hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
選択的スプライシングを受けたタンパク質の立体構造モデリングによる機能解析

ゲノムにコードされている遺伝子の数は予想よりも少なく、遺伝子の転写後に起きる選択的スプライシングによって、ひとつの遺伝子から複数個の転写産物ができることが明らかになっている。ひとつの遺伝子由来の複数のタンパク質にどのような構造の違いがあり、どのように機能が変化しているのかを実験的に調べることは困難である。そこでタンパク質の構造と機能の変化を計算生物学の手法で推定できるようにした。選択的スプライシングを起こす遺伝子を実験データから明らかにする方法を構築し、それらのタンパク質の構造を推定する方法を開発し、タンパク質の構造を推定することができた。立体構造の違いから、機能がどのように変化するのか、いくつかのタンパク質の場合について推定することができた。ヒトゲノムにコードされている50%から90%程度の遺伝子では、mRNAの成熟過程において、あるエクソンをイントロンと見なして切り出す機構(選択的スプライシング。以下AS)により、情況に応じて2つ以上の異なる成熟mRNAを生み出していることがわかってきている。ASによる成熟mRNAの多様化で、ひとつの遺伝子からアミノ酸配列が部分的に異なるタンパク質が翻訳され、その結果として多様な機能をもつタンパク質が生み出されると期待される。タンパク質の機能は、立体構造を形成することで実現されていることより、ASによって生産されるアイソフォームに、立体構造上どのような違いがあるかを調べることが、ASがタンパク質の機能にどのような変化をもたらすのかを理解する基礎となる。そこで本申請研究では、ASによってできるタンパク質がどのような立体構造をとっているのかを計算生物学の手法で推定し、分子性機能および細胞性機能にどのような変化が起きるのかを推定することを目的とする。高等真核生物にある遺伝子の多くは、選択的スプライシング(AS)を受けることが明らかになってきている。ASにより作られる複数個の成熟mRNAは、部分的に異なるアミノ酸配列を持つタンパク質をコードする。その結果、1つの遺伝子から多様な機能を持つタンパク質が作られることが期待されている。本研究では、ASの結果作られるタンパク質(AS産物)がどのような立体構造をとるかを推定し、分子性および細胞性機能への影響を推定する。平成18年度は以下の3点に示すように、AS産物のデータ収集とASがタンパク質立体構造にもたらす影響の概観を解析した。(1)cDNAとESTのゲノムへの対応付け:ヒトとマウス以外の全ゲノム塩基配列が決定されている脊椎動物において、ゲノム塩基配列と転写産物塩基配列の比較を行い、ASにより影響を受けるアミノ酸配列上の領域(AS領域)を同定した。その結果、C末端側がまったく異なるアミノ酸配列に変化するAS領域が多く見られることがわかった。(2)既知AS産物立体構造対からの学習:立体構造が決定されているAS産物数例においてAS領域の立体構造を観察したところ、ASによりアミノ酸残基が挿入される場合、挿入部分の立体構造がX線結晶解析で定まっていない場合があることがわかった。(3)立体構造既知アミノ酸配列と派生アイソフォームのアラインメント法とAS産物のホモロジーモデリング法の開発:AS産物を立体構造が判明しているホモロガスなタンパク質とアラインメントすると、70%の場合は、立体構造形成に重要なタンパク質コア部分にアミノ酸残基の挿入、欠失または置換が起こっていることがわかった。このようなAS産物は、安定な立体構造を形成するとは考えがたい。AS産物がホモロジーモデリングの対象となり得るかなり得ないかを見分けるアラインメント法が必要であることがわかった(研究発表論文参照)。平成19年度には次にあげる3点の成果を得た。(1)選択的スプライシングデータベースの更新:選択的スプライシングによって変化を受けるアミノ酸配列上の領域情報を収集したデータベースのデータ量を増加させるとともに、収集する生物種の範囲を拡大することができた。その結果、ヒトとマウス以外から約4,300個の選択的スプライシングのデータを集めることができた。(2)選択的スプライシング産物のホモロジーモデリング法の改良:選択的スプライシングによってアミノ酸配列が部分的に変更されたタンパク質の立体構造をモデリングするために必要なアライメント方法を完成させた。タンパク質の立体構造情報を加味しながらアラインメントすることができるようになった。さらに、タンパク質立体構造の主鎖トレース構造(主鎖の軌跡)をもとに、タンパク質立体構造を構築する新規モデリング手法の開発に着手し、トレース構造のみからポリアライニン構造を構築できるようになった。(3)機能部位変化の検証:ホモロジーモデリングにより構築される立体構造をもとにして、選択的スプライシングがもたらすタンパク質の分子性機能への影響の評価を行うため、ホモロジーモデリングのテンプレートとなるタンパク質立体構造情報における機能部位データベースを作成した。特に、リガンド結合部位はアノテーションが改善されたデータを、タンパク質間相互作用部位はPQSのデータを用いることで、より信頼性の高いデータを構築できた。また、モジュールの欠失を引き起こす選択的スプライシングについてホモロジーモデリングを行い、機能変化の評価を開始した。

その結果、選択的スプライシングによりモジュールが欠失することで、基質との親和性を微調整していると考えられる例を見いだすことができた。(1)選択的スプライシングデータベースの更新:選択的スプライシングによって変化を受けるアミノ酸配列上の領域情報を収集したデータベースのデータ量を増加させた。その過程で選択的スプライシングとは異なる機構で、メッセンジャーRNAの改変によるタンパク質の構造と機能の変化が起こっていることがわかった。特に植物のミトコンドリアと葉緑体でこの改変が起こっている場合が多いが(平成20年度発表論文)、ほ乳類の核でも同様の現象が起こっていることがわかった。(2)選択的スプライシング産物のホモロジーモデリング法の改良:平成19年度に構築した新規アラインメント手法を用いて、選択的スプライシングによってアミノ酸配列が部分的に欠落してしまうタンパク質において、精度よいアラインメントを構築し立体構造をモデリングすることができた(論文執筆中)。(3)機能部位変化の検証:ホモロジーモデリングにより構築される立体構造をもとにして、選択的スプライシングがもたらすタンパク質の分子性機能への影響を一つのタンパク質で調べた。その結果、選択的スプライシング部分が大きなループになり、活性部位の付近に存在し、何らかの影響を与えることが推定できた。また選択的スプライシングデータベースの更新と同時に明らかになった、植物オルガネラにみられるRNAの改変では、それらの改変がタンパク質立体構造のコアまたは生体超分子の形成時の界面にあるアミノ酸残基をコードするコドン部分に、統計的に有意に局在していることが明らかになった。RNAの改変がもたらすアミノ酸残基の置換がタンパク質あるいはタンパク質複合体の安定性を著しく悪化させ、タンパク質の立体構造形成に負の影響をもたらし、立体構造の変化を通してタンパク質の機能に影響をもたらしていることが推定できた(平成20年度発表論文)。1.選択的スプライシングデータベースの更新:選択的スプライシングによって変化を受けるアミノ酸配列上の領域を収集したデータベース(AS-ALPS)のもととなるデータを更新し、より多くの派生アイソフォームについて立体構造との対応付けを行ったバージョンを一般に公開した。また、このバージョンのAS-ALPSについて塩生は台湾での国際会議で発表を行い、ポスター賞を受賞した。さらに、AS-ALPSに納められているアノテーションと同様のアノテーションをユーザーが新規に決定した転写産物データに対して行うことのできる機能を追加した(論文執筆中)。
経済グローバル化のもとでの制度間摩擦と経済システムの進化

