hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合センサシステムの構成とその移動ロボット走行制御への応用

その結果、(1)ロボットの走行環境に対する制限を少なくし、ロバスト性をもたせるためには、ロボットの行動様式を階層的に分割して制御するのが有効である。(2)通路型環境を想定して、均質コスト法に基づく経路計画による走行実験を行い、交差点検出にはパタ-ン認識でまた衝突の危険に対する危険度をロボットの走行経歴から設定して、与えられた地図情報上へ検出された地図情報を表現することが可能になった。(3)以上の結果により、いまだ不十分ではあるが、視覚センサと衝突センサのセンサ情報を複合してロボットの走行制御を実行することを実現した。
レトロウイルスを利用した癌関連遺伝子の探索とその発現・機能の解析

新規癌遺伝子および癌抑制遺伝子の探索という本研究班の中心テ-マに添って、この1年間各班員の精力的な研究が進められてきた。本班の研究成果のうち特筆すべきものとしては次のようなものが挙げられる:1).トリ筋腱膜繊維腫発症の原因遺伝子としてvーmafが単離され、続いてヒトおよびトリ細胞に含まれるcーmaf遺伝子、さらにはmaf関連遺伝子の一つmafBが単離され、それらの構造解析が行われた。その結果、maf遺伝子産物はロイシンジッパ-構造をもつDNA結合蛋白質で、ホモ二量体、またはmafBとの間でヘテロ二量体を形成し、胚発生の段階で重要な役割をなしていることが明らかとなってきた(西澤)。2).ラットから新規myc関連遺伝子sーmycが単離され、その構造と機能の一部が明らかにされた。sーmyc遺伝子はイントロンーエキソン構造をもたない新しいタイプのmyc関連遺伝子で、その発現は、neu遺伝子の活性化によって癌化したラットの神経系腫瘍細胞RT4ーACのもつ造腫瘍性を抑制する(口野)。3).ヒト癌抑制遺伝子として単離されたKrevー1遺伝子の、詳細な構造と機能との関係について検討が加えられた。その結果、Krevー1蛋白質も他のras蛋白質同様、GTP/GDP交換反応によって癌抑制活性が制御されていること、同蛋白質のN末端から12,30,31番目のアミノ酸残基周辺の特異構造が癌抑制能の発現に重要であることなどが明らかとなった(野田)。4).チロシンキナ-ゼ活性をもち、FGFレセプタ-様構造をもつ新規遺伝子bek、およびその関連遺伝子brkがトリから単離された(竹家)。5).src類似構造をもつ新規蛋白質ホスホリパ-ゼCγ2に対する遺伝子が単離され、その発現と細胞増殖および癌化との関係が検討された(竹縄)。6).protoーret蛋白質に対する抗体が作成され、ret遺伝子の発現と細胞の癌化との関係について調べられた(高橋)。
長距離直流ケーブル中の蓄積空間電荷分布計測技術の開発

本研究では、まず高温測定用の高分解能の空間電荷分布測定装置を開発した。電力ケーブルの絶縁材料であるポリエチレンに直流高電圧を印加すると空間電荷と呼ばれる電荷が蓄積し、電界を変歪し、絶縁破壊を引き起こす原因となる。従って、長距離送電用直流電力ケーブルを開発する場合には、絶縁材料に蓄積する空間電荷分布を測定する必要がある。著者らはこれまでパルス静電応力(PEA)法と呼ばれる技術を用いて空間電荷分布測定装置を開発してきた。しかし、実際のケーブル用絶縁材料は高温で用いられるため、空間電荷分布を評価するには、高温での測定が必要となる。そこで、従来の高分子圧電センサに変わる新しいセンサ(結晶性センサ)を用いることによって、高温用測定装置を開発した。さらに、熱刺激電流と空間電荷分布の経時変化を同時測定することにより、絶縁材料中の電荷の移動を解析した。一般に、熱刺激電流測定などの電流測定では、外部回路電流を測定しているため実際に試料中を移動する電荷の挙動は分からない。しかし外部回路電流が、伝導電流と変位電流の和で与えられることに着目した。変位電流は電荷分布の経時変化より求めることができるので、外部回路電流測定と電荷分布の経時変化を同時測定することにより伝導電流を算出することができる。また、ケーブル形状試料を簡易に測定できる空間電荷分布測定装置を開発した。従来のケーブル状試料用測定装置では電極外径に合わせた扇形の電極を用いていたが、様々な径のケーブルを測定する場合には、電極を交換する必要があった。そこで、平板電極を用いた装置を開発し、電極を交換することなしに簡便に空間電荷分布を測定できるようにした。この装置を用いると、狭い範囲の電荷分布が測定でき、3次元分布測定の可能性も示した。本研究では、窒素源飢餓と光条件によって誘導される配偶子分化の分子的プログラムの解析を行い、以下のような研究成果を得た。1.野生株と温度感受性変異株dif-2を窒素源飢餓条件のもとで、許容温度(25。C)または制限温度(35。C)に置き、配偶子誘導過程を解析するとともに、一定時間毎に細胞を集め全RNAを抽出した。そして、各種の配偶子特異的発現遺伝子(gas)断片をプローブにしてノーザンブロット実験を行い、配偶子分化の初期に発現するもの(gas3)、中期や後期に発現するもの(gas18,gas28)といった各gas遺伝子の発現ダイヤグラムを明らかにした。2.特に興味深いのは、dif-2株を制限温度下に置くと、これらすべてのgas遺伝子のみならず、通常、窒素源飢餓条件に置くことによって発現するアミノ酸化酵素遺伝子の発現等もすべて抑えられ、許容温度に戻すと発現されることが判ったことである。これらの結果から、DIF-2は、窒素源飢餓シグナルに応答して発現し、下流にある配偶子分化や窒素代謝の遺伝子の発現を制御する重要な遺伝子であることが示唆された。3.さらに、配偶子分化が、窒素源飢餓だけでなく光によっても制御を受けているかという問題について、代表者等が開発した同調培養細胞を用いた配偶子誘導の実験系を使って解析した。その結果、クラミドモナスの系統保存株のなかに、光依存性株(LD株)と非依存性株(LI株)の両者が混在することが明らかになった。遺伝解析の結果、LD株が野生型であること、LI変異株は複数存在すること、LI形質の方が優性遺伝をすることなどがわかった。これらの結果から、光による配偶子分化の制御機構を模式的に提示した。今年度の研究により、以下の成果が得られた。(1)高電界下における空間電荷分布測定装置の開発従来の装置の測定部の電気的なシールドを強化することによりノイズを低減し、測定の自動化および短時間測定のためのシステムを開発した。

