hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深層強化学習を適用した操船判断アルゴリズムの開発に関する研究

また,自船の航路上に安全航行の障害となる対象物を認めて航路の再設定を行う場合,操船行動を開始するタイミング,針路の変更方向,原航路からの偏差の大きさ,増減速の有無,原航路復帰の必要性の有無等,航路の再設定に影響を与えるパラメータが多数存在するため,学習過程で得られる操船行動を適切に評価することを目的として,評価に用いるパラメータの抽出ならびに評価結果に応じた報酬の設定方法について検討を行った。さらに,衝突危険度の評価法と操船行動の評価指標の検討結果に基づき,自船の周囲を航行する行き合いの見合い状況にある単船を対象として,深層強化学習(Deep Q-Learning)を適用した操船判断アルゴリズムの開発を行ったが,開発した操船判断アルゴリズムに基づく衝突回避性能は不十分であるため,第二年度以降もアルゴリズムの改良が必要である。最後に,小型模型船を用いて自由航走模型試験を実施することを目的として,陸上から計測した模型船の位置情報データと模型船に搭載した高精度姿勢角計で計測した回頭角の情報データの通信機能を組み込んだ模型船の運動制御システムの開発を行った。回頭角の計測精度に関して改良の余地が若干残されているが,開発した計測システムにより概ね良好な計測結果を得られることを確認した。最接近距離DCPAと最接近時間TCPAを前件部変数とするファジィ推論により自船の周囲に存在する船舶や沿岸構造物等の対象物との衝突危険度を評価する方法については,横切り状態や追い越し状態を含めて検討を行う予定であったが,行き合い状態のみに留まっており,進捗がやや遅れている。避航操船のために必要となる航路変更を効率的に行うことを目的として,指定航路を追従して船舶航行させるための制御法の開発については,当初の予定通り順調に進行している。また,学習過程で得られる操船行動を適切に評価するために必要となるパラメータの抽出ならびに評価結果に応じた報酬の設定方法,さらに,衝突危険度の評価法と操船行動の評価指標の検討結果に基づいて開発した深層強化学習(Deep Q-Learning)を適用した操船判断アルゴリズムに関しては,得られた衝突回避性能のさらなる向上が必要であり,当初予定と比較して研究の進捗にやや遅れが生じている。小型模型船を用いて自由航走模型試験を実施するために必要となる陸上に設置したトータルステーションを使った模型船の位置計測システム,ならびに模型船に搭載した高精度姿勢角計を使った回頭角・回頭角速度計測システムに関しては,回頭角の計測精度に関して改良の余地が若干残されているが,概ね良好な計測結果を得られることを確認しており,順調に進行している。以上より,一部の研究項目においてやや遅れが生じているが,第二年度以降の研究において継続して検討を実施することにより,十分挽回可能であると考えている。前年度に引き続き,学習過程で得られる操船行動を適切に評価することを目的として,評価に用いるパラメータの抽出ならびに評価結果に応じた報酬の設定方法について検討を継続する。また,自船の周囲を航行する単船を対象として,深層強化学習(Deep Q-Learning)を適用した操船判断アルゴリズムの開発を行う。
キトサン/アクリル酸モノマーから合成されるコンプレックスに関する研究

本研究の目的は地球上の低利用バイオマスであるキチン、キトサンを複合高分子化し、有用な物性を示す材料に変換することを目的とする。以下に成果を示す。キトサン/アクリル酸モノマー/水に水溶性の光増感剤(開始剤)を添加して紫外線により重合させた。これらの配合比を変化させると様々な物性を有するコンプレックスが調製できることがわかった。今回はキトサン/アクリル酸モノマーの比は一定にして合成時の水の量だけを変化させた。その結果、キトサンとアクリル酸の含有量が同じであるが、物性の全く異なるコンプレックスを調製することができた。ここで、合成時の水の量が多い物は低い膨潤性を示し、逆に合成時の水の量が少ない物は高い膨潤性を示した。この結果より、見かけの架橋密度は合成時の水が多い方が低いということがわかる。一方、これらを動的粘弾性測定装置により検討すると、ガラス転移点は合成時の水が多い方が高く、ゴム状平坦域の弾性率も高くなった。つまりここでは合成時の水が多い方が高い見かけの架橋密度を示すこととなり、膨潤度の結果と正反対になる。これはキトサンとポリアクリル酸の結合様式が乾燥時と湿潤時では異なることを示している。つまり、アミド結合が存在するのは自明として、それ以外に乾燥時には存在するが湿潤時には切れる結合があることを示唆している。この結合はラマン分光分析により水素結合であることが分かった。このようにこのコンプレックス系では、合成の条件を少し変化させただけで、ある種の結合を多く生成させたり、少なくさせたりという分子設計が可能である。その結果として、生成されるコンプレックスの物性を広い範囲で制御することができると分かった。以下に成果を示す。本研究の目的は地球上の低利用バイオマスであるチキン、キトサンを複合高分子化し、有用な物性を示す材料に変換することを目的とする。以下に成果を示す。これらの配合比を変化させると様々な物性を有するコンプレックスが調製できることがわかっている。ここで、合成時の水の量が多いものは低い膨潤性を示し、逆に合成時の水の量が少ないものは高い膨潤性を示した。一方、これらをDSCや動的粘弾性測定装置により検討すると、ガラス転移点は合成時の水が多い方が高く、ゴム状平坦域の弾性率も高くなった。このようにコンプレックス系では、合成の条件を少し変化させただけで、ある種の結合を多く生成させたり、少なくさせたりという分子設計が可能である。この結合については、イオン結合、水素結合等などが考えられるが、ラマン分光分析により詳細なデータを積み上げる予定である。以下に成果を示す。

キトサン/アクリル酸モノマー/水に水溶性の光増感剤(開始剤)を添加して紫外線により重合させた。これらの配合比を変化させると様々な物性を有するコンプレックスが調製できることがわかった。今回はキトサン/アクリル酸モノマーの比は一定にして合成時の水の量だけを変化させた。その結果、キトサンとアクリル酸の含有量が同じであるが、物性の全く異なるコンプレックスを調製することができた。ここで、合成時の水の量が多い物は低い膨潤性を示し、逆に合成時の水の量が少ない物は高い膨潤性を示した。この結果より、見かけの架橋密度は合成時の水が多い方が低いということがわかる。一方、これらを動的粘弾性測定装置により検討すると、ガラス転移点は合成時の水が多い方が高く、ゴム状平坦域の弾性率も高くなった。つまりここでは合成時の水が多い方が高い見かけの架橋密度を示すこととなり、膨潤度の結果と正反対になる。これはキトサンとポリアクリル酸の結合様式が乾燥時と湿潤時では異なることを示している。つまり、アミド結合が存在するのは自明として、それ以外に乾燥時には存在するが湿潤時には切れる結合があることを示唆している。この結合はラマン分光分析により水素結合であることが分かった。このようにこのコンプレックス系では、合成の条件を少し変化させただけで、ある種の結合を多く生成させたり、少なくさせたりという分子設計が可能である。その結果として、生成されるコンプレックスの物性を広い範囲で制御することができると分かった。
現代ヨーロッパにおける「住宅への権利」と社会権の新たな展開

