hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨組織におけるEphA4の機能解明とその骨組織再生医療への応用

プロテインチップを用いた網羅的インタラクトーム解析により数多くのタンパク質が候補に上がってきたが、その中でもガレクチン(LGALS)ファミリーの複数のメンバーが特異的であった。ガレクチンとはその名の通り糖に結合する小タンパク質、レクチンに分類される分子群である。10種を超えるメンバーからなるLGALSファミリーであるが、今回実にLGALS-1, 2, 3, 7, 8との結合を示すデータが得られたのである。(1)成長板軟骨細胞上に発現するEphA4のリガンド分子の探索申請者らは以前の研究で、受容体型チロシンキナーゼであるEphA4が成長板軟骨細胞、特に肥大軟骨細胞から産生されていることを明らかにした、そして同分子が骨形成に重要であることも既に見出していたので、本年度はEphA4に結合するリガンドを探索した。プロテインチップを用いた網羅的インタラクトーム解析により数多くのタンパク質が候補に上がってきたが、その中でもガレクチン(LGALS)ファミリーの複数のメンバーには特に目を引かれた。中でもLGALS-1に関しては、ノックアウトマウスで末梢神経の神経突起伸張異常が認められるなど、神経発生で重要な役割を果たすEphA4との関連が強く推察された。(2)LGALS-1の軟骨細胞における産生の解析そこで、正常肥大軟骨細胞と増殖軟骨細胞をそれぞれ単離し、トランスクリプトーム解析によりmRNA発現を網羅的に解析したところ、どちらの軟骨細胞でもLGALS-1が発現していることが明らかになった。また興味深いことに、LGALS-1の発現は肥大軟骨細胞でより強かった。この所見は2008年の報告(Marsich et al., 2008)に一致し、当該論文にはLGALS-1は軟骨細胞の肥大化を促進したとの記載もある。以上の知見を申請者が過去に得た所見と総合すれば、LGALS-1とEphA4のリガンド・レセプター相互作用が、内軟骨性骨形成に重要な役割を演じていることが強く推察されよう。EphA4はチロシンキナーゼ型細胞表面受容体分子であり、その特異的リガンドとしてはephrinB2やephrinA2などが知られている。しかしながら、骨を形成する成長板軟骨細胞や骨芽細胞表面に存在するEphA4に結合し、リガンドとして機能する分子はいまだ明らかにはなっていない。また機能面でも、骨芽細胞による骨基質石灰化に重要であるという前述の事実以外には、まったく情報がないのが現状である。今年度では(1)(2)の2点に基礎的研究の準備並びに検討を行った。(1)長管骨組織におけるEphA4のリガンドの探索リガンドの最有力候補はもちろん既知のephrin分子であるので、これらについては組織における遺伝子発現、分布の解析を行うとともに、骨・軟骨成長板組織での存在を確認されたものについてはEphA4との分子間相互作用を調べるために、ephrin以外にもリガンドとして機能する分子がある可能性もあるので、プロテインチップを用いた網羅的スクリーニングを行いEphA4と相互作用する新たな分子の探索した。(2)骨組織のリモデリング、および内軟骨性骨化におけるEphA4機能の解析現在までの実験事実によれば、EphA4は神経組織では細胞が明瞭な境界を保って層状に整列する現象に必要であること、および他のEphメンバーが骨のリモデリングを調節していることが明らかになっている。そこでEphA4が、成長板で軟骨細胞が層状構造を形成すること、および骨のリモデリング現象に関与する可能性を検証するために、骨および軟骨組織でEphA4を特異的に欠損、および強制発現させたマウス作製し、その表現型を解析する。<EphA4リガンドの特定と分子間相互作用の解析>(1)正常骨・軟骨組織標本の作製と免疫染色による既知EphA4リガンドの産生・分布の解析マウスを用い、生後1週における膝関節組織を摘出固定、EDTAによる脱灰後、通法に従いパラフィン包埋を行い、厚さ7μmの連続切片を作製し、切片にephrinB5をはじめとする既知リガンドに対する抗体を作用させ、これらの存否と分布をEphA4と比較検討すを試みた。ephrinB2に関しては発現は見られず、他のリガンドに関してはまだ検討中である。(2)プロテインアレイによるEphA4に対する未知リガンドの探索と解析既知のリガンドの特定が遅れているため、EphA4のリガンドは既知のものだけとは当然限らないので、プロテインアレイを用いて未知リガンドを網羅的に探索する準備をおこなっている。幸いEphA4のリコンビナントタンパク質は既に準備できているので、適切なアレイを用いてスクリーニングを行うだけである程度の情報が得られる予定である。(1)正常骨・軟骨組織標本の作製と免疫染色による既知

EphA4リガンドの産生・分布の解析を引き続き行い、続いて初代細胞培養系とリアルタイム-RT-PCR法によるリガンド産生の確認をマウス肋軟骨ならびに頭蓋骨よりコラゲナーゼ処理により分離回収した軟骨細胞、および骨芽細胞をin vitroで培養しつつ分化を誘導し、各段階でRNAを抽出する。抽出したRNAを逆転写し、LightCyclerシステムで上記の既知リガンド遺伝子の発現を、分化段階ごとに定量化してEphA4のそれと比較する。(2)リガンドとEphA4の分子間相互作用の解析においては、(1)で特定されたリガンドに対して、EphA4との直接の結合を固相結合アッセイ法、およびビアコア装置を用いたSPR解析により評価する。とりわけSPR法による解析では、結合の動的平衡を定量的に比較解析できるので、機能的リガンドの特定に有用な情報が得られる見込みである。(3)リガンド結合によりEphA4を介して活性化される細胞内シグナルの解析では、ここまでの研究で特定されたリガンドについてはリコンビナントタンパク質を準備し、(1)の培養系に添加することによりEphA4自身や、その下流に位置すると思われるシグナル伝達分子の活性化を、主としてリン酸化分子特異的抗体を用いたウエスタンブロッティング法で解析する。(4)プロテインアレイによるEphA4に対する未知リガンドの探索と解析では、EphA4のリガンドは既知のものだけとは当然限らないので、プロテインアレイを用いて未知リガンドを網羅的に探索する。幸いEphA4のリコンビナントタンパク質は既に準備できているので、適切なアレイを用いてスクリーニングを行うだけである程度の情報が得られよう。ここで新たな候補に挙がった分子に対しても、上記の解析を順に適用する。(1)正常骨・軟骨組織標本の作製と免疫染色による既知EphA4リガンドの産生・分布の解析を行うにあたり、追加の抗体や染色キット、並びに染色に必要な消耗品を購入予定である。(2)初代細胞培養系とリアルタイム-RT-PCR法によるリガンド産生の確認では細胞培養に必要なメディウムなどの消耗品等に使用予定。(3)リガンドとEphA4の分子間相互作用の解析においてはビアコアシステムに必要な備品等に使用予定。(4)リガンド結合によりEphA4を介して活性化される細胞内シグナルの解析ではウエスタンブロッティングに必要な備品、消耗品を購入予定。(5)プロテインアレイによるEphA4に対する未知リガンドの探索と解析では、プロテインアレイはより正確かつ無駄のないよう外注で行う。
沖縄地域社会の構造と機造ならびに地域連関についての実証的研究

