hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
産後精神病モデルの作成ならびにエストロジェンを介した発症機序の解明

産後3週目のラットは、不安様行動、うつ様行動がみられた。これらの行動における変化は、エストロジェンおよびERα作動薬によってみられなくなった。産後のラットにみられる、不安様行動、うつ様行動のメカニズムに、ERαを介したTrkBやBDNFの発現の変化が関与していることも明らかとなり、本研究は、産後うつならびに産後精神病の動物モデルとしての有用性ならびにERα作用薬の創薬への可能性を示唆する結果となった。本研究の課題における仮説の1つである、産後3週間後のラットにみられる行動の変化は、出産に伴うエストロジェンの低下およびエストロジェンのERαを介した作用の関与を、ERαアゴニスト投与により、これら行動変化がなくなることから再確認し、本仮説を明らかにすることができた。行動解析(Open field, Elevated plus maze, Socialinteraction, Prepulse inhibition, Forced swimming)により出産3週間後の母ラット(Long Evans)で検出された不安様ならびにうつ様行動が、17 β- estradiol(E_2 ; 0.25mg/ kg、N=6)、ERαアゴニストであるpropyl- pyrazble- triol(PPT ; 1.0mg/ kg、N=6)、ERβアゴニストであるdiaryl-propio-nitrille(DPN ; 1.0mg/ kg、N=6)および対照群としてセサミオイル(N=6)を皮下へ4日間投与することによって、どのように変化するかを、出産3週間後の母ラットを用いて再検討した。その結果、E_2投与ならびPPT投与によって不安様ならびにうつ様行動が、みられなくなった。しかし, DPN投与による行動における変化はみられなかった。したがって、産後3週間後のラットにみられる不安様ならびにうつ様行動の変化は、出産に伴うエストロジェンのERαを介した作用によるものであることが明らかとなった。ラットを用いた本研究によって、産後に不安様行動、うつ様行動がみられ、これら一連の行動変化は低濃度の17β-estradiolを4日間投与すると、みられなくなることを明らかにした。また、ERαの作用薬を4日間投与することでも、同様の効果がみられることから、エストロジェンの抗不安および抗うつ効果は、ERαを介する可能性が出てきた。ERβの作用薬では、このような変化はみられなかった。不安様行動、うつ様行動がみられる産後3週目のラット海馬、扁桃体では、脳内神経栄養因子(BDNF)のレセプターであるTrkBのタンパク発現量が増加していた。BDNFの変化はみられなかった。また、産後3週目のラット海馬(CA1)、扁桃体(Am)におけるERα免疫陽性細胞数は、性周期が回帰する産後5週間目と10週間目の非発情期ラットおよび同週齢の非発情期未経産ラットと比較して、有意に少ないことを明らかにした。興味深いことにこれら行動の変化の回復がみられる、性周期が回帰する産後5週間目と10週間目の非発情期ラットでは、同週齢の非発情期未経産ラットと比較して、CA1、DG、AmおよびMPOAにおけるERα免疫陽性細胞数が多いことを新たに明らかにした。以上のことから、産後3週目のラットは、不安様行動、うつ様行動がみられ、そのメカニズムにERαを介したTrkBの発現の変化が関与していることが明らかとなり、本研究は、産後うつならびに産後精神病の動物モデルとしての有用性ならびにERα作用薬の創薬への可能性を示唆する結果となった。
高齢者の在宅医療に家族機能が及ぼす影響と将来予測に関する研究

高齢者の在宅ケアでは、「対象者のみでなく、あくまで介護者をふくめた家族全体が精神的援助を求めている」という視点に立ち、人間尊重・尊厳の態度でRogersのカウンセリング的技法の3条件を用いたfamilycentered approach(家族中心療法)を2年間にわたって行った。その2年間にわたる家族中心療法のアプローチの効果判定と在宅での家族機能が在宅ケアに及ぼす影響評価のために、1)ケアカンファランスの場での評価、2)家族中心療法アプローチ前後に聞き取り質問票(GHQ30項目版等)による比較、3)訓練された第3者による評価等を行った。第3者の評価に関しては「病院関係者でない」ことを家族に伝え、「ケアの手伝いをする」という目的で2名の学生が数回訪問(平成6年10月-平成7年2月)した後に、簡易構成面接による家族機能評価を行った。対象:長崎県琴海町で在宅ケアを受けている独居者を除いた17人16世帯で、評価は死亡脱落群等を除いた14家族について行った。原則として1-2週に1回の割合で訪問し、週1回ケアカンファレンスを行った。結果:ケアカンファランスの中での評価では1年間で家族間の関係が変化した群(良好変化群7家族、悪化群1家族)、不変群(良好群4家族、放置・消極的群2家族)であった。GHQ平均得点比較ではアプローチ前(7.14)、後(4.42)とストレス度は低下していたが、有意な差は認められなかった。(1=0.06)第3者による訪問評価では良好変化が8家族、不変5家族、悪化1家族であった。このように家族中心療法は在宅ケアのストレスで脆弱化している要介護老人と介護者(家族)の家族機能を変容・強化させ、在宅ケアには有効なアプローチの一つであることが示唆された。またその家族機能の変容は対象老人の愁訴を軽減させていることも判明した。しかし、今後は介護者の高齢化や独居者の増加などの理由で、家族による在宅ケアが将来、難しくなっていくことも示唆された。
エネルギーフィルタリング収束電子回折による酸化物高温超伝導体の局所構造の定量評価