平成16年度は、フランスをはじめとするEU構成諸国の憲法規範、住宅関係立法、および憲法裁判へ所・行政裁判所・司法裁判所の判例を分析し、研究論文「EU加盟国憲法における『住宅への権利』の保障」を『明治学院大学法学研究』77号に公表した。フランスにおける近時の「住宅への権利」をめぐる議論の状況を簡単に紹介したうえで、EU構成諸国の憲法規範における「住宅人の権利」の位置づけ((1)「住宅への権利」の不承認、(2)暗示的承認、(3)明示的承認)を考察し、その法的効力、適用様式(プログラム規定、命令的規範、または直接適用可能な規範)、権利の限界等々の問題について検討した。とくにフランスについては、行政裁判法典の改正にともない新た年導入された緊急審理手続である「人権救済仮処分」手続において、「住宅への権利」と所有権との調整が問題になっていることから、最近のコンセイユ・デタの諸決定をふまえて行政裁判による「住宅への権利』の実現可能性について検討をおこなった。また、平成16年9月にフランスに出張し、モンペリエ第1大学ではアレクサンドル・ヴィアラ教授、エリック・サール助教授、エクス・マルセイユ第3大学ではCNRS概究員ローランス・ゲイ氏やティエリー・ルヌー教授などの研究協力を受けつつ、現地において調査を実施した。そのひとつの成果として、ローランス・ゲイ氏の論文「所有権と住宅--フランス行政裁判法典L521条の2の適用をめぐって」の翻訳を『明治学院大学法学研究』78号に公表する予定である。同じく翻駅であるが、クリストフ・シャブロ助教授の論文「ヨーロッパ統合とフランス公法」では、ラランス憲法による経済的社会的権利の保障がヨーロッパ統合によっていかなる変容を強いられているか、等々の問題が論じられる。
次世代NVRAMを活用可能なシングルレベルストレージシステムの開発

本研究は,次世代不揮発性メモリ(次世代NVRAM)・半導体ドライブ(SSD)・ハードディスクドライブ(HDD)の3種類の記憶媒体の間で,アクセス頻度の変化等に応じてデータの自動再配置を行うシングルレベルストレージシステムの実装方式を確立し,その効果を確認することを目指している.このシングルレベルストレージシステムは,アクセスされていない間にも再配置を行う自律的・能動的な動作を必要とする.ところが,これまでのOSに搭載されてきた各種デバイスドライバは,呼び出されたときにだけ受動的に動作するルーチンとして構成されているため,ここに常時稼働する能動的な動作を組み込むことは容易ではない.また,迅速なプロトタイプ構築を行う上でも,OSの伝統的なデバイスドライバを改造することは効率的ではない.そこで,本研究では,ストレージ仮想化技術の一つであるiSCSI(internet SCSI)におけるターゲットのオープンソース実装であるtgtデーモンを改造することによってシングルレベルストレージシステムを試作することとした.また,マザーボード上のメモリスロットに装着可能な次世代NVRAM製品の利用が難しかったため,DRAMによる主記憶の一部を用いて次世代NVRAMのエミュレーションを行うこととした.初年度は,これによる疑似ボリュームとSSD・HDDを統一的に扱うブロックアドレスマッピング機構を実装した.予備的な実験により,このプロトタイプがSSDやHDDよりも高い応答性能を達成できることを確認した.同時に,次世代NVRAMに十分な空き領域がなくなると性能が大幅に低下することも確認できた.プロトタイプを開発し,予備的な実験により本構想の有効性を確認するところまでは達成できた.また,2年目以降に取り組むべき課題も明らかとなった.しかし,この研究成果を外部に公表するところまではいたらなかった.このため,「やや遅れている」と判断した.初年度のプロトタイプでは,データブロックの自動再配置機能を,ターゲットがコマンドを受け取ったときに呼び出される部分に追加実装した.次世代NVRAMの空き領域がなくなると,書き込み要求のたびに再配置を行って必要な空き領域を確保する必要が出てくるため,大幅に応答性能が低下してしまう.これを防ぐためには,アクセスされていないときに能動的に再配置を行って常に十分な空き領域を確保しておく必要がある.そこで,今後は,初年度のプロトタイプに対して,バックグラウンドで次世代NVRAMの空き領域を確保するための改良を行う予定である.本研究は,次世代不揮発性メモリ(次世代NVRAM)・半導体ドライブ(SSD)・ハードディスクドライブ(HDD)の3種類の記憶媒体の間で,アクセス頻度の変化等に応じてデータの自動再配置を行うシングルレベルストレージシステムの実装方式を確立し,その効果を確認することを目指している.このシングルレベルストレージシステムは,アクセスされていない間にも再配置を行う自律的・能動的な動作を必要とする.ところが,これまでのOSに搭載されてきた各種デバイスドライバは,呼び出されたときにだけ受動的に動作するルーチンとして構成されているため,ここに常時稼働する能動的な動作を組み込むことは容易ではない.また,迅速なプロトタイプ構築を行う上でも,OSの伝統的なデバイスドライバを改造することは効率的ではない.そこで,本研究では,ストレージ仮想化技術の一つであるiSCSI(internet SCSI)におけるターゲットのオープンソース実装であるtgtデーモンを改造することによってシングルレベルストレージシステムを試作することとした.また,マザーボード上のメモリスロットに装着可能な次世代NVRAM製品の利用が難しかったため,DRAMによる主記憶の一部を用いて次世代NVRAMのエミュレーションを行うこととした.初年度は,これによる疑似ボリュームとSSD・HDDを統一的に扱うブロックアドレスマッピング機構を実装した.予備的な実験により,このプロトタイプがSSDやHDDよりも高い応答性能を達成できることを確認した.同時に,次世代NVRAMに十分な空き領域がなくなると性能が大幅に低下することも確認できた.プロトタイプを開発し,予備的な実験により本構想の有効性を確認するところまでは達成できた.また,2年目以降に取り組むべき課題も明らかとなった.しかし,この研究成果を外部に公表するところまではいたらなかった.このため,「やや遅れている」と判断した.初年度のプロトタイプでは,データブロックの自動再配置機能を,ターゲットがコマンドを受け取ったときに呼び出される部分に追加実装した.次世代NVRAMの空き領域がなくなると,書き込み要求のたびに再配置を行って必要な空き領域を確保する必要が出てくるため,大幅に応答性能が低下してしまう.これを防ぐためには,アクセスされていないときに能動的に再配置を行って常に十分な空き領域を確保しておく必要がある.そこで,今後は,初年度のプロトタイプに対して,バックグラウンドで次世代NVRAMの空き領域を確保するための改良を行う予定である.マザーボードのメモリスロットに装着可能な次世代NVRAM製品が平成30年度中に入手可能となる可能性があったため,それを待ってプロトタイプ実装に取りかかることを計画していた.しかし,時間の制約等の理由から,最終的には既存のDRAMを用いたエミュレーションにより試作を行うこととなった.さらに,研究代表者の病気治療も重なって研究の進行が当初計画よりもやや遅れることとなり,研究成果発表も行うことができなかった.このために物品費・旅費・その他に未使用額が発生した.2年目以降は,この遅れをできる限り取り戻すことにより,次年度使用額を消費していく所存である.
CIM(コンピュータ統合生産システム)の導入と構築に関する研究

