hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
映画がたどる高齢者介護の４０年間　１９７３～２０１３年

本研究は日本の「高齢者介護映画」に着眼し、つぎの2つの成果をあげた。まず、1973年の豊田四郎監督『恍惚の人』から今日までの高齢者介護映画において、「高齢者患者と介護者の人物造形」と「彼らを取り巻く社会環境」を検証したこと。これによって、日本の高齢者介護の「映像表象史」が構築できた。つぎに、2000年代に入って盛んに制作されている外国の「高齢者介護映画」をパースペクティヴに入れ、「日本」の高齢者介護表象との比較考察を行い、日本独自の高齢者介護表象を浮き彫りにすることができた。だれもが年をとる。かつて親や祖父母の世話をしていた人も、やがて自分が介護されたり、施設に入れられたりする。「高齢者介護」は人生の避けがたい局面として、多くの映画のなかに描かれている。本格的な「高齢者介護映画」は、1973年に日本で制作された『恍惚の人』が、世界初の例である。しかし、日本映画が辿る高齢者介護の変遷を本格的に考察した研究は、まだ存在しない。本研究の第1の目的は、高齢者介護をめぐる家族像・社会像の変遷に注目しながら、「高齢者介護映像表象史」を構築することである。第2の目的は、2000年代に興隆した「外国」の高齢者介護映画に目を向け、日本と外国の高齢者介護映像表象を比較分析することである。本研究によって、「映画研究」が「老年学」という学際的領域に貢献しうることを期待しながら、2年間計画の初年度には、以下の研究実績をあげた。(1)日本の高齢者介護映画を収集し、その1本ずつに「ショット分析」をほどこしながら、つぎの12の2点に関するデータを検出した。1高齢者患者と介護者は、どのような人間関係(家族関係)にあるか?2患者と介護者を取り巻く社会環境は、どのように設定されているか?(2)1973年から今日までの「患者像/介護者像」の変遷や「高齢者介護を取り巻く社会環境」の変遷を、「高齢者介護映画」というジャンルの小史として構築する試みを行った。(2)に関しては、次年度に検証すべき要素があるため、まだ構築が完成してはいない。次年度に検証すべき要素とは、日本映画だけでなく外国映画における高齢者介護のテーマも考察し、わたしが構築しようとしている小史がグローバルな視野において適切と言いうるかを突き止めることである。高齢者介護は人生の避けがたい局面として、多くの映画のなかに描かれている。本格的な高齢者介護映画は、1973年に日本で制作された『恍惚の人』が、世界初の例である。本研究の第1の目的は、高齢者介護をめぐる家族像・社会像の変遷に注目しながら、「高齢者介護映像表象史」を構築することであった。第2の目的は、2000年代に興隆した「外国」の高齢者介護映画に目を向け、日本と外国の高齢者介護映像表象を比較分析することであった。最終年度である平成27年度には、外国映画に目を向けた。前年度に日本映画で実践した「高齢者介護」データの検出を、今度は外国映画にて実践した。2000年代になると、日本映画の高齢者像と並んで、外国でも高齢者介護の映画が意識的に制作されはじめたからである。そして、日本と外国の高齢者介護表象「比較論」を展開しようと努めた。考察の対象とした外国映画は、高齢者介護映画制作がさかんな6カ国の映画から選んだ。たとえば、『アイリス』(2001年、英)『アウェイ・フロム・ハー君を想う』(2004年、加)、『やさしい嘘と贈り物』(2008年、米)、『女人、四十』(1995年、中)、『私はガンディーを殺していない』(2005年、印)などであった。数からいえば、日本映画よりずっと少なく、その歴史も日本映画の高齢者介護映画史より短いが、そうした要素ー40年間(日本)と10年間(外国)という長短ーも比較要素のひとつとみなした。当初の研究計画どおりの進捗状況であり、おおむね順調に進展していると判断しうる。人文学芸術学芸術学・芸術史・芸術一般2年計画の2年度(最終年度)は、予定どおり、外国映画をも視野に入れ、日本映画における高齢者介護のテーマの表象と外国映画におけるそれとの比較を行う。すなわち、比較映像論を展開することになる。こうしたグローバルな視野にたって、日本における「高齢者介護映画」の小史の構築を完成させることが、最終目標である。また、国際会議における研究成果の発表も、2年度の目標として予定している。

最終年度には研究成果を公表するための外国旅費や、入手困難であった研究資料の購入(入手経路が判明した)など、支出額が大きくなることが明らかになってきたため、平成26年度の予算から70数万円を確保した。確保した次年度使用額によって、2つの計画を実行する予定である。ひとつは、研究成果を発表するための外国旅費として使用すること。もうひとつは研究資料(具体的にはDVD映像資料)の物品購入費として使用すること。
水分蒸散制御に関わる組織間ネットワークの解析

多細胞生物において、ホルモンなどの生理活性物質は、生合成場所から作用場所への機敏で正確な伝播制御が要求されます。植物にとって水分状態を感知・伝播して、気孔を最適な状態に維持していくことは、個体レベルで水分蒸散を調節するための最も重要なネットワーク制御の一つです。本研究では、孔辺細胞に作用し気孔閉鎖を促進するアブシジン酸が、一般的な動物のホルモンのようにエンドクラインで働くのか、あるいは植物ホルモンでこれまで考えられてきたようにオートクラインで働くのかについて明らかにします。さらに、それらの作用に関わり介在する膜タンパク質因子はどのようなものであるかについても解明します。植物におけるホルモン生合成と組織間における伝播輸送ネットワーク、そしてそこに関わる制御因子と作用機序の理解を目指しています。本年度は、二つ目の課題である「気孔閉鎖に影響を与える遺伝子(他組織で発現している膜輸送体や膜タンパク質)があるか?」について明らかにするため、遺伝子破壊型の変異体シリーズを用いて、機能ゲノム学的なアプローチによる解析を行いました。具体的には、公共のデータベースを用いて気孔から離れた組織である維管束に発現している遺伝子や、膜輸送体や膜タンパク質をコードする遺伝子に注目して、変異体が入手できる遺伝子に関して各々遺伝子破壊系統を準備しました。さらに、各遺伝子破壊系統について、水分蒸散量を調べるために赤外線カメラ(サーモグラフィー)を用いた観察により、水分蒸散量に違いのある変異体のスクリーニングを行いました。これまでに合計550系統の観察を行い、この中から水分蒸散量に違いの見られる3つの系統を単離しました。当初計画した研究内容を行っているため。一つ目の課題であるネットワークの解析、二つ目の課題である変異体を用いた解析、ともに継続してより詳細な分析を進めます。本年度は、一つ目の課題である「気孔閉鎖を促進するアブシジン酸はエンドクラインで働くのか、オートクラインで働くのか?」について明らかにするため、気孔閉鎖に機能するアブシジン酸が主に維管束細胞で作られるものによるのか孔辺細胞(気孔)で作られるものによるのかに関して、分子生物学的なアプローチによる解析を行いました。具体的には、維管束細胞(師管伴細胞)で特異的に発現しているSUC2遺伝子のプロモーター(SUC2pro)、および孔辺細胞で特異的に発現しているGC1遺伝子のプロモーター(GC1pro)をクローニングし、アブシジン酸の合成酵素遺伝子(ABA2, AAO3)の各々と融合しました。そして、それらのベクターを各々の遺伝子の変異体植物(aba2, aao3)へ導入して形質転換植物を作製しました。何れの変異体(aba2, aao3)も水分蒸散が亢進する形質がありますが、SUC2pro、GC1proのどちらの細胞種特異的な遺伝子発現によっても、その変異体表現型が相補されることが分かりました。一つ目の課題に加えて、二目の課題である変異体を用いた遺伝子探索に関しても進めます。