目的・方法:YBa2Cu30y(YBCO)系超電導体の臨界電流密度Jc、不可逆磁場Hirr、Jc-H曲線に於けるピーク効果等は材料の微細組織に強く依存している。YBCOでは、酸素濃度が周囲の温度や酸素分圧によって容易に変動する。酸素濃度の変動は結晶構造の変化だけでなくOやCuイオンの価数変動、ひいてはキャリアー分布状にまで変化をもたらす。本研究の目的はエネルギーフィルタリング収束電子回折を用いてYBCOの局所酸素濃度変化を定量的に評価するとともに、C面内のイオンの平均電荷分布を求めることである。結果・考察:(1)直径23nmのビームを[001]方向から入射して得られる電子回折パターンから軸比b/aを測定し、酸素濃度の局所変動を調べた。双晶を含む結晶では双晶を含まないものに比べて場所による酸素濃度変動幅が大きいこと、双晶ドメイン内部に比べて双晶境界近傍で酸素濃度変動が大きいことが判明した。双晶境界の有無によってピーク効果の現れ方が大きくことなる原因は酸素濃度の局所変動によるものであることが明らかになった。(2)理論計算の結果、00l系統の回折強度が酸素濃度変動に敏感であることがわかった。熱振動の結晶学的非等方性を考慮する方が、求められる酸素濃度は高い値を示すことがわかった。直径23nmの収束電子ビームを、厚さ80100nm程度の単結晶試料に照射して回折パターンから求めた酸素濃度は場所によって変動していた。収束電子回折強度をさらに詳細に解析すると、酸素濃度の変動だけでなくOやCuイオンの価数変動、ひいてはキャリアー分布状に関する情報を入手できることが確かめられた。本研究で確立された局所領域の酸素濃度測定、電荷分布測定手法は他の高温超電導体へも適用できる。目的:Y-Ba-Cu-O系酸化物高温超電導体の酸素濃度は、熱処理温度や雰囲気の酸素分圧などによって容易に変化する。酸素濃度の変化は臨界温度や臨界電流密度といった超伝導特性にも大きな影響を及ぼすので、局所的変動の測定は重要である。元素の局所濃度分析法としてX線エネルギー分散型分光法(EDX)があるが、重元素を含む系の中の軽元素の定量分析はでは容易でない。我々は、透過電子顕微鏡を使用する大角度収束電子回折(LACBED)の強度解析から酸素濃度変動を検出することを試みる。これは化合物の結晶構造因子が原子散乱因子を通してその組成に依存することを利用するもので、Ω型エネルギーフィルターを使うこで高い空間分解能を得ることおよび非弾性散乱成分を除去できること、さらに、画像記録にイメージングプレートを使うことで定量性を改善できること等が特徴である。結果:動力学的多波回折理論に基づく理論計算の結果、(1)YBCOではC軸に垂直に入射した時に励起される00l系統の回折強度が他の回折強度に比べて最も酸素濃度に敏感であること、(2)高指数回折、特にl>9の時に試料厚さ変動による回折強度振動が少なく、酸素濃度変動対してに敏感であることが明らかになった。一番敏感に変化する回折強度比I_<0016>/I_<0012>の変化を実測し、之を理論的に解析したところ、場所による酸素濃度yの相対的変化を±0.5%の精度および数nmの空間分解能で検出できた。酸素濃度は試料内部で均一ではなく、非超電導相粒子近傍や双晶境界近傍など場所によって微妙に変動していることが明らかになった。又、高真空中で電子線を照射すると、150秒で酸素組成が6.85から6.50まで減少することが解った。

目的:YBa2Cu3Oy(YBCO)系超電導体の臨界電流密度Jc、不可逆磁場Hirr、Jc-H曲線に於けるピーク効果は材料の微細組織に強く依存しており、実用上重要なパラメターである。本研究の目標は上記パラメターと微細組織との関連を詳細に解明し、超伝導特性改善あるいは新規超伝導材料探索の手がかりを得ることである。YBCOでは、酸素濃度が周囲の温度や酸素分圧によって容易に変動する。酸素濃度の変動は結晶構造の変化だけでなくOやCuイオンの価数変動、ひいてはキャリアー分布状にまで変化をもたらす。YBCO中では酸素濃度が局所的に変動している可能性がある。本年度は最新のエネルギーフィルタリング収束電子回折を用いてYBCOの酸素濃度の局所的変動を定量的に評価することである。結果・考察:観測した収束電子回折図形の強度と動力学的多波回折理論に基づく計算結果と比較した。昨年度、本研究補助費で購入したプラズマクリーナーは試料表面の汚染を防止するのに非常に有効であった。(1)電子照射による酸素濃度減少:回折強度比I_<0016>/I_<0012>が酸素濃度変動にもっとも敏感であることを理論的に確認した。I_<0016>/I_<0012>を酸素濃度yの関数として計算し、これを酸素濃度評価の指標としたた。150秒間の電子照射により、酸素濃度yの値が6.85から6.50まで減少することを確認した。yは照射時間と共に単調に減少するのではなく、50100秒の間に停滞があること、これは酸素脱離によって斜方晶のortho(I)からortho(II)を経て正方晶の非超伝導相へ変態する過程のortho(II)の出現に対応するものと考えられる。(2)Y-123内の酸素濃度の局所変動:上記(1)の結果をもとに、場所を変えながら照射直後の収束電子回折図形を観察。実測回折強度比と理論計算値を比較し、各点の酸素濃度を求めた。急冷溶融凝固法で作製された単結晶試料内でも、場所によって酸素濃度が局所的に変化していることが確かめられた。目的・方法:YBa2Cu3Oy(YBCO)系超電導体の臨界電流密度Jc、不可逆磁場Hirr、Jc-H曲線に於けるピーク効果は材料の微細組織に強く依存している。本年度の研究目的はエネルギーフィルタリング収束電子回折を用いてYBCOの局所酸素濃度変化を定量的に評価し、ピーク効果の原因を明らかにすることである。結果・考察:(1)直径23nmのビームを[001]方向から入射して得られる電子回折パターンから軸比b/aを測定し、酸素濃度の局所変動を調べた。双晶を含む結晶では双晶を含まないものに比べて場所による酸素濃度変動幅が大きいこと、双晶ドメイン内部に比べて双晶境界近傍で酸素濃度変動が大きいことが判明した。双晶境界の有無によってピーク効果の現れ方が大きくことなる原因は酸素濃度の局所変動によるものであることが明らかになった。(2)理論計算の結果、収束電子回折強度から酸素濃度を求めるには成分原子の正確な熱振動の情報(B因子の値)が必要であることがわかった。粉末中性子回折実験により求められているY, Ba, Cu, Oの室温におけるB因子を元にDebyeモデルを用いて任意の温度におけるB因子の値を計算した。
実験的マウス頭部外傷モデルにおけるエダラボンの一酸化窒素消去能について