本研究は,金融自由化をともなった経済グローバル化が,それぞれ独自な歴史的事情のもとに形成され独自な制度をもつ各国の経済システムにいかなる制度的不整合を持ち込むのか,また,この制度的不整合によってシステム全体が機能不全に陥ることがあるとすれば,それはいかなる条件のもとであるのかについて,考察を進めるものである。本年度は,1980年代以降に発生した先進資本主義国および新興市場国での金融危機を考察の事例とし,金融自由化が金融危機の発生に結びつくメカニズムを理論的に解き明かすことに中心課題を据えた。その結果得られた知見は次の6点ほどにまとめることができる。(1)金融自由化が金融脆弱性の程度に及ぼす影響は金融制度の完備した先進諸国とそれが未整備の新興市場国との間で異なるのは言うまでもないが,先進諸国相互間および新興市場国相互間での生産・金融システムの差異もまた,金融自由化の異なる帰結を生み出す大きな原因となりうる。(2)金融自由化が金融危機と結びつくのは,それが既存の銀行システムによる金融仲介機能を損なうようなディスインターミディエーション(脱金融仲介化)を急激に引き起こす場合である。(3)急激なディスインターミディエーションが金融危機を引き起こす理由は,それが既存の貨幣市場に潜在的な金利急騰圧力をもたらすことによる。(4)アメリカと日本の金融危機のパタンの差異は,ディスインターミディエーションによる潜在的利上げ圧力を制度的,政策的に抑え込むレジームが異なったことに起因する。(5)近年のアジア金融危機はグローバルな規模でのディスインターミディエーション(グローバル資本市場による金融統合)を基本原因とするものである。(6)ディスインターミディエーションの結果として生じる資本市場優位の金融システムがそれ自体として内包する金融脆弱性のリスクについては,以上の考察とは異なる別途の枠組みでの理論的検討を必要とする。
クオリティーオブライフの向上を目指した次世代マイクロカプセル型人工すい臓の開発

本年度に行った主要な検討項目は、セラミックス様シリカを用いたマイクロカプセル膜の物理的・化学的安定性の向上と、カプセル膜物質透過特性の精密な制御手法の確立、並びに骨髄細胞とすい臓のインスリン分泌組織であるランゲルハンス島の共包括によるインスリン分泌機能への効果であった。物理的・化学的安定性の向上に関する検討では、シリカ皮膜を作製する際に使用するシリカ前駆体の種類およびその混合物の組成が皮膜の安定性に大きな影響を及ぼすことを明らかとした。さらに、最適な条件で作製したマイクロカプセル膜が、既存の最も有望とされるアルギン酸とポリリジンよりなるマイクロカプセル膜よりも高い安定性を有していることを明らかとした。これらから、本研究によって、安定性の高いカプセル膜の開発に成功した。カプセル膜の透過特性の制御に関する検討においては、安定性の制御において試みたシリカ前駆体とその混合物の組成を変化させることによって、透過特性も制御可能であることを明らかとした。また、皮膜を形成する材料からの制御のみでなく、皮膜を形成する際の足場となるアルギン酸ゲルの物性を操作することによっても、透過特性を制御可能であることを見出した。これらの知見をもとに作製したシリカ皮膜は、既存のカプセル膜よりもよりマイクロカプセル型人工すい臓用に適した透過特性を有することを明らかにした。また、この手法の汎用性を検証するためインスリン分泌細胞株および、チャイニーズハムスター卵巣由来細胞をカプセル内に包括し、その機能などにあたえる影響に関する検討を行った。その結果、これらの細胞への顕著な悪影響は認められず、本手法の汎用性が実証された。
視覚障害者の活動支援のための文字情報取得・伝達システム

