hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実環境センシングに基づく投影型知的照明の視覚情報配置手法

本研究課題では,プロジェクタという光投影によって情報を提示できる機器を用いて,知的な照明環境を構築することを目的とした.それを達成するために(1)人体と机などの環境中にある物体のセンシング,(2)人物の状況に応じた情報提示,(3)複合現実感技術の応用という研究項目を設けた.研究成果として,いくつかの技術を開発し,オフィス環境,高齢者の遠隔支援環境などのシナリオにおいて,それら各々の開発技術の知的照明環境としての実用性を確認した.本研究ではユビキタスプロジェクションシステムを組み込んだ知的照明環境下において,ユーザの日常的な活動を支援する情報提示空間の実現を目指している.これらを実施するため,三つの技術課題を設けている:(1)ユーザを含む空間内の実環境センシング,(2)ユーザ状態に応じた視覚情報配置,(3)配置面に応じた複合現実感重畳投影.当初の計画では,本年度の実施項目として,項目(1)の複数台の距離画像センサを用いたユーザの三次元形状データ取得技術,項目(2)のヒューマンモデルを用いたユーザの位置姿勢計測技術,項目(3)では投影技術の向上をそれぞれ目指していた.本年度は特に,項目(2)および項目(3)の研究に取り組んだ.項目(2)では,投影型システムによって提供されるインタフェースを改善することを目的とし,ユーザの使いやすさ,見やすさを考慮したメニューの配置や複数の入力インタフェースの提案を行った.また,棚などのものを格納できる場所に対してRFIDシステムを導入することでその内部との関係を視覚的に提示するシステムを提案実装した.項目(3)では,投影像の質感向上を目指し,反射率や環境光の変化に対して頑強に目標となる見かけとなる投影手法を提案した.経時加法混色によって目標色となる2色を高速で切り替えながら投影し,それらを同期撮像することにより,人には目標とした見かけでありながら,システムでは2色投影による反射率・環境光の変化の推定を実現する.本研究課題では,プロジェクタという光投影によって情報を提示できる機器を用いて,知的な照明環境を構築することを目的とした.それを達成するために(1)人体と机などの環境中にある物体のセンシング,(2)人物の状況に応じた情報提示,(3)複合現実感技術の応用という研究項目を設けた.研究成果として,いくつかの技術を開発し,オフィス環境,高齢者の遠隔支援環境などのシナリオにおいて,それら各々の開発技術の知的照明環境としての実用性を確認した.本研究ではユビキタスプロジェクションシステムを組み込んだ知的照明環境下において,ユーザの日常的な活動を支援する情報提示空間の実現を目指している.これらを実施するため,三つの技術課題を設けている:(1)ユーザを含む空間内の実環境センシング,(2)ユーザ状態に応じた視覚情報配置,(3)配置面に応じた複合現実感重畳投影.当初の計画では,本年度の実施項目として,項目(1)の複数台の距離画像センサを用いたユーザの三次元形状データ取得技術,項目(2)のヒューマンモデルを用いたユーザの位置姿勢計測技術,項目(3)では投影技術の向上をそれぞれ目指していた.項目(1)では,複数台の距離画像センサを設置し,リアルタイム三次元実測空間を構築する予定であったが,研究環境等の問題から本年度は単体センサを用いた計測に計画を切り替えた.また検出したデータからユーザ抽出し,位置姿勢を求める予定であったが,単体センサでは計測が不十分なことがあり,本年度は情報から頭部位置のみを抽出し,頭部位置を利用したシステム開発とした.また,三次元データからは投影対象面を見つける平面検出を実装した.項目(2)では,ヒューマンモデルを用いてユーザと投影対象面の位置関係から,適切な投影表示場所の検出を予定していたが,項目(1)で取得データ不十分な状況となったため,まずは基礎的なセンサ・プロジェクタ間の校正に焦点を当て,距離画像センサ,プロジェクタ,カラーカメラの三者の幾何学的整合性を確保する技術開発を行った.そして投影面の位置姿勢に合わせた情報投影を実現した.項目(3)では,複数台プロジェクタを利用する技術向上に努めた.本年度は室内埋め込み型システムの開発ではなく,モバイル環境における複数台プロジェクタ間の色補正技術の開発を行った.これらの技術を埋め込み型にも適用する予定である.上記研究成果をもって学会発表も行った.本研究課題では,ユビキタスプロジェクションシステムで実現する知的照明環境下において,実環境センシングに基づく視覚情報配置行ううえで次の三つの項目に取り組んだ:(1)ユーザを含む空間内の実環境センシング,(2)ユーザ状態に応じた視覚情報配置,(3)配置面に応じた複合現実感重畳投影.最終年度では各項目に対して以下のような成果が得られた.項目(1):プロジェクションシステムで広範囲にわたりディスプレイが存在する環境で表示されるコンテンツを効率よく操作できるインタフェースを実現するためのセンシング手法を開発した.実環境センシングによってユーザの意図する動作を的確に認識し,ユーザを取り囲むような大型ディスプレイなどで有効に動作することを確認した.項目(2):ユーザの作業状態・内容及び記憶に関連付けた情報提示手法を考案し,作業支援への応用を試みた.具体的には,RFIDシステムとDB構築によって,棚などの内部にあって通常では視認できないものをその扉表面へと投影する仕組みを構築し,知的照明環境下で高齢者を支援する試みを行っている.項目(3):知的照明としての機能向上として,対象面の反射率及び環境光の変化を推定することで頑強な見かけ制御を実現する手法を考案した.本手法のシミュレーションを行い,実現可能性を見出した.研究期間全体を通して,プロジェクタという映像表示機器を知的照明という新たな日常生活用機器として利用するという新たな観点において問題となる各種課題として上記三つの項目に取り組んだ.

