hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
夜間光衛星画像データDMSPによるアジアの地域別経済活動強度推定

米国の軍事気象衛星により撮影された夜の地球表面の光強度画像データ(DMSP/OLS)について,経済活動の活発な地域ほど夜間の光強度が強いとの仮定のもとに,光強度とマクロ経済指標との整合性を検証した.アジアの20ヶ国を対象とした解析(19941995)の結果,両者の関係は対数曲線で表現された.この関係を用いれば地域別経済統計データの有無にかかわらず,シームレスに地球表面上の経済活動の分布を捉えることが可能であると思われる.一方このデータを時系列データとして入手することが可能となれば,経済活動強度分布の時系列変化を捉えることができるのではないかという仮説にもとづき,世界に先駆けて,アジア地域における3時点(19921993,1996,1998)のデータセットを構築した.その結果,アジア通貨危機(1997)の影響や,インド・パキスタン国境の緊張度,日本海における漁船の分布の変化等が確認され,DMSPデータ時系列解析の有用性が示された.また,このデータセットを中国の省級行政区単位に集計して指標化し,既存の社会経済統計指標と比較して,その代替性について検討した.今回作成されたデータセットは,撮影されている光の強度も反映されるような処理を行ったものである.このデータセットより加工された中国の省級行政区別年次別の灯光指数と,中国統計年鑑などに掲載されたいくつかの社会経済統計指標を比較した結果,単位面積当たりGDPや単位面積当たり電力消費量との間に高い相関関係が見出せた.ただし,ここでは上海市など一部の高度に開発された地域を除いていることや,国単位での解析例にも見られるとおり,一定の経済水準に達した地域では光量が飽和してしまう傾向があるため,こうした明瞭な相関関係が成立する地域や空間スケールに留意する必要がある.なお現在,地級・県級行政区を単位とした事例への適用などを検討中である.米国の軍事気象衛星により撮影された夜の地球表面の光強度画像データ(DMSP/OLS)について,経済活動の活発な地域ほど夜間の光強度が強いとの仮定のもとに,光強度とマクロ経済指標との整合性を検証した.アジアの20ヶ国を対象とした解析(19941995)の結果,両者の関係は対数曲線で表現された.この関係を用いれば地域別経済統計データの有無にかかわらず,シームレスに地球表面上の経済活動の分布を捉えることが可能であると思われる.一方このデータを時系列データとして入手することが可能となれば,経済活動強度分布の時系列変化を捉えることができるのではないかという仮説にもとづき,世界に先駆けて,アジア地域における3時点(19921993,1996,1998)のデータセットを構築した.その結果,アジア通貨危機(1997)の影響や,インド・パキスタン国境の緊張度,日本海における漁船の分布の変化等が確認され,DMSPデータ時系列解析の有用性が示された.また,このデータセットを中国の省級行政区単位に集計して指標化し,既存の社会経済統計指標と比較して,その代替性について検討した.今回作成されたデータセットは,撮影されている光の強度も反映されるような処理を行ったものである.このデータセットより加工された中国の省級行政区別年次別の灯光指数と,中国統計年鑑などに掲載されたいくつかの社会経済統計指標を比較した結果,単位面積当たりGDPや単位面積当たり電力消費量との間に高い相関関係が見出せた.ただし,ここでは上海市など一部の高度に開発された地域を除いていることや,国単位での解析例にも見られるとおり,一定の経済水準に達した地域では光量が飽和してしまう傾向があるため,こうした明瞭な相関関係が成立する地域や空間スケールに留意する必要がある.なお現在,地級・県級行政区を単位とした事例への適用などを検討中である.一般的に途上国アジアにおいては地域別各種統計データの整備が遅れており、その入手・利用は困難である。また、既存の統計資料には信憑性のないものも多い。経済活動の度合を示す指標が必要となるが、LANDSATらよく知られた衛星画像からは、このような指標の作成が困難である。かかる問題について、地表面上の経済活動水準を把握する新しい手段として、米国軍事気象衛星DMSPにより撮影された夜の地球表面の光画像が有望である。夜間の光の強度は経済活動に伴うエネルギー消費水準と密接に関係していると考えられるためである。この夜間光衛星画像は、ナショナルジオグラフィックマガジン(1998)等で紹介され、近年その存在が有名になりつつある。しかし、昨年時点まで、アジア地域における夜間光衛星画像は、1時点分しか構築されていなかった。夜間光衛星画像を時系列に把握することにより、各種の経済活動強度の変化を捉えることができるのではないかという仮説に基づき、京都大学農学部、NOAAの協力を得て、世界で初めて、アジア地域における3時点のDMSPデータセットを構築した。その結果には、アジア通貨危機の影響や、インド・パキスタン国境の緊張の高まり、漁業協定を反映した日本海の漁船分布変化等が捉えられており、この新しい衛星画像の時系列解析の有用性が示された。次年度は、この時系列DMSPデータをより精緻に解析し、光強度と経済活動水準を対応させ、アジア地域における経済活動分布を予測モデル化し、当該地域の経済発展のあり方を討議したい。

米国の軍事気象衛星により撮影された夜の地球表面の光強度画像データ(DMSP/OLS)としては,1994年中旬1995年中旬に撮影された256シーンのうち,光が存在したところと存在しなかったところをパーセンテージで示したものが公表されており,経済活動の活発な地域ほど夜間の光強度が強いとの仮定のもとに,光強度とマクロ経済指標との整合性を検証した.両者の関係を用いれば地域別経済統計資料の有無にかかわらず,シームレスに地球表面上の経済活動の分布を捉えることが可能であると思われる.一方このデータを時系列データとして入手することが可能となれば,経済活動強度分布の時系列変化を捉えることができるのではないかという仮説にもとづき,世界に先駆けて,アジア地域における3時点(19921993,1996,1998)のデータセットを構築した.このデータセットを中国の省級行政区単位に集計して指標化し,既存の社会経済統計指標と比較して,その代替性について検討した.今回作成されたデータセットは1994年中旬1995年中旬の事例と違い,撮影されている光の強度も反映されるような処理を行ったものである.このデータセットより加工された中国の省級行政区別年次別の灯光指数と,中国統計年鑑などに掲載されたいくつかの社会経済統計指標を比較した結果,単位面積当たりGDPや単位面積当たり電力消費量との間に高い相関関係が見出せるようである.ただし,ここでは上海市など一部の高度に開発された地域を除いていることや,国単位での解析例にも見られるとおり,一定の経済水準に達した地域では光量が飽和してしまう傾向があるため,こうした明瞭な相関関係が成立する地域や空間スケールに留意する必要がある,なお視在,地級・県級行政区を単位とした事例への適用や,経年変化を追いかけるためのレベルの補正手法などを検討中である.
運動の位相的類似による模倣の基礎理論の構築