備品購入時の機種の選定や消耗品購入時の品目の選別を行うことにより一部残額として次年度使用額を得ました。次年度は実験植物の育成に必要な消耗品や変異体植物の解析に必要な試薬を購入する予定です。消耗品購入時の品目や製品の選別を行うことにより一部残額として次年度使用額を得ました。
妊娠線予防法確立に向けた標準的妊娠線評価基準の作成と発生機序の解明

海外を含め、妊娠線に関する研究はほとんど行われていない。妊娠線の出現時期も明確になっていない現状である。今回は、妊娠線の出現経過と妊娠線出現と血清リラキシン濃度との関連をみた。妊娠28週時点で妊娠線が出現しているものがあったが、多くは妊娠34週以降に出現していた。また妊娠経過に伴い、妊娠初期・中期・後期と血清リラキシン濃度の変化と妊娠線に出現には有意な関連性は認めなかった。妊娠線の有無の2群の差で血清リラキシン濃度の経過をみたため、出現時期別により血清リラキシン濃度との関連性は見ることができなかった。今後は今回明らかとなった出現系経過と共に妊娠線出現の原因を探索するする必要性がある。【研究目的】1妊娠線の発生と進展機序の解明、2皮膚状態の解明を行い、最終的に妊娠線評価基準の作成を行うことを目的としている。【研究実施内容】現在、妊娠線が出現する前の時期と推察される妊娠16週0日から19週6日の妊婦を対象に三重県にある3つの産科クリニックへ妊婦健康診査や母親学級に来院したに妊婦に対し、妊娠線の出現有無の確認と妊娠線の予防方法、原因、治療方法等について質問紙調査を実施している。質問紙の内容は、既存の研究を基に研究代表者が作成したものである。平成26年3月末に質問紙調査の配布が終了した。267部配布し、現時点では215名から回答を得られている。平成26年4月末までに配布した質問紙の回収が終了する予定である。協力の得られた妊婦には、妊娠36週から分娩に至るまでの期間に2回目の質問紙調査を実施する。質問内容は、妊娠線の出現の有無や、妊娠線予防対策内容などを含み、妊娠線の予防方法や、原因、治療方法名等についての認識を1回目調査と同様に実施する。平成26年9月末までに2回目の質問紙調査が終了予定である。現在1回目の回収された質問紙調査の結果を適宜まとめている段階である。妊娠19週6日までに妊娠線が出現している妊婦は1名であり、ほとんどの妊婦で妊娠線出現が認められないことが明らかとなった。今後は、2回目の調査と共に調査票結果を基に、妊娠線評価基準の作成に向け研究を遂行していく予定である。三重県にあるクリニック3つで妊娠36週から分娩までの妊婦を対象に質問紙票を実施し終えた。この対象は、妊娠19週6日までにも質問紙票を実施しており、継続して妊娠線の出現について調査し終えた。現在、結果をまとめている段階である。妊娠線を含む生理的皮膚変化は、分娩後に軽快することや、母体や胎児共に生命に直接関わらない事項であるため、積極的な治療は実施されていない。しかし、妊娠線は、一旦生じると分娩後も旧妊娠線となって瘢痕化し、治癒することなく一生涯にわたり存続し、女性の身体に傷跡として残存する。妊娠線を有する妊婦のQOLは障害されていることが判明しており、妊娠線の治療や予防法の確立は妊婦のみならず、産後の女性の一生にとって重要な意味を有する。そこで、妊娠線の治療や予防法を確立する上で、妊娠線の発生機序を解明することは重要である。そのため、妊娠線の出現時期や変化を把握するために、妊娠経過に伴う血中リラキシン値の変化や妊娠線の出現経過について調査した。妊娠経過の前期、中期、後期における血中リラキシン濃度を二元配置分散分析を用いて比較し、有意差は認められなかった。妊娠経過に伴う体重増加量に妊娠線出現有無で有意差を認めた。また、妊娠線の出現経過では、妊娠28週から出現を認めるものが存在したが、多くは妊娠34週以降から出現していた。出現部位は、下腹部から出現し、下腹部の出現程度が強くなると、上腹部にも出現することが多かった。計画していた調査期間を延長したにもかかわらず、調査対象数が集まらなかった。目標対象数に至らなかったが、現在収集されたデータで分析を開始している段階である。助産目標としていた対象数が調査期間を延長しても集まらなかったため、現在収集されたデータで分析を開始している。計画していた期間を延ばして実施しているため、妊娠線の評価基準を作成するまでは可能と推測されるが、その検証まで期間内に終えることは困難であると予想される。対象妊婦のリクルートを3つの産科クリニックで実施しているが、算出した予定の対象妊婦よりも少なく、リクルート期間が予定よりも長くかかってしまった。予定していた計画スケジュールから遅れているため、次年度使用額が生じた。

2回目の調査票が回収されるまでにおおよその結果を想定し、次の段階の目的である妊娠線の皮膚状態の解明への研究実施の遂行していく。計画スケジュールから遅れているが、そのまま研究を実施行く予定である。第1段階の調査が予定より遅れたため、妊娠線の皮膚状態を測定する機器の購入が次年度の予定となったため。次年度に研究実施を遂行するため、予算の繰り越しをすることで問題はない。
放送形ATMスイッチ回路網