照明器具として新たな可能性を探るという観点で特色のある研究と考えている.ヒューマンコンピュータインタラクション本年度は,研究項目(2)と(3)に注力しつつ研究を進めた.その結果,ユーザの認識とそのデータベース照合に関しては解決していない問題もあるが,知的照明環境化でのユーザインタフェースや,棚等に収められた収納物体に関する情報の投影表示など,ユーザの日常的な活動を支援する情報提示手法に関して進捗が見られた.RFIDシステムと連動させることで,直視できない棚の中身等を適切に扉面に投影表示し,ユーザフレンドリな知的照明環境を実装した.また,知的照明技術として,複合現実感重畳投影で提供される投影像の質感向上に関しても進捗が見られた.従来では周辺の照明変化は考慮せず,投影対象となる領域の物体反射率のみを考慮していたが,照明変化によって環境光が異なったとしても,よりロバストに見かけの制御を行う手法を基礎検討した.そして,目標投影像の各ピクセル値を適切な2色に分離し,高速に切り替えることで,人には見かけ制御された映像を,同期カメラには環境光および反射率を求めるための映像をそれぞれ提供できる可能性を確認した.ただし,システム構築後は簡易な実験によってそれぞれの効果を確認した状態に留まっており,研究業績としては次年度にてこの成果を発表していく予定である.主たる遅れの原因は海外長期出張による研究環境の変化にある.当該年度は他プロジェクトの一環にて海外長期出張であったため,当初の研究計画に沿った研究の実施は少々困難な箇所があった.その計画を進めるにあたっては,複数の画像センサや複数の大型プロジェクタといった特別な機材を用意する必要があったが,出張先にて所望の実験環境を整えることは予想以上に難しかった.そのため,主要な機材等の購入は次年度に行うこととし,簡素な環境でも行えるような要素的な課題に的を絞って取り組んだ.次年度初旬には,機材を揃えて各要素課題を実機で確認する予定である.このような研究実施計画の変更が生じ,結果的に当初の研究計画よりも遅れている.本年度は,各研究項目で実施してきた内容を改善するのとともに,研究結果を発表していくことを主体とする.最終的には,具体的な利用シーンを想定し,コミュニケーション,受動的情報享受,知識補完機能といったアプリケーションの開発を行う.個々の技術に関して実データを伴う実証実験を行い,開発アプリケーションを含めたシステム評価実験を実施する予定である.実施計画は三つの研究項目に分けて行い,最終的には研究項目(3)を重点的に進めることで,それぞれの成果を繋ぎ合わせて一つのプロトタイプとして体系化する.そして,実証実験を通して開発技術やシステム全体を評価する.各段階において,研究会等にて発表を行うことも予定している項目(1):複数台の距離画像センサを使って,計測空間に存在する物体やユーザの三次元データを一元管理する.それら物体個々に応じて,人物判定等の処理を施し,それぞれ各種データを項目(2)の処理系で必要となるデータセットとしてまとめる.項目(2):人物
プログラムの系統的な自動双方向化の理論と実装に関する研究

あるデータを別のデータへと変換する,このとき変換後のデータに加えた変更を,対応するように元のデータに書き戻せると便利である.本研究は,あるデータから別データへと変換するプログラムから,変換後のデータ上の変更を元のデータに書き戻すプログラムを自動的かつ系統的に導出すること,すなわちプログラムの双方向化を目指している.プログラムの双方向化において,もし変換プログラムが単射であるならば,書き戻しプログラム導出は,変換プログラムの逆関数を導出すること(プログラム逆化)により行える.また変換プログラムが単射でない場合においても,プログラムの逆化を利用することで書き戻しプログラムを得る手法が知られている,したがってプログラムの逆化の議論はプログラムの双方向化において重要である.しかし,一般にはプログラムの逆化は容易ではない.我々はこの問題に対し,形式文法に基づくプログラム逆化手法を提案した.本手法は,既存のプログラム逆化手法と比較して,(1)拡張性の高いこと,(2)系統的であり発見的でないこと,(3)逆化可能なプログラムの特徴付けが明瞭であることの三点の特長を持つ.拡張性はより広範なプログラムを逆化する上で重要であり,手法が系統的であることと逆化可能なプログラムの特徴付けが明瞭であることは本手法をプログラムの双方向化に応用するにあたって重要である.我々は本手法の実装も行い,いくつかの例について本手法を適用することで本手法の有用性を確認した.あるデータを別のデータへと変換する.このとき変換後のデータに加えた変更を,対応するように元のデータに書き戻せると便利である.本研究は,あるデータから別データへと変換するプログラムから,変換後のデータ上の変更を元のデータに書き戻すプログラムを自動的かつ系統的に導出することを目指している.プログラムの系統的な自動双方向化の基本的なアイデアは,昨年度研究代表者らにより示されていた.そこで本年度は,その基本的なアイデアを実際の変換プログラムに適用する際の問題について整理し,また解決法を示すことを目指した.XMLはデータ交換用フォーマットの事実上標準として広く使用されている.また,異なるアプリケーションはそれぞれ異なる形式のXMLを要求することが.そのため,XMLの上の変換プログラムの双方向化は重要である.しかし,XML変換プログラムに対し,素朴に双方向化を適用したのでは,あまり多様な変更を書き戻すことのできない書き戻しプログラムが導出される場合がある.我々はまず,適切な前処理を用いた後に素朴な双方向化手法を適用することでこの問題を回避できることを示した.そして,この前処理手法を整理および実装し,その有用性を確認した.さらに,提案した前処理手法の双方向化以外ににも有用であることを示した.あるデータを別のデータへと変換する,このとき変換後のデータに加えた変更を,対応するように元のデータに書き戻せると便利である.本研究は,あるデータから別データへと変換するプログラムから,変換後のデータ上の変更を元のデータに書き戻すプログラムを自動的かつ系統的に導出すること,すなわちプログラムの双方向化を目指している.プログラムの双方向化において,もし変換プログラムが単射であるならば,書き戻しプログラム導出は,変換プログラムの逆関数を導出すること(プログラム逆化)により行える.また変換プログラムが単射でない場合においても,プログラムの逆化を利用することで書き戻しプログラムを得る手法が知られている,したがってプログラムの逆化の議論はプログラムの双方向化において重要である.しかし,一般にはプログラムの逆化は容易ではない.我々はこの問題に対し,形式文法に基づくプログラム逆化手法を提案した.本手法は,既存のプログラム逆化手法と比較して,(1)拡張性の高いこと,(2)系統的であり発見的でないこと,(3)逆化可能なプログラムの特徴付けが明瞭であることの三点の特長を持つ.拡張性はより広範なプログラムを逆化する上で重要であり,手法が系統的であることと逆化可能なプログラムの特徴付けが明瞭であることは本手法をプログラムの双方向化に応用するにあたって重要である.我々は本手法の実装も行い,いくつかの例について本手法を適用することで本手法の有用性を確認した.
非標準論理研究の新しい展開