この研究は,沖縄の都市と農村の社会構造と都市と農村の構造的連関をとらえるとともに,そこにおける問題を明らかにしようとした。調査は,那覇市,名護市,大宜味村,読谷村にて実施した。それぞれの地域は,日本の経済や行政によってかなり変動を受けている。それでも各地域は,沖縄的特質を保ちつづけている。那覇市行政は,行政システムや経済や消費の近代および市民生活における社会的諸条件の整備を進めている。しかし,米軍基地問題の関係でそれを十分に立案・実施することができない状態にある。その上に,一般的に都市社会の不安定性をひきおこすといわれている過密性と人口流動化が高まってきている。それにもかかわらず,この過密性と人口流動は,那覇市の社会構造における不安定化には結びついていない。これが沖縄的特質なのである。那覇市においては,自治会のような住民組織は多くないが,郷反会が組織され,また模合によって人びとは社会的に結びあわされている。これらの社会的ネットワ-クによって,那覇市の社会的安定性が保たれているのである。那覇市に居住している名護市出身の人びと,大宜味村出身の人びと,読谷村出身の人びとは,いずれも沖縄特有の組織である郷友会を結成しているのである。とくに大宜味村は,農業生産力の低い寒村であるが,優れた人材が輩出したこともあって,多くの人びとが那覇市に移住し目覚しい活動を行っている。だが大宜味村では高齢化が進み,地域社会の運営に問題が生じている。これに対して読谷村は,地域づくりに成果を挙げ人口・就業者ともに増加を示しているのが注目される。これらの問題の基底には,沖縄産業構造における零細性と不的等発展が存在している。これに対して,第1次から第3次にわたる振興計画が策定され実施されているが,まだ十分な成果を挙げてはいない。平成2年度の研究は,1)沖縄の開発の現実と問題,2)都市としての那覇市の構造と機能,3)農村としての大宜味村の構造と機能,4)那覇市と他市町村とくに大宜味村との地域連関を追究した。1についていえば,第1次振興計画と第2次振興計画の実績では,確かに公共施設・設備関連は整備されつつあるが,いまだに自立経済の基盤は形成されていないという大きな問題が残されており,これの実現方策としての第3次振興計画が注目される。2については,那覇市人口は約30万人であるが,那覇市での労働と生活を求める他市町村からの転入者が,周辺市町に流れているということから,那覇市は5060万人規模の都市としてとらえねばならない。だが那覇市はこれに対応しうる近代的装置が整備されていないだけに,過剰都市として多くの問題をかかえている。また那覇市の主要な機能であった商業が周辺市町に分散しつつある点について,これをどうとらえるかが問われる。3については,大宜味村は零細な農業と漁業の寒村であっただけに,かつては大工や出稼労働に従事する者が多かった。第2次大戦後においては,村外に就労の場を求めるが激増し,現在は高令化率が約24%に及ぶ。村内は17の集落に分れており,それぞれ他と異なる特性をもっているが,いずれも依然として集落的結合は強い。いまだに生産や生活の共同関係がみられ,共同意識が強い。4については,那覇市は沖縄県全域にわたる政治・行政・経済・文化などの中心であるだけに,他市町村とは深い関係を有している。とくに大宜味村からの転入者は,政治の面で活躍するとともに,那覇市の中堅企業経営者に多い。

また大宜味村の郷友会は,活発な活動を行っていることで知られている。この研究は,沖縄の都市と農村の社会構造と都市と農村の構造的連関をとらえるとともに,そこにおける問題を明らかにしようとした。調査は,那覇市,名護市,大宜味村,読谷村にて実施した。各地域は,本土経済及び日本国の政治・行政のなかにくみ入れられることによって,かなり変動しつつある。しかしながら,これまでの沖縄的特質が消滅したわけではない。むしろ,沖縄的特質を生かしつつ本土の経済・政治・行政を受け入れる状況もみられるが,そこには多くの問題が生じている。那覇市においては,沖縄の中心として政治・行政・経済・文化・消費などの機能の近代化と,都市としての社会的基盤の整備が進められている。だが,米軍基地問題及び返還跡地利用の関係から十分な都市計画を立案・実施することができない。また一般的に都市の不安定性をひきおこすといわれる過密性と移動性が高まってきている。だが沖縄の場合には,それは必ずしも不安定化には結びついていない。自治会などの住民組織率は低いが,郷友会が組織され,また模合などを通じて人びとは社会的に結合していることによって,那覇市の社会関係の安定性が保たれている。郷友会という沖縄独特の組織は,那覇における名護市,大宜味村,読谷村出身者にもみられる。とくに大宜味村は,農業生産力の低い寒村であるが,優れた人材が輩出したこともあって,多くの人びとが那覇市に移住し経済的・社会的に活動している。だが大宜味村は高齢化が進行し,地域の社会的機能の衰退が著しい。これらの問題の基底には,沖縄産業構造における零細性と不均等発展が存在している。これに対して,第1次から第3次にわたる振興計画が策定され,3兆円にものぼる投資が行なわれているが,まだ十分な成果は挙がっていない。
コプト語およびエジプト語史における定冠詞の研究

2015年度は、コプト語サイード方言および中エジプト語における定冠詞・指示詞の研究を中心に行った。コプト語サイード方言に関しては、まず電子コーパスの開発を行い、方法論と結果を東方キリスト教圏研究会および京都大学分野横断プラットフォーム構築企画のワークショップにて発表した。そして、このコーパスを用い、歴史的に化石化した定冠詞の前に新たに定冠詞が付いて見かけ上定冠詞が二重になる現象に関して、これが定冠詞と関係節が癒着し語彙化して生じたものであることを解明し、日本言語学会大会で発表した。また、コーパス分析の結果、代名詞主語コピュラ文で述部の名詞に定冠詞と不定冠詞のどちらが付くかがコピュラの選択に影響を及ぼすことを発見し、フィレンツェで行われた国際エジプト学会で発表した。他、スープラリニアーストロークという補助記号の用法に関して、従来の説では説明不可能な例を呈示し、解決策も含めて『言語記述論集』において論文として発表した。中エジプト語では、後に定冠詞がそこから派生することになる指示詞に関する研究を行った。以前は、指示詞の前部要素の諸形式は性の区別を除けば意味上の単数・複数に対応すると考えられたが、反例が数多くあることが知られていた。そこで、この問題を解決するためコーパスで出現する全用例を分析した結果、単数・複数に対応するとされた形式上の違いが、実は指示詞が参照する事物が境界線のある形状を有しているか否かに対応することを突き止めた。この研究結果をベルリンで行われたエジプト語・コプト語の言語学の国際会議において発表した。現在、この研究について研究誌Lingua Aegyptiaに投稿する論文を執筆している。他、ユニコードと日本語入力エンジンを応用したエジプト語のヒエログリフの効率的な入力システムを開発し、ライプチヒで行われたエジプト学とデジタル・ヒューマニティーズの国際学会で発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。
植林と土地紛争がもたらす「被害」：フィールド研究からの環境ガバナンスの問い直し

