hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HEVCにおける低消費電力動き予測アーキテクチャの研究

4Kや8Kなどの新規格動画像を対応するために、新しい圧縮手法の開発が強く望まれている。2013年に標準化された最新の国際規格H.265/HEVCでは約200倍の圧縮率が達成したが、様々な新しい技術の導入に伴い、演算量も大きくなっており、低消費電力化の実装は非常に難しくなった。本研究では、動画像圧縮の実装の中で消費電力で大きな割合を占める動き予測処理機能に対し、効率的なアルゴリズムとアーキテクチャで消費電力の大幅な削減を図る。整数と小数動き予測のアルゴリズム、交互非対称探索範囲割当法、モードフィルタリング方式などの技術を開発することで、75%以上の消費電力削減を達成した。すでに放送サービスを開始しているフルハイビジョン(1920x1080)の4倍、8倍の4K(3840x2160)の超高精細動画像は、次世代の画像アプリケーションで利用されることが有望視されている。これらの動画の原データは超大規模となるため、データの格納や伝送をする際には、圧縮技術が不可欠となる。画像品質を保つもとで、圧縮率の向上に向けて、様々な符号化方式が標準として提案されてきた。HEVCはH.264の2倍、MPEGの4倍の圧縮率を達成できることから、次世代のスーパハイビジョンで利用される見込みである。HEVCにいては、様々な新しい圧縮技術が導入され、演算量が大きくなるとハードウエア化が非常に難しい。この問題の解決のために、演算で大きな割合を占める動き予測処理(ME)に対して、高画質を保つもとで、ハードウエア演算量と消費電力量の大幅な削減を図る。平成25年度では、MEソフトウエアモデルを構築し、アルゴリズムレベルの設計を行った。整数動き予測(IME):ひし形領域検索(RWS)と水平スライディング中心検索(HSSC)という手法で、符号化性能を維持しつつ、IMEの検索回数とメモリアクセス回数を減少した。IMEに必要な演算量とバンド幅をそれぞれ50%が削減できることをアルゴリズムレベルで確認した。小数動き予測(FME):演算量を削減するために、従来の8近傍フィルタの代わりに、2近傍フィルタを使用し、1/4ピクセルを内挿する。線形特性を利用し、1/4ピクセルの係数は1/2ピクセルと整数ピクセルの内挿により求めた。また、IMEの情報を用いて、FME検索領域の最適化を行い、演算量が50%の削減をすることができた。平成26年度では、MEハードウェアアーキテクチャの最適化を行った。交互非対称探索範囲割当法(AASRA)のハードウェア化:シミュレーションレベルで、HEVC整数動き予測(IME)の計算時間を46%70%削減した。モードフィルタリング方式:予測ブロック・分割モードの削減によって、アルゴリズムレベルで、HEVC小数動き予測(FME)の演算量を66%縮減し、動画像の品質落ちは以前の方法の五分の一になった。ハードウェア向けレート歪最適化(RDO):予測モードを判定するためのコスト関数について、画質をほぼ維持しつつ演算量を70%削減したことが確認できた。平成27年度では、ここまでの成果に基づく、コンポーネントレベルで研究を進んできたほか、最終年度として、システムレベルで研究のまとめ及び検証も行ってきた。A.コンポーネントレベルで、レート歪最適化(RDO)及びロスレスフレーム再圧縮(LFRC)の課題に取り組んできた。RDO機能のハードウェア化:前年度に確立したRDOアルゴリズムに基づく、ハードウェア・アーキテクチャの設計を完成した。RDOでは、HEVC符号器の演算量において、高い割合を占めている。完成したRDOハードウェアは、従来の設計(Pastuszak, IEEE TCSVT, 2015)と比べて、約半分のハードウェアコストで同じレベルのスループットと画質を実現したことで、動き予測(ME)システム全体の消費電力削減に貢献している。ロスレスフレーム再圧縮(LFRC)機能の改良とハードウェア化:先端メモリインタフェースDDR3/4の導入に伴い、メモリアクセスの最小量が増大している。その結果として、従来のLFRC法の効率が低下している。本年度では、新たなLFRCフレームワークの提案により、この問題を解決した。またそれに対しハードウェア設計も完成し、DDR3インテフェースでDDR1/2で同じレベルのアクセス効率と高いメモリバンド幅を達成している。B.システムレベルで、全体アーキテクチャのまとも及びその一部のLSIでの検証を行ってきた。ここまでコンポーネントレベル(IME, FME, RDO, LFRC)の成果を、システムアーキテクチャとしてまとめてきた。演算量とメモリアクセスの両方を75%以上の削減を達成したことで、75%の消費電力を削減できることを確認した。

本研究で改良したLFRCは、符号器・復号器に対し汎用性があるため、HEVC復号器の研究にも貢献している。本年度では、8K用HEVC復号器LSIの設計、実装を行う、そのLSIチップを利用し画面を映すデモシステムも完成した。復号器LSIの検証により、改良したLFRCコンポーネントの性能及び信頼性を確認した。4Kや8Kなどの新規格動画像を対応するために、新しい圧縮手法の開発が強く望まれている。2013年に標準化された最新の国際規格H.265/HEVCでは約200倍の圧縮率が達成したが、様々な新しい技術の導入に伴い、演算量も大きくなっており、低消費電力化の実装は非常に難しくなった。本研究では、動画像圧縮の実装の中で消費電力で大きな割合を占める動き予測処理機能に対し、効率的なアルゴリズムとアーキテクチャで消費電力の大幅な削減を図る。整数と小数動き予測のアルゴリズム、交互非対称探索範囲割当法、モードフィルタリング方式などの技術を開発することで、75%以上の消費電力削減を達成した。合理的な研究計画の策定を行った。遭遇した問題も順調に解決された。電気電子工学平成27年度では、今まで得られた結果を基にして、HEVC動き予測LSI設計の全体を統合する予定である。提案した最適化方式の導入による、開発したアーキテクチャをHDL言語で記述し、RTLシミュレーションで機能を検証し、論理合成レベル・配置配線レベルで設計の面積と消費電力を確認する。それによって、設計したアーキテクチャが実際のLSIチップで実装されるときに達成できる性能を推定する。さらに、HEVC動き予測の演算量と消費電力の削減について、得られた結果を取り求め、成果の発表を行う。アルゴリズムレベルの検証を成功した。演算量とメモリバンド幅を削減することで、MEハードウェアの低消費電力化が期待できる。テレビ会議によって出張コストを削減したこと。IEEE学術誌から論文掲載代の請求が遅れたこと。平成26年度からはMEハードウェアアーキテクチャの最適化に取り込む。既に提案されているブロック処理順序の最適化法(PMBR)やフレームデータの圧縮(FRC)を含むビデオデコーダ向けのメモリバンド幅削減技術を、MEハードウェアに応用する予定である。これらの技術とHSSCと組み合わせることで、75%メモリバンド幅の削減が可能である。更に、交互非対称探索範囲割当法(AASRA)を採用し、低コストで双方向ME探索を実現するアーキテクチャを開発する予定である。AASRA、RWSとHSSCの組み合わせで、75%ハードウェアコストの削減も可能と考えている。メモリバンド幅とハードウェアコストを両方75%削減することで、全体的に75%の低消費電力化とした目標は達成できると予想している。研究成果を発表するための費用(論文誌掲載代、学会費用)を充当する。実験用PCとソフトウェアの購入は予定より少なかったこと。研究成果を学会発表するための費用を充当する。
多様体上の逆散乱理論の新局面-格子からオービフォールドまで

