hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非有界領域における圧縮性粘性流体の時間漸近挙動に関する研究

本研究では,圧縮性粘性流体のモデル方程式として知られる圧縮性Navier-Stokes方程式の解の時間漸近挙動に関する研究を行った.具体的には,1次元及び多次元半空間領域における等エントロピーモデルに対する流出(Outflow)問題を考察し,解の定常解への漸近率の算出に成功した.本研究で得られた漸近率は,松村・川島・西原等による単独粘性保存則に対する結果を鑑みると,ほぼ最適であると予想される.本研究では,圧縮性粘性流体のモデル方程式として知られる圧縮性Navier-Stokes方程式の解の時間漸近挙動に関する研究を行った.具体的には,1次元及び多次元半空間領域における等エントロピーモデルに対する流出(Outflow)問題を考察し,解の定常解への漸近率の算出に成功した.本研究で得られた漸近率は,松村・川島・西原等による単独粘性保存則に対する結果を鑑みると,ほぼ最適であると予想される.本年度は1次元半空間における圧縮性Navier-Stokes方程式の初期境界値問題に対し、解の時間漸近挙動、より具体的には定常解への漸近レートの算出に関する研究を行った。本問題については、解の境界値と無限遠方での値に応じて30通り以上の様々な解の漸近状態が現れることが予想されている。このうち大部分は未解決となっているが、境界における流速が負となる流出問題において漸近形が定常解で与えられる場合には、川島・西畑・Zhu等の結果により、無限遠方における流速が超音速または音速となる場合に限り、定常解が漸近安定であることが示されている。この安定性定理では、初期摂動は適当なソボレフ空間に属することが要求されているが、さらに重み付きの空間に属することを仮定することにより、定常解への漸近レートを導出した。証明は主に時空間重み付きエネルギー法による。本定理で得た収束の速さは、超音速流の場合はほぼ最適であると予想される。一方、無限遠方において音速流となる場合は、音速定常流の縮退性により多項式的な漸近レートしか求めることが出来ず、その値は超音速の場合に対して半分の速さしか求められていない。また、超音速流の場合には初期摂動の空間的な減衰の速さに応じた漸近レートを算出できるが、音速流の場合には漸近レートに上限が現れ、仮にサポート・コンパクトな初期摂動を与えたとしても、この上限値より速い漸近レートを求めることは出来ない。この上限値が最良であるかは現状不明であるが、関連する粘性保存則及び非線形移流項付き消散型波動方程式においても、同じ上限値が現れることが本研究を通じて明らかになった。研究代表者は前年度の研究により,1次元半空間における圧縮性粘性流体の等エントロピーモデルに対する初期値・境界値問題のうち,境界における流速が負となる流出問題に対して,無限遠方おいて流速が音速及び超音速となる定常波への解の時間漸近レートを算出した.この研究結果を踏まえ,本年度は同結果をn次元半空間上へ拡張することに成功した.この問題については,隠居氏・川島氏により1次元的な平面定常波の漸近安定性が証明されている.そこで本研究では,昨年度の研究手法を応用することにより,n=2及び3における問題に対して,平面定常波への漸近レートを算出した.本レートを導出する為には,平面定常波からの初期摂動に対して適当なソボレフ空間に属することのみならず,境界面の法線方向に代数的な速さでの減衰を仮定する必要があり,この法線方向の減衰の速さに応じた漸近レートが算出された.さらに扱われている方程式系は,運動量保存則に対応する方程式が放物型である為,空間多次元の問題については次元の大きさに応じた粘性による減衰効果が期待されていた.実際本研究で得られた漸近レートは,境界面に対して接方向の空間次元n-1に対応する粘性的な減衰率も合わせて得られている.音速定常波への漸近レートにっいては,前年度の1次元半空間上の研究結果では,定常波の縮退性により漸近レートには上限値が存在したが,空間多次元上の問題に対しても1次元同様,縮退定常波への漸近レートについては上限値が認められた.
メチレンブルー土壌法による根の活力と根系分布の同時・非破壊診断の試み

本年度(最終年度)は土壌有機物量の違いが根の活性に与える影響とその簡易把握についての調査を根箱実験を中心に一部圃場実験で実施した。有機物を多く含む培土とほとんど含まない培土の2土壌条件下で水稲品種コシヒカリを栽培し、根系活性の推移をTTC染色反応と呼吸速度の両面から調査するとともに、根の乾物率と根の活性との関係についても前年に引き続き調査した。その結果、TTC染色反応で染色強度と染色範囲の大きさを組み合せた指標で評価した根の活性と根の呼吸速度との間には高い正の相関関係が認められ、TTC染色反応による根の活性の評価方法が妥当なことを確認した。さらに、TTC染色反応による根の活性の評価値と根の呼吸速度は、いずれも根の乾物率と高い負の相関を示した。根の活性は有機物の多い培土の方がやや高いようであったが、有意差はなかった。過去2年間、種々の土壌条件下で根の活性と根の乾物率との間に負の相関関係が認められたことから、根の乾物率は根の活性を評価するための測定容易な指標として有用なことが明らかになった。ただし、新根のみをサンプリング対象とした圃場実験では、根の活性(呼吸速度)と根の乾物率との間には有意な相関が認められなかった。根の乾物率が根の活性と負の相関関係を示すのは、根の老化に伴うスベリン化、リグニン化などの細胞壁の肥厚や根の表面への酸化鉄皮膜の付着等によると推察される。新根ではこれらの変化がまだほとんど起こっていないため、根の乾物率が活性の指標とならなかったものと考えられる。今後は、圃場条件で多品種を用いた試験によって、根の乾物率による根系活性の簡易評価方法を確立する必要がある。メチレンブルー添加土壌の呈色反応の変化で根系活性を評価するという目標については、充分な成果が得られなかったが、根系活性の簡易評価法の創案という観点からは所期目標は充分達成された。本年度は、水稲の根系による根の周囲の土壌酸化域の形状や大きさから、根の活力と根系分布を画像解析的手法で評価する手法の可能性を検討するための第1段階として、以下のことを目標として研究を実施した。通常の土壌・施肥・水管理条件という最も一般的な栽培管理条件下での根系とその生理機能の生育に伴う変化の概要の把握を試みる。具体的には、1.所期の目的に適する観察用兼根系採取用根箱の試作、2.上記根箱を使用して、生育に伴う土壌酸化域の形状の変化をデジタルカメラ撮影により追跡調査し、画像処理により土壌中での根の活力の推移を数値化して掌握する、3.採取した根系の呼吸速度と画像解析データとの相関の解析を計画した。1.については根系採取を容易にすること、および透水条件の再現が課題として残った。2.については黒ボク土壌では土壌酸化域の判定が難しいが、淡色の土壌(鹿沼土など)の混合により改善可能であった。しかし、画像解析のみによる根の活力の把握には問題が残った。3.については、数種の酸化還元指示薬の混合により、根系の土壌酸化力の評価精度を高める工夫も必要と考えられた。また、根系を乱さずに容易に採取できるように根箱を改良することで根系の活力評価がより詳細にできると期待された。本年度は基本的には試運転程度の成果に留まったが、以上の結果を総合的に判断し、次年度以降は、生育に伴う根系活力の推移が土壌条件にどのように影響されるかを中心に明らかにしていく予定である。本年度は水管理の違いが根系形成と根の活性に与える影響についての調査を中心に研究を実施した。本年度の研究概要は以下の通りである。常時湛水区と中干し区を設け、ピンボード法により根系を採取し、土壌位置別の根系分布の生育に伴う変化を根新鮮重、根乾物重、一次根長により比較した。一次根長は根の画像を用いて、画像処理ソフトNIHImageと根長測定用マクロの組合せにより測定した。また、根の活性はトリテトラゾリウムクロライド(TTC)による染色反応試験を行ない、染色強度と染色範囲の大きさを組み合わせた指標により評価した。得られた結果の概要は以下の通りである。根系の生長は中干し区で抑制されたが、出穂期から成熟期にかけての生育後期の根系生長は中干し区が上回った。中干し区では根乾物重、一次根長のいずれでみても根系分布が浅く、株元付近の縦方向に集中する傾向が認められた。一方、根系の活性は中干し区が高く推移した。一次根長増加率/乾物重増加率の比および根系の活性から判断すると、中干し区では2次根の生長が促されたものと推察された。根の乾物率(根乾物重/根新鮮重)は両区とも生育に伴い増大するが、根の活性と高い負の相関を示すことが見いだされた。従来は根の活性の評価は今回用いたTTT染色反応を見る方法やαナフチルアミン酸化力の測定などのように根中の酵素活性を評価する方法が取られてきた。しかし、根の乾物率測定という極めて簡便な方法で根の活性の評価ができる可能性が示されたことは注目すべき新知見である。