本年度は、文献調査によりA社の「自主行動計画」に基づくガバナンスを担う主要アクターの関係と近年その関係がどう変化してきているのかを明らかにした。加えて、調査対象地であるジャンビ州テボ県L村にて約1週間の現地調査を実施した。この調査では、キーインフォーマントインタビューを行い、前回調査(2017年12月に実施)時から、土地問題解決のプロセスの進捗、L村B集落(主要調査対象地)への新規入植者、入植者の他出があったかなど企業の事業地内に作られた入植地の居住者の動向、植林事業地の新たな「占拠」(L村の別の住民が2018年5月に、アカシアの収穫後の約493ヘクタールの土地に新らたに入植した)の動向について情報を収集した。その結果以下の点が明らかになった。B集落では、2018年9月現在、約600ヘクタールの土地に約230世帯が農地を開き、約60世帯はすでに入植地に居を構えて暮らしていた。彼らが求めているのは植林事業地内の約1500ヘクタールの土地をコンセッションエリア(植林事業許可発給対象地)から出し、自分たちに戻すことである。2018年6月、係争中の土地を三つの地区(住民が農地を造成している地区、アカシアが植栽されている地区、住民の作物とアカシアが混在した地域)に区分し、それらの分布を示す地図を、住民と植林企業双方の検証チームで作成することが決められた。しかし、調査時点においても、検証作業は進められていなかった。今後は、こうした終わりの見えない紛争状態を生きることの「被害」を把握する必要がある。本研究は、紙・パルプ原料の生産地において、植林企業と土地をめぐって紛争が起きている地域社会を研究対象地として、植林による環境変化と土地紛争により地域の生活者がどのような「被害」を被ってきたかを総体的・内在的に明らかにすることを目的としている。H29年度の実績報告書では、林産物採取・販売の衰退とコメ自給システムの崩壊といった暮らしの変化を当事者がどのようにとらえているか、紛争状態(土地をめぐって争ったままの状況)を生きるということがどのような精神的被害をもたらしているのかを明らかにしていくことをH30年度の課題とした。しかし、H30年度は、新たな土地「占拠」の動きがあったため、現地調査では、その動向を把握することに努めた。その結果、上記の課題に取り組むうえで十分なデータを集めることができなかった。今後は、土地をめぐって争っている植林事業地の生活者が経験している「被害」を包括的・内在的に理解するために、インテンシブな聞き取りを重ね、こうした暮らしの変化を当事者がどのようなものとして理解しているか、また、紛争状態(土地をめぐって争ったままの状況)が長期にわたり続くこと、また終わりが見えない生活が続くことが、彼ら彼女らにどのようなものとして経験されているのかについての「語り」のデータを集める。そして、これまで収集したデータを統合し、土地をめぐって争っている植林事業地の生活者が経験している「被害」を描くとともに、企業の「自主行動計画」を軸とした「熱帯林ガバナンス」の在り方を生活者の視点から問い直す際に、「被害」の総体的・内在的理解を試みるフィールド研究が果しえる役割についても考察していく。H29年度は文献調査により、調査対象地であるスマトラ島ジャンビ州テボ県のB集落(世界有数のパルプ・製紙企業であるA社にパルプ原料を供給する植林企業で、ジャンビ州で操業を行うW社によって多くの土地を失った農民が植林事業地に入植して作った新しい集落)の土地紛争史、および、紙パルプ原料生産用の植林事業がもたらす様々な環境・社会問題に対処するためのガバナンスの形成プロセスを詳細に明らかにした。また、環境社会学分野における先行研究のレビューを行い、環境変化による「被害」を把握する研究視点および研究手法に関する議論を整理した。また、本年度はB集落で約2週間の現地調査も実施した。現地調査では、土地紛争のなかで住民の意見を集約し、植林企業と折衝を行っている農民組合のリーダーたちにキーインフォーマントインタビューを行い、土地紛争解決プロセスに関する最新の情報を収集した。加えて、植林事業地に再入植し、植林地を「違法」に占拠している住民たち約30世帯にインタビューを行い、世帯の基礎情報、移住者に対してはここに来るまでの経緯、アブラヤシおよびゴムの農業経営、林産物利用、陸稲栽培のための焼畑の経営の2013年以降の変化、河川漁労の実態などについての情報を集めた。その結果、(1)老齢天然林(rimbo)や二次林(belukar tuo)のほぼすべてが植林企業により伐採されたことで、かつて行っていたジェルナン、ロタン、ダマール、ハチミツなどの商品林産物を採取・販売が不可能になったこと、また、(2)事業地内での森林火災防止の責任を強化する大統領令が出され、植林企業による火入れの取り締まりが厳しくなったこと、および、焼畑用地のほとんどがアカシアの植林地に転換されたことから、焼畑による陸稲生産が困難になり、かつて存在したコメ自給システムが崩壊したことなどが明らかになった。

