hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食品因子による生体防御を目的としたDNA傷害マーカーの開発と応用

また、酸素ラジカルによるDNA損傷としてファージDNAや培養細胞を用いて1本鎖切断や2本鎖切断を検出する系も確立することができ、紅茶の赤色色素であるテアフラビン化合物に特に強い酸化的傷害の防御効果を見いだすことができた。さらに、個体レベルで、鉄錯体の酸化的傷害による腎臓がんのマーカーとしての8-ヒドロキシグアニンの重要性と脂質過酸化の関連性など多くの実績を上げることができた。今後は、培養細胞系による検討とともに、老化促進マウスを用いた評価系やラットでの多量発がんモデル系でもフェノール化合物やそれらの配糖体が実際にDNAレベルで防御効果を持ちうるか定量性も含めた評価系でマーカーの分析を行い、がん予防食品開発への応用の道を探ってゆきたいと考えている。本年度は、まず、生体の酸化的な障害のマーカーの開発を行った。生体膜の酸化的傷害物質として代表的な4-ヒドロキシノネナ-ルが動脈硬化の重要なマーカーになるのではないかとの期待のもとに、リジンやヒスチジンへのマイケル付加体に着目した。特に、既に作製に成功しているポリクローナル抗体リガンドとしたアフィニティカラムを用いてマイケル付加体を得ることに成功し、又、この物質をマーカーとして用いて、人の血液中のLDLの過酸化機構における銅イオンの関与を証明することに成功した。さらに、最近、4-ヒドロキシノネナ-ルに特異的なモノクローナル抗体の作製にも成功し、ELISA法による微量分析法を確立することが出来た。この分析法では、生体組織のみならずサラダ油や油脂食品の過酸化の程度を簡便に測定することが出来るので、食品の分野での追うよう利用にも大いに期待されている。一方、DNAの酸化的障害をDNAレベルで検出する方法の確立にも研究を進めてきており、特に、酸化修飾塩基の代表である8-デオキシグアノシンのモノクローナル抗体を用いたELISA法による簡便な検出法の確立も進めることが出来た。得られた抗体の特異性の検討の目的で、共存類似物質による交差反応性についての検討を行った。化合物として8種類のデオキシリボヌクレオシド、6種類のグアノシン誘導体、3種類のグアニン誘導体などとともに尿の構成成分も含めた21種類の化合物について検討を行ったところ、全く交差性を示さなかった。現在、簡単な測定用のキット化を進め、酸化的障害を与えた老化促進マウスや酸化的ストレスに関連した疾病患者の組織への応用の可能性の検討を進めている。さらに、今年度は、食品、特に、ゴマ種子中に存在するセサミノール配糖体は体内で抗酸化物質に変換される点で注目を集めているので、このセサミノール配糖体を多く含むゴマの品種の検索を進めると共に、ゴマ培養細胞による新規なフェノール配糖体の大量生産などの方法を用いた食品因子の実際的な応用、実用化への検討についても多くの実績を得ることができた。最近、がんの発生におけるフリーラジカルの役割については多くの注目を集めてきているが科学的な根拠については未知の点も多い。特に、防御機構が正常に機能しない状態に陥ったときに生体内では過剰な活性酸素が生成し、フリーラジカル連鎖反応が誘発される。
沖縄の地域的特色を生かした衣生活教材開発―家庭科における染め織り実習教材開発―

沖縄県には、紅型をはじめとする多様な染織文化が存在し、それらは地域の貴重な文化的財産である。しかし地域課題として、生産者は減少、高齢化、後継者不足の傾向にあり、学校教育においては、染め織りが取り上げられることがほとんどないといえる。そこで20152018年度に科学研究費を受けて、沖縄の染め織りの、人々の暮らしとのさまざまなかかわり方を描いた衣生活教材冊子の開発を行っている。本研究は、さらにこの地域課題を解決するため、家庭科等の学校教諭が教育実践を行って子どもが染め織りを身近に感じられるような、アクティブラーニング型の染め織り教材(紅型、糸づくり、染め、織り・編み)の開発を行う。
近赤外低反応レベルレーザーによる脳内神経炎症の制御とエネルギー代謝調節との関連

本研究は、TCAサイクル中のアコニターゼ活性を阻害するモノフルオロ酢酸を投与してエネルギー代謝の低下、それに伴う脳内神経炎症を引き起こしたラットに対し、生体透過性に優れ、エネルギー代謝調節効果および抗炎症作用を示す近赤外レーザーを体外から頭部へ照射することにより新たな脳内神経炎症抑制法の確立、さらに近赤外レーザーの作用メカニズムの解明を目指すものである。モノフルオロ酢酸を投与し、エネルギー代謝を低下、それに伴う脳内神経炎症を引き起こしたラット、およびPoly I:Cを投与し脳内神経炎症を引き起こしたラットの大脳皮質について、メタボローム解析を実施したところ、両動物の脳内に共通してエネルギー代謝に直接関連する代謝物が変動すること、アルギニン、オルニチン、シトルリンなど、肝臓において尿素サイクルに関連する物質も上昇していること、GABAやグルタミン酸などの神経伝達に関連する代謝物は低下していることをこれまでに明らかにしてきた。それらのモデル動物に対し、体外から脳へ近赤外レーザーを照射し、一定時間後の炎症性サイトカイン発現の上昇が抑えられる傾向が見られ、現在照射時間を2-3倍にした時の抗炎症作用の解析を行っている。また、近赤外レーザーの詳細なメカニズムを明らかにする目的で細胞を用いた実験の立ち上げを行い、培養ディッシュの底面からレーザーを照射できるようにした。ヒトの骨髄由来THP-1細胞をTPAでM0マクロファージに分化させ、メディウム中にLPSを添加することによるM1マクロファージへの分化や炎症に関連するシグナル伝達に対し、近赤外レーザーの照射がどのような影響を与えるか、検討を行っている。Poly I:Cを投与することにより作成される脳内神経炎症モデルラットに対し、近赤外レーザーをこれまでの2倍時間、3倍時間照射することにより抗炎症作用が増強されるかどうかの検討を行い、結果の解析を行っている。また、近赤外レーザーのメカニズムを明らかにする目的で細胞を用いた実験の立ち上げを行い、ヒトの骨髄由来THP-1細胞をTPAでM0マクロファージに分化させ、メディウム中にLPSを添加することによるM1マクロファージへの分化や炎症に関連するシグナル伝達に対し、近赤外レーザーの照射がどのような影響を与えるか検討を行っており、概ね計画書の通りに進展している。現在マクロファージで行っている培養細胞の実験に加え、初代培養ミクログリアを用いた炎症実験も行う。また研究計画の通りアストロサイトもしくはアストロサイト・ニューロンの混合培養細胞を用いた実験を行う予定である。近赤外レーザーの照射によりアストロサイトにおける解糖系の更進やニューロンのクエン酸回路に関連する酵素類への影響が期待される。培養細胞にモノフルオロ酢酸で刺激し、レーザー照射一定時間後の細胞におけるエネルギー代謝状態の変化を観察し、減少している代謝物を培地に添加した際の代謝変化などを確認する。モノフルオロ酢酸を投与し、エネルギー代謝を低下、それに伴う脳内神経炎症を引き起こしたラット、およびPoly I:Cを投与し脳内神経炎症を引き起こしたラットの大脳皮質について、メタボローム解析を実施した。これまでにモノフルオロ酢酸を投与した動物の脳内においてエネルギー代謝に直接関連する代謝物が変動することを明らかにしていたが、アルギニン、オルニチン、シトルリンなど、肝臓において尿素サイクルに関連する物質が両動物モデルの脳内で上昇していること、GABAやグリシンなどの代謝物は低下していることが新たに明らかとなってきた。また、それらのモデル動物に対し、体外から脳へ近赤外レーザーを照射し24、48時間後の炎症性サイトカインの発現をquantitative RT-PCRにより測定した。モノフルオロ酢酸を投与した動物では投与24時間、48時間後で大脳皮質、海馬、線条体において炎症性サイトカインのmRNAが上昇することをこれまでに確認している。近赤外レーザーを体外から頭部へ照射を行うと、炎症性サイトカイン発現の上昇はやや抑えられる傾向が見られたものの、より高い効果を得るために照射条件の改善を行なっている。モノフルオロ酢酸投与とpoly I:C投与の複数の動物の脳内メタボローム解析を行うことによって共通の変化が起こる代謝物などについても明らかになってきている。また、近赤外レーザーの脳への照射についても予定通りモデル動物を用いて遂行し、データが得られてきている。今のところ、頭部皮膚表面で10mWとなるようレーザーのパワーを調整し、照射を行なっているが、抗炎症作用に関して有意な差を得るには至っていないため、計画書の通り照射時間、照射回数を増やすなどすることにより効果を比較し、より最適な照射条件を検討している。