最終年に当たるので、集積された調査結果・研究成果の統合と追加調査を実施した。1)CIM(統合的生産情報システム)に関する集積された調査結果・研究成果を総合的に分析し、資源制約・環境制約下における高度技術社会におけるCIMなどの生産情報システムの在り方と人類の生産の在り方を総括した。2)中国北京理工大学の協力を得て、大学人、学生、社会人を対象とした企業の省資源・環境保全活動などに関する意識調査を実施した。有効回答者数250名となった。3)第8回「大学と科学」公開シンポジウムへの参加者500名を対象に、企業の省資源・環境保全に関する意識調査を実施した。そのために、重点領域研究者を対象とした第1回調査の集計結果をグラフで提示する新しい調査方法を創案した。また2)の中国における調査の一部を合わせて提示し、回答者の意見を求めた。有効回答者数229名を得た。4)重点領域の構成メンバー全員を対象に第2回目の調査を3)の方法にしたがって実施し、有効回答者数47名を得た。重点領域において調査は第1回目の回答内容を提示しているので、一種のデルフォイ法に近い調査形式になっている。5)理工学部の学生を対象に、上記の過去の調査の集計結果をグラフで提示し、それに対する見解と意識を調査する方法での調査を実施した。有効回答者数355名であった。6)上記の2)、3)、4)、5)の調査結果をクロス集計、多変量解析などによって総合的に分析した。4年度は以下の研究活動を実施した。1.CIMの導入・構築過程の資料の分析CIMの導入状況と構築状況の実態を、わが国にCIMが導入開始され始めた時点から1992年までの過程について資料を分析した。資料は、企業別にCIM導入の状況、情報一元化、生産・販売・技術の各部門連携、業務改革、組織改革、経営課題、経営環境などの状況を文献調査、面接調査により収集した。また日本能率協会の経営課題調査生産部門の一部上場企業800社を調査対象とした1991年、1992年の調査票原票を利用してCIM関連の調査項目を分析した。2.CIMによる「業務制度の変化」と「人の意識の変化」に関するアンケート調査結果の分析すでにCIMが完成済か導入中の製造業126社を対象に、企業内の各部門を調査単位として、業務内容の変化、組織形態の変更、業務分担範囲の変化、労働の質の変化、心理的な効果、環境変化などについてアンケート調査の結果を分析した。3.CIMへの人工知能適用の予備実験実験用CIMシステムを使用して、各業務に対する人工知能適用の範囲や方法を、ニューロ・コンピュータを中心に試行し、問題点を抽出するための予備実験を実施した。4.CIMによる省資源・環境保全の可能性の調査CIMの省資源・環境保全活動への適用可能性に関して126社を対象にアンケート調査を実施し、適用の可能性、必要となるデータベース、省資源・環境保全活動援用システムの必要性を把握し、対応する施策を検討した。5年度は以下の研究活動を実施した。1.CIMが業務内容・人の意識に及ぼす影響の調査結果の分析CIMを導入している企業の設計部門79、生産管理部門98、情報システム部門77からの「業務制度の変化」と「人の意識の変化」に関する前年度までの調査回答を、クロス集計、多変量解析、ニューロコンピュータによるART解析によって分析した。2.CIMの省資源環境保全活動への貢献可能性の調査結果の分析CIMなどの統合的情報システムの省資源・環境保全活動への適用可能性に関する前年度までの調査を、前項と同様の方法で分析した。3.教育研究機関に所属の研究者を対象とした企業の省資源・環境保全活動に対する意識調査の実施教育研究機関に所属する研究者を対象に文明の存続と企業の省資源・環境保全活動に関する意識調査を実施し、211名より回答を得た。4.主婦を対象とした企業の省資源・環境保全活動に対する意識調査の実施40歳台の文科系大学卒業生の主婦を対象に前項と同様の調査を実施した。5.学生を対象とした企業の省資源・環境保全活動に対する意識調査の実施理工学部学生に省資源・環境保全問題の知識を与えた後上記の調査を実施した。

5)理工学部の学生を対象に、上記の過去の調査の集計結果をグラフで提示し、それに対する見解と意識を調査する方法での調査を実施した。有効回答者数355名であった。6)上記の2)、3)、4)、5)の調査結果をクロス集計、多変量解析などによって総合的に分析した。
フルクトース誘発高血圧における腸管でのクロライド吸収の役割の解明