B-ISDNでは,情報源から加入者へのビデオ分配などの放送形サービスが盛んになると予想されている.この場合,加入者線ATM交換機では,放送形のセルを大量にコピーして複数の加入者に転送することになるので,入線(中継線)数より,出線(加入者線)数が大きいような非対称構成の放送形ATMスイッチ回路網が必要となる.このような非対称構成の一つとして,平成4年度,集線網を用いた構成を提案した.この構成では,従来既にいくつか提案が行われている対称(入線数と出線数が等しい)放送形ATMスイッチ回路網を並列に配置することにより非対称な構成とし,更に対称放送形スイッチ回路網の前に集線網を置くことによりハードウェア量削減を図っている.一般的には,この対称放送形スイッチ回路網の部分は,対称である必要はなく,非対称でもよい.そこで,この部分に,集線網を用いた非対称放送形スイッチ回路網全体を再帰的に適用したのが再帰構成である.平成5年度は,再帰回数1回で第2次集線網の出線数が1の再帰構成について考えた.このような過度の集線をする場合,外部閉塞によるセル廃棄が生じるため,バッファを配置する必要がある.このようなバッファ付き集線網を用いた非対称放送形ATMスイッチ回路網に関し,効率的な構成を求めた.モデルは,平成4年度,平成5年度とも,入線数128,出線数8,192,回線速度622Mbpsとし,1本の回線にHDTV信号を最大4多重するものとした.検討の結果,平成4年度の提案よりも更にハードウェア量の少ない構成を見出した.この検討では,再帰回数を1回の場合に絞ったが,再帰回数の最適化を行うことにより,更なるハードウェア量削減が期待できる.B-ISDNでは,情報源から加入者へのビデオ分配などの放送形サービスが盛んになると予想されている.この場合,加入者線ATM交換機では,放送形のセルを大量にコピーして複数の加入者に転送することになるので,入線(中継線)数より,出線(加入者線)数が大きいような非対称構成の放送形ATMスイッチ回路網が必要となる.このような非対称構成の一つとして,平成4年度,集線網を用いた構成を提案した.この構成では,従来既にいくつか提案が行われている対称(入線数と出線数が等しい)放送形ATMスイッチ回路網を並列に配置することにより非対称な構成とし,更に対称放送形スイッチ回路網の前に集線網を置くことによりハードウェア量削減を図っている.一般的には,この対称放送形スイッチ回路網の部分は,対称である必要はなく,非対称でもよい.そこで,この部分に,集線網を用いた非対称放送形スイッチ回路網全体を再帰的に適用したのが再帰構成である.平成5年度は,再帰回数1回で第2次集線網の出線数が1の再帰構成について考えた.このような過度の集線をする場合,外部閉塞によるセル廃棄が生じるため,バッファを配置する必要がある.このようなバッファ付き集線網を用いた非対称放送形ATMスイッチ回路網に関し,効率的な構成を求めた.モデルは,平成4年度,平成5年度とも,入線数128,出線数8,192,回線速度622Mbpsとし,1本の回線にHDTV信号を最大4多重するものとした.検討の結果,平成4年度の提案よりも更にハードウェア量の少ない構成を見出した.この検討では,再帰回数を1回の場合に絞ったが,再帰回数の最適化を行うことにより,更なるハードウェア量削減が期待できる.次世代通信網であるB-ISDN(広帯域サービス総合ディジタル統合網)では,交換方式として,ATM(非同期転送モード)が用いられる方向にある.また,B-ISDNのトラヒックの中心は動画像と考えられるので,放送形の接続が多くなるものと予想されている.従って,ATM交換機においては,放送形の接続機能が必須の要件となる.このようなATM交換機のスイッチ回路網を実現する最も安直な方法は,従来から検討されている一対一接続のATMルーチング網(入線から入ったセルと呼ばれるパケットを希望の出線に出す網)の前段に,セルコピー網(セルをコピーして二つ以上の出線に出す網)を付けることである.しかし,この方法では,ハードウェア規模が非常に大きくなるという問題点がある.本研究では,このような観点から,ハードウェア規模の縮小を図ることを検討している.本年度は,まず,従来提案されているいろいろな一対一接続のATMルーチング網において,網内の各ノードにセルコピー機能をもたせて放送形の接続を行った場合に関して,計算機シミュレーションを行い,放送形接続のセル廃棄率を調べた.また,各リンク,各ノードの輻輳状況を調べた.次に,加入者線交換機に的を絞って検討を行った.加入者線ATM交換機においては,入線(中継線)数に対し出線(加入者線)数が大きくなるので,そのような非対称構成の放送形ATMスイッチ回路網が必要となる.しかし,従来の1対多接続機能をもつ放送形ATMスイッチ回路網の提案においては,入線数と出線数が等しい対称構成のものが多い本研究では,このような背景から,既存の対称構成の放送形ATMスイッチ回路網を部品として利用して,非対称構成の放送形スイッチ回路網を構成する方法を考案した.B-ISDNでは,情報源から加入者へのビデオ分配などの放送形サービスが盛んになると予想されている.

この場合,加入者線ATM交換機では,放送形のセルを大量にコピーして複数の加入者に転送することになるので,入線(中継線)数より,出線(加入者線)数が大きいような非対称構成の放送形ATMスチッチ回路網が必要となる.このような非対称構成の一つとして,昨年度,集線網を用いた構成を提案した.この構成では,従来既にいくつか提案が行われている対称(入線数と出線数が等しい)放送形ATMスチッチ回路網を並列に配置することにより非対称な構成とし,更に対称放送形スイッチ回路網の前に集線網を置くことによりハードウェア量削減を図っている.一般的には,この対称放送形スイッチ回路網の部分は,対称である必要はなく,非対称でもよい,そこで,この部分に,集線網を用いた非対称放送形スイッチ回路網全体を再帰的に適用したのが再帰構成である.本年度は,再帰回数1回で第2次集線網の出線数が1の再帰構成について考えた.このような過度の集線をする場合,外部閉塞によるセル廃棄が生じるため,バッファを配置する必要がある.このようなバッファ付き集線網を用いた非対称放送形ATMスイッチ回路網に関し,効率的な構成を求めた.モデルは,昨年度の検討と同じく,入線数128,出線数8,192,回線速度622Mbpsとし,1本の回線にHDTV信号を最大4多重するものとした.検討の結果,昨年度よりも更にハードウェア量の少ない構成を見出だした.本年度の検討では,再帰回数を1回の場合に絞ったが,再帰回数の最適化を行うことにより,更なるハードウェア量削減が期待できる.
視覚障害者のための歩きスマホから身を守る支援システムの開発