モノフルオロ酢酸を投与し、エネルギー代謝を低下、それに伴う脳内神経炎症を引き起こしたラット、およびPoly I:Cを投与し脳内神経炎症を引き起こしたラットの大脳皮質について、メタボローム解析を実施したところ、両動物の脳内に共通してエネルギー代謝に直接関連する代謝物が変動すること、アルギニン、オルニチン、シトルリンなど、肝臓において尿素サイクルに関連する物質も上昇していること、GABAやグルタミン酸などの神経伝達に関連する代謝物は低下していることをこれまでに明らかにしてきた。それらのモデル動物に対し、体外から脳へ近赤外レーザーを照射し、一定時間後の炎症性サイトカイン発現の上昇が抑えられる傾向が見られ、現在照射時間を2-3倍にした時の抗炎症作用の解析を行っている。また、近赤外レーザーの詳細なメカニズムを明らかにする目的で細胞を用いた実験の立ち上げを行い、培養ディッシュの底面からレーザーを照射できるようにした。ヒトの骨髄由来THP-1細胞をTPAでM0マクロファージに分化させ、メディウム中にLPSを添加することによるM1マクロファージへの分化や炎症に関連するシグナル伝達に対し、近赤外レーザーの照射がどのような影響を与えるか、検討を行っている。Poly I:Cを投与することにより作成される脳内神経炎症モデルラットに対し、近赤外レーザーをこれまでの2倍時間、3倍時間照射することにより抗炎症作用が増強されるかどうかの検討を行い、結果の解析を行っている。また、近赤外レーザーのメカニズムを明らかにする目的で細胞を用いた実験の立ち上げを行い、ヒトの骨髄由来THP-1細胞をTPAでM0マクロファージに分化させ、メディウム中にLPSを添加することによるM1マクロファージへの分化や炎症に関連するシグナル伝達に対し、近赤外レーザーの照射がどのような影響を与えるか検討を行っており、概ね計画書の通りに進展している。脳のメタボローム解析の結果、さまざまな代謝物が変動していることが確認された。現在レーザーの照射条件の改善を行なっているが、条件が決まり次第メタボローム解析を進める予定である。30年度より培養細胞の実験を併せて行なっていく予定であり、近赤外レーザーのエネルギー代謝への作用、炎症に関連するシグナル伝達への影響など、詳細な検討を行っていく。現在マクロファージで行っている培養細胞の実験に加え、初代培養ミクログリアを用いた炎症実験も行う。また研究計画の通りアストロサイトもしくはアストロサイト・ニューロンの混合培養細胞を用いた実験を行う予定である。近赤外レーザーの照射によりアストロサイトにおける解糖系の更進やニューロンのクエン酸回路に関連する酵素類への影響が期待される。培養細胞にモノフルオロ酢酸で刺激し、レーザー照射一定時間後の細胞におけるエネルギー代謝状態の変化を観察し、減少している代謝物を培地に添加した際の代謝変化などを確認する。動物実験の進行は概ね順調であったが、より効果的な近赤外レーザーの照射のための条件検討などのため、レーザー装置や測定機器を用いた基礎検討にも時間を要した。そのため、一部動物実験および生化学実験、メタボローム解析に関する消耗品購入のための費用を次年度使用として請求する。実験の進行は概ね順調であったが、いくつかの培養細胞系の購入を次年度に持ち越したため、それに関連する消耗品の費用を次年度使用として請求する。
超臨界領域の気液曲線延長線付近における分子立体配座および二量体の構造