本研究は、広い視野の下で非標準論理の理論と応用にわたる研究を積極的に推進することである。3年間に国内外の数理論理学の研究者と緊密な連絡をとり、海外の研究者の招へい、二回の小規模な国際的ワークショップの開催、三回の数理論理学研究集会の開催とそのプロシーディングスの刊行をおこない当初の目標を十分に達成することができた。そのうちでもとくに1999年11月に開催されたワークショップ"Algebra & Substructural Logics"には普遍代数の研究で指導的な立場にあるA.Wronski教授やW.Blok教授等が参加し、その成果を論理学の専門誌Reports on Mathematical Logicの特集号として出版することができた。また2001年1月に開催された第34回数理論理学研究集会では本研究課題でこの3年間に得られた研究成果を発表し国内の研究者からのレビューを受けたが、この会合で発表された研究のうち優れたものはポーランドで刊行されている数理論理学の専門誌であるBulletin of Section of Logicの特集号として今年中に出版の予定である。本研究の研究課題として当初あげたのは:1)部分構造論理の代数的研究、2)ゲーム理論と認識論理、3)非標準述語論理、4)証明論的アプローチ、の四つであった。これらのいずれの課題においても著しい成果をあげることができた。1)に関しては代表者の小野が中心となって研究を進め、協力者のT.Kowalskiとともにresiduated latticesを用いて縮約性を仮定しない部分構造論理の包括的な研究を集中的に展開し、すでに2編の研究論文を発表し、さらに2編が近く発表される。またその成果を70ページのモノグラフとしてまとめ海外の研究者に近く配布する。小野はまたこの3年間に海外の4つの国際研究集会において招待講演をおこなった。2)については金子および鈴木の共同研究の成果が国際的にも知られている。さらに3)については志村、4)については古森、廣川、高野等の結果が国際的な専門誌に発表された。以上のように、本研究は極めて水準の高い研究成果をあげることができた。本研究の目的は、広い視点に立って非標準論理の理論と応用に関する研究を推進することである。本年度の研究実績の概略は以下の通りである。1)部分構造論理の研究。小野は代数的な手法を用いて縮約規則のない部分構造論理に対する一般論を展開し、この分野における研究の基礎を現在構築中である。これまでに得られた結果を現在論文にまとめている。1998年9月には部分構造論理をテーマとして数学基礎論サマースクールが開催されたが、このサマースクールには本研究の分担者のうち4名が講師として参加し、若手研究者に対してこの分野における最近の成果についての講演をおこなった。2)ゲーム理論への認識論理を用いたアプローチ。この問題に対しては分担者の金子、鈴木が精力的に研究をおこない、認識演算のnestingが有限におさえられたゲームに対する論理的解析をおこなった。この成果は論文および国際会議で発表された。3)非標準論理における証明論的手法。古森と廣川はラムダ計算と非標準論理の証明との間の密接な関係を利用して、いくつかの興味ある結果を得た。小野は部分構造論理における証明論的手法に基づきこれらの論理の変数分離の原理に関する結果を得た。

この問題に対する証明論からのアプローチはこの論文が初めてであり、証明論的手法の有効性を示すことに成功している。また、小野はこの分野に関心を持つ研究者への資料として、「非標準論理における証明論的手法」というタイトルの50頁にわたる概説的な論文を発表した。高野および鹿島も証明論的手法に基づく結果を得ている。4)非標準論理の述語論理。志村および小野は様相述語論理のクリプキ完全性に関する論文をそれぞ発表した。これらの研究はその理論的な困難さから大きな進展が見られなかったこの分野の研究におけるブレークスルーとなるものと期待される。また鈴木も述語論理に関する結果を発表している。なお、本研究グループのメンバーが中心となって11月に静岡大学で研究会を企画し、その成果をプロシーディングスとして公表した。本研究の目的は、広い視野の下で非標準論理の理論と応用にわたる研究を積極的に推進することである。このような観点から、今年度は本研究のプロジェクトの一環としてつぎの二つの研究会を開催した。1)ワークショップ"Algebra & Substructual Logics":代表者は現在residuated latticesを用いて縮約性を仮定しない部分構造論理の包括的な研究を集中的に展開し、すでに研究論文を3編まとめて投稿中である。この研究をさらに推し進めるために、上記の国際的なワークショップを1999年11月に開催した。この分野で活躍する専門家が国内外から参加し、集中的に研究連絡および討議をおこなった。普遍代数の研究で指導的な立場にあるA.Wronski教授やW.Blok教授が参加が得られ、非常に内容のある有意義なものであった。この会合で得られた成果はポーランドの論理学の専門誌Reports on Mathematical Logicの特集号として近く出版される。2)数理論理学研究会:2000年1月に越後湯沢で数理論理学研究会を開催した。この会合は30年の伝統を持ち、本研究のプロジェクトのメンバーが中心となって運営され、現在まで主として非標準論理の研究発表の場として機能している。今回の研究会では、様相論理の積の関する新たなアプローチ、様相論理のシーケント計算とsubformula property(白井・高野)、ダイナミック理論の研究、クリプキ不完全な様相述語論理(志村)、認識論理を用いたゲーム理論の展開(金子・鈴木)、古典論理の自然演繹体系の形式化への試み(鹿島・古森・廣川)などについて本研究プロジェクトのメンバー等による本研究の研究課題に関係した興味深い成果が発表された。これらの成果はプロシーディングスとして本研究の経費を用いて刊行された。本研究の代表者の小野は上に述べた部分構造論理に関する研究成果の一部を、1999年6月にスペイン、9月にミラノにおいて開催された国際会議において、それぞれ招待講演と基調講演として発表した。本研究は、広い視野の下で非標準論理の理論と応用にわたる研究を積極的に推進することである。
葉面の滑らかさとその波長特性（新概念）の定量化により水ストレスを早期検出する研究