経路の危険度推定について歩行者が少ない場所では、遠方の歩行者を検知することは比較的易しい。しかし、歩行者が多い場所での歩きスマホ者の特定は、オクルージョン問題をいかに解決するかがポイントであった。そこで我々は手押し車に2台のカメラを設置し、それぞれの映像の視差から歩行者の前後関係を検知することにした。歩行者が多い方が、歩行速度の遅さや体幹のぶれといった歩きスマホ者の特徴を判別するのは比較的易しい。なぜなら、歩行者が多い方が比較がしやすいためである。歩きスマホ者は他の歩行者よりも歩行速度が遅いため、交通の流れを乱し、かつ体幹のぶれが大きいため目立つからである。しかし、これだけで歩きスマホ者を特定するのは危険である。そこで、足取りの取得からパーソナリティを推定し、歩きスマホ者が視覚障害者に気づいた直後に回避行動を取る性格か、視覚障害者が間近に迫るまで回避を行わない性格かを推定した。歩きスマホ者への衝突回避通知手押し車に搭載した分散型レーザポインタで歩きスマホ者の膝や床あたりを左右に揺らしながら点パターンを数多く照射させ、視覚障害者が前方にいることを知らせる。このためには、正確に歩きスマホ者の膝や床あたりを照射する必要がある。そこで、映像とレーザポインタを連携させ、照射位置を特定した。手押し車に取り付けられたカメラは常に動いているため、レーザポインタには、3軸ジンバルと上下用と左右用のサーボモーターが必要になった。映像の解析からレーザポインターに指示を出すまでに時間がかかるので、時間短縮が今後の課題である。実験を進めるうちに、当初は想定していなかった課題を解決するために備品・消耗品を準備する必要があった。今年度は予算的に必要なものをすべて調達することが難しかったが、来年度予算で執行し、完成に向けて研究を進めたい。平成31年度の研究計画・方法通りに進めていく。主な研究成果は次の通りである。●集団行動における、心理状態が及ぼす個人の行動パターンについて考察できた。特に新入生同士のように初対面の集団では、積極的にイベントに参加して自己表現と親睦を図ろうとする意欲はあるものの、その行為が持続できるかは個人の耐久性によるところが大きいことがわかった。この現象は、歩きスマホ者の行動パターンにも適用でき、スマートフォンの操作の集中度と周囲への配慮や警戒といった心理面が個人のパーソナリティに左右されるという検証結果を得た。●前方から来る歩きスマホらしき人物の特徴を、同時に10人まで取得できるようになった。高速に人物の姿勢判定をするには、判定専用のアルゴリズムを開発すべきだが、まずは全体像を構築し、その後高速化に向けたソフト開発をすることにした。このため、認識方法は、OpenCVのライブラリを使って動画を取得し、認識については、Haar-like特徴分類器を用いた。●歩きスマホらしき人物の検出後、目の検出を行い、検出時間の間隔から、こちらに気がついているかいないかを判別する閾値を導き出した。しかし、頻繁に目線を上げていても、意識して状況を把握しようとしているのか、そうでないのかまでは判定しにくく、その後の行動との連動で判断しなければならないことがわかった。●分類器による特徴量の検出には、大量の判別データを用いる。それを効率良く格納し参照する仕組みは、データベースの構造に関係する。そこで、データベースの構造設計の教育では、データベースの正規化に伴う効率の違いについて、実際の大量データを用いたシミュレーションで理解させ、分類器の設計手法の参考にさせた。当初の研究計画・方法通りに進めていくうちに、当初は思いつかなかった、いろいろなアイデアや見えなかった枝葉の問題等のことも実施することができ、上記の研究実績が得られた。

今年度は予算的に必要なものをすべて調達することが難しかったが、来年度予算で執行し、完成に向けて研究を進めたい。平成30年度の研究計画・方法通りに進めていく。平成31年度の研究計画・方法通りに進めていく。少額であったため次年度に繰り越し、研究活動に活かすことにした。特に、多くの実験データの蓄積を目指しているので、被験者への謝金等に当てることにしている。必要な物品を購入するには少なかったため。
膜タンパク質に基づいた貪食能を有するクルマエビ血球細胞の新規分類方法の開発

本年度は,血球細胞を糖鎖に基づき分類するため,レクチンの血球細胞に対する反応性をフローサイトメーターおよび蛍光顕微鏡観察により確認した.その結果,クルマエビの血球細胞には,LELおよびWGAが特徴的な染色性を示した.LELは細胞表面に強い結合性を示す一方,WGAは細胞内の顆粒に強い結合を示すことが蛍光顕微鏡下で観察された.次に,ビオチン標識されたLELおよびストレプトアビジン標識マイクロビーズを用いた細胞磁気標識法により, 2つの血球細胞亜集団の分離に成功した.これら細胞集団は形態学的特徴およびその遺伝子転写産物の蓄積パターンから,既報の無顆粒球および顆粒球の2種類の集団であることが示唆された.その後,MACSシステムを用いた細胞亜集団の分離後,次世代シークエンサーにより各細胞亜集団の遺伝子転写産物を網羅的に解析した.LEL強陽性血球細胞では,トランスグルタミナーゼ関連遺伝子転写産物の蓄積が多かった.LEL弱陽性血球細胞では,抗菌ペプチドおよびクロッティング関連遺伝子転写産物の蓄積が多かった.また,in vitroでビーズの貪食を行わせた血球細胞をレクチン染色に供したところ,ビーズ貪食細胞に対してWGAが100%の陽性率を示したことから,クルマエビにおいて顆粒球が貪食作用を主に担っていることが示唆された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、貪食細胞の網羅的遺伝子発現解析を行うことを目的とし、培養法が確立されていないクルマエビ血球細胞において、貪食能を有する血球細胞の分離手法の開発を試みた。クルマエビ血球細胞の培養方法が確立されていないため貪食細胞の分取はin vivoにて行った。すなわち、マイクロ磁気ビーズをクルマエビ体内に注射法により投与し、同個体から採血を行うことでマイクロ磁気ビーズを貪食した血球細胞(貪食細胞)の分取を行った。採血により得られた全血球細胞から磁力を用いて貪食細胞の分取を行い、蛍光顕微鏡およびFCMにより分取効率の確認を行った。その結果、全血球細胞では5-10%の血球細胞でビーズが確認されたのに対し、磁力分取後の血球細胞では60-70%の血球細胞でビーズが確認された。貪食細胞特異的マーカー分子の探索を次世代シークエンサーにより行った。全血球細胞および磁力分取後の血球細胞からcDNAライブラリーを調整し、次世代シークエンサーMiseqによる網羅的遺伝子発現解析に供した。得られた塩基配列データをTrinityソフトウェアにて解析し、磁力分取後の血球細胞で多くの発現が予想される遺伝子を解析した。その結果、膜タンパク質と予測された遺伝子インテグリンを得ることができた。次世代シークエンサーの結果より得られた膜タンパク質インテグリンの全長配列を、RACE法に得た。また、インテグリンのmRNAは全血球細胞および心臓、リンパ様器官で蓄積されていた。予定していたクルマエビの貪食細胞の分離を行い、次世代シークエンサーによる網羅的遺伝子発現解析を行った。さらにマーカー候補遺伝子を1つ選定し、発現解析を行った。当初の予定通りマーカー候補遺伝子を得ることができたため研究はおおむね順調に進展しているといえる。昨年度作製した抗クルマエビインテグリンα抗体を用いて,クルマエビ血球細胞の免疫染色を行った.その結果,本抗体は血球細胞の表面に反応すること,全血球細胞中の約50%が陽性であることが判明した.また,ビーズを貪食した血球細胞における陽性率は100%ではなく,インテグリンα鎖陽性貪食細胞および陰性貪食細胞どちらの存在も確認された.このことから、クルマエビの貪食細胞は少なくとも2種類の細胞集団が存在することが示唆された.Percollを用いた非連続密度勾配遠心分離法により,エラ,心臓およびリンパ様組織懸から血球細胞を濃縮し,ギムザ染色およびフローサイトメーター解析を行い血球細胞の濃縮を確認した.それぞれの組織および濃縮された血球細胞からtotal RNAを抽出した後,Illumina MiseqによるRNA-seq解析に供した.代表的な免疫関連遺伝子のみに着目した結果,エラ中の血球細胞のmRNA蓄積パターンは循環している血球細胞と類似していた.一方,心臓およびリンパ様組織中の血球細胞では,循環している血球細胞やエラ中の血球細胞と比べ免疫関連遺伝子のmRNA蓄積量が少ない傾向が示唆された.これまで作製した抗体はポリクローナル抗体であったため,細胞へのアフィニティーが弱く磁気分離法による目的細胞集団能の濃縮が困難であった.そこで,化学合成可能で抗原へのアフィニティーが強いDNAアプタマーを用いて単一血球細胞集団の磁気分離を目指した.Cell-SELEX法にて,1015程度のランダムなDNAライブラリーから4種類のDNAアプタマーを選別した.各アプタマーは特定の血球細胞に結合することがフローサイトメトリー解析によって確認されたが,磁気分離法への応用には至らなかった.クルマエビの貪食細胞が少なくとも2種類存在することが本年度の研究によって示唆された.しかし,ポリクローナル抗体を用いても分離が行えなかったためアフィニティーの強いDNAアプタマーの開発を検討した.また,心臓やリンパ様組織でも貪食作用が報告されていたため,組織中の血球細胞の分離技術の開発を行った.