なお、残念ながらメチレンブルー土壌法により、根の周囲のメチレンブルーによる染色程度によって根の活性を評価するという所期の目標については、生育途中(出穂期頃)からメチレンブルーの呈色反応が不明瞭となったため、記すべき結果を得られなかったが、次年度(最終年度)も引き続き検討する予定である。本年度(最終年度)は土壌有機物量の違いが根の活性に与える影響とその簡易把握についての調査を根箱実験を中心に一部圃場実験で実施した。有機物を多く含む培土とほとんど含まない培土の2土壌条件下で水稲品種コシヒカリを栽培し、根系活性の推移をTTC染色反応と呼吸速度の両面から調査するとともに、根の乾物率と根の活性との関係についても前年に引き続き調査した。その結果、TTC染色反応で染色強度と染色範囲の大きさを組み合せた指標で評価した根の活性と根の呼吸速度との間には高い正の相関関係が認められ、TTC染色反応による根の活性の評価方法が妥当なことを確認した。さらに、TTC染色反応による根の活性の評価値と根の呼吸速度は、いずれも根の乾物率と高い負の相関を示した。根の活性は有機物の多い培土の方がやや高いようであったが、有意差はなかった。過去2年間、種々の土壌条件下で根の活性と根の乾物率との間に負の相関関係が認められたことから、根の乾物率は根の活性を評価するための測定容易な指標として有用なことが明らかになった。ただし、新根のみをサンプリング対象とした圃場実験では、根の活性(呼吸速度)と根の乾物率との間には有意な相関が認められなかった。根の乾物率が根の活性と負の相関関係を示すのは、根の老化に伴うスベリン化、リグニン化などの細胞壁の肥厚や根の表面への酸化鉄皮膜の付着等によると推察される。新根ではこれらの変化がまだほとんど起こっていないため、根の乾物率が活性の指標とならなかったものと考えられる。今後は、圃場条件で多品種を用いた試験によって、根の乾物率による根系活性の簡易評価方法を確立する必要がある。メチレンブルー添加土壌の呈色反応の変化で根系活性を評価するという目標については、充分な成果が得られなかったが、根系活性の簡易評価法の創案という観点からは所期目標は充分達成された。
死刑における差別問題－国際法・比較法的分析

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。調査・分析が順調に進展し、すでに査読学術誌に複数の投稿を済ませるに至っているため。
ドイツ、オーストリアのデュアルシステムの変容と学校型職業教育・訓練の役割

1990年代以降の産業構造の変化に伴い、製造業中心のデュアルシステムは、capacityが減少しているのに対し、従来から中等学校でも職業教育・訓練を行っていたオーストリアのデュアルシステムとの併用方式の有効性が明らかになっている。本年度の研究成果は以下の通りである。1.研究計画に掲げていたドイツ、オーストリアの職業教育・訓練に関する基礎データの収集、整理については、ドイツのものは、2007年9月に行ったドイツベルリン工科大学付属図書館での現地調査で、これまで欠けていた雑誌のバックナンバーおよび、新たな資料の発見においてほぼ完全な形で入手できた。2.オーストリアの資料収集については、2008年2月に行ったドイツ南部(ミュンヒェン大、レーゲンスブルグ大)およびオーストリア、リンツ大学での調査の結果オーストリアの職業教育・訓練の歴史的発展を裏付ける資料を収集できた。3.さらに、近年とみに発展しているインターネット検索による、ドイツ、オーストリアの大学付属図書館所蔵の雑誌検索機能によっても、貴重な資料を収集した。4.これらの資料の読み込みおよび整理作業によって、ドイツのデュアルシステムが1990年代以降、産業構造の変化、派遣労働やパートタイム労働の増加などの労働形態の変化の渦中で、大きな変革期に入っていること、そしてオーストリアではこうした変化に対し、1970年代から始まった職業教育・訓練制度の改革によって、ドイツよりも柔軟な形で対応できていることが明らかになった。本年度の研究課題は、ドイツにおける学校型職業教育・訓練の現状把握、オーストリアにおける後期中等教育段階での職業教育・訓練の現状把握であった。ドイツについては、2月にビュルツブルク、エアフルト、ライプチッヒの3大学において資料の調査収集を行った。ここでは従来手薄であった旧東ドイツ部分の職業教育・訓練の実態についての知見が得られた。研究の結果、ドイツにおいては学校型の職業教育・訓練の発展は、デュアルシステムの収縮と同時に、外国人家庭や貧困層の増大に付随する学力不振者の増加が背景にあることが鮮明となった。移行システムと呼ばれる各種プログラムに在籍するものは同世代のほぼ3分の一を占める。中でも、職業準備年、職業基礎教育学年と呼ばれるプログラムは、学校型職業教育・訓練の中で、大きな比重を占めている。この機能は、学校型職業教育・訓練の本来の機能とは異なるが、社会的弱者に対する補償機能として評価すべき役割として注目される。デュアルシステムの現状については、さまざまな強化策が講じられているものの、その収縮傾向は止まらず、質的にもその高度化などの変化が認められる。本格的な初期訓練の再編期にドイツは入りつつあることが確認できた。オーストリアについては、今年度も引き続き1960年代から1970年代にかけての後期中等教育の改革についての政策論議、学校再編状況についての基礎的データを収集した。今年度の研究の成果は、以下の諸点を明らかにしたことである。1.ドイツのデュアルシステムは、産業構造の変化に伴い従来の製造業中心の訓練からサービス産業型のそれへと大きくシフトしてきている。これに伴い、理論教育の比重が高まり高等教育や学校型の職業教育・訓練が注目されてきていること。2.一方で、従来製造業での熟練工や手工業での職人として吸収されてきた部分が縮小し、この部分が職業教育・訓練に入れず、「移行システム」と呼ばれる職業教育・訓練準備期間に大量に滞留する事態が発生している。そしてこの部分は移民や社会的に弱い階層の子どもたちが多く含まれる事態となっている。3.その結果、ドイツの従来の強みであったデュアルシステムが弱まり、他の先進国と同様の高等教育重視への傾向をいっそう強め、それに取り残される階層問題が大きな争点となっている。4.一方、オーストリアではこうした産業構造の高度化やサービス化に対し、早くから中等教育の高等教育対応と同時の職業教育・訓練対応を進めてきた結果、ドイツより柔軟に対応可能となっている。5.その結果、近年になってようやくドイツにおいてもオーストリアへの注目が高まってきた。こうした動向をわが国の視点からみた場合、すべての高等学校で大学進学が可能であることは有利な条件であると同時に、職業教育機能をより充実させる課題が浮かび上がってくる。
光励起半導体表面を使う新しい有機燃料合成の研究