フルクトース摂取量増大に伴いメタボリックシンドロームの罹患率が増加することが知られている。またフルクトース摂取は小腸からのNaCl吸収を亢進させ、その結果、高血圧になることが示されている。このためフルクトース誘発の高血圧に、小腸のクロライド吸収機構が関与するか検討するため、小腸のクロライド吸収機構を、高フルクトースを摂取させたラットで調べた。しかし、フルクトース摂取で大きな変化は観察されなかった。大腸でのクロライド吸収機構の関与も考えられたため、大腸でのクロライド吸収機構を検討した。大腸でのクロライド吸収機構には部位差があることが明らかになった。近年食品からのフルクトース摂取が増加しており、それらとメタボリックシンドロームの罹患率との間に正の相関関係があることが示唆されている。ラットを用いた実験では、フルクトース摂取により急性の血圧上昇が惹起されることが示されおり、この機序の一つとしては、消化管からの液吸収の増加が関与することが考えられている。そのため本研究では、フルクトース摂取により腸管での電解質吸収・分泌がどのように変化するかを検討した。ラットを、3日間代謝ケージ飼育し、その後グルコース食とフルクトース食の2群にわけ3日間した。最終日には腸管各部位での電解質、糖質の吸収速度を求めるために、餌に非吸収性マーカーであるポリエチレングリコール(PEG)を加えた。解剖後、腸管内容物を採取し、腸管内容物のPEG、電解質、グルコース、フルクトース濃度を測定した。グルコース食群とフルクトース食群ではNa^+, K^+, Cl^-の電解質出納には差は観察されなかった。また血液性状も両群間で顕著な差はなかった。腸管各部位での吸収速度を比較すると、グルコースは上部空腸でほとんど吸収されていた。しかしフルクトースは上部空腸での吸収に加え回腸でも吸収がみられた。Na^+の吸収・分泌速度を比較すると、グルコース食群では十二指腸では大きなNa^+分泌がみられ、空腸中部では大きなNa^+吸収が観察された。フルクトース食群ではNa^+の吸収・分泌速度は何れの部位でもグルコース食群より小さかった。K^+, Cl^-の吸収・分泌速度は、Na^+とほぼ同様の傾向を示した。グルコース、フルクトース吸収に伴う腸管での電解質吸収・分泌は異なることが示唆されたが、フルクトース吸収に伴う液吸収の亢進は観察されなかった。前年度の研究ではフルクトース摂取によりラット腸管からのクロライド吸収の大きな変化は観察さなかった。このため更に詳細に検討するためフルクトース摂取により腸管のイオン輸送体並びにその関連タンパク質が変化するか否かを網羅的に検討するためにマイクロアレイによる発現解析を行った。しかし、フルクトース摂取により、マウス小腸のCl^-並びにNa^+輸送関連蛋白の発現はコントロール食群と比較して大きな変化は観察されなかった。しかしCl^-は下部消化管(盲腸、大腸)でも吸収されていることが示されており、何らかの機構を介して大腸での吸収機構が変化していることが考えられた。しかし、大腸各部位でのCl^-吸収を担っている分子の実体やCl^-吸収機構は詳細には検討されていない。このため主要なCl^-吸収担体だと考えられているSLC26A3のノックアウトマウスを用いて大腸各部位でのCl^-機構を検討し、またSLC26A3とNa^+吸収の関係も検討を行った。その結果SLC26A3は、盲腸並びに、中位、遠位大腸では主要なCl^-吸収担体であった。しかし大腸近位部ではCl^-吸収は観察されなかった。また消化管ではCl^-吸収輸送体はNa^+輸送体と機能的に共役して、NaCl溶液として腸管から吸収されていると考えられているが、その共役機構は、盲腸と中位部大腸では異なることが示された(論文準備中)。またCl^-吸収輸送体であるSLC26A3の細胞発現系を用いてSLC26A3の糖鎖の役割を検討した。糖鎖を除去すると細胞膜上のべの発現が低下し、糖鎖は膜への発現に重要な役割をしていることが示唆された。また糖鎖除去されたSLC26A3は蛋白分解酵素であるトリプシンで分解されやすくなり、消化管内では糖鎖により蛋白分解酵素からSLC26A3は分解を免れることにより、Cl^-を吸収が円滑に行われていることが示唆された(AJP,2012)。前年度に継続して、マウス大腸におけるNaCl吸収機構の検討を行った。Cl-の主要な吸収輸送担体であると考えられるSLC26A3のノックアウトマウスを用いて、野生型マウスと比較検討することで行った。

腸管内のCl-濃度を測定するとSLC26A3ノックアウトマウスでは野生型に比べ有意に高い値であった。また腸管内容物のpHは野生型に比べ酸性化しており、アルカリ分泌の低下または酸分泌の上昇が示唆された。またCl-の吸収はSLC26A3ノックアウトマウスでは、盲腸、中遠位大腸では低下しており、SLC26A3が主要なクロライド吸収輸送担体であることが示唆された。腸管でのNaCl吸収機構は、Na+/H+交換輸送体(NHE3)とCl-/HCO3-交換輸送体(SLC26A3)が共同して働いていると考えられている。このためNa+/H+交換輸送体の特異的抑制剤であるS3226を用いて検討を行った。盲腸、大腸ではS3226添加により、Na+の吸収性のフラックスが抑制され、主要なNa+の吸収はNa+/H+交換輸送体(NHE3)により担われていると考えられた。Na+/H+交換輸送体(NHE3)とCl-/HCO3-交換輸送体が大腸の各部位で、機能的に共役してNaCl吸収をしているのかどうか検討する為に、Na+/H+交換輸送体(NHE3)抑制剤存在下で、Cl-吸収フラックスが変化するか、また逆にCl-/HCO3-交換輸送体(SLC26A3)の抑制剤存在下で、Na+吸収フラックスが変化するかどうか検討した。機能的に共役しているNa+とCl-の吸収フラックスの量比を比較すると、盲腸ではCl-の吸収フラックスがNa+吸収フラックスより有意に大きかった。しかし中位結腸ではNa+とCl-の吸収フラックス量の差はなかった。これらのことは腸管各部位でのNaCl吸収機構は異なることを示唆している。当初の目的はフルクトースによる腸管からのNaCl液吸収の亢進の機序の解明であったが、過去の実験の追試を行ったが液吸収の亢進は観察されなかった。しかし、大腸でのCl^-吸収機構にはSLC26A3が主要な役割をしており、またNaCl吸収機構の部位差があることが明らかにできた。更にCl^-吸収輸送体であるSLC26A3の糖鎖は、消化管内でSLC26A3を蛋白分解酵素から保護している可能性が示唆された。以上の二つの研究より消化管でのCl^-吸収のより詳細な機構が明らかにできた。24年度が最終年度であるため、記入しない。腸管でのCl^-吸収機構を腸管各部位で更に詳細に検討するため、少量のCl^-をより再現性よく定量的に測定できる様に方法を改善する必要がある。このため本年度はラジオアイソトープである^<36>Cl^-またはCl^-高感受性の電極を用いて、腸管各部位でのCl^-の吸収・分泌速度を測定し、それに対し栄養素がどのように相互作用するのか検討し、本来の目的であった栄養素と電解質吸収の関係をあきらかにする。
ケア手順書作成ICT化ツールを活用した訪問看護師育成のための教材開発・評価