「研究実績の概要」で述べたように、文献調査により紛争の経緯をより詳細に明らかにできたこと、また、現地調査で行ったキーインフォーマントインタビューや世帯調査によって林産物採取・販売の衰退とコメ自給システムの崩壊といった植林事業がもたらした地域の人びとの暮らしの大きな変化の一端を把握することができた。今後は、さらに包括的・内在的に被害を理解するために、こうした暮らしの変化を当事者がどのようなものとして理解しているかについてより踏み込んだ調査が必要である。また、植林地にかこまれて生活すること、紛争状態(土地をめぐって争ったままの状況)を生きることがもたらす「被害」についての当事者の認識についてはまだ踏み込んだ調査ができていない。以上の課題を残しつつも、一年目としてはおおむね順調に進んでいるといえる。本年度は、文献調査によりA社の「自主行動計画」に基づくガバナンスを担う主要アクターの関係と近年その関係がどう変化してきているのかを明らかにした。加えて、調査対象地であるジャンビ州テボ県L村にて約1週間の現地調査を実施した。この調査では、キーインフォーマントインタビューを行い、前回調査(2017年12月に実施)時から、土地問題解決のプロセスの進捗、L村B集落(主要調査対象地)への新規入植者、入植者の他出があったかなど企業の事業地内に作られた入植地の居住者の動向、植林事業地の新たな「占拠」(L村の別の住民が2018年5月に、アカシアの収穫後の約493ヘクタールの土地に新らたに入植した)の動向について情報を収集した。その結果以下の点が明らかになった。B集落では、2018年9月現在、約600ヘクタールの土地に約230世帯が農地を開き、約60世帯はすでに入植地に居を構えて暮らしていた。彼らが求めているのは植林事業地内の約1500ヘクタールの土地をコンセッションエリア(植林事業許可発給対象地)から出し、自分たちに戻すことである。2018年6月、係争中の土地を三つの地区(住民が農地を造成している地区、アカシアが植栽されている地区、住民の作物とアカシアが混在した地域)に区分し、それらの分布を示す地図を、住民と植林企業双方の検証チームで作成することが決められた。しかし、調査時点においても、検証作業は進められていなかった。今後は、こうした終わりの見えない紛争状態を生きることの「被害」を把握する必要がある。本研究は、紙・パルプ原料の生産地において、植林企業と土地をめぐって紛争が起きている地域社会を研究対象地として、植林による環境変化と土地紛争により地域の生活者がどのような「被害」を被ってきたかを総体的・内在的に明らかにすることを目的としている。H29年度の実績報告書では、林産物採取・販売の衰退とコメ自給システムの崩壊といった暮らしの変化を当事者がどのようにとらえているか、紛争状態(土地をめぐって争ったままの状況)を生きるということがどのような精神的被害をもたらしているのかを明らかにしていくことをH30年度の課題とした。しかし、H30年度は、新たな土地「占拠」の動きがあったため、現地調査では、その動向を把握することに努めた。その結果、上記の課題に取り組むうえで十分なデータを集めることができなかった。「現在までの進捗状況」で述べた課題に取り組む。それとともに、昨年度の調査のなかで新たに得た以下の課題にも取り組んでいく。世帯調査を進める中で、新入植地にはこの土地をもともと利用していた地元住民のほか、他所から土地を求めてやってきた新規入植者が多数居住していることがわかった。
ゲノム編集法を用いた関節リウマチ滑膜におけるサバイビンバリアントの役割の解明

関節リウマチ(RA)は、骨・軟骨の破壊を伴う全身性の滑膜炎が主体となる自己免疫疾患である。RAの滑膜組織は病的な増殖能を持つが、これまでの研究からこの原因としてがん原遺伝子であるサバイビンの関与が想定された。サバイビンがRAにおいてどのような機能を有するのかを、ゲノム編集法CRISPR/Cas9を用いて遺伝子レベルで証明し、RAの滑膜増殖コントロールに有効な新規の治療標的を開発することを目指す。
Ｍｎｋプロテインキナーゼによる翻訳調節を介した細胞増殖制御機構の解明

Mnkプロテインキナーゼによる翻訳調節を介した細胞増殖制御機構について解析し,Mnk1の活性化によってeIF4GのSer残基(Ser1105/1106)が急速にリン酸化されることを見いだした。また,ヒト髄芽腫細胞でmTORC1を阻害するとeIF4EのSer209リン酸化が亢進すること,このフィードバック的eIF4Eリン酸化はMnk1ではなくMnk2によって媒介されることを見いだした。さらに,Mnk2の活性抑制によって髄芽腫細胞のmTOR阻害剤感受性が高まることから, mTOR阻害剤とMnk阻害剤の併用による髄芽腫治療の可能性が示唆された。平成25年度の研究計画に基づいて,以下の研究を実施した。まず,Mnk1変異体を発現させたMnk-DKO MEF細胞を増殖因子やストレスで刺激した際のmTORシグナル系およびMnkシグナル系について,eIF4G(Ser1108残基)のリン酸化やeIF4E(Ser209)のリン酸化を検出するリン酸化特異抗体を用いて解析した。その結果、Mnk1を強制発現させたMnK-DKO細胞を血清で刺激すると,Mnk1-Ser209のリン酸化に伴ってeIF4G-Ser1108のリン酸化レベルが急速に低下する現象を見出した。しかしこれは,プロテインSet/Thrホスファターゼの活性化ではなく,Mnk1あるいは下流のプロテインキナーゼによってSer1105あるいはSer1106残基がリン酸化されることで抗pSer1108抗体による認識が阻害された結果である可能性が示唆された。一方,ヒトSprouty2 (Spry2)はDrosophila Spryのホモログであり,増殖因子受容体チロシンキナーゼ情報伝達系の負の制御分子として重要な機能を担っている。最近,Spry2の機能がMnk1/2によって制御されることが報告されたことから,Mnk1/2が直接にSpry2をリン酸化する可能性について検討した。HA-Spry2発現ベクターをMnk1と共にHEK293T細胞に導入し,HA-Spry2のSDS-PAGE上における移動度シフトによってリン酸化解析を行なった結果,Mnk1の活性化に伴って細胞内でSpry2がリン酸化される事が示唆された。Spry2のリン酸化部位と予想されるSer112およびSer121のAla変異Spry2ではリン酸化レベルの低下が認められたが,変異Spry2でもシフトバンドが残存することから,S112/S212以外にもMnk1のリン酸化部位が存在することが示唆された。平成24年度の研究計画に基づいて,以下の研究を実施した。まず,ヒトMnk1の野生型および各種変異体を安定に発現するMnk-DKO-MEF細胞を用いてmTORシグナル系およびMnkシグナル系におけるRapamycinやCyclosporinの影響を調べたところ,MEFでは顕著な差は認められなかった。しかし,この解析の過程で,Mnk1を強制発現させたMnk-DKO細胞を血清で刺激すると,リン酸化特異抗体で検出したeIF4Gのリン酸化Ser1108レベルが急速かつ劇的に低下することを見出した。そこで次に,脱リン酸化阻害剤(オカダ酸やCyclosporin)および各種のMnk1変異体を用いてSer1108の脱リン酸化について検討した結果,プロテインホスファターゼの活性化が関与しているのではなく,Ser1108近傍のSer1105あるいはSer1106残基がリン酸化される可能性が示唆された。今後,この点を明らかにすることが重要であり,次年度に検討する予定である。他方, eIF4EやeIF4GとMnk1との相互作用について免疫沈降法にについて解析した結果,構成的活性化変異(Thr344Glu変異)を有するMnk1が,基質であるeIF4Eと比較的安定な複合体を形成することを見出した。野生型Mnk1や他の変異体では安定複合体を形成しないことから,Thr344Glu変異体は,いわゆる基質トラップ変異体であると考えられる。基質トラップ変異体はMnk1の基質タンパク質を探索する上で極めて有用であり,Mnk1の他の点変異との組合わせによって高い効率で基質と会合する可能性も示唆された。今後は,この基質トラップ変異体を利用してMnk1の未知の標的タンパク質の同定を試みる予定である。がん細胞の増殖におけるMnk1の役割を解析するために,ヒトMnk1に対する2種類のmiR30-mimetic shRNA (Mnk1-5およびMnk1-7)を設計した。Mnk1-5あるいはMnk1-7の単独でも内在生Mnk1の発現抑制が認められたが,両者のCo-transfectionがより効果的であることが分かった。Mnk1の発現抑制によって細胞内eIF4EのSer209リン酸化レベルが低下することが明らかになった。