相図上の気液曲線の終点を越えた超臨界状態は、分子分布が極めて不均一な複雑系媒体としてよく知られている。しかしながら、このような複雑系にも特徴的な局所構造が存在していることが、申請者らが行っている分光測定より明らかになりつつある。すなわち、気液曲線の延長線付近を境に超臨界流体の「局所構造」が、気体的-液体的な領域に変化する。本研究では、超臨界状態の局所構造が液体的領域と気体的領域に二分する付近において、分子の立体配座がクラスターサイズとどのように相関しているのかを、振動ラマンスペクトルの観測から明らかにする。本研究では、まず最初に高温・高圧下でのラマン分光測定が行える、超臨界流体用高感度ラマン分光装置の開発を行った。開発した装置の構成は、サンプルセル・ラマン光学系、計測・制御プログラムである。その結果、温度400°C、圧力250気圧の過酷条件下での超臨界流体において数分で高精度なラマンスペクトル測定が可能となった。この装置を用いて、超臨界シクロヘキサンの振動ラマンスペクトルの測定を行った。なお、超臨界シクロヘキサンのラマンスペクトル測定は、本研究が初の試みである。実験は、等温条件下での対称性の異なる骨格振動の振動ラマンスペクトルを測定し、これら振動モードの圧力依存性の解析を行った。その結果、気液曲線の延長線付近において、両者の強度比が顕著に変化した。この圧力依存性の結果は、既報のNMR測定によるシクロヘキサンの結果とよく対応し、その結果はシクロヘキサンのイス型-フネ型の立体配座への変換と結論ずけられている。これらの結果を相補的に解釈すると、超臨界シクロヘキサンのイス型-フネ型への変換は、流体の密度が気体的-液体的に変化する領域において、顕著な変化に関与することが期待される。耐圧350気圧,耐温400°Cのラマン分光測定専用の高温・高圧セルの設計・および製作を行った。セル全体の寸法は10*7*5cmで非常にコンパクトである。セルは,迷光の抑制およびアライメントを容易に行うために4つ窓がついている。窓は偏光解消が少なく,かつ蛍光フリーのサファイア単結晶である。また,散乱光取り出し窓は,テーパー付き大口径のデザインでありF値1.67となり,高効率集光が可能となった。温度は,200Wのカートリッジヒーターを4本,温度制御はPID方式のコントローラーを用い,±0.1%程度の範囲内で温度を安定化させることができた。高圧用シール材は,銀メッキしたメタルC-リングを用い,高温でのサンプルのリークを抑えることができた。上述した大口径窓のF値を有効にできるように,短焦点距離・最小F値のカメラレンズを用い明るい光学系を設計・製作した。入射光はサンプルセルの下側から入射し,その結果散乱光は縦スリットの分光器に高効率に入れることができた。分光器の回折格子は,グループ1800本の高分解能であり,その結果装置全体のエネルギー分解能は,0.5cm^<-1>となった。次年度は,本装置を用いて有機分子の異性体の構造変化と密度依存性の相関を調べてゆく。特に分子周辺の局所構造が気体的・液体的に変化する気液共存曲線の延長線付近において,この構造変化が,異性体の変化とどのように関わっているのかを明らかにする。この内容は,異性体の構造変化におけるポテンシャルの障壁が,密度とともにどのように変化してくるか,を振動スペクトルの線形・および相対強度比から調べることに相当する。
人工生命に基づく証拠推論の定式化とその画像検索システムへの応用

本研究課題では,(1)デンプスター・シェイファー理論に基づく証拠推論に人工生命の枠組から新たな定式化を与えること(2)遺伝的アルゴリズムの適用による証拠推論の計算量を軽減すること(3)その画像検索におけるあいまいな質問の特定化への応用が目標であった.以下,各項目に関して得られた結果を述べる.(1)証拠推論において妥当性があると思われるコーディングを列挙し,比較検討を行った.それに基づいて遺伝的アルゴリズムのオペレータの証拠推論における意味を考察した結果,分かったことは,証拠推論で複数の証拠を統合するためのデンプスターの結合規則が人工生命における「創発」と深い関係がある点である.すなわち,デンプスターの結合規則の問題点は互いに矛盾する証拠を結合する場合,正規化という操作によって事前には直接支持のなかった第3の候補が推論結果となる点であり,演繹的推論の観点からは問題があるが,発見的推論という観点で見れば,それはなんら問題点ではなく,新しいものを選び出すための積極的な方策と理解できる.その意味で,この規則は一種の創発現象を表現するものであることが分かった.(2)本手法をモンテカルロ法に基づく近似計算法と比較した.その結果,少なくとも後者の方法より計算量が大きくないことは判明したが,激減までには至らず,更なる改良が必要なことが分かった.(3)(2)も結果によって,一昨年度の文部省奨励研究(A)の援助によって構築した2次元線画レベルの画像検索のためのプロトタイプシステムを3次元線画を扱えるまでに拡張した.今後の課題として,本研究の理論的考察の結果,本定式化において,マイケル・ポラニ-が提唱した暗黙知の構造を見い出すことができる.これは人工知能におけるフレーム問題と密接に関連することが知られており,これを理論化できれば,信念形成や知識獲得に対する一つの知見が得られるであると考えられる.本研究課題では,(1)デンプスター・シェイファー理論に基づく証拠推論に人工生命の枠組から新たな定式化を与えること(2)遺伝的アルゴリズムの適用による証拠推論の計算量を軽減すること(3)その画像検索におけるあいまいな質問の特定化への応用が目標であった.以下,各項目に関して得られた結果を述べる.(1)証拠推論において妥当性があると思われるコーディングを列挙し,比較検討を行った.それに基づいて遺伝的アルゴリズムのオペレータの証拠推論における意味を考察した結果,分かったことは,証拠推論で複数の証拠を統合するためのデンプスターの結合規則が人工生命における「創発」と深い関係がある点である.すなわち,デンプスターの結合規則の問題点は互いに矛盾する証拠を結合する場合,正規化という操作によって事前には直接支持のなかった第3の候補が推論結果となる点であり,演繹的推論の観点からは問題があるが,発見的推論という観点で見れば,それはなんら問題点ではなく,新しいものを選び出すための積極的な方策と理解できる.その意味で,この規則は一種の創発現象を表現するものであることが分かった.(2)本手法をモンテカルロ法に基づく近似計算法と比較した.その結果,少なくとも後者の方法より計算量が大きくないことは判明したが,激減までには至らず,更なる改良が必要なことが分かった.(3)(2)も結果によって,一昨年度の文部省奨励研究(A)の援助によって構築した2次元線画レベルの画像検索のためのプロトタイプシステムを3次元線画を扱えるまでに拡張した.今後の課題として,本研究の理論的考察の結果,本定式化において,マイケル・ポラニ-が提唱した暗黙知の構造を見い出すことができる.これは人工知能におけるフレーム問題と密接に関連することが知られており,これを理論化できれば,信念形成や知識獲得に対する一つの知見が得られるであると考えられる.
植物における上流ＯＲＦを介して無機栄養を感知する翻訳制御機構の研究

真核生物のmRNAにはタンパク質をコードするORFの上流に短いORF(上流ORF)が存在する.上流ORFの一部は保存されたペプチド配列をコードするが,その機能は未知であった.これまでの研究により,シロイヌナズナのマグネシウム輸送体に関与する遺伝子において,上流ORFのペプチドがマグネシウム濃度が高い条件で自身を翻訳したリボソームの停滞を誘導すること,そしてそれによりそのタンパク質の発現を抑制することを明らかにした.本研究では,マグネシウムを感知したリボソームの停滞の分子機構の解明を目指す.また無機イオンが上流ORFにより感知され,遺伝子発現を制御しているような例をさらに探索することを試みる.真核生物のmRNAにはタンパク質をコードするORFの上流に短いORF(上流ORF)が存在する.上流ORFの一部は保存されたペプチド配列をコードするが,その機能は未知であった.これまでの研究により,シロイヌナズナのマグネシウム輸送体に関与する遺伝子において,上流ORFのペプチドがマグネシウム濃度が高い条件で自身を翻訳したリボソームの停滞を誘導すること,そしてそれによりそのタンパク質の発現を抑制することを明らかにした.本研究では,マグネシウムを感知したリボソームの停滞の分子機構の解明を目指す.また無機イオンが上流ORFにより感知され,遺伝子発現を制御しているような例をさらに探索することを試みる.
day-to-dayの動的な交通行動調査・解析システムの開発