視覚障害者が日常生活で必要な文字情報(商品情報,消費期限,メニューなど)の取得を可能とする,持ち運びできるシステムを研究・開発した.本システムは,カメラ/スキャナおよびノートパソコンで構成される(最終版はスマートフォン).システムは,抽出文字列に固有の文字をサポートベクターマシンで識別し,識別された文字を含む周辺領域を文字認識ソフトに入力し,文字情報を抽出する.認識された文字は,合成音声として使用者に伝達される.実験では,店舗商品棚の商品ラベル,生鮮食品の賞味期限,メニュー中の料理名と価格,の抽出性能を調べ,改良すべき点もあるが,良好な結果を得た.本研究の目的は,身の回りに存在する看板・案内板,メニュー,商品の消費期限,ATM等の画面に表示された文字など,視覚障害者が日常生活で必要な文字情報の取得を可能とする,持ち運びできるシステムを研究・開発することである.今年度は,飲食店メニューの品名・価格抽出と,斜め方向からの撮影による歪み補正を研究した.飲食店において,点字メニューの普及はまだ不十分であり,視覚障害者には,一人で飲食店に行きたい,予算に収まる商品を選ぶために価格を知りたい,という要望がある.そこで,飲食店メニューの品名・価格を抽出する方法を考案した.文字(品目・価格)が料理の写真などと重ならないシンプルなメニューに対しては,複数のフィルタリング処理で文字領域を抽出し,その領域にOCRを適用し文字情報を抽出する.文字が写真と重なっているメニューに対しては,SVMで抽出した通貨記号の色と同じ領域を抽出し,その領域に対して,シンプルなメニューと同様の処理を行う.文字が写真と重なっているメニュー4枚での実験では,完全一致の文字情報抽出率は16%,一部の間違いを許した場合の抽出率は55%であった.斜め方向からの撮影による投影歪み,缶詰などの曲面に書かれた文字など,文字認識を困難にする歪みがある.開いた本をカメラで撮影した文書画像によくある湾曲・射影歪を除去する方法を考案した.これは,湾曲行の4次多項式近似,複比と消失点による縦方向の推定,行と縦方向により分割された各グリッドの射影変換行列の推定を経て,画像歪みを補正する.英語の文書画像30枚(5763単語),中国語/日本語文書画像10枚(3122文字)で実験し,OCRによる英語の単語認識率は91%,中国語/日本語の文字認識率は66%であった(補正無し画像での認識率はほぼゼロ).本研究の目的は,身の回りに存在する看板・案内板,メニュー,商品の消費期限,ATM等の画面に表示された文字など,視覚障害者が日常生活で必要な文字情報の取得を可能とする,持ち運びできるシステムを研究・開発することである.最終年度の平成25年度には,過去2年間の研究に基づいた最終システムの作製と評価実験および公共スペースにある点字標識の管理を支援する携帯型点字認識システムの研究を行った.最終システムはスマートフォンを利用した携帯可能なもので,クラウド計算を利用し,メニュー撮影後,約15秒後に音声情報を出力できた.アイマスクをした健常者による評価実験では,視覚情報なしで撮影できることを確認した.また,携帯型点字認識(透明プラスティックを除く)の精度は80%以上であった.成果は,国際会議や国内研究会で発表した.さらに,学術誌への論文投稿を予定している.平成23年度は,消費期限/賞味期限を抽出し,使用者に伝達する手法を研究した.消費期限と賞味期限とに共通する文字の「限」を,Support Vector Machineにより生鮮食品やパックが写った画像中から抽出する.「限」の傾き分だけ画像を補正したうえで,「限」の周辺領域を切り取り,それに文字認識ソフト(OCR)を適用し,文字情報を抽出する.実験の結果.消費期限/賞味期限の認識のF値(適合率と再現率の調和平均)は,生鮮/加工食品は0.84,紙パックは0.39であった.平成24年度は,飲食店メニューの品名・価格抽出と,斜め方向からの撮影による歪み補正を研究した.文字(品目・価格)が料理の写真等と重なるメニューと重ならないメニューの処理を考案した.完全一致の文字情報抽出率は,重ならないメニュー83%,重なる16%,一部の間違いを許した場合の抽出率は重ならない91%,重なる55%であった.以上のように,性能の更なる改善が必要であるが,計画時の目標をほぼ達成できたと考える.視覚障害者が日常生活で必要な文字情報(商品情報,消費期限,メニューなど)の取得を可能とする,持ち運びできるシステムを研究・開発した.本システムは,カメラ/スキャナおよびノートパソコンで構成される(最終版はスマートフォン).システムは,抽出文字列に固有の文字をサポートベクターマシンで識別し,識別された文字を含む周辺領域を文字認識ソフトに入力し,文字情報を抽出する.認識された文字は,合成音声として使用者に伝達される.実験では,店舗商品棚の商品ラベル,生鮮食品の賞味期限,メニュー中の料理名と価格,の抽出性能を調べ,改良すべき点もあるが,良好な結果を得た.本研究の目的は,身の回りに存在する看板・案内板,メニュー,商品の消費期限,ATM等の画面に表示された文字など,視覚障害者が日常生活で必要な文字情報の取得を可能とする,持ち運びできるシステムを研究・開発することである.

本システムは,小型カメラやモバイルスキャナで採取した,文字列を含む画像を計算機で処理して,抽出した文字情報を合成音声で使用者に伝達する.システムの実現は,視覚障害者の切実なニーズに応え,情報保障の一手段を提供する.まず,ニーズ調査として,名古屋盲学校,名古屋盲人情報文化センターの協力を得て,視覚に障害のある人が,買物においてどのような文字情報の入手を希望されるのかを,面接により調査した.その結果,商品名,価格,消費期限/賞味期限が上位を占めた.そこで,23年度は,消費期限/賞味期限を抽出し,使用者に伝達する手法を研究した.スーパーで購入した生鮮食品と牛乳等のパックをいろいろな角度・背景で撮影して,処理対象とする画像を収集し,画像に正解ラベルを付した.消費期限と賞味期限とに共通する文字の「限」を,Support Vector Machine(SVM)により生鮮食品やパックが写った画像中から抽出する.「限」の傾き分だけ画像を補正したうえで,「限」の周辺領域を切り取り,それに文字認識ソフト(OCR)を適用し,文字情報を抽出する.最後に,得られた消費期限/賞味期限の情報を合成音声で出力する.生鮮/加工食品の画像40枚と紙パックの画像30枚を用いた実験を行った.消費期限/賞味期限の認識のF値(適合率と再現率の調和平均)は,生鮮/加工食品は0.84,紙パックは0.39で,後者については改善が必要であると言える.画像1枚あたりの処理時間の平均は1,128msと,待ちを感じさせない時間と言える.平成24年度は,1)文字を含むシーン画像の収集,2)文字情報の抽出とシステムの試作,3)評価実験,4)歪み検出・補正,5)音声対話インタフェース作成を計画した.1)として,飲食店メニュー画像,歪みのある文書画像などを収集した.2)では,文字が写真と重なっている飲食店メニューにある品名・価格の抽出手法を考案し,3)評価実験を行った.さらに,4)として,開いた本をカメラで撮影した文書画像によくある湾曲・射影歪を除去する方法を考案し,OCRを利用した実験により手法の有効性を確認した.日常生活で必要な文字情報として,消費期限/賞味期限の情報を画像処理で抽出し,音声で使用者に伝えることを実現し,パックでの認識率の向上が課題であるが,生鮮食品については高い認識率が得られた.これらの研究の成果を,国内の大会や研究会で2件で発表し,関連学会の論文誌に投稿した.また,本申請課題のウェブページを作成し,社会にも情報発信をしている.米国で開催の福祉関係の大きな国際会議(3月)で発表すべく応募したが,不採択であった.しかし,オーストリアで7月に開催のICCHP2012での発表が決まった.最終年度の平成25年度には,最終システムの作製と人による評価実験を行う.前年度の評価実験に基づく改良を加え,同時に文字情報の順位付け・歪み補正・音声対話の機能を組み込んだ最終システムを作製する.つぎに,最終システムを用いて,健常者・障害者による実験を実施し,結果を評価する.その成果を,国際会議や国内研究会で発表し,学術誌へ論文として投稿する.申請時の計画通りに進捗しているので,平成24年度は,食堂などでのメニューに書かれた文字情報を取得する方法を研究する.この際,斜め方向からの撮影による投影歪みが問題になるので,その解決方法を考える.さらに,メニューの場合,記載されている文字情報が多いので,使用者とシステムとの対話により,使用者の意図をくみ取ることで,スマートな情報提供を実現したい.申請時の使用計画通りに,最終システムの作製,評価実験および成果発表で,研究費を有効に執行する.基本的には申請時の使用計画通りに執行するが,平成23年度に計画した計算機の購入および国際会議での調査を,平成24年度に繰り越して研究費を使用する.
分子のキラリティが生み出す神経系の非対称性：メカニズム解明と分子工学的制御