他方,髄芽腫におけるmTOR経路とMnk経路のクロストークについて解析し,Daoy髄芽腫細胞をラパマイシンで処理するとeIF4EのSer209リン酸化が亢進すること,このmTOR阻害によるフィードバックリン酸化はMnk1ではなくMnk2によって媒介されることを見いだした。また,Daoy細胞のMnks阻害剤処理やMnk2のノックダウンによって細胞のmTOR阻害剤感受性が高まり,足場非依存性増殖能の低下が認められた。以上により,髄芽腫Daoy細胞ではmTOR阻害によるフィードバック制御を受けてMAPキナーゼ非依存的にMnk2を活性化する経路が存在することが明らかとなり,mTOR阻害剤とMnk阻害剤の併用による髄芽腫治療の可能性が示唆された。Mnk2がMnk1とは異なる機構で活性化されることから,これらの活性化機構と生理的機能の相違を明らかにする目的で, Mnk1とMnk2のキメラ分子を作成した。一方,MAPキナーゼの標的タンパク質の探索により,新たにプロテインホスファターゼPTP9Q22を同定した。PTP9Q22はN末端側にチロシンホスファターゼドメインを有し,C末端側ドメインがMAPキナーゼの活性化に伴ってリン酸化されることが示唆された。分子細胞生物学『研究実績の概要』で記したように,当初の計画はおおむね順調に進展した。しかし,S112/S212以外にもMnk1のリン酸化部位が存在することが示唆され,他のリン酸化部位の探索を進める必要が出てきたため,以降の解析についてはH25年度中に進めることが出来なかった。『研究実績の概要』で記したように,当初の計画はおおむね順調に進展した。しかしc-MycのmRNA配列を利用したレポーターアッセイ系は本研究における翻訳調節のレポーター系には適さないことが明らかになり,この部分に関しては予定通りに計画を進めることができなかった。『研究実績の概要』で記した成果を踏まえ,それらを更に発展させた研究をH26年度の計画に沿って以下の2点を中心に実施していく予定である。(1) eIF4GのSer1105あるいはSer1106残基のリン酸化によってリン酸化Ser1108抗体による認識が阻害されている可能性について,Ser1105/1106がMnk1あるいは他のプロテインキナーゼによってリン酸化される可能性について解析を進める。(2) Spry2のS112/S212以外のリン酸化部位の同定を行なうと共に,Mnk1によるSpry2リン酸化の生理的意義についての検討を進める。『研究実績の概要』で記した成果を踏まえ,それらをさらに発展させた研究をH25年度以降の計画に沿ってに実施していく予定である。また,H24年度に達成できなかった翻訳調節のレポーターアッセイ系の難点を克服するために,新たにMcl-1のmRNA配列を含む翻訳調節レポーターアッセイ系の樹立を試み,これを用いて翻訳制御に関与するシス配列の解析を行なうことにした。該当なし
走査トンネル顕微鏡による銅酸化物超伝導体の電子状態の不均一性と超伝導の研究

研究の目的は、酸化物高温超伝導体について、走査トンネル顕微鏡(STM/STS)を用いて原子像の観察及び原子スケールでの電子状態を明らかにすることで、高温超伝導体に特徴的な性質とされている電子状態の不均一性と超伝導の関連を探ることである。本研究では、YBa2Cu3Oy(YBCO)及びBi2-xPbxSr2CuOy(Pb-Bi2201)単結晶の酸素濃度を制御した試料を作製し、超伝導転移温度T_cの異なる試料に関して、電気抵抗測定による超伝導特性の評価とSTM/STSによる原子像の観察を行った。1.YBa2Cu3Oy:(1)窒素雰囲気中で熱処理することによって広いキャリヤ濃度にわたる試料の作製手法を確立し、渦糸構造における2次元-3次元転移を観測した。(2)CuサイトをNi, Zn置換したYBCO単結晶を作製し渦糸構造に対する影響を明らかにした。(3)STM測定の結果、BaO面では低バイアス領域でCuOの結合方向に変調構造が存在すること、この変調構造はアンダードープ領域で不純物置換によって引き起こされると考えられることを明らかにした。2.Bi2-xPbxSr2CuOy:(1)Pb置換したBi2201単結晶を作製し、超伝導転移温度T_c及び擬ギャップ形成温度のキャリヤ濃度依存性を明らかにした。(2)超伝導前駆現象および電子相関に関連した2種類の擬ギャップがあり、後者はオーバードープ領域でも存在することを明らかにした。(3)高バイアス領域では明瞭に区別されるPbとBi原子が観測されるが、低バイアスでは1-3nm程度の大きさのパッチ状の電子状態の明暗を観測した。この結果はBi2212において観測されている超伝導領域と擬ギャップ領域との不均一電子状態と定性的に一致する。本研究の目的は、酸化物高温超伝導体YBa2Cu3Oy(YBCO)及びその混晶系単結晶の劈開面に関して、走査トンネル顕微鏡(STM/STS)を用いて原子像の観察及び原子スケールでの電子状態を明らかにすることで、高温超伝導体に特徴的な性質とされている電子状態の不均一性と超伝導の関連を探ることである。今年度(1年目)は次のことを行った。YBCO単結晶において、キャリヤ濃度の少ない60KのTcを持つ良質単結晶を作製し、その磁場中の基礎物性を明らかにすると同時に、予備的なSTSの測定を行った。STSの結果は、最適濃度の試料とは著しく異なる性質を示した。YBCOのCuサイトをNiで系統的に置換した混晶系の単結晶の作製方法を確立した。この系の超伝導特性は、ちょうど1/3の置換量のZn置換の場合とよく一致することを明らかにした。このことは、ZnではすべてのZnがCuO2層に置換されるのに比べて、Ni置換では置換量の2/3がCuO鎖層に置換され、残りの1/3がCuO2層に置換されることを推測させる。不純物周りの電子状態の変化がどのようなものであるかをSTM/STSによって明らかにすることは面白い課題である。最適濃度付近のYBCO単結晶の渦糸像をSTSによって観測し、特に低磁場領域におけるBraggグラス相に着目し、その構造と結晶構造や超伝導波動関数の対称性との関係を探った。その結果、渦糸像は低温の6回対称から80Kでの4回対称へ構造変化していることがわかった。