離散モデルから連続モデルまで数理物理学や幾何学に現れる非コンパクトな多様体上で古典物理学や量子物理学における散乱現象に関する逆問題を研究した。離散モデルとしては六角格子を含む格子上でのシュレーディンガー作用素に対するS行列から、コンパクトな台を持つポテンシャル、あるいは格子の欠損を再構成する逆問題を解決した。連続モデルとしては考えうる自然なクラスの中では最も広いリーマン計量をもつ非コンパクト多様体において一つのエンドに対応するS行列の成分からリーマン計量を再構成した。ここには数論に現れるオービフォールドも含まれる。格子(離散的多様体)からオービフォールド(特異点を持つリーマン多様体)までを視野においた様々な空間上で定義された連続スペクトルを持つラプラシアンに対してスペクトル・逆散乱理論を構築するのが目的である。特に(1)錐状特異点を持つ漸近的双曲多様体上の逆散乱理論、(2)無限遠においてリーマン計量が指数的増大と指数的減少の中間的挙動を持つ多様体のスペクトル・逆散乱問題、(3)非コンパクト多様体上の微分形式に関する逆散乱問題、(4)離散的シュレーディンガー作用素に対する逆散乱問題、の4つの課題を研究している。(1)に関しては漸近的に双曲的な2次元以上のオービフォールドに関して一般のエンドに対応するS行列の成分から多様体全体を再構成する理論を完成した。エンドは体積無限大のレギュラーなものも体積有限のカスプの場合も共に許容される。重要な例として3次元双曲空間にクライン群が作用してできる数論的多様体を扱うことが出来る。この結果をさらに一般の錘状特異点をもつ多様体に拡張することが次の目標である。(2)に関しては各エンドが持つべきリーマン計量の自然な条件を考察し、スペクトル順問題解決の見通しを得た。(3)に関しては理論の基礎を構築するための基本補題、評価式等を多数準備した。(4)に関しては六角格子、カゴメ格子、ダイヤモンド格子、グラフェン等、物理的に重要な多くの格子を統一的に扱い得る摂動された格子モデルを導入し、その上のスペクトル理論を展開することができた。特にレリッヒ型の定理、放射条件、スペクトル表示、ヘルムホルツ型方程式の解空間等、連続モデルに対する理論の類似が格子に対しても成立することを示した。これにより今後の逆問題への基本的段階が確立された。一般的な計量をもつ非コンパクトなリーマン多様体、またはオービフォールドにおいてスペクトル理論を構築し、S行列を導入した。各endの計量は無限遠においてwarped productに漸近するものとし、endのvolumeは無限大に発散するものと0に縮小するものの双方を許す。ヘルムホルツ方程式の解の無限遠の挙動からS行列を構成する。このS行列から多様体が再構成できることを示し、逆散乱問題を解決した。オービフォールドを考えたことによって数論に現れる多様体を例として含むことができた。さらに錘状特異点を持つ多様体に結果を拡張することを目指している。六角格子、ダイヤモンド格子等の物理的に重要な格子が摂動された場合のシュレーディンガー方程式に対してスペクトル理論を研究した。レゾルベント評価、スペクトル表示、S行列の構成等の順問題を解決した。さらにポテンシャルをS行列から再構成する逆問題を解決した。散乱現象に関する逆問題を連続モデルから離散モデルまで一貫した観点から研究した。非コンパクトなリーマン多様体と、摂動をうけた格子上のシュレーディンガー作用素に対するS行列がこれらの多様体の有限部分における境界値問題のディリクレーノイマン写像と同値であることを導き、逆散乱問題を境界値逆問題に帰着させた。これにより散乱問題の連続モデルと離散モデルに完全なアナロジーが成立することが示された。具体的には、まず一般的な計量を持つ非コンパクトな多様体上で、一つのエンドに対応するS行列の成分からリーマン計量を再構成した。計量の無限遠での挙動は考えうる自然なクラスの中では最も広いものであり、双曲計量を含む遠方でendの体積が指数的に増大する正則なendやカスプも含んでいる。また数論に現れるオービフォールドもこの多様体のクラスに含まれる。離散モデルにおいては、六角格子を含む局所的に摂動された格子上でのシュレーディンガー作用素に対するS行列から、コンパクトな台を持つポテンシャル、あるいは格子の欠損を再構成する逆問題を解決した。これは現在、固体物理学で活発に研究されているグラフェンの例を含むものである。また古典物理学における散乱問題において電磁波に対する逆問題を考察した。無限遠の近傍では真空の場合と一致し、有限領域では任意の異方性を許す媒質の中でのマックスウエル方程式の逆散乱問題において散乱作用素から領域の境界の一次元ベッチ数を定める逆問題を解決した。この結果はユークリッド的エンドを持つ非コンパクト多様体上のマックスウエル方程式にも拡張される。非コンパクト多様体上での逆散乱問題については多様体が特異性を持たない場合とオービフォールドである場合に一つのendに対するS行列から多様体を再構成できることを示した。

摂動された格子上での逆散乱問題は順問題を完成させ、さらにポテンシャルを再構成できることまでを示した。これらは予定の半分以上を完成させたことになる。27年度が最終年度であるため、記入しない。散乱理論非コンパクト多様体上での逆散乱問題は錘状特異点を持つ多様体にまで拡張する。オービフォールドを含む形で錘状特異性を次元に関して帰納的に定義する。逆問題には境界制御法を用いるが、そのためにこの多様体上の波動方程式の解の正則性と一意接続定理を研究する。摂動された格子上での逆問題に関しては、格子欠損の再構成を目指す。resistor networkの結果を用いて理論的に欠損の有無が判定できることを確かめ、欠損の位置をS行列の情報から探査するアルゴリズムを考える。マックスウエル方程式は、現在、transmission eigenvalue problemの基礎段階にあり、完成を急ぐ。課題(1)に関しては論文を投稿できた。一般の錘状特異点に関してはその定義が重要であり、現在、共同研究者たちと協議している。よい定義が得られれば理論の完成は近い。(4)に関してはスペクトル理論の順問題の部分の草稿を執筆中であり、今年度中に投稿できるであろう。逆問題に関しては今年度中に見通しをつけたい。(2)に関しては順問題の部分の見通しが立った。これは理論の半分を把握したことを意味する。(3)は基礎段階にあり、はっきりした展望を得ていない。当初見積もりより安く消耗品を購入できたため。(1)に関しては一般の錘状特異点の定義を確定することが最も重要な課題である。これは(2)の逆問題の部分とも関連しており、今年度中に結論を得たい。(2)は順問題の部分の細部を検討し確認する。(4)は逆問題の部分の輪郭を確定させたい。(3)については基礎的な事実に不確かなところがあったため、マックスウエル方程式に限定して、非コンパクト領域での幾何学的量と微分形式の関係について再考する。研究資料の購入にあてる。
セルロースの生分解はセルラーゼだけが担っているのか?