重症頭部外傷は未だに救命が困難な疾患の一つである。本研究ではマウス頭部外傷モデルにおけるエダラボンの神経保護作用について検討した。雄性マウスに頭部外傷を作成し受傷後の活性酸素種、酸化ストレス、神経細胞死について経時に観察した。活性酸素種過剰産生と酸化ストレス・神経細胞死には時間的解離が存在し、受傷後3時間のエダラボン(3.0mg/kg)で最も高い神経保護作用が認めた。至適なタイミングによるエダラボン投与が,頭部外傷の治療効果をより高めるため有用であることが示唆された。重症頭部外傷(GCS8点以下)は未だに予後が悪く、治療法についての検討が急務とされている。頭部外傷では受傷直後に発生する直達損傷、その後に引き続いておこる二次的損傷があることが知られている。頭部外傷診療ではこの二次的損傷の抑制が非常に重要であり、様々な神経保護薬の研究・治験がおこなわれているが未だ有効な方法は確立されていない。酸化ストレスは受傷後に過剰に産生され、二次的損傷の増悪に関与していることが知られている。エダラボンは本邦で現在臨床使用可能な唯一の抗酸化剤であり脳虚血性病変ににおいてその有効性が報告されているが、頭部外傷における作用については十分な検討がなされていない。今回、マウス頭部外傷モデルでエダラボン投与による神経保護作用・その作用機序について検討をおこなった。結果、頭部外傷受傷後24時間後の損傷体積はエダラボン投与群で有意に改善を認め、損傷中心部分と比較して特に損傷周囲領域においてより改善を認めた。また、エダラボン投与群では損傷周囲の酸化ストレス代謝物(Nitrotyrosine, NT)の有意な減少を認めた。上記より、エダラボン投与により損傷周囲における酸化ストレスが有意に抑制され、神経保護作用につながっていることが考えられた。今年度は、エダラボンの酸化ストレスに制御に関わる機序について検討をおこない、頭部外傷におけるエダラボンにお神経保護機序の解明をおこなう。【目的】重症頭部外傷は未だに救命が困難な疾患の一つである。その病態には受傷直後におこる一次性脳損傷とその後に生じる二次性脳損傷が知られている。この二次性脳損傷の抑制が患者の予後決定に非常に重要であり,酸化ストレスやフリーラジカルの関与が示唆されている。エダラボンは活性酸素消去作用をもち脳梗塞で神経保護薬として用いられている。しかし,頭部外傷における神経保護作用については十分な検討が行われていない。本研究はマウス頭部外傷モデルに対するエダラボンの神経保護作用を検討した。【方法】雄成熟マウスの右頭頂部に頭部外傷を作成した。受傷直後に生理食塩水またはエダラボン(3.0 mg/kg)を投与し,24時間後の損傷領域を計測した。次に,頭部外傷後のフリーラジカル産生,酸化ストレス,神経細胞死について受傷直後,受傷から3,6,24時間で経時的に評価した。さらに,頭部外傷から3時間後に生理食塩水またはエダラボンを投与し4時間後のフリーラジカル産生,抗酸化能(Biological antioxidant potential, BAP)について検討した。【結果】エダラボン投与群では有意に24時間後の損傷体積の減少を認めた。また,頭部外傷後3時間からフリーラジカルは過剰産生され,酸化ストレス,神経細胞死は受傷から6時間後に認められた。さらに,受傷後3時間のエダラボン投与により損傷周囲のフリーラジカル産生の抑制と抗酸化能の上昇を認めた。【結論】エダラボンは頭部外傷後に産生されるフリーラジカルを抑制し,抗酸化能を高めることにより過剰な酸化障害を抑制し神経保護作用を有することが示唆された。
持続的農業における生物多様性と生物生産力

本研究は地球環境が大きく変化する中で持続的農業生産に寄与するための方法論について研究を行った。研究に着手するにあたり、まず、畑作を主体とするヨーロッパ型農業と水田を主体とするアジア型農業における農法上の特徴を比較し、持続型農業のための問題点を整理するところから手がけた。東京大学とスイス工科大学のグループによる共同の研究レビューはおのおの異なる農業生態系における持続的生産についての問題点の整理に非常に有効であり、それ以後の研究展開に大きな意義をもたらした。東京大学側ではこのレビューに基づいてスイス側と共同して研究展開すべき課題、水田という特殊性ゆえに東京大学側で主体的に取り上げる課題に整理した。共同研究は主として中元、小柳津が担当、秋田、山路はアジア固有の水田を主たる対象の場とし、生産力、基盤整備上の問題点についての研究を担当した。中元、小柳津は畑作における持続型農法のひとつの方向と考えられているprecision farming、土壌微生物の多様性と持続性について環境の違いによるあり方について多くの知見を得、水田における生産力については今後予想される地球環境変動下ての生産安定化のために、光エネルギーの消費系についての研究が今後ますます重要となることなどを指摘した。これらの知見は持続性の高い農業生産システムを構築する上て不可欠である生物生産力、生物多様性をめぐる研究展開の将来方向に大きな示唆を与えるものである。近年の農業活動は,効率化重視の生産体制のなかで,必ずしも環境保全的あるいは持続的とは言えなくなってきている.時速性の高い農業システムを再構築するための基礎的な条件の解明をすすめた.1.農業の環境インパクトの中から水質を取り上げ,関連文献を読み論点を整理した.不耕起栽培は投入エネルギーを低下させるものの、用水量を増大させ環境負荷を高めるおそれがあると判断され,今後の更なる検討の必要が生じた.(山路)2.不耕起栽培について,ヨーロッパの小麦栽培との対比の上で,我が国の水田作の特徴,とくに栽培方法の変化に伴う水稲の生育パターンの変化について文献を収集し整理した.畑作に比べると水田作は持続性の高い生産体系であり,現時点でここに不耕起栽培を導入することによる生育面からの利点は多くないことを指摘した.しかしながら,不耕起栽培にともなう生物多様性の増加は病虫害の軽減につながる可能性がある.(秋田)3.畑作の不耕起栽培圃場(スイス,Rutti-Zollikofen)においては,慣行のブラウ耕に替わる不耕起栽培あるいはチゼル耕によって,土壌中の生物孔隙の量が増加することが分かった.これは,土壌動物の活動がこれらの保全耕うんによって活発になったためと推察された.生物孔隙の量は,栽培管理法に伴って生物多様性の指標となりうると考えられる.(中元)4.物質循環の面からは,都市ゴミや下水汚泥を農耕地に投入することが課題となる.この場合に問題となる農耕地に混入した重金属の毒性を,土壌微生物への影響に基づいて評価した.連続抽出法によって混入した重金属を画分化して評価したところ,水溶性および交換性の画分が微生物の生育と多様性に影響を与えることが分かった.今回行った微生物に対する毒性評価は.従来植物を栽培し長時間を要した方法に替わる迅速な評価法となることが期待される.(小柳津)昨年度までで一応ヨーロッパ型畑作とアジアの水田における持続型農業の比較研究を一段落した(Avibardictal.1998)ので、本年度はヨーロッパの平坦地畑作地帯と大きく異なる生態下にある低湿地を主体とするオランダ農業、ヨーロッパ北限の畑作地帯、アメリカ大陸畑作北限地帯における持続的生産をめぐる諸問題の聞き取り、現地調査をオランダ、イギリス、カナダの研究者の協力を得て実施する(3月6日-3月17日)。(秋田)また、耕起および不耕起処理がAM菌を中心とする土壌微生物相にどのような影響を与えるかなど、AM菌の生態を日本とスイスの圃場において検討することを目的とした。本年の交流では、まずAM菌胞子の計数や同定法について検討した。日本の田無においては、AM菌胞子の数がスイスに比べて著しく少ないこと明らかになった。