本研究の目的は酸化物高温超伝導体の局所電子状態を低温強磁場中で動作する走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて原子スケールで観察し、高温超伝導体で観察されている電子状態の空間的不均一のメカニズムと超伝導の関係を探ることにある。本年度行った研究は以下のとおりである。Pb濃度の異なるBi_<2.12-X>Pb_XSr_<1.88>CuO_y(x=0.38,x=0.3)単結晶の酸素濃度を制御して、超伝導転移温度が最も高い最適濃度に対して、キャリア濃度が不足したアンダードープから過剰なオーバードープまでの広いキャリア濃度を持つ単結晶試料の作製に成功し、磁場中におけるc軸抵抗を測定することによって2種類の擬ギャップ状態が観測されることを明らかにした。一方は、超伝導転移温度と直接関係するが、もう一方はキャリア濃度に依存するが超伝導とは直接関係していない。また、Pb濃度の異なる試料において低温STMを用いた原子像観察に成功した。その結果、x=0.38では期待されたようにBi原子位置の長周期構造は観測されなかった。しかし、キャリア濃度の不均一性は残っているように思われる。窒素雰囲気中で熱処理することによってアンダードープ領域にある60K相単結晶の作製条件を確立し、YBCOにおける異方性の大きさを制御する手法を確立した。それによって2次元性の強い試料で磁束融解曲線における2D-3D転移を観測した。STMによってNi不純物の観測に成功し、そのSTS像からNi原子に付随するd電子が価電子バンドの深い位置に存在することを原子レベルで明らかにした。酸化物高温超伝導体において,電子状態のナノスケールでの空間不均一や不純物置換による電子状態の変化を明らかにすることは高温超伝導の発現機構を考える上で重要である.本年度は,YBa_2Cu_3O_y単結晶を低温劈開して得られたアンダードープ表面について低温STM測定を行った.BaO面では,これまで報告してきたように,高バイアスにおけるSTM像にBaとOから構成される原子面のみが観測されるが,10mV以下の低バイアス領域ではCu-0の結合方向に変調構造が存在することが分かった.この変調構造は1次元性が比較的強く,34格子定数程度の間隔で存在するが,その配列は周期的ではなく乱れた配置をとっている.Zn, Ni不純物を置換したYBa_2Cu_3O_yにおいても類似した1次元的変調構造が現われることから,高温超伝導体に存在する不均一電子状態がアンダードープと不純物置換によって引き起こされると考えられる.アンダードープの高温超伝導体で観測された4a×4a秩序状態の起源を明らかにするため、オーバードープPb置換Bi2201の低温STM/STSを行った。その結果、BiサイトにPb原子を0.38だけ置換したBi2201において、b軸方向の長周期構造が抑制されていることを確認した。一方、バイアス電圧を下げていくと、150mVで10-30Å程度の領域のパッチ状あるいは帯状の明暗が部分的に出現し、50mvでほぼ全領域を占めることが分かった。今のところパッチ状構造の起源は明らかではないが、出現位置とPb原子位置に相関がないことから、少なくとも構造の乱れではなく電子相関が起源であると推察された。パッチ状構造には4a×4a秩序状態のような周期性が見られないが、測定した試料がオーバードープであるため、過剰なホールによって乱された秩序状態である可能性も考えられる。
「心拍-音楽」引き込み効果を利用した不随意的な入眠・起床誘導システムの検証

本研究は、心拍数に基づき逐次的に音楽のリズムを変調することにより、「心拍-音楽」引き込み効果を利用したより良い入眠や起床を誘導する試みである。当初想定した通り、心拍制御の生理メカニズムに基づく独自の同調アルゴリズムにより、統計的に有意な「心拍-音楽」引き込みシステムを実現することが出来た。一方、入眠・起床誘導においては個人間における効果の差異を認めた。この要因については今後、継続して研究を行う。本研究は、心拍数に基づき逐次的に音楽のリズムを変調することにより、「心拍ー音楽」引き込み効果を利用したより良い入眠や起床を誘導する試みである。音楽のリズムを人間の心拍数に近づけてやると心拍数のリズム同調が起きることが知られている。これは、呼吸性の心拍数調整機構を介した一種の引き込み現象であると考えられている。一方、人間は入眠時に心拍数が低下し、起床後には上昇する。従って、起床時や入眠時に「心拍ー音楽」引き込み現象を誘発させることで、入眠・起床を誘導することが期待できる。しかしながらその一方で、これまでこの「心拍ー音楽」引き込み現象自体、その効果を統計的に耐えうるレベルで実証した研究は皆無であった。したがって、本年度当初は先ずは、心臓の神経伝達機序に基づく新規のリズム同調アルゴリズムを開発し、その有効性を検証した。その結果、この「心拍ー音楽」引き込み現象は、リズム同調アルゴリズムの“逐次性"が非常に重要であることが示された。例えば、心拍数と音楽を同調させる場合、呼吸性不整脈による心拍数の大きなリズム変動を平滑化するようなアルゴリズムを採用した場合は「心拍ー音楽」引き込み効果が相対的に小さいことが示された。反対に、呼吸性不整脈による心拍数の大きなリズム変動を厳密にかつ逐次的に音楽の演奏リズムに反映させた場合は、統計的に有意であり、かつ相対的に大きな引き込み効果が観察された。この成果に基づき、本年度後半はこの大きな効果を生むリズム同調アルゴリズムを用いた入眠・起床誘導を検証する為の終夜実験を実施した。結論から述べれば、入眠・起床誘導においては統計的に有意な効果は認められなかった。ただしこれは、期待通り大きな引き込み効果を生む被験者が居た一方で、全く効果の認められない者が居たことによる。この要因については、今後、更に研究を継続する。
スキー実滑走時模擬振動暴露シミュレータによるヒト疲労および感性の間接的評価の試み