これにより、従来12分必要であった測定時間を約1秒に短縮した。さらに圧電素子誘起圧力波法に関して、新しい超音波パルスの発生技術を導入し、空間電荷分布測定の高分解能化を成功させた。これをパルス静電応力法の測定結果と比較し、圧電素子誘起圧力波法でも、高分解能化が可能であることを示した。(2)高温測定装置の開発高温領域における測定装置を開発し、室温から100°Cの温度範囲での使用が可能であることを確認した。また、この装置を用いることにより、熱刺激電流測定と空間電荷分布測定を並行して行うことが可能となり、実際に電子線を照射したPMMA(アクリル板)について空間電荷分布と熱刺激電流の同時測定を行った。(3)解析シュミレーションプログラムの開発電流連続の式により、熱刺激電流と空間電荷分布の関係を解析するプログラムを開発した。このプログラムにより、空間電荷分布変化と熱刺激電流の測定により、実際に試料中を移動する電荷による電流を算出できることを示した。このプログラムを用いて、実際に電子線照射PMMA板中を移動する電荷による電流を算出した。これにより、電子線照射部と未照射部で電子の移動度が異なることを明らかにした。(4)同軸ケーブル用測定装置の開発増幅器を完全にシールドし、ノイズを低減させ、従来の扇形電極から平板電極を有する測定装置を開発した。これにより、39mm程度の絶縁体厚さを有する様々なケーブル状試料中の空間電荷分布測定を電極を交換することなく容易に測定できることを示した。(1)外部回路電流および空間電荷分布同時測定装置の開発従来の空間電荷分布測定装置を改良し、試料に直流高電圧を印加しながら同時に空間電荷分布を測定できる装置を開発した。この測定結果に、前年度までに開発していた伝導電流解析プログラムを応用することによって、これまで不可能であった直流高電圧印加状態の試料中の伝導電流を算出し、伝導電流分布を観察できるようになった。(2)高速測定装置の開発従来の測定装置では、測定時間が数秒単位であったが、新しいパルス発生器を導入することにより、高速測定システムを開発し、測定間隔がミリ秒単位以下(最小50μs)で可能となった。これにより、固体絶縁材料と液体絶縁材料の複合材料における電荷分布の経時変化を観測した。(3)解析シミュレーションプログラムの応用前年度に開発した解析法により以下の解析を行った。1.アセトフェノン塗布低密度ポリエチレンの伝導電流特性解析電力ケーブルなどの絶縁材料である架橋ポリエチレンを作製する際に生じる架橋分解残渣の一つ、アセトフェノンを低密度ポリエチレンに塗布すると電荷の注入が促進される。この注入電流を前年度に開発した解析手法を用いて求め、位置によって伝導電流が異なることを明らかにした。2.電子線照射したPMMA中の電荷の移動度解析昨年度までに、電子線照射による劣化部分と、未劣化部分では電荷の移動度が異なることを見いだしていたが、今年度は劣化部分の移動度を算出し、その温度依存性を調べ、温度上昇と移動度の増加の相関について調査した。3.γ線照射した低密度ポリエチレン中における電荷分布
大脳新皮質第５層のgap junctionネットワークによる皮質内基本構造形成

本研究課題では、発達期の大脳皮質第5層gap junction (GJ)ネットワークを詳細に解析した。第5層の2種類の主要な興奮性細胞であるsubcerebral projection neuron(SCPN)とcallosal projection neuron(CPN)は、それぞれ1同じ種類の細胞と選択的に結合する、2近傍に位置するおよそ半数もの同種の細胞と結合する、3脳表に対し垂直に位置する細胞と結合しやすい、というGJ結合性を持っていた。このGJ結合特異性は、大脳皮質の機能単位だと考えられるマイクロカラム構造の形態的特徴と酷似していることから、マイクロカラム構造の有力な形成メカニズムであるとして他の実験結果とともに投稿し、サイエンス誌に2017年11月に受理された。また、GJネットワークがもたらす電気的結合と同期発火が顕著に遅いことを明らかにし、Neuroscience誌に投稿、2019年2月に受理された。次のステップとして、GJネットワークを人為的に操作したマウスの脳を調べた。GJを構成するコネキシンのドミナント・ネガティブ変異体を強制発現させる方法で、第5層のGJ結合を顕著に阻害できることを確かめた後、この操作を行ったマウスでSCPNとCPNの分布を調べたところ、目立った変化は見られなかった。この結果は、用いた変異体コネキシンが、電気的結合は阻害するものの接着因子としての機能は維持されるものであったため、細胞分布パターンには影響が見られなかった可能性が考えられる。今後、SCPNとCPNが発現するコネキシンサブタイプを特定し、その発現制御を行うことで、細胞分布パターン形成への関与を調べる。一方、上記の変異体コネキシンは、電気的結合阻害によって同期活動を抑制するため、活動依存的な発達とシナプス形成への影響は十分に考えられ、今後の詳細な解析が必要である。本研究課題では、平成28年度の計画として、1大脳新皮質第5層の2つの主要な興奮性細胞タイプであるSCPNとCPNが発現するコネキシンサブタイプの同定、2GJ機能の操作法の確立、の2点を挙げていた。1については、qPCR法によるサブタイプ同定に必要なmRNAサンプルを取得し、一部のサブタイプについて発現量解析を行ったものの、同定には至っていない。継続してサブタイプ同定を目指す。2については、GJのチャネル機能を阻害するDN体コネキシンの強制発現を、子宮内エレクトロポレーション法により安定して実施できるようになった。そのため、平成29年度以降の実施計画に掲げていたGJ機能阻害実験を開始した。DN体コネキシン強制発現の影響を調べた結果、幼若期のSCPN間の急速で一過的なシナプス形成に電気的結合が積極的には関与しないこと、および成体でのマイクロカラム固有の機能に電気的結合が関与することが確認された。SCPNが縦に並ぶ細い柱状構造であるマイクロカラムは、皮質全体に存在する標準的な機能ユニットとして、眼優位性カラムなど霊長類等が持つ古典カラムと比類する重要な構造であることが期待されつつある。今後、DN体コネキシンがマイクロカラム機能を阻害するメカニズムの探求、およびDN体コネキシン強制発現の個体レベルでの影響の解析等を開始する。さらに、より精密なGJ機能操作法として、DN体コネキシン等の遺伝子を時期および細胞タイプ特異的に発現調節する系を確立しつつある。今後、皮質内基本構造の形成および機能へのGJネットワークの関与を詳細に調べられると期待できる。1;GJは、SCPNとCPNでそれぞれほぼ独立に形成されること、生後1週には密に存在し生後2週の終わりには消失すること、という特徴があることから、SCPNとCPNとで異なるサブタイプのコネキシンを発現すること、そのサブタイプの発現量は生後2週と比較し生後1週では高いことが予想される。そのため、生後1週および生後2週のマウスから、SCPNとCPNのmRNAサンプルをそれぞれ取得した。これらのサンプルで、大脳新皮質での発現が報告されているサブタイプ7種の発現量をqPCR法で比較したが、SCPNーCPN、生後1週ー生後2週の間でいずれも顕著な差は確認されなかった。2;SCPNおよびCPNで働くサブタイプを特定できていないことから、RNAiを用いた阻害実験は現時点では難しい。一方、実験者の実験技術の向上から、以前まで頻発していた子宮内エレクトロポレーション法による流産や胎児の水頭症の発生頻度が激減し、DN体コネキシンの強制発現による安定したGJ機能解析が可能になった。この手法を用いて、生後2週に起きる急速で一過的なSCPN間シナプス形成へのGJ機能阻害の影響を調べたところ、DN体コネキシンの強制発現を行った個体と対照群とでSCPN間のシナプス結合確率に顕著な差は見られなかった。このことから、幼若期のGJチャネル機能はSCPN間のシナプス形成に積極的には関与しないことが示唆された。ただしDN体コネキシンは内在性コネキシンによる電気的結合を部分的にしか阻害しないため、shRNAなど他の阻害法で調べ直す価値はある。一方、成体マウスにおけるマイクロカラム固有の機能への影響を調べたところ、DN体コネキシンを発現するマウスでは機能が有意に低下してした。SCPNの基本的な活動性には顕著な影響が見られなかったことから、マイクロカラム特有のシナプス回路形成に幼若時期の電気的結合が関わる可能性が示唆される。