本研究では,申請者らがこれまで行なってきたセロウロン酸(β-1,4-ポリグルクロン酸)の分解機構の研究から得られた知見を踏まえて,以下を明らかにすることを目的とした。(1)自然界には,セルロース第一級水酸基をカルボキシル基に酸化する酵素反応系が存在していることを示す。(2)この酸化反応を初発とし,生成したセロウロン酸のリアーゼ型酵素による低重合度化へと引き続く,これまでには知られていない新たなセルロース生分解経路の存在を示す。上記目的を達成するために,以前に単離し、保存している約20株のセロウロン酸分解菌のセルロース分解能力を評価し,顕著な分解能力を有する菌株の探索を試みた。その結果,現有のセロウロン酸分解菌ではいずれもセルロースを分解することはできないことが判明した。そこで,各地からサンプリングした土壌や河川水を微生物源として,各種セルロース(天然セルロース,再生セルロース,アモルファスセルロースなど)を炭素源とする集積培養を行ない,セルロースの第一級水酸基酸化能力を持つ微生物のスクリーニングを新たに実施した。しかしながら,目的とする能力を有する菌の発見には至らなかった。一方,スクリーニングを実施する中で,デンプンの選択的酸化によって得られるアミロウロン酸(α-1,4-ポリグルクロン酸)の分解菌を単離・同定することに成功し,本菌株の産生する加水分解酵素が有用物質グルクロン酸の製造に有用であることを示した。本研究では,申請者らがこれまで行なってきたセロウロン酸(β-1,4-ポリグルクロン酸)の分解機構の研究から得られた知見を踏まえて,以下を明らかにすることを目的として検討を行なった。(1)セルロース1級水酸基をカルボキシル基に酸化する系が自然界に存在していることを示す。(2)この酸化反応を初発とし,生成したセロウロン酸のリアーゼ型酵素による低重合度化へと引き続く,新たなセルロース生分解経路の存在を示す。本年度は,これまでに単離し、現在保有している約20株のセロウロン酸分解菌のセルロース分解能力を評価した。しかしながら,評価した菌株の中に顕著なセルロース分解能を示すものはないことが判明した。そこで自然界よりセルロースの1級水酸基酸化能力を持つ微生物のスクリーニングに着手した。微生物源のサンプリングは,以前にセロウロン酸分解菌が得られた実績のある地点の土壌の他,栃木県内を中心に国内各地の土壌や河川水で実施した。現在,得られたサンプルを微生物源として,各種セルロース(天然セルロース,再生セルロース,アモルファスセルロースなど)を炭素源とする培地で継代培養を繰り返すことによって,セルロース分解菌の集積培養を行なっている。本研究では,申請者らがこれまで行なってきたセロウロン酸(β-1,4-ポリグルクロン酸)の分解機構の研究から得られた知見を踏まえて,以下を明ちかにすることを目的として検討を行なっている。(1)セル只ース1級水酸基をカルボキシル基に酸化する系が自然界に存在していることを示す。昨年度は,これまでに単離し、現在保有しでいる約20株のセロウロン酸分解菌のセルロース分解能力を評価したが,その中に顕著なセルロース分解能を示すものはないことが判明した。そこで本年度は,自然界よりセルロースの1級氷酸基酸化能力を持つ微生物のスクリーニングに着手した。微生物源のサンプリングは,以前にセロウロン酸分解菌が得られた実績のある地点の土壌の他,栃木県内を中心に各地の土壌や河川水で実施した。現在のところ,得られたサンプルを微生物源として,各種セルロース(天然セルロース,再生セルロース,アモルファズセルロースなど)を炭素源とする培地で継代培養を繰り返すことによって,セルロース分解菌の集積培養を行なっているが,セルロースの1級水酸基を選択的に酸化する能力を有する菌の発見には至っていない。
憲法解釈学における国家理論の役割とその変容-ドイツ憲法学史を題材に

本研究を導く問題関心は、「憲法解釈論が何らかの理論を必要とするとしたら、それはいかなるものなのか」、という問いである。この問いを追究するため、これまで歴史的に極めて水準の高い議論を蓄積してきたドイツ憲法学が、19世紀から現在に至るまでの間に、この点でどのような学問的変化を示してきたかを、とりわけ国家概念や国家理論の果たした役割とその変化に着目して、いくつかの側面から分析し、その意義を考察した。本研究は、憲法学の課題と方法に関する基礎理論的な研究として、とりわけ憲法解釈論に対して国家理論が果たしてきた役割とその今後の可能性についての検討を、19世紀から現在に至るドイツ憲法学史を主たる研究対象としながら行うものである。特に、19世紀の一般国家学が果たした役割とその衰退の持つ意味、ワイマール共和国の反実証主義的な新しい憲法理論の意義と位置づけ、戦後西ドイツにおける憲法論のあり方の変化という三点に焦点を当てて検討を進める。これによって、日本における憲法論の体系の再検討を進める上でも、有益な示唆が期待される。4年間の研究期間の初年度にあたる平成19年度は、第一に19世紀ドイツ憲法学の抱えていた解釈論的諸問題の構造について基本的な理解を獲得することに取り組んだ。具体的には、戦前の美濃部達吉の著作を入口としながら、彼が依拠したドイツ立憲君主制下の後期における憲法学の問題状況について、イェリネックやラーバント、ゲオルク・マイヤーなどを素材に検討を進めた。第二に、カイザーライヒ・ワイマール・戦後におけるドイツ憲法学の変化を考える際の切り口のひとつとしてそこにおけるドイツ憲法史像の理解やその際の方法意識の変化をひとつの切り口として分析するべく試み、かような検討の手始めとして19世紀ドイツ立憲君主制に対する戦後の議論に取り組んだ。具体的には、同じくカール・シュミットの影響が指摘されるベッケンフェルデとフーバーという世代を異にする論者の論争を検討の対象とし、そこにおける分析枠組みの相違が持つ意義について考察を試みた。これらの検討は今後も角度を変えながら継続される予定であり、次年度以降に発表される研究論文の中に反映される見通しである。この年度内に公表された成果としては、まず本研究の主題に対して現時点で抱いている理解を、議会制論を主題とした論文の中で試論的に提示した。また、憲法における団体の位置づけに関する論文を執筆するに際して、戦後ドイツ憲法学の性格に関する現時点での理解を部分的なかたちながら提示するよう試みた。こめ他、次年度以降の研究のたあに文献収集を積極的に行った。平成20年度は、諸々の事情のため、年度内に公刊された成果は少ないが、翌年度以降に公表される予定のものを含めると、主に以下の研究を行った。第一に、憲法解釈論上の具体的問題領域として、外交作用に対する国会統制について、権力分立論および執政権論もしくは国家指導行為論との関係に留意しながら学説史研究を行い、その概要を公表した。第二に、憲法における議会の位置づけの発展について論文を執筆した。第三に、憲法の総論領域における「国家」概念の役割の後退と、「憲法」および「立憲主義」の意義増大という傾向の持つ意味について考察する論文を執筆した。第二、第三の論文は、平成21年度に公表される予定である。第四に、1960年代以降のドイツ憲法学の展開の持つ意味について、その最も重要な論者の一人であるベッケンフェルデを取り上げて分析する論文の執筆に年度末に取り組んだ。これは、平成21年度初めに完成された上で直ちに公表される予定である。第五に、本研究と他の共同研究とにまたがるテーマとして、カイザーライヒ期からワイマール共和国にかけてのドイツ連邦国家論についての研究に着手し、その中間的な成果を、札幌と東京の二度の研究会で発表した。第六に、次年度以降の研究への準備作業として、カイザーライヒ期のドイツ実証主義国法学の古典学説を批判・相対化しようとする隣国の憲法学の研究を進めた。具体的には、フランス第三共和政期憲法学の主要論者の一人としてまずはカレ・ド・マルベールを、またウィーン学派の創始者であるケルゼンを検討した。2009年度に実施した研究は、大きく5点に分けられる。第一に、現代における憲法理論・国家理論の変容とその意義について、主にEUとの関係で比較的近年のドイツにおける注目すべき議論を取り上げ、分析した。その主な成果は、6月の比較法学会総会で発表され、これに補充的な研究の成果を付加して論文としてまとめたものを、学会誌『比較法研究』に寄稿した(公刊は2010年度の予定)。第二に、戦後ドイツ憲法学における国家理論の代表的論者として、Ernst-Wolfgang Bockenfordeを取り上げ、その憲法学史上の位置づけを探る論文を、年度初めに執筆した。この第一点と第二点に関する研究の成果は、坂口正二郎編『自由への問い3・公共性』(岩波書店、2010年)に寄稿された林知更「政治過程における自由と公共」の中で、より広い理論的文脈の中に位置づけてその意義を測定すべく試みられた。

