業研究として電流注入円偏光発光現象の研究を進め、TMDの一つである二セレン化モリブデン(MoS2)と呼ばれる物質に置いても同様の結果を観測し、加えて6Kの低温まで発光の偏光状態がどのように変化するかを明らかにした。さらに、TMDの持つバレー以外の自由度であるスピン自由度に着目した研究を開始した。スピン自由度にアクセスするため、スピントロニクスの分野で多用されている強磁性電極に着目し、強磁性体をTMDと接合させた際の伝導特性や磁性の基礎研究を行った。

ただし、このモデルは電流注入発光の円偏光率の印加電圧依存性等一部の実験結果と矛盾する側面もあった。そこで本年度では、p-n接合の発光状態における電気伝導特性を詳細に測定した・評価した。具体的には、四端子測定法を応用してp-n接合のp領域とn領域、及び接合を挟む領域のそれぞれにおける電圧分布や電荷濃度を測定した。これらの結果を元に、発光時におけるバンド曲がりの位置依存性を再評価したところ、従来型p-n接合で考えられていた状況とは大きく異なることが分かった。しかし同時に、この新たなバンド曲がりの描像と理論モデルを組み合わせることで実験結果を矛盾なく説明することが可能になった。従来型p-n接合と異なる電気的振舞の要因は接合の形成方法の違いに由来すると考えられる。本研究は層状物質と超強電場を組み合わせることによる新奇な機能性デバイスの実現を目指して開始したものであり、電気的に制御可能な円偏向発光デバイスを実現した。本年度の一連の研究により、この現象は層状物質特有の物性と超強電場のみが実現できる特殊なp-n接合を組み合わせることによって実現できたものであることが分かった。今年度はTMDのバレー自由度を利用した電気的制御可能な円偏光発光素子の特性を一部解明することができた。また、国際会議にも多数出席しディスカッションを重ねて知見を広げることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでにTMDのバレー自由度を利用した新機能デバイスを実現することができた。そのため、今後はTMDの持つもう一つのスピン自由度に着目し、スピントロニクスの観点からスピン注入やスピンホール効果の検出を行う。また、バレー自由度とスピン自由度の密接な関わりを利用した、新機能オプトスピントロニクスデバイスの開発を行いたいと考えている。結晶成長に関しては全てのTMDに対して最適な成長条件を見出すことはできなかったものの、装置の改造は予定通り進展した。一方で、当初の計画には無かった新たな物理現象を発見することができたため。前年度の研究で得られたTMD p-n接合からの円偏光発光をより詳しく調べる予定である。具体的にはp-n接合の形成条件や印可電圧、温度による発光強度、スペクトル形状、分極率の変化を解明したと考えている。