本研究は,day-to-dayの動的な交通行動調査・解析システムの開発を行った.web携帯電話のIDをウエブサービスを通じて登録し,アプリケーションをダウンロードすることでday-to-dayの継続的な人の行動軌跡のデータ収集を半自動的に行なうことが可能とした.被験者はプライバシー保護ポリシーに合意の上,調査に参加する.PCと携帯用のウエブサイトからいつでも自分の行動履歴の閲覧と編集が可能である.このことにより本システムはブログ機能を拡張したユーザーサービスとして捉えることも可能である.利用者のプローブパーソンシステムに対する評価は,半数程度の人が謝礼なしでも参加したいと回答しており,数ヶ月にわたる調査も苦にならないことは,近年のパーソントリップ調査の回答率の低さを考えると特筆すべき成果といえる.プローブパーソンシステムはモジュール化したいくつかのサービスや計測機器によるユーザーサービスを提供している.たとえば1)移動履歴を考慮したトラベル・フィードバック・サービス,2)まち歩きポイントサービス,3)防災リスク診断,4)プローブ交通予報などのサービスなどである.こうした利用者へのサービスにより,被験者からの有効なデータの提供が可能になる.また得られたデータはインデックスを半自動的に生成させることでリアルタイムな解析が可能になる.データ処理の方法を整理したうえで,データモデルを基本にした行動データ検索エンジンをあわせて開発し,被験者・調査者にとって有益な情報が,膨大なデータ群から検索可能なシステムを構築したことは大きな成果といえよう.本研究は,day-to-dayの動的な交通行動調査・解析システムの開発を行った.web携帯電話のIDをウエブサービスを通じて登録し,アプリケーションをダウンロードすることでday-to-dayの継続的な人の行動軌跡のデータ収集を半自動的に行なうことが可能とした.被験者はプライバシー保護ポリシーに合意の上,調査に参加する.PCと携帯用のウエブサイトからいつでも自分の行動履歴の閲覧と編集が可能である.このことにより本システムはブログ機能を拡張したユーザーサービスとして捉えることも可能である.利用者のプローブパーソンシステムに対する評価は,半数程度の人が謝礼なしでも参加したいと回答しており,数ヶ月にわたる調査も苦にならないことは,近年のパーソントリップ調査の回答率の低さを考えると特筆すべき成果といえる.プローブパーソンシステムはモジュール化したいくつかのサービスや計測機器によるユーザーサービスを提供している.たとえば1)移動履歴を考慮したトラベル・フィードバック・サービス,2)まち歩きポイントサービス,3)防災リスク診断,4)プローブ交通予報などのサービスなどである.こうした利用者へのサービスにより,被験者からの有効なデータの提供が可能になる.また得られたデータはインデックスを半自動的に生成させることでリアルタイムな解析が可能になる.データ処理の方法を整理したうえで,データモデルを基本にした行動データ検索エンジンをあわせて開発し,被験者・調査者にとって有益な情報が,膨大なデータ群から検索可能なシステムを構築したことは大きな成果といえよう.今年度は,研究代表者の羽藤が既に開発済みの位置計測機能を利用した調査システムを基本に,測定間隔の途中変更などの調査状況の自動確認機能,アノニマスな結果表示機能と複数の携帯会社への対応モジュールの開発のため事前調査を実施した.その結果,長期にわたる調査実施においてGPS携帯調査では高度なデータ処理をしようとした場合,バッテリーの持ち時間に問題がある,長期モニタリングに対する被験者の負荷が大きいことが明らかとなった.そこで新たに,長時間のバッテリーの耐久時間が補償でき,いくつかのセンサー機能を有することで自動的に行動文脈が判別可能な調査デバイスの開発を実施した.さらに本年度は計画にしたがって以下の研究開発を行った.【データベースの開発】平成17年度に実施する調査は長期間にわたるため,大規模な調査データの即時解析が可能なデータベース構造について検討し,その論理モデルを構築した.設計にあたっては研究代表者らが国土交通省と共同で行った調査データを利用した.【オンライン解析モジュールの開発】解析モジュールとして,研究代表者の羽藤が開発中の行動相関ルールの抽出アルゴリズムをオンライン解析が可能なシステムとして再設計を行い,オンライン型の経路判別アルゴリズムの開発に成功した.【Day-to-day行動モデルの構築】アクティビティ・パターンの選択肢ネストの構造化アルゴリズムの開発を行った.移動-活動配列を時間/場所の属性によりパターン化し,多次元操作距離を用いて類似度の判定を行ない,ネストを構造化した.この成果についてはITSシンポジウム,交通工学研究会で発表を行った.今年度は,前年に設計した解析モジュールとデータベースのシステム設計に基づいて実際にシステム開発を行うと共に,調査設計とリクルーティングを行った.リクルーティングにあたっては地元放送局と協力し,国土交通省松山河川国道工事事務所と連携して,モニター募集を行い,400名の参加を得た.オンライン型調査では通信費がかかるため調査コストが膨大な額となるわりに,得られるデータの質に問題がある.特に本研究で目的としている長期間にわたる質の高いデータを得るために,被験者の回答状況に応じたポイントシステムを開発し,これを導入することで回答の精度を高められるかどうかを検証した.その結果,従来の紙アンケート(平成11年度道路交通センサス)に比べ約2倍のトリップデータの観測が可能になった.観測できているトリップの特徴は,トリップ長の短い(5km以内,10分以内)トリップであり,出発時刻や到着時刻についても丸め誤差が少なくなっており,質の高いデータが観測できたといえる.また調査の継続性も高く8割以上の人が1ヶ月にわたる調査に参加しており,次年度の本調査が可能なシステム開発に成功したと判断する.