本研究の目的は,新任訪問看護師(以下,新任者)の教育を実施する訪問看護ステーション(以下,ST)を対象に,「ケア手順書作成ICT化ツール」を用いて作成した「手順書」を教材として活用し,その教育効果を明らかにすることである。これにより,ケアの質の担保,新任者の「ケアへの不安」軽減を目指している。2018年度は,第I段階の研究計画の洗練および実施準備として,フィールドワーク,文献検討等を通して,新任訪問看護師育成におけるニーズを明らかにするとともに,介入評価のためのアンケート項目について検討した。また新任訪問看護師育成におけるニーズに合わせ,「ケア手順書作成ICT化ツール」の改良を予定していたが,システムに大きな改良を加える必要がなく,現行のシステムの活用が可能であったことから介入研究の実施準備が予定より早い時期に整った。2019年度実施予定であった第II段階「ケア手順書作成ICT化ツール」を用いた新任訪問看護師教育を2019年3月より,介入群1か所のSTを対象として実施している。また,対照群として1か所のSTにて調査を開始している。介入群においては,新任者が作成した「手順書」を指導者が教材として用い,ケアの根拠等を具体的に指導する介入を展開中である。2019年度は介入群,対照群の研究協力施設を追加しデータを収集・蓄積する予定である。2018年度は,第I段階の研究計画の洗練および実施準備を予定していたが、実施準備が整ったため,2019年度実施予定であった第II段階の「ケア手順書作成ICT化ツール」を用いた新任訪問看護師教育を実施している。2019年度は研究協力施設を追加しデータ収集をする予定である。調査期間終了後に,第III段階の「ケア手順書作成ICT化ツール」を用いた新任訪問看護師教育の評価を行う予定である。新任訪問看護師育成におけるニーズに合わせ,「ケア手順書作成ICT化ツール」の改良を予定していたが,システムに大きな改良を加える必要がなく,現行のシステムの活用が可能であった。従って、2018年度においては使用可能なモバイル端末等の備品を使用したため,新たな備品を購入しなかった。2019年度は介入群の訪問看護ステーションを追加するため,計画していた備品等を購入する予定である。
膵癌、胆道癌に高発現するＦＯＸＭ１を標的とした分子標的治療の開発

胆管癌患者、膵癌患者の血清遊離FOXM1蛋白の測定を行ったが、正常成人と比較して有意差を認めなかった。また、癌の進行度と血中FOXM1の相関も認めなかった。胆管癌切除組織を対象としたFOXM1免疫組織学的染色では、癌細胞におけるFOXM1は高率に発現を認めた。FOXM1発現度、癌の進行度と生存率に有意差は認めなかった。FOXM1高発現ヒト癌細胞株にFOXM1抗体を添加し、細胞の形態や浸潤能、増殖能の変化を観察したが、明らかな変化を認めなかった。以上より、FOXM1の胆管癌、膵癌における高発現は確認できたものの、診断や治療への有用性は確立できなかった。1.胆管癌および膵癌患者におけるFOXM1発現の検討、また早期診断、治療効果の判定、再発の早期検出における血清FOXM1蛋白測定の有用性についての検討抗ヒトFOXM1抗体をもちいたELISA法により、胆管癌および膵癌患者の血清におけるFOXM1蛋白の測定を行った。胆道癌及び膵臓癌における診断的意義があるか否かについて検討を試みている。各20例の胆管癌患者、膵癌患者および正常成人コントロールの血清を対象にELISA法による血清遊離FOXM1蛋白の測定を行ったが、正常成人と比較して有意な差を認めなかった。また、癌の進行度と血清中FOXM1蛋白値の明らかな相関も認めなかった。また、20例の胆管癌切除組織を対象として、抗ヒトFOXM1抗体を用いたFOXM1の免疫組織学的染色を行い、各症例の癌細胞および周囲の正常胆管細胞のFOXM1蛋白の発現を検討した。癌細胞におけるFOXM1の発現の程度は、高発現している症例から発現の弱い症例までさまざまであったがほとんどの症例でFOXM1の発現を認めた。FOXM1発現を高発現群と低発現群に分け、癌の進行度、生存率を比較したが、有意差を認めなかった。2.FOXM1を標的とした分子標的治療の可能性についての検討胆管癌細胞株HuCCT1や膵癌細胞株Panc1などを含むヒト癌細胞株におけるFOXM1の高発現をRT-PCRにて確認した。これらのFOXM1高発現株にFOXM1抗体を添加し、細胞の形態や浸潤能、増殖能の変化を観察したが、明らかな変化を認めなかった。現在、ヌードマウスにPanc1を移植し、FOXM1をターゲットとした抗腫瘍効果の検討を計画している。cDNAマイクロアレイ解析により同定した腫瘍関連抗原FOXM1は肝内胆管癌のみならず、膵癌、膀胱癌および肺小細胞癌にも高発現している。本研究は、FOXM1の機能解析、それを用いた癌の診断、予後予測および分子標的療法のターゲットとしての治療法への応用の可能性を探ることを目的とする。1.胆管癌および膵癌患者におけるFOXM1発現の検討抗ヒトFOXM1抗体をもちいたELISA法により、胆管癌および膵癌患者の血清、手術時の術中洗浄腹水のFOXM1蛋白の測定に、胆道癌及び膵臓癌における診断的意義があるか否かについて検討を試みている。現在少数例の胆管癌患者および正常成人コントロールの血清を対象にELISA法による血清遊離FOXM1蛋白の測定を行ったが、正常成人と比較して有意な差を認めなかった。今後は、さらにサンプルを収集し、検討を進める予定である。2.胆管癌および膵癌患者の切除組織における間質および癌細胞のFOXM1蛋白の発現を検討し、それが予後因子となるか否かを検討する。胆管癌切除組織を対象として、抗ヒトFOXM1抗体を用いたFOXM1の免疫組織学的染色を行い、各症例の癌細胞および周囲の正常胆管細胞のFOXM1蛋白の発現を検討中である。癌細胞におけるFOXM1の発現の程度は、高発現している症例から発現の弱い症例までさまざまであり、FOXM1の発現の程度と、癌の進行度、生存率、無再発率や治療効果などにおいて相関が認められるかを検討中である。対象としている疾患が膵癌および胆管癌であり、症例が比較的少ないため、サンプルの収集に時間がかかっている。サンプル集積後は、免疫組織学的検討および血中のFOXM1蛋白測定のためのELISA法の手技はおおむね確立されており、今後は検討が進む予定である。ELISA法による血清FOXM1蛋白濃度の測定が、胆管癌および膵癌患者において診断的意義があるか否かについて症例を早急に集積し検討を行う。