第三に、カール・シュミットを中心としたワイマール期憲法理論の研究を継続した。この年度は、シュミットの国際法論(『大地のノモス』を中心に、ナチス期の広域秩序論やワイマール期のヴェルサイユ体制論にまで遡って)と初期の独裁論について、検討を進めた。第四に、ドイツ憲法学史の特徴を比較を通してより深く理解するために、同時期のフランス憲法史・憲法学史の基礎的な理解を獲得するための作業を継続した。この年度は、ドイツ憲法学に造詣の深い近年のフランス憲法学の代表的論者であるOlivier Beaudの二つのモノグラフィーを中心に、両国の憲法学の特色について理解を深めるべく努めた。第四に、年度の最後の数ヶ月、政教分離論に関する研究に従事した。これは、日本の最高裁大法廷の違憲判決(2010年1月20日)を契機とするものだが、ドイツ憲法史および憲法理論の変遷に関する研究と、我が国の具体的な憲法解釈論との接点を主題化するものとして、本研究の応用としての意味を持った(成果の発表は次年度)。本年度は第一に、これまで国家との強度な連関の下で議論されてきた主権や権力分立、民主政、基本権などの基本概念が、近年の国際化・ヨーロッパ化の潮流の中でどのように問い直されているか、ドイツ公法学の議論の動向をサーヴェイすべく試みた。具体的には、過去十数年くらいにこれらの主題について書かれた教授資格論文などを渉猟し、また以前検討したことのある関連した重要業績を、新たに得られた知見を踏まえて読み直し再評価する作業を進めた。これによって、現代的問題状況に対するある程度の見通しを得ることができたと考えているが、具体的な成果として公表するのは次年度以降になる。第二に、ドイツ国家論に取り組む上で避けて通ることができず、しかし日本からは容易に理解しがたいものとして、連邦制の問題があるが、本年度後半はかなりの精力を傾注してドイツ連邦制論の基礎的理解の獲得に努めた。ザイデル、ラーバント、イェリネック、プロイスなど第二帝政期の古典学説の読解と並んで、連邦共和国における連邦制論について重要文献と最近のモノグラフィーなどを読み進めた。これについても、成果の公表は次年度以降を予定している。第三に、国家と地方自治の関係について、特に民主政論との関係に着目しつつ考察した。地方自治もまた国家論の裏面で避けることのできない主題であるが、本格的に着手したのは初めてで、初期投資に時間を取られた。なお、この主題では小論をひとつ公表した。第四に、本研究の個別的論点への応用として、年度の初めに政教分離論について論文を執筆した。以上を要するに、本年度は、前年度までの歴史的・学説史的検討を踏まえ、現代的問題状況により多く力を注ぎ、またとりわけ国際化やヨーロッパ統合、連邦制、地方自治など、政治的な決定単位の重層性の問題と国家論との関係について研究を深めることができたと考えている。
ロボットの統合認知アーキテクチャによる実世界に根ざした言語的思考の実現

深層学習に代表される人工知能技術の発展により,自動運転などの機械による知的活動が可能になりつつある。そのなかで、人間の日常生活を支援するパートナーロボットに対する期待も高まっているが,依然としてそのようなロボットは実現されていない.このようなロボットには,実世界や言語を理解して思考する機能と、他者とコミュニケーションを行う機能が重要である.そこで,本研究では経験に基づいて知能を獲得する認知モデルにおいて,高次認知機能および社会的機能を統合することで,ロボットによる実世界に根ざした言語的思考を実現することを目標とする.深層学習に代表される人工知能技術の発展により,自動運転などの機械による知的活動が可能になりつつある。そのなかで、人間の日常生活を支援するパートナーロボットに対する期待も高まっているが,依然としてそのようなロボットは実現されていない.このようなロボットには,実世界や言語を理解して思考する機能と、他者とコミュニケーションを行う機能が重要である.そこで,本研究では経験に基づいて知能を獲得する認知モデルにおいて,高次認知機能および社会的機能を統合することで,ロボットによる実世界に根ざした言語的思考を実現することを目標とする.
占領期日本の学校における感染症対策に関する実証的研究