今後に向けたDNAプタマーの選別手法を開発できたこと,組織中血球細胞の分離が可能になったことから研究はおおむね順調に進展しているといえる。本年度は,血球細胞を糖鎖に基づき分類するため,レクチンの血球細胞に対する反応性をフローサイトメーターおよび蛍光顕微鏡観察により確認した.その結果,クルマエビの血球細胞には,LELおよびWGAが特徴的な染色性を示した.LELは細胞表面に強い結合性を示す一方,WGAは細胞内の顆粒に強い結合を示すことが蛍光顕微鏡下で観察された.次に,ビオチン標識されたLELおよびストレプトアビジン標識マイクロビーズを用いた細胞磁気標識法により, 2つの血球細胞亜集団の分離に成功した.これら細胞集団は形態学的特徴およびその遺伝子転写産物の蓄積パターンから,既報の無顆粒球および顆粒球の2種類の集団であることが示唆された.その後,MACSシステムを用いた細胞亜集団の分離後,次世代シークエンサーにより各細胞亜集団の遺伝子転写産物を網羅的に解析した.LEL強陽性血球細胞では,トランスグルタミナーゼ関連遺伝子転写産物の蓄積が多かった.LEL弱陽性血球細胞では,抗菌ペプチドおよびクロッティング関連遺伝子転写産物の蓄積が多かった.また,in vitroでビーズの貪食を行わせた血球細胞をレクチン染色に供したところ,ビーズ貪食細胞に対してWGAが100%の陽性率を示したことから,クルマエビにおいて顆粒球が貪食作用を主に担っていることが示唆された.得られたマーカー候補遺伝子の組換えタンパク質を大腸菌にて作製し、ウサギに免疫することで抗血清を得る。得られた抗血清からIgGを精製し、免疫染色を行うことで全血球細胞中のマーカー遺伝子陽性細胞の比率を確認する。さらにMACSシステムを用いたマーカー遺伝子陽性細胞の単離法を開発し、発現遺伝子解析を試みる。現在,Cell-SELEX法による選別過程を複数集団の血球細胞により行うことで,特定の細胞集団の磁気分離への応用が可能なDNAアプタマーの探索を続けている.今後は本DNAアプタマーを用いた単一血球細胞集団の機能解析を行うことで,どの血球細胞集団が貪食作用を担っていくかを明らかにする予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
キウイフルーツ近縁自生種サルナシに見出された倍数性変異の特異性解明

日本国内に自生するサルナシに特異的な倍数性変異の特性を明らかにした.二倍体から八倍体に至る広い倍数性変異の存在が確認された.それらの地理的分布の特性が明らかとなり,高次倍数性個体群が東北地方に局在することが示された.これら倍数性変異の形態および果実成分,結実特性が明らかとなった.また,デリシオサ種キウイフルーツとの種間交雑親和性および交雑後代の形質の評価により,育種的な展開の可能性が示唆された.日本国内に自生するサルナシに特異的な倍数性変異の特性を明らかにした.二倍体から八倍体に至る広い倍数性変異の存在が確認された.それらの地理的分布の特性が明らかとなり,高次倍数性個体群が東北地方に局在することが示された.これら倍数性変異の形態および果実成分,結実特性が明らかとなった.また,デリシオサ種キウイフルーツとの種間交雑親和性および交雑後代の形質の評価により,育種的な展開の可能性が示唆された.1.倍数性変異分布の調査サルナシ自生個体の倍数性をフローサイトメトリー分析した結果,二倍性個体は房総半島を東限として西日本の低山地に分布し,四倍性個体は北海道から九州の山地に広く分布する一方,高次の六倍性個体は山形,福島,新潟の日本海側の多雪地帯の山間地に加え,あらたに長野県北部での自生が確認され分布南限とみられた.2.倍数性変異系統の遺伝的解析国内に分布するサルナシからrDNAのITS領域で異なる2種類の配列(typeAとtypeB)が単離された。2倍体のA. arguta var hypoleucaはtypeAの配列のみを有するが、4倍体以上では、調査した個体の全てでtypeAとtypeBの両方の配列が確認され、国内のサルナシが雑種起源である可能性が示唆された。3.倍数性変異系統の形質評価倍数性の増加にともない,葉および果実は大きくなり,葉柄色が赤から緑白色した.六倍性系統は低次倍数性個体に比べ,ビタミンCやポリフェノールを多く含む傾向があった.4.キウイフルーツとの交配親和性四倍および六倍性サルナシを種子親とした場合,六倍性デリシオサ種キウイフルーツ花粉の交配により,高率で結実と交雑実生が得られ,高い交配親和性をもつことが明らかとなった.これらの交雑実生の倍数性は両親の倍数性を反映していた.以上の結果から,サルナシの倍数性変異の地理的分布が明確となり,高次倍数性系統の形態特性およびキウイフルーツとの交雑特性が明らかとなった.1.サルナシ自生個体の倍数性変異と地理的分布サルナシ二倍性変種が房総半島以西の低山地に,四倍性個体群が北海道から九州の山間地に,六倍性個体群が日本海側多雪地帯にのみ局在することを確認し,日本におけるサルナシの倍数性変異とその地理的分布の特異性が確認された.また,これらの倍数性変異が,葉,花,果実の形態形質により特徴付けられることを明らかにした.2.各地から収集した倍数性変異系統について,4種類のSSRマーカーを用いて解析の結果125種類の対立遺伝子が検出された.その類似度に基づき系統樹を作成したところ,四倍性系統と六倍性系統は別々のクラスターに分けられ,四倍性と六倍性の系統群がそれぞれ独立して分化した可能性が示された.3.倍数性変異の出現機構同一または異なる倍数性の系統間で人工交配を行い,獲得実生群について倍数性を分析した結果,四倍性個体間の交雑実生176個体中に四倍性175個体,六倍性1個体が出現し,六倍性と四倍性の交雑実生200個体中に六倍性199個体,八倍性1個体が出現した.また,自然授粉した六倍性自生系統の実生90個体中に,五倍性2個体,六倍性84個体,七倍性3個体,八倍性1個体が出現した.4.デリシオサ種キウイフルーツとの種間交雑により獲得した種子の発芽と実生個体の形質評価サルナシ間およびサルナシとキウイフルーツ間のいずれの交配組み合わせで得られた種子も発芽した.サルナシにおいて,同一倍数性の交配組み合わせで得られた種子の発芽率は85%,異なる倍数性間の交雑種子は75%であった.四倍性と六倍性いずれのサルナシもデリシオサ種キウイフルーツ花粉の授粉により得られた種子は50%以上発芽した.六倍性サルナシ月山系統とデリシオサ種キウイフルーツ'マツア'の種間雑種個体の雄花は不稔となるが,雌花は結実性を有し,果実の外観はサルナシの形質を示すことが明らかとなった.1.サルナシ自生個体の倍数性分布の追加調査前年度に引き続き,各地の自生個体を採集しフローサイトメトリー分析した結果,国内の二倍体,四倍体および六倍体変異の地理的分布が明確となり,高次倍数性変異が東北地方から中部地方の日本海側多雪地帯に特異的に分布することが確認された.