本研究は社会的な学習メカニズムの解明を目指し、その一つの基礎となる身体動作の模倣の計算論的モデルの構築を目的として行った。身体模倣の実現には、複数の感覚器・効果器の間で、さらに自己と他者の間で表現を変換する必要があり、高度な計算過程を要する。制御理論に基づく既存手法では、十分な情報が与えられた下での、精密な運動制御を可能とする。しかし、既存手法では、完全な情報が得られない他者の運動から、身体的な制約の異なる自己の運動への対応付けは困難である。本研究は、異なる身体間の複数の感覚器・効果器上の運動パタンが、力学的な位相空間に変換できる事に着目し、この位相構造の類似性に基づく模倣学習理論を提案した。本研究は、異なる身体間の複数の感覚器・効果器上の運動パタンが、力学的な位相空間に変換できる事に着目し、この位相構造の類似性に基づく模倣学習理論を提案する。この研究目標に対し、平成25年度の研究では、力学系の不変量の一つであるフラクタル次元を推定する方法の開発に注力した。従来法と異なり、新たに開発したフラクタル次元推定法は、集合の各点の近傍の測度によって定義される点次元を理論的な基礎として、測度のフラクタル次元(あるいはフラクタル次元の分布)が推定できる。その結果、あるデータに反映される測度が複数の異なる次元を持つ場合、それらを近似的に検出し、その測度を次元的に異なる複数の系を検出することが可能となった。従って,この手法はモデルが明らかな対象のみならず、人の運動データなど多様な種類の非線形時系列に適用できる。本研究では、実際の身体運動データに対して提案手法を用いることで,身体運動に潜在する認知特性を検出し、また異なる運動の分節化が可能であることが明らかになりつつある。平成26年度の研究では、実際の身体運動データに対して提案手法を用いることで,身体運動に潜在する認知特性を検出し、また異なる運動の分節化が可能であることを示した。また、年齢や障害の状態によって異なる身体運動の性質を調べるため、立位時の重心運動を計測する実験システムを構築した。この立位時の重心運動データから被験者の年齢や身体運動に影響を及ぼす病状を特定可能か検討を行った。これらの研究成果は複数の国内外の学会や研究会で発表を行った。認知科学本研究は一年目を経過した状況であるが、理論構築の基礎となる不変量推定に関して、既に理論構築、アルゴリズムの実装、その実データに対する応用・分析,などの段階まで進んでいる。従って,現在までの達成度はおおむね順調に進展していると判断した。こうした成果は以下で述べるとおり、論文および学会にて発表する予定である。今後の研究では、提案する次元推定法およびその理論をさらに多くの実データの分析に応用し、ヒトの実験データから目的とする模倣理論の構築を目指す。

現時点では、この目的に照らし、まず1人のヒトの運動の基礎的なデータを収集中である。この個人の基礎データの分析から、複数人の間の身体運動の相互作用を調べる実験の設計を行う。次の段階では、複数人の身体運動の相互作用を定量化する実験データの分析から、両者の運動の類似性、タイミングの同期など、理論構築に必要な情報を抽出し、最終的には身体模倣の成立に関わる要因の洗い出しまで展開したいと考えている。前年度は理論構築を優先して実験的な検証を行わなかったため、実験参加者への謝金などの分が未使用となった。本年度は実験的な検証等を行い、実験参加者への謝金などの分として繰越分を使用する。
小型ピロプラズマ原虫の赤血球レセプター抗原の治療・予防法への応用

本研究は、ウシの赤血球内寄生原虫であるTheileria sergentiの特異的赤血球レセプター抗原をウシ小型ピロプラズマ症の予防ならびに治療に応用することを目的として行われた。具体的には、赤血球レセプターのガングリオシドに対するモノクローナル抗体ならびに赤血球レセプターを組み込んだリポソームを作製した。それらを応用したウシ小型ピロプラズマ症の予防ならびに治療の可能性についての基礎的研究を行った。1、T.sergentiの赤血球膜レセプター(シアリルI型ガングリオシド)に対するモノクローナル抗体の作製。ウシ赤血球膜から得られたシアリルI型ガングリオシドならびにシアリルI型ガングリオシドと同じ糖鎖抗原を持つシアリルi型ガングリオシドを抗原として、モノクローナル抗体の作製を行った。その結果、シアリルI型ガングリオシドと反応性を示す抗体産生クローン(SHS-21)を得た。SHS-21抗体は、シアリルI型ガングリオシドのみならずシアリルiガングリオシドとも反応するが、SHS-21抗体を応用したウシ小型ピロプラズマ症の新たな治療法の可能性が示された。2、シリアルI型ガングリオシドを組み込んだ殺原虫剤封入リポソームの作製。T.sergentiの赤血球膜レセプターであるシアリルI型ガングリオシドを組み込んだリポソームに、殺原虫剤を封入できるか否かについて検討した。その結果、リポソームにシアリルI型ガングリオシドを組み込んでも、殺原虫剤をリポソームに封入できることが示された。今後、本リポソームによるウシ小型ピロプラズマ症の治療の可能性を探る予定である。3、ガングリオシド抗原を組み込んだリポソームのワクチンとしての可能性の検討。シアリルI型ガングリオシドを組み込んだリポソームをウシ小型ピロプラズマ症の経口ワクチンとして応用するために、経口投与可能なリポソームの脂質組成を検討し、経口投与による免疫応答を調べた。その結果、DPPC、DPPS、Chol、モル比1:1:2からなるリポソーム、DSPCとChol、モル比7:2からなるリポソーム、DSPC、DPPS、Chol、モル比7:3:2あるいは1:1:2からなるリポソームは、経口投与可能であることが示された。さらに、これらのリポソームガングリオシド抗原を組み込み経口投与した結果、誘導された抗体は、IgA型のみであり、IgMあるいはIgG型の抗体は誘導されなかった。今後、IgMあるいはIgG型の抗体を誘導できるリポソームを開発するために、リポソームの脂質組成ならびにアジュバントについて検討する予定である。