光励起された半導体表面は反応活性である。光励起で生じた少数キャリアーがn型半導体では価電子帯の上端に、p型半導体では伝導帯の下端に集りやすく、しかもそのエネルギー位置から考えて、前者では酸化力が強く、後者では還元力が強いと言える。本研究では代表的n型半導体であるZnO,CdS,Ti【O_2】などを光電極系として、また粉末を用いる光触媒系として用いたときの有機物の関わる反応、特に新しい有機燃料の合成の可能性について検討した。(1)光励起された半導体電極上での有機物の反応:n型ZnO半導体を用い、有機物存在下で光照射し、電流-電位曲線の測定と生成物の分析をおこない、基礎データを得た。2-プロパノールを添加したときの光アノード反応では酸素は発生しなくなり、ZnO電極は安定化された状態でアセトンが電流二倍反応で生成した。また第二ブチルアルコールなど種々の第二アルコールの反応も検討し、ZnO電極を用いる光電気化学的ケトン合成反応を調べた。(2)有機化合物が関与する光触媒反応初期過程の生成物同定:有機物が光励起半導体表面で反応するとき、ラジカルが生成するものと予想されるが、Ti【O_2】粉末系における各種アルコールの反応についてスピントラップ剤を用いるESR法で検討した。MeOHやEtOHなどでは、ESRシグナルが観測されなかったが、これは生成したラジカルがスピントラップ剤と反応する前に、Ti【O_2】伝導帯へ電子を注入するためと考えられた。一方tert-BuOHでは光電流の増加がみられなかったかわりに、ラジカルを検出した。(3)光触媒反応による水の酸化反応の機構検討:水が関与する光触媒反応の機構を分光学的に検討した。Ti【O_2】コロイドを用い、その300500nmでの吸収スペクトルの変化から水の光分解で生じる酸素種がTi【O_2】表面にペルオキシド棣に化学吸着したものであることが示唆された。
最小分類誤り学習の性能限界の追求

最小分類誤り学習法のこれまでの性能限界を突破することを目指して,特に,平滑化分類誤り数損失の平滑性が持つ未知標本耐性向上の機構を解明し,その平滑度の自動的最適設定法を開発,さらにカーネル法を組み込んだカーネル型最小分類誤り学習法を開発することで,本学習法の一層の識別力向上を実現した.また,ラウンドロビンデュエル識別法を開発することで,大規模かつ複雑な分類器のための高効率な識別学習法を実現した.最小分類誤り学習法のこれまでの性能限界を突破することを目指して,特に,平滑化分類誤り数損失の平滑性が持つ未知標本耐性向上の機構を解明し,その平滑度の自動的最適設定法を開発,さらにカーネル法を組み込んだカーネル型最小分類誤り学習法を開発することで,本学習法の一層の識別力向上を実現した.また,ラウンドロビンデュエル識別法を開発することで,大規模かつ複雑な分類器のための高効率な識別学習法を実現した.その結果,LGM-MCE法が,従来型MCE法に対しても(特にスケーラビリティの観点で)SVM法に対しても優位であることが明らかとなった.また,これまではオリジナルのパターンベクトル空間でしか扱うことができなかった幾何マージンの増大化を,核関数写像を用いた高次元空間においても可能とする新しいMCE法の定式化を得ることができた.これまで経験的にしか設定することができなかった平滑化分類誤り数損失の平滑度をデータに基づいて自動的に設定する手法を提案し,その基本的有効性を確認した.この成果は,1次元誤分類尺度空間と高次元パターン標本空間とにおける仮想標本の関係を記述するための定式化の開発にもつながり,未知標本耐性の分析に対する新しいアプローチを築くに至っている.また,大域的最小状態のみを持つ損失を用いたラウンドロビンデュエル識別法による音声認識の研究において,その高い未知標本耐性を確認した.これらの成果は,究極の未知標本耐性の実現を目指す今後の研究の重要なステップを構成するものである.IMCE法に関しては,異なる損失型を用いる既存手法よりも高い分類性能を発揮できることを実証した.増加型学習におけるMCE法の有効性をも示すことができたものと考えられる.MCE学習の識別力の鍵を握る平滑化分類誤り数損失の平滑度自動設定法に関しても、その有効性の検証をほぼ終え、当該分野における最難関国際会議で発表するに至った。また、その結果を利用して、仮想標本に基づく未知標本耐性向上のメカニズムを明らかにすることに成功した。特に、一次元の誤分類尺度上における仮想標本の生成を通して(任意の次元数の)多次元標本空間内における仮想標本の生成を制御できることを明らかにした意義は大きい。未知標本耐性に関する今後の研究の強力な道具足り得るものと考えている。大域的最小状態のみを持つ損失を用いたラウンドロビンデュエル識別法に関しても、最難関論文誌に採録が決まる(未発行のため下記には記載していない)など、その成果のとりまとめを順調に行うことができた。以上のように、本プロジェクト当初に解明を期したMCE学習の性能上限は、着実に極められつつあると考えている。最小分類誤り(MCE)学習法の性能限界の追及を目指し、大幾何マージンMCE(LGM-MCE)学習法を中核としたMCE法の分析と拡張を行った。その結果、従来型の関数マージン型MCE法のみならずLGM-MCE法に対しても、平滑化分類誤り数損失の平滑度を自動的に設定する手法を定式化するに至り、それらの有効性を実験的に検証することもできた。成果はSpringer社の論文誌に採択されている(掲載待ちのため「研究発表」欄には未掲載)。なお,この損失自動設定法は、MCE法の代表的ハイパーパラメータである損失傾きを自動的に最適化することによってMCE法の利用性を大きく高める効果を持つ。しかし、そのより本質的な効果は、MCE法の未知標本耐性向上に自動化の道を開く点にある。この効果を確かめるため、これまでの成果である「標本空間における仮想標本生成メカニズム」を利用して、適切に設定された平滑化分類誤り数損失を用いるLGM-MCE学習法の学習標本生成効果を実験的に検証し、その平滑化分類誤り数損失は与えられた学習標本を数倍以上に増加させることに匹敵することを明らかにした(MIRU2012)。前期に発案するに至ったカーネルMCE(KMCE)学習法の具体的な学習手順の構築とその評価実験を行った(CIP2012及びTENCON2012)。実験の結果、本手法が、非線形カーネルをMCE学習法に取り込むことによってSVMよりも圧倒的に小規模な分類器でもSVMと同等の高い分類力を達成できることを明らかにした。複雑な認識単位から構成される音声認識に対処する「ラウンドロビンデュアル識別的言語モデル法」に関しては、そのベースラインとなるCRFを上回り、効率よく高い分類力を達成できることを実験的に検証することができた。その成果は、当該分野の最難関論文誌に掲載されるに至った(IEEE Trans. ASLP)。MCE学習の性能限界を探るためには、その識別力を決定する重要な要素である分類誤り数損失平滑度の合理的な設定法の確立が必要であった。これまでの研究を通して、この課題に対する明確な答え(損失自動決定法)を呈示することが出来、かつそこから派生した、仮想標本に基づく未知標本耐性向上メカニズムの解明も進み、さらにそのメカニズムがオリジナルの標本空間のみならず非線形写像された高次元空間においても成立することさえ明らかにすることができた。損失最小化手続きの性能向上の研究など、挑戦すべき課題はあるものの、現実において到達できる性能限界には既にかなり近づいていると考えている。