従来から開発してきたday-to-dayの行動データ収集システムには,1)画像データが取り扱えない,2)コミュニケーション活動の記録が難しい,3)長期間のday-to-day調査を行う上でGUIが洗練されていないなどの問題があった.今年度は,こうした課題を解決するためにブログ型の調査システムの開発を行い,1ヶ月以上の長期にわたる行動調査を実施した.その結果,従来のアンケートに対して1トリップ多いトリップ原単位を得た.また調査期間中の継続性についても数ヶ月にわたる調査でありながら,最後まで継続的に調査に参加してもらうことができた.Day-to-dayの行動解析を行う上で,有効性の高い調査システムを構築することに成功したと考えている.分析方法については個人の行動パターンを分類するSAMを多次元尺度に拡張したMDSAMをコードとして実装した.日々の生活パターンを分類する上ではH-W-Hといった単純な行動文脈だけでなく,配列の長さを表す活動時間の配分についてもその日々の揺らぎを分析する必要がある,行動内容とその時間利用パターンの組み合わせを一体的に分析するMDSAMをコードとして実装することで,個人の生活行動パターンをより多元的に解析することができるようになった.位置データの解析についてはルートマッチングアルゴリズムを実装することで,オンラインな解析が可能なシステムを構築し,被験者に対して,交通機関別のリアルタイムな利用経路情報を提供することに成功した.本研究は,day-to-dayの動的な交通行動調査・解析システムの開発を行った.web携帯電話のIDをウエブサービスを通じて登録し,アプリケーションをダウンロードすることでday-to-dayの継続的な人の行動軌跡のデータ収集を半自動的に行なうことが可能とした.被験者はプライバシー保護ポリシーに合意の上,調査に参加する.PCと携帯用のウエブサイトからいつでも自分の行動履歴の閲覧と編集が可能である.このことにより本システムはブログ機能を拡張したユーザーサービスとして捉えることも可能である.利用者のプローブパーソンシステムに対する評価は,半数程度の人が謝礼なしでも参加したいと回答しており,数ヶ月にわたる調査も苦にならないことは,近年のパーソントリップ調査の回答率の低さを考えると特筆すべき成果といえる.プローブパーソンシステムはモジュール化したいくつかのサービスや計測機器によるユーザーサービスを提供している.たとえば1)移動履歴を考慮したトラベル・フィードバック・サービス,2)まち歩きポイントサービス,3)防災リスク診断,4)プローブ交通予報などのサービスなどである.こうした利用者へのサービスにより,被験者からの有効なデータの提供が可能になる.また得られたデータはインデックスを半自動的に生成させることでリアルタイムな解析が可能になる.データ処理の方法を整理したうえで,データモデルを基本にした行動データ検索エンジンをあわせて開発し,被験者・調査者にとって有益な情報が,膨大なデータ群から検索可能なシステムを構築したことは大きな成果といえよう.
政党間競争と国会運営の展開に関する理論的・実証的研究

1.自民党政権における閣僚の選出に関する派閥均衡人事と年功序列人事の慣行の成立およびその理論的考察を行った.自民党内における役職人事は主流派優遇から派閥勢力比と議員の当選回数にもとづく閣僚ポストの配分へと移行した.しかし,なぜ,こうした慣行が成立したか明らかにされていなかった.シニオリティ・ルールに関する合理的選択モデルおよび連合の理論を用い,さらに,自民党の議員構成の変化を考慮に入れた理論仮説を提示した.自民党においてシニオリティ・ルールが成立するためには,自民党議員構成が安定し,派閥勢力比を大きく逸脱しない人事慣行が定着する必要がある。この時期は,これまでの通説の佐藤首相期よりも遅く,1970年代半ば以降である.2.自民党政権における役職人事全般の制度化に関する研究に取り組み,論文にまとめた.役職人事の制度化は,中曽根内閣の初期以降であることを明らかにした.3.細川連立政権期における国会運営の変化および政治改革法案の立法過程の実証的研究に取り組んだ.国会運営のルール変化は政策対立を反映したものではなく,議会内役職の配分に関するものや従来の国会運営一般の改革であったこと,また,制度ルールの変更は基本的に小幅にとどまった.しかし,一つの重要な変化として,全会一致による国会運営の慣行が崩れ,それに代わって多数決による運営が新しい均衡制度として定着したことが明らかとなった.4.連立政権以降,これまでにはなかった議会における多数派の形成と維持の問題が生じた.この多数決の不安定性と議題設定と戦略投票の可能性の問題を生じさせた.94年1月の参院における社会党造反議員の行動は,政府案に反対投票したために自分たちにとって最悪の最終妥協案が成立することに手を貸した形になった.本研究では,採決を不確実な議題設定下の不完備情報モデルとして捉え,彼らの行動を合理的行動として説明した.1.自民党政権における閣僚の選出に関する派閥均衡人事と年功序列人事の慣行の成立およびその理論的考察を行った.自民党内における役職人事は主流派優遇から派閥勢力比と議員の当選回数にもとづく閣僚ポストの配分へと移行した.しかし,なぜ,こうした慣行が成立したか明らかにされていなかった.シニオリティ・ルールに関する合理的選択モデルおよび連合の理論を用い,さらに,自民党の議員構成の変化を考慮に入れた理論仮説を提示した.自民党においてシニオリティ・ルールが成立するためには,自民党議員構成が安定し,派閥勢力比を大きく逸脱しない人事慣行が定着する必要がある。この時期は,これまでの通説の佐藤首相期よりも遅く,1970年代半ば以降である.2.自民党政権における役職人事全般の制度化に関する研究に取り組み,論文にまとめた.役職人事の制度化は,中曽根内閣の初期以降であることを明らかにした.3.細川連立政権期における国会運営の変化および政治改革法案の立法過程の実証的研究に取り組んだ.国会運営のルール変化は政策対立を反映したものではなく,議会内役職の配分に関するものや従来の国会運営一般の改革であったこと,また,制度ルールの変更は基本的に小幅にとどまった.しかし,一つの重要な変化として,全会一致による国会運営の慣行が崩れ,それに代わって多数決による運営が新しい均衡制度として定着したことが明らかとなった.4.連立政権以降,これまでにはなかった議会における多数派の形成と維持の問題が生じた.この多数決の不安定性と議題設定と戦略投票の可能性の問題を生じさせた.94年1月の参院における社会党造反議員の行動は,政府案に反対投票したために自分たちにとって最悪の最終妥協案が成立することに手を貸した形になった.本研究では,採決を不確実な議題設定下の不完備情報モデルとして捉え,彼らの行動を合理的行動として説明した.1.今年度の作業として,敗戦後の1945年第91回帝国議会における内閣法案,国会法案等の制定過程を会議録等を通じて分析を進め,次いで,1947年第1回国会から1954年第20回国会までの議院運営委員会議録を通じて,戦後国会の運営および国会法改正過程の分析を進めた。2.衆議院および政党の役職データの作成作業として,総選挙直後の国会を数個選び、そこにおける委員会メンバー構成および委員長,議長の役職構成データを作成し,検討した.3.自民党衆議院議員については,内閣閣僚選出,衆議院役職,党内役職についてのデータを収集し,コンピュータ・ファイルとして入力整理した。4.上記データを活用して,自民党政権における内閣閣僚の選出に関する派閥均衡人事と年功序列人事の慣行の成立およびその理論的意味の考察を行う論文を執筆したが,まだ,発表先は未定である.自民党内における主流派と反主流派の対立は当初,役職人事に主流派優遇となって表れたが,1960年代半ばの佐藤首相の頃から,派閥勢力比と議員の当選回数にもとづく官僚ポストの配分が慣行として定着したとされている.しかし,なぜ,こうした慣行が成立したか明らかにされていない.私は,シニオリティ・ルールに関する合理的選択モデルおよび連合の理論を用い,さらに,自民党の議員構成の変化を考慮に入れた理論仮説を提示した.すなわち,シニオリティは派閥における序列として管理され,役職候補の推薦の基礎となる.自民党全体においてシニオリティ・ルールが成立するためには,自民党議員構成が安定し,派閥勢力比を大きく逸脱しない人事慣行が定着する必要がある.この時期は,これまでの通説の佐藤首相期よりも遅く,1970年代半ば以降である.1.昨年度の自民党政権における内閣閣僚の派閥均衡人事と年功序列人事の慣行の成立に関する研究から継続して,自民党政権における役職人事全般の制度化に関する研究に取り組み,論文にまとめた.