前作や重金属による影響とは見られないことから、AM菌相の違いが胞子の数に反映しているのではないかと考えられる。(小柳津、Mozafar、Frossard)さらには、保全型耕起にともなう生物多様性の増加について検討、特に本年は土壌の微生物相の評価を行ったところ、スイスにおける小麦の栽培圃場においては、保全型耕起の一種であるチゼル耕によって慣行のプラウ耕に比べて土壌中の細菌数と糸状菌数が増加する傾向がみとめられ、土壌病害の軽減に活用する可能性が示唆された(中元)。なお、圃場の不均一性を評価する一方法として、作物の生育状況をバルーンを用いたリモートセンシングの適用の可能性について検討中(山路)。一般に呼吸の温度係数(Q_<10>)は多少の変動はあるものの2に近い場合が多いとされてきたが、イネ個体全体のQ_<10>がどのような条件下で変動するかについて検討した。その結果、暗黒にしてからの時間に伴い低下し、また、15と25°C、20と30°C、25と35°Cの測定温度範囲でのQ_<10>の平均値は各々2.14,1.76及び1.56と低温下ほど高かいことを見いだした。さらに、長期間にわたり日中の光強度が高い場合にもQ_<10>が高くなることを明らかにした。これらの結果は、特に、温度範囲によるQ_<10>の変動はこれまでその根拠が明らかにされていなかった温度の日較差の大きい地帯でイネの収量が高くなる現象に対し、エネルギー収支面から一つの根拠を与えるものと考えられた。また、この結果は地球温暖化にともなう作物収量の変動予測モデルの作成に当たっては新たな呼吸モデルを用いる必要性があることを指摘した。(秋田)耕起および不耕起処理とAM菌を中心とする土壌微生物相の変動を昨年度に続いて検討、AM菌胞子の数がスイスに比べて著しく少なく、AM菌相の違いが胞子の数に反映していることを明らかにした。(小柳津)さらには、precision farmingの基礎となる作物収量の圃場内変動について調査、従来考えられていたよりはるかに大きな変動を認めた。(中元)また、圃場の不均一性を評価するためのバルーンを用いたリモートセンシングの適用について一定の見通しを得た。(山路)
作動流体の圧縮性を考慮したキャビテーション不安定現象の解析

ロケット用ターボポンプインデューサに生じるキャビテーション不安定現象に対する流体の圧縮性の効果を調べることを目的として、作動流体の圧縮性を考慮した、2次元平板翼列に生じるキャビテーションの有限ピッチ解析モデルの構築に取り組んできた。西山らが提案した、圧縮性流れに対する亜音速吹き出しとy軸正方向に軸を有する圧力二重吹き出しを用いて2次元平板翼列回りの定常流れ解析を行った結果、マッハ数が大きくなると、各翼のキャビティが長くなることが判明した。マッハ数の増加に伴うキャビティ長の増加は局所キャビテーション数の低下に起因することがわかった。次に、微小じょう乱を仮定して、翼列回りの圧縮性流れの安定性解析を行った。旋回キャビテーションに相当する変動に対する解析により、マッハ数が増加すると旋回キャビテーションが発生するキャビテーション数の範囲が増加することがわかった。これはマッハ数の増加に伴い、キャビティ長が増加することに起因していると考えられる。以上の結果は、2006年9月に開催された日本機械学会2006年度年次大会(講演論文集、2巻、06-1号、203-204頁)で発表された。また、本安定性解析により、非圧縮性流れに対する解析では得られなかった変動モードが得られた。マッハ数が0.3の場合には、キャビテイがほとんどない高キャビテーション数の領域で、そのストローハル数が、気柱振動の2倍振動のストローハル数に近い値で一定になることがわかった。これは、マッハ数の増加に伴い、キャビティ表面上の流速が増加することに起因することがわかった。本結果は2006年3月17日に開催される日本機械学会関西支部第81期定時総会講演会で発表される。マッハ数の増加に伴いキャビティが長くなることから、マッハ数が増加すると不安定キャビテーションが発生するキャビテーション数の範囲が増加することが推察された。また、微小じょう乱を仮定して、翼列回りの圧縮性流れの安定性解析を行った。旋回キャビテーションに相当する変動に対する解析により、マッハ数が増加すると旋回キャビテーションが発生するキャビテーション数の範囲が増加する可能性があることがわかった。これは定常流れ場の解析から推察された結果と一致する。しかし、計算プログラムの妥当性のチェックが十分といえるほど行われていないため、流れ場の安定性解析の結果を公表するまでには至っていない。今後は、プログラムの妥当性の確認のために無限遠方における流れ場の挙動の調査、およびキャビテーションサージに対する解析モデルの構築を行う予定である。
メゾスコピック量子導体における情報流・熱流・電流のゆらぎ