平成8年度における本研究の目的は、ウシの赤血球内寄生原虫である、Theileria sergentiの赤血球レセプターであるシアリルI型ガングリオシドを、ウシ赤血球膜から精製し、それを抗原としてシアリルI型ガングリオシドに対するモノクローナル抗体を作製することにある。1、T.sergentiの赤血球膜レセプター(シアリルI型ガングリオシド)の精製。ウシ赤血球を0.5%酢酸溶液で溶血させ赤血球膜を得た。得られたウシ赤血球膜にクロロホルム-メタノール溶液を加え、総脂質を抽出した。総脂質は、アルカリ処理を行った後、DEAE-Sephadex-A25カラムクロマトグラフィーにより、中性糖脂質画分ならびにガングリオシド画分に分けた。得られたガングリオシド画分をイアトロビーズカラムクロマトグラフィーにかけ、各ガングリオシドを精製した結果、GM3、シアリルパラグロボシド、シアリルi型ガングリオシドならびにシアリルI型ガングリオシドが精製された。2、T.sergentiの赤血球膜レセプター(シアリルI型ガングリオシド)に対するモノクローナル抗体の作製。T.sergentiの赤血球レセプター活性を持つシアリルI型ガングリオシドに対するモノクローナル抗体を作製するために、シアリルI型ガングリオシドならびにシアリルI型ガングリオシドと同じ糖鎖抗原をもつシアリルi型ガングリオシドを抗原として、モノクローナル抗体の作製を試みた。各ガングリオシドはリポソームにそれぞれ組み込み、BALB/cマウスに免疫した。免疫後、脾臓細胞とミエローマ細胞とを融合させ、シアリルI型ガングリオシドと反応性を示す抗体産生クローン(SHS-21)を得た。SHS-21抗体の特異性を調べた結果、SHS-21抗体は、シアリルI型ガングリオシドのみならずシアリルi型ガングリオシドとも反応することが分かった。今後、得られたSHS-21モノクローナル抗体を用いて、in vitroでの赤血球へのT.sergentiの感染阻止試験を行い、SHS-21モノクローナル抗体による治療の可能性について検討する予定である。平成9年度における本研究の目的は、ウシの赤血球内寄生原虫であるTheileria sergentiの特異的赤血球レセプター抗原をウシ小型ピロプラズマ症の予防ならびに治療に応用するために、赤血球レセプターのガングリオシドをリポソームに組み込み、それによるウシ小型ピロプラズマ症の予防ならびに治療の可能性について明らかにすることである。1.シアリルI型ガングリオシドを組み込んだ殺原虫剤封入リポソームの作製。T.sergentiの赤血球膜レセプターであるシアリルI型ガングリオシドを組み込んだリポソームに、殺原虫剤を封入できるか否かについて検討した。その結果、リポソームにシアリルI型ガングリオシドを組み込んでも、殺原虫剤をリポソームに封入できることが示された。今後、in vitroならびにin vivoでの本リポソームによるウシ小型ピロプラズマ症の治療の可能性を探る予定である。2.ガングリオシド抗原を組み込んだリポソームのワクチンとしての可能性の検討。シアリルI型ガングリオシドを組み込んだリポソームをウシ小型ピロプラズマ症の経口ワクチンとして応用するために、経口投与可能なリポソームの脂質組成を検討し、経口投与による免疫応答を調べた。その結果、DPPC、DPPS、Chol、モル比1:1:2からなるリポソーム、DSPCとChol、モル比7:2からなるリポソーム、DSPC、DPPS、Chol、モル比7:3:2あるいは1:1:2からなるリポソームは、経口投与可能であることが示された。
環境放射能と溶存希ガスをトレーサーとした地球規模水循環機構での地下水の役割の解明

非常にゆっくりとした深部地下水の滞留時間を推定するために必要な天然長半減期核種である^<36>Clの測定手法の検証を、世界的に実績を持つ3機関(ANU, ETH, Purdue)において行った。溶存^4He濃度と^<36>Cl濃度の相関を基に、地下水中に蓄積してくる^4Heの蓄積速度を求め、地下水中の過剰^4He濃度を基に、100万年を超える地下水の滞留時間を推定する手法の提案と滞留性の高い化石水の判定基準と手順の提案を行った。人間活動において最も重要な淡水資源は、河川水や比較的浅い循環速度が数ヶ月から1000年程度と比較的速い地下水である。数年から数十年と短い地下水の滞留時間は、^3H+^3He年代測定によって正確に推定が可能である。一方、1001000年の滞留時間を測定する手法としてまだ適切な手法が提案されていない。この研究の中で、地下水中に溶存する^<228>Ra/^<226>Ra放射能比を基に推定する手法の開発を行い、柿田川での研究事例や温泉データとの比較評価を通じて手法の検証を行った。種々の環境放射能や希ガスを天然トレーサーとして活用した地下水年代測定法を駆使して、地下水の滞留時間を測定・評価した。測定された滞留時間の違いを基に、地球規模の水循環を考えた場合、淡水資源の大部分を占める河川水の基底流量を含め浅層地下水の多くは、数ヶ月から数十年程度の時間遅れで地球規模での水循環に寄与している。一方、深部地下水中で密度の高い高塩水の滞留時間は、数十万年から数百万年にも達し、地球規模の水循環から殆ど隔離され極めて停滞性が高い。ただ、地下水の深度のみによって地下水の流動性が規定できるわけではなく、流動水と停滞水の形成には、地下水盆形成の歴史と地下水盆の構造が深く係わっていることは否定できない。地下水の滞留時間と地下水起源ならびに地下水の混合と気候変動の関連について情報を得るために、浅層と深層の地下水調査が可能で比較的大きな地下水盆を有す帯広平野を現地調査の対象に選定した。今年度は、20箇所の既存井戸から地下水を採取し、地下水年代年代情報を得るために溶存希ガスと宇宙線起源の^<36>Cl測定、また地下水起源の情報を得るために安定同位体を測定した。地下水循環の天然トレーサーとして希ガス濃度およびその同位体と^<36>Cl/Cl比を測定し、浅層地下水は宇宙線起源の^<36>Clを含み、深層の塩分濃度の高い温泉水には宇宙線起源^<36>Clがほとんど含まれず滞留時間がかなり長い地下水で、数十万年以上経過した地下水であると推定される。また、この温泉水には、帯広平野の北に位置する火山からの影響をほとんど受けていない可能性が高いこと、さらにその起源は深部に存在する地層からの絞りだしを示唆する情報を得た。今後は、さらに調査対象地域を広げ、地下水の混合と水収支の収集を図り、水理地質データとの整合性を含め、気候変動における地下水の寄与について定量化を試みる。従来、用いられてきた溶存無機炭素^<14>