本研究課題では、平成28-29年度の計画として、1大脳新皮質第5層の2つの主要な興奮性細胞タイプであるSCPNとCPNが発現するコネキシンサブタイプの同定、2GJ機能の操作法の確立、3微小カラムの形成と微小カラム内SCPNの同期活動への関与、の3点を挙げていた。しかし、進展は遅れている。各項目に関する詳細は『現在までの進捗状況』に記述する。進展の遅れの原因は、GJ機能操作に必要なコネキシンサブタイプの同定が難航していることが第1であるが、他に、本研究課題の元となる「幼若期にSCPNとCPNが形成する細胞タイプ特異的なGJネットワーク」に関する論文の受理が2017年11月までかかったこと(Maruoka*, Nakagawa*et al., Science 358, 610, 2017)、新しい研究室への移動(2018年5月より鹿児島大学の田川研究室に参加)に際し様々に時間を要したこと、などがある。新しい所属への移動後は、これまでの所属研究室と共同研究を組み、GJ機能操作法を確立させ、様々な神経回路の形成および機能へのGJネットワークの関与を調べるつもりである。一方で、幼若期第5層のGJネットワークの珍しい特徴を報告する論文を今後2ヶ月以内の投稿を目指して準備中であり、また、第6層のGJネットワークを報告する論文を今後半年以内の投稿を目指して準備中であるなど、他方面での成果が期待できる。1;プロトコルを改善させて、生後1週および生後2週のマウスからそれぞれSCPNとCPNのmRNAサンプルを再度取得したが、qPCR法での発現解析では、顕著な発現量の差は検出されなかった。コネキシンの発現量がqPCR法では検出できないレベルなのかもしれない。デジタルPCRや、RNAiあるいはCRISPRで個々にコネキシンの発現を抑制して電気的結合の消失を調べる方法など、他の方法を検討する必要がありそうだ。2;SCPNおよびCPNで働くサブタイプを特定できていないことから、RNAiやCRISPRを用いたGJの機能阻害実験は現時点では難しい。3;子宮内エレクトロポレーション法によるドミナント・ネガティブ体(DN体)コネキシンの強制発現を用いた、微小カラム内SCPNの同期活動へのGJの関与を調べているが、有意な影響は見られなかった。DN体コネキシンは内在性コネキシンによる電気的結合を部分的にしか阻害しないため、コネキシンサブタイプを特定しての、shRNAやCRISPRを併用したより良い操作法を確立する必要があると考える。一方で、昨年11月にScience誌受理された論文の成果は、同5月のCortical Development Conference(ギリシャ)および同11月のSociety of Neuroscience(ワシントンDC)でポスター発表を行った。幼若期のGJネットワークを広く知ってもらい、そのポテンシャルを議論して、GJの機能操作法や、より良い研究の方向性を検討してきた。本研究課題では、発達期の大脳皮質第5層gap junction (GJ)ネットワークを詳細に解析した。第5層の2種類の主要な興奮性細胞であるsubcerebral projection neuron(SCPN)とcallosal projection neuron(CPN)は、それぞれ1同じ種類の細胞と選択的に結合する、2近傍に位置するおよそ半数もの同種の細胞と結合する、3脳表に対し垂直に位置する細胞と結合しやすい、というGJ結合性を持っていた。
高繰り返しファイバーレーザーを活用したコンパクト数サイクルパルス光源の開発

パルス幅が光電場振動の数サイクルにまで狭められた超短パルスレーザーは,レーザー粒子加速や高次高調波発生等の多様な科学技術・学術及び産業分野に極めて有用であることから近年急速に進歩している.特に,光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)は超広帯域性と大口径化が可能であり,超高強度レーザーの分野でも今後大きく伸びる可能性を秘めている.しかし, OPCPAによる数サイクルレーザーの応用では,安定性とビーム品質が重要である,高安定・高ビーム品質のOPCPAを実現するには,同じく高安定・高ビーム品質の励起レーザーの開発が必要不可欠である.また,さらなる応用分野の拡大のためには高繰り返し化が必要であり,産業応用の観点からはコンパクト化も望まれている.本研究では, OPCPAの励起源として市販の電気同期YAGレーザーではなく,独自開発の光同期ファイバーレーザー増幅器を用いることによって,高繰り返し数サイクルレーザー励起光源の開発を行ってきた。しかしながら、構築した増幅器に用いた大口径フォトニック結晶ロッドファイバーは(PCロッドファイバー)、高出力化に伴い、励起による熱の影響が無視できないという問題があった。そこで本研究では、励起強度を熱の影響のない領域まで落とし、PCロッドファイバーを再生増幅器に用いることを考案した。増幅器の設計は、独自の計算コードにより増幅シミュレーションを行い最適な構成を決定した。実証実験を行ったところ、入力エネルギー150nJ,パルス幅2.5ns,繰返し周波数1kHzで励起パワー13Wの時、出力エネルギー257μJ,ゲイン1700倍を得た。これは、ファイバーを用いた再生増幅器では、世界最大出力である。また、再生増幅器としたことで熱の影響を抑えることができ、M^2で1.2(x)1,4(y)と非常に高品質なプロファイルを得ることができた。さらに、増幅器でPCロッドファイバーを用いた場合は、高出力を得るためには、抽出効率を高めるために、入力エネルギーを数10μJ程度必要としたが、PCロッドファイバー再生増幅器では、100μJ程度の入力で同程度の出力を達成できることから、必要とするコンポーネントの数を大幅に減らすことが可能となり、コンパクト化も可能となった。以上より、本研究は、光パラメトリック増幅の励起光源として、高出力化、コンパクト化を実現するものであり、ファイバー装置のより一層の発展に貢献できるものである。(抄録なし)パルス幅が光電場振動の数サイクルにまで狭められた超短パルスレーザーは,レーザー粒子加速や高次高調波発生等の多様な科学技術・学術及び産業分野に極めて有用であることから近年急速に進歩している.特に,光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)は超広帯域性と大口径化が可能であり,超高強度レーザーの分野でも今後大きく伸びる可能性を秘めている.しかし,OPCPAによる数サイクルレーザーの応用では,安定性とビーム品質が重要である.高安定・高ビーム品質のOPCPAを実現するには,同じく高安定・高ビーム品質の励起レーザーの開発が必要不可欠である.また,さらなる応用分野の拡大のためには高繰り返し化が必要であり,産業応用の観点からはコンパクト化も望まれている.そこで、本研究では,OPCPAの励起源として市販の電気同期YAGレーザーではなく,独自開発の光同期ファイバーレーザー増幅器を用いることによって,高繰り返し数サイクルレーザーの性能向上とコンパクト化を目的としている。当該年度は、申請時に挙げた年次計画に従い、光パラメトリックチャープパルス増幅の励起光源の開発として、1.ファイバー再生増幅器の開発、2.高次分散補償,波長変換を行った。1.ファイバー再生増幅器は完成には至っていないが、申請時より、設計をより詳細に行い、主要部品を配置し、基礎的な実験をもとに数値シミュレーションを終了している。2.高次分散補償,波長変換では、波長変換の効率向上のためフロントエンドの単一モードファイバー増幅器の最適化を行い多段増幅時の自然放出光増幅(ASE)を抑えた光源の開発に成功している。これにより、波長変換効率が上昇しOPCPAの励起光源として必要な出力を達成した。また、さらなる、性能向上化に向けて空間光変調器を用いた高次分散補償を行う。その基礎実験を終えている。