本研究のめざすところは、メゾスコピック量子導体を対象に、エンタングルメント・エントロピー(情報エントロピー)と電流と熱流(熱力学的エントロピー)の相関を調べ、測定が困難なエンタングルメント・エントロピーを、電流または熱流の測定値から評価する方法を見出すことである。最終的には「揺らぎの定理」を取り入れた形に拡張することをめざす。H30年度は、非平衡定常状態におけるボーズ粒子系についてRenyiエンタングルメントエントロピーの計算方法を構築し、これまで構築した理論を用いて、量子力学が与える情報通信路容量の限界について研究を行った。主な結果は以下である。1)多重Keldysh経路上の経路積分法に基づき、Renyiエンタングルメント・エントロピーをフェルミ粒子にくわえボーズ粒子ついても求める手法を構築した。この結果から、完全計数統計理論におけるキュムラント生成関数と、Renyiエンタングルメント・エントロピーを結びつける関係式を、ボーズ粒子とフェルミ粒子の場合で得た(ただし相互作用が無視できる場合に限られる)。この関係式は、過去に知られていた、分配関数とRenyiエンタングルメント・エントロピーを結びつける関係式を、非平衡定常状態に拡張したものと位置づけられる。この方法を適用し、一つのボーズ粒子が運ぶ情報量の分布を求めた。これらの結果を論文にまとめた。2)量子導体を介して、情報量を転送した場合における情報通信路容量を計算した。具体的には2端子量子ドットを対象に、Renyiエンタングルメント・エントロピーを熱流量についての拘束条件を与えたもとで計算した。その結果、情報の揺らぎ分布、ゼロ次のRenyiエントロピー、分割数そして最大通信路容量を結びつける関係式を示した。これはJarzynski等式と呼ばれる、非平衡熱統計力学における普遍的な関係式と似た形をしている。以上の理由から、おおむね順調に進んでいると自己評価した。これまで、電流揺らぎ・熱流揺らぎ・情報エントロピー流の揺らぎの関係を明らかにすることを目的に研究を進めてきた。H30年度以降の当初の研究計画は、「(A-3)熱量と部分系の自己情報量の同時確率分布の計算」および、「(B)揺らぎの定理を情報流を含んだ形に拡張する」、の2点である。「(B)揺らぎの定理を情報流を含んだ形に拡張する」に関しては、【研究実績の概要】(2)に述べた、最大通信路容量に関して得られた、Jarzynski等式に似た関係式が手がかりになると考えている。Jarzynski等式は、揺らぎの定理から導くことができ、揺らぎの定理は物理法則の微視的可逆性から導出される。しかし今回、Jarzynski等式に似た関係式を得た理由は、情報量の揺らぎを解析する手法と、揺らぐ系の熱力学の解析する手法に共通点があったからである。今後は、この解析手法の共通点を手がかりに研究を進める。H29年度の「現在までの達成度」で記述したとおり、今まで「2つの分布がどのぐらい近いか?」を測る,相対エントロピーの揺らぎの分布を計算している。2019年度は、今まで得ていたこの結果を、情報理論で用いられている揺らぎを解析する手法を用いて解釈し直すことで、「(A-3)熱量と部分系の自己情報量の同時確率分布の計算」および、「B)揺らぎの定理を情報流を含んだ形に拡張する」の2点について検討する。またそれと同時に、「受信機側に熱雑音がある場合に、どの程度信号を雑音から区別できるか?」について検討する。これは古くから検討されている問題であるが、情報量の揺らぎを含めた形に拡張することで、新たな知見を得ることを目ざす。本研究の目的は、メゾスコピック量子導体を対象に、エンタングルメント・エントロピー(情報エントロピー)と電流と熱流(熱力学的エントロピー)の相関を調べ、測定が困難なエンタングルメントエントロピーを、電流または熱流の測定値から評価する方法を見出すことである。H29年度研究計画は、電流揺らぎ・熱流揺らぎ・情報エントロピー流の揺らぎの関係を明らかにすることである。今まで、電流と情報エントロピー流の同時確率分布を計算する手法を構築し、情報伝送の効率(情報エントロピー流と電流の比)の揺らぎの分布関数の計算をおこなった。1)相互作用を無視でき、透過率のエネルギー依存性も無視できる理想的な状況においては、電流の揺らぎと、情報エントロピー流の揺らぎは一対一に対応することを示した。これは、電流の確率分布が求まれば、情報エントロピー流の確率分布が求まることを意味する。ただし、この一対一対応は、透過確率がエネルギーに依存する場合は失われる。2)情報伝送の効率の確率分布を計算した結果、揺らぎが非常に大きいことがわかった。とくに、透過する電子数の期待値が0に近づくにつれて、一つの電子が運ぶ情報量の期待値は発散し、その揺らぎも増大する。これは揺らぎによって、透過電子数が極めて小さくなる場合があり、その場合は一つの電子が運ぶ情報量が増強されるからである。これは一つの電子が運ぶことのできる情報量の大きさと、その値の正確さのトレードオフとみなすことが出来る。

H30年度以降に計画している熱流揺らぎの研究への取り組みも開始しており、プレリミナリな結果を得て、学会で報告している。現在まで、「2つの分布がどのぐらい近いか?」を測る,相対エントロピーの揺らぎの分布を計算し、報告した(内海裕洋「情報流および熱流揺らぎの透過率依存性」日本物理学会2017年秋季大会岩手大学(上田キャンパス)2017年9月)。しかし、期待に反して、相対エントロピーの揺らぎ分布からエンタングルメント・エントロピーに関する有益な情報を得る方法は単純ではないことが分かってきた。そのため、H30年以降も続けて取り組む必要がある。その一方で、一旦エンタングルメントを離れ、情報エントロピー流の揺らぎの分布を、熱雑音が信号として送信機から送られた場合に、受信機で受け取る情報量の分布とみなして、得られた結果を解釈し直す試みも行った。その結果、量子力学が与える通信容量の限界値と、エンタングルメントハミルトニアンの固有値の数の間に密接な関係があることを見出すことができた(内海裕洋「量子ドットの熱流と通信路容量の上限」日本物理学会第73回年次大会東京理科大野田キャンパス2018年3月)。以上の理由から、おおむね順調に進んでいると自己評価した。本研究のめざすところは、メゾスコピック量子導体を対象に、エンタングルメント・エントロピー(情報エントロピー)と電流と熱流(熱力学的エントロピー)の相関を調べ、測定が困難なエンタングルメント・エントロピーを、電流または熱流の測定値から評価する方法を見出すことである。最終的には「揺らぎの定理」を取り入れた形に拡張することをめざす。H30年度は、非平衡定常状態におけるボーズ粒子系についてRenyiエンタングルメントエントロピーの計算方法を構築し、これまで構築した理論を用いて、量子力学が与える情報通信路容量の限界について研究を行った。主な結果は以下である。1)多重Keldysh経路上の経路積分法に基づき、Renyiエンタングルメント・エントロピーをフェルミ粒子にくわえボーズ粒子ついても求める手法を構築した。この結果から、完全計数統計理論におけるキュムラント生成関数と、Renyiエンタングルメント・エントロピーを結びつける関係式を、ボーズ粒子とフェルミ粒子の場合で得た(ただし相互作用が無視できる場合に限られる)。この関係式は、過去に知られていた、分配関数とRenyiエンタングルメント・エントロピーを結びつける関係式を、非平衡定常状態に拡張したものと位置づけられる。この方法を適用し、一つのボーズ粒子が運ぶ情報量の分布を求めた。これらの結果を論文にまとめた。2)量子導体を介して、情報量を転送した場合における情報通信路容量を計算した。具体的には2端子量子ドットを対象に、Renyiエンタングルメント・エントロピーを熱流量についての拘束条件を与えたもとで計算した。その結果、情報の揺らぎ分布、ゼロ次のRenyiエントロピー、分割数そして最大通信路容量を結びつける関係式を示した。これはJarzynski等式と呼ばれる、非平衡熱統計力学における普遍的な関係式と似た形をしている。【現在までの進捗状況】で述べた、H29年度研究計画「(A-2)情報伝送の効率の分布の計算」について、論文では電子を対象にした。
メタボロミクスを基盤としたモデル植物と実用植物との比較ゲノム学