24年度が最終年度であるため、記入しない。明らかにした仮想標本生成メカニズムの解析をさらに進め、仮想標本に関する自然で合理的な仮説の下で到達できる未知標本耐性の限界を探る。固定次元ベクトルパターンに関しては、この問題に対する解が比較的現実的な困難さの範囲に存在するように思われる。しかし、可変長パターンに関する解を求めることは極めて難しく、この点が今後の重要な課題となってくる。KMCE学習の定形化など、MCE学習に高次元空間への特徴変換機構を組み込むことに成功したものの、そうした単純な特徴変換が最良である保証はない。MCE学習が元々持っている識別的な特徴抽出の考え方に再注目し、与えられるパターン標本の表現法そのものを最適化する手法の検討を付け加える予定である。ベイズ法とMCE学習との融合等でクラスモデルの最適選択を行うことを考えてきたが、MCE学習の枠組み内においてもモデル選択を行うことができる発想を得ており、この点も今後の課題として追求する予定である。
蚕病抵抗性の機構に関する研究

1.アワヨトウ・ポックスウイルスの増進物質をコードしている遺伝子をクローニングし、その塩基配列を決定した。これは紡錘体タンパク質遺伝子と高いホモロジーを示した。増進物質はウイルス・エンベロープと培養細胞の融合を促進した。2.微胞子虫胞子を鱗翅目昆虫培養細胞系に接種したのち、一週間間隔で継代を続けると、半数以上の細胞が感染している持続感染系が樹立された。芽体の生長を阻害する物質が感染細胞から培養液中に放出されると推定された。3.インドネシアの土壌から分離されたBacillus thuringiensisの菌株は3種の異なる形態の結晶毒素を産生した。主な毒素タンパク質は130と65kDaの大きさであり、鱗翅目昆虫に毒性を示した。4.ヒト補体系の第2経路の活性化を阻止する因子を、カイコ体液から分離・精製した。この因子は初期C3bの活性化段階で作用すると推定された。5.赤きょう病菌を培養すると、プロテアーゼを多量に産生する。この物質は昆虫皮膚からの菌の侵入に重要な役割を果たしていると考えられる。6.カイコ濃核病ウイルス2型に感染したカイコの中腸細胞は45.5と44kDaの2種類のタンパク質を産生した。これらのタンパク質はウイルスゲノムによってコードされておらず、脱落・崩壊する細胞に多量に見いだされるので、細胞死における二次的産物と考えられる。1.福原は消化管の運動を促進するセロトニンなどの薬物投与により細胞質多角体病に体する抵抗性が高まることを明らかにし、これは薬物が中腸運動を昴進した結果病原体が腸管を早く通過するようになるために、感染の機会が減少するのが原因と推測した。2.河原畑は、微胞子虫の増殖環のなかでの短極糸型胞子の生産と感染の維持との関係から、微胞子虫の宿主細胞適合性を検討し、持続性のある感染伝播は極糸が細胞に命中する確立の問題であることを培養細胞系を用いて明らかにした。3.飯塚は、卒倒菌の内毒素をコードする遺伝子の塩基配列について明らかにした。各種の亜種の塩基配列と毒性との関連について検討し、結晶毒素遺伝子をPCR法によって増幅させクローニングすることによって、生物検定を行わなくとも毒性を推定する方法を確立した。4.関島は、蚕体液が補体活性化の代替経路を抑制することを見いだし、この補体関連物質が蚕の生体防御にどのような役割をはたしているかを検討中である。5.清水は、蚕に病原性を示す糸状菌のプロトプラストを調製して、その遺伝子解析を進めている。6.小林は、高温で飼育した蚕幼虫ではウイルス病の増殖が抑制されることを明らかにし、それらの幼虫におけるウイルス核酸合成について調べている。15EA07:7.阿部は、遺伝子的にウイルス抵抗性と感受性の蚕を掛け合わせた系統から得たモザイック固体で抵抗性と感受性の細胞が共存していることを見いだし、これらの細胞の差がなんによって生ずるのかについて検討している。1.顆粒病ウイルスは昆虫ポックスウイルスの感染を増進した。個体レベルでは、併発型が認められたが、細胞レベルでは両ウイルス間に干渉があり、いずれか一方のみ増殖した。2.アワヨトウ由来の培養細胞系が小型RNAウイルスに持続感染していて、大型ウイルスの接種や紫外線処理、突然変異源の添加などにより誘発されることをみいだした。このようにして産生されたウイルスは持続感染細胞系に接種しても増殖しなかった。3.微胞子虫に感染した培養細胞上清は増殖阻害作用があり、これで処理した培養細胞に微胞子虫を接種しても増殖が認められなかった。4.インドネシアの土壌から分離したBacillus thuringiensis subsp.kurstaki INA02株の毒素タンパク質はハスモンヨトウに強い殺虫活性を示す。cryIIAとアミノ酸配列において95.4%の相同性を有するが、カイコに対する殺虫活性の強さが異なる。5.カイコ伝染性軟化病ウイルスはピコルナウイルス科に属することを明らかにした。

ここのウイルスタンパク質は、前駆体ポリプロテインの切断により産生される。6.黒きょう病菌から調製したプロトプラストのパルスフィールド電気泳動で核型分析を行った結果、7本以上の染色体を有し、菌株間で多様性が存在することが明らかになった。7.カイコとAutographa californicaの核多角体病ウイルスは、宿主範囲を異にする別種のウイルスであるにもかかわらず、多くの遺伝子で高い相同性が認められる。両者の組換体を作出し、その増殖特性とゲノム解析をおこなった。1.アワヨトウ・ポックスウイルスの増進物質をコードしている遺伝子をクローニングし、その塩基配列を決定した。これは紡錘体タンパク質遺伝子と高いホモロジーを示した。増進物質はウイルス・エンベロープと培養細胞の融合を促進した。2.微胞子虫胞子を鱗翅目昆虫培養細胞系に接種したのち、一週間間隔で継代を続けると、半数以上の細胞が感染している持続感染系が樹立された。芽体の生長を阻害する物質が感染細胞から培養液中に放出されると推定された。3.インドネシアの土壌から分離されたBacillus thuringiensisの菌株は3種の異なる形態の結晶毒素を産生した。主な毒素タンパク質は130と65kDaの大きさであり、鱗翅目昆虫に毒性を示した。4.ヒト補体系の第2経路の活性化を阻止する因子を、カイコ体液から分離・精製した。この因子は初期C3bの活性化段階で作用すると推定された。5.赤きょう病菌を培養すると、プロテアーゼを多量に産生する。この物質は昆虫皮膚からの菌の侵入に重要な役割を果たしていると考えられる。6.カイコ濃核病ウイルス2型に感染したカイコの中腸細胞は45.5と44kDaの2種類のタンパク質を産生した。これらのタンパク質はウイルスゲノムによってコードされておらず、脱落・崩壊する細胞に多量に見いだされるので、細胞死における二次的産物と考えられる。
モデルベースによる簡易計測手法を用いた高信頼な日常身体機能評価システムの構築

摂食に必要な咀嚼・嚥下機能を維持できるように、咀嚼習慣や嚥下能力を日常の中で改善していくことが重要である。そこで、咀嚼・嚥下の状態や機能を簡易に認識・評価するためのシステム構築を行っている。RGB-Dカメラを用いて非接触計測により取得できる深度情報をもとに、嚥下時の喉頭の動きから嚥下機能を評価するアルゴリズムを作成した.また同様に,顔の特徴点3次元座標から咀嚼運動を検出し、摂食時の咀嚼機能を評価するアルゴリズムを作成した。認識モデルの作成では、ランダムフォレストなどの機械学習手法を用いた。アルゴリズムの作成にあたっては、データ処理手法の工夫やモデルの改良を重ね、認識精度の向上を図った。生体情報には個体差や個体内差(時間変動)が含まれるため、年齢や性別,機能状態におけるばらつきを考慮しながら、計測対象を広げたときの問題点を抽出した。嚥下機能評価では、水飲み試験において、喉頭隆起部の上昇・下降の軌跡をトラッキングし、ある程度の精度で定量評価できることを示した。また、対象による精度差の要因を分析して、現状のアルゴリズムで対応可能な対象の特性を示した。咀嚼評価では、咀嚼運動経路から算出できる咀嚼回数、咀嚼幅、開口速度、閉口速度、咀嚼リズムを特徴量として選別し、その特性や安定性から評価手法を導出して、評価性能を検証した。さらに、作成したアルゴリズムをもとに、評価結果をフィードバックするプロトタイプシステムを開発した。当初の計画に基づき、咀嚼機能および嚥下機能を簡易計測デバイスにより高精度に評価するための計測手法の確立と評価アルゴリズムの開発を行った。特に、評価に有用な適切な特徴量を選択するために、医療において実際に診断で用いられている判断基準や指標を参考にし、様々な特徴量を検討して適切なモデルを導出し、評価アルゴリズムを作成してその性能を評価した。咀嚼時、嚥下時における計測実験を行って測定データを解析し、アルゴリズムの評価を行った。また、プロトタイプではあるが、結果を表示する見える化機能を備えたシステムの開発まで至っており、計画通り進展しているといえる。咀嚼評価では、新たな特徴量を取り入れて咀嚼機能を多面的に評価できるようにするとともに、総合的な評価指標も構築する。H30年度の研究成果に基づき、開発したプロトタイプシステムを日常環境下で使いやすいようにインターフェースや表示機能を改良し、さらにシステム評価を行う.また,構築したシステムが多様な対象に適用可能かどうかを評価する.十分な信頼性が得られなかった場合は,原因を分析して適用モデル、アルゴリズムに改良を加え、精度の向上を図る.咀嚼嚥下能力の低下による健康影響が懸念される中、咀嚼習慣や嚥下機能を改善するために、簡易なシステムで日常的にこれらの機能や状態を認識・評価することが必要と考えられる。そこで、RGB-Dカメラを用いて取得する顔の特徴点3次元座標をもとに咀嚼運動を検出し、咀嚼運動経路の特徴量から摂食食品の硬さや大きさを推定して、その性状に応じた適切な咀嚼回数の算出と咀嚼運動の判定により、適切な咀嚼指導を行う手法を検討した。本研究の提案手法により、咀嚼回数のカウントが高精度に可能であること、食品の硬さおよび大きさの違いによって咀嚼運動経路の特徴に違いが出ることを示し、識別の学習において重要度が高い特徴量や適切なデータの用い方を明らかにした。嚥下機能の評価では、深度情報から喉頭周辺の3D特徴量を抽出し、個人適合させたモデルを導出する手法を検証した。低分解能のデータを補正するため、画像処理において用いられるノイズキャンセルや剛体レジストレーション、最適化手法を用いて高精度化を図った。また、同装置を用いて胸腹部呼吸パターンを高精度に評価する手法を提案した。深度情報から胸腹部の体積変化を測定することで呼吸を検出できるが、肺疾患COPDの呼吸訓練で用いられる腹式呼吸グレイド評価や胸式・腹式呼吸の高精度評価には、横隔膜の動きを検出することが必要である。本手法では、横隔膜モデルで基準となっている肋骨弓により胸部と腹部の境界を設定し胸部・腹部の体積を算出、呼吸波形を解析してKonno-Mead Diagramにおける特徴量を抽出し、SVMを用いて腹式呼吸度を推定する。グレイド評価法と比較した結果、十分な精度で腹式呼吸度を評価できることを示した。当初の計画に基づき、摂食咀嚼嚥下機能および呼吸機能を簡易計測デバイスにより高精度に評価する手法を検討した。咀嚼、嚥下、および胸腹式呼吸の計測実験をし、測定データの解析、処理手法の比較検証、最適なモデル導入のための評価を行った。複数のモデルや手法について、認識精度やリアルタイム性、データ取得の簡易性、信号処理負荷等の基準をもとに評価し、従来手法と比較して各機能を精度良く評価できる手法を示した。よって、計画通り順調に進展しているといえる。

そこで、咀嚼・嚥下の状態や機能を簡易に認識・評価するためのシステム構築を行っている。RGB-Dカメラを用いて非接触計測により取得できる深度情報をもとに、嚥下時の喉頭の動きから嚥下機能を評価するアルゴリズムを作成した.また同様に,顔の特徴点3次元座標から咀嚼運動を検出し、摂食時の咀嚼機能を評価するアルゴリズムを作成した。認識モデルの作成では、ランダムフォレストなどの機械学習手法を用いた。アルゴリズムの作成にあたっては、データ処理手法の工夫やモデルの改良を重ね、認識精度の向上を図った。生体情報には個体差や個体内差(時間変動)が含まれるため、年齢や性別,機能状態におけるばらつきを考慮しながら、計測対象を広げたときの問題点を抽出した。嚥下機能評価では、水飲み試験において、喉頭隆起部の上昇・下降の軌跡をトラッキングし、ある程度の精度で定量評価できることを示した。また、対象による精度差の要因を分析して、現状のアルゴリズムで対応可能な対象の特性を示した。咀嚼評価では、咀嚼運動経路から算出できる咀嚼回数、咀嚼幅、開口速度、閉口速度、咀嚼リズムを特徴量として選別し、その特性や安定性から評価手法を導出して、評価性能を検証した。さらに、作成したアルゴリズムをもとに、評価結果をフィードバックするプロトタイプシステムを開発した。当初の計画に基づき、咀嚼機能および嚥下機能を簡易計測デバイスにより高精度に評価するための計測手法の確立と評価アルゴリズムの開発を行った。特に、評価に有用な適切な特徴量を選択するために、医療において実際に診断で用いられている判断基準や指標を参考にし、様々な特徴量を検討して適切なモデルを導出し、評価アルゴリズムを作成してその性能を評価した。咀嚼時、嚥下時における計測実験を行って測定データを解析し、アルゴリズムの評価を行った。また、プロトタイプではあるが、結果を表示する見える化機能を備えたシステムの開発まで至っており、計画通り進展しているといえる。29年度の研究成果に基づき、摂食時の咀嚼機能評価アルゴリズムと嚥下機能評価アルゴリズムを作成する。アルゴリズムの作成にあたっては、データ処理手法の工夫やモデルの改良を重ね、精度の更なる向上を図る。咀嚼評価では、摂食対象の認識できる性状がまだ限定的なため、他の特徴量を取り入れることで認識精度を向上させるとともに、咀嚼運動経路以外の特徴に着目することにより、咀嚼における他の特性の評価も試みる。また、年齢や性別、機能状態に関し計測対象を広げたときの問題点を抽出し、アルゴリズムの改良を行う。人を対象としており個体差が大きいと考えられるため、検証の対象をよく考慮し、医療従事者とのディスカッションを十分行うこととする。また、機能評価のより良い指標についてもさらに検討する。作成したアルゴリズムをもとに、身体機能を評価しフィードバックするシステムを開発する。咀嚼評価では、新たな特徴量を取り入れて咀嚼機能を多面的に評価できるようにするとともに、総合的な評価指標も構築する。H30年度の研究成果に基づき、開発したプロトタイプシステムを日常環境下で使いやすいようにインターフェースや表示機能を改良し、さらにシステム評価を行う.また,構築したシステムが多様な対象に適用可能かどうかを評価する.十分な信頼性が得られなかった場合は,原因を分析して適用モデル、アルゴリズムに改良を加え、精度の向上を図る.予備計測実験の結果に基づく評価モデルおよび構築するシステムの検討において、採用するモデルによって必要な計測データの仕様と処理に最適なソフトウェアが異なることが明らかになったため、モデルおよびシステムにより適した機器(ソフトウェアを含む)を選定するため、初年度は、機能は限定され十分ではないものの既存の機器とフリーのソフトウェア、ライブラリを用いて対応することとした。
抗基底膜部自己免疫性水疱症の反応性に対するヘミデスモソーム蛋白プロセシングの関与

真皮抽出液の二次元電気泳動の免疫プロット法で抗p200類天疱瘡の抗原のスポットを検出し,その部位の蛋白を質量解析しゲノムデAタベースと比較することにより,この抗原がgammalラミニンであることを証明した。この200kDa蛋白がBP180のgammalラミニンのプロセシング蛋白であると考えられた。抗p200類天疱瘡の自己抗体が表皮基底膜部におけるラミニンとインテグリンの結合を阻害する可能性が示された。また,各種のラミニンのnativeな3量体の蛋白を用いたELlSA法で,抗p200類天疱瘡の自己抗体が多数のラミニンに反応することが示された。さらに,正常表皮のクリオスタット切片を用いたexvivo実験で,抗p200類天疱瘡の自己抗体が表皮基底膜分の剥離を促すことが証明された。ケラチノサイトの濃縮培養上清を用いた免疫プロット法により,線状lgA水疱性皮膚症のlgA抗体は120kDa/97kDa蛋白に反応した。各種のBP180のリコンビナント蛋白を用いた免疫プロット法で,この120kDa/97kDa蛋白がBP180がプロセシングされて生成されることを示した。多数の抗ラミニン5年膜類天疱瘡の血清を用いて,ケラチノサイトの抽出液を用いた免疫プロット法と精製ラミニン5を用いた免疫プロット法の結果を比較した。その結果,抗ラミニン5年膜類天疱瘡の血清は,プロセシングしたラミニン5のサブユニットに反応することを示し拳。後天性表皮水疱症が反応するVll型コラAゲンのNC2部位のcDNAを用いて,Vll型コラーゲンのC末端部の中でプロセシングで切断されると思われる部位を含む複数のリコンビナント蛋白を作成した。これらのリコンビナント蛋白を用いた免疫プロット法で,後天性表皮水疱症がプロセシングされたNC2部位に反応することを示した。水疱性類天疱瘡と線状IgA水疱性皮膚症の反応の相違を免疫ブロット法で検討し、120/97kD線状IgA水疱性抗原がBP180のプロセシングにより生成されることを示した。ラミニン5を単離精製し、抗ラミニン5型粘膜類天疱瘡血清がラミニン5に反応することを免疫ブロット法で示した。正常ヒト皮膚の真皮成分の抽出液を用いた免疫ブロット法で、後天性表皮水疱症と抗p200類天疱瘡天疱瘡の反応を検討し、この2種の抗原が異なる蛋白であることを示した。今までに渉猟した栄養障害型先天性表皮水疱症について、得られた皮膚サンプルを電子顕微鏡学的に検討し、その診断および重症度の判定に有用であることを示した。栄養障害型表皮水疱症に関して、VII型遺伝子の遺伝子変異をheteroduplex法、PCR増幅・直接シーケンス法で検討し、多くの症例で変異遺伝子変異を同定した。細胞外部の全長のBP180のcDNAを用いて、4部位のリコンビナント蛋白を作成し、これらのリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、水疱性類天疱瘡と線状IgA水疱性皮膚症の反応が異なることを示した。ラミニン5のalpha3鎖のC末端部部位のさまざまな部位をカバーするリコンビナント蛋白を作成し、これらのリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法で、ラミニン5型瘢痕性類天疱瘡が反応することを示した。抗p200類天疱瘡天疱瘡が反応する未知の200kDa蛋白の性質を解明するために、患者血清を用いてケラチノサイトcDNAライブラリーを免疫スクリーニングしたが、抗原を同定できなかった。後天性表皮水疱症が反応するVII型コラーゲンのNC1部位およびNC2部位のリコンビナント蛋白を作成し、後天性表皮水疱症血清が様々な反応性を示すことを示した。ケラチノサイトの濃縮培養上清を用いた免疫プロット法により、BP180のプロセシングにより生成される120kDa/97kDa蛋白に線状IgA水庖性皮膚症のIgAが反応することを示した。7型コラーゲンが欠損している栄養障害型表皮水庖症の患者皮膚切片を用いた蛍光抗体法で、抗p200類天庖瘡血清が反応したことより、p200は7型コラーゲンのプロセシングにより生成される蛋白でないことを示した。ケラチノサイトの培養上清から単離精製したラミニン5を用いた免疫プロット法で、抗ラミニン5型瘍痕性類天庖瘡がプロセシングしたラミニン5のサブユニットに反応することを示した。各種の栄養障害型先天性表皮水庖症について電顕額的および免疫電子顕微鏡学的に検討し、その遺伝子変異と係留線維の関係を明らかにした。BP180のcDNAより作成したC15部位のリコンビナント蛋白に線状IgA水庖性皮膚症のIgAが反応したころから、そのエピトープがC15部位にマスクされているものであることを示した。BP180のcDNAより作成したC末端部位のリコンビナント蛋白に抗BP180型粘膜類天庖瘡のIgAが反応したことから、そのエピトープがBP180 C末端であることを示した。ラミニン5のalpha

3鎖のcDNAからさまざまなリコンビナント蛋白を作成し、200kDa蛋白から165kDa蛋白にプロセシングし、抗ラミニン5型粘膜類天庖瘡が反応すると考えられていたG1-G5部位に反応しないことを示した。後天性表皮水庖症が反応するVII型コラーゲンのNC2部位のcDNAを用いて、VII型コラーゲンのC末端部の中でプロセシングで切断されると思われる部位を含む複数のリコンビナント蛋白を作成する。.これらのリコンビナント蛋白を用いた免疫プロット法で、後天性表皮水庖症がプロセシングされたNC2部位に反応することを示した。真皮抽出液の二次元電気泳動の免疫プロット法で抗p200類天疱瘡の抗原のスポットを検出し,その部位の蛋白を質量解析しゲノムデAタベースと比較することにより,この抗原がgammalラミニンであることを証明した。この200kDa蛋白がBP180のgammalラミニンのプロセシング蛋白であると考えられた。抗p200類天疱瘡の自己抗体が表皮基底膜部におけるラミニンとインテグリンの結合を阻害する可能性が示された。また,各種のラミニンのnativeな3量体の蛋白を用いたELlSA法で,抗p200類天疱瘡の自己抗体が多数のラミニンに反応することが示された。さらに,正常表皮のクリオスタット切片を用いたexvivo実験で,抗p200類天疱瘡の自己抗体が表皮基底膜分の剥離を促すことが証明された。ケラチノサイトの濃縮培養上清を用いた免疫プロット法により,線状lgA水疱性皮膚症のlgA抗体は120kDa/97kDa蛋白に反応した。各種のBP180のリコンビナント蛋白を用いた免疫プロット法で,この120kDa/97kDa蛋白がBP180がプロセシングされて生成されることを示した。多数の抗ラミニン5年膜類天疱瘡の血清を用いて,ケラチノサイトの抽出液を用いた免疫プロット法と精製ラミニン5を用いた免疫プロット法の結果を比較した。その結果,抗ラミニン5年膜類天疱瘡の血清は,プロセシングしたラミニン5のサブユニットに反応することを示し拳。後天性表皮水疱症が反応するVll型コラAゲンのNC2部位のcDNAを用いて,Vll型コラーゲンのC末端部の中でプロセシングで切断されると思われる部位を含む複数のリコンビナント蛋白を作成した。これらのリコンビナント蛋白を用いた免疫プロット法で,後天性表皮水疱症がプロセシングされたNC2部位に反応することを示した。
DNA指向性抗生物質のキラル合成とDNA切断作用

1987年に発見された抗腫瘍構成物質FR-900482(1)及びそのジアセタートFD-973(2)はマイトマイシンやビンクリスチン耐性細胞にも活性であり且つ低毒性であることから注目を集めている。この種の化合物はDNAとcross-linkを形成することが知られておりこれが抗腫瘍活性の発現機作である。我々はスキーム1に示したDiels-Alder反応を鍵反応としてFR-900482(1)の全合成を計画し、平成3年度には、4の構製部分であるジ-置換キラルアジリジンの酵素を利用した効率的合性法を確立した。本年度は4のジエノフィル部の3とのDiels-Alder反応およびその芳香化につき予備実験を行い、スキーム2に示すようなルートを開発することが出来た。現在このルートを基本として目的物の全合成を検討中である。
摂食調節におけるｐ６２、Ｎｂｒ１の分子機能の解明

互いに類似したドメイン構造を持つタンパク質p62とNbr1は、ともにタンパク質分解系オートファジーにより選択的に分解される基質として見出されている。これまでの解析の結果、p62は中枢神経で摂食行動を制御する重要な役割を担っており、その欠損により個体は過食、肥満を引き起こすことを明らかとした。しかし、Nbr1の生理機能はほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、Nbr1の役割について、p62との相違を明らかにし、その生理機能を解明することを目的とした。Nbr1はp38のタンパク質量を調節しており、その欠損により細胞増殖速度の低下が引き起こされることが明らかになった。互いに類似したドメイン構造を持つタンパク質p62とNbr1は、ともにタンパク質分解系オートファジーにより選択的に分解される基質としてごく最近見出されたタンパク質である。これまでに、p62の機能を遺伝子改変マウスを用いて解析してきた結果、p62は中枢神経系で摂食行動を制御する重要な役割を持っており、その欠損により個体は過食、肥満を引き起こすことを明らかとしてきた。しかし、Nbr1の生理的機能はほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、Nbr1の役割について、p62との相違を明らかにし、生理機能を解明することを目的としている。昨年度までに、WT細胞,WT:Nbr1-KD細胞,p62-KO細胞,p62-KO:Nbr1-KD細胞を作成し、Nbr1のノックダウンしより、細胞の増殖速度が低下することを見い出した。今年度はそのメカニズムについて解析を加えた。まず、フローサイトメトリーによる細胞周期解析を行った。その結果、WT細胞とWT:Nbr1-KD細胞の間ではG0/G1期、S期、G2/M期の細胞分布に有意な差は認められなかった。この結果より、細胞周期の停止、遅延による増殖速度低下の可能性は低いと判断した。次にLDH活性を測定し、死細胞率を調べた。その結果、Nbr1ノックダウン2日後にWT:Nbr1-KD細胞はWT細胞に比べ死細胞率が大きく増加することが明らかとなった。この結果からWT:Nbr1-KD細胞では細胞増殖速度の低下は細胞死の増加による可能性が考えられた。さらに、増殖速度低下のメカニズムを解明するためにリン酸化p38,p38をウエスタンブロット法により検討することにした。その結果、Nbr1ノックダウンによりp38、リン酸化p38が減少することが明らかとなった。これらの結果から、WT:Nbr1-KD細胞における増殖速度の低下はリン酸化p38、p38の減少が原因の1つであることが推測された。申請者はこれまでに、p62の機能を遺伝子改変マウスを用いて解析してきた結果、p62は中枢神経系で摂食行動を制御する重要な役割を持っており、その欠損により個体は過食、肥満を引き起こすことを明らかとした。そこで本研究では、Nbr1の役割について、p62との相違を明らかにし、生理的機能を解明することを目的としている。今年度はまず、Nbr1の増殖と生存に関する機能を明らかにするためにWT,p62-KOマウスより分離したマウス胎児由来線維芽細胞(MEF)のそれぞれのNbr1をノックダウンさせた細胞を用いて増殖に関する解析を行なった。その結果、WT:Nbr1-KD細胞の増殖速度はWT細胞よりも顕著に低下することが明らかとなった。しかし、p62-KO細胞とp62-KO:Nbr1-KD細胞では増殖速度に有意な差は見られなかった。この結果から、WT細胞ではNbr1が増殖速度を促進させていることが示唆された。そしてその原因として2つの可能性が考えられた。すなわちセルサイクルの停止、あるいは死細胞の増加が起きていることが予想される。Nbr1の細胞増殖に関する役割を検討した結果、増殖を促進する作用があることが示唆され、増殖抑制作用があることが知られているp62とは異なる機能を持つことが明らかになった。今後、その詳細なメカニズムを検討する予定であり、Nbr1の分子機能を知る上で重要な知見が得られた。細胞増殖におけるNbr1の機能を、細胞内シグナル伝達に着目して生化学的手法によりにさらに詳細に検討していく。試薬、消耗品の購入、旅費に充てる。
差分イメージングによるマウス高次視覚野の解析

フラビン蛍光イメージングと速度の異なるパターン刺激との組み合わせにより、マウスの高次視覚領域を分離・同定することが可能になった。そこでこれまでは困難であった高次視覚野の観察をおこなった。各領域の神経は速度に対する応答特性や方向選択性が異なり、その特性はフラッシュ下で飼育した動物において消失した。また各領域の解剖学的な結合を観察した。さらに図形の変化に対し応答する領域を発見した。また細胞接着因子CNR遺伝子を消失させることにより、高次視覚領域の反応特性に異常が生じることを発見した。マウスの高次視覚領域の活動は、ほとんど報告されていない。フラビン蛍光差分イメージングにより機能的に同定できるようになり、各高次視覚領域の活動特性を、フラビンイメージングおよび電気生理学的に観察した。6領域以上に分離同定された各部位はそれぞれ違う速度応答特性を示した。多くの高次視覚領域は、第一次視覚野と比較して、速い視覚刺激によく応答し、またその活動特性は、フラッシュ環境下で飼育することにより経験依存的に変化することが観察された。第一次視覚野の活動を抑制してもそれらの領域の活動は残存し、他の領域からの投射を示唆していた。そのため各部位にトレーサーを投与し、組織学的に各部位の神経連絡を観察した。Area LM/AL/RL/AMは外側膝条体から投射を受ける第一次視覚野と違い、それぞれ視床のArea LPの異なる層からの投射を受けていることが確認された。さらにCNRノックアウトマウスにおいてこれらの領域の異常が、in vivoおよびスライスにおける活動変化と組織学的な神経連絡の観察により確認された。観察された。第一次視覚野との解剖学的結合以外全く知られていなかったマウスの高次視覚領域について、活動特性・経験依存的可塑性・神経連絡を観察したことは、高次視覚領域の機能解明において重要な知見である。高次視覚野の観察に用いられてきたサル等の動物と比較して、マウスは多くの実験手法を用いることができる。なかでもスライス実験および遺伝子操作はマウスにおいて非常に有効な手法である。遺伝子操作マウスで高次視覚領域の異常を観察できたことにより、これまで困難であった遺伝子と高次視覚領域の関わりを研究することができるようになった意義は大きい。これまでフラビンイメージング法を用いて、マウスの高次視覚領域の同定、反応特性、解剖学的結合、関連遺伝子、可塑性等を解明してきた。平成21年度はそれに加え各高次視覚領域の個々の神経の反応特性をユニットレコーディングにより解明した。それによりフラビンイメージングにより得られた反応特性が、その領域における神経活動を反映していることが確認できた。さらに個々の細胞の視覚刺激の方向選択性を解明した。第一次視覚野およびArea AL/AMの神経は、最適視覚刺激方向に対してだけでなくその反対方向に対してもよく反応し、このことはこれらの細胞がむしろ方位選択性を持つことをしめしている。またArea AL/AMはArea LM/RLに対して鋭い方向選択性を持っている。Area RLは速い最適視覚刺激応答性を持つだけでなく、前方から後方へ動くような視覚刺激によく応答し、このことは運動との関わり合いを示唆している。マウスの高次視覚機能はほとんど解明されてこなかったが、その大きな理由の一つに、マウスの視覚処理能力の低さが挙げられる。我々はその視覚能力の低さを、視覚研究に多く用いられるC57/B16系統マウス等によるものと考え、野生種に非常に近いMSM系統マウスを用いて研究を行つた。MSMマウスに形の変化する図形の視覚刺激を見せると、Area LIに反応が見られた。図形を左右に動かす刺激に対しては、第一次視覚野等は同様に反応したがArea LIでは反応しなかった。また同様の視覚刺激にC57/B16のArea LIは反応を示さなかった。この結果はArea LIが物体の形の認識に関わっている事を強く示唆している。またArea LIにトレーサーを注入することにより解剖学的な結合を観察し、他の領域と異なる回路を持つことが解明された。これらの知見は、マウス高次視覚機能の解明に大きく頁献するだろう。