植物表面の滑らかさの変化として視認可能な組織の内部構造の変化は,水ストレス等の影響を敏感に反映する可能性があるが,その定量化は困難である.本研究では偏光角度を一定に調整した光が植物体内で反射(透過)する際にその偏光性がどう変わるかを広い波長域で高精度に測定可能とする分光・偏光特性の同時測定システムを開発した.さらに,同システムを用いて,人為的に組織の内部構造を変化させた植物の分光・偏光特性を測定し,両者の関連性を検討した.その結果,乾燥実験では原形質分離に至るまでの細胞破壊の過程を,また光合成実験では光合成産物の蓄積による組織構造の変化の状況を本特性から測定できることを確認した.平成27年度の成果は,従来のデジタルカメラによる画像撮影装置にかわる,高性能型分光分析計を中核とする広波長域型の“ダブル偏光フィルタ法"測定装置の開発である。この際,分光分析計の設置は,既に過去の研究で使用した装置を使用して比較的早期に完了したが,最大の課題は従来の白熱光源の刷新であった。同光源は滑らかな波長特性を有し,むしろ分光測定用の光源には適しているものの,青色域の照射エネルギー不足に加え,発熱による熱エネルギーが光源前の偏光フィルタを劣化させる致命的な問題があった。これまでは測定時間が短時間であったため,熱の問題は顕在化しなかったが,広波長域の分光測定には相応の時間が必要なため,熱による偏光フィルタの劣化が避けがたいことが判明した。そこで今回,各種光源を複数試験し,その発熱量や波長特性を総合的に検討した結果,白色LED光源が,近紫外ならびに近赤外域での照射エネルギー量に課題はあるものの,波長特性は十分滑らかであり,しかも発熱量が極めて少ない効率的光源であると判断し,本研究の光源として採用することとした。光源の問題は一応の解決を見たが,研究に最適な広波長域型の偏光フィルタは市場販売例が少なくその選定は容易ではない。このため,選定作業は継続しつつ,作業完了までは従来の可視域フィルタで試験運用し,完了後に交換することとした。また,分光分析計受光部の形状は規格外のため,樹脂フィルム製偏光フィルタを適宜加工して設置した。その後,リンドウ花冠等を対象とした試験測定を実施し,少なくとも可視域では必要な性能を有することを確認した。今後は早急に最適な偏光フィルタを装着し,開発装置を完成させつつ,今回導入した光合成測定装置等との同時測定環境を実現させる。さらに,"艶"の波長特性と植物生理的パラメータとの関連性ならびにその有効性を検討する。研究計画の立案時は,まず平成27年度,紫外から近赤外域までの広い波長域を測定可能な高精度かつ高波長分解能な測定装置を新開発し,従来の“ダブル偏光フィルタ法"をさらに発展させることを目的としていた。そのためには,まず,(1)使用する2枚の偏光フィルタを紫外から近赤外域まで対応した広波長域型のタイプに変更する,次に,(2)高性能型分光分析計を中核の測定装置として新たに準備する必要があった。実際には,光源の刷新に時間がかかったものの,必要十分な性能を有する分光分析計を装備することに成功し,測定装置の中核はほぼ完成したため,(2)の項目は既に達成したと言える。一方,(1)は,現在,研究に最適なフィルタの選定を慎重に進めており,現状では従来の可視域型偏光フィルタを使用した試験運用の状況であるが,選定が完了すれば,フィルタの交換は即座に可能なため,装置の完成は時間の問題と考えられる。以上の状況を踏まえ,目的の早急な達成は十分可能と判断できることから,おおむね順調に進展していると判断した。本年度の研究では主な実験材料としてコマツナおよびホウレンソウ葉を用いた。まず,デシケータによって水飽和状態から乾燥状態まで水分状態を変動させ,様々な水ストレス状態の材料を準備した。また今回は環境温度を10°Cから45°Cまで変更した実験材料を準備し,温度ストレスに対する有効性も検討した。各ストレスの進行と並行し,開発した測定装置で400nm800nmの可視・近赤外域における偏光・分光特性(滑らかさの波長特性)を経時的に測定した。この際,偏光角度は0°から90°までの10段階に変更した。最終的に,各波長域において,偏光角度の異なる10個の分光反射率から各種指標(例えば偏光度,あるいは偏光角度間の平均値等の各種統計量)を算出し,相対含水率の推移との間(水ストレス),さらには環境温度の間(温度ストレス)との相関性を解析して本研究の最終的な目標である偏光・分光反射特性(滑らかさの波長特性)に基づく各種ストレスの推定が可能か否かを検討した。ここでは水ストレス負荷実験の結果を記述する。コマツナ,ホウレンソウ葉のいずれにおいても,広い波長域において,各種指標と相対含水率間に高い相関性が認められた。この際,両者に共通して高い相関性を示す波長域と,特定の品目だけで高い相関性を示す波長域があったことから,各指標が,品目間における含有色素の構成の違い,あるいは葉内の組織構造の違いを反映する可能性が認められた。この際特にコマツナ葉では,700nm800nm付近の,クロロフィル等の色素吸収の無い波長域で相対含水率と指標間の相関性が大幅に上昇する現象が認められた。

色素と無関係な波長域における本現象は,同指標が,例えば細胞の扁平化等の形状変化を反映する可能性を示しており,同指標,すなわち滑らかさの波長特性を用いて,水ストレスに起因する葉内の組織構造の変化の推定が可能であることを示唆するものである。植物体の偏光画像データと植物状態量との関係については既往の研究例が若干あるが,これらが植物体の水ストレス,さらには温度ストレスなどの各種ストレスの早期発見に有効か否かを検討した例はほとんどない。また既往の研究例では,偏光角度を0°と90°の2種類のみとする例が大半であり,しかも広い波長域における詳細な検討例もほとんどない。一方今回,本研究では,偏光角度を0°から90°までの10段階に設定するだけでなく,可視域から近赤外域までの広く詳細な波長域における偏光・分光反射特性,すなわち滑らかさの波長特性の測定を初めて行った。さらに本研究は,それに基づく各種指標を算出し,それらと水ストレス等による植物状態量との間の相関性を検討した初めての例である。その結果,水ストレスの進行による組織構造の変化の状況など,従来の同種の測定法では実現できなかった新たな生育情報の測定の可能性が示唆されたことから,当初の目的である,偏光・分光反射特性(滑らかさの波長特性)に基づく水ストレス等の早期発見手法の開発にさらに近づいたと考えられる。以上の研究成果を考慮すると,本研究はおおむね順調に進展していると十分判断できる。植物体の分光特性は色素濃度と密接な関係にあり,既往の研究例も豊富である.しかし分光特性だけでは植物組織の内部構造の状態を知ることは難しい.一方,偏光性を持つ光が植物内部でどの様に反射・透過するかについては知見は少ないものの内部構造の影響を受ける可能性は十分考えられる.そこで本研究では,測定光の偏光角度を0°から90°まで10°刻みに変更しながら分光測定を同時に行う(分光・偏光特性の測定)ことで,従来の分光測定では実現できなかった植物組織の内部構造に関連する新たな生育情報を非破壊測定し,そこから水ストレス等の環境応答を測定する可能性を検討した.実験として,サンプル葉の乾燥過程と,12時間連続光照射過程における分光・偏光特性の推移を観察した.1)乾燥(水ストレス負荷)実験乾燥過程の反射率を波長と偏光角度で2次元表示した画像から,RWCが約70%の時に偏光性が一時的に低下し,さらに約60%で偏光性が回復する現象が観察された.この結果は,植物細胞が原形質分離等の構造変化を起こし偏光性が一時低下した状況を反映すると考えられ,本測定法から水ストレスを検出することが可能であることを示す重要な結果である.2)12時間光照射(光合成)実験光照射しなかった暗区と照射した明区の乾物率は明区の方が約2%程度有意に高い結果となり(危険率5%以下),明区で実際に光合成が進行したことを確認した.近赤外域の反射率において,明区の偏光角度0°では処理後に反射率が減少する一方,90°では大きく増加する現象が観察され「明区では暗区よりも偏光性が低下した」.この現象は,明区で光合成が進行した結果,葉緑体内のデンプン粒等の光合成産物の蓄積が組織の内部構造を変化させ,偏光特性を低下させたことを示唆しており,分光・偏光特性から葉内の光合成産物の産生状況を測定する可能性を示唆する重要な結果と考えられる.植物表面の滑らかさの変化として視認可能な組織の内部構造の変化は,水ストレス等の影響を敏感に反映する可能性があるが,その定量化は困難である.
アンデス山脈形成のトリガーとしての極乾燥環境形成:宇宙線生成核種による考察