実証実験を行ったところ、入力エネルギー150nJ,パルス幅2.5ns,繰返し周波数1kHzで励起パワー13Wの時、出力エネルギー257μJ,ゲイン1700倍を得た。これは、ファイバーを用いた再生増幅器では、世界最大出力である。また、再生増幅器としたことで熱の影響を抑えることができ、M^2で1.2(x)1,4(y)と非常に高品質なプロファイルを得ることができた。さらに、増幅器でPCロッドファイバーを用いた場合は、高出力を得るためには、抽出効率を高めるために、入力エネルギーを数10μJ程度必要としたが、PCロッドファイバー再生増幅器では、100μJ程度の入力で同程度の出力を達成できることから、必要とするコンポーネントの数を大幅に減らすことが可能となり、コンパクト化も可能となった。以上より、本研究は、光パラメトリック増幅の励起光源として、高出力化、コンパクト化を実現するものであり、ファイバー装置のより一層の発展に貢献できるものである。光パラメトリックチャープパルス増幅の励起光源の開発を行い、ファイバー再生増幅器は完成には至っいないが、申請時より、設計をより詳細に行い、主要部品を配置し、基礎的な実験をもとに数値シミュレーションを終了している。また、高次分散補償,波長変換では、波長変換の効率向上のためフロントエンドの単一モードファイバー増幅器の最適化を行い多段増幅時の自然放出光増幅(ASE)を抑えた光源の開発に成功している。以上より、実験計画にやや遅れはあるものの、ファイバーレーザーを用いた励起光源の高性能化、コンパクト化において一定の成〓〓〓高次分散補償,波長変換では、波長変換の効率向上のためフロントエンドの単一モードファイバー増幅器の最適化を行い多段増幅時の自然放出光増幅(ASE)を抑えた光源の開発に成功している。これにより、波長変換効率が上昇しOPCPAの励起光源として必要な出力を達成した。本年度は、このレーザー装置の更なる性能向上化に向けて空間光変調器を用いた高次分散補償を行う予定にしている.また、光源が完成次第、その出力を用いた応用として、半導体等の表面光反応や分子振動の実時間分光に関する応用研究も積極的に展開する.そのためには,所属研究室が外部の共同研究者と行っているポンプ・プローブの技術や現有の反射型フェムト秒プローブ画像計測器等を活用する予定である.(抄録なし)
酢酸菌・近縁種内の比較ゲノム・フェノーム解析に基づく種内の機能比較