2.倍数性系統のSSRマーカーの多型に基づく類縁性解析の集約前年度までに選抜したSSRマーカーを用いて,各地で採集した自生個体を中心に解析したところ,倍数性の異なる系統間の類縁関係は明確にはならず、同じ倍数性の系統間で類縁性が高いことが示唆された。3.高次倍数性で発現する単為結果性の解明六倍性および七倍性の高次倍数性の雌株系統について,花粉遮断処理を行ったところ,六倍性系統では全く結実しなかったが,七倍性系統では30%程度が結実したが,全て無核果であった.自家花粉は不稔であり,七倍性系統が,単為結果による自家結実性を有していることが示された4.デリシオサ種キウイフルーツとの種間雑種の形質調査四倍体および六倍体のサルナシとデリシオサ種(六倍体)との種間雑種の倍数性は両親の中間を示した.花はサルナシに比較して大きく,雌個体では子房に毛じのみられるものが多かった.雄個体の花粉は全て不稔であった.成葉の形態は両親の中間的な形質を示した.果皮は緑色無毛で果実重はサルナシよりも大きく30gを越えるものもあった,果実の成熟期は10月中旬でサルナシに比べ遅く,可溶性固形物含量は6.715.3%であった.滴定酸含量は2%を越えるものが多く,アスコルビン酸含量は21.4114.4mg/100gFWとキウイフルーツよりも高いものが多かった.以上の結果から,サルナシの倍数性変異の地理的分布と形質の多様性が明らかとなり,キウイフルーツとの種間雑種の作出が可能であることが明らかとなった.
低温光化学プロセスを用いる精密有機合成

本研究班は精密有機合成に役立つ新しい実用的な光化学合成プロセスを開発し,反応を制御することにより高効率光化学プロセスを確立し応用開発に結びつけることを目的とする.同時に,低温光化学により従来知られていない新しい反応中間体を検出同定し,その反応制御により新しい物質の合成を行う.次年度に引き続き以下の研究業績を遂げることに成功した.1.光化学プロセスを用いる生理活性化合物の実用的合成法の開発.光化学反応を鍵ステップとするカルバペネム抗生物質のキラルな実用的合成法の開発に成功した(金子).さらに,プロスタグランジン合成中間原料であるコーリーラクトンのキラル合成にも成功をおさめた(金子).2.光化学プロセスによる生体物質の変換.抗ガン剤ブレオマイシンのDNA認識部位であるビチアゾール部を特異的に高効率で化学変換する光化学プロセスの開発に成功した(松浦).これにより,新規なブレオマイシン誘導体を効率良く合成することができる.ロドプシンの特異的な光異性化を模擬する立体特異的な光異性化反応系を蛋白を利用することにより構築しその応用を計った(大橋).3.特異な骨挌を有する機能分子の合成.低温光化学で生成するカルベンの反応制御を行う事により新規骨格の分子の合成を行った(伊沢).分子内ドナー・アクセプター系の光電子移動反応の制御により,イソベンゾフルベンや類縁体の合成に世界で始めて成功しその反応性について検討を行った(宮仕).本研究班は精密有機合成に役立つ新しい実用的な光化学合成プロセスを開発し,反応を制御することにより高効率光化学プロセスを確立し応用開発に結びつけることを目的とする.同時に,低温光化学により従来知られていない新しい反応中間体を検出同定し,その反応制御により新しい物質の合成を行う.次年度に引き続き以下の研究業績を遂げることに成功した.1.光化学プロセスを用いる生理活性化合物の実用的合成法の開発.光化学反応を鍵ステップとするカルバペネム抗生物質のキラルな実用的合成法の開発に成功した(金子).さらに,プロスタグランジン合成中間原料であるコーリーラクトンのキラル合成にも成功をおさめた(金子).2.光化学プロセスによる生体物質の変換.抗ガン剤ブレオマイシンのDNA認識部位であるビチアゾール部を特異的に高効率で化学変換する光化学プロセスの開発に成功した(松浦).これにより,新規なブレオマイシン誘導体を効率良く合成することができる.ロドプシンの特異的な光異性化を模擬する立体特異的な光異性化反応系を蛋白を利用することにより構築しその応用を計った(大橋).3.特異な骨挌を有する機能分子の合成.低温光化学で生成するカルベンの反応制御を行う事により新規骨格の分子の合成を行った(伊沢).分子内ドナー・アクセプター系の光電子移動反応の制御により,イソベンゾフルベンや類縁体の合成に世界で始めて成功しその反応性について検討を行った(宮仕).
アクチニド核種分析のための内部転換電子測定装置の試作研究