占領期日本における感染症対策の実態を、「学校」あるいは「児童・生徒」に着目し調査を行った。主な検討材料として国立国会図書館憲政資料室に所蔵されているGHQ/SCAP文書などを用いた。占領期には様ざまな感染症が流行した。本研究では学校における感染症対策が公衆衛生政策と密接な関係をもって進められたこと、児童・生徒が感染症予防に関する知識を様ざまな方法で得たことを明らかにした。本年度は、占領期日本の学校(と地域)で取り組まれた感染症対策・予防教育の具体的内容とその方法を把握することを課題とし、史資料の探索・収集作業を実施した。前年度と同様に、国立国会図書館憲政資料室に所蔵されているGHQ/SCAP(連合国最高司令官総司令部)文書を用いた検討を中心に、併せて日本(政府)側の行政文書や当時の雑誌・新聞記事、映像記録など調査の対象をやや広く設定して関連する記述の整理、事柄の把握に努めた。本年度の研究課題を進めるなかで特に注目したのは、「公衆衛生列車」(Public Health Train)の取り組みであった。公衆衛生列車とは、衛生知識の普及・啓蒙を目的として公衆衛生(感染症予防含む)や福祉に関する模型、写真、ポスター、図などを車内に陳列した列車で、1947(昭22)年11月の原宿駅(東京)を皮切りに全国各地を巡回・展示した。厚生省主催で実施されたこの取り組みには占領軍(特に公衆衛生福祉局(PHW)と民間情報教育局(CIE))が関与していたこと、児童・生徒を含む多くの人びとが観覧に訪れたことなどが明らかになった。同時期の「CIE教育映画」(ナトコ映画などと呼ばれる)の巡回上映については比較的多くの研究成果がまとめられてきたが、「公衆衛生列車」についてはこれまでほとんど検討がなされておらず不明な点が多い。両事業の関係性にも着目しながら、その手法や役割・成果などを多角的に検証していく必要がある。本年度は、以上の占領期における衛生教育(特に「公衆衛生列車」)に関わる調査結果を、第72回日本公衆衛生学会総会(三重)、第78回日本民族衛生学会総会(佐賀)にて発表した。また、前年度における研究成果の1つが学術論文として日本医史学雑誌(第59巻3号)に掲載された。本年度は、占領期日本の学校における感染症対策が戦後の公衆衛生政策の進展といかに関わりをもちながら展開されたのか把握することを課題とし、GHQ/SCAP(連合国最高司令官総司令部)と日本政府の動きに着目して文献的に検討した。主な史資料は、国立国会図書館憲政資料室に所蔵されている占領関係資料のうちGHQ/SCAP/PHW(公衆衛生福祉局)が作成・配布した「Weekly Bulletin」(週刊広報:毎週の実務記録)、国立公文書館に所蔵される日本(政府)側の行政文書、文部省によって編纂された「学制百年史」・「学校保健百年史」などである。終戦翌年の1946(昭21)年3月15日、文部省は「学校伝染病予防ニ関スル件」の通達を出し、そのなかで痘瘡と発疹チフスの予防対策を指示したが、これは1945(昭20)年末から1946(昭21)年はじめにかけて両疾患が都市部(東京都、大阪府、兵庫県など)を中心に大流行したことと深く関係していることが確認された。GHQ/SCAPの数度にわたる指令を受け、日本政府が多方面にわたって対応策を立案・実施する様子が明らかになった。さらに、本年度は、より具体的な事例研究への着手として滋賀県彦根市の(土着)マラリア予防教育に着目し、市が独自に製作した教育映画『翼もつ熱病』の内容分析を試みた。この映画は、当時、学校や公民館、寺などで上映され、児童・生徒だけでなく彦根市民全体の衛生教育に広く活用されたものである。映画には、例えばマラリア原虫が赤血球のなかで分裂を繰り返す様子や感染によって発現する症状の解説、薬剤散布・水面埋め立てによる媒介蚊の撲滅活動などが収録されており、視覚に直接訴える「映像」を通じて住民の理解を促す工夫が随所に見られた。本研究課題の最終年度となる今年度は、占領期日本において児童・生徒を対象とする感染症対策・予防教育が学校や家庭、地域の連携によって協力的に推進された事例を拾い出し検討することを中心課題とした。前年度(第2年度)の研究過程において見出され、おおよその輪郭が明らかになった「公衆衛生列車(Public Health Train)」の運行・巡回展示(厚生省主催)による衛生教育活動をその具体的事例として取り上げ、詳細な実態把握に努めるとともに、児童・生徒を含む地域の健康形成にいかに影響したか多面的に考察することを目指した。国立国会図書館憲政資料室所蔵のGHQ/SCAP文書のうち新たに見つかった北海道における「公衆衛生列車」運行のレポートには、1948(昭23)年7月末から約1か月間で道内全8箇所を巡回・展示した際の様子が詳しく記録されている。

結核や性感染症などの感染症予防や栄養摂取に関する車内展示(模型や写真、ポスターなど)のほか、紙芝居や映画鑑賞会などもあわせて企画され、児童・生徒を含む多くの人びとが興味をもって健康情報に触れる機会となった。厚生省職員が乗員として中心的に運営にあたりながら、実際には、停車(展示)エリアの市の衛生担当者や保健所、医師会、薬剤師会などが協力して広報活動や展示物の説明、健康相談に携わっていた。一般市民への健康知識の普及・啓蒙を意図した事業が、結果として保健・医療に関わる組織や人びとの「協働」を促すきっかけとなったことが考察された。本年度は、以上の占領期における衛生教育に関わる調査結果を、第115回日本医史学会総会(福岡)、第79回日本民族衛生学会総会(茨城)にて発表した。また、前年度における研究成果の1つが学術論文として日本医史学雑誌(第60巻3号)に掲載された。応用健康科学第2年度を終えた現時点で研究はおおむね順調に進行している。本研究は、占領期日本の学校において感染症対策・予防教育がどのように展開されたのか、戦後の公衆衛生政策との関係のなかで検討することを目的としている。これまでに、戦後における感染症(例えば、1946(昭21)年の天然痘・発疹チフス)の流行が学校現場における予防対策・教育に深く関係したことや、児童・生徒が学校外の様ざまな場で衛生知識を獲得する機会(例えば、「CIE教育映画」や「公衆衛生列車」など)を得たことなどが考察された。特に、「公衆衛生列車」の存在とその運行による衛生教育活動の展開について(現時点では概略に留まるが)把握できた点は当初の研究計画段階で予想していなかった収穫であり、新たな切り口からの今後の研究進展が期待できる。占領軍側(特にCIE(民間情報教育局)とPHW(公衆衛生福祉局))、日本側(特に文部省、厚生省)のそれぞれを視野に収めた検討を今後も進めていく必要がある。以上の点をふくめて研究計画にやや前後した部分などがあるが、本研究はおおむね順調に進んでいると考えている。本研究で取り上げる学校保健は、いわば「教育」と「保健」が合流する領域である。GHQ/SCAPによる占領政策が「間接統治」の形態のもとに実施されたことを踏まえれば、本研究では教育的側面として[CIE(民間情報教育局)]と[文部省]、保健的側面として[PHW(公衆衛生福祉局)]と[厚生省]のそれぞれを視野に収めた検討が不可欠である。本年度は占領関係資料のうち、主にPHWの活動を系統的・縦断的に把握することが可能な「Weekly Bulletin」を検討することができたが、一方でCIE文書の検討作業については当初の計画よりやや遅れ気味である(「Weekly Bulletin」の検討にあたっては杉田による復刻版を活用することで効率的に研究を進めることができた)。膨大な史資料群の中から関連記述を収集・整理する作業は容易ではないが、次年度以降の継続課題として引き続き検討を進める予定である。以上の点も含めて、当初予定していた(年度別の)研究計画にやや前後した部分はあるものの、本研究はおおむね順調に進んでいると考えている。最終年度(平成26年度)は、占領期の学校における感染症対策・予防教育が家庭や地域といかに連関しながら展開されたのかについて重点を置いた検討を進める。これまでの研究過程において、当時、多様な衛生教育が学校の内外で展開されたことを改めて確認することができた。
カーとメリトの家具一式に見られる木工技法の網羅的研究