酢酸菌は工業的に食酢の醸造に用いられている。多くの近縁種または株が報告されているが、これらの株は互いに近縁であるにも関わらず、しばしばかなり異なる表現型を示すことが知られている。表現型の違いの原因を遺伝的な要因から明らかにするために、酢酸菌近縁株9株についてゲノム配列解析と比較ゲノム解析と表現型比較を行った。その結果、タイで分離された株SKU1108が、最も高い耐熱性を示した。この株と最も近縁であったのは、アフリカ由来の株であったため、これらの株では熱帯環境への適応が起きていることが示唆された。また個々の株の耐熱性が耐熱遺伝子により直接的な影響を受けていることが示唆された。酢酸菌Acetobacter pasteurianusは自然発酵系で見出されており、食酢の醸造など産業的に広く用いられている。我々は,これまで酢酸菌の酸化発酵能を,酢酸菌属間および種間の違いを明らかにするという一般的な視点で研究を進めてきた。しかし、今回単一の種に限定し、その中の多菌株の比較ゲノムおよびフェノーム(網羅的表現型)解析から、その機能を解析する新しい研究手法の確立を目指している。平成26年度はドラフトゲノム情報の取得と解析およびこれらの菌株の表現型(特に耐熱性)の解析を行った。既知の3株に加えて近縁な9株のゲノム配列をIlluminaシークエンサにより取得した。これらの菌株のうち7株については16S rRNAの塩基配列が互いに100%一致しており、正確な系統関係の推定が不可能であった。そこで既知の3株を加えた12株のドラフトゲノムの共通遺伝子を用いたゲノムレベルの系統樹を構築したところ少なくとも4つのサブグループに別れることが明らかとなった。ドラフト配列同士の比較アラインメントでは、これらのサブグループ内のゲノム間の変異箇所はエラーを含めても約200程度とほとんど同一であることがわかった。表現型解析についてはゲノム情報が既知の3株と合わせて計12株間での生育限界温度の解析を試みた。その結果、非常に近縁なサブグループ内においてさえ耐熱性が大きく異なるものが見出された。またタイにおいて単離されたSKU1108株の耐熱性が他の株よりも飛び抜けて優れていたことから、より詳細な解析を進めるために、現在PacBioシーケンサを用いたこの株のコンプリートゲノム情報の取得を計画している。酢酸菌アセトバクター・パスツリアヌスは自然発酵系で見出されており、食酢の醸造など産業的に広く用いられている。我々は、これまで酢酸菌の酸化発酵能を酢酸菌属間および種間の違いを明らかにするという一般的な視点で研究を進めてきた。しかし今回単一の種に限定し、その中の多菌株の比較ゲノムおよびフェノーム(網羅的表現型)解析から、その機能を解析する新しい研究手法の確立を目指している。初年度は9株のドラフトゲノム配列の取得と解析およびこれらに既知の計12株間での生育限界温度の解析をおこなった。その結果、非常に近縁なサブグループ内においてさえ耐熱性が大きく異なる日本由来の3株からなるグループ1が見出された。またタイにおいて単離されたSKU1108株の耐熱性が他の株よりも飛びぬけて優れて高いことが見出された。これらの情報を踏まえて27年度はゲノム情報から耐熱性の違いを規定している因子の特定を試みた。我々が以前明らかにしている酢酸菌の耐熱性を保持するのに重要な24の耐熱遺伝子について、グループ1の3株内で配列比較を行った結果、耐熱遺伝子の1つであるNa+/K+アンチポーターに耐熱性が低い2つの株でそれぞれアミノ酸2残基、4残基の欠損・挿入が存在していることが見出された。現在これらの遺伝子変異が耐熱性に及ぼす影響について実験的な検証を進めている。また、耐熱性が他の株よりも飛びぬけて優れている、タイにおいて単離されたSKU1108株の完全長ゲノム配列の取得をPacBio RSIIゲノムシークエンサを用いて行った。1本の染色体と4本のプラスミドが得られた。非耐熱株との比較ゲノム解析から耐熱遺伝子の1つであるxanthine dehydrogenase XdhAに耐熱性に影響を及ぼすと考えられるアミノ酸置換が非耐熱株の遺伝子にかかっていることを見出した。本研究の2年目の到達目標は、近縁株間で耐熱性に違いが生じる原因を比較ゲノム解析により明らかにするというものであった。初年度において9種のゲノム配列を得られたため、それらの情報をもちいて耐熱因子の探索が可能となった。いくつかの耐熱性と関連のある遺伝子に直接耐熱性に影響を及ぼすような遺伝子変異を見出すことができ、それらの遺伝子の表現型比較が進行中である。特に耐熱株SKU1108については現在論文を投稿中であり、近いうちに出版されることが期待される。このため、本研究課題は概ね順調に進展していると判断できる。

研究室にストックされている9株とゲノム情報が既知の3株を加えた12株について、これらの菌株の表現形(特に耐熱性)の解析を行った。これら12株でドラフトゲノムの共通遺伝子を用いたゲノムレベルの系統樹を構築したところ少なくとも4つのサブグループに別れることが明らかとなった。表現型解析についてはゲノム情報が既知の3株と合わせて計12株間での生育限界温度の解析を試みた。その結果、非常に近縁なサブグループ内においてさえ耐熱性が大きく異なるものが見出された。既知の酢酸菌の耐熱性保持に必須であると報告されている遺伝子群(耐熱遺伝子)をそれぞれの株から抽出して比較した。その結果、耐熱性が失われている近縁株のグループ、NBRC 3277、NBRC 3278、NRBC 3280株においては、耐熱性保持に必須なキサンチン脱水素酵素のオペロンが失われていることが明らかとなった。また、他の株と比較してより高い耐熱性を示したタイのフルーツ由来の株、SKU1108株においては、キサンチン脱水素酵素オペロンのパラログ遺伝子が存在していることが見出された。そのため、特定の耐熱遺伝子の欠損変異、またはそのパラログ遺伝子などが近縁株間の耐熱性の違いに深く関与していることが強く示唆された。酢酸菌は工業的に食酢の醸造に用いられている。多くの近縁種または株が報告されているが、これらの株は互いに近縁であるにも関わらず、しばしばかなり異なる表現型を示すことが知られている。表現型の違いの原因を遺伝的な要因から明らかにするために、酢酸菌近縁株9株についてゲノム配列解析と比較ゲノム解析と表現型比較を行った。その結果、タイで分離された株SKU1108が、最も高い耐熱性を示した。この株と最も近縁であったのは、アフリカ由来の株であったため、これらの株では熱帯環境への適応が起きていることが示唆された。また個々の株の耐熱性が耐熱遺伝子により直接的な影響を受けていることが示唆された。本研究課題の初年度の到達目標は同一種の非常に近縁な株間での表現型の違いとその要因をゲノム配列情報の比較により明らかにするというものであった。初年度において類縁の9株のゲノム配列を得られたことにより、次年度以降に行う比較ゲノム解析と表現型比較のための情報学的基盤の構築を進めることが可能となった。その第一段階として、平成26年度の成果では、一般的な系統関係の推定に用いられる16S rRNAでは分類不可能な近縁株間の系統関係をゲノム配列の情報を用いて構築して、極めて近縁なサブグループを定義できたことで表現型比較のための第一段階はクリアしたこととなる。これで株間の系統関係が明らかとなったので、サブグループ内部の表現型の比較に進むことが可能となる。またこれらのグループ間の遺伝子レパートリを比較することにより特定のグループのみが有する機能推定を行うことが可能となるものと思われる。表現型の比較についても現在のところ耐熱性の比較が進められており様々な知見が得られつつある。このため本研究課題は概ね順調に進展していると判断できる。現在までに比較ゲノム解析により酢酸菌アセトバクター・パスツリアヌスの表現型の違いの原因を解明するための足がかりの構築ができたと考えているので、それらについての実験的な検証を進めて行きたいと考えている。
耐凍タンパク等の遺伝子導入による卵巣凍結保存法の創出