本研究では、スキー実滑走時のスキー振動がヒトの疲労や感性にどのような影響があるかを検討した。そのために、機械力学信号(情報)とヒト生理信号(情報)を同期計測するユニットを構築し、スキー実滑走時の振動と疲労の関係を明らかとした。さらに、上記ユニットを中心に振動暴露シミュレータを構築、振動と疲労・感性の関係を検討した。その結果、スキー滑走時は板の固有振動がヒトの疲労に強く影響すること、またシミュレータからは40Hz前後の振動周波数から疲労の出現ならびに感性的な不快感の増加が認められた。平成20年度は,以下の項目について研究を実施した.1)機械系力学信号(振動)とヒト系生体信号(EMG)の同一ユニットによる同期計測システム構築2)スキー実滑走時の振動に基づく模擬振動暴露シミュレータの基盤設計とシステムの再確認3)スキー実滑走時の機械力学振動およびヒトEMGの同期計測と疲労の同定および滑走条件の違いによる振動パターンのデータベース化1)では機械的力学信号である機械力学振動とヒト系生体信号であるEMGの固有周波数の違いを補正するための回路を製作,両者をA/D変換してPCに取り込んだ後,周波数解析等の解析処理を行う同期計測システムを構築した.また生体信号であるEMGは独自に開発したプログラムを併用し,積分筋電(iEMG)及び周波数解析を行い,平均周波数(Mean Power Frequency: MPF)の低下から疲労の同定を行うシステムとした.2)ではスキー実滑走時の機械力学振動に基づく模擬振動暴露シミュレータ(以下,振動シミュレータ)の構築(基盤設計)を行い,トレッドミル(武井機器社製WELLROAD)と夏用スキーのグランジャー(ホンマ科学社製)を組み合わせ,トレッドミルのベルト回転に伴いグランジャーの16の溝を有するベクトル作動車輪が回転し,溝の段差によって発生する振動が被験者に暴露される機構の再確認を行った.3)では,1)で構築したシステムを用いスキー実滑走中の機械力学振動およびヒトEMGの同期計測を行うとともに,スキー実滑走時の疲労の同定を行った.またデータの集積を行って2)振動シミュレータの暴露振動の多様化(スキー実滑走時振動に基づく)のためのデータベース構築を行った.平成21年度は,前年度に構築した1)同期システム,2)振動シミュレータを用い,さらにスキー実滑走実験を併用して以下の課題を中心に研究を進めた.1)ヒト系の疲労および感性(滑走時の心地よさ)といった要素とスキー板の機械的力学特性特に機械的振動との定量的関係の確立(総括的課題)スキー板の振動パターンがヒトにどのような影響を与えるかについては,疲労と感性(スキーの乗り心地)の両面からアプローチした.これらの結果は,後述する研究発表Parallel measurement of vibration and EMG in summer skiing.(The Impact of Technology on SportIII)およびスキー実滑走中の機械的力学振動およびヒトEMGの同時計測(バイオメカニズムシンポジウム2009)で,構築した筋疲労とスキー板の機械力学振動の相関性マトリックスについて発表した.振動シミュレータでは振動暴露中の同期システムを用い,EMGを計測,MPFより振動がヒトの疲労にどのような影響を及ぼすかを検討するとともに,感性へのアプローチとして,同期システムの心電アンプを介した振動暴露中の心電図を計測,その周波数解析から0.030.15[Hz]の周波数成分および0.150.4[Hz]の周波数成分から自律神経系の動態を評価することで振動暴露時の感性(滑走時の心地よさ)の間接的評価を試みた.また同期システムの呼吸アンプ(現有)およびサーミスタ(デジテック製AP-CO21)を介して得られる呼吸曲線の周波数解析からも同様の評価を試みた.平成21年度は,これらの総合的な計測システムを構築するとともに,現在結果の解析を進めている.平成22年度は,前年度同様1)振動シミュレータを用いたヒト系の疲労および感性(滑走時の心地よさ)の評価,さらに研究の進捗に伴い当初の予定になかった2)追加実験を行なった.1)ヒト系の疲労および感性といった要素とスキー板の機械的力学特性特に機械的振動との定量的関係の確立(総括的課題)を目指しスキー板の振動パターンがヒトにどのような影響を与えるかについては,これまで同様EMGを計測,MPFより振動がヒトの疲労にどのような影響を及ぼすかを検討するとともに,感性へのアプローチとして,同期システムの心電アンプを介した振動暴露中の心電図を計測,その周波数解析から0.030.15[Hz]の周波数成分および0.150.4[Hz]の周波数成分から自律神経系の動態を評価することで振動暴露時の感性(滑走時の心地よさ)の間接的評価を試みた.また同期システムの呼吸アンプおよびサーミスタを介して得られる呼吸曲線の周波数解析からも同様の評価を試みた.これらの結果の一部は,日本スキー学会誌「実滑走時のスキー振動とヒトEMGの同時計測システムの構築」および日本スキー学会第21回大会「スキー実滑走時模擬振動暴露によるヒト疲労及び感性の間接評価-心地よい滑走性を求めるための評価コンセプトの構築-」で発表した.

また2)追加実験について,本システムで用いるEMGのMPF導出は先行研究に基づいたものであるが,これまでの方法ではEMGの計測,ならびにMPFの同定の精度、安定性に神経生理学的な問題があるため、それを補填するための実験を追加した.おそらくEMGのMPF導出は,ワイヤー電極等が最適と考えられるが,運動を伴う実験には不向きであること,さらに同電極使用は医療有資格者が条件となる.そこで本申請研究で構築した機械力学情報と生理情報の併用計測システムを用い,同じ筋長時のEMGのみを連続導出し,他の生体情報や機械力学情報と同期させるシステムを構築,本年度は振動シミュレータではなくエルゴメトリシステムに応用,EMGのMPFからの疲労同定の精度向上を目指した.これらの研究はProc. 1st Int. Conference on Applied Bionics and Biomechanics(研究成果参照)および日本機械学会等で発表しているが,本申請研究終了後についても残された継続課題として考えている.
高信頼な量子情報通信システムの構築に関する基礎的研究