アタカマ砂漠の乾燥化とアンデス山脈の隆起との関係についそ調べるため、チリのアンデス山脈から採取される岩石について宇宙線照射生成核種(CRN)をもちいた乾燥化の年代決定を行う実験法の確立を目指すことがこの研究の目的である。今年度は、これまでに本研究で遂行してきた実験結果をもとに地理情報システム(GIS)をつかって地形解析を行い、東京大学COE予算を用いてチリへ渡航し、経度と高度のことなる地点でのサンプリングを行った。代表者の横山と分担者の松崎、そして大学院生の城谷が参加し、研究協力者にあらたにAndres Veloso博士をくわえ、アントファガスタのVeloso博士の大学に拠点をおきながらのサンプリングを実施した。10月に行ったサンプリングの結果、採取したサンプルは合計300kgを超え、東部のカラマ周辺のサンプルについて10Beと26Alを用いた年代測定を行った。その結果、これまで考えられていた現地の岩石の照射年代よりもきわめて若い年代が得られた。アタカマ砂漠においては第四紀前期にはすでに極乾燥状態に入っていたというと考えられてきた。今回得られた結果は、これまで別の方法で決定された年代よりもオーダーで若いものであり、世界的にきわめて乾燥していると考えられている当地域の岩石についても、詳細な宇宙線生成核種による分析を行う必要があることを示唆しており、「地形学を含んだ地球表層プロセス研究において重要な知見となった。この結果は現在投稿準備中である。アタカマ砂漠の乾燥化とアンデス山脈の隆起との関係について調べるため、宇宙線照射生成核種(CRN)をもちいた乾燥化の年代決定を行う実験法の確立を目指すことがこの研究の目的である。今年度はまず地質図や地形図等をチリの国土地理院にて購入し、分担者の阪本助教授により5地点の中レキから巨レキのサンプリングを複数回にわたり行った。CRNの前処理については、これまで代表者の研究室において分析実績があったが、本調査対象域にて得られる安山岩等の岩石や、100万年に迫る年代を持つ試料についての分析は行われてこなかった。そこで東京大学においては、代表者により実験方法の検討を行った。CRNのうち10Beについては、超純水装置をもちいた洗浄、超音波洗浄漕中でのフッ酸を用いたエッチングなどの実験プロセスを確立することができた。代表者と分担者の松崎助教授によって行われた、加速器質量分析装置(AMS)を用いた測定も、ビーム強度、バックグラウンドともに、満足の行く結果が得られた。しかし26Alについては、安定同位体である27Alの定量が今のところうまく行っていないため、信頼のおける年代値を算出するまでに至っていない。今後は原子吸光分析器と誘導プラズマ発行分析器を併用して、安定した測定値が得られるシステムを構築する必要があり、現在それらの基礎実験を実施しているところである。安定核種測定法の確立については、分担者の松本助手が、クラッシングと段階加熱法の違いに関する基礎実験を進めている。
サリドマイド/バルプロ酸ナトリウム投与ラットを用いた自閉症の病態の解明

自閉症は言語/認知障害、対人関係の障害を主症状とする、脳の広汎性発達障害であるが、詳細な病態は未だ解明されていない。私たちはこれまでにヒトで妊娠中の内服により高率に自閉症を発症することが知られているサリドマイド(THAL)、バルプロ酸ナトリウム(VPA)の二種類の薬剤を妊娠ラットに用いることにより、セロトニン神経系の異常を呈することを発見し、自閉症モデルラットとして報告した。本研究課題では、さまざまな行動実験を用いた自閉症モデルラットの行動解析を重点的に行った。その結果、1.モリスの水迷路試験においては自閉症モデルラット群と正常群との成績の差はみられなかった。2.八方向放射状迷路試験において、自閉症モデルラット群ではTHAL, VPAいずれの投与群においても正常コントロール群に比較して学習記憶において有意に劣っていることがわかった。また、自閉症モデルラットにおいては、意味・目的のない動き(非探索的行動)が正常群に比較して多かった。3.オープンフィールドテストで90cm四方の試行箱内での行動を3日間連続、20分間ずつ観察しその行動量を総移動距離で測定し比較したところ、初日の試行においては、THAL群、VPA群共に行動量が正常群に比較して有意に増加していたが、連続した3試行により、その差は消失した。また、7日間のインターバルをおいたあとの第4試行では、THAL群で再び行動量が増加しており、自閉症モデルラット群は、新規の環境において、行動量が増加することが明らかになった。さらに4.社会相互作用テストにおいては、VPA群では、総社会相互作用出現時間が正常より有意に低下していた。これらの行動実験の結果より、本モデルラットにおいては、意味のない動きの増加や不慣れな場所でのパニックや社会性の欠如などのヒト自閉症にも共通する行動学的異常がみられ、本ラットは、自閉症の本態に迫るモデル動物となりうることが示唆された。本年度は、モリスの水迷路、及び八方向放射状迷路を用いた自閉症モデルラットの行動解析を重点的に行った。その結果、以下のことを解明した。1.モリスの水迷路試験本モデルラットにおける空間認知と記憶学習を検索するため、正常コントロール群、サリドマイド投与群、及びバルプロ酸ナトリウム投与群それぞれ7-8匹を用いて水迷路試験を行った。5日間連続で台の位置を探すレギュラートライアル、及びその後台の位置を変えて行うリバーサルタスク共に自閉症モデルラット群と正常群との成績の差はみられなかった。2.八方向放射状迷路試験水迷路における運動能力面でのハンディをなくすため、また様々なパラメーターからモデルラットの行動を観察するために、次に八方向放射状迷路を用いた行動実験を行った。八本のアームの先端に餌をおき、ラットを真ん中のプラットホームにおいて行動をビデオ撮影すると共に、空腹ラットがそのすべての餌を獲得するまでの時間、及び正しい選択をする回数、一度餌を取ったアームに再び進入する回数などのパラメーターごとのデータを取り、解析した。その結果、自閉症モデルラット群ではサリドマイド・バルプロ酸ナトリウムいずれの投与群においても正常コントロール群に比較して(1)正答率は試行を重ねると改善するにも関わらず、誤答率は試行を重ねても改善しないこと、(2)1試行に要する時間が短く、一本のアーム当たりの滞在時間が短いこと、(3)学習記憶において有意に劣っていること、がわかった。また、自閉症モデルラットにおいては、意味・目的のない動き(non-exploratory movement)が正常群に比較して多く、これはヒト自閉症患者において観察されることから、行動学的にも本モデルラットが自閉症の病態を一部再現している可能性が示唆され、大変興味深い。本年度は、オープンフィールドテスト、及び社会相互作用テストを用いた自閉症モデルラットの行動解析を重点的に行った。