本研究では、植物における物質代謝、特に多様な二次代謝について、モデル植物シロイヌナズナと実用植物について比較ゲノム学的アプローチと部分的なメタボローム解析を組み合わせることにより物質生産制御ネットワークを解明した。アントシアニン生合成については、シロイヌナズナとシソにおけるアントシアニン過剰生産変異体において発現上昇する遺伝子産物の機能解析を行った。特に新規アシル転移酵素の触媒機能およびグルタチオンS-転移酵素ホモログ物質輸送への関与を明らかにした。また、カンプトテシン生産については、アルカロイド生産毛状根特異的遺伝子の機能をRNAi法等により調べ、生合成経路を構成する触媒酵素ならびにこれらを上位で制御する調節遺伝子に関する新しい知見を得た。同時に強い細胞毒性を示すカンプトテシン生産植物の自己耐性機構を明らかにした。また、ルピナス属植物におけるキノリチジンアルカロイドについては、生産品種と非生産品種の比較からアルカロイド生産に関与する触媒酵素遺伝子を単離し、組換えタンパク質の触媒活性を明らかにした。これらの知見は、植物における多様な物質生産制御メカニズムを基礎的に理解し、将来的な応用への展開が可能である。1.シロイヌナズナにおけるアントシアニン変異体(pap1-D変異体)特異的遺伝子の機能解析マイクロアレイ解析によりpap1-D変異体特異的に発現が上昇していることが示された糖転移酵素遺伝子ならびにアシル基転移酵素遺伝子について、それぞれのノックアウトラインにおけるフラボノイドの配糖化およびアシル化パターンの変化から、それぞれの遺伝子産物の機能が明らかになった。2.シソにおけるアントシアニン変異体(アカジソ)特異的遺伝子の機能解析PCR-select subtraction法によりアカジソ特異的遺伝子断片として得られたグルタチオンS-転移酵素(GST)ホモログ遺伝子およびカルコン異性化酵素(CHI)ホモログ遺伝子の塩基配列をもとに、それぞれの全長cDNAクローン,PfGST1およびPfCCHI1,を得た。PfGST1は、シロイヌナズナにおけるホモログ遺伝子欠損変異体の葉柄におけるアントシアニン蓄積を相補し、PFGST1がアントシアニン蓄積に関与するGSTであることが示された。3.チャボイナモリ毛状根におけるカンプトテシン生産特異的遺伝子のプロファイリングと機能解析植物ホルモンの添加により脱分化しアルカロイド生産能を失った毛状根由来の懸濁培養細胞とカンプトテシン高生産毛状根を用いてPCR-select subtraction法により毛状根特異的遺伝子をプロファイリングした。その結果、既知のトリプトファン脱炭酸酵素(TDC)、ストリクトシジン合成酵素(STR)遺伝子の他に、ゲラニオール10-水酸化酵素(G10H)、セコロガニン合成酵素(SLS)、複数のP450、ABCトランスポーターおよび転写調節因子のホモログ遺伝子断片が得られた。さらにこれらの配列をもとにRNAiコンストラクトを作製し、RIバイナリーベクター系によりチャボイナモリ植物を形質転換し毛状根を得た。二次代謝の異なる成分変種および培養細胞から、二次代謝に伴って発現する遺伝子をプロファイリングし、それぞれの機能を解析することにより二次代謝の分子制御機構を解明することを目的として本研究を行った。シロイヌナズナにおいてPAP1遺伝子の過剰発現により発現が有意に上昇する糖転移酵素、アシル基転移酵素、グルタチオンS-転移酵素、および糖トランスポーター様をコードする遺伝子について、それぞれの遺伝子のノックアウトラインの代謝物の詳細なプロファイリングを行い、フラボノイドの配糖化およびアシル化パターンの変化からそれぞれの遺伝子がコードする酵素の機能を明らかにした。このうちアシル基転移酵素について組換えタンパク質を用いたin vitroアッセイにより基質・反応部位特異性など詳細が明らかになった。さらに、遺伝子発現プロファイルを基にしたネットワーク解析を行い、既知の代謝酵素遺伝子と発現プロファイルの近い遺伝子のみが当該代謝制御に関与することを明らかにした。また、シソにおけるアントシアニン変異体(アカジソ)特異的遺伝子として単離されたbHLH転写調節因子について、全長cDNAの単離と塩基配列決定を行い、この転写因子が機能未知のbHLHファミリーに属することを明らかにした。

また、抗がん剤原料カンプトテシンを高生産するチャボイナモリ毛状根からアルカロイド生産毛状根特異的遺伝子としてプロファイルされたトリプトファン脱炭酸酵素(TDC)、ストリクトシジン合成酵素(STR)、ゲラニオール10-水酸化酵素(G10H)、セコロガニン合成酵素(SLS)、P450、トランスポーターおよび転写調節因子のホモログ遺伝子断片についてRNAiコンストラクトを作製し、これらを導入した毛状根における当該遺伝子発現とカンプトテシン生産量の変動を調べた。ゲノム情報が利用できるモデル植物と非モデル植物において、二次代謝の異なる成分変種および培養細胞から二次代謝発現に伴って発現する遺伝子をプロファイリングし、それぞれの機能を解析することにより二次代謝の分子機構を解明することを目的として本研究を行った。1.アントシアニンを生産するシロイヌナズナPAP1過剰発現変異体において発現誘導されるアシル転移酵素およびグルタチオン転移酵素(GST)ホモログの機能解明myb因子PAP1の過剰発現によりアントシアニンを過剰生産する変異体において発現誘導される遺伝子群についてそれぞれ機能解析を行った。まずPAP1変異体において発現誘導されるアシル転移酵素のうち、1つについてT-DNA挿入ノックアウトラインをショ糖ストレス下で培養して蓄積されるアントシアニンを分析し、そのプロファイル変化から機能を解明した。また、3つのGSTホモログについてT-DNA挿入ノックアウトラインをショ糖ストレス下で培養して蓄積されるアントシアニンを分析し、TT19のみがアントシアニン蓄積に関与することを明らかにした。また、これらのGSTホモログタンパク質はGST活性をもたないことを明らかにした。2.カンプトテシンを生産するチャボイナモリ毛状根特異的遺伝子のプロファイリング昨年度、カンプトテシン生産毛状根と非生産懸濁培養細胞を用いたPCR-select subtraction法によりプロファイリングした毛状根特異的遺伝子、既知の触媒酵素遺伝子(TDC, STR)、機能未知の触媒酵素遺伝子(P450;OXR)、転写調節因子等について、全長cDNA配列の単離と配列解析ならびにRNAi法による遺伝子抑制毛状根作出を行った。さらにこれらのRNAi毛状根において当該遺伝子が抑制されていることを確認した。次年度はこれらの抑制毛状根における代謝物変動解析を行う。アントシアニン生合成について,モデル植物シロイヌナズナにおいてPAPIMYB転写因子の過剰発現によりアントシアニン過剰生産するようになった変異体において特異的に発現上昇する遺伝子のうち,アシル転移酵素遺伝子およびグルタチオンS-転移遺伝子の機能を解明した。また,実用植物シソのアントシアニン過剰生産変位品種であるアカジソ特異的遺伝子をプロファイルし,特異的に発現するグルタチオンS-転移酵素遺伝子がシロイヌナズナのttl9変異体の植物体におけるアントシアニン蓄積を相補し,種皮におけるプロシアニジンの蓄積を相補しないことを示し,シロイヌナズナとシソのホモログタンパク質の間に機能の相違のあることが明らかになった。
統合失調症寛解期の持効性注射剤の減量とその後の再発を予測するバイオマーカーの探索