哺乳類の卵巣の凍結保存を実現すべく、凍結前に卵巣組織を薄切して急速に冷却・凍結しようとする手法が試みられたが、受精能をもつ卵母細胞(厳密には、哺乳類では二次卵母細胞に精子が侵入して授精が成立するので、卵子は存在しない)をほとんど得られていない。あらかじめ卵巣を摘出する前に動脈から耐凍剤を灌流した後摘出し、組織を薄切して凍結する方法が考案されたが、満足な成績が得られていない。凍結保存法が確立している精子や受精卵などの遊離細胞より格段に巨大で血管系、神経系、結合組織などに富む卵巣の凍結保存を実現するためにはブレークスルー的技術革新が必要である。極地に生息する動物の体液氷点を低下させたり氷晶表面に結合して結晶の成長を抑えて細胞破砕を阻止する耐凍タンパクの遺伝子(耐凍タンパクには化学構造の違うI、II、III型とN型糖鎖をもつタンパクがあり、IおよびIII型がクローニング済)と申請者らが見いだした細胞内アポトーシス阻止因子(cFLIP)の遺伝子クローニングベクターに組み込んで、卵巣細胞に導入し、凍害保護や細胞死阻害を実現し、雌性生殖器官の凍結保存を実現しようとしている。卵巣に耐凍性タンパク、新規アポトーシス阻害因子cFLIPと既知アポトーシス阻害因子p53を特異的に発現させる遺伝子導入法の最適化を培養細胞レベルで進めた。導入効率は高いのだがゲノムDNAに入り込む可能性の高いウイルス遺伝子を含むウイルスベクター法と併行して、ゲノムDNAに導入遺伝子が組み込まれてしまう心配のないex vivo遺伝子導入のためのリポソーム作製法の確立も進めた。哺乳類の卵巣の凍結保存を実現するために、凍結前に卵巣組織を薄切して急速に冷却・凍結しようとする手法が試みられたが、受精能をもつ卵母細胞(厳密には、哺乳類では二次卵母細胞に精子が侵入して授精が成立するので、卵子は存在しない)をほとんど得られなかった。次いで、あらかじめ卵巣を摘出する前に動脈から耐凍剤を灌流した後、摘出し、組織を薄切して凍結する方法が考案されたが、これでも満足な成績が得られなかった。凍結保存法が確立している精子や受精卵などの遊離細胞より格段に巨大で血管系や結合組織などに富む卵巣の凍結保存を実現するためにはブレークスルー的技術革新が必要である。本研究では、極地に生息する動物の体液氷点を低下させたり氷晶表面に結合して結晶の成長を抑えて細胞破砕を阻止する耐凍タンパクの遺伝子(耐凍タンパクには化学構造の違うI、II、III型とN型糖鎖をもつタンパクがあるが、IおよびIII型がクローニングされている)と申請者らが見いだしたアポトーシス阻止遺伝子を卵巣の細胞に導入して、凍害保護や細胞死阻害を実現し、雌性生殖器官の凍結保存を実現しようとしている。今年度は、卵巣に耐凍性タンパク遺伝子、申請者らが発見した新規アポトーシス阻害因子遺伝子および既知アポトーシス阻害因子p53を特異的に発現させる遺伝子導入法の最適化を培養細胞レベルで進めた。遺伝子導入に際して、導入効率は高いのだがゲノムDNAに入り込む可能性の高いウイルス遺伝子を含むウイルスベクター法はとらず、ゲノムDNAに導入遺伝子が組み込まれてしまう心配のないex vivo遺伝子導入のためのリポソーム作製法の確立を進めた。すなわち、IおよびIII型耐凍タンパク、新規アポトーシス阻害因子およびp53のセンスmRNAを調製してNIH-3T3細胞に導入してタンパク産生能をスクリーニングし、最も産生能の高いクローンの選抜を進めた。
顎関節症に対する関節鏡視法の適応, 効果ならびに為害性に関する基礎的臨床的研究

顎関節疾患(習慣性顎関節脱臼、変形性顎関節症など)に対する関節鏡視下関節結節形成術の術後治癒経過、関節内合併症ならびに臨床的効果を明らかにする目的で、以下の基礎的、臨床的研究を行い、本術式の適応なおよび為害性について検討した。(1)基礎的研究;ヒツジ20顎関節を用いた鏡視下関節結節形成術で軟骨層のみ、ならびに軟骨下骨まで削除形成した2群において組織学的、組織化学的に検討した。この結果、両群ともほぼ同様の術後経過をたどり、術後2週目頃に結節骨髄の骨芽細胞の増加、表層軟骨欠損部周囲からの線維性組織の増生被覆傾向が始まり、3か月目まで継続してみられたが、軟骨欠損は一部残存した。両群の比較では軟骨下骨までの削除群がより良好な治癒を示した。なお4関節で円板穿孔がみられた。(2)臨床的研究;1)習慣性顎関節脱臼11例16関節に施行した診断的関節鏡視所見の検討では、関節結節部の膨隆所見と軟骨肥厚が特徴的で特に外側部で著明であった。この所見を基にMR画像を定量的に評価したところ同様の結果が得られ、本症の病因の一つと考えられた。2)習慣性顎関節脱臼11例16関節に施行した関節鏡視下結節形成術の検討では、2年後に再発した1例1関節を除く全例で良好な結果が得られ、術後の特別な機能訓練なく早期に治癒できた。以上の結果より、習慣性顎関節脱臼に対する関節鏡視下結節形成術は、従来の関節解放下手術と同等の結果が得られ、また非侵襲的であることから早期回復が期待できる優れた治療法と考えられた.今後、変形性顎関節症に対する本術式の適応についての臨床的検討が必要と考えられる。研究実績の概要顎関節症に対する関節鏡視法の真の適応を明らかにする目的で、以下の基礎的、臨床的研究を行い、本法の効果ならびに為害性について検討した。(1)基礎的研究;ヒツジの顎関節を用いた診断的関節鏡視の為害性に関する検討では、本操作がもたらす関節内損傷は術後2か月目においても滑膜増生と滑膜下骨のリモデリングを呈したが、重篤な退行性病変はみられず、本法の安全性と一方で慎重な手技の必要性が示唆された。なお、損傷された滑膜は術後2週目頃に良好に再生されたが、剥離した関節軟骨については、線維性組織の増殖による再生機転はみられたものの、術後2か月目において不完全であった。(2)臨床的研究;顎関節症患者に施行した診断的関節鏡視における各所見(滑膜炎、線維性癒着、退行病変)を、評点方式を用いて関節内の3病態の程度と広がりを臨床症状と比較検討したところ、癒着の程度と最大開口度、滑膜炎の程度と関節疼痛の程度がいずれも負の相関を示したことから、関節腔内の病態と臨床症状が関連があることが証明され、この点から診断的関節鏡視法の意義が確認された。また本法による合併症は認めなかった。なお、4例の習慣性顎関節脱臼に鏡視下結節形成術を試みて、合併症なく全例で良好な結果が得られたことから、より非侵襲的である鏡視法が本疾患においても適応拡大される可能性が示された。顎関節症に対する関節鏡視下剥離授動手術の適応を明らかにする目的で、以下の基礎的、臨床的研究を行い、本法の効果ならびに為害性について検討した。