2.今年度の新たな研究作業として,細川連立政権期における国会運営の変化および政治改革法案の立法過程の実証的研究に取り組んだ.まず,衆議院先例集の政権交代以降の記載の検討により国会運営ルールの変化を分析した.次に,第1278回国会の本会議会議録および委員会会議録,新聞各紙の報道記事等の資料整理および記者の方々への聞き取り調査を行い,与野党間の審議日程や法案の修正をめぐる駆け引きの模様を詳細に調べた.結論としては,ルール変化は政策対立を反映したものではなく,主として議会内役職の配分に関するものや従来の国会運営一般を改革するものであったこと,また、制度ルールの変更は基本的に小幅にとどまったこと,しかし,一つの重要な変化として,全会一致による国会運営に慣例が崩れ,それに代わって多数決による運営が新しい均衡制度として定着したことである.3.連立政権によって,これまでにはなかった議会における多数派の形成と維持の問題が生じた.この多数決の不安定性は議題設定と戦略投票の可能性を生じさせた.94年1月の参院本会議における社会党造反議員の投票行動は,政府案に反対投票したために自分たちにとって最悪の最終妥協案が成立することに手を貸した形になった.本研究では,採決を不確実な議題設定下の不完備情報モデルとして捉え,彼らの行動を合理的行動として説明した.すなわち,彼らは,政府案が否決されたときには,土井議長提案(政治改革棚上げ)と最終妥協案のいずれかが生じる不確実な状況において,自分たちの投票によってもたらされる最終結果の期待効用を比較検討し,土井議長提案が成立する可能性に賭けて政府案に反対の戦略投票をした.
ハイブリッド電源駆動システムの性能向上法の研究

エネルギー源と蓄電装置の2つの電源を用いて電動機を駆動するハイブリッド電源駆動システムに関して,不均等3レベルインバータ方式とその制御方法の提案を行うとともに,理論および実験によりその特性を明らかとした。その結果,従来のDC/DCコンバータを用いる方式に比べ,効率が高く,電力変換回路の小型軽量が期待できる不均等3レベルインバータが,鉄道車両や自動車をはじめとする慣性負荷駆動に十分な性能が発揮できることを明らかとした。この研究では,直接電力変換回路と,スイッチング回数が少なく電圧利用率の高いPWM制御方法を適用することで,高効率なハイブリッド電源によるモータ駆動システムを実現しようとするものである。これにより,ハイブリッド電源駆動システムの小型・軽量,省エネルギー化を図り,蓄電媒体を利用した省エネルギーな駆動技術の体系化に寄与すること目的とする。このうち今年度は,既存のDC/DCコンバータを用いる方式について,直接形電力変換装置を用いる方式と比較し得る規模および実験条件にて,既存方式の動作特性を明らかとした。また,直接変換回路方式については,電動機電圧を高め,スイッチング回数を低減できるPWM制御法を適用した場合の,具体的な電動機制御とパワーフロー制御方法を検討・検証し,その特性と構成法を明らかとした。以上の結果,DC/DCコンバータを用いる既存の方式に比べ,直接変換回路方式については,出力電圧を向上し,この変換回路で駆動される電動機の性能が向上することが明らかとなった。平成23年度は直接変換回路方式について,慣性負荷の駆動実験システムのDC/DCコンバータとインバータ部分を直接変換回路に交換し,以下の諸検討を行う。(1)回路諸元の検討直接変換回路について,要求される電動機駆動特性を満たし,エネルギー消費が少なく小型軽量に寄与するような,直流電源電圧およびEDLC容量・電圧等について運転特性を計算しながら決定した。(2)制御特性およびエネルギー消費特性の検証制御を方式を含む,モータ制御方式を具体的に検討し,制御装置へのその実装方法等を含め,検討を行った。その上で,実験システムを直接変換回路方式に交換し,駆動実験を行った。その結果を用いて,直接変換回路方式のエネルギー消費,駆動性能,質量,寸法等で有力な方式について検討を行い,ハイブリッド電源駆動システムに適した回路方式とその制御法を明らかにした。提案方式について電気学会研究会および国際会議(EPE2011)にて,外部研究者からの意見を聴取した。この研究は,直接電力変換回路と,スイッチング回数が少なく電圧利用率の高いPWM制御方法を適用することで,高効率なハイブリッド電源によるモータ駆動システムを実現しようとするものである。平成24年度は昨年度に行った直接変換回路方式の基礎的な実験結果をベースに,直接変換回路方式のエネルギー消費特性,駆動性能について,検証を実施した。その結果から,実際のハイブリッド電源駆動システムを想定して,主回路構成,質量,寸法等について検討を行い,実用的なハイブリッド電源駆動システムに適した回路方式とその制御法を提案した。その結果,回路の制御方法,エネルギーマネジメント方法,および蓄電装置容量算定方法を明らかとするとともに,実験により検証を行った。本年度は本研究で実施した,回路の制御方法,エネルギーマネジメント方法,および蓄電装置容量算定方法の検討結果について外部研究者からの意見を聴取するためにも,国際会議での発表を実施した。また,国内の学会発表も実施した。なお,現在,査読付き国内論文誌に投稿中である。提案した不均等3レベルインバータの実験による基礎検証も予定通り実施できており,概ね計画通りの成果が得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は予定通り,実際のモータ駆動に適用した際の,モータ制御特性や電気二重層コンデンサのエネルギーマネジメント法の検証を進める予定である。
ATP依存性立体構造変異蛋白群に内在するシャペロン型NDPK活性の発見と変異機序

我々は、蛋白質の立体構造変換にかかわる分子シャペロン群が、ATP分解作用と同時にATPの合成活性を持つことを明かにした。さらにこの活性は、ATP限らず他のヌクレオシドについても同様の活性を示し、ヌクレオシド2リン酸とヌクレオシド3リン酸との間でのリン酸基の転移触媒反応(ヌクレオシド2リン酸キナーゼ様作用)であることが明かになった。一方蛋白質分解酵素は、基質蛋白質の立体構造が何等かの作用によりほぐれ、切断部位が分子の表面に出した後にここを切断する。我々は多量体構造をとる蛋白質分解酵素の20SプロテアソームのサブユニットのC_5とC_8が分子シャペロン様作用を持つことを明かにした。実際に20Sプロテアソームは、熱変性による基質蛋白質の凝集塊形成を阻止するが、この作用はATP存在下に著明に増強され、ヌクレオシド2リン酸キナーゼ阻害剤のクエルセチンで強く阻害された。さらに分子シャペロンのHsp70におけるヌクレオシド2リン酸キナーゼの分子的基盤を解析するため、酵素活性としての活性中心の検索と、反応過程に生ずる自己リン酸化部位の同定を行った。その結果、従来明かに、されていたATPの結合領域以外にもう1つのATP結合領域がC末端の227H,234E,232Dの部位にあり、この領域を介したヌクレオシド2リン酸キナーゼ活性の発現が強く示唆された。さらにリン酸基転移反応過程で生ずる自己リン酸化部位は、204Tと211Tであることが判明した。そこで現在これ等の蛋白質のシャペロン活性の発現にヌクレオシド2リン酸キナーゼがどのように関与しているかを解析している。
GMA溶接の橋絡移行現象の研究