アクチニド核種はほとんどがα放射体であり、更にその高い内部転換係数のためγ線放出率が小さいことが多いので、その同定定量は主にα線スペクトロメトリーによって行われている。しかし、α線スペクトロメトリーのエネルギー分解能は核種の同定には必ずしも十分ではなく、更にそのスペクトルではテイリングが避けられないため定量には誤差を生じ易い。このため、プルトニウムの管理に極めて重要な量である同位体比^<240>Pu/^<239>Puさえもα線スペクトロメトリーで測定するのは事実上不可能である。本研究はアクチニド核種が大きな内部転換係数を有することに着目して、内部転換電子スペクトロメトリーによってこれらの同位体比を測定するため、優れたエネルギー分解能を有する内部転換電子測定装置を試作することを目的とした。62年度では装置を電子検出部、試料用真空槽及び真空ポンプ部の3つに分けて設計製作し、組立を行なった。試料した内部転換電子測定装置のエネルギー分解能は^<241>Am60-L_<III>電子(42KeV)に対して0.48KeVであり、この結果は半導体検出器を用いた装置としては最良である。電子検出器保護のため停電時にも一定時間真空ポンプを作動させるための無停電電源装置を設置した。63年度には装置の改良を行い、安定した性能で測定することが可能となった。試作した装置の基本的な特性について検討した。電子のエネルギー分解能は光子と比べて劣化するが、これは主に検出器表面におけるエネルギーストラグリングによること、電子の検出効率は主に検出器における電子の後方散乱によって支配されることが判明した。アクチニドの分析として^<240>Pu/^<239>Pu同位体比の測定を試みた。試作した装置による内部転換電子スペクトロメトリーにより、十分な精度でその同位体比の測定が可能であることが判明した。アクチニド核種はほとんどがα放射体であり、更にその高い内部転換係数のためα線放出率が小さいことが多いのでその同定定量は主にα線スペクトロメトリーによって行なわれている。このためプルトニウムの管理に極めて重要な量である同位体比^<240>Pu/^<239>Puでさえもα線スペクトロメトリーで測定することは事実上不可能である。本研究はアクチニド核種が大きな内部転換係数を有することに着目して、内部転換電子スペクトロメトリーにより、これらの同位体比を測定するため、優れたエネルギー分解能を有する内部転換電子測定装置を試作することを目的とした。内部転換電子装置は昨年度にほぼ完成したが、本年度は次の2点について改良を加えた。(1)電子検出器のためのクライオスタットを改良することによって、真空度は1×10^<-7>torrに改善された。その結果、検出器表面に付着する水分が著しく減少し、エネルギーの低い^<244>Cmの43ーL_<I,II>電子(20.6KeV)でも検出が可能となった。(2)電子検出器の電子入射窓は-1500Vの電圧が印加されているため、接地されている線源から放出された電子は1.5KeV減速されて検出される。その結果、得られるスペクトルのエネルギー軸が電子とα線で異なり不具合である。

これを解決するため、線源の取付台を装置から電気的に絶縁して、-1500Vの電圧を印加できる構造とした。これの改良により、安定したエネルギー分解能で測定することが可能となり、得られるスペクトルの解析も容易となった。一方、理論的に計算された内部転換係数から、アクチニド核種の電子放出率を得るプログラムコードをパーソナルコンピュータ上で開発し、スペクトルの解釈に役立てることができた。
ポプラペルオキシダーゼCWPO-Cは“木化と分化・形態形成”を制御する

ポプラ由来ペルオキシダーゼは、他のペルオキシダーゼとは異なりリグニン前駆体を酸化可能であるためリグニン形成特異的ペルオキシダーゼとこれまで考えられてきたが、これまで直接的な証拠は得られていない。CWPO-Cの機能をより理解するため、レーザーマイクロダイセクションなどを使用した詳細な発現解析を行った。その結果、CWPO-Cは、道管で発現が観察された他、主茎における側芽や葉への分岐部、茎頂分裂組織に強い発現が観察された。また、CWPO-Cを過剰発現したシロイヌナズナでは生長の遅れ、側芽分岐の減少が観察された。これらの結果はCWPO-Cが生長、分岐に関与することを示唆している。ポプラのペルオキシダーゼCWPO-Cは、あらゆる分子サイズの基質を酸化可能な“全能性"をもつことから、リグニン形成への寄与が示唆されている。一方で、CWO-Cはリグニン形成部位に加え、細胞の分裂および分化活発な組織で強く発現することから、“多機能"であることが予想された。本研究ではリグニン形成特異的と考えられてきたCWPO-Cがリグニン形成に関与する酵素であるか否か、また、如何にして生長、分化に関与しているのかを解明することを目的とした。本年度は、ポプラおよびシロイヌナズナ形質転換体の創出と一部の表現型解析を試み以下の結果を得た。1.ポプラRNAi発現抑制体の創出と表現型解析・・・RNAiによってCWPO-C遺伝子の発現が約75%抑制されたポプラは、茎の長さ、太さともに野生型よりも増大した。また、根の数も増加し、CWPO-Cは植物生長のネガティブレギュレーターとして機能しうることが示唆された。2.シロイヌナズナ過剰発現体の創出と表現型解析・・・CWPO-Cをタンパクレベルで高度に蓄積するシロイヌナズナを創出した。過剰発現体は予想に反し“生長促進"と“生長の遅れ"といった、相反する2つのタイプの表現型を示すものに分かれたが、どちらも側芽の数が増加し、生長や分化に関与することを強く示唆した。本研究課題において最も重要な研究材料となる、高レベルにCWPO-Cを発現または発現抑制する植物体を得た。しかし、ポプラ発現抑制体は1ラインのみであり、ポプラ過剰発現体系統は未だ得られていないため。あらゆる分子サイズの基質を酸化可能な“全能性"をもつポプラのペルオキシダーゼCWPO-Cの機能解析を目的としている。前年度、CWPO-Cは主茎、側芽形成に関与することが示唆されており、より具体的な役割を明らかにするため、本年度はCWPO-Cの発現解析を中心に行い以下の結果を得た。1. LMD法を用いたCWPO-Cの細胞レベルでの定量的発現解析...形成層、厚角組織、頂端分裂組織をそれぞれLMDで分離し、リアルタイムPCRによって定量した。その結果、CWPO-Cは頂端分裂組織において最も発現量が多く、頂芽の生長に関与することが示唆された。2.側芽発生誘導を行った際の発現解析...CWPO-Cプロモーター::GUSを導入した形質転換ポプラの茎頂を切断し、側芽誘導を行ったところ、側芽に強い発現が観察された。また、ポプラカルスを再分化処理し多芽体誘導を行ったところ、多芽体に強く発現した。この発現は生長とともに消失傾向を示したことから、芽への分化、または芽の初期生長に機能することが示唆された。3.木部における発現解析...CWPO-Cはその反応特性からリグニン形成への寄与が示唆されていたため、リグニン蓄積部位における発現の観察を行った。その結果、繊維細胞における発現は認められなかったが、導管に発現が認められた。CWPO-Cは導管形成には関与する一方、繊維細胞の形成には寄与しない可能性が高い。以上の研究成果はYoshikay et al.として論文にまとめているところである。1.形質転換体の表現型解析引き続き、形質転換体の表現型解析を行い、1CWPO-Cがリグニン形成に関与する酵素であるか否か、2若い組織における役割、3気孔やトライコーム形成にどう関与する酵素なのかについて重点を置き検証する。芽生えおよび培養細胞に各種植物ホルモンやホルモン阻害剤処理し、CWPO-C転写量ならびにタンパク量の比較を行い、植物細胞の形態形成に植物ホルモン類を介してCWPO-Cが関与しているか否か評価を行う。またCWPO-Cと発現が非常によく似ていることが報告されているCLEペプチドの発現解析を行い、CLEペプチドと植物ペルオキシダーゼの関係性について新規性の高い知見をもたらすことで、新たな研究展開に繋げたい。木質科学
最古堆積岩中の炭質物に生体分子の痕跡を探索する：手法の確立と適用