Cによる地下水年代測定法の欠点を克服するため、溶存有機物の^<14>C測定による地下水年代測定手法の開発を目指し、地下水中に含まれる低濃度有機炭素を効率良く回収でき、かつ"モダンカーボン"による試料の汚染をできるだけ少なくできる処理法の検討を行った。処理法については、地下水試料からの有機物の回収と有機物の年代測定とに分けて開発を進めた。有機物の回収法の検討として有機物濃度の高い表面水を用いた予備実験を行い、十分高い有機物の回収量を得ることができた。表面水試料を希釈し有機物濃度を低下させた模擬地下水からの有機物回収の検討を開始した。年代測定には加速器質量分析計を用いることで目的を達成できることを確認した。今後は、地下水の実試料を用いた検討を行う予定である。地下水の滞留時間と地下水起源ならびに地下水の混合と気候変動の関連について情報を得るために、浅層と深層の地下水調査が可能で比較的大きな地下水盆を有す帯広平野、深部に存在し殆ど流れていない化石海水が存在すると考えられる釧路コールマイン、ならびに宮崎・沖縄の鹹水地域において地下水採水を行った。溶存希ガスと宇宙線起源の36C1測定、安定同位体ならびに溶存イオン濃度について測定した。これらの観測データを基に帯広平野の地下水は、地下水盆の形成時期と地下水年代の間に相関が認められること、深部の地下水は数十万年程度の滞留時間を持っていることを明らかとした。また、安定同位体・長半減期核種濃度・水-岩石反応による水質変化のデータを基に、鹹水に対し"化石海水"として定量的な判定を行うための基準を塩素36/安定塩素比と現位置中性子発生量を基に作成し公表した。従来用いられてきた溶存無機炭素14Cによる地下水年代測定法の欠点を克服するため、天然起源溶存有機物の14C測定による地下水年代測定手法の開発を目指し、地下水中に含まれる低濃度有機炭素を分子量の大きさごとに4つの大きさに分画し、14C濃度測定ならびにδ13Cを測定し、溶存有機炭素の起源およびその年代を測定した。今回予備的に測定した溶存有機炭素の年代は、表流水では非常に若い数年から数百年程度、深井戸の300m深度から採取分離した有機物では4300年程度とのデータを得た。天然有機物を用いた地下水年代測定の可能性を示唆する結果を得た。次年度は、実際のフィールドに適用し、手法の有効性を確認する。深部地下水の滞留時間について、溶存^4He濃度と^<36>Cl濃度の相関を基に、地下水中に蓄積してくる^4Heの蓄積速度を求め、地下水中の過剰^4He濃度を基に、100万年を超える地下水の滞留時間を推定する手法の提案を行った。まず、この手法の検証を過去にオーストラリアの大鑽井盆地で集められた溶存^4Heと^<36>Clデータを基に行った。検証された手法を十勝平野の1000m程度の深部地下水に対して適用した。その結果、十勝平野地下の堆積盆の中心に向かって堆積盆の縁から地下水が涵養され、中心部には100万年を超える非常に長い滞留時間を持つ地下水が存在することが確認された。また、人間活動において最も重要な淡水資源は、河川水や比較的浅い循環速度が数ヶ月から1000年程度と比較的速い地下水である。滞留時間が短い数年から数十年の地下水は、^3H+^3He年代測定によって正確に滞留時間の推定が可能である。一方、100年を超え^<14>C年代測定によって十分な精度で測定が可能となる1000年程度の時間は、適切に滞留時間を推定する測定手法が存在せず、地下水の滞留時間を推定する上では空白の時間とも呼べる。この空白の時間を埋める測定手法の一つとして、地下水中に溶存する^<228>Ra/^<226>Ra放射能比を基に地下水の滞留時間を推定する手法として、Mn-Fiberへのラジュウムの吸着による低濃度のラジュウム測定手法の開発と河川水、浅層地下水、温泉水を対象に^<228>Ra/^<226>Ra放射能比を基にした滞留時間の推定を行った。
マルチコア複合環境を指向した適応型自動チューニング技術

マルチコアCPU・マルチGPUなど次世代スパコンのプロセッサでの高性能計算を恒常的に維持するための重要な要素「自動チューニング技術」の確立を目的として研究を推進した.「GPUでの性能安定化技法を取り込んだ自動チューニング技術」と「性能データベースを活用する自動チューニング方式」を提案した.さらに,動的に変動する条件に適応する自動チューニングの数理手法の研究を通じベイズモデルに基づく準最適実験計画を与えることに成功した.クラスタ計算ならびにマルチコア計算機での固有値計算、高速フーリエ変換、前処理付反復ソルバに関して自動チューニング技術の応用を実施した.マルチコアCPU・マルチGPUなど次世代スパコンのプロセッサでの高性能計算を恒常的に維持するための重要な要素「自動チューニング技術」の確立を目的として研究を推進した.「GPUでの性能安定化技法を取り込んだ自動チューニング技術」と「性能データベースを活用する自動チューニング方式」を提案した.さらに,動的に変動する条件に適応する自動チューニングの数理手法の研究を通じベイズモデルに基づく準最適実験計画を与えることに成功した.クラスタ計算ならびにマルチコア計算機での固有値計算、高速フーリエ変換、前処理付反復ソルバに関して自動チューニング技術の応用を実施した.マルチコアCPU・Cell・高性能アクセラレータ・GPGPUなど高性能計算を下支えするハードウェアアーキテクチャが複雑化することにより、高性能計算を恒常的に維持するための重要な要素「自動チューニング技術」が現在以上に必要となってくる。従来は、コンパイラやいわゆる専門家による「匠の技」としての扱いがなされてきたが、前述のアーキテクチャはすでに我々の身近に存在しこれらの上で十分な性能を発揮できない問題が存在する。本研究のゴールとする適応型自動チューニングにおいては、多様な計算機アーキテクチャの動的な変化や過去の統計情報の取り扱いが重要な役割を果たすと考えて本年度は研究を実施した。特筆すべき研究成果は以下の様になる。1)【今村・山本・片桐】によるマルチコア超並列環境における固有値計算、QR変換の研究2)【今村】によるGPGPUを用いた高速多重極展開法FMMの高速化3)【高橋】によるマルチコア超並列クラスタにおける2次元データ分割の高速フーリエ変換の研究4)【中島】によるハイブリッド並列プログラミングモデルにおけるマルチコア・マルチソケットクラスタ向け並列前処理付反復法の研究5)【中島】による悪条件問題向け前処理・領域分割法の研究6)【片桐】による性能データベース作成のための基礎データ習得と実装方式検証7)【山本】による反復解法における収束過程に関する数理的定式化と動的な負荷分散方式の提案など、当初の研究計画に従って一定以上の成果が得られている。本年度はマルチコアCPU・マルチGPUなど次世代スパコンの基盤となる姿が明確になり、高性能計算を恒常的に維持するための重要な要素「自動チューニング技術」の必要性が再認識された。コンパイラやいわゆる専門家による「匠の技」ではなく、多様な計算機アーキテクチャの動的な変化や過去の統計情報を適切に分析し取り扱うことにより、適応的かつ自動的にチューニング作業が達成されることが本研究の目的である。昨年度の研究成果を踏襲して、本年度は研究を実施した。1)【今村・山本・片桐】による次世代スパコン「京」やマルチコア+マルチGPU超並列環境向け固有値計算、QR変換の研究2)【高橋】によるマルチコアクラスタにおけるFFTの研究、特に全体全通信の自動チューニング3)【中島】によ多重格子法でのハイブリッド並列プログラミングモデルの影響調査、収束性や計算性能の関係,Coarse Grid Solverの影響調査4)【須田】による動的変化に適応する自動チューニング手法の研究5)【片桐】による性能データベースの最適実装方式分析と、行列データによるアルゴリズム分析6)【山本】によるCPUとGPUの協調計算と性能モデルに基づく負荷分散方式の提案、ヘッセンベルグ化での予備実験など、当初の研究計画に従って一定以上の成果が得られている。スパコンのトレンドとなったマルチコアCPU・マルチGPUに対する「自動チューニング技術」に関して、多様かつ多数の計算機アーキテクチャの動的な変化や過去の統計情報を適切に分析し取り扱うことにより、適応的かつ自動的にチューニング作業が達成されることが本研究の目的である。昨年度までの研究成果を踏襲して、本年度は最終年度として総括となるべき研究を実施した。1)【今村・山本・片桐】による次世代スパコン「京」やマルチコア+マルチGPU超並列環境向け固有値計算、TSQRの研究2)【今村】によるGPU向けBLASに対する自動チューニング手法の提案3)【高橋】によるマルチコアクラスタにおける3次元FFTの研究、特に全体全通信の自動チューニング4)【中島】によ多重格子法でのハイブリッド並列プログラミングモデルの影響調査、階層型領域間境界分割に基づく前処理への適用研究5)【須田】による動的変化に適応するベイズ推定に基づく準最適実験計画の研究6)【片桐】による疎行列反復解放の自動チューニングの研究7)【山本】による非対称および特異値計算のためのCPUとGPUの協調計算と性能モデルに基づく負荷分散方式の研究など、当初の研究計画に従って一定以上の成果が得られている。
地域活動における「贈与的ネットワーク」を媒介にした公共性構築過程に関する研究