その結果、以下のことを解明した。1.オープンフィールドテスト本モデルラットにおける行動量や新規の場所での行動パターンを正常ラットと比較して検索するため、正常コントロール群、サリドマイド(THAL)投与群、及びバルプロ酸ナトリウム(VPA)投与群それぞれ7-8匹を用いてオープンフィールドテストを行った。90cm四方の試行箱内での行動を3日間連続、20分間ずつ観察しその行動量を総移動距離で測定し、比較したところ、初日の試行においては、THAL群、VPA群共に行動量が正常群に比較して有意に増加していたが、連続した3試行により、その差は消失した。また、7日間のインターバルをおいたあとの第4試行では、THAL群で再び行動量が増加しており、自閉症モデルラット群は、新規の環境において、行動量が増加することが明らかになった。2.社会相互作用テスト本テストは、自閉症の主症候である社会性の欠如の有無をラットで再現する目的で行った。THAL, VPA、正常群のそれぞれ同群二匹ずつ、各7-8ペアを50センチ四方のアクリル箱に入れ、10分間に出現する社会行動(sniffing, climbing over, crawling under, genital investigation etc.)の出現時間を測定した。その結果、VPA群では、総社会相互作用出現「時間が正常より有意に低下していた。これらの行動実験の結果より、本モデルラットにおいては、不慣れな場所でのパニックや社会性の欠如などのヒト自閉症にも共通する行動学的異常がみられることがわかり、大変興味深い。今後個体数をさらに増やして追試を行うと共に、この行動異常の生化学的な根拠の解明を行いたい。
ロープジョイントによる木質門型架構の開発

本年度は,最適なワイヤロープの使用条件と引き抜き性能を明らかにすること,そして既往の研究における引き抜き性能の理論式の有用性を明らかにするため,実験と考察を行った。実験によりロープの選別を行い,鋼芯のワイヤロープが強度,ヤング係数,また端部の加工性能から有用であると判断した。また,3種類の接着剤(ウレタン樹脂接着剤,エポキシ樹脂接着剤2種類)を用いて引き抜き実験を実施し,ショーボンド製エポキシ樹脂接着材(WBグラウト)が強度と扱いやすさから最適であると判断した。直径が8mm,12mm,16mm(一部)のワイヤロープの引き抜き実験からは,直径に比例して引き抜き性能が上昇することを確認した。これらの実験は,試験体として厚さ15mm厚の薄板を用いており,この実験結果より算出した「せん断強度fu」と「せん断剛性係数Γ」を用いて,既往の研究における任意の長さに埋め込んだラグスクリューボルトの引き抜き性能の理論式が,ロープにも適応できるかを実大実験より検証した。実大実験は,直径12mmのロープを200mm,300mm,400mm埋め込み,それらを引き抜くことで行った。試験体の製作にあたり,ロープの各ワイヤの問に接着材が染み込み,それがロープ内を伝い外部に流出してしまうことで接着不良が生じた。これについては,接着材を改善することで解決できると考えている。実大実験の結果は接着不良のためにばらつきが大きくなった力弐,接着が良好に行われた試験体では,理論値と類似した値を示した。また,その引き抜き性能より木質門型架構の接合具として十分使用できることを明らかにした。
硫黄架橋遷移金属錯体の合成と窒素分子に対する反応性の研究

1.既に合成している硫黄架橋二核ルテニウム錯体へのヒドラジンおよび窒素分子の配位反応とその反応生成物のキャラクラリゼーション:単結晶x線構造解析、電気化学的手法による酸化還元反応の解析、IR、ラマン分光法による配位窒素分子の結合状態の解析、NMRによる溶存種の固定と溶液での構造の決定、XPSによる金属および配位原子の酸化状態の決定を行った。2.上述の二核ルテニウム錯体とエーテル、ケトン、アルコール等基本的有機物との反応の解析:既にこれらのルテニウム錯体がエーテルのbeta位のCHを活性化してbeta-Cがルテニウムに配位すること、アセトンのalpha-位のCもルテニウムに配位することなどを反応生成物の単結晶x線構造解析で明らかにしている。この際、錯体が一電子還元を受けることが判明した。3.チオール架橋ルテニウム二核錯体の光反応とこれを用いる窒素分子の配位反応:二個のチオールがルテニウム二個を架橋した錯体を既に合成しているが、これに配位しているホスフィンを光反応により脱離させ、さらに配位しているカルボニルを化学的反応で脱離させて窒素の配位を可能にすることを検討したが今のところ成功していない。
大腸菌がD体のアミノ酸を単一炭素源として利用する!