癌患者において診断的意義があると考えられる際は、化学療法施行中の患者を含め、さらに多数の癌患者を対象として、FOXM1の発現と癌の進行度や転移との相関を検討する。FOXM1が、正常コントロール群と比較して癌患者で有意に上昇していない場合は、癌の早期診断や再発診断には有用でないという結論になるが、われわれは、すでにFOXM1ペプチドを用いて癌患者の末梢血からFOXM1特異的リンパ球を誘導できることを報告している(Yokomine et al, Int J Cancer, 2010)。このことからFOXM1が、分子標的治療のターゲットとなりうる可能性が高いと考えられる。まずはin vitroで、FOXM1を高発現する細胞株に対して抗FOXM1抗体を添加し、その細胞の状態の変化、浸潤能を観察する。in vivo実験では、あらかじめマウスの腹腔内に抗FOXM1抗体を数回接種し、その後に移植した細胞株の増殖を観察する予防実験と、腫瘍をマウスに移植した後に、マウスの血中および局所に抗FOXM1抗体を接種する治療実験に分けて行う。腫瘍の移植部位は、皮下移植モデル、腹膜播種モデルおよび転移モデルに分けて行う。さらに、FOXM1蛋白を免疫することにより、同様にして移植した癌細胞に対して、増殖抑制効果が認められるか否かを観察する。つまり、FOXM1蛋白質を免疫することで、キラーT細胞やヘルパーT細胞などのFOXM1特異的免疫反応を惹起することが出来るか否かについて検討する。FOXM1蛋白接種群とコントロール群における腫瘍の内部に、T細胞が浸潤しているかを免疫組織学的に観察することにより、マウスの体内で特異的免疫反応が誘導されているかどうか検討可能である。該当なし
トップダウン処理とボトムアップ処理を併用した大語量単語音声認識に関する研究

本研究により得られた知見を、要約すると以下のようになる。1.大語彙単語音声データベースの作成:音素ラベルを音素表記と音声表記のどちらでもアクセスできるデータベースの重要性を示した。2.シンプルな機構を持つ音素認識法の開発:異なる時間の音素カテゴリの相互情報を利用するため、階層型音素認識ネットワーク素子による音素認識方式を提案した。特定話者認識実験より、94.1%の高い音素認識率となり、従来型と比較して/N/等の音素の認識率が改善され、異なる性質の事後確率系列が得られることを示した。3.ボトムアップ処理による単語音声認識法の開発:3音素組コンテキストの音素混同行列を用いた方式を提案し、音素系列のマッチングによる方法であるため、認識性能が高く、高速処理が可能であり、単語の予備選択に有効であることを示した。4.トップダウン処理による単語音声認識法の開発:単語の仮説と事後確率系列による単語の検定により認識精度を高める方式は、入力音声の特徴に依存した検定が可能なため、認識性能向上に有効であることを示した。5.大語彙単語音声認識実験: 5240単語の大語彙単語音声認識実験を行い、特定話者で84.4%の単語認識率を得ることができた。この実験から、性質の異なる事後確率系列を相加平均して用いることが有効であり、認識率と処理時間の観点から大語彙の単語音声認識には、トップダウン処理とボトムアップ処理を併用した本方式が有効であることを示した。6.研究成果の公表:本研究の成果を、日本音響学会の講演会および電子情報通信学会の音声研究会で口頭発表した。
口腔粘膜の傷害度・萎縮度と唾液性状を指標とした口腔粘膜傷害リスク評価法の提案

高齢者・周術期闘病患者の口腔内の問題を予防するために、口腔粘膜の傷害度・萎縮度の評価と唾液性状の評価に基づく新しいリスク診断手段と予防的診療体系を構築した。現行の口腔内環境測定法に加えて、超音波ハプティックセンサを用いた新しい超音波粘膜診断器等を用いて、これまで客観的評価法の無かった口腔粘膜に対する症状の比較と対処法を検討し、総合的な口腔粘膜傷害の診療指針を考察し、広く臨床に応用が可能になった。(1)口腔乾燥症により口腔内の微細な擦過傷を発生させる唾液側リスクの診断方法の設定:口腔乾燥症は口腔内を潤す唾液量の低下が直接原因であり、口腔内の微細な擦過傷に関わるのは、安静時唾液と刺激唾液の両方の減少が関与と考えられる。抗がん治療の化学療法や放射線療法を実施している患者の経時的な唾液分泌量と口腔内湿潤度に関しては、その計測値と口腔粘膜炎の発症の経過等の臨床データを蓄積中であるが、減少時の唾液採取が困難であることから、唾液の内容物に関しては現状として再検討が必要であり、検体採取法を生理的食塩水を用いた含漱法かスワブ法に変更する必要がある。現在、がん治療患者の治療経過データベースの制作を行っている。さらに、口腔内細菌叢の検索に関しては、16SrRNAの定量的PCR法による総菌数の測定を確立し、臨床サンプルの細菌数を算定可能となった。さらに各菌種の特定を目指したtRFLP細菌叢解析では、臨床サンプルの処理方法を検証し、解析装置に不足していた解析ソフト導入等の実験環境が整い、実験手法に習熟するセットアップも同時に行っている。一方、一般成人の刺激唾液に関しては、成人歯科健診の際に参加者の同意を得て刺激唾液を採取し、口腔内現象(現在歯数、健全歯数、歯周疾患の状況、口臭値など)と唾液分泌量、刺激唾液の生化学的物理学的性状(pH,緩衝能、唾液構成蛋白の解析など)、物理学的性状(曳糸性測定値など)の検索が進み、現在唾液中の蛋白成分と口腔内現症の関連を検索中である。(2)口腔粘膜の萎縮や組織傷害による微細な擦過傷を発生させるホスト側傷害リスクの診断方法の設定に関する実験:口腔粘膜表層の萎縮度を評価するために、超音波ハプティック・センサを応用した口腔粘膜超音波検査器を制作し、調整中である。この超音波診断機は、低圧で痛みが少なく障害のある粘膜の計測に使用することとなる。口腔乾燥症患者やがん闘病患者の口腔に関する医療と生活の質(QOL)を支えるためには、口腔粘膜の起炎症リスクの客観的評価法の確立が必要である。本研究では、口腔乾燥症患者や抗がん治療中患者の口腔粘膜の傷害度・萎縮度を評価し、唾液性状と粘膜保湿度の評価法と合わせて、新しい口腔粘膜傷害リスク評価法を開発し、総合的な口腔粘膜傷害の診療指針を策定して広く臨床に応用するために以下の研究を実施した。(3)総合的な口腔粘膜傷害リスク評価法の設定:東北大学病院歯科部門では、医科部門の様々な診療科から口腔ケアの依頼を受けて術前・術中の口腔ケアを実施している。高齢者の診療、及び、抗がん治療開始前に口腔内評価法を実施した。実際の放射線照射療法や化学療法時には、患者の負担にならないように継続した口腔ケアの処置の中で口腔内評価法を継続し、口腔乾燥の程度と口腔粘膜の変化を追跡した。これらの結果を集計して処置前と処置中の指標の特徴を把握し、口腔粘膜傷害リスク評価法の指標を構築した。(4)リスク診断に基づくリスク回避のための予防策と治療技術の開発:高齢健常者・口腔乾燥症患者・抗がん治療患者の術前・術中の変化に関する口腔粘膜傷害リスク評価法の指標データが集まった時点で、口腔乾燥症と口腔粘膜傷害に対する口腔粘膜保護の治療案を考察した。対応法は保湿と機械的刺激の低減がその中心であり、唾液の管理が重要因子である事が確認された。そこで、健康な状態に粘膜を戻すための処置法や保湿剤の評価を考えた。(5)総合的な口腔粘膜傷害の診療指針の策定:以上の研究を総合して、口腔粘膜障害回避を目的とした口腔内評価法と対応法・治療法から、口腔粘膜傷害の診療指針を考察した。現行の処置法を組み合わせて、効果的な口腔機能管理を実施するために応用する。高齢者・がん闘病患者の口腔内問題を診断・予防し、それぞれの治療目標の達成とQOLの向上を支援するために、口腔粘膜の傷害度・萎縮度の評価と唾液分泌量低下による口腔乾燥症の評価に基づく新しいリスク診断・予防的診療体系を構築することを目的に研究を進めてきた。平成24年度は、平成23年度から研究を継続している2課題を更に進展させるために、口腔粘膜炎データベースを構築した。がん治療、特に放射線療法と化学療法を実施している患者を中心に、口腔支援の診療現場から口腔内症状のデータベースを構築し、これた研究期間を通して更新し続けている。