初年度に引き続き、地域活動の背景と、その展開過程について政策研究、理論研究、実証研究を行った。第1に、1980年代以降の教育政策を概観し、(a)学校教育・社会教育ともに市民活動に期待する役割が高まる一方で、(b)市民活動への参加を促進する教育政策が後退していることを明らかにした(「ボランティア活動を巡る教育法体系の改編の動向と問題」)。(a)については、「学校教育に対する保護者の意識調査2003」の2次分析により、保護者の学校参加の規定要因を明らかにした(「母親の学校参加意思と教育認識の関係についての分析」)。(b)については、「ISSP2004 (Citizenship)」の2次分析により、教育が政治参加に与える効果についての9ヶ国の国際比較を行い、日本では初等、中等・高等教育の効果が見られないことをその特徴として示した(「政治参加の規定要因の分析」)。第2に、生涯学習と地域活動を分析するための理論研究を進めた。具体的には、(a)OECDやEUにおける、シティズンシップ教育や「新しい能力」観に関する動向をまとめるとともに(「成人の能力観についての考察」)、(b)学習に対するホリスティックなアプローチについて、欧米の成人学習理論の動向をまとめ、訳書・著書を刊行した(『成人学習理論の新しい動向』『生涯学習の理論』)。第3に、これらの研究を受けて、大分県佐伯市と長野県飯田市を対象に、地域活動についての事例調査と分析を行った。具体的には、地域での活動に公民館が果たしてきた歴史的な役割と、市町村合併や地域自治組織への移行を受けて生じている変化について、論文をまとめた(「開かれた自立性の構築と公民館の役割」「ポスト近代国家におけるシティズンシップ教育の可能性と政策的課題」)。本研究の目的である「地域活動における「公共性」の構築過程を、「贈与的ネットワーク」という観点から明らかにし、市民活動の新たなモデルを提示する」ことを達成するため、今年度は以下の3つの研究を進めた。第1に個人の市民活動への参加の要因の実証分析を行った。日本版General Social Surveysの2次分析を行い、ボランティア活動への参加の規定要因と効果について明らかとした。一方で、政治参加の枠組みを援用し、生活満足度、市民的技術、政治意識・政治関心、社会関係資本の効果を、他方でボランティア活動独自の規定要因として、生活時間や家計による効果を明らかにした。第2に市民活動を取り巻く社会条件、具体的には近年の学校と保護者、地域住民の関係の変化について分析を行った。1つは2008年度より実施されている「学校支援地域本部事業」について、大分県佐伯市の事例研究を行い、本事業が「社会関係資本」によって規定を受けつつ、その布置にも影響を与える可能性があることを明らかとした。もう1つは、保護者の学校参加について、保護者が有する教育への認識や学校の教育活動への満足度によって参加形態が異なることを、「学校教育に対する保護者の意識調査2003」(ベネッセコーポレーション)の2次分析によって明らかにした。第3に市民活動と教育の関係について、1970年代の代表的な住民運動を、市民間の「関係性」という観点から再分析し、「他者」への説得と対話の過程を通じて市民的技術の伝達が行われ、社会教育が市民間の非対称的な関係性、「贈与的ネットワーク」の起点となっていたことを明らかにした。次年度は、社会教育と地域活動の関わりについて、大分県佐伯市、愛知県豊田市、長野県飯田市でのフィールドワークを継続し、市民間の関係性の形成の基盤となる教育システムの構想を描く。
動的場面における行動の微視的分析

オペラント行動の微視的分析における時間変数の候補として、強化遅延、強化潜時、試行間間隔、反応間時間がある。私たちは次のような動的場面においてこれら時間変数の検討を試みた。(1)遅延見本合わせ課題における遅延および試行間間隔の効果、(2)並立FIRIスケジュールにおける強化潜時の効果、(3)変化抵抗研究における反応間時間の変化、(4)タッピング場面における反応間時間の制御、(5)VIとVRスケジュールにおける反応間時間の点過程分析。結果は以下の通りである。(1)yes-no型遅延見本合わせ課題において、試行間間隔が長くなると弁別感度d'は上昇し、またFRスケジュールの完了時間が長くなるという結果が得られた。(2)強化潜時の効果を調べた実験では、選択場面におけるハトの反応が直前の強化潜時の長さやタイムマーカーの種類に制御されることを示した。また、従来の強化遅延を用いた自己制御研究で見られてきた選好逆転現象が強化潜時の経過中に起こりうることも示した。(3)反応連続という測度を用いて変化抵抗を検討した実験では、反応減少操作間の変化抵抗はほぼ等しく、反応減少操作間の質的な差異は見出せなかった。しかし全体反応率を用いた場合の変化抵抗は反応連続の生起率が主な要因であることが示唆された。(4)時系列分析対象としてのタッピング行動については、リズム音刺激の間隔(ISI)がランダム・周期的に揺動したときのタッピング反応間時間(IRT)変化と、ISI揺動の弁別閾とを調べ、弁別閾付近でのISI揺動に対応したIRTの追随・周期的変動を観察した。(5)強化率の等しいVRとVIスケジュールにおける反応率の違いを、離散事象というデータ本来の性質を保ちつつその分布解析が可能な点過程法を用いて検討した。結果として他の分析法では明らかにされていない両スケジュールに共通な短い連続反応の存在が示唆された。時間軸上の反応と強化事象の諸相を微視的視点から捉えるのに、(1)反応-強化間時間(強化遅延)、(2)弁別刺激-強化間時間(強化見込み時間)、(3)反応間時間という、3つの微視的変数に焦点をあて、(4)行動データではあまり使われることがなかった時系列解析を適用することが本研究の目的であった。(1)強化遅延の研究については本年度大きな進展を見せなかった。代わりに、yes-no型遅延見本あわせ課題を用いて見本刺激-比較刺激時間と試行間間隔との関係を検討し、信号検出理論の枠組みに従って分析している。(2)強化見込み時間が一定であるFIからの強化子提示を時的に省略すると、次の強化間間隔中のFI反応が増加する。この強化省略効果はFIを単独で用いた場面で研究されてきたが、FIとRIの選択場面でもこの効果が見られる一方、この効果は実験セッションの反復によって小さくなるという結果を得た。一方、同じ選択場面でFIの強化間間隔を一試行だけ変化させてその後の反応への効果をみるインパルス実験については、現在ベースライン訓練を遂行中である。(3)反応間時間の時系列構造に注目した分析を行うために、変化抵抗の実験パラダイムでハトを被験体として、強化率の違う2つの強化スケジュールから構成される多元スケジュールでベースライン訓練を行っている。消去や先行給餌による反応減少操作を行い、動的な反応変容過程を検討する予定である。