神経系は構造的にほぼ左右対称であるとされるが、ヒトで言語中枢が左半球優位であるなど機能的には非対称である。申請者は「神経系の非対称性の根源が分子のキラリティにある」との新規概念を提唱する。本研究では、「アクチンフィラメントの右巻き二重らせん構造とミオシンVモーターのキラルな分子構造が、アクトミオシン系の左らせん運動を発生させ、それが成長円錐フィロポディアの右ねじ回転運動を駆動し、それが神経突起の右旋回運動を発生させる」という仮説を立てた。仮説の検証を行うための基盤技術として、ミオシン分子のキラリティを改変する手法と、神経細胞の回転運動を高速・高解像度で捉える画像変換手法を開発した。本研究では、「アクチンフィラメントの右巻き二重らせん構造とミオシンVモーターのキラルな分子構造が、アクトミオシン系の左らせん運動を発生させ、それが成長円錐フィロポディアの右ねじ回転運動を駆動し、それが神経突起の右旋回運動を発生させる」という仮説を立てて検証する。さらに、分子のキラリティを改変し非対称性を制御することに挑戦する。本研究は、分子構造のキラリティが細胞レベルでの非対称性として創発する機構を明らかにし、最終的には回路レベル・高次機能レベルの左右非対称性の形成機構解明につなげるものである。本年度の研究では、昨年度に作成した改変ミオシンV分子を神経細胞に発現させて、成長円錐の微分干渉観察法による3次元タイムラプスイメージングを行い、その運動の可視化を試みた。ところが、陰影がついて疑似立体的に見える微分干渉像が立体構築に適さず、輝度情報をベースとした画像解析の手法が適用できないことが判明した。そこで、この問題を克服するために、ヒルベルト変換の一種であるリース変換を適用して陰影を除去した画像を得る方法を新規に開発した。さらに、オプティカルフロー法により成長円錐の直線運動および回転運動を数値的に解析する方法を開発した。今後、これらの手法を用いて分子構造と運動特性の因果関係について詳細に明らかにしていく予定である。本年度の研究では、まず、ミオシンVの分子構造の改変を目的として、ネックドメインに様々なアミノ酸配列を挿入した分子を作成した。次に、それらの改変分子を神経細胞に発現させて成長円錐の運動特性に与える影響を解析する手法を確立した。具体的には、脳組織より取り出した初代神経細胞に改変分子を遺伝子導入し、コラーゲンゲル内で培養し、タイムラプスイメージング装置で成長円錐の画像を取得し、そこからフィロポディアの運動パラメーターを抽出して、運動解析を行うというものである。今後、この手法を用いて分子構造と運動特性の因果関係について詳細に明らかにしていく予定である。本年度の研究では、昨年度に開発したリース変換による微分干渉画像の陰影除去の方法をさらに改良し、陰影の付いた微分干渉像からシア角方向の陰影を取り除いた輝度画像を生成する方法を確立した。

この方法とオプティカルフロー法を組み合わせて成長円錐の直線運動および回転運動を正確に計測する方法を確立しつつある。これまでにミオシンVのキラリティを改変した分子を作成してきたが、本手法を用いることで改変分子を神経細胞に発現させたときの成長円錐の回転運動特性を詳細に解析することが可能となり、分子構造と回転運動特性の因果関係を明らかにすることが可能となった。神経科学前述のとおり、当初の計画では、昨年度に作成した改変ミオシンV分子を神経細胞に発現させて、成長円錐の3次元タイムラプスイメージングを行い、その運動を可視化できるものと想定していた。しかし実際に微分干渉法を用いて撮影してみると、一平面であれば鮮明な画像を得られるが、それを立体的に重ね合わせると意味をなさない画像になってしまうことが判明した。そこで、本年度は、当初の計画を修正し、まず、この技術的問題を克服することに注力した。その結果、微分干渉像から陰影を取り除いて立体的に重ね合わせが可能な画像変換法を開発するに至った。ミオシンの分子改変と神経細胞のタイムラプスイメージングの手法が確立しつつあるため上記のように、本年度の研究により、リース変換により微分干渉像から陰影を除去した画像を得る方法、ならびに、オプティカルフロー法により成長円錐の直線運動および回転運動を数値的に解析する方法を確立した。今後、これらの手法を駆使して、当初の研究目的である分子構造と運動特性の因果関係について詳細に明らかにしていく予定である。本年度の研究により、ミオシン分子を改変する手法および成長円錐の運動特性を解析する手法を確立できたので、次年度はこれらの手法を用いて、多種多様の改変ミオシン分子を作成し、改変分子を発現したときに生じる成長円錐の運動特性の変化を網羅的に解析する。これにより、ミオシンの分子構造と成長円錐の運動特性の関係性について詳細に明らかにしていく予定である。当該課題遂行のため、画像解析の改善に取り組んだが、その方法論確立に予想を超える時間を要した。結果として予想を上回る解像度を有する画像が得られることを明らかにしたが、現在論文作成中であるため、変異ミオシンV導入による解析の経費が未使用額となった。研究期間を1年間延長して解析を行う。変異ミオシンV導入によるフィロポディアの動的変化を、今回確立した新規の画像処理技術で解析し、当初の仮説の可否を確認する。これらの実験を行う経費、及び成果発表に関する経費を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充当する。本年度は主に実験手法の確立に努めてきたため、予算使用額が当初予想したほどには至らなかった。次年度はこれまでに確立した手法を用いて、網羅的、大規模に実験を展開する。本年度から繰り越しした費用はこれらの実験で使用する消耗品費等に充当する予定である。
外科手術時の内分泌反応に対するpre-emptive analgesiaの効果