これによって、口腔内現症とその経過が、多くのバリー-ションがあるがん治療の組み合わせの中から抽出できるシステムが構築され、粘膜口内炎の臨床像がより明白に把握できた。これにより、(1)口腔乾燥症により口腔内の微細な擦過傷を発生させるリスクの診断方法の確立、および、(2)口腔粘膜の萎縮や組織傷害による口腔内の微細な擦過傷を発生させるリスクの診断方法の確立の基礎的データを得ることができた。さらに、(3)これらのデータを総合した口腔粘膜傷害リスク評価法の設定を進めている。これまでの研究では、超音波ハプティックセンサの温度校正値の変導が大きく、正確な出力値の取得にはデータ数が不足している状況であるので、目下この計測値を鋭意集積している状況である。以上から、平成24年度は、口腔粘膜の傷害度・萎縮度と唾液性状を指標とした口腔粘膜傷害の基礎データを集積し、口腔粘膜炎の発症のリスク評価の方法を整理する事ができた。口腔粘膜超音波検査器の実機の調整に時間を要したため。遅れに関しては平成24年度前期に実験の実施を集中させて回復予定。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度までの本研究全体の流れとして、進行しているのが、(1)口腔乾燥症により口腔内の微細な擦過傷を発生させるリスクの診断方法の確立、および、(2)口腔粘膜の萎縮や組織傷害による口腔内の微細な擦過傷を発生させるリスクの診断方法の確立の基礎的データの集積・データベースの確立である。これらは、(3)総合的な口腔粘膜傷害リスク評価法の設定に必要な臨床データが蓄積され、解析が可能な状況になっている。ここで問題になっているのが超音波ハプティックセンサの温度特性に対する安定性である。これは、センサの接触子が金属製で針状であるものをガラス製でロッド状にしたものであったが、実験室の温度変化の少ない環境下では安定して動作するものの、口腔内外といた臨床応用上での使用温度条件にて、センサ出力が微細にシフトしてしまう事が原因で、製作会社と連携研究者と連絡を密にして改良・調整を行うことが必要になり、これに多くの時間を要したためである。しかしながら、臨床的な症例の蓄積は進んでいるので、今回の遅延を回復するための実験の場を設定できる状況にある。平成25年度は、この現状を改善し、さらに、(4)リスク診断に基づくリスク回避のための予防策と治療技術の開発、(5)総合的な口腔粘膜傷害の診療指針の策定、までを完了するために、研究者が集中して研究を推進することを確認している。大きな問題は挙げられない。口腔乾燥症患者からの唾液サンプルの採取に関する諸問題に関しては、平成24年度後期の実験にて目処を立てて対応する予定25年度が最終年度であるため、記入しない。(3)総合的な口腔粘膜傷害リスク評価法の設定:詳細な唾液評価法と口腔軟膜評価法の構築から、実際の口腔粘膜炎に関する基礎調査を継続する。高齢者で推定された口腔粘膜の病的変化の特徴を中心に、入院患者の口腔ケア介入、及び、抗がん治療開始前に口腔内評価法を実施する。実際の放射線照射療法や化学療法時には、口腔ケアの処置の中で口腔内評価法を継続・追跡して、口腔粘膜傷害リスク評価法の指標を確定する。(4)リスク診断に基づくリスク回避のための予防策と治療技術の開発:高齢健常者・口腔乾燥症患者・抗がん治療患者の指標データが集まった時点で、口腔乾燥症と口腔粘膜傷害に対する口腔粘膜保護の治療案を制作する。対応法は保湿と機械的刺激の低減がその中心となることが予測される。
日本製造業におけるインダストリアルIoTの特質と基盤的産業技術の形成

本研究では、欧米とは異なり現場でのカイゼンによる生産性向上という目的で日本製造業のIndustrial IoT(Internet of Things)が進展する理由を、基盤的産業技術(自動制御機器や工作機械、産業用ロボット)の供給企業群(メーカー)と、使用企業群(ユーザー)である機械工業(自動車産業、航空機産業のFA)や装置工業(化学工業、鉄鋼業、鋳物工業のPA)との相互的な関係から明らかにする。つまりIIoTは、1970年代から2000年代までの自動化の延長上にあり、グローバル展開の中で生産情報の可視化やビッグデータ収集、AIによる分析とソリューションを通じた生産性向上が図られている。
柔軟なバイオニックハンドによる適応的マニピュレーションの獲得