古代エジプトの副葬の文化と乾燥気候が多くの木工を今に伝え、中でも家具は快適性を求める意匠や仕掛けが注目されるが、既往研究は外観の象徴性に偏る傾向にある。本研究はトリノ・エジプト博物館収蔵の新王国時代の建築家夫妻の家具一式に関して実測図作製を重ね、新たに木工の視点から、無名の職人集団が優れた意匠を生み出す過程を解明しようとした。継手仕口の分析では日本の研究成果を援用した。看過されていた折り畳み式物差しや寝台が、利便性を持つ稀少な実用例と推測された点を国際学会で発表し、来年出版予定である。寝台の実大模型製作による木工の追体験の結果も学会で報告した。完成模型は寝台のメカニズムの実証実験に使用する。本研究はH.WegnerやF.Juhlら北欧の家具作家に影響を与えている古代エジプト家具について、文明絶頂期の第18王朝時代の建築家カーとメリトの家具一式(トリノ・エジプト博物館蔵)を例として、実測図作成という素朴な作業を重ねながら製作過程を明確化しつつ、意匠を成立させた製作者の思考法を実証的に明らかにしようとするものである。これら一式は同時代の王族や貴族、また労働者階級の家具との比較において王族ではない貴人の家具として、また夫婦である男女の家具の相違を知る資料となる。家具の分類法も研究課題であるが、さしあたりA.機能、B.架構形式、C.象徴性、の3つの篩を設定する。A.機能では1.収納としての箱、2.寝台、3.座家具、4.卓、5.足台、6.壺立て、の6つに分ける。B.架構形式では「網細工」を加味した分類を新たに研究中である。C.象徴性では、1.動物の体躯になぞらえた意匠を持つ家具、2.建築的意匠をなぞらえた家具、3.幾何学的意匠の家具、の3つに分ける。平成26年度においては成果発表として、創世記から認められるC.象徴性を持つ家具の中で多数例現存する獅子脚の家具について、1996年の実測調査をもとに世界中の博物館に分散している遺物を取り上げ、完形品ばかりでなく部材として残されている獅子脚も含めたデータ化に向けて、共有すべき実測点の提案を行った。この論考は「獅子脚を持つ古代エジプト家具研究における近年の進展状況:中近東文化センター所蔵M00449の腰掛けをケーススタディーとして」として「地中海学研究XXXVII」(2014年)に掲載された。10月は10日間、北イタリアに滞在し、トリノ・エジプト博物館で獅子脚を持つ腰掛け1例、座面に網細工を持つ腰掛け2例、また座面が網細工ではない腰掛け2例の合計5例の実測と写真撮影を行ったほか、実測対象調査も行った。本研究では古代エジプト第18王朝時代の建築家カーとその妻メリトの家具一式(トリノ・エジプト博物館蔵)を例として、実測図作成作業を重ねて製作過程を明確化し、意匠を成立させた製作者の思考法を実証的に明らかにしようとする。これらは同時代の王族や貴族、職人の家具との比較において王族ではない貴顕の人の、また夫婦として男女の所有する家具の特徴を知る史料である。分類法はさしあたりA.機能、B.架構形式、C.象徴性の3つの篩を設定する。Aでは1.収納としての箱、2.寝台、3.座家具、4.卓、5.足台、6.壺立て、の6つに分ける。Bでは編み細工を加味した分類を新たに研究中である。Cでは1.動物の体躯をなぞらえた家具、2.建築的意匠を持つ家具、3.幾何学的意匠の家具、の3つに分ける。平成26年はC-1.で多数例がある獅子脚の家具について世界の博物館に分散する遺物の完形品、及び部材として残されている獅子脚のデータ化を鑑みて共有すべき実測点の提案を行った論文を地中海学研究37に発表した。トリノ・エジプト博物館においては獅子脚と編み細工を持つ家具の実測を行った。平成27年は、国際エジプト学者会議(フィレンツエ大学)にて建築家カーの折り畳み式キュービット尺の折り畳み機構図を作成公開し、その稀少性について英語で発表した。日本建築学会大会ではこの尺の製作過程について発表した。日本オリエント学会大会では、近年、美術史の見地からの時代判定が話題になった2つの家型の箱について木工の見地から分析した結果を発表した。2つの箱の製作順は判定できなかったが、所有者が異国人であるという背景のもとに、ボローニャの例がエリコなどに見られる独特の構造形式を持ちながらエジプトの意匠に馴染ませた労作である点を指摘した。また箱の鍵の作り直しの痕跡の発見から、箱が生前から副葬を視野に入れて製作されていた可能性を指摘した。トリノ・エジプト博物館の改修工事に合わせて実測作業を調整する必要が生じたために、申請時の予定が早まり、カーとメリトの家具一式の実測については平成26年度には編み細工を持つ寝台2例・腰掛5例の実測を終えた。獅子脚で編み細工を持つ家具としては椅子1例を残すのみである。成果発表は、平成26年に動物の体躯になぞらえた意匠で多数例を残す獅子脚に関する論考が採用され「地中海学研究37」(2014年)に掲載された。