1.研究の内容を十分説明し、同意を得られた40-69歳の結腸切除術を予定された患者5名を対象にして研究を行った。2.対象患者を無作為にI群(pre-emptive analgesia群)とII群(非pre-emptive analgesia群)とに分けた。全員に硬膜外チューブを挿入し、I群はその直後に2%カルボカインを10-15mL注入してから全身麻酔の導入を行い、手術を開始した。II群はまず全身麻酔を導入し、手術開始1時間後に硬膜外チューブから2%カルボカインを10-15mL注入した。いずれの群もその後は1時間間隔で必要量のカルボカインをチューブから注入した。麻酔の導入はチオペンタールにて行い、亜鉛化窒素-セボフルランにて維持した。筋弛緩剤はベクロニウムを用いた。両群の患者において、A.手術室入室時(control)、B.手術開始直前、C.手術開始1時間後、D.手術開始2時間後、E.手術終了直後、F.手術終了2時間後の6時点で動脈採血を行った。検体をすみやかに冷却遠心分離器にて血しょうを冷凍保存し、血しょう中のACTH,ADH,epinephrin,norepinephrin,cortisol各濃度を測定した。3.ほとんどの患者においてcontrolと比してC,D,E,F各時点で血しょう中の各ホルモン濃度が上昇していたが、対象数が少ないためI群,II群間で比較するには至っていない。4.当初の予定数(20人)まで今後さらに対象患者を増やしてゆく予定である。研究費用については平成8年度科学研究費補助金(奨励研究A)を申請中である。
非凸型モデルで表現されたシステム同定問題の新解法とその応用に関する研究

本研究は,従来の標準的な最適化戦略で解決不能な「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」に対して信頼できる新解法を確立することを目標に据えており,特に,信号処理・制御工学等で重要な「入力信号に対して不連続な応答を有するシステム」に注目している.昨年度までの研究では,「一次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に対し,戦略的に設計した線形変換を用いることで,システムの出力信号に潜むスパース性が顕在化されることを明らかにした.また,この新たに発見されたスパース性を最大限に活用することで,信頼性の高い同定手法を実現している.本年度において,この研究成果を纏めた論文が信号処理に関するトップジャーナル「IEEE Transactions on Signal Processing」に採択され,提案法の有効性が国際的に認められることとなった.今年度の研究では,前年度に開発したスパース性顕在化と活用法のアイディアを「区分的定常プロセスの変化点検知問題」に応用し,音声セグメンテーション等を目的とした数値実験において提案法が既存法を著しく上回る推定精度を達成することを確認している.更には,制御工学分野における主要課題の一つである「離散・連続ダイナミクスが混在したハイブリッドシステム同定問題」等への応用を見据え,「多次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に取り組み,提案法の戦略を一般化することに成功している.この成果をまとめた論文は制御工学分野の主要国際会議(American Control Conference 2019)に採録が決定されている.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,従来の標準的な最適化戦略で解決不能な「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」に対して,信頼性の高い新解法を確立することを目標にしている.今年度は,工学の多くの分野で解決が待たれている「大域的連続性が仮定できない区分的連続システム同定問題」に取り組んだ.この問題は,システムの不連続点を観測データから推定する必要があることから非常に困難であり,多くのヒューリスティックな近似解法が提案され続けている.今年度前半は,システムへの入力信号をその振幅に基づいて並び替えることで,このシステム同定問題が区分的二次最適化問題に帰着されることを明らかにした.さらに,この最適化問題に対する厳密解法を提案し,提案法が不連続点の個数が少ない場合に有効であることを数値実験によって実証している.今年度後半は,システムが多数の不連続点を有する場合にも有効な解法を確立するために検討を進めた.その結果,非自明な線形変換を新たに開発し,この変換を用いることにより「区分的連続システムの出力信号を並べたベクトルに隠されていたスパース性」が顕在化されることを明らかにしている.さらに,新たに発見されたスパース性を効果的に活用することにより,区分的連続システム同定問題をスパースベクトル推定問題に帰着させることに成功している.スパースベクトル推定問題には既に効果的な解法が数多く開発されているため,本研究成果は「区分的連続システム同定問題に対する高精度かつ効率的解法」に直ちに結実するものであり,数値実験によってもその有効性が示されている.当初の研究計画では,「区分的連続システム同定問題」が区分的二次最適化問題に帰着されることを明らかにし,それを元に厳密解法の構築を試みる予定であった.本年度の研究により,当初の計画に基づく厳密解法の構築だけではなく,「区分的連続システムの出力信号に隠されていたスパース性」を発見し,区分的連続システム同定問題をスパースベクトル推定問題に帰着させることにも成功している.これらの研究成果は,「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」の重要なクラスである「区分的連続システム同定問題」に対して高精度かつ効率的な新解法を与えるものであり,信号処理に関する権威ある国際会議(SampTA2017,ICASSP2018)で報告している.本研究は,従来の標準的な最適化戦略で解決不能な「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」に対して信頼できる新解法を確立することを目標に据えており,特に,信号処理・制御工学等で重要な「入力信号に対して不連続な応答を有するシステム」に注目している.昨年度までの研究では,「一次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に対し,戦略的に設計した線形変換を用いることで,システムの出力信号に潜むスパース性が顕在化されることを明らかにした.また,この新たに発見されたスパース性を最大限に活用することで,信頼性の高い同定手法を実現している.本年度において,この研究成果を纏めた論文が信号処理に関するトップジャーナル「IEEE Transactions on Signal Processing」に採択され,提案法の有効性が国際的に認められることとなった.今年度の研究では,前年度に開発したスパース性顕在化と活用法のアイディアを「区分的定常プロセスの変化点検知問題」に応用し,音声セグメンテーション等を目的とした数値実験において提案法が既存法を著しく上回る推定精度を達成することを確認している.更には,制御工学分野における主要課題の一つである「離散・連続ダイナミクスが混在したハイブリッドシステム同定問題」等への応用を見据え,「多次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に取り組み,提案法の戦略を一般化することに成功している.この成果をまとめた論文は制御工学分野の主要国際会議(American Control Conference 2019)に採録が決定されている.