本研究では、第2世代抗精神病薬の持効性注射剤(SGA-LAI)の投与を受けている、症状の安定している統合失調症患者を対象として、SGA-LAIの用量を減量する群と維持する群に無作為に分け、その後52週間に渡って追跡し、精神症状、認知機能、社会機能、主観的体験、副作用などを定期的に評価する。さらに研究対象者のうち同意を得られた者に対しては、研究参加時に、脳神経機能を反映する様々なバイオマーカーを測定し、その後の再発との関係を検討することで、再発を予測するバイオマーカーを探す。
摂関院政期における国家と神祇祭祀の研究

摂関・院政期の公的祭祀の性格・構造・社会的意義を明らかにし、この時期の国家体制の特質を解明することを目的に、朝延の祭祀、貴族社会の氏神祭祀について、それぞれの成立、相互関係、奉斎の主体、およびその主体と国家中枢との関係、諸祭祀への朝延の関与の実態までを解明して、総合的視野に立った平安時代祭祀制度と信仰形態について構築することを目指した。1、摂関・院政期の主要古記録(日記)に記載されている神祇祭祀関係記事の検討では、十世紀に展開する祭祀儀礼の記事を全てカード化することを完了させコンピュータに収録して検索が可能になった。史料の翻刻については、神祇官関係記録として重要な『顕広王記』の日記の翻刻作業を進めた。日記に記載されている人名の特定に困難を極めているが、今後も完成に向けて継続してゆく予定。2、寺社文書の検討については、上記1の古記録を中心にすることで、時間的余裕がなかったことから大系的な検討・研究には至らなかった.3、写本の撮影収集は、『西宮記』などの儀式書、『顕広王記』の原本・写本・神宮祭主藤波家関係文書の収集を行った。4、祭礼調査は、祭祀の本義を理解する上で貴重な経験であり、各自の研究に反映している。以上の基礎調査については、ほぼ所期の目的を達成することができた。この転換期は天皇個人の意志にかかわる性格を有して始まるが、院政期の国家と祭祀の関係は、さらに多様性をもつようになってゆく。これは国制機能そのものの変化と院個人の祭りに対する意志が明確に表され、後白河院と祭祀の関わりに濃く反映されてくる。上の基礎的作業を進める中で、国家祭祀・神祇祭祀の性格(公祭の概念)・貴族社会の神祇祭祀と信仰への関与の在り方・神仏関係などの方面に、摂関期と院政期の間に大きな意識的変革のあることが明確になり、相互の研究から確認しあうことができ、個々の研究成果に盛り込むことが可能となった。本年度は基礎作業として1先行研究の整理2祭祀儀礼のカ-ド化およびコンピュ-タへのインプット、3未翻刻史料の翻刻輪読を行った。その結果、以下のような知見を得た。1先行研究はその大部分が政治形態の分析に留まり、摂関院政自体の構造解明は不十分であるこ、特に宗教・祭祀・儀礼面の分析は仏教関係を除いて全くといっていいほどなされていないが、院政の構造解明の上ではこれが必要不可欠の要素であること.2十一世紀後半から、朝廷を中心とする貴族社会で従来みられなかった多くの祭祀儀礼が行われるようになること、それらは宮〓祭に代表されるような十世紀以前の祭祀とは性格を異にするものであること3朝廷と院の関係については従来は政治史・政治権力の所在のみから論じられその結果から、十二世紀十三世紀においても国家の中心はやはり朝廷にあるとされる。それは妥当な見解ではあるが、祭祀・儀礼面からみると両者の関係はほぼ均衡しており女院その他権門の在在を考えるとき、権力はともかく権威の面では必ずしも朝廷の存在ばかりを評価することはできないこと4摂関院政期は官司請負制の確立期といわれるが、これが政治実務関係諸機関ばかりでなく祭祀儀礼関係機関でもみられることが判明した。