平成27年はカーの折り畳み式キュービット尺(2011年実測)について実測結果をもとに復元を試み、考察結果をイタリア・フィレンツエ大学で行われた国際エジプト学者協会主催、第11回国際エジプト学者会議にて英語で発表し、フィレンツエ考古学博物館館長Dr M.Ch.Guidotti、Dr M. Eaton-Kraussから一定の評価を得ることができた。現在は当会議発表者の中から選抜された内容の書籍化に向けて英文にて論考を執筆中である。日本建築学会大会(講演番号9003)では西本真一との共同発表としてカーの折り畳み式キュービット尺の実測値から読み取れる製作過程について発表を行い大会論文梗概集にて内容を纏めた。日本オリエント学会北海道大会ではペリパウトの2つの家型の箱について木工の見地からの分析結果を発表し、発表者の中から選抜された内容の書籍化に向けて論考を執筆中である。古代エジプトの乾燥気候と副葬の習慣は多くの木製品を伝え、特に家具は身体に優しい意匠や鍵・折畳みなどの仕掛けなどにきめ細かな木工が見られる。これらは生活用具であり、所有者の社会的地位を顕す象徴でもあったが、既往研究は描かれた絵画や碑文、動物を象った脚に着目した象徴に関する記述に偏り、生活用具や木工意匠としての分析はほぼ手付かずであった。新王国時代は、ツタンカーメン王、貴族のユヤとトゥヤ夫婦、諸王に仕えた建築家カーとメリト夫妻の各々の家具一式や、職人の日常の家具など例が豊富で、異なる身分の家具意匠が一望できる。本研究ではツタンカーメン王の例に匹敵する建築家カーとメリトの家具一式(トリノ・エジプト博物館蔵)を中心に史料としてデータ化も鑑み、実測図作成作業を重ねつつ作り手の思考法を探り、無名の職人集団から固有の意匠が生まれる過程を明らかにしようとしてきた。平成26年度は、平成12年から続けた家型の箱の実測結果から、部材の組立過程を示す分解図を製作し、2台の寝台(S. 8327, S. 8629)を実測した。平成27年度は、碑文を持たず重要でない例とされていたカーの折畳み式キュービット物差し(S. 8391)を実測調査し、模型製作も行って分析したところ、折畳みの工夫や精緻な目盛りから建築家が実用した稀少な例と考えられ、その結果を第11回国際エジプト学者会議にて発表した。最終年度は渡来人の職人の木工の特質を分析した。また新王国時代の典型的な寝台で、獅子脚を持ち、人の頭部に向かって反り上がる特有の寝台面を持つカーの寝台(S. 8327)の実大模型を作製し、木工を追体験した結果を論考に纏め、継手仕口については日本の分類法を使った分析を行い、学会にて発表した。今後は、作製した寝台の実大模型を使い、寝心地や、特徴的な形態を持つ寝台に人が寝た時の力学的メカニズムを実験検証したいと考えている。古代エジプトの副葬の文化と乾燥気候が多くの木工を今に伝え、中でも家具は快適性を求める意匠や仕掛けが注目されるが、既往研究は外観の象徴性に偏る傾向にある。本研究はトリノ・エジプト博物館収蔵の新王国時代の建築家夫妻の家具一式に関して実測図作製を重ね、新たに木工の視点から、無名の職人集団が優れた意匠を生み出す過程を解明しようとした。継手仕口の分析では日本の研究成果を援用した。看過されていた折り畳み式物差しや寝台が、利便性を持つ稀少な実用例と推測された点を国際学会で発表し、来年出版予定である。寝台の実大模型製作による木工の追体験の結果も学会で報告した。完成模型は寝台のメカニズムの実証実験に使用する。トリノ・エジプト博物館の改装工事に合わせて実測作業予定を調整する必要が生じ、最終年度に実測予定であった獅子脚と網細工を持つ寝台を平成26年2月に先駆けて実測したために、次年度実測予定であった獅子脚を持つ腰掛けや網細工の座面を持つ腰掛けなど5例をも本年度実測した(実働6日間)。
格子と結合した量子スピン系における乱れとフラストレーションの効果

スピン・パイエルス物質で観測されている「不純物誘起反強磁性長距離秩序」のメカニズムを調べた。量子力学的に非磁性な系をボンド希釈すると、ダイマーが壊れ、抜いたボンドの両端に有効スピンが誘起する。それらの有効スピン間には二種類の有効相互作用が競合して存在し、それらの相互作用の強さが同等になるまで反強磁性長距離秩序が誘起されないことを明らかにした。さらに、格子の自由度を考慮した系では、格子エネルギーの利得のため格子歪みの最適化がなされ、有効スピンが不純物近傍に誘起される場合と不純物間中央に誘起される場合があることを明らかにした。スピンパイエルス物質CuGe03は低温で非磁性な状態にある。これは、磁性を担うCu原子のスピンが格子歪みを伴ってダイマー一重項対を形成するためであり、スピンパイエルス転移と呼ばれている。さらに、この物質のGeをSiで置換すると、非磁性な状態から反強磁性長距離秩序のある状態へ相転移する。所謂、「不純物誘起長距離秩序」である。GeをSiで置換することは、Cuスピン間の相互作用を弱めることに相当している。本プロジェクトでは、この現象のメカニズムを明らかにし、機能的な物質を設計するための指針を与えるため、ボンド交替鎖からなる正方格子反強磁性ハイゼンベルク模型のボンド希釈効果を量子モンテカルロシミュレーションによる計算物理学的手法により調べた。ボンド希釈すると、ダイマーが壊れ、抜いたボンドの両端に有効スピンと呼ばれる磁気モーメントが誘起する。これらが一重項対を媒介にして相互作用することにより、長距離秩序が誘起されるのである。本研究では、それらの有効スピン間には二種類の有効相互作用が競合して存在し、それらの相互作用の強さが同等になるまで反強磁性長距離秩序が誘起されないことを明らかにした。有効相互作用の一つは、異なる希釈ボンドの両端に誘起した有効スピン間の相互作用であり、もう一つは同じ希釈ボンドの両端の有効スピン間の相互作用である。後者が一重項対の再形成をすることが重要である。従来、この問題は平均場近似などの近似的手法で扱われてきたため、このような理解には至っていなかった。この結果は、数値的手法を用いて二次元性や乱雑さを正面から取り入れたからこそ得られた結果である。本研究では、格子の自由度をボンド交替として導入したが、今後、格子自由度を直接考慮に入れたシミュレーションを実行する予定である。スピン・パイエルス物質CuGe03で観測されている不純物誘起反強磁性秩序に関して、不純物置換により誘起される有効スピンが不純物近傍に誘起されない場合があることや、不純物濃度を増加させたとき、格子歪みと反強磁性秩序が共存した相から一様な反強磁性秩序相へ相転移することが実験的に観測されている。この機構を理解するためには、格子の自由度と結合した量子スピン系を解析する必要がある。本研究では、この系のシミュレーションを実行するためのプログラム開発に並行して、格子の自由度をボンド交替として考慮した模型における基底状態のエネルギー比較を行い、様々な状態の安定性を検討した。つまり、スピン・パイエルス物質をよく記述するスピン1/2のボンド交替鎖からなる正方格子反強磁性ハイゼンベルク模型のサイト希釈効果を量子モンテカルロシミュレーションを用いて調べ、格子歪みがなく一様な反強磁性秩序がある状態(uniform AF状態)と格子歪みも反強磁性秩序もある状態(dimerized AF状態)の基底状態エネルギーを比較した。この模型では、有効スピンは不純物近傍に誘起することが我々の以前の研究で分かっている。結果として、不純物濃度が小さい領域におけるdimerized AF状態が、ある有限の不純物濃度でuniform AF状態に相転移することが分かった。この結果と格子の自由度と結合した量子スピン系の計算結果を比較することにより、有効スピンが不純物近傍に誘起されないことの影響を検討することができる。スピンパイエルス物質CuGeO3で観測される不純物誘起反強磁性秩序は、不純物置換により置換サイトの隣に誘起した有効スピンがシングレット対を介して互いに相互作用することにより生じると理解されている。しかしながら、CuGeO3のGe原子にSi原子を置換すると、有効スピンが不純物近傍には誘起されないことが実験的に観測されている。このような有効スピンが誘起する場所を理解するためには、格子の自由度と結合した量子スピン系を解析する必要がある。本研究では、反強磁性ハイゼンベルグ鎖を二次元的に結合した模型において、格子の自由度を鎖内で古典的に考慮し、サイト希釈により基底状態がどのように変化するかを量子モンテカルロ法を用いて調べた。