(1)基礎的研究;ヒツジの10顎関節を用いた関節鏡視下剥離授動術施行後の治癒経過に関する検討では、電気メスにより切離された前方関節包は、術後1週目に線維組織の増殖が始まり、3週目に軽度の癜痕を伴って修復された。なお、一部の関節で電気メスの熱傷による軟骨壊死が散見され、3関節で関節円板の穿孔を認めた。この結果より、本術式により関節腔の狭窄などをきたすことなく治癒することが確認され、術後の理学療法は術後3週目までに完了する必要性が示された。一方、重篤な合併症は認めないものの、電気メスより非侵襲性、低深達性の切開機器の応用が必要と考えられた。(2)臨床的研究;100例123関節の顎関節内障患者に施行した鏡視下前外側関節包切離術を臨床的に検討したところ、9.7か月の平均観察期間において、開口度は31.3mmから42.7mmに増加し、関節疼痛は、中等度以上の疼痛106関節であったものが術後に消失81関節、軽度35関節と改善した。全体の手術奏効率は95.9%であった。合併症は、重篤なものはなく、短期の顔面神経不全麻痺4関節、耳介側頭神経麻痺7関節、外耳道損傷1関節であった。以上の結果より、顎関節内障に対する関節鏡視下前外側関節包切離術は、従来の単純剥離授動術よりもより確実な関節授動と高い奏効率が得られる、安全で優れた手術法であることが示された。顎関節疾患(習慣性顎関節脱臼、変形性顎関節症など)に対する関節鏡視下関節結節形成術の術後治癒経過、関節内合併症ならびに臨床的効果を明らかにする目的で、以下の基礎的、臨床的研究を行い、本術式の適応なおよび為害性について検討した。(1)基礎的研究;ヒツジ20顎関節を用いた鏡視下関節結節形成術で軟骨層のみ、ならびに軟骨下骨まで削除形成した2群において組織学的、組織化学的に検討した。この結果、両群ともほぼ同様の術後経過をたどり、術後2週目頃に結節骨髄の骨芽細胞の増加、表層軟骨欠損部周囲からの線雄性組織の増生被覆傾向が始まり、3か月目まで継続してみられたが、軟骨欠損は一部残存した。両群の比較では軟骨下骨までの削除群がより良好な治癒を示した。なお4関節で円板穿孔がみられた。(2)臨床的研究;1)習慣性顎関節脱臼11例16関節に施行した診断的関節鏡視所見の検討では、関節結節部の膨隆所見と軟骨肥厚が特徴的で特に外側部で著明であった。この所見を基にMR画像を定量的に評価したところ同様の結果が得られ、本症の病因の一つと考えられた。2)習慣性顎関節脱臼11例16関節に施行した関節鏡視下結節形成術の検討では、2年後に再発した1例1関節を除く全例で良好な結果が得られ、術後の特別な機能訓練なく早期に治癒できた。以上の結果より、習慣性顎関節脱臼に対する関節鏡視下結節形成術は、従来の関節解放下手術と同等の結果が得られ、また非侵襲的であることから早期回復が期待できる優れた治療法と考えられた。今後、変形性顎関節症に対する本術式の適応についての臨床的検討が必要と考えられる。
マルチメディアによる皮膚科知識データベースシステムの開発

コンピュータの特性を生かしたマルチメディアシステムを駆使し,皮膚疾患の知識ベースを構築することを目的として,下記の点について検討を行った.特にインターネットの急速な普及に対応すべく,インターネット上にも公開可能なHyper Text Mark-up Language(HTML)を用いて作成することとした.1.データ素材として当科に蓄積された臨床写真,組織スライドなどの画像情報をPhotoCDならびにスライドスキャナーを用いて電子データ化した.3.「プライマリケアとしての皮膚疾患の見方」というタイトルで,痒みを伴う皮膚疾患,薬疹,内科疾患と皮膚病変,痒みの治療,皮膚色素性病変のレーザー治療,をコンテンツとしたCD-ROMを企画し,作成した.4.「クイックリファレンス皮膚診療」というタイトルで,皮膚科初期研修医向けの書籍スタイルのマニュアルを作成した.なお,これを元にCD-ROM版を追って作成する計画である.5.学生実習,初期ならびに後期研修医教育で実際に使用し,使用感,使用前後の知識レベルの向上度を指標にその有用性を検討し,Hyperlinkされた画像とテキスト学習事項の理解を容易にしたとの良好な評価を得た.6.今後,書籍のみならずCD-ROMやインターネットを利用した医学教育を充実する必要があると考えた.コンピュータの特性を生かしたマルチメディアシステムを駆使し,皮膚疾患の知識ベースを構築することを目的として,下記の点について検討を行った.特にインターネットの急速な普及に対応すべく,インターネット上にも公開可能なHyper Text Mark-up Language(HTML)を用いて作成することとした.1.データ素材として当科に蓄積された臨床写真,組織スライドなどの画像情報をPhotoCDならびにスライドスキャナーを用いて電子データ化した.3.「プライマリケアとしての皮膚疾患の見方」というタイトルで,痒みを伴う皮膚疾患,薬疹,内科疾患と皮膚病変,痒みの治療,皮膚色素性病変のレーザー治療,をコンテンツとしたCD-ROMを企画し,作成した.4.「クイックリファレンス皮膚診療」というタイトルで,皮膚科初期研修医向けの書籍スタイルのマニュアルを作成した.なお,これを元にCD-ROM版を追って作成する計画である.5.学生実習,初期ならびに後期研修医教育で実際に使用し,使用感,使用前後の知識レベルの向上度を指標にその有用性を検討し,Hyperlinkされた画像とテキスト学習事項の理解を容易にしたとの良好な評価を得た.6.今後,書籍のみならずCD-ROMやインターネットを利用した医学教育を充実する必要があると考えた.コンピュータの特性を生かしたマルチメディアシステムを駆使し,学習者にとってインタラクティブな,皮膚疾患の知識ベースを構築することを目的として,平成7年度は下記の点について予備的検討を行った.1.素材として当科に蓄積された臨床写真,組織スライドなどの画像情報をPhotoCD,スライドスキャナーを用いて電子データ化した.2.皮膚疾患の解説,鑑別疾患,検査法,治療,参考文献などのテキストを複合的に組合わせてHyper Text Mark-up Language(HTML)を用いてドキュメントを作成した.3.さらに最近急激に普及してきたインターネットのWeb siteにリンクを貼ることにより,世界中の関連情報源とも直接的に結びつけた.5.次いで「メラノーマの鑑別診断」について,疾患の解説,鑑別診断,臨床写真,病理組織写真,検査法,治療方針をHTMLで記述し,その中でNIH,その他海外にあるメラノーマ関連のWeb siteとリンクさせ,最新の情報が得られるよう配慮した.6.学生実習,研修医教育で実際に使用し,使用感,使用前後の知識レベルの向上度を指標にその有用性を検討し,Hyperlinkされた画像とテキストが学習事項の理解を容易にしたとの良好な評価を得た.7.次年度は「光線過敏症の診断手順」を取上げ,本年度の成果を参考にして,更に扱いやすいシステムを作成する予定である.コンピュータの特性を生かしたマルチメディアシステムを駆使し,学習者にとってインタラクティブな,皮膚疾患の知識ベースを構築することを目的として,平成8年度は下記の点について検討を行った.特にインターネットの急速な普及に対応すべく,インターネット上にも公開可能なHyper Text Mark-up Language(HTML)を用いて作成することとした.1.昨年度に引き続き,データ素材として当科に蓄積された臨床写真,組織スライドなどの画像情報をPhotoCDならびにスライドスキャナーを用いて電子データ化した.2.光線過敏症の解説,鑑別疾患,検査法,治療,参考文献などのテキストを複合的に組合わせてHTMLを用いてドキュメントを作成した.3.さらに最近急激に普及してきたインターネットのWeb siteにリンクを貼ることにより,世界中の関連情報源とも直接的に結びつけた.4.学生実習,研修医教育で実際に使用し,使用感,使用前後の知識レベルの向上度を指標にその有用性を検討し,Hyperlinkされた画像とテキストが学習事項の理解を容易にしたとの良好な評価を得た.5.次年度は最終年度として「皮膚科研修マニュアル」を取上げ,研修医の教育における有用性を検討したい.コンピュータの特性を生かしたマルチメディアシステムを駆使し,皮膚疾患の知識ベースを構築することを目的として,平成9年度は下記の点について検討を行った.特にインターネットの急速な普及に対応すべく,インターネット上にも公開可能なHyper Text Mark-up Language(HTML)を用いて作成することとした.1.昨年度に引続き,データ素材として当科に蓄積された臨床写真,組織スライドなどの画像情報をPhotoCDならびにスライドスキャナーを用いて電子データ化した.3.「プライマリケアとしての皮膚疾患の見方」というタイトルで,痒みを伴う皮膚疾患,薬疹,内科疾患と皮膚病変,痒みの治療,皮膚色素性病変のレーザー治療,をコンテンツとしたCD-ROMを企画し,作成した.4.「クイックリファレンス皮膚診療」というタイトルで,皮膚科初期研修医向けの書籍スタイルのマニュアルを作成した.