本研究課題では,筋肉によって駆動される骨とそれを覆う柔らかい皮膚,そして皮膚に埋め込まれた多種の受容器を持つヒトの手に酷似した構造を持つバイオニックハンドを開発した.このハンドを使った実験によって,ハンドの優れたセンサ特性や柔軟性を利用した観測の安定性が示され,また人工筋によって実現されるやわらかい動作によって経験を通した適応的なマニピュレーションが学習できることが示された.本研究課題では,筋肉によって駆動される骨とそれを覆う柔らかい皮膚,そして皮膚に埋め込まれた多種の受容器を持つヒトの手に酷似した構造を持つバイオニックハンドを開発した.このハンドを使った実験によって,ハンドの優れたセンサ特性や柔軟性を利用した観測の安定性が示され,また人工筋によって実現されるやわらかい動作によって経験を通した適応的なマニピュレーションが学習できることが示された.(1)適応的ロボットハンドの試作適応的な把持,操りが可能な人間型柔軟ロボットハンドを試作した.試作したハンドは,●ワイヤによる干渉駆動を利用し,対象物になじむような動作を実現できる,●受容器(ひずみゲージ,PVDFフィルム)が内蔵された人工皮膚に覆われている,●ワイヤによる拮抗駆動を利用し,また空気圧シリンダによって駆動されるので関節に自然な柔軟性が存在する,などの特徴を持つ.また人間の手に非常に類似した外見を持つ.(2)適応的ロボットハンドによる物体の識別試作したロボットハンドによって,握った物体の識別を行った.物体の握りの初期の姿勢によって受容器で得られる信号は大きく変化するが,繰り返し把持しなおすことによって,対象が持つ安定な姿勢へと収束することを利用し,安定なセンサ信号をもとに物体を識別することに成功した.(3)伝熱を利用した温度感覚の実装ハンドの認識能力を高めるために,指先に温度センサを装備し,また指の内部に熱源を持つような指先を試作した.これを利用して,対象物との伝熱を計ることによって物体の識別能力を向上させた.指先には,温度センサのほかにひずみゲージ,ひずみ速度センサが内蔵されており,これらを協調して利用することにより,物体との接触状態に依存しない物体の識別を可能とした.試作した指先センサによって,木材,アクリル,アルミニウム,マグネシウムなどの材質を識別できることを確認した.(1)適応的なロボットハンドの設計と試作昨年度開発したバイオニックハンドのプロトタイプを,(1)駆動するアクチュエータとしてマッキベン型の空気圧人工筋を利用し,また,複数の指の駆動をワイヤによって連動させることにより,バイオニックハンド全体の質量を減らした.(2)温覚センサを導入し,対象の熱伝導を感じることのできる枠組みを取り入れた.(2)センサ・モータ統合による物体の識別開発されたバイオニックハンドによって,対象物を握ったまま,握力を大小させることによって,ハンドの持つ力学的特性と対象物の幾何学の形状・力学的特性などの相互作用から生まれるある種の安定姿勢に収束させ,結果的にセンサ像を物体によって安定に得ることが可能となることを実験的に示した.このような技術を使って,どの程度の物体が識別可能であるか,またセンサの数は極めて多いので,これをどのように圧縮して物体のカテゴリ化を行うかなどの基礎的な実験を行った.(3)ダイナミックタッチに関するロボット実験把持対象物を認識するために,筋感覚を含む運動性触覚であるダイナミックタッチを利用し,手ごたえを感じる方向に対象を振るなどの実験を行った.(1)柔軟なバイオニックハンドによる適応把持の実現昨年度までに開発されたバイオニックハンドを用い,繰り返し把持力を変化させ,物体とハンドの手のひらの柔軟性の相互作用により,安定な点に対象を移動させて,安定な識別を可能にするための枠組みを提案,実験により検証した.(2)温度感センサの実装とその応用開発されたバイオニックハンドに温度感覚を装備し,把持対象の識別に用いた.ひずみゲージとの併用により,対象に対する識別能力が向上することを実験によって示した.(3)ダイナミックタッチに関するロボット実験乳幼児が把持対象物を認識するためによく用いていると考えられている,筋感覚を含む運動性触覚であるダイナミックタッチについて,バイオニックハンドを含むロボットアームシステムを開発し,対象物を振ったときに得られる感覚について,システム全体として得られる情報を実験により確認し,それを利用した「手ごたえ」感ある物体操作や,手ごたえを基にした物体の識別などの実験を行った.
Med26によってリクルートされる新規転写伸長複合体LECの機能解明

近年のゲノムワイドなChIP(クロマチン免疫沈降)やRNAシークエンス解析により、非常に多くのヒトの遺伝子(約30%と示唆される)で、転写開始直後にPol IIがプロモーター近傍(転写開始点の2050塩基下流)で一時停止していることが明らかになり、遺伝子発現の制御で転写伸長のプロセスが重要な役割を果たしていることがわかってきた。このPol IIの一時停止は原がん遺伝子c-Mycを始め、発現の迅速あるいは同調した誘導が必要な熱ショック遺伝子Hsp70、血清応答性遺伝子や発生制御遺伝子など、非常に多くのヒト遺伝子においてみられる。Pol IIの一時停止が解除されPol IIが新生RNAの合成を再開するためにはP-TEFbやELL/EAFなどの転写伸長因子の働きが必要である。ところが、これらの転写伸長因子が、どのようにして特定の遺伝子領域に時期特異的にリクルートされるのかについては、ほとんどわかっていなかった。申請者はメディエーター複合体(Mediator)のサブユニットMed26が、転写伸長因子複合体Super elongation complex(SEC)をc-MycやHsp70などのタンパク質をコードする遺伝子領域にリクルートし、転写伸長を促進することを明らかにした【Takahashi H, et al. Cell 2011】。さらに、本研究によって、私はMed26のNTDに結合するもう一つの転写伸長因子複合体Little elongation complex(LEC)を同定した。興味深いことに、Med26はLECをsmall nuclear RNA(snRNA)などのnon-coding RNA遺伝子領域にリクルートする機能を果たすことを明らかにした【Takahashi H, et al. Naturecommunications2015】。26年度が最終年度であるため、記入しない。近年、非常に多くのヒト遺伝子で、RNAポリメラーゼII (以下Pol II)が転写開始直後に一時停止していることが明らかになり、遺伝子発現において転写伸長のプロセスが重要な役割を果たしていることがわかってきた。Pol IIの一時停止が解除されPol IIがRNA合成を再開するためには転写伸長因子の働きが必要である。ところが、転写伸長因子が、どのようにして時期特異的に特定の遺伝子領域にリクルートされ、Pol IIの一時停止を解除するのかについては、ほとんどわかっていなかった。われわれはメディエーター複合体のサブユニットMed26が転写伸長因子を含む複合体Super elongation complex(SEC)を、c-MycやHsp70などの遺伝子領域にリクルートすることを明らかにした【Takahashi H, et al. Cell 2011】。最近、われわれはMed26に結合するもう一つの複合体Little elongation complex(LEC)を同定した。SECとLECは共に転写伸長因子ELL/EAFを共通のコンポーネントとして有し、Med26はEAFに直接結合することで、これらの複合体を遺伝子領域にリクルートする。解析を行ったところ、Med26はLECをsmall nuclear RNAやsmall nucleolar RNAなどのnon coding RNA遺伝子領域にリクルートすることがわかった。また、興味深いことに、基本転写因子TFIIDのサブユニットTAF7は、EAFと類似のアミノ酸配列領域を有しており、その領域でMed26と直接結合し、LECのnon-coding RNA遺伝子領域へのリクルートを阻害することがわかった。このように、Med26はスイッチ因子としてTAF7との結合をEAFに切り替えることで、LECをnon-coding RNA遺伝子領域にリクルートし、Pol IIによる転写伸長のオン・オフを制御する可能性が考えられる。ChIPシークエンス解析によって、Med26がLECを一部のsnRNA遺伝子やsnoRