hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
配置空間積分とオペラッドを用いた,埋め込みの空間の位相幾何学

ユークリッド空間の埋め込みで、無限遠では標準的な包含写像に一致するもののなす空間の位相幾何学的な性質について研究を進めた.当該年度に得られた成果は以下の三つである.1.これまで1次元空間の埋め込みについて知られていたグラフ複体と配置空間積分の枠組みを一般の次元に拡張する試みを行い,多くの次元について,この方法でコホモロジー類を得られることを示した.3次元空間の6次元空間への埋め込みの場合はこれには含まれないが,ある補正を施せばコホモロジー類が得られること,またそれはHaefligerによる埋め込み不変量の再定式化,一般化になっていることを示した.この成果を論文にまとめ,専門雑誌に掲載が決定した.2.渡邉忠之氏(北海道大学)と共同で,1.の場合に含まれない次元についても,三価グラフに制限すれば,(上記とは別の)補正を施すことによりコホロモジー類を構成できることを示した.ここで得られるコホモロジー類は,従来知られていたものよりも次数の高いものである.3.1次元空間から(5以上の)奇数次元空間の埋め込みについて,研究代表者は過去に三価でないグラフを使って得られるコホモロジー類の最初の例を構成していた.3次元空間への埋め込みの場合は,ある障害のために除外されていた.しかしその障害が実際には消滅することを示し,3次元空間への埋め込みの場合についても従来知られていなかったコホモロジー類が得られていることを示した.ユークリッド空間の埋め込みで、無限遠では標準的な包含写像に一致するもののなす空間の位相幾何学的な性質について研究を進めた.当該年度に得られた成果は以下の三つである.1.これまで1次元空間の埋め込みについて知られていたグラフ複体と配置空間積分の枠組みを一般の次元に拡張する試みを行い,多くの次元について,この方法でコホモロジー類を得られることを示した.3次元空間の6次元空間への埋め込みの場合はこれには含まれないが,ある補正を施せばコホモロジー類が得られること,またそれはHaefligerによる埋め込み不変量の再定式化,一般化になっていることを示した.この成果を論文にまとめ,専門雑誌に掲載が決定した.2.渡邉忠之氏(北海道大学)と共同で,1.の場合に含まれない次元についても,三価グラフに制限すれば,(上記とは別の)補正を施すことによりコホロモジー類を構成できることを示した.ここで得られるコホモロジー類は,従来知られていたものよりも次数の高いものである.3.1次元空間から(5以上の)奇数次元空間の埋め込みについて,研究代表者は過去に三価でないグラフを使って得られるコホモロジー類の最初の例を構成していた.3次元空間への埋め込みの場合は,ある障害のために除外されていた.しかしその障害が実際には消滅することを示し,3次元空間への埋め込みの場合についても従来知られていなかったコホモロジー類が得られていることを示した.
多細胞化の直接的生存価に関する熱雑音仮説

受精卵は卵割を繰り返して単細胞から多細胞へと移行する。受精卵の卵割を、単細胞生物から多細胞へと移行した進化過程のモデルとして扱い、多細胞化が、単細胞に比べて、熱雑音に埋もれた微弱な観測信号の信頼性(情報量)を加算平均化によって改善していることを実証する。これまでに、コオロギの気流感覚細胞は分子1個の平均運動エネルギー【approximately equal】k_BT(常温で約4×10<-21>Joule)に応答できることを実測し、この熱雑音感受性が神経系の基本構造である並列伝送回路の起源であることを示した。ここで重要なのは、単一分子の熱揺動エネルギーを検出する程の高感度は進化の結果ではなく拘束である、という結論にある。その根拠は、もし細胞がかって低かった感度を上げてk_BT領域に近づいたのなら、自ら熱雑音の中に埋もれて行ったことになり、観測装置としての自殺行為に他ならないからである。時間的空間的に偏った資源環境は、情報伝送速度を上げる向きの淘汰圧として働く。生命誕生前の原始のスープで利用可能なエネルギーは熱揺らぎ幅k_BTの程度であり、このk_BTの程度のエネルギー差を観測して情報(負のエントロピー)に変換する非平衡系が生命である。生命の起源にとって、k_BTの程度のエネルギー感度は必然である。細胞表面に複数のレセプター分子を並べることも加算平均化になる。観測装置としての細胞が複数結合した加算平均化が生存価を増す。多細胞生物への進化は、単細胞生物に比べて、熱雑音に埋もれた微弱な観測信号の信頼性(情報量)を加算平均化によって改善した例である、ことの情報理論的検証を目的とした。当初計画は、割球数の増加にともなう膜電位雑音の振幅減少の実測によって、加算平均原理を実証するものであった。しかし膜電位雑音の計測は不安定で卵割前後の比較が困難であった。また代替法として試みた膜電位固定下での電流雑音の計測も不調に終わった。このため、多細胞化の熱雑音仮説の実証は達成できなかったが、その情報論的考察の拡張に寄与した。受精卵の卵割を、単細胞生物から多細砲へと移行した進化過程のモデルとして扱い、多細胞化が、単細胞に比べて、熱雑音に埋もれた微弱な観測信号の信頼性(情報量)を加算平均化によって改善していることを実証する。これまでに、コオロギの気流感覚細胞は分子1個の平均運動エネルギー【approximately equal】K_BT(常温で約4×10-21Joule)に応答できることを実測し、この熱雑音感受性が神経系の基本構造である並列伝送回路の起源であることを示した。その根拠は、もし細胞がかつて低かった感度を上げてK_BT領域に近づいたのなら、自ら熱雑音の中に埋もれて行ったことになり、観測装置としての自殺行為に他ならないからである。生命誕生前の原始のスープで利用可能なエネルギーは熱揺らぎ幅左_BTの程度であり、このK_BTの程度のエネルギー差を観測して情報(負のエントロピー)に変換する非平衡系が生命である。生命の起源にとって、K_BTの程度のエネルギー感度は必然である。多細胞生物への進化は、単細胞生物に比べて、熱雑音に埋もれた微弱な観測信号の信頼性(情報量)を加算平均化によって改善した例である、ことの情報理論的検証を進めた。次年度は卵割後の割球では、膜電位の信号(共通成分)対雑音比が改善されることの計測を進める。

観測装置としての細胞が複数結合した加算平均化が生存価を増す。多細胞生物への進化は、単細胞生物に比べて、熱雑音に埋もれた微弱な観測信号の信頼性(情報量)を加算平均化によって改善した例である、ことの情報理論的検証を目的とした。当初計画は、割球数の増加にともなう膜電位雑音の振幅減少の実測によって、加算平均原理を実証するものであった。しかし膜電位雑音の計測は不安定で卵割前後の比較が困難であった。また代替法として試みた膜電位固定下での電流雑音の計測も不調に終わった。このため、多細胞化の熱雑音仮説の実証は達成できなかったが、その情報論的考察の拡張に寄与した。
骨組織におけるコラーゲン線維形成コア分子の発現機構の解明と再生医療への応用

骨組織にはI型をはじめ、V型、XII型コラーゲン分子等が発現し、コラーゲン線維を形成する。本研究ではI型コラーゲンa2鎖遺伝子のプロモーターについて解析した。骨芽細胞において、-160 Sp1結合部位に骨特異的転写因子であるSp1/Osterixが結合し、作用していることを見出した。また、V型コラーゲンa1鎖遺伝子の3'UTRについて、転写後の発現調節について解析した。その結果、miR-29が結合し、発現を抑制していることが明らかになった。この抑制は骨芽細胞ばかりでなく線維芽細胞でも見られた。以上の結果は、これらの因子が骨粗鬆症等の骨系統疾患の再生医療への応用が可能であることを示唆する。骨組織にはI型、III型、V型、XI型、XII型等のコラーゲン分子が存在する。これらの分子は単独で働くのではなく、複数の分子が高分子会合体(コラーゲン線維)を形成し、機能していることが予想される。現在まで、私たちは骨芽細胞において、V型コラーゲンa1鎖及びa3鎖遺伝子のプロモーター領域に骨芽細胞特異的な転写因子Sp7/osterixが結合し、転写を正に調節していることを明らかにした。本研究においてはV型と共発現するI型コラーゲン遺伝子について、Sp7/osterixの関与について検討した。マウスI型コラーゲンa2鎖遺伝子の近位プロモーターにおいて、Sp7/osterixが結合すると予想される塩基配列が6箇所予想された。そこで各部位を変異させたDNAコンストラクトを作製しルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、骨芽細胞特異的にこの転写因子が結合する部位が1箇所見られた。そこで、この転写因子を過剰発現させると、正常では転写活性やmRNAが増加するのに対し、変異体ではそれらの増加が見られなかった。逆に転写因子に特異的なsiRNAによって、正常では転写活性やmRNAの抑制が見られるのに対し、変異体ではその抑制は見られなかった。さらに骨芽細胞の分化に伴って、I型コラーゲンa2鎖やSp7/osterixの発現が上昇するが、変異体ではその上昇が見られなかった。以上のことより、この部位にSp7/osterixが結合し、骨芽細胞特異的な発現に関与していることが強く示唆された。コラーゲン由来のペプチドの機能を知る目的で特異的構造(特に酸性或いは塩基性)を示す領域カバーするcDNAを用いて、発現ベクターに組み込んだコンストラクトを準備した。また、miRによる遺伝子の発現調節を調べる目的で、各コラーゲン鎖のmRNAの3'UTR領域のクローニングを始めている。骨芽細胞は骨マトリックスタンパク群及びハイドロキシアパタイトを産生する。骨マトリックスタンパクはコラーゲン及び非コラーゲン分子よりなる。コラーゲン分子として主要なI型の他に、量的には少ないがIII型、V型、XII型、XVIV型等コラーゲン分子が存在する。これらの異なるコラーゲン分子は会合し、高分子のコラーゲン線維を形成する。従って、コラーゲン線維形成において、これらの遺伝子は共通に調節されていると思われる。私たちは現在まで、骨芽細胞においてI型及びV型コラーゲン遺伝子が転写レベルで共通の因子により調節されていることを報告してきた。今回、本研究においては培養骨芽細胞(MC3T3-E1)を用いて、V型コラーゲン遺伝子の転写後の調節として、microRNAによる調節機構を、またXII型コラーゲンの転写レベルの調節機構を解析した。V型コラーゲン遺伝子:前年度、V型a1鎖の3'UTR領域において、少なくとも2箇所に発現を抑制する領域があることをルシフェラーゼアッセイ法で認めた。その結果をうけて、targetScanデータベースより候補miR選び解析を行った。miR結合部位に変異を入れるとルシフェラーゼ活性は増加した。さらにプレmiRを強制発現させると、強い抑制がみられた。以上のことよりこのmiRがコラーゲンV型a1鎖遺伝子の転写後の調節に関与していることが示唆された。XII型コラーゲン遺伝子:MC3T3-E1細胞よりmRNAを抽出しRT-PCRを行った。I型及びV型コラーゲン遺伝子の発現に比べ、XII型は発現が非常に少なく1/100以下であった。エクソン1上流のDNA断片をクローニングし、ルシフェラーゼ活性を調べた。-199bp上流までに基本的なプロモーター活性がみられた。今後、I型やV型と同様な因子が関与しているか解析していく予定である。骨に発現するコラーゲン遺伝子であるV型コラーゲンについて、転写後の調節機構の解析を順調に行うと共に、XII型コラーゲンの転写調節の解析も始めたため。骨はハイドロキシアパタイト及びマトリックスタンパク質よりなる。マトリックスタンパク質はコラーゲン及び非コラーゲン性のプロテオグリカン等よりなる。その中で骨組織に発現するコラーゲン分子としては、I型コラーゲンをはじめとして、III型、V型コラーゲン分子等が存在し、高分子会合体としてコラーゲン線維を形成している。今まで、私たちは骨組織に特異的に発現する転写因子であるOsterix/Sp7がa2(I)鎖、a1(V)鎖、a3(V)鎖コラーゲン遺伝子のプロモーター領域に結合し、共通に転写活性を増加させているのをみいだした。さらに転写後の調節として、miRによる調節が予想される。今回の実験では、a1(V)鎖コラーゲン遺伝子の最小のプロモーター活性を持つ領域、及び3'UTR領域をベクターにつないで、その活性の変化をみた。

その結果、3'UTRの+822+1,622領域に活性を低下させる領域が存在した。データベース上で同領域には3箇所のmiR29及び1箇所のmiR181、miR182が結合する領域が予想された。変異を導入したコンストラクトを用いた実験で3箇所のmiR29を導入した場合に、有意に活性が上昇した。また、miR29bを強制発現させると活性は低下し、siRNAの導入では活性は増加した。また、骨芽細胞(MC3T3-E1)をCRISPR/Cas9システムを用いてmiR29bをノックアウトした細胞でも活性が回復した。ただ、miR29による調節は線維芽細胞(NIH3T3)においても同様に認められた。以上より、a1(V)鎖コラーゲン遺伝子の発現調節にはプロモーター領域ばかりでなく、miRによる発現調節が関与していることが認められた。骨組織にはI型をはじめ、V型、XII型コラーゲン分子等が発現し、コラーゲン線維を形成する。本研究ではI型コラーゲンa2鎖遺伝子のプロモーターについて解析した。骨芽細胞において、-160 Sp1結合部位に骨特異的転写因子であるSp1/Osterixが結合し、作用していることを見出した。また、V型コラーゲンa1鎖遺伝子の3'UTRについて、転写後の発現調節について解析した。その結果、miR-29が結合し、発現を抑制していることが明らかになった。この抑制は骨芽細胞ばかりでなく線維芽細胞でも見られた。以上の結果は、これらの因子が骨粗鬆症等の骨系統疾患の再生医療への応用が可能であることを示唆する。骨に発現するI型、V型、XII型コラーゲン遺伝子に共通な転写および転写後の調節機構を明らかにする。さらに、コラーゲン由来ペプチドの機能解析をすすめる分子細胞生物学骨に発現しているコラーゲン遺伝子の転写調節に骨芽細胞特異的な因子の関与を明らかにし、コンストラクトの作製も進んでいる。さらにコンストラクトの作製を行い、骨におけるマウスを使った転写調節機構の証明、コラーゲンの各領域の機能の解析、miRの遺伝子発現機構の解析を行い、再生医療への応用を進めていく。
動的表現バイアスに基づくマルチタスクデータマイニング

互いに関連する複数のパターン発見タスクに効果的に対処するために,データとパターンの表現形式を自動的に変更する新しいデータマイニング手法を開発し,計算機システムとして実装して人工・実データでその有効性を示した.顕著な成果は,共通辞書を許容するように拡張したMDL原理を用いるマルチタスク分類学習手法,コルモゴロフ複雑性に基づく情報量距離の拡張版を用いるマルチタスククラスタリング手法,マルチタスクデータマイニング用の次元縮退手法である.互いに関連する複数のパターン発見タスクに効果的に対処するために,データとパターンの表現形式を自動的に変更する新しいデータマイニング手法を開発し,計算機システムとして実装して人工・実データでその有効性を示した.顕著な成果は,共通辞書を許容するように拡張したMDL原理を用いるマルチタスク分類学習手法,コルモゴロフ複雑性に基づく情報量距離の拡張版を用いるマルチタスククラスタリング手法,マルチタスクデータマイニング用の次元縮退手法である.本研究の目標は,互いに関連する複数のパターン発見タスクに効果的に対処するために,データとパターンの表現形式を自動的に変更する新しいデータマイニング手法を開発し,計算機システムとして実装して人工・実データでその有効性を示すことである.本年度は,主に拡張MDL原理を用いたルール群発見手法/選言標準形概念の分類学習手法を開発し,多数の人工データに適用してその性能を調べた.はじめに,代表者が過去に提案した互いに関連しあうルール群発見手法用の拡張MDL原理を,2値属性データマルチタスクデータマイニング用に拡張した.この拡張では,複数のデータマイニングタスクが共通の符号表を持ち,この符号表には共通すると推定される部分概念が保存される.次に,この符号表を逐次的に更新することにより,データ・仮説の表現形式を変更する探索法を開発した.人工データを用いた実験結果は良好であり,広い範囲の問題設定において,データ欠如やノイズに対する頑健性を示すことができた.その他,コルモゴロフ複雑性に基づく情報量距離を用いたクラスタリング・分類学習およびテキストやグラフデータからのデータマイニング手法の開発にも取り組んだ.前者では主に階層型クラスタリングを対象とし,有望な結果を得た.後者では例外的だが興味深いパターンを発見する問題を対象とし,データ構造とアルゴリズムに特に注力して高速なデータマイニング手法を開発し,人工・実データに適用して有効性を確認した.本研究の目標は,互いに関連する複数のパターン発見タスクに効果的に対処するために,データとパターンの表現形式を自動的に変更する新しいデータマイニング手法を開発し,計算機システムとして実装して人工・実データでその有効性を示すことである.本年度は主に,昨年度開発した拡張MDL原理を用いるルール群発見・分類学習用マルチタスクデータマイニング手法の有効性を調べて改良・拡張し,コルモゴロフ複雑性に基づく情報量距離を用いるクラスタリング用マルチタスクデータマイニング手法を開発してその有効性を調べた.前者に関してはまず,昨年度開発した拡張MDL基準に基づく選言標準形概念用の手法を,符号長の計算などを厳密に見直すことで改良した.次に改良した手法を多数の人工データおよび機械学習標準データ集合などに適用して正答率・ノイズ耐性などに関する有効性を示した.後者に関してはまず,文字列などシーケンスデータを対象とし,LZW圧縮器を用いる近似情報量距離において,自タスクと他タスクにおける関連事例集合を反復的に求めて用いる新しい情報量距離を考案した.次にこの情報量距離を用いるクラスタリング手法を開発し,人工データ,単言語・多言語のテキストデータ,ウェブデータなどに適用してその有効性を確認した.さらに例分布を多様体としてとらえ重心などの幾何学的性質と例ペアの所属クラスに関する制約を用いるマルチタスクデータマイニング用の次元縮退手法も開発し,人工データやテキストデータに適用してその有効性を確認した本研究の目標は,互いに関連する複数のパターン発見タスクに効果的に対処するために,データとパターンの表現形式を自動的に変更する新しいデータマイニング手法を開発し,計算機システムとして実装して人工・実データでその有効性を示すことである.本年度は主に,昨年度開発した拡張MDL原理を用いる分類学習用マルチタスクデータマイニング手法,拡張コルモゴロフ複雑性に基づく情報量距離を用いるクラスタリング手法,マルチタスクデータマイニング用の次元縮退手法を国際発表し,討論などで得た知見を活かしてさらなる改良と実験を行った.拡張

MADL原理を用いる分類学習用マルチタスクデータマイニング手法は,連携研究者である邵浩氏がSDM2011国際会議で発表し,その知見を活かして主に理論的解析を進めた.コルモゴロフ複上雑性に基づく情報量距離を用いるクラスタリング手法は,連携研究者であるグエンヒテアク氏がISMIS2011国際会議で発表し,その知見を活かして収束性の証明などを行った.マルチタスクデータマイニング用の次元縮退手法は,連携研究者である童彬氏が筆頭著者になってSDM2011国際会議で発表し,その知見を活かして主に評価実験を充実させた,それらの結果と前年度までの成果を併せ,拡張MDL原理と拡張コルモゴロフ複雑性という2種類の情報圧縮可能性を評価基準とするマルチタスクデータマイニングをほぼ確立し,分類学習,クラスタリング,ルール群発見,次元縮退などの各種タスクでの手法群の提案と,種々の人工データおよび実データを用いる実験によるそれらの実証を達成した.他に,役割に基づくコミュニティ発見,マルチ視点の異常値検出,圧縮可能性に基づく超平面型分類子のマルチタスク学習,圧縮可能性に基づくグラフノードの一般化クラスタリング,領域横断型の軌道データ分析などにおいても成果を挙げた.本研究の目標は,互いに関連する複数のパターン発見タスクに効果的に対処するために,データとパターンの表現形式を自動的に変更する新しいデータマイニング手法を開発し,計算機システムとして実装して人工・実データでその有効性を示すことである.本年度は主に,昨年度までに開発・改良・検証した,初期仮説を許容するように拡張したMDL原理を用いるルール群発見手法,共通辞書を許容するように拡張したMDL原理を用いるマルチタスク分類学習手法,コルモゴロフ複雑性に基づく情報量距離の拡張版を用いるマルチタスククラスタリング手法,マルチタスクデータマイニング用の次元縮退手法をさらに多くの種類の人工データと実データに適用し,情報圧縮基準と動的表現バイアスに基づくマルチタスクデータマイニングを確立した.特に,後3件の研究は国際ジャーナルKnowledge and Information Systems(KAIS)に論文が採択され,質の高い国際的な成果発信が達成できたと考える.その過程において,マルチタスク分類学習用の拡張MDL原理やコルモゴロフ複雑性に基づく情報量距離の拡張版などの理論的な解明を進め,マルチタスクデータマイニング用の次元縮退のための並行ガウス過程を用いる手法などの詳細な評価結果を得た.他に,動的マルチタスク学習や高ノイズデータからの転移学習など関連する課題・応用に関しても成果を挙げた.拡張MDL原理と拡張コルモゴロフ複雑性という2種類の情報圧縮可能性を評価基準とするマルチタスクデータマイニングをほぼ確立し,分類学習,クラスタリング,ルール群発見,次元縮退などの各種タスクでの手法群の提案と,種々の人工データおよび実データを用いる実験によるそれらの実証を達成した.24年度が最終年度であるため、記入しない。残されたのは最終年度1年間であるが,引き続き拡張MDL原理と拡張コルモゴロフ複雑性という2種類の情報圧縮可能性を評価基準とするマルチタスクデータマイニングに取り組み,分類学習,クラスタリング,ルール群発見,次元縮退などの各種タスクでの手法群の提案と,種々の人工データおよび実データを用いる実験によるそれらの実証を進める.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ユニバーサルクラシファイア：多様なドメインに適応する物体認識技術の実現

画像・映像の中に含まれている物体の認識を行うためには,対象となる環境において大量のサンプルを取得して機械学習を行うアプローチが主流である.しかし,実際の応用場面では必ずしも常に大量の学習サンプルを獲得できる訳ではない.そこで,異なる環境で収集したデータを用いて学習した識別器を用いて新たな環境において精度の高い識別を行う手法を提案した.実環境において収集したデータを用いて検証を行ったところ提案手法が有効に動作することがわかった.研究初年度である平成25年度は,当初予定のとおり,評価システムの開発と,それを利用した基礎的な検証を実施した.計画段階では既に公開されているデータセットを利用した評価を想定していたが,大規模商業施設における歩行者映像を入手できたため,それを利用して人物の属性と画像データが対応付いたデータセットを作成した.現段階ではまだ作成途中であるため100人程度の規模であるが,最終的には1000人程度の規模のデータセットとすることを予定している.このようなデータは世界的にもあまり例がないものであるので,今後の本研究の評価に有益であると期待される.このデータセットを用いて,カメラ画像から人物の性別を推定する問題を取り上げ,本研究課題の基礎的な実験を行った.ここではカメラの設置位置の違いがドメインの違いに相当することになる.予定通りRandom Forestsによる識別手法を実装して評価したところ80%以上の識別率が得られた.これは本研究のアイデアが有効であることを示唆している.ただし,まだ用いたデータが限定的であるため,今後はバリエーションを増やして実験を行う必要がある.そこで明らかになった新たな課題としては,識別器がブラックボックスとして動作しており,どのような特徴が具体的に貢献しているかが明確でない点である.これは昨今の画像特徴を用いた認識手法に共通する課題であるが,基本アイデアが真に有効であることを実証するためには解決しなくてはならない課題である.昨年度と同様,防犯カメラにおける性別推定問題を取り上げて基本アイデアの評価を行った.本年度の成果としては以下が挙げられる.まず,より信頼性の高い評価を行うため,昨年からさらにデータセットの数を増やした.現在500枚程度のデータが得られている.このデータは被験者に学術目的での利用・公開に許諾してもらっている.このようなデータは世界的にみても例がなく,データを収集すること自体が学術的な価値が高いと言える.次に,このデータセットを利用して人物の姿勢を様々に変化した状況での性別識別を行った.画像ベースの識別問題では対象となる物体(この場合は人物)の姿勢が異なると,まったく違う物体と見なされることになるので,姿勢の変化は本研究課題におけるドメインの変化の一種と考えることができる.そこで,姿勢変化に統一的に利用可能な特徴と,姿勢変化に対して適応的に用いるべき特徴をわけて識別を行うことの有効性を確認した.具体的には,姿勢変化を含むデータに対して学習した識別器と,特定の姿勢のみを含む学習データから得られた識別器を組み合わせることで,組み合わせない場合と比べてトータルの識別性能が向上することを確認した.これらの結果をまとめて学会などで発表した.これまでの実験では,姿勢の違い(ドメインの違い)は人の眼でみて判断して分類していたが,データの分布などからドメインの違いを自動的に判断することが今後の課題となる.最終年度にはこれまでと同様映像からの性別推定の問題を引き続き検討した.昨年度までは写っている人物の方向の違いに着目して,向きの違いに適応した転移学習の検討をおこなってきたが,今年度は映像を撮影した環境の違いに着目し,未知の環境での性別推定を行うときに,すでに十分なデータがある環境での学習結果を活用する手法の検討を行った.まず,すでに保有していた500枚のデータに加えて,2つの別環境で撮影した人物データを用意した.合計3つの環境で撮影したデータあるが,屋内・屋外の違いや,照明条件の違い,カメラ設置位置の違いなどがあるため,本研究で取り扱っている異なるドメインのデータとして妥当なものと言える.このようなデータに対して,人の手で人物領域切り出しと男女のタグ付けを行って,本研究で用いるデータセットとした.その上で,ある環境(環境Aとする)で学習した識別器を使って別の環境(環境Bとする)における学習の効率化と識別の高精度化を図る手法を検討した.この手法は研究計画書に記載したアイデアを元に考案したものであり,環境Aにおいて学習したランダムフォレスト識別器のうち,環境Bにおいても有効なものを選び出し,環境Bにおいて新たに学習したものと統合して識別を行うものである.これによって例え環境Bにおいて十分な学習データ得られなくても,環境Aにおいて学習した識別器の助けを借りて高精度な識別を実現できる.上述のデータセットを用いた実験によって,本提案手法の基本的な有効性を確認した.画像・映像の中に含まれている物体の認識を行うためには,対象となる環境において大量のサンプルを取得して機械学習を行うアプローチが主流である.しかし,実際の応用場面では必ずしも常に大量の学習サンプルを獲得できる訳ではない.そこで,異なる環境で収集したデータを用いて学習した識別器を用いて新たな環境において精度の高い識別を行う手法を提案した.実環境において収集したデータを用いて検証を行ったところ提案手法が有効に動作することがわかった.初年度に独自データの収集を前倒しに実施したため,評価実験を早期に実施することができた.想定外の結果が得られている部分もあるが,最終年度に十分検討・改善が可能であると考えている.コンピュータビジョン,物体認識概ね当初の予定通り進捗しているため,最終年度は詳細な評価や論文としてのまとめに注力していく.上記の通り,予定通りデータの収集や基礎実験を行った.

基礎実験では新たな課題も明らかになっているが,2年目以降に実施予定だった独自のデータセット収集をすでに開始しているため,新規課題に取り組むことも十分可能である.評価実験用に購入した計算機の金額が当初想定よりも安価であったため,次年度に予定している実験をより充実させるために使用することにした.当初予定通り,評価実験の結果は早期に学術論文としてまとめ,さらなるデータ収集と評価を繰り返し,提案手法の完成度を高めていく.詳細な評価実験のためにはデータベースの拡充が不可欠である.データベース作成用の計算機環境の拡充に使用する予定である.
D-アスパラギン酸の合成と分解に関わる酵素の構造と機能

高等動物の神経内分泌系において、D-アスパラギン酸はホルモン物質の合成や分泌の調整という重要な役割を担っている。PLP依存性アスパラギン酸ラセマーゼとFAD依存性D-アスパラギン酸オキシダーゼは、それぞれD-アスパラギン酸の合成と分解に関わる酵素として知られている。これら2種類の酵素の基質特異性を明らかにするため、我々はアカガイ由来のアスパラギン酸ラセマーゼと酵母由来のD-アスパラギン酸オキシダーゼの野生型酵素の立体構造をそれぞれ2.15Åおよび2.00Å分解能で決定した。最近の研究によって生体内においてD-アミノ酸が重要な役割を果たしていることが明らかとなっている。そのなかでも遊離のD-セリンとD-アスパラギン酸は、脳において高濃度で確認されており、NMDAレセプターのコアゴニストや細胞間のシグナルである神経伝達物質として働くことで注目されている。D-アスパラギン酸は高等動物において広く分布しており、脳、網膜、脊椎動物や無脊椎動物の内分泌や外分泌組織で見つかっている。またD-アスパラギン酸は、胎児や出産直後に増加し、若年成人ではトレースレベルまで減少するという高等動物の発達にともなってその量が変化することを示されているが、成熟した高等動物では、内分泌系の組織のD-アスパラギン酸レベルは増加していることが見つかるなど興味深い性質を示す。高等動物の脳において、D-アスパラギン酸を合成する酵素は最近まで見つかっていなかった。生物がいかにして、D-アスパラギン酸を利用するために工夫してきたかを理解するために、D-アスパラギン酸の生成、代謝に関わるPLP依存性D-アスパラギン酸ラセマーゼおよびFAD依存性D-アスパラギン酸オキシダーゼのX線結晶構造解析を行い、基質認識機構、および、反応のメカニズムを明らかにすることを研究の目的とする。アカガイ由来のPLP依存性D-アスパラギン酸ラセマーゼについては、去年度の研究によってネイティブ構造、活性化因子であるAhPとの複合体構造、阻害因子であるATPとの複合体の構造を決定することに成功し、この酵素のヌクレオチドによる活性の調節機構を分子レベルで考察することが可能となった。この成果については昨年の日本結晶学会でポスターにて発表した。一方、酵母由来のFAD依存性D-アスパラギン酸オキシダーゼについては、X線回折強度データ測定に適した単結晶を再現性良く得ることができ、放射光施設において2.0A分解能程度の良いデータの収集に成功しており、立体構造の決定に向けた順調な一歩が踏み出せたと言える。アカガイ由来のPLP依存性アスパラギン酸ラセマーゼについては、去年度の研究によってOpen型のネイティブ構造、活性化因子であるAMPとの複合体構造、阻害因子であるATPとの複合体の構造を決定することに成功し、この酵素のヌクレオチドによる活性の調節機構を分子レベルで考察することが可能となった。しかし、今年度の研究では、Closed型構造の結晶を得ることができず、基質特異性を明らかにすることはできなかったため、継続して研究を続ける必要がある。一方、酵母由来のFAD依存性D-アスパラギン酸オキシダーゼについては、重原子同型置換法によって位相の決定を行い、2.0A分解能でネイティブ構造の構築に成功した。この結果については、昨年の日本生化学会にてポスター発表した。
中近世ロシア諸法典の歴史的展開に関する研究

研究期間前半では、近世ロシア国家最初の全国法典である『1649年会議法典』の翻訳・解釈を行い、そこから得られた知見を基に前近代ロシア社会の問題を浮き彫りにした。研究期間後半では、ロマノフ朝成立に至る過程を調べる上で欠かせない『聖三位一体修道院の包囲についてアヴラーミイ・パーリツィンの物語』の翻訳・解釈を、16・17世紀ロシアの社会や法制度への影響についても研究することを視野に入れながら行った。なお、2013年はロマノフ朝成立400周年に当たっており、ロシア国内では多くの研究成果が現れている。われわれの研究はまさにそうした動きの延長線上にあるといえる。本年度は昨年度に引き続き『1649年会議法典』(以下『会議法典』と略)翻訳・解釈を行い、そこで得られた知見を基にして前近代ロシア社会の問題を浮き彫りにした。『会議法典』は15世紀から始まったツァーリ権力による統一的な法文書の集大成にあたるものであり、同時に、農奴制の定着を明文化するなど、その後のロマノフ朝帝政によるロシア社会の基礎を創った重要な法文書であり、ロシアの法学史のなかで特別な位置を占める。研究代表者である豊川浩一は、歴史家、文献学者、文化史家による研究会を組織し、研究者たちは東京都調布市の電気通信大学において、月に一回の割合で、『会議法典』の翻訳・解釈の検討をおこない、相応の進展を得た。これに関する成果が、中澤敦・吉田俊則「『1649年会議法典』翻訳と注釈(7)」『人文学部紀要』(富山大学人文学部)54巻、2010年、219-262頁、である。また、ロシア史を専門としない研究者にも当該地域との比較の可能性を開きつつ、容易にロシアの一次史料にアクセスできるように、また古代ロシア語を解さない学生などでも中近世ロシア史を本格的に学べるように適宜ウエブ上に成果を公開している。加えて、『会議法典』に隣接する中近世諸史料の発掘・検討などについて、研究分担者のあいだで意見交換を行った。その成果については、研究者代表・研究分担者各自がそれぞれの刊行物のなかで公刊している。特に、この『会議法典』が成立するまでのロシアの諸法典・法律文書の歴史的展開について、法制史だけではなく、政治、経済。社会、宗教、民俗といった様々な側面から当時の社会状況の一端を明らかにした。その成果が、中澤敦・吉田俊則「『1649年会議法典』翻訳と注釈(8)」『人文学部紀要』(富山大学人文学部)56巻、2012年、265-307頁である。これが『会議法典』の翻訳・解釈についての最終成果である。これと前後して、17世紀初頭を中心とした近世ロシアの法典全体の意味を問い、かつ『会議法典』のロシア法における位置づけの研究に着手した。具体的には、『聖三位一体修道院の包囲についてアヴラーミー・パーリツィンの物語』の翻訳・解釈を行うこととし、2011年6月からテキストについての報告・発表を行い、その翌月から本格的な翻訳・解釈の作業を開始した。これは17世紀初頭の「動乱時代」に偽ドミートリーと彼に率いられたポーランド軍によって包囲された聖三位一体大修道院(モスクワの北東にある)の様子を中心に書かれた歴史書である。これは当時の修道院財産管理僧の手になるものであるが、この書の検討により、先の『会議法典』成立に至るまでのロシアの社会的情況の一端を理解することができるのである。また、17世紀のロシア語を丁寧に読むことにより、言語学の上からも学問的に寄与するところ大である。以上の点を考えて、月1階の定例会で研究代表者・分担者・協力者による合同での翻訳・解釈を行った。一方で、研究分担者・協力者は各自史料研究を進めた。ただし、予定していた合宿形式での合同研究会は、東日本大震災の影響もあって準備が間に合わず行われなかった。本年度は、昨年度に引き続き、ロマノフ朝成立に至る過程を調べる上で欠かせない重要な史料である『聖三位一体修道院の包囲についてアヴラーミイ・パーリツィンの物語』の翻訳・解釈を、1617世紀ロシアの社会や法制度への影響についても研究することを視野に入れながら行った。なお、2013年はロマノフ朝成立400周年の年に当たっており、ロシア国内では多くの研究成果が現れている。われわれの研究はまさにそうした流れに棹差したものとなった。

それゆえ研究成果を広く国内外の学界に問うことも行った。さらには、同じく研究成果の一端をウェブサイト状に掲載し、ロシア史が専門ではない研究者にも当該地域との比較の可能性を開きながら、容易にロシアの一次史料にアクセスできるようにした。加えて古代ロシア語を解さない学生なども中近世ロシア史を本格的に学べるような環境を整備して行くことも行った。以上の成果として次の点を指摘できる。『聖三位一体修道院の包囲についてアヴラーミイ・パーリツィンの物語』の翻訳・解釈の成果については、アヴラーミイ・パーリツィン(三浦清美訳・注)「三位一体修道院包囲の物語」中近世ロシア研究会編『アヴラーミイ・パーリツィンの『三位一体修道院包囲の物語』翻訳と資料』(2014年3月)として刊行した。ここでは7章から27章までの翻訳と注釈が中心である。加えて、同雑誌には松木栄三による翻訳と解説が加えられた「E.ゴルビンスキーによるパーリツィン『物語』の解説」をはじめ、関連資料が収めらることができた。また、それとは別に、中近世ロシア研究会編『中近世ロシア論文集』(2014年3月)として論文集も刊行した。本年度は昨年度6月から行っている17世紀初頭を中心とした近世ロシアの法典全体の意味を問い、かつ『会議法典』のロシア法における位置づけの研究を進めた。具体的には、月1回の定例会で、『聖三位一体修道院の包囲についてアヴラーミー・パーリツィンの物語』(『パーリツィンの物語』と略)の翻訳・解釈を行い、そこで得られた知見をもとにして前近代ロシア社会の諸問題を浮き彫りにしてきた。この書の検討により、17世紀初頭モスクワ国家の混乱している様子、ポーランドおよびリトアニアによるモスクワ国家侵入の様子、等が詳細に明確になった。また、17世紀ロシア語のテキストを言語学的および歴史学的観点から詳細に読み進めるという方法により、言語学的により正確で、内容的により深い理解をもった翻訳をおこなっている。その意味からも学問的に寄与するところが大である。先の『パーリツィンの物語』の翻訳・解釈に加えて、7月には、研究分担者による「アヴラーミー・パーリツィンの著作のテキスト成立史の研究概観」と題する報告会、12月にはポーランド・リトアニア史の専門家による「サピエーハ一門の来歴」と題する報告会を開催し、テキスト分析と並んで17世紀リトアニアの内部事情の検討を行った。その意味では、研究課題をさまざまな角度から分析してきたと言える。以上の全体的な研究に加えて、研究代表者・分担者・協力者は各自の史料研究を進めた。順調に『会議法典』の翻訳・解釈についての論文が完成し、かつ新たなテキストの翻訳・解釈に移行することが出来たため。25年度が最終年度であるため、記入しない。現在読み進めている『アヴラーミー・パーリツィンの物語』について、その翻訳・解釈作業が順調に進んでおり、かつそのテキストにまつわるさまざまな問題に研究分担者・協力者が多角的に取り組んでいるからである。昨年から始まっている『聖三位一体修道院の包囲についてアヴラーミー・パーリツィンの物語』の翻訳・解釈を、今年度も行うことにし、かつ研究分担者・研究協力者各自が史料研究を推進する。そのために、月1階の定例会を行い、研究の進展を図ることとする。基本的には、従来から進めている『アヴラーミー・パーリツィンの物語』の翻訳・解釈作業を今後とも行うこととし、かつ研究分担者・協力者各自がその史料研究を推進することとする。
禁裏・宮家・公家文庫収蔵古典籍のデジタル化による目録学的研究

1前回の科研(「東山御文庫を中心とした禁裏本および禁裏文庫の総合的研究」)で作製した京都御所東山御文庫本(近世天皇家の文庫を継承)のマイクロ・フィルムを整理して、史料編纂所の図書室にて公開するとともに、侍従職の許可を得て、東山御文庫本マイクロ・フィルムのデジタル化を行い、CD-ROM(「東山御文庫本CD-ROM」)を作製した。また書陵部蔵伏見宮家本(中世天皇家の文庫を継承)の「目録」を作成し、書陵部の許可を得て、マイクロ・フィルムより、デジタル化を行い、「伏見宮家本CD-ROM」を作製した。更に二つのCD-ROMを使い易くするために、画像ファイル(TIFF番号)とExcelで作成した1画像ごとの内容目録を連関させ、個々の画像にジャンプ出来るHTML形式の「デジタル画像目録」のシステムを考案し、東山御文庫本の一部については試作品を作った。2古代から近世までの天皇家にかかわる文庫・宝蔵の歴史に関する記録や蔵書目録の内容について詳細に検討し、特に蓮華王院宝蔵、南北朝期と後花園天皇期など中世禁裏文庫、後光明天皇期の近世禁裏文庫について、新知見を得た。3秋の曝涼期間に京都御所東山御文庫の調査を行うなど、禁裏・宮家・公家文庫収蔵史料の調査を行うとともに、東山御文庫本・伏見宮家本・高松宮家本・九条家本・柳原家本などの重要な蔵書目録・古典籍・文書群に関して個別研究を行い、東山御文庫本「地下文書」・「鴨社文書」、伏見宮家本「伏見宮雑文書目録」、高松宮家本「伏見殿文庫記録目録」・「定能卿記」・「お湯殿上の日記」、九条家本「延喜式」・「官奏抄」、柳原家本「官本目録」など重要史料の翻刻や研究論文を発表した。本年度の主な研究成果は以下の通りである。(1)宮内庁書陵部編の『和漢図書分類目録』や所蔵の図書カードをもとに、宮内庁書陵部収蔵の「御所本」(旧禁裏文庫本)の仮目録(「宮内庁書陵部所蔵御所本目録(稿)」)のほぼ半分、また、同様にして、宮内庁書陵部所蔵の伏見宮家本の目録(「宮内庁書陵部所蔵伏見宮家本目録(稿)」)を作成した。(2)東京国立博物館所蔵の九条家旧蔵本『延喜式』をはじめとする公家文庫収蔵古典籍のデジタル化(CD-R化)を行った。(3)秋の曝涼期間中に京都御所東山御文庫別置本の九条家旧蔵本『弘仁格抄』を再調査した。(4)前回の科研で作成した勅封番号順に繋ぎ換えた東山御文庫本マイクロフィルムを整理し、東京大学史料編纂所の図書室で閲覧出来るようにした。(5)近世公家日記のうち勧修寺家旧蔵『勧慶日記』を中心に、近世公家文庫の形成に関わる史料を検索し、関連記事を筆録した。(6)禁裏文庫・公家文庫収蔵古典籍の個別研究を行い、伏見宮家本『秋玉秘抄』との比較によって、柳原家本の中に、既に失われていたと思われる源有仁原撰本『秋次第』を、また、菊亭家本の中に、洞院家文庫にあったと思われる史料を、それぞれ見出し、研究を行った。4年計画である本科研は、第2年度目をむかえ、研究の主目的である、近世以来の天皇家の文庫を継承した東山御文庫本や中世の北朝の文庫を継承する伏見宮家本のデジタル化を行うなど、以下のような研究成果を得た。(1)昨年度に引続き、宮内庁書陵部編『和漢図書分類目録』や同部の図書カードをもとに宮内庁書陵部所蔵「御所本」(旧禁裏文庫本)の仮目録の残り半分を作成し、「宮内庁書陵部所蔵御所本目録(稿)」を完成させた。

(2)前回の科研(平成1012年度基盤研究(A)(2)「東山御文庫本を中心とした禁裏本および禁裏文庫の総合的研究」)等で作成・購入した勅封番号順に繋ぎ換えた東山御文庫本マイクロフィルム(ディープ)をもとに、宮内庁侍従職の許可を得て、平成14年度迄に撮影・公開された全ての東山御文庫本マイクロフィルムのデジタル化を行い、CD-Rを作成した。(3)昨年度作成した宮内庁書陵部所蔵の伏見宮家本の目録(「宮内庁書陵部所蔵伏見宮家本目録(稿)」)をもとに、整理が終了した全ての伏見宮家本をデジタル化する許可を宮内庁書陵部より得て、同本のデジタル化(CD-R作成)に着手した。(4)秋の曝涼期間中に、京都御所に出張し、東山御文庫本の原本調査を行うなど、禁裏文庫・公家文庫収蔵古典籍・古文書の個別研究を行った。(5)西尾市岩瀬文庫所蔵『官本目録』、大東急記念文庫所蔵『禁裡御蔵書目録』、史料編纂所所蔵『京都御所東山御文庫記録目録』の本文を入力するとともに、岩瀬文庫に出張し『官本目録』の原本校正を行った。(1)これまでに作成した「宮内庁書陵部所蔵伏見宮家本目録(稿)」をもとに、宮内庁書陵部の許可を得て、公開されている全ての書陵部所蔵伏見宮家本の画像のデジタル化(「伏見宮家本CD-R」)を完成させた(モノクロjpeg200dpi 5300×3500pixel程度)。(2)「京都卸所東山御文庫本目録」をもとに昨年度完成した勅封番号順「東山御文庫本CD-R」には各画像ファイルの目録がなく使いにくいため、CD-Rに収録された史料のTIFF形式画像ファイルのうち収載史料(書名)ごとに、最初と最後の画像ファイル名(TIFFの番号)を確認し、Excel表形式でリスト化して、「京都御所東山御文庫CD目録(稿)」(勅封66函まで)を作成した。(3)昨年度作成した勅封23函所収『地下文書』中の「壬生家文書」の目録(「東山御文庫収蔵壬生家目録」)から各画像ファイルにジャンプ出来る試作品を作成した。また勅封3函所収『長秋記』、勅封180函所収『洞院家記』(画像フォルダ355)、『相国拝賀部類記』以下勅封163函所収史料(画像フォルダ321324)について、1画像ごとの内容を摘記してExcel表形式でリスト化した。更に『長秋記』を除く上記Excel形式画像データ・リストをもとに、個々の画像の内容摘記から個々の画像ファイルにジャンプ出来るHTML形式のデジタル目録(「京都御所東山御文庫本デジタル日録HTML版)を試作した。(4)宮内庁侍従職の許可を得て、秋の曝涼期間中に東山御文庫本の原本調査を行った。また、国立歴史民俗博物館共同研究に協力し、同館所蔵の高松宮家伝来禁裏本の調査を行った。更に、陽明文庫所蔵の「明暦」印のある写本の調査を行うなど、禁裏文庫・公家文庫収蔵古典籍・古文書の調査を行った。(5)『禁裏・公家文庫研究』2輯(平成17年度刊行予定)所収の論文・目録などデータの執筆・原稿のゲラ校正を行った。(1)宮内庁侍従職と書陵部の許可を得て作成した東山御文庫本と伏見宮家本のCD-ROM収録のTIFF形式画像ファイルの内、画像ファイル(TIFF番号)とExcelで作成した1画像ごとの内容目録を連関させ、個々の画像にジャンプ出来るHTML形式のデジタル目録のシステムを開発し、サンプルとして、東山御文庫勅封180-1-19『洞院家記』の1画像ごとのデジタル目録を作成した。(2)整理が終了した全ての宮内庁書陵部所蔵伏見宮本の「目録(稿)」を完成するとともに、2000年度以降に新たに撮影・公開された東山御文庫本マイクロフィルム目録の補遺を作成した。
アデニン・ヌクレオチド代謝測定を用いたストレス応答系解明の新たなアプローチ

術後の栄養管理を適切に行い、術後合併症の発生を減らし、術後成績を上げるために極めて重要な課題である。今回我々は手術侵襲前後での呼気ガス分析によるエネルギー消費量(EE)の測定および血球中のエネルギー消費量(energy charge)を測定し、新生児・乳児の手術侵襲に対するエネルギー応答系を検討し、ストレス応答系を解明することを目的とした。そこでEEの測定に用いられる間接カロリメーター(IC)が成人用に作製されており、1回換気量の極めて少ない新生児のEE測定が可能かどうかの検討を行った。すなわち呼気がすのガス濃度を模した標準ガス(0_215.07%、CO_24.97%)を小児肺モデルを用い、新生児の分時換気量分を用手的にICのcanoopy内に排出し、呼吸運動のシミュレーションとした。これらシミュレーション呼気ガスをIC回路及び現在呼気ガス濃度分析において最も信頼性の高いとされるWestron社製マス・スペクトロメトリー(MASS:-1400)および流量計として極めて信頼性の高い圧較差式流量計(WLCU-520)により検定した。その結果ICとMASSの濃度誤差率は0_2+2.7%、CO_2-6.6%であり新生児呼気ガス濃度分析可能であることを明らかにした。次に新生児・幼児の手術侵襲前後でのICによるEEと血球のenergy chargeを検討した結果、それぞれの手術後の変化はEETOenergy chargeはそれぞれ+15%および10%の亢進がみられた。これらの傾向は今までに全く解明されておらず我々が初めて明らかにした。
マイコプラズマ滑走運動装置の構造と動き

近年,世界的に大流行したマイコプラズマ肺炎は,マイコプラズマという細菌によって起こる.マイコプラズマは全くユニークなメカニズムで滑走運動を行い,この滑走運動はマイコプラズマの感染に必須である.本研究では,最速種のMycoplasma mobileとヒト肺炎菌のMycoplasma pneumoniaeについて,(1)滑走装置のナノメートルレベルの三次元構造,(2)滑走メカニズムに必須なタンパク質とその活性検出および構造アウトライン,(3)滑走装置のATP加水分解反応,(4) “あし"分子の挙動,(5)遺伝子操作開発とそれを用いた滑走装置構成タンパク質の局在決定,について結果を得た.主に,最速種であるMycoplasma mobileについて,以下の成果を得た.(1:構造)二種類の滑走タンパク質,Gli349とGli521の水中での挙動を高速AFMで詳細に解析した.滑走タンパク質,Gli123の精製に成功し,その分子形状を電子顕微鏡で明らかにした.菌体および単離した装置である"滑走ヘッド"をネガティブ染色電子顕微鏡とクライオ電子線トモグラフィーで可視化し,さらに変異株を用いてそれぞれの構造の構成タンパク質を予想した.菌体表面に存在するタンパク質を網羅的に解析し,その半分が抗原性変化にかかわるタンパク質であることを明らかにした.(2:駆動力)合成した均一のシアル酸オリゴ糖各種を足場とした時の滑走を解析し,結合の強さと滑走の速度に負の相関があることを明らかにした.また、菌体の動きを詳細に解析することで,駆動力が菌体の軸に対して傾いていることを明らかにした.(3:遺伝子操作)形質転換方法を確立し,それに基づいて,遺伝子破壊,遺伝子相補タンパク質の蛍光ラベルを行った.(4:構造解析)滑走に直接かかわると考えられるタンパク質,P42のアミノ酸配列の解析を行い,このタンパク質がチューブリンと同じ祖先から,全く異なるものに進化した極めてユニークなものであることを明らかにした.また,Mycoplasma mobileとヒト病原菌であるMycoplasma pneumoniaeの滑走運動に直接かかわるタンパク質を大腸菌で発現させた.それらを精製することで得たタンパク質3種類について,微結晶を得ることに成功した.(5:作業仮説)上記で得られた知見をもとに,滑走メカニズムを説明する作業仮説を更新した.2011年と2012年の冬に世界的に大流行した“マイコプラズマ肺炎"は,マイコプラズマという細菌によって起こる.マイコプラズマは,全くユニークなメカニズムで宿主表面を滑走運動する.申請者は,これまで主に最速種のMycoplasma mobile(マイコプラズマ・モービレ)を用いて,滑走装置とその構成タンパク質などを明らかにし,今まさにメカニズムの本質に迫ろうとしている.現在提案しているモデルは,以下である.すなわち,「滑走装置は4種類の新規巨大タンパク質から形成されており,ユニークな細胞骨格構造により支えられている.滑走装置からは長さ50ナノメートルのやわらかい“あし"が多数つきだしている.ATPの加水分解により装置に動きが生じ,“あし"のタンパク質が宿主細胞表面などのシアル酸オリゴ糖をつかんだり,ひっぱったり,はなしたりして,滑走運動が起こる.」さらに,本研究ではモービレの研究で培った技術と知識を全く異なるタンパク質により滑走する,Mycoplasma pneumoniae(マイコプラズマ・ニューモニエ)に適用し,その運動メカニズムをも明らかにする.本年度は,(1)滑走装置の三次元電子顕微鏡像解析,(2)主要タンパク質の活性と原子レベル像解析,(3) “あし"動きの予想と可視化,(4)遺伝子操作による滑走装置の構造解析,を行い,それぞれ次項に記載する結果を得た.2011年と2012年の冬に世界的に大流行した“マイコプラズマ肺炎"は,マイコプラズマという細菌によって起こる.マイコプラズマは,全くユニークなメカニズムで宿主表面を滑走運動する.申請者は,これまで主に最速種のMycoplasma mobile(マイコプラズマ・モービレ)を用いて,滑走装置とその構成タンパク質などを明らかにし,今まさにメカニズムの本質に迫ろうとしている.現在提案しているモデルは,以下である.すなわち,「滑走装置は4種類の新規巨大タンパク質から形成されており,ユニークな細胞骨格構造により支えられている.滑走装置からは長さ50ナノメートルのやわらかい“あし"が多数つきだしている.ATPの加水分解により装置に動きが生じ,“あし"のタンパク質が宿主細胞表面などのシアル酸オリゴ糖をつかんだり,ひっぱったり,はなしたりして,滑走運動が起こる.」さらに,本研究ではモービレの研究で培った技術と知識を全く異なるタンパク質により滑走する,Mycoplasma pneumoniae(マイコプラズマ・ニューモニエ)に適用し,その運動メカニズムをも明らかにする.本年度は,1.滑走装置の三次元電子顕微鏡像解析,2.滑走に必須なタンパク質の構造解析,3. “あし"動きの検出と解析,4.遺伝子操作による滑走装置の構造解析,を行い,それぞれ次項に記載する結果を得た.淡水魚の病原細菌,Mycoplasma mobile(モービレ)とモービレとは全くメカニズムの異なるヒト病原菌,Mycoplasma pneumoniae(ニューモニエ)について研究を行い,以下の結果を得た.(1)モービレとニューモニエそれぞれの滑走装置について,電子線クライオトモグラフィー(ECT)を用いて三次元構造を詳細に明らかにした.モービレについてはATP加水分解に伴う滑走装置の構造変化,さらに単離したモーターがATP合成酵素と酷似した構造で,新奇構造により数珠つなぎになっていることを明らかにした.(2)モービレとニューモニエ