なお,これを元にCD-ROM版を追って作成する計画である.5.学生実習,初期ならびに後期研修医教育で実際に使用し,使用感,使用前後の知識レベルの向上度を指標にその有用性を検討し,Hyperlinkされた画像とテキストが学習事項の理解を容易にしたとの良好な評価を得た.6.今後,書籍のみならずCD-ROMやインターネットを利用した医学教育を充実する必要があると考えた.
マルチンゲールの諸性質が維持される関数空間の特徴付け

離散時径数の一様可積分なマルチンゲールfの二次変分Sfとfの概収束極限の間には、Burkholderの弱型不等式が成立することがよく知られている。この不等式はBurkholderがLp空間に於いて成立することを証明したものである。平成30年度は、このBurkholderの弱型不等式が成立するBanach関数空間Xの特徴付け(Xが満たすべき必要十分条件)の研究を行った。この問題は本研究課題の最も重要な目的の1つである。しかしながら、この問題を解決する為には、有界区間(0,1]上の可測関数に対して定義されたある種の線形作用素の有界性に関する定理(Boydの定理等)を拡張する必要があり、相当難しいことが予想された。本研究課題の残りの4年間を掛けてじっくりこの問題に取り組むことを予定していたが、予想に反し短期間のうちに完全な形でこの問題を解決することができた。解析学の多くの分野でそうであるように、マルチンゲール理論を展開する上で、Hardy空間のようなマルチンゲールを要素とする様々な空間の解析が重要である。Burkholderの弱型不等式は、そのような空間を解析する上で欠くことのできない重要な不等式である。この弱型不等式が成立する空間の特徴付けが得られた意義は大きい。他方、マルチンゲールfの極大関数Mfとfの概収束極限の間には、Lp空間に於いてDoobの弱型不等式が成立することもよく知られている。これまでの研究代表者(菊池)の研究により、同様の不等式が成立するBanach関数空間の特徴付けが既に得られている。その結果を拡張し、同様の不等式が成立する準Banach関数空間の特徴付けを得ることができた。この問題も当初は難しいと考えていたものである。Burkholderの弱型不等式の場合と同様に、Doobの弱型不等式の成立する空間の特徴付けに関する結果が拡張された意義は大きい。本研究の開始から2年の間に4件の研究成果があった。そのうちの2件については、既に論文に纏める作業を実施しており、双方とも近日中に投稿する予定である。また、平成30年度の研究成果に関しては、今後2編の論文に纏めて投稿する予定である。これらの研究成果は、当初予定していた研究を進める過程で得られた結果であり、予定していた研究とは異なる研究に関する成果である。しかしながら、学術的には予定していたものよりも良い結果に繋がったのではないかと思う。得られた研究成果は、当初予定した研究とは別の新たな研究に繋がるものであり、更に広い視点に立った研究が可能になった。当初の予定通りではないものの、これまでの2年間で研究成果があったこと、及び、それらの成果により、新たな視点に立った研究が可能となったことから、研究は「おおむね順調に進展している」と判断した。今後は、当初から予定してた研究として、Fefferman型のマルチンゲール不等式が成立するBanach関数空間の特徴付けの研究、及び、Lp空間に於いて成立する「マルチンゲールfの2次変分とfの概収束極限の絶対値によって生成されるマルチンゲールの2次変分の不等式」と同様の不等式が成立するBanach関数空間の特徴付けの研究を進めたい。また、当初の予定にはなかったものの、これまでの研究成果から新たに派生した研究として、これまで研究代表者(菊池)が研究を進めてきた種々のマルチンゲール不等式を弱型に変更した不等式が成立するBanach関数空間の特徴付けの研究を進めたい。平成29年度は、Banach関数空間Xに於けるFefferman型のマルチンゲール不等式、及び、弱空間w-Xに於けるマルチンゲールの2次変分に関する不等式が成立する為の必要十分条件を求めることを目的としていたが、研究を進める過程で、それらとは別の不等式に関する新たな知見を得ることができたので、計画を変更して別の不等式を中心に研究を進めることとした。これにより、下記の2つの研究成果を得ることができた。尚、この研究成果の一部は、本科研費の助成に加え、平成28年度の科研費(研究課題/領域番号25400129)の助成を受けて行った研究によるものでもある。(1)Banach関数空間Xの弱空間w-Xに於いて、Burkholder-Davis-Gundy型の不等式が成立する為の必要十分条件を得た。(2)確率過程の良可測射影に関するStein型の不等式と可予測射影に関するLepingle型の不等式が、Banach関数空間X、及び、その弱空間w-Xに於いて成立する為の必要十分条件を得た。(1)の研究で考察されたBurkholder-Davis-Gundy型の不等式は、マルチンゲール理論に於いて基本的であり、極めて重要な不等式である。この型の不等式が成立する為の必要十分条件が得られたことにより、今後、マルチンゲール理論の新たな展開が可能になるのではないかと思われる。また(2)の研究で考察された確率過程の良可測射影・可予測射影に対する不等式は、応用上から見ても有意義な成果であろうと思われる。