たとえば神祇官では、いわゆる白川伯王家がこの時期に成立すること、その祖顕広王は子孫に宮職を世襲させるため朝廷や院に様々な働きかけを行いそれに成功したこと、また神祇官という公の機関自体が年預に代表される白川家の家政執行者によって運営されるようになっていくことがわかった。以上のような知見をもとに来年度は更に国制機構と祭祀の関係について研究を進める予定である。第2年度目に入り、基礎作業の継続として、(1)祭祀儀礼のカ-ド化およびコンピュ-タへのインプットを進め、(2)史料の翻刻輪読を行ない、研究では、(3)摂関期から院政期へ転換する時期における祭祀制度の推移を総合的に検討し、とくに後白河院政下における祭祀制の特質について考察を試み、以下のような知見をえることができた。(1)の祭祀儀礼のコンピュ-タへの入力作業は、十世紀の摂関時代形成期百年間を対象として、本年度でほぼ終え、この実績は項目を選定して報告に収載する予定である。(2)は「為房御記」の輪読と「顕広王記」の翻刻作業をすすめ、院政期に入る時代の特質と院政会盛期の国制と祭祀の動向を明らかにすることに努めた。但し、この二書の講読だけでは不充分であり、その他の日記類も併行して輪読する必要性を痛感し、来年度も継続の予定.この日記による研究と併行して、平安後期に盛かんになり、現在もつづいている京都の祭礼(本年度は稲荷祭・松尾祭・祇園祭など)の実地調査を行ない、記録からだけでなく、現代の祭りの次第を通して、古代に遡るという新しい研究の方向性を模索した。京中庶民の祭礼が、院政のもとで国家的立場からどう捉えられ位置づけられていたかは、現在につづく祭りの性格を知ることによって明らかにできる部分のあることが理解できた点は本年度の重要な成果の一つである。これらを総合して、(3)の摂関院政期の祭祀制は、神社行幸に代表される如く、天皇個人の意志にかかわる性格を有して始まるが、院政期の国家と祭祀の関係は、さらに多様性をもつようになってゆく。これは国制機能そのものの変化と院個人の祭りに対する意志が、より明確に表現され、その到達点である後白河院と祭祀の関わりに濃厚に反映してくる。次年度は後白河院政へ到る過程を埋めることで祭祀制の全体像を描く。本年度(平成四年度)が研究の最終年度であるため、2カ年にわたって進めてきた基礎作業の継続とともに、「まとめ」のための総合研究についても、各自の分担に沿って所期の目的は達成することができた。平安時代の中期・後期(摂関・院政期)に展開する神祇祭祀は国家の体制・機構と深く結びついており、国家公的の祭祀がどのような形態・体制のもとで運営されていったのか。祭祀の主宰者、関与の実態を歴史的推移の過程の中で明らかにすることに努めた。1、摂関院政期における祭祀関係記事をとりあげ検討を加えた。日記の記主の地位・立場によって記述の内容が異なることが明らかにされ、記録を史料として扱うことは十分の史料吟味の注意を必要とすることが理解できた。平安後期から鎌倉期にかけての神祇官関係の記録として重要な『顕広王記』をはじめとする伯家の日記の翻刻作業は人名の特定が難しく遅れたが今後も継続する予定。大中臣祭主関係記事の収集については、当初の目的どおり進めることができ、単行本として刊行できた。2、神社文書の検討については、石清水放生会を研究する過程で石清水文書の宣命など一部を考察するに過ぎなかった。3、写本の撮影収集は国立公文書館内閣文庫・神宮文庫の大中臣氏関係記録を主に集めることができ、祭祀氏族として古代から近世までつづいた大中臣氏(藤波家)の歴史を研究する上で貴重な成果をあげることができた。4、祭礼調査は、主に平安期から盛んになる京都の祭りを中心に、これまで十分に調査できなかった所と、伊勢の祭主遺跡調査に重点をおいて進め、一応の成果があった。
適応度地形と進化動態:理論と実験進化系・分子疫学データによる検証

○強毒病原体の出現:宿主の集団構造による適応度地形の双安定化と強毒株の飛躍進化毒性の進化の理論は一般に感染と回復のトレードオフによって定められる毒性の最適のレベルへの適応進化を予測する。ここでは空間的な構造をもつ集団を考え、獲得免疫をもつ宿主に感染する病原体の毒性の進化を考える。宿主間ネットワークとして正方格子上の規則的なリンクを部分的にランダムに付け替えたsmall worldネットワークを採用し、ランダムリンクの割合を変える事で感染の局所性を変える。進化動態の解析の結果、感染が局所的であればあるほど、強毒の病原体が有利になりやすいことが分かった。さらに、宿主の局所的な接触と社会構造によって進化動態の双安定性が引き起こされ、その結果、病原体の集団において毒性の急激な変化が起こり得ることが理論的に示された。このモデルはウサギ出血病ウイルスの強毒変異株が突然出現したことに理論的な説明を与える。研究成果はScience誌に掲載発表した。○抗原型変異株と宿主の集団免疫・交差免疫に基づく伝染病流行予測。インフルエンザやデング熱など異なる抗原サブタイプが時期をずらして流行する病原体の有効な予測モデルを構築するため、交差免疫と感染率の季節性を考慮した疫学モデルの非線形共鳴、系統ごとの振動パタンの同期と非同期、流行の順序などを疫学モデルにもとづき解析し、系統ごとに流行年のずれる非同期振動は交差免疫が弱いときに起こりやすく、抗原性の近い系統は流行年の同調した複数年周期振動を示しやすいことなどを明らかにした。強毒病原体の出現:宿主の集団構造による適応度地形の双安定化と強毒株の飛躍進化毒性の進化の理論は一般に感染と回復のトレードオフによって定められる毒性の最適のレベルへの適応進化を予測する。さらに、宿主の局所的な接触と社会構造によって進□化動態の双安定性が引き起こされ、その結果、病原体の集団において毒性の急激な変化が起こり得ることが理論的に示された。研究成果はScience誌に掲載発表した.○抗原型変異株と宿主の集団免疫・交差免疫に基づく伝染病流行予測。インフルエンザやデング熱など異る抗原サブタイプが時期をずらして流行する病原体の有効な予測モデルを構築するため、交差免疫と感染の季節性を考慮した疫学モデルの非線形共鳴、系統ごとの振動パタンの同期と非同期、流行の順序などを学モデルにもとづき解析し、系統ごとに流行年のずれる非同期振動は交差免疫が弱いときに起こりやすく抗原性の近い系統は流行年の同調した複数年周期振動を示しやすいことなどを明らかにした。○制限酵素の認識配列の進化。バクテリアの制限・修飾酵素系は、非自己の(=修飾されていない)DNAを特定の認識配列部位で切断することによりファージの感染を防ぐ生体防御システムである。このホスト生体防御により、寄生者ゲノムの塩基配列には強い自然選択が働く。実際、ファージゲノム中にはホストの制限酵素によって認識される部分配列が極端に少なく、restriction avoidanceと呼ばれている。当課題では、制限酵素による切断という選択圧のもとで、制限酵素の認識配列がどう進化するか、そしてこの選択圧がゲノムの部分配列出現頻度をどう改変するかについての包括的な数学理論を構築して解析した。2つの制限酵素の認識配列が包含関係(一方がもう一方の部分配列)にあるとき、この両者の間にファージとの感染動態(ファージ切断部位の修飾型の出現とRバクテリアへの感染の動態)を通じて強い競争が働くことを、感染圧が強いほど認識

配列の長さは短くなる方向に進化することなどを理論的に示した。REBASE上の認識配列探索によりこのような包含関係にある制限酵素が同じバクテリア種内に数多く見つかり、上記の制限酵素間競争が実際に起こっていることが示唆された。