GMA(ガスシールドメタルアーク)溶接では、アーク熱によって電極ワイヤの端部が溶融し、溶滴となって溶融池へ移行する。溶滴移行の形態は、溶接条件やワイヤの材質・径など多くの因子によって変化する。アーク長を短かくすると、ワイヤ端の溶滴と溶融池が接触して、電気的にも回路が短絡する橋絡移行(短絡移行)が起こる。定電圧特性で短絡時に大電流が流れるような従来電源を用いると、スパッタが発生するなど溶接施工上問題になることが多い。本研究では橋絡移行現象の機構について、とりわけ短絡電流による電磁ピンチ力の効果を明らかにするため、アーク溶接の橋絡移行をモデル化し、MAC法による数値解析と水銀などを用いたモデル実験の両面から検討した。以下に得られた結果を要約する。1.懸垂液滴を液面に接触させると毛管現象によって流れが生じ、橋絡部を形成する。橋絡部形状の時間的変化は、通電の有無によって異なり、液滴の大きさや電流値、通電を開始するタイミングに支配される。2.短絡電流を高くすると、電極端部の液滴がプールに接触してから、橋絡部が分離するまでの時間を短くすることができる。3.橋絡形状やくびれ径の計算値は、高速度写真観察による実験結果とよく一致した。数値計算結果から、液柱内の圧力分布は通電の有無によって異なり、移行過程での形状ならびに橋絡移行時間に影響を及ぼしていることが推察できた。4.橋絡部外観形状が同じでも通電の有無によって、橋絡液柱内部および周辺の流れは異なった状態にあり、大きな短絡電流は液柱分離だけでなく、プール表面の波動の駆動力にもなる。GMA溶接(ガスシールドメタルアーク溶接)の短絡移行様式では、アーク熱により電極ワイヤの端部が溶融し、これが母材溶融池と接触・短絡して溶融金属が移行する。本年度は、橋絡移行現象のメカニズムを明らかにするため、水銀を用いたモデル実験およびMAC法による数値解析を行なった。とくに橋絡移行過程における電磁ピンチ力の影響について検討した。2.短絡電流を高くすると、電極端部の液滴がプールに接触してから、橋絡部が分離するまでの時間を短かくすることができる。また、液滴からプールに向かって移行する液体の質量は、通電の有無によらず、接触移行時間が長いときには大きくなる傾向を示す。3.橋絡形状やくびれ径の計算値は、実験結果とよく一致した。4.橋絡部外観形状が同じでも通電の有無によって、橋絡液柱内部および周辺の流れは異なった状態にあり、大きな短絡電流は液柱分離だけでなくプール表面の波動の駆動力にもなる。本年度は、毛管現象による溶滴移行が可能な条件を調べ、実際のマグ溶接の橋絡移行様式への適用を検討した。(1)スパッタ低減化のために溶滴が短絡する際に溶接電流を下げ、溶滴がもつ毛管圧力によって移行させる電流波形制御による短絡溶接法を開発した。(2)本方式はパルスピーク電流時にワイヤを溶融し、ベース電流時に溶融池に接触,橋絡移行させる方法で1パルス1短絡移行となる電流波形が存在する。(3)2040A

程度のベース電流通電時に接触・移行するので、従来の短絡溶接法に比べ,スパッタ発生量も少なくなった。(4)高速度写真観察から、溶滴がプールへ移行していく様子が明らかとなり、実際の移行現象においては、プール振動の影響が大きいことが分った。
脆性破壊回避と連続繊維の高復元性能による既設防災構造物の高レジリエント化の実現

ロックシェッドなどのRC構造物は過大な衝撃力の作用により,押抜きせん断破壊(脆性破壊)を生じて崩壊することが知られている.近年,自然災害が激甚化しているにもかかわらず,未だ安全性と経済性を両立させた防災構造物の耐衝撃性向上技術が確立されていないのが現状である.本研究では,高機能発泡樹脂による超衝撃吸収効果と連続繊維シート補強の組み合わせによる既設RC防災構造物の高レジリエント化技術の確立を目指す.脆性破壊回避と連続繊維シートの高復元特性により構造物の衝撃エネルギー吸収能は従来比で数十倍向上し,社会インフラ整備に大きく貢献できるものと確信している.ロックシェッドなどのRC構造物は過大な衝撃力の作用により,押抜きせん断破壊(脆性破壊)を生じて崩壊することが知られている.近年,自然災害が激甚化しているにもかかわらず,未だ安全性と経済性を両立させた防災構造物の耐衝撃性向上技術が確立されていないのが現状である.本研究では,高機能発泡樹脂による超衝撃吸収効果と連続繊維シート補強の組み合わせによる既設RC防災構造物の高レジリエント化技術の確立を目指す.脆性破壊回避と連続繊維シートの高復元特性により構造物の衝撃エネルギー吸収能は従来比で数十倍向上し,社会インフラ整備に大きく貢献できるものと確信している.
C1C-5チャネルの高次構造変化に伴う機能障害のプロテオーム解析