(4)時系列解析の準備のためのタッピングやリズム運動等の周期性のある離散データの収集については、Delphiを使ったMIDIシステムの制御プログラムの雛型を完成し、モデル刺激に合わせタッピングを行う能動的追従と、刺激を単に聴くだけの受動的追従によるタッピングの周期的変化のデータを集めている。また、反応によって刺激の提示の仕方を変化できるような、フィードバック制御機能の向上を現在試みている。今年度は、オペラント行動の微視的分析を、以下の5つの場面について展開した。1.遅延見本合わせ課題における遅延および試行間間隔の効果、2.並立FI RIスケジュールにおける強化潜時の効果、3.変化抵抗研究における反応間時間の変化、4.タッピング場面における反応間時間の制御、5.VIとVRスケジュールにおける反応間時間の点過程分析。以下に得られた結果をまとめる。1.yes-no型遅延見本合わせ課題において、試行間間隔(ITI)が長くなると弁別感度d'は上昇した。ITIが長くなると選択反応として求められるFRスケジュールの完了時間が長くなるという結果が得られた。2.選択場面におけるハトの反応が直前の強化潜時の長さやタイムマーカーの種類に制御されることがわかった。3.反応連続という測度を用いて変化抵抗を検討したところ、異なる反応減少操作間の変化抵抗はほぼ等しく、反応減少操作間で質的な差異はなかった。4.時系列分析対象としてのタッピング行動について研究を進めてきたが、リズム音刺激の間隔(ISI)がランダム・周期的に揺動したときに、弁別閾付近でのISI揺動に対応したタッピング反応間時間(IRT)の追随・周期的変動をみた。5.強化率の等しいVRとVIスケジユールにおける反応率の違いを、時間構造の分布についての解析が可能な点過程法を用いて検討し、結果として他の分析法では明らかにされていない両スケジュールに共通な短い連続反応の存在可能性を示した。
「実証研究」の会計基準設定への貢献に関する一考察

本研究は、「実証研究」の会計基準設定の貢献について考察したものであり、2年間の研究によって以下のような知見を獲得することができた。実証研究が本来過去の事実を経験科学的に捉えるのみで、将来の状況を予測するものではないという科学的な視点を否定するものではないが、過去の事実を無視して規範的にのみ推し進められる会計基準設定には問題があるというのが、研究の出発点であった。そこで、研究方法としては、「規範的研究」を「実証研究」に対置させる形で研究を行った。両者の認識論的な関係は相互前提的であるが、会計基準との関係で言えば、単純な相互前提的な関係とは言えない。一方で、多くの実証成果を無視して規範的な視点のみから会計基準が作成されることがあり、他方で、少数の実証結果を根拠として規範的な整合性を無視した形で会計基準が作成される場合もある。前者の典型例は、国際会計基準審議会による純利益情報の開示禁止であり、後者の典型例は、少数かつプリミティブな実証研究を根拠として断行された研究開発投資の全額費用計上である(ただし、当該事例には、規範的レベルでの問題もある)。つまり、両者が異なる結論を導くと判断された場合には、一方のみが取りあげられて基準づくりが行われる傾向がある。さらに言えば、経験的な事実を重視するという視点が尊重されるようになるにつれて、会計基準設定をめぐる議論に実証研究の成果が使われるようになったが、公正価値会計を巡るG4+1の報告書とヨーロッパ中央銀行の報告書にみられるように、いずれも多数の実証研究を根拠としながら、反対の結論を導き出している。つまり、異なる結果となった多数の実証研究からそれぞれの利害に有利な成果をつまみ食いしているという現実がある。本年度は、これまでに会計基準の新設・改廃に関連して展開された「規範的研究」(会計基準設定主体及びその関係者が提示した理論的根拠を含む)と同様の趣旨で行われた「実証研究」(会計基準設定主体による経験的な証拠の提示も含む)の収集・整理を行った。対象は、米国FASB(財務会計基準審議会)、IASB(国際会計基準審議会)及び日本のASBJ(企業会計基準委員会)の設定した会計基準に関する「規範」「実証」の記事、論文、文献等である。この作業により、次に予定している研究への準備が整った。他方、規範的研究と実証研究の相互作用・相互利用等の具体的な関係についての研究を進めている。1つは、研究開発投資を巡る会計処理に関する「規範的研究」と「実証的研究」との関係を、企業価値の把握という視点から整理し、財務管理学会の統一論題(2006年11月18日、於立命館大学)で報告を行った。また、その際の討論に基づいて若干の軌道修正を行い、神戸大学経済経営研究所における講演(2007年2月16日)、九州大学での研究会報告(2007年2月17日)における討論によって、研究の明確化・深化を図った。また、金融商品の会計基準を巡って、IASBの側の提示する「規範的根拠」とそれに関する「実証的証拠」と欧州銀行業協会や保険業協会等が提示している「規範的反論」との間のズレに基づいて、規範的研究が価値依存的であることは言うまでもないが、実証研究も価値中立的ではあり得ないことと、仮に価値中立的に研究が展開されてもそれが機能する場(経済社会)においては同じ事象を対象とした複数の実証研究の結論が利害によってまったく異なる使われ方をすることが明らかとなった。さらに、「会計における両研究の関係についての普遍化・一般化」と「会計基準設定における規範的研究と実証研究の相互補完的貢献りあり方についての研究を進めて行きたい。