昨年度までに、(D-アミノ酸ラセマーゼ,D-アミノ酸トランスアミナーゼ,D-アミノ酸オキシダーゼを含む)既知のD-アミノ酸代謝酵素遺伝子とは全く相同性を示さない、新規な酵素がD-アミノ酸代謝に関わっていること明らかにした。大腸菌ゲノムデータベース上でo341#16と登録されている遺伝子が本資化能に関与しているが、予想される開始コドンより32アミノ酸下流のメチオニンがN末端アミノ酸であると同定した。そこで、本メチオニンに対応するコドンを基に新たにデザインした合成オリゴヌクレオチド(と、終止コドン下流の塩基配列を基にデザインした合成オリゴヌクレオチド)を用いてPCR法によって増幅した遺伝子の大腸菌JM109での発現をSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動で検討した結果、全可溶住タンパク質の40%もの著量発現が認められた。本発現産物を用いて、D-シスチン分解酵素活性を測定した結果、顕著な活性を示すことが明らかとなった。また、分解産物として、ピルビン酸、アンモニア、硫化水素を同定することに成功し、本発現産物はD-シスチンデスルフヒドラーゼであることが判明した。続いて、本酵素をDEAE-Sephacel、Mono-Qカラムクロマトグラフィーに供することによって、電気泳動的に単一に単離精製することに成功した。本酵素の分子量は72,000であり、分子量35,000のサブユニット2個から構成されることが明らかとなった。本酵素のD-シスチンに対するKm値は1.07mMであり、Vmaxは9.32μmol/min/mgであることが判明した。また、本酵素はD-システインにも作用し、そのKm値は0.87mMであり、Vmaxは4.51μmol/min/mgであった。さらに、本酵素は逆反応をも行うことが判明した。大腸菌形質転換体に(単一炭素源としての)D-アミノ酸資化能が新たに付与する大腸菌染色体DNA由来5.3-kbの遺伝子領域の塩基配列を決定し、(既に公開されている)大腸菌の全ゲノムの塩基配列のデータベース上で検索を行った所、本5.3-kb断片には5つの機能未知遺伝子が存在することが判明した。これらの遺伝子は、(D-アミノ酸ラセマーゼ,D-アミノ酸トランスアミナーゼ,D-アミノ酸オキシダーゼを含む)既知のD-アミノ酸代謝酵素遺伝子とは全く相同性を示さないことから、新規な酵素が上記のD-アミノ酸代謝に関わっていることが示唆された。続いて、本5.3-kbの遺伝子領域を様々な長さに削ったDNA断片を調製し、各プラスミドを(別の)大腸菌JM109に導入することによって得られた各形質転換体を、D-シスチンを単一炭素源とする完全合成(液体)培地を含む試験管中で培養を行い、各々のD-シスチン資化能を測定した。その結果、大腸菌ゲノムデータベース上でO341#16と登録されている遺伝子が本資化能に関与していることが判明した。O341#16の遺伝子は1080塩基から構成され、それに由来するタンパク質は360個のアミノ酸から構成されると推定された。そこで、データベース上で、本遺伝子の予想開始コドンを基にデザインした合成オリゴヌクレオチド(と、終止コドン下流の塩基配列を基にデザインした合成オリゴヌクレオチド)を用いてPCR法によって増幅した遺伝子断片を大腸菌JM109に導入し、本遺伝子産物の発現をSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動で検討した結果、発現量は全可溶性タンパク質の3%以下であった。発現産物をPVDF膜にブロッティング後、そのN末端部分アミノ酸配列をプロテインシークエンサーで解析した結果、予想される開始コドン近辺のアミノ酸配列は認められず、それより32アミノ酸下流のメチオニンがN末端アミノ酸として同定された。
脂溶性情報伝達分子の脂質過酸化反応を起点とする肝線維化の分子機構の解析

本研究課題では、酸化ストレスにより誘起される肝線維化病変の起点としてジアシルグリセロール(DAG)過酸化物に着目し、in vitro培養細胞系およびin vivo動物モデル実験系を用いて過酸化DAGにより誘導される肝線維化の分子機構を明らかにすることを目的としている。平成29年度までに、質量分析器によるNaイオンを用いた酸化型DAGの精密分析法(LOOH異性体解析法)の開発に成功し、本手法を用いて四塩化炭素投与により誘導した肝組織の線維化病変において酸化型DAGが増加していることを明らかにした。本年度は、酸化型DAGが肝線維化の血中分子マーカーとしての有用性を検証するために、酸化型DAGに加え血漿脂質(リン脂質、コレステロールエステル、トリアシルグリセロール)の酸化物についてもLOOH異性体解析法を応用した高感度分析システムの構築を試みた。その結果、酸化型DAGおよびその他の種々の血漿脂質の酸化物を高感度に分析することのできるシステムをほぼ完成することできている。LOOH異性体解析法はカチオン-π電子相互作用を原理としたヒドロペルオキシド基の近傍で開裂を生じさせる方法であり、血中の脂質過酸化物の生成メカニズムを明らかにすることが可能となると考えられる。今後、本手法を用いて四塩化炭素投与肝線維化モデル動物の酸化型DAGと血中における酸化DAGを含む脂質の分析を進め、血中脂質が肝組織の酸化ストレスおよび線維化の指標となりうるか検討する予定である。酸化型DAGの高感度、精密分析法に加え、血漿脂質の酸化物の測定系の確率をほぼ終えており、酸化ストレス・肝線維化病態を正確に把握することのできる分子マーカーの開発に進んでいる。肝線維症の進行に伴って増加すると考えられる血中酸化型DAGの高感度・高精度測定法を基盤とする肝線維症の新しい血中分子マーカー測定系の普及型システムの開発を進めていきたい。また、この普及型システムを用いて肝線維化のモデル動物の血中の酸化型DAGの精密分析の検証実験を施行する予定である。情報伝達・細胞応答を司る機能性脂質の過酸化による情報伝達異常と病変発生に至る機序を解明することを最終的な研究目的とする。その中で本研究課題では、酸化ストレスにより誘起される肝線維化病変の起点として脂溶性情報伝達系の中核に位置するジアシルグリセロール(DAG)の過酸化に着目し、in vitro培養細胞系およびin vivo動物モデル実験系を用いて過酸化DAGにより誘導される肝線維化の分子機構を明らかにすることを目的とする。平成28年度は、四塩化炭素を12週間投与し肝線維化を誘導した肝組織中の線維化促進因子の動態を検討した。また、マウス初代培養肝星細胞を調整し、この細胞に過酸化DAGを作用させた際のcollagen産生の変化を観察した。その結果、四塩化炭素長期投与により肝線維化を呈した肝組織中では、過酸化DAG量の増大とともにTGF-beta mRNAの発現が著明に増加することが判明した。また、過酸化DAGの還元消去作用のあるエブセレンを投与することによりTGF-beta mRNA発現増加が抑制され、また、肝線維化も有意に改善された。この結果から、過酸化DAGがTGF-beta mRNAの発現を促進し肝線維化を亢進させる作用があることが明らかとなった。一方、マウス初代培養肝星肝細胞に過酸化DAGを直接作用させるとalpha-SMAとcollagenの発現が著明に増加することが判明し、過酸化DAGが肝星細胞の筋線維芽細胞への分化誘導能を有することが強く示唆された。以上の結果から、過酸化DAGは肝細胞における肝線維化促進因子の発現を促進するとともに、肝星細胞の筋線維芽細胞への分化を誘導することが明らかとなった。脂溶性情報伝達分子であるdiacylglycerol(DAG)の過酸化物が肝線維化に重要な役割を果たしていることが、in vivoおよびin vitroの実験により明らかになりつつある。また、過酸化DAGが直接、肝線維化を誘導することを示す重要な知見が得られている。本研究課題では、酸化ストレスにより誘起される肝線維化病変の起点として脂溶性情報伝達系の中核に位置するジアシルグリセロール(DAG)の過酸化に着目し、in vitro培養細胞系およびin vivo動物モデル実験系を用いて過酸化DAGにより誘導される肝線維化の分子機構を明らかにすることを目的とする。これまでの肝線維化モデル動物および初代培養肝星細胞系を用いた検討の結果、過酸化DAGが肝星細胞に作用して、肝線維化を亢進することが判明した。平成29年度は、酸化ストレスが亢進した肝組織中において過酸化DAGが産生される詳細な分子機構を解析するために、質量分析器を用いた過酸化DAGの精密測定システムを新たに開発することに成功した。生体中において脂質の酸化物が産生される原因として、(1)ラジカル酸化、(2)一重項酸素酸化、(3)酵素酸化、の3つに分けることができる。それぞれの酸化反応からは異なる脂質過酸化物の異性体分子が生じる。我々が開発した分析法では、過酸化DAGの異性体分子を別々に定量することにより、上記(1)(3)の中のどの反応によって過酸化DAGが生成されるかを明らかにすることが出来る。現在、四塩化炭素を12週間投与して線維化が誘導された肝組織を用いて解析を行っている。