まず、ヒトにおいて疾患との関わりが確認された複数のCLCN5遺伝子変異を培養細胞へ形質導入してソーティング障害の有無について検討した。その結果、遺伝子変異を伴う発現チャネルのソーティング障害機構には変異部位により多様性があることが明らかとなった。そこで、ClC-5チャネルの高次構造変化と機能障害の関連性を分子レベルで明らかにする目的で、遺伝子変異に伴うソーティング障害の有無に着目してソーティングの制御に介在する蛋白の同定を試みた。変異チャネルが転写・翻訳後に粗面小胞体(ER)から最終的な標的部位までソーティングされないC末端のフレームシフト遺伝子変異(2079/2080ins A)を対象に行った検討では、細胞内発現蛋白の変化を二次元電気泳動法(2-DE)を用いて野生型チャネルと比較検討したところ、変異型を導入した培養細胞において野生型よりも顕著に発現量が低下する3個のスポットを同定した。次に、発現の差異を認めたスポットをMALDI-TOF MS質量分析装置を用いて解析を行い、そのうちの一つがレクチンファミリーに属する蛋白であることが判明した。さらに、野生型ClC-5と同定した蛋白を共に発現する近位尿細管培養細胞(OK)を用いて、同定した蛋白のmRNA発現をsiRNAで阻害すると、1)野生型ClC-5チャネルの細胞内ソーティングが障害されると同時に、2)アルブミンのエンドサイトーシスが著しく抑制されることが明らかとなった。以上より、ClC-5チャネルがERから最終的な標的部位である初期エンドゾームまでソーティングされる制御にレクチンファミリー蛋白が介在する可能性が示唆された。CLCN5遺伝子変異と発現チャネルの細胞内ソーティング分子機構の関連性を明らかにすることは、同遺伝子異常に伴う疾患(Dent病)の病態を解明する上で重要な課題である。今回、C末を認識する抗ClC-5モノクロナール抗体(MAb)に加え、新たにN末側を認識するMAbを作成して、Dent病と遺伝子診断した症例の変異型とチャネルソーティング障害機構について検討した。これまでに検討したClC-5のD5-D6ループに存在するミスセンス変異(S270R,R280P)に加え、強制発現系で機能障害が確認されたClC-5のC末側変異(658:del C)と新たに同定した変異(2370/1 ins A)を対象とした。野生型と人為的突然変異法で作製した変異型を発現ベクターへ挿入し、Lipofection法を用いて哺乳類培養綱胞(CHO-K1)へ形質導入し安定的発現系を樹立した。核酸と蛋白レベルで発現の有無を確認し、発現蛋白の細胞内局在を細胞内小器官の特異的タンパクを指標に抗ClC-5 MAbsを用いて二重免疫染色法で解析した。さらに、変異導入に伴う発現タンパクの違いについて、二次元電気泳動法で野生型と比較検討した。ClC-5のD5-D6ループに存在するミスセンス変異(S270R,R280P)は最終標的部位、初期エンドゾーム、までの細胞内ソーティングが障害されないのに対して、C末側のフレームシフトを伴う2つの変異型は共に細胞内の粗面小胞体(ER)に留まり、初期エンドソームには発現を認めずソーティング障害を生じていることを明らかとなった。さらに、2370/1 ins A変異型導入細胞で、野生型と異なるタンパクが発現することを二次元電気泳動法で同定した。以上より、CLCN5遺伝子変異に伴う発現チャネルの細胞内ソーティング障害に多様な分子機構の存在が明らかとなった。これまでに複数のCLCN5遺伝子変異を解析して、発現チャネルのソーティング障害機構には変異部位により多様性があることを明らかにしてきた。そこで、C1C-5チャネルの高次構造変化に伴う機能障害の分子機構を明らかにする目的で、チャネルの細胞内ソーティングの制御に介在する蛋白の同定を試みた。

合成されたチャネルが粗面小胞体(ER)から標的部位までソーティングされる過程に障害をきたすC末端のフレームシフト遺伝子変異(2370/1 ins A)を形質導入培養細胞で同定し、細胞内発現蛋白の変化を二次元電気泳動法(2-DE)を用いて野生型チャネルと比較検討した。結果的に、変異型を導入した培養細胞において野生型よりも顕著に発現量が低下する2個のスポットが明らかとなった。次に、発現の差異を認めたスポットを対象にMALDI-TOF MS質量分析装置を用いて解析したところ、そのうちの一つはレクチンファミリーに属する蛋白であることがわかった。さらに、野生型C1C-5と同定した蛋白を共に発現する近位尿細管培養細胞(OK)を用いて、同定したレクチンファミリー蛋白のmRNA発現をsiRNAでノックアウトすると、1)野生型C1C-5チャネルの細胞内ソーティングが障害されると同時に、2)アルブミンのエンドサイトーシスが抑制されることが明らかとなった。以上より、C1C-5チャネル発現細胞ではERから最終的な標的部位である初期エンドゾームまでのチャネルのソーティング制御にレクチンファミリー蛋白が介在する分子機構の存在が示唆された。
耐量子暗号への非可換構造の応用と解析

本課題では、数学的非可換構造を用いた耐量子暗号の設計とその安全性の解析、従来の耐量子暗号の候補に指摘されていた課題の解決を研究の目的としている。主に、耐量子暗号の候補である多変数多項式公開鍵暗号、格子ベース暗号が抱える諸問題の解決が目的である。平成30年度以降の計画として、新方式の実装・計算機実験・パラメータ見積り・他の公開鍵暗号との比較を掲げていた。平成29年度に非可換構造を暗号に適用した新しい多変数多項式公開鍵暗号の暗号方式のアイデアと概形を提案していた。この方式は、格子ベース暗号の構成方法を参考にしていた。しかし、精密な安全性解析が行われていなかった。今年度は、この提案方式の安全性の理論的、実験的解析を行った。この解析を基に、提案方式のパラメータを決定し,128ビット,196ビット,256ビット安全性を持つ暗号方式を具体的に構成した。また、その方式を実装し、鍵長や暗号化・復号化の効率性について調査した。現在までに知られている多変数多項式公開鍵暗号の暗号方式のいずれよりも暗号化・復号化が効率的であり、実用的方式であることを示した。この内容については、国際会議ProvSec2019に論文として投稿し、Proceedingsに採録された。そして、その成果を10月に韓国済州島で発表した。また、暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2019)において、上の提案方式を一般化するアイデアについての研究発表を行った。暗号方式の安全性解析と具体的なパラメータ設定に関し、いずれも進展が見られたため。本年度示した提案方式の一般化のアイデアを推し進め、論文化し、国際学会等で発表する。平成29年度の計画として、(1)非可換環の実現方法、(2)非可換環を用いた新方式の開発、(3)新方式の安全性の解析、(4)従来からの課題の解決検討を掲げていた。まず、(1)であるが、非可換環に限らず、もう少し広い状況で非可換構造を暗号に適用可能な状態に実現する一つの方法を考案した。(2)の研究として、これを用いた新しい多変数多項式公開鍵暗号の暗号方式の開発を行った。この方式は、格子ベース暗号の構成方法を参考にしている。現在、この方式の論文化までは到達していないが、安全性の理論的、実験的解析を行っているところである。これが(3)の研究である。新しい数学仮定に基づく暗号方式であるため解析に時間がかかっているが、平成30年度中の論文化を予定している。(4)は、従来課題の一つとして、多変数多項式公開鍵暗号の暗号方式の開発があった。多変数多項式公開鍵暗号は署名方式は構成しやすいが、暗号方式は構成が難しいとされており、その解決のために新しい数学仮定を導入し、暗号方式を構成する方法を考えた。これにより構成したのが上記の(2)の研究で行った新しい暗号方式である。平成29年度の対外発表としては、暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2018)において、1件の研究発表を行った。平成29年度の計画に掲げた4つの研究内容について、いずれも進展が見られたため。平成29年度の研究を推し進め、特に安全性の解析を重点的に行った後、論文化し、国際学会等で発表する。高性能PCと数式処理ソフトの購入を検討しており、次年度に残す必要があった。高性能PCの購入を検討しており、また、次年度の成果発表の出張費を多く見積もっている。