本研究は、「実証研究」の会計基準設定の貢献について考察したものであり、2007年度の研究によって以下のような知見を追加することができた。2006年度は、研究方法としては、「規範的研究」を「実証研究」に対置させる形で研究を行い、両者の認識論上の一般的な関係と実際の会計基準に対する関係を次のように析出した。両者の認識論上の関係は相互前提的であるが、会計基準との関係で言えば、単純な相互前提的な関係とは言えない。多くの実証成果を無視して規範的な視点のみから会計基準が作成されることも、少数の実証結果を根拠として規範的な整合性を無視した形で会計基準が作成される場合もある。つまり、両者が異なる結論を導くと判断された場合には、一方のみが取りあげられて基準づくりが行われる場合があるということである。2007年度においては、実証研究のつまみ食い現象(都合のよい経験的な結果のみを採用する)について考察を加えた。経験的な事実を重視するという視点が尊重されるようになるにつれて、国際的に会計基準設定をめぐる議論に実証研究の成果が使われるようになってきた。例えば、公正価値会計を巡るG4+1の報告書とヨーロッパ中央銀行の報告書にみられるように、いずれも多数の実証研究を根拠としながら、反対の結論を導き出している。同一の問題に対しても、サンプリングの仕方や分析手法の相違によって実証結果は相違するからである。その結果、実証結果が会計基準の根拠になりうることが周知されてくると、異なる主張に応じて、その根拠となりうる実証結果を探すという逆順の行動が観察されるようになる。
大規模センサネットワークにおけるポテンシャル場に基づいたルーティング方式

大規模なセンサネットワークにおいて、ルーティングなどの制御を集中的に行うことは不可能であるため、局所的な情報に基づいた自己組織的な制御手法が提案されている。しかしながら、自己組織的な制御のみでは、ネットワーク全体の動作を望ましい方向に制御できるという保証はない。そこで本研究では、複数のシンクノードで構成される大規模なセンサネットワークにおいて、シンクノードのポテンシャル値を外部から制御することで、センサノードが自己組織的にポテンシャル値のみでルーティングを実現する方法が有効であることをシミュレーションによって示す。さらにこのアーキテクチャをスマートメータリングシステムに適用する。昨年度提案した、管理型自己組織制御に基づくポテンシャルルーティングをセンサネットワークに適用することで、複数のシンクノードのポテンシャルを制御することで、負荷分散やネットワークの長寿命化が実現できることを明らかにした。このように複数のシンクノードがある場合、センサノードがそれぞれのシンクごとのポテンシャル場を形成することができる。3つ以上のポテンシャル場を組み合わせることにより、シンクからセンサノードに対する下り方向のルーティングが可能となる。本研究では、受診端末駆動型の無線マルチホップネットワークプロトコルであるIRDTに基づいたセンサネットワークを対象として、シンクノードから特定の位置に存在するセンサーノードに対してクエリや特別な命令を送るための方式を提案し、シミュレーションによる評価を行った。その結果、パケット損失率が0.1以下の条件下で、データの到達率が99.5%以上であること、さらに、提案手法がノード故障に対してロバストであることを示した。一方、電力会社においては、各家庭に設置したメータを用いた電力のモニタリングや、送電制御等を行なうためのスマートメータリングシステムの需要が高まっている。現時点で想定されている仕様としては、センター局あたり500台以上のメータを収容し、30分ごとの計測値を短時間で収集できることや、センター局からメータに対しての逆方向の通信の必要性が挙げられている。このような大規模な無線マルチホップネットワークを実現するためには、本研究で提案したポテンシャルに基づくルーティングが適していると考えられる。そこで、本研究では、大規模なスマートメータリングシステムに提案手法を適用した場合の性能評価をシミュレーションによって行なった。その結果、メータ数が1600台程度であれば、10分間で98%以上のデータ収集率を実現できることを示した。複数のシンクノードがそれぞれのポテンシャル場を構成することで、各センサノードは複数のポテンシャル値を持ち、その組み合わせによって、観測領域内のセンサを特定することが可能となり、シンクノードからセンサへの逆方向通信が可能となることを明らかにした。シミュレーションによる性能評価の結果、十分高いパケット収集率を実現できることを明らかにした。また、大規模なスマートメータリングシステムでは、センサネットワークと同様に検針値を収集するだけではなく、センター局からメータに対して制御情報の送信や、ソフトウェアの配信などを行うことが臨まれている。そのため、ポテンシャル場によるルーティング方式をスマートメータに適用することの可能性について検討を行った。このようなデータ収集を目的としたシステムでは、シンクノード(センター局)の周りに負荷が集中するために、性能が劣化することが問題となる。またMAC層プロトコルは、負荷の大きい領域では送信側駆動型が適しており、負荷の小さな条件下では受信側駆動の性能がすぐれている。そこで、場合に応じてこれらを組み合わせることで、より良い性能が得られることが期待できる。本研究では、このような考えに基づき、負荷やメータの配置密度に応じて、送信側駆動型と受信側駆動型のMACプロトコルを組み合わせる手法を提案した。センサネットワークの課題の1つにスケーラビリティの向上があり、これまでに局所的な情報に基づき自己の動作を決定する自己組織型の制御を用いた手法が研究されてきた。しかしながら完全な自己組織制御に基づき動作するネットワークでは、ネットワークの規模が非常に大きくなったときにネットワーク全体が望ましく動作することを保証できないという問題がある。そこで本研究では管理型自己組織制御に基づくポテンシャルルーティングを提案した。管理型自己組織制御では、自己組織的に動作するノードの一部を、集中制御のような方法で管理することで、完全な自己組織制御によって生ずるような、意図しない方向へのシステムの動作の遷移を防ぐ。本研究では、マルチシンクのセンサネットワークを対象として、提案手法をシミュレーションによって性能評価を行った。その結果、シンクノードの分布に偏りがある場合も負荷を均一化できることが示された。さらに、センサノードの中継負荷を分散することで最も負荷の高いセンサノードの消費電力を抑制し、ネットワーク寿命を延長できることを明らかにした。また、大規模なセンサネットワークの適用例として、マンションのような集合住宅に設置されるスマートメータリングシステムを対象とした。これらはノードの配置密度が高いため、隣接ノードが非常に多いトポロジーを形成する。このような状況においてシンクノードからのホップ数のみに基づいたルーティングを行なうと、ホップ数が同じノードであっても、位置によって負荷や伝送能力が大きく異なり、ネットワーク寿命の短縮や性能劣化の要因となる。そこで本研究では、トポロジーに基づいたルーティングと間欠周期の制御により上記の問題を解決する手法を提案した。