次年度は,本年度に提案した解法を元に,「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」に属する別のクラスの未解決問題に対する高信頼な新解法を開発していく.例えば,音声や生体信号などの解析においては,信号のスペクトルが急峻に変化する瞬間を推定することが根本的な課題となっている.この問題に対し,「スペクトルが急峻に変化する信号」に隠されているスパース性を顕在化させる新たな線形変換を設計することを試み,それによってスペクトルの変化を高精度に検知する手法を開発することを目指す.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
網膜に対するメカニカルストレスの分子生物学的機構の解明

病的近視、黄斑上膜、網膜色素上皮剥離、増殖硝子体網膜症などの網膜疾患は、その発症に網膜へのメカニカルストレスが関係している。本研究ではミュラー細胞と網膜色素上皮細胞(RPE細胞)に着目し、これらの細胞に対するメカニカルストレスの影響を分子生物学的に明らかにする。MIO-M1、iPS-RPEといった生体に近い細胞を用いて、生体眼での環境に近いメカニカルストレスを負荷し、遺伝子、タンパク質発現の変化について検討する。発現の変化に関して、そのメカノトランスダクションやメカノセンシングを解明していく。更に、メカニカルストレスを負荷した動物モデルの網膜において予想される変化が生じるかどうかを検討する。
無住化集落における資源管理に関する基礎的研究

本年度は前年の研究結果を踏まえ、より精緻な無住化集落の分布の把握と地理空間データを用いた無住化集落の特定手法の確立とを目的として研究を実施した。前者については、前年度の研究結果から地形図上から地名が消滅した集落だけではなく、現行地形図上に地名が存在している集落においても無住化が発生していることが明らかになったことを踏まえ、元データとなる地名情報(集落ポイントデータ)を再考した。具体的には、地名が消滅している集落については既刊の消滅地名データベースを用い、現行地名については「字または通称」だけではなく「字なし大字」も考慮したデータ作成がなされていることから数値地図25,000(地名)を用いることとした。後者については、前年度の手法では人口データ(国勢調査4分の1地域メッシュ)が「0」の箇所に位置する地名情報を無住化の可能性がある集落として現住状況を住宅地図から精査したものの、精査の過程で人口データ「0」の箇所以外にも無住化集落が存在することが明らかとなった。これは集落ポイントデータと人口データとの位置関係の相違に起因するものであるが、より多くの集落を精査の対象とするために人口データの閾値を「5」に変更した。結果として、明治期から現在にかけて四国4県において1,008箇所の無住化集落が発生していることが明らかになった。この結果は既往の報告や研究を大幅に上回るものであり,過疎地域対策において無住化集落の存在が無視できないものであることを意味するとともに,これらの集落における資源管理の状況もまた早急に精査されるべきであろう。加えて,詳細な精査は必要ではあるものの,本研究から明らかとなった無住化集落周辺の自然・社会的データを基準として,他地域の集落ポイントデータに多変量解析を施すことで他地域の無住化集落が明らかとなる可能性も開くこととなった。前年度の研究結果を今一度見直したことと,対象地域において大規模豪雨災害が発生したことにより,その対応が必要となったことから,研究進捗にやや遅れが見られる。今年度の研究結果を確定データとして,現地調査を実施する。なお,全ての無住化集落に対して現地調査を実施することは,研究規模から困難であるため,対象地域を愛媛県に限定して実施する。本年度は地形図に記載される地名情報の新旧比較による無住化集落の特定とそのデータベース化を実施した。なお、本研究における集落は、先行研究を踏まえて「字または通称」に相当する地名情報とするが、当該地名が「字または通称」に相当するか否かは精査を必要とするため、新旧比較では現在までに消えている全ての地名情報を抽出した。なお、対象地域は四国4県、対象期間を明治後期から現在までとした。今年度の結果は次のとおりである。まず、地形図の新旧比較から約7,000の消えた地名情報が抽出された。今後の精査を必要とするものの、この中には相当数の消えた「字または通称」が存在するものと考えられる。次に、本手法の実施過程で、現行の地形図に地名情報が記載されていても無住化が発生している集落が相当数存在していることが明らかになった。そのため、別途、GIS上での現行の地名情報と人口データとのオーバーレイおよび最新の住宅地図での現住確認を行った結果、約500の無住化集落が特定された。いずれの結果もより慎重なデータの精査と現地確認を必要とするが、四国4県では明治期から現在にかけて、少なくとも1,000前後の無住化集落が発生しているものと想定される。今年度に得られた結果は概算に過ぎないものの、これまで行われてきた無住化集落にかかる公的な調査結果よりも、その集落数は圧倒的に多いと想定される。この結果は、従来指摘されてきた行政によるアンケートを原資料とした無住化集落の把握の限界を改めて示すとともに、無住化集落自体が行政サービスの範疇から外れ、忘却される存在になりつつあることを示している。また、従来の無住化集落の特定については、地理空間データを中心とするアプローチは行われてこなかったが、各種データの充実に伴い、近年に無住化した集落については、概ね把握できることも大きな成果である。地形図を用いた地名情報の新旧比較による無住化集落の特定作業の完了を今年度内に予定していたが、消えた地名情報を全て抽出したため、その特定が遅れている。地名情報の精査を早急に進め、無住化集落のデータベースを完成させる。後者については、前年度の手法では人口データ(国勢調査4分の1地域メッシュ)が「0」の箇所に位置する地名情報を無住化の可能性がある集落として現住状況を住宅地図から精査したものの、精査の過程で人口データ「0」の箇所以外にも無住化

集落が存在することが明らかとなった。これは集落ポイントデータと人口データとの位置関係の相違に起因するものであるが、より多くの集落を精査の対象とするために人口データの閾値を「5」に変更した。結果として、明治期から現在にかけて四国4県において1,008箇所の無住化集落が発生していることが明らかになった。この結果は既往の報告や研究を大幅に上回るものであり,過疎地域対策において無住化集落の存在が無視できないものであることを意味するとともに,これらの集落における資源管理の状況もまた早急に精査されるべきであろう。加えて,詳細な精査は必要ではあるものの,本研究から明らかとなった無住化集落周辺の自然・社会的データを基準として,他地域の集落ポイントデータに多変量解析を施すことで他地域の無住化集落が明らかとなる可能性も開くこととなった。前年度の研究結果を今一度見直したことと,対象地域において大規模豪雨災害が発生したことにより,その対応が必要となったことから,研究進捗にやや遅れが見られる。次年度以降は今年度に得られた無住化集落の実地調査を予定しているが、四国4県には1,000に近い無住化集落が存在することが想定されるため、研究資源および研究期間の限界から、全ての無住化集落の実地調査は不可能である。そこで、次年度以降の実地調査については、対象を愛媛県に限定して実施することとする。今年度の研究結果を確定データとして,現地調査を実施する。なお,全ての無住化集落に対して現地調査を実施することは,研究規模から困難であるため,対象地域を愛媛県に限定して実施する。次年度使用額は前年度の研究結果の見直しと豪雨災害対応により,現地調査に割く時間を取ることができなかったために発生している。本経費は次年度の現地調査用に充てることとする。
実用的な代数応力方程式モデルの開発

本研究は工学的に重要な高レイノルズ数流れの乱流解析を実用的な時間平均型乱流モデルにより精度よく行うため、代数応力方程式モデルを新たに開発すること、またこのような乱流計算を可能とする非圧縮性流れの曲線座標系基礎式の効率的計算手法を確立することにある。まず、従来多用されている代数応力方程式モデルの弱点を克服するため、主としてせん断乱流にみられるレイノルズ応力の非等方性と自由乱流にみられる等方化ならびに減衰過程を表現できるレイノルズ応力の代数表示式を導出し、新たな代数応力方程式モデルを提案した。この導出過程では、レイノルズ応力の輸送方程式に基づき、輸送項を代数化する手法がとられるが、従来の手法(例えばRodi近似)で無視されてきたレイノルズ応力の履歴効果を含む項が非常に重要になることが明らかになった。したがって、本モデルではこの履歴項が含まれるよう代数化が図られ、非等方性乱流が瞬時に等方化するなどの非物理的解を与える従来のモデルの弱点を解消した。次に、本モデルの妥当性を明らかにするため、直接シュミレーションによる信頼性の高い一様非等方乱流のデータベースを用いて、モデルの検証を行った。その結果、レイノルズ応力の時間発展過程をよく予測できること、特に従来のモデルでは定性的な傾向も予測できないせん断応力成分の時間変化を非常によく再現できることが判明し、履歴効果に関する有用な知見を得るとともに、複雑乱流場の計算に指針を与えることができた。一方、これまで開発してきた一般曲線座標格子を用いた陰的SMACスキームを非定常3次元流れに拡張し、格子点数百万を超える大規模な数値シュミレーションを行い、3次元後方段付き流路内の非定常流れの構造を明らかにするとともに、乱流解析用計算コードとして適合性に富む高効率のスキームであることを検証した。本研究の目的である工学的に重要な高レイノルズ数乱流の実用的な数値解折を可能とするため,まず,非圧縮性乱流モデルに適合する計算コ-ドの開発を行った。すなわち,複雑形状の乱流場が解析できるよう,一般曲線座標格子を用いた陰的SMACスキ-ムを完成させた。これは連続の条件を恒等的に満足する高効率のスキ-ムで,乱流モデルの導入も容易である。ついで,自由乱流に対する代数応力方程式モデルを開発するため,レイノルズ応力方程式の対流および拡散輸送項の新たな代数化手数を見い出した。この種の手法はこれまでRodiとLaunderによる2つの提案しかなく,特に代数応力モデルによる乱流解析ではほとんどRodi近似が用いられてきた。しかし,最近LESによるモデルの検証が行われ,既存の代数化近似の弱点が指摘されている.すなわち,一様非等方性乱流の等方化・減衰過程を表現できないなどの本質的な欠点があるため,複雑乱流の予測精度には依然として問題を残している。本研究では,この最大の原因は輸送項に内在するレイノルズ応力の履歴効果が代数化により無視されてきたことによると主張し,等方化問題の厳密解を基本として輸送項の現象論的代数近似を行い,履歴効果を含む代数応力モデルを構築した。本モデルにより,一様非等方性乱流はもとより一様せん断乱流における履歴効果の重要性を明示するとともに,既存の一様乱流の実験結果と良く一致する予測値を与えることも実証した。現在,上記計算コ-ドへの本モデルの組み込みがはかられており,複雑乱流場の解析が予定されている.本年度は、直接シミュレーション(DNS)によって作成されたデータベースを用いて、本研究で提案する代数応力方程式モデルの検証を行った。

すなわち、従来の代数応力方程式モデルでは不可能であった自由乱流の等方化ならびに減衰過程を表現できるレイノルズ応力の代数表示式を導出し、これまで考慮していなかった履歴項の評価を行った。具体的には、一様非等方せん断乱流のDNSデータに本モデルを適用して、レイノルズ応力の時間発展過程に対する予測精度の比較検討を行った。その結果、本モデルによる非等方性を表わすレイノルズ垂直応力の時間変化の予測は、定性的には類似の傾向を与える従来のモデルに比べ、定量的にかなり改善されることが明らかになった。これは、乱れの生成とその散逸がつり合うと言う局所平衡からのづれが大きいほど履歴効果が無視できないことを示すものである。このことは、レイノルズせん断応力の変化に顕著に現われる。すなわち、履歴効果を無視した従来のモデルではせん断応力の変化を定性的にさえ予測できない(瞬時等方化と言う非物理解を与える)が、本モデルはDNSデータを非常によく予測する。本モデルによって、せん断応力が一度極大値をとりその後等方化するというDNSの結果を、圧力・歪相関項と履歴項の相互作用によってうまく説明できることが明らかとなった。このように、半経験的なモデル化を全く含まないで同定された本モデルと一様せん断流れの実験との比較も行った。その結果、本モデルでは、レイノルズ応力、特に従来のモデルによる予測との相違が著しいせん断応力が実験値とよく一致することが判明し、その実用性が実証され、複雑乱流場の計算に適用できることが示唆された。一方、一般曲線座標格子を用いる陰的SMACスキームを非定常3次元流れに拡張し、乱流解析用計算コードとしての適合性を検証した。
永久凍土中に存在するメタンガスの成因と地球温暖化への影響