本研究では,最古堆積岩中の炭質物の化学結合状態を明らかにすることを目的とする。これを達成するため,次の2つの基本計画を遂行する。(1)集束イオンビーム(FIB)加工による堆積岩超薄片作成のための確実かつ効率的試料準備法を確立する。(2)STXM-XANES分光法を用い,最古堆積岩中の炭質物のC-XANESスペクトルおよびN-XANESスペクトルから炭質物が有する化学結合を明らかにする。(1)FIB加工による炭質物含有試料の超薄片化に関して,約39.5億年前の堆積岩(礫岩・泥岩)の両面研磨薄片を作成し,光学顕微鏡観察および顕微ラマン分光分析により,測定対象とする炭質物を選定した。顕微ラマン分光法により,岩石中に散在して分布する炭質物の位置を平面方向・深さ方向に確認した。測定対象とした炭質物の近傍の薄片表面にマジックで印をつけマーキングした。そして,選定した炭質物を含む超薄片(厚さ約100-120nm)をFIB加工により作成した。(2)STXM-XANES測定について,放射光施設UVSORにて,実験を行った。得られたC-XANESスペクトルはグラファイトに特徴的なピークを有し,現生の生物が有する生体高分子に関連する官能基は検出されなかった。N-XANESスペクトルは有意なピークを示さなかった。また礫岩薄片の基質石英からはグラファイトを含む有機物のピークが検出されなかったことから,(1)で加工位置の特定のために薄片表面にマジックでマーキングすることが有機物混入の一因になる可能性は低いことが分かった。研究結果は,現生の生物が有する生体高分子に関わるシグナルは検出されなかった点でネガティブであるが,当初の研究計画で見込んでいた1年度分以上の作業を実行できたので研究進行としては極めて順調であったと評価した。当初の研究計画を変更して,約39.5億年前の堆積岩中の炭質物の熟成度の再評価を中心に行う。これは,当該試料に関して既に発表された論文中で重要な顕微ラマン分光分析のデータセットが不十分であることが分かったためである。
数値線形代数における高精度計算アルゴリズムの開発

非対称行列の特異値問題に対して常に最良の近似解(特異値及び特異ベクトル)を得ることが可能な数値計算アルゴリズムを開発した。開発したアルゴリズムは、これまでに開発してきた対称系の固有値問題と同様に、ニュートン法系統の高い収束性を持つアルゴリズムである。ここでは、対象を正方行列に限らず、矩形行列の場合にも適用可能なアルゴリズムを開発した。そのためには、対称系の固有値問題に対するアルゴリズムを単に拡張するだけでは不足しており、その対処方法及び妥当性について理論的な解析が必要であった。密行列に対する特異値分解では、現在、ハウスホルダー変換による二重対角化を経由する方式が主流である。それに対し、本研究の基本方針は、特定のアルゴリズムに依存しない、汎用的な高精度化のフレームワークを構築することである。そのため、解の初期値を任意の既存の方式で与えることを想定し、反復改良によって解の精度を改善する方式を考案した。数値実験において、様々な特異値の分布を持つ行列に対して開発したアルゴリズムを適用し、その有効性を確認した。上記の研究成果は国際会議等で発表し、最終的に論文にまとめ有力な論文誌に投稿した。また、上記と並行して、提案アルゴリズムの効率化のため、行列積の高精度計算に関する研究も継続して推進した。さらに、これまでに開発してきたアルゴリズムを統合した数値線形代数におけるアルゴリズムの統一的な体系を構築し、その体系が、非対称系の固有値問題等、他の様々な問題にも適用可能であることを示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究初年度として、アダプティブな数値線形代数アルゴリズムを設計する際の突破口となる見通しの良い問題を取り上げて、その問題に対する数値計算アルゴリズムを構築した。具体的には、連立一次方程式に対して、係数行列の条件数に関わらず常に最良の近似解を得ることが可能な数値計算アルゴリズムについて研究を進めた。一般の実行列について、近似解を求めるための有力な数値計算アルゴリズム(LU分解)と近似解の精度を高めるための反復改良法、及び近似解の高速な精度保証アルゴリズムが知られているため、それらをベースとした。条件数が大きい場合は、通常の数値計算アルゴリズムでは精度の高い近似解を得ることができないため、本研究者らが開発した高精度な行列分解アルゴリズムを導入した。これによって、条件数を低減させながら高精度な近似解を得ることが可能となった。実対称正定値行列については、ブロック計算を有効利用することにより、誤差限界の評価が改善されることを示すことができた。また、高精度な行列積計算アルゴリズムの開発を行った。具体的には、行列積について、faithful roundingという、真の解に隣接する浮動小数点数を返す高速なアルゴリズムを開発した。良条件の場合には近似計算の6倍程度の時間でfaithful roundingを達成できることを数値実験により示した。さらに、テスト問題として、厳密解がわかる連立一次方程式の数値解・特異値・固有値などを与える手法を開発した。これにより精度保証プログラムの正しさの検証が可能となった。当初の計画通り、順調に進展している。理由としては、研究実施計画における以下の目標を達成できたからである。(1)連立一次方程式に対して、係数行列の条件数に関わらず常に最良の近似解を得ることが可能な数値計算アルゴリズムについて研究する。(2)提案アルゴリズムの効率化を高めるために、行列乗算の高精度計算に関する研究を推進する。具体的には、(1)について、一般の実行列については、近似解を求めるための有力な数値計算アルゴリズムと近似解の精度を高めるための反復改良法、及び近似解の高速な精度保証アルゴリズムをベースとして、条件数を低減させながら高精度な近似解を得ることが可能となったこと、実対称正定値行列については、ブロック計算を有効利用することにより、誤差限界の評価が改善されることを示すことができたことが評価できる。また、(2)について、行列積の計算に対して最良に近いfaithful roundingを達成する高速なアルゴリズムを開発し、良条件の場合には通常の近似計算の6倍程度の時間でそれが達成できることを数値実験によって確認できたことが評価できる。これらの研究成果を学会等で発表し、コメントのフィードバックや他の研究者との議論を踏まえた上で研究の質をさらに高めている。このように、研究計画に沿って研究を推進できていることがわかる。対称系の固有値問題に対して、ニュートン法系統の2次収束性を持つ固有ベクトルの反復改良アルゴリズムを開発した。これによって、常に最良の近似解(固有値及び固有ベクトル)を得ることが可能な数値計算アルゴリズムの開発も可能となった。対称系の固有値分解については、現在、ハウスホルダー変換による三重対角化を用いる方式が主流であり、それに基づいて様々な数値計算アルゴリズムが提案されているが、本研究における基本方針として、特定のアルゴリズムに依存しない、一般的な高精度化の方式を考え、汎用性を確保した。すなわち、解の初期値を既存の方式で求め、反復改良によって解の精度を改善する方式を考えた。また、上記と並行して、提案アルゴリズムの効率化を高めるために、行列乗算の高精度計算に関する研究も継続して推進した。特に、隣接浮動小数点丸めという性質(これは真値に対して、隣接する浮動小数点数のどちらか一方の数値結果)を満たす、非常に高信頼でかつ高速な行列積アルゴリズムを提案した。問題が良条件な場合、提案手法は近似計算の数倍程度の計算時間により結果を求められることを示した。また、連立一次方程式や固有値問題に関して、高精度計算アルゴリズムを提案した場合、その厳密な検証法が必要になる。