センサネットワークにおけるポテンシャル場に基づいたルーティングに関して、複数のシンクからなるマルチシンク構成をとった場合に、シンクノードのポテンシャルを制御することで、ネットワーク全体のポテンシャル場を適切に制御することを明らかにしただけではなく、ポテンシャル場を組み合わせることによって、センサからシンク方向の通信とは逆の、シンクから特定のセンサに対する逆方向の通信が可能であることを示すことができた。さらに、この特性を、大規模なスマートメータリングシステムに適用することを考え、1000台以上のメータから構成されるスマートメータリングシステムのデータ収集方式として、受診端末駆動型のIRDTプロトコルと、ポテンシャル場に基づいたルーティングが適用できることを示した。現在までの研究成果については、査読付き学術論文誌3本(うち2本は出版済み)および、3件の国際学会での発表、2件の国内学会発表によって成果発表を行なうとともに、多くの研究者との議論を行なうことができた。複数のシンクノードを持つマルチシンク構成をとるセンサネットワークにおけるポテンシャルルーティングを実現するための基本的な方法を提案し、数学的なモデルによる方式の妥当性を検討した。さらに、提案方式を導入した場合に、完全な自己組織的な制御ではなく、シンクノードのポテンシャル値を外部から制御する管理型自己組織制御を適用することで、ネットワーク寿命などの性能を高める効果があることを明らかにすることができた。また、このような大規模なセンサネットワークの適用例の一つであるスマートメータリングシステムを対象として、高密度に配置されることに起因する問題点を明らかにし、それを解決するための手法を提案することができた。これらの研究成果に関しては、国内の研究会等において成果発表を行い、多くの研究者との議論を行うことができた。24年度は、ポテンシャルルーティングを、再規模なスマートメータリングシステムに適用することを考え、1000台以上の多数のメータからなるシミュレーションを行なうことで基本的な性能評価を行ない、性能を向上させるための方式提案を行なった。しかしながら、現在のシミュレーションモデルは、メータの配置が正則であったり、無線回線の通信品質の変動が起こらないなど、理想的な環境に基づいたものであり現実の通信環境を反映しているとは考えにくい。実際に、小規模のスマートメータを設置した実証実験で得られたデータでは、メータ間の通信可能距離が等方性を持たず、方向によってかなり変動があることが明らかとなった。
アクチン繊維依存的な異常タンパク質の脱凝集と分解除去の新機構

SOD1は遺伝子変異によりタンパク質凝集体を形成し、神経細胞特異的に細胞障害を引き起こし、ALSの主要な原因とされている。しかし、細胞死に至る詳細なメカニズムには不明な点が多い。申請者は、凝集するSOD1に相互作用するアクチンとそのモータータンパク質であるMyosin1bについて解析を行った。Myosin1bを培養細胞に変異型SOD1と共に過剰発現すると、通常はアグリソームと呼ばれる封入体を形成する変異型SOD1は、細胞内に分散した。また、生化学的な解析により凝集体の量が減少したことが確認できたことから、Myosin1bが変異型SOD1の細胞内分解に寄与していることが示唆された。本来SOD1は活性酸素を除去する酵素であるが、遺伝子変異によりタンパク質凝集体が形成され、神経変成疾患の一つであるALSの発症に強く関わっていることが明らかになっている。ALSは筋肉の動きを司る神経細胞が死滅する疾患であり、有効な治療法が確立しておらず、発症から5年程度で死亡する。以前に当研究室は、変異型SOD1に特異的に相互作用する因子として、Myosin1bを含むアクチン関連タンパク質を多数同定した。本研究では、Myosin1bとアクチンを介した、細胞内におけるタンパク質凝集体の品質管理機構の分子メカニズムの解明を目的として解析を行った。細胞内の異常タンパク質は、プロテアソームやオートファジーなどの分解系オルガネラによって速やかに除去される。しかし、分解のキャパシティーを超えると異常タンパク質は凝集体を形成し、細胞内に蓄積した経年変化により、細胞毒性の高い封入体を形成する。ALSやパーキンソン病の患者からはこのような封入体が観察されることから、発症との関連が強く示唆されている。しかし、凝集したタンパク質がどのように分解系に提示されるのかは未解明な点が多い。申請者を含むグループは汎用培養細胞を用いたモデル実験系を用いて、細胞内にタンパク質凝集体を形成させ、局在や凝集体の量を解析することで、異常凝集したALS原因タンパク質である変異型SOD1が分解に至るまでの過程を解析している。タンパク質分解系は、ほとんどの細胞で共通のシステムである事から、モデル細胞を用いて異常タンパク質の凝集および分解に至る過程を明らかにすることで、神経細胞におけるタンパク質品質管理の機構を明らかにすることが期待される。また、細胞が異常タンパク質を認識し、分解を促す過程の詳細が明らかになることで、疾患の発症前や発症後における治療について、有用な知見が得られると考えられる。SOD1は活性酸素を除去する酵素であるが、遺伝子変異によりタンパク質がミスフォールディングし、凝集体を形成する。SOD1の変異はALSの発症と強く関連することが広く知られているが、発症に至る分子機構には不明な点が多い。特に、凝集した変異型SOD1の分解機構とその後の細胞毒性を発揮する過程に関与する分子は明らかにされていない。申請者の所属する研究室は、以前に凝集したSOD1に特異的に相互作用する細胞性因子として、アクチン関連タンパク質を複数同定した。本研究ではその中から、アクチン繊維上を移動するモータータンパク質であるMyosin1bにフォーカスし、変異型SOD1の細胞内分解処理機構のメカニズムを解析した。変異型SOD1は細胞内で核の近傍にアグリソームと呼ばれる凝集体からなる構造体を形成する。Myosin1bを過剰発現すると、細胞内で変異型SOD1と共局在し、変異型SOD1は細胞内に拡散したことから、Myosin1bがアグリソームに蓄積した変異型SOD1を脱凝集させることで、アクチン繊維を通じて細胞質に戻し、分解を促進させていることが示唆された。また、免疫沈降により、Myosin1bが凝集した変異型SOD1に特異的に相互作用することを確認した。そこで、Myosin1bが変異型SOD1を認識する部位を明らかにするために、機能的ドメインの欠損体を作成した。その結果、凝集体のオートファジーによる分解を促進するオプチニューリンと相互作用する部位を欠失したMyosin1bは、自身が凝集する傾向を示した。これらの結果から、Myosin1bはオプチニューリンとの相互作用を介して、変異型SOD1を細胞内分解に導くことが示唆された。今後は、蛍光タンパク質を発現させた生細胞における解析を行い、アクチン繊維上における変異型SOD1とMyosin1bおよびオプチニューリンの振る舞いを明らかにする。細胞生物学本年度は、変異型SOD1凝集体の分解におけるMyosin1bの関与を明らかにするために、Myosin1bの機能的ドメインを欠失した変異体を発現するプラスミドを作成した。Myosin1bは1)アクチン結合ドメイン、2)アーム領域、3)カーゴ結合ドメインに分かれており、それぞれを欠失した変異体を作成した。また、カーゴ結合ドメイン内の結合に必要なアミノ酸の点