シベリアあるいはアラスカの永久凍土地域に存在するメタンガスについてその分布と成因について研究を実施した。ユーラシアと北米に広域に分布する永久凍土とそこに存在するメタンガスが大気に与える影響は知られていなかった。今回の調査研究から、永久凍土中のメタンガス濃度は1万ppmにも達することが判明した。永久凍土中のガス拡散係数は10^<-9>-10^<-10>cm^2/sと小さく、一旦生成貯留されたメタンガスは長期に安定に存在する。より古い時期に形成発達した永久凍土にはより高濃度のメタンガスが貯留されている。実験から-5°Cという低温下ではメタン生成速度は小さいが、時間の長さを考慮するなら高濃度に生成されうる。永久凍土中には様々なタイプの微生物が生息していることが確認できた。ペニシリンの新種のカビが中央シベリア永久凍土から検出された。また凍土中からはメタン生成菌も検出されその同定がなされた。実験室での培養結果から、-5°Cでもメタン生成する低温適応性があることが確認された。このメタン生成菌の16SrRNA遺伝子分析から、従来報告されていないタイプの新種であることも確認できた。こうしたメタン生成菌が凍土内に高濃度メタンを貯留したが、その生成条件や速度については未だ解明されていない。永久凍土中に貯留されているメタンの総量は、現在の大気中に存在する総量の数倍に達するものと推定された。永久凍土の大規模融解で地球温暖化が促進される懸念が指摘される。地球の温暖化を加速させるメタンガスの発生源である永久凍土の融解についての現地観測を、アラスカ・フェアバンクス・バーロー及びシベリアレナ川流域で実施した。シベリアでの観測では約120の凍土を採取し、そこに含まれるメタンガス濃度を測定した。その結果場所によっては濃度が1000ppmを超えていた。しかし、森林が火災などで攪乱された跡地では凍土中のメタンガス濃度は低下していた。凍土の融解で形成される湿原(アラス)では、チャンバー法によって地上からのメタンガスフラックスを測定した。形成後数十年経過した地点では300mg/m2/dayの高い値を検出した。これは日本の湖沼からの発生の数倍に等しい。アラスカのフェアバンクス盆地は最終氷期には氷床に覆われなかったために、東シベリアと類似した性質を有する永久凍土が形成され、地下氷の集積も著しい。そこで永久凍土に穿たれたトンネル内に露出する地下氷の採取を行い、メタンガス濃度を測定した。その結果、14000ppmにも達する高濃度のメタンガスを検出した。形成条件を確認するため、現地で採取した試料を用いて、メタン生成菌の培養実験を行った。また濃縮されたメタンガスを用いて炭素同位体による年代測定を試みた。アラスカ及び東シベリアの永久凍土に含まれるメタンガスの濃度等では相互に類似しており、生成の時期もほぼ同じであったことが示唆された。永久凍土内のメタンガスの集積は、過去から現在に至るまで地中の嫌気的環境で継続し、発生フラックスは少ないものの現象の継続時間が十分ながく、結果として永久凍土中に高濃度のメタンガスが集積したものと推察される。永久凍土は北半球の陸地の約20%を占めており、そこには過去に生成された大量のメタンガスが貯留されている。シベリア及びアラスカの現地観測の結果、永久凍土上層部には平均で約1000ppmのメタンガスが気泡中に存在することを確認した。東シベリア地域で永久凍土中のメタンガス濃度の低い地域が存在するが、そこは最終氷期以降に永久凍土融解履歴によって、既にメタンガスが放出されたためである。永久凍土中のメタンガス濃縮生成には、そこに存在するメタン生成菌による長期継続した生成作用の結果である。

レナ川支流のアルダン川河畔マンモス崖において永久凍土中からメタン生成菌の抽出に成功した。実験室での培養結果から、-5°Cでもメタン生成する低温適応性があることが確認された。このメタン生成菌の16SrRNA遺伝子分析から、従来報告されていないタイプの新種であることも確認できた。現在の温暖化による永久凍土からのメタンガス放出量について、融解に伴う放出と融解後に形成された湖沼からのメタン生成に分けてフラックスを推定した。融解しつつある永久凍土からは、東シベリアの中央ヤクーチア地域で、年間20万トンであった。また北極海沿岸での永久凍土融解による海岸浸食では年間100万トンに達する。融解後に広範囲に形成されている湖沼でのメタン生成速度は夏季には300mg/m^2・dayであった。5月から8月までの総放出量は約100万トンにも達する。こうした大量のメタンガス放出は、地球温暖化を加速させる懸念が指摘される。
赤痢菌ヘテロIII型分泌系を用いたクラミジア病原因子のプロテオーム解析

オウム病クラミジアChlamydophila psittaci菌体の2次元電気泳動で展開したスポットの解析においては,C.psittaciの全ゲノム配列が未解読であるため,既読他種クラミジアデータベースを利用せざるを得なかった。そこで,より効率的にプロテオーム解析を進める目的で,ヒトへの集団感染時に分離されたC.psittaci Mat116株の全塩基配列決定を試みた。得られたMat116株ゲノムドラフト配列を元にギャップクローズを行い,暫定全塩基配列を得た。他種クラミジア全塩基配列との比較により,C.psittaciに固有と思われる配列が示唆された。また,ネコクラミジアC.felis新規抗原CF0218の性状解析を行った。CF0218は動物由来クラミジア特有のtransmembrane head(TMH)領域にコードされ,特徴的な二峰性の疎水性モチーフを有していた。TMH蛋白質は疎水モチーフの存在から,クラミジアの封入体構成蛋白質Incファミリーに属すると推察されている。Incの幾つかは,クラミジアのIII型分泌機構(TTSS)により分泌されることが知られているため,CF0218についても検討を行った。赤痢菌にCF0218全長を導入し,培養上清へのTTSS依存的な分泌を検討したが,CF0218全長はクラミジア菌体内で不安定であった。赤痢菌体内での安定発現を目的にCF0218のC末端を除去した各種コンストラクトを作成し,引き続きTTSS依存的な分泌を検討している。CF0218については,感染特異的診断用抗原として使用可能な新規TMH蛋白質であることが明らかとなり論文投稿中である。現在は,得られたゲノム情報,プロテオーム解析を組み合わせTTSSエフェクターを初めとしたクラミジア病原因子の網羅的な解析を進めている。クラミジア感染症の制御を最終目標に、以下のようなアプローチを行った。1.クラミジアおよびクラミジア感染細胞のプロテオーム解析オウム病クラミジア(Chlamydia psittaci)の株および感染特異的に誘導される蛋白質を同定するため、2次元電気泳動によりC.psittaci菌体もしくは感染細胞を展開した。現状の装置では蛋白質スポットの分離が不十分であったため、新規装置を追加購入し解像度の向上を図った。現在、C.psittaciヒト集団感染時分離株(Mat116)の精製菌体構成蛋白質の展開と実験室標準株との比較を行っている。2.ネコクラミジア感染特異抗原CFO218の性状解析ネコクラミジア(C.felis)ゲノムライブラリーを感染ネコ血清にてスクリーニングすることにより得た抗原CFO218の性状解析を行った。C.felis実験感染ネコにおいて抗CFO218抗体は,不活化ワクチン接種では上昇せずC.felis感染後に初めて上昇した。またCFO218は感染細胞においてC.felis封入体と共局在していた。CFO218のm型分泌機構(TTSS)により菌体外への分泌されるエフェクターである可能性を検討するため、赤痢菌体内で発現可能なコンストラクトを構築し、現在丁rSS依存的な分泌を検討している。3.我が国の飼いネコにおけるC.felis感染抗体保有状況の大規模調査ネコクラミジア感染に関しては、2002年より不活化ワクチンが市販されており、ワクチン接種ネコと感染ネコの鑑別が重要である。抗CFO218抗体検出ELISAの系を樹立し、ワクチン接種歴の明らかな飼い猫血清714検体の大規模疫学調査を行った。その結果飼いネコは普遍的にネコクラミジアに感染しており、CFO218を抗原としたELISAは,感染ネコとワクチン接種ネコの鑑別に有用なことが示された。