また、過酸化DAGの還元消去作用を有するエブセレンを投与することにより、過酸化DAGの産生が抑制されるとともに、肝線維化が顕著に抑制されることが判明した。以上の結果から、酸化ストレスを起点として誘導される肝線維化病態では、過酸化DAGが重要な役割を果たしていると考えられた。質量分析器を用いたdiacylglycerol(DAG)の過酸化物(過酸化DAG)の精密測定システムを構築することができた。本手法により、肝線維化の起点となる過酸化DAGが生じる分子機構を明らかにすることが可能となった。過酸化DAGが直接、肝線維化を誘導することを示す重要な知見が得られており、現在、この過酸化DAGの詳細な産生機構を解明に向けて検討を進めている。本研究課題では、酸化ストレスにより誘起される肝線維化病変の起点としてジアシルグリセロール(DAG)過酸化物に着目し、in vitro培養細胞系およびin vivo動物モデル実験系を用いて過酸化DAGにより誘導される肝線維化の分子機構を明らかにすることを目的としている。平成29年度までに、質量分析器によるNaイオンを用いた酸化型DAGの精密分析法(LOOH異性体解析法)の開発に成功し、本手法を用いて四塩化炭素投与により誘導した肝組織の線維化病変において酸化型DAGが増加していることを明らかにした。本年度は、酸化型DAGが肝線維化の血中分子マーカーとしての有用性を検証するために、酸化型DAGに加え血漿脂質(リン脂質、コレステロールエステル、トリアシルグリセロール)の酸化物についてもLOOH異性体解析法を応用した高感度分析システムの構築を試みた。その結果、酸化型DAGおよびその他の種々の血漿脂質の酸化物を高感度に分析することのできるシステムをほぼ完成することできている。LOOH異性体解析法はカチオン-π電子相互作用を原理としたヒドロペルオキシド基の近傍で開裂を生じさせる方法であり、血中の脂質過酸化物の生成メカニズムを明らかにすることが可能となると考えられる。今後、本手法を用いて四塩化炭素投与肝線維化モデル動物の酸化型DAGと血中における酸化DAGを含む脂質の分析を進め、血中脂質が肝組織の酸化ストレスおよび線維化の指標となりうるか検討する予定である。酸化型DAGの高感度、精密分析法に加え、血漿脂質の酸化物の測定系の確率をほぼ終えており、酸化ストレス・肝線維化病態を正確に把握することのできる分子マーカーの開発に進んでいる。順調に研究が進んでおり、今後も研究実施計画に沿って着実に実験を進めていきたい。また、国内外の臓器線維化の研究を行っている研究者と最新の情報を共有し、また、共同研究を進めることで大きく研究を発展させたいと考えている。また、国内外の臓器線維化および脂質過酸化病態の研究を行っている研究者と最新の情報を共有し、また、共同研究を進めることで大きく研究を発展させたいと考えている。肝線維症の進行に伴って増加すると考えられる血中酸化型DAGの高感度・高精度測定法を基盤とする肝線維症の新しい血中分子マーカー測定系の普及型システムの開発を進めていきたい。また、この普及型システムを用いて肝線維化のモデル動物の血中の酸化型DAGの精密分析の検証実験を施行する予定である。平成28年度は順調に実験が進行したため、動物実験の再検討などの費用を抑えられた。
アティピカルな新規低分子量G蛋白質GieとDi-Rasの介在する情報伝達系の解明

低分子量G蛋白質はRas, Rab, Rho/Rac, Arf, Ranといったサブファミリーに分類され、それらは細胞の分化や増殖に加えて、小胞輸送、接着・形態形成・核内輸送などの多彩な細胞機能を制御する。しかしながら、既存のサブファミリーには属さない機能未知の低分子量G蛋白質も数多く残されている。ゲノムプロジェクトの成果を活用してユニークな新規G蛋白質を単離・同定し、その機能を解析することは、新しいシグナル伝達系の解明、さらには低分子量G蛋白質の普遍性と多様性の理解に貢献すると考えられる。本研究では申請者が独自に同定した二つのアティピカルな新規低分子量G蛋白質GieとDi-Rasが介在するシグナル伝達系の解明を目的とした。