希釈されていない場合、鎖間相互作用が弱い領域で、格子が交互に歪んだ基底状態が実現する。これは、歪むと格子のエネルギーが増加するが、強い量子揺らぎのためにそれ以上にスピン系のエネルギーが減少するためである。この状態にある系をサイト希釈すると、次の2つの状態が実現することが分かった。つまり、希釈されていない時の歪み方を維持した状態(A状態)と希釈サイト近くのスピン対が必ず強く結合する状態(B状態)である。A状態は、格子エネルギーの効果が小さく、鎖間相互作用が大きい領域で実現し、有効スピンは希釈サイトの隣に誘起される。一方、B状態は、格子エネルギーの効果が大きく、鎖間相互作用が小さい領域で実現し、有効スピンは希釈サイトの近くでは誘起せず、希釈サイトの間に誘起している。CuGeO3で観測された状態はB状態に相当していることが分かる。さらに、希釈濃度を増加させると、B状態の領域が広がることが分かった。CuGeO3より鎖間相互作用が強い物質の低希釈濃度領域で、A状態が実験的に観測されることが期待される。
遺伝性角膜変性症の原因遺伝子検索・SNP解析・角膜発現プロモーターに関する研究

角膜変性症では、ケラトエピセリン遺伝子について角膜変性症家系150家系の解析を終了した。また、同様に膠様滴状角膜変性症、斑状角膜変性症、ミースマン角膜上皮変性症の各変性症の原因遺伝子変異も解析を終了した。フックス角膜内皮変性症16家系に対し、原因遺伝子であるCOL8A2の変異を解析した。新規のミスセンス変異を2種類(Arg155Gln, Thr502Met)発見した。斑状角膜変性症のノックアウトマウスを作成し、生後1年間角膜病変を解析した。マクロでは角膜病変を認めなかったが、電顕レベルでは特徴的なコラーゲン構造の乱れを認めた。網膜疾患の解析では、本邦におけるスタルガルト病の遺伝子解析を実施し、日本人特有のABCA4遺伝子のnull mutationを4種類新たに発見した(IOVS 2002)。また、小口病を含む先天性停止性夜盲症の遺伝子解析を名古屋大学と共同研究し、arrestin, Rhodopsin kinaseのnull mutationを新たに発見した(IOVS in press)。開放隅角緑内障では、染色体3q21-q24領域のGLC1Cに注目し、位置的候補遺伝子アプローチを開始した。現在までに11遺伝子のスクリーニングが終了している。その中で、GRPK7のエクソン1内に1塩基欠失SNPを発見し、case-control studyにおいて、そのSNPの頻度に有意差を認めた(p=7.4x10^<-4>)。
癌抑制遺伝子BRCA1の安定化因子BAP1の機能解析

BAP1がBARD1と結合することによってBRCA1/BARD1の2量体形成を阻害し、E3リガーゼ活性を失活させることを発見した。BAP1はBARD1にも結合することが分かった。BAP1がBARD1に結合しBRCA1/BARD1複合体の形成を阻害する事が判明した。BAP1はBRCA1/BARD1の自己ユビキチン化を阻害した。また、ユビキチン化したBRCA1を脱ユビキチン化することが分かった。酵素活性を失活させてもBRCA1/BARD1を阻害することから、BAP1は活性の直接阻害と脱ユビキチン化の2つの機序でBRCA1/BARD1によるユビキチン化を抑制する事を解明した。平成20年度研究計画に沿って実験を行い、癌抑制遺伝子BAP1の癌抑制機能解析を行ったBAPI/BRCAI/BARDIの3つのタンパク質の結合状態を確認するためBAP1、BARD1、BRCA1の単体及びBRCA1とBARD1のヘテロダイマー状態の組み替えタンパクを作成し、SPRにて結合状態を解析した。その結果BAP1とBARD1が特異的に結合することが確認された。また、BAPIがBRCA1/ BARD1ヘテロダイマーに対して干渉し、BRCA1/BARD1の結合を阻害することも確認できた。この事からBRCA1/ BARD1のE3活性を結合するだけで阻害していることが解明された。次にBAPIの脱ユビキチン化活性について検討を行ったところBAPIがBRCA1/ BARD1の自己ユビキチン化に対して脱ユビキチン化反応していることが明らかになった。K6, K63経由のユビキチン鎖の形状についても解析を行いK6、K63経由のユビキチン鎖間では違いは認められず、両者とも脱ユビキチン化される結果となった。以上の事から、BAP1が2通りの方法でBRCA1/BARD1のユビキチン化活性を抑制している事が明らかとなった。当初、研究代表者はBAP1の脱ユビキチン化はユビキチン鎖の形態によって選択的に脱ユビキチン化し、プロテオソームを介した分解シグナルであるK48経由のユビキチン鎖のみ分解し、その為にBAP1存在下でBRCA1の安定化に繋がるものと考えていた。しかしながら今回BAP1がK6、K63経由のユビキチン鎖を脱ユビキチン化したこと、またBAPIがBRCA1/BARD1の結合阻害をすることからBAPIとBRCA1の2つのタンパク質での直接の関係がBRCA1の安定化に関与しない事が示唆された。この事からBAP1の別経路での役割、別基質を同定することがBRCA1の安定化を解明する上で必須となった。平成21年度研究計画に沿って実験を行い、癌抑制遺伝子BAP1の癌抑制機能解析を行った。平成20年度にBAP1/BRCA1/BARD1の3つのタンパク質の結合状態を確認するためBAP1、BARD1、BRCA1の単体及びBRCAIとBARD1のヘテロダイマー状態の組み替えタンパクを作成し、SPRにて結合状態を解析した。また、BAP1がBRCA1/BARD生ヘテロダイマーに対して干渉し、BRCA1/BARD1の結合を阻害することも確認できた。この事からBRCA1/BARD1のE3活性を結合するだけで阻害していることが解明された。次にBAP1の脱ユビキチン化活性について検討を行ったところBAP1がBRCA1/BARD1の自己ユビキチン化に対して脱ユビキチン化反応していることが明らかになった。しかしながらBAP1がBRCA1/BARD1の結合阻害をすることからBAPIとBRCA1の2つのタンパク質での直接の関係がBRCA1の安定化に関与しない事が示唆された。この事からBAP1の別経路での役割、別基質を同定することがBRCA1の安定化を解明する上で必須となりプロテオミクスの手法を用いて検討を行った。結果、多数のタンパク質とBAP1が結合する事が明らかとなった。