量子計算機・量子暗号・量子通信などを含めた量子情報通信技術に関しては未だ克服しなければならない課題が数多く残されており,その実現にはまだまだ時間を要するであろう.しかしながら,その実現に向けて現在様々な分野で理論的な側面からだけではなく実験的な側面からも精力的に研究が推進されている.本研究で取り扱っている『量子誤り訂正符号に関する研究』もその一つであり,ここ数年の間に急激に研究成果が報告されている研究分野である.量子誤り訂正符号化技術は高信頼な量子情報通信システムを構築する上で量子情報の信頼性を確保・保証するためには必要不可欠な技術として期待されている.本研究における最終目標は量子誤り訂正符号の理論的な体系を与える"量子符号理論"を確立することにある.この目標に向けて,新しい量子誤り訂正符号を発見するために理論的な立場から研究を行った.具体的には,CSS符号タイプの量子誤り訂正符号を中心に詳細な検討を行った.そして,研究代表者自身が提案したアルゴリズムを用いて量子バースト誤り訂正符号を計算機で実際に探索した.その結果,いくつかの効率の良い量子バースト誤り訂正符号を新たに特定することができた.さらに,新しい試みとして,古典符号の中で極めて重要な符号として知られているリードソロモン符号に着目し,リードソロモン符号族を基にして新しい量子誤り訂正符号が構成できるか否かという問題に取り組み始めた.特に,リードソロモン符号の部分空間部分符号(SSRS符号)および一般化リードソロモン符号(GRS符号)に対して基礎的な考察を行った.残念ながら,現時点では最終的な結論が得られていないが,SSRS符号あるいはGRS符号を利用することによって新しい量子誤り訂正符号を得る可能性はあると予想される.この点に関しては今後継続して検討を行う予定である.量子計算機・量子暗号・量子通信などを含めた量子情報通信技術に関しては未だ克服しなければならない課題が数多く残されており,その実現にはまだまだ時間を要するであろう.しかしながら,その実現に向けて現在様々な分野で理論的な側面からだけではなく実験的な側面からも精力的に研究が推進されている.本研究で取り扱っている『量子誤り訂正符号に関する研究』もその一つであり,ここ数年の間に急激に研究成果が報告されている研究分野である.量子誤り訂正符号化技術は高信頼な量子情報通信システムを構築する上で量子情報の信頼性を確保・保証するためには必要不可欠な技術として期待されている.本研究における最終目標は量子誤り訂正符号の理論的な体系を与える"量子符号理論"を確立することにある.この目標に向けて,新しい量子誤り訂正符号を発見するために理論的な立場から研究を行った.具体的には,CSS符号タイプの量子誤り訂正符号を中心に詳細な検討を行った.そして,研究代表者自身が提案したアルゴリズムを用いて量子バースト誤り訂正符号を計算機で実際に探索した.その結果,いくつかの効率の良い量子バースト誤り訂正符号を新たに特定することができた.さらに,新しい試みとして,古典符号の中で極めて重要な符号として知られているリードソロモン符号に着目し,リードソロモン符号族を基にして新しい量子誤り訂正符号が構成できるか否かという問題に取り組み始めた.特に,リードソロモン符号の部分空間部分符号(SSRS符号)および一般化リードソロモン符号(GRS符号)に対して基礎的な考察を行った.残念ながら,現時点では最終的な結論が得られていないが,SSRS符号あるいはGRS符号を利用することによって新しい量子誤り訂正符号を得る可能性はあると予想される.この点に関しては今後継続して検討を行う予定である.高信頼な量子情報通信システムを構築するためには,量子情報の信頼性をいかに確保できるかということが重要な問題である.この問題を克服するための有力な技術の一つとして,量子誤り訂正符号化技術に大きな注目が集まっている.本研究の目的は,量子誤り訂正符号を理論的・体系的に取り扱うための基礎となり得るような量子符号理論を確立することである.そこで,効率の良い量子誤り訂正符号の統一的な構成法を考案するという目標に向けて,本年度は1.従来の古典的な誤り訂正符号を基にした符号構成法を利用した場合,どのようなパラメータをもつ量子誤り訂正符号が構成できるのか.2.既知の量子誤り訂正符号よりも優れたものが存在するのか.ということについて検討を行った.具体的には,以下の通りである.古典符号に基づいた量子誤り訂正符号の構成法としてCSS符号構成法およびその拡張バージョンが良く知られている.そして,これらCSS符号タイプの量子誤り訂正符号はある条件を満足する基底によって完全に記述できる.この点に着目し,申請者自身は古典符号が与えられたときに基底を探索するための効率的なアルゴリズムをすでに提案している.そこで,このアルゴリズムを用いて,古典符号として巡回符号を選択したときに構成し得る量子誤り訂正符号のパラメータを計算機で探索した.実際の探索はランダム誤りおよびバースト誤りを対象として符号長64以下の範囲で行った.その結果,量子ランダム誤り訂正符号としては,既知の符号と同等のパラメータを有するものはあったが,新しいものを見つけることはできなかった.一方,量子バースト誤り訂正符号に関しては,既知の符号がほとんどないので比較することができないが,いくつかの効率の良い新しい符号を求めることができた.高信頼な量子情報通信システムを構築するためには量子情報の信頼性を可能な限り確保しなければならない。このような問題を克服するために有望視されている技術の一つとして,量子誤り訂正符号化技術に大きな注目が集まっている。本研究の目的は,量子誤り訂正符号に関して理論的かつ体系的な立場から検討を行い,効率の良い量子誤り訂正符号を統一的に構成し得るような有効な方法を考案することである。そこで,この目的の実現に向けて,平成14年度に実施した内容を継続して平成15年度は以下のことを実行した。

1.CSS符号タイプの量子誤り訂正符号を対象として,バースト誤りを訂正できる効率の良い量子誤り訂正符号を計算機で探索した。その結果,具体的にいくつかの新しい符号を求めることができた。2.CSS符号の拡張バージョンがSteaneによって提案されている。この拡張CSS符号タイプの量子誤り訂正符号についても1.の場合と同様の検討を行った。しかしながら,現時点までには新しい結果は得られていない。さらに,次年度に向けた新しい取り組みとして,最近になって次のようなことを始めた。周知のように,リードソロモン符号(RS符号)は古典符号の中でも極めて重要な符号であり広く実用化されている。このRS符号に基づいた量子誤り訂正符号の構成法がGrasslらによって提案されている。一方,(拡張)CSS符号タイプの量子誤り訂正符号を構成する際に利用されている基本的な考え方は,符号間の関係,特に,部分符号の関係,を巧妙に利用することにあると考えられる。そこで,研究代表者が中心となって詳細な検討を行っているRS符号の部分空間部分符号(SSRS符号)に着目し,このSSRS符号を基にすることによって新しい量子誤り訂正符号が構成できるか否かを検討し始めた。詳細については別に報告する予定である。高信頼な量子情報通信システムを構築するためには量子情報の信頼性を可能な限り確保する必要があり,そのための重要な技術として量子誤り訂正符号化技術に大きな注目が集まっている.本研究では,量子誤り訂正符号に関して理論的かつ体系的な立場から検討を行い,効率の良い量子誤り訂正符号を統一的に構成し得るような有効な方法を考案することを目標としている.この目標に向かって検討を進め,平成14年度および平成15年度には次のような結果が得られた.・CSS符号タイプの量子誤り訂正符号を対象としてバースト誤りを訂正できる効率の良い量子誤り訂正符号を計算機で探索した結果,具体的にいくつかの新しい符号を求めることができた.・Steaneによって提案されている拡張CSS符号タイプの量子誤り訂正符号についても前項と同様の検討を行ったが,新しい結果は得られなかった.これらの結果を踏まえて,平成16年度には新しい取り組みとして以下のような視点から研究を進めた.周知のように,リードソロモン符号(RS符号)は古典符号の中でも極めて重要な符号であり広く実用化されている.このRS符号に基づいた量子誤り訂正符号の構成法がGrasslらによって提案されている.一方,(拡張)CSS符号タイプの量子誤り訂正符号を構成する際に利用されている基本的な考え方は,符号間の関係,特に,部分符号の関係,を巧妙に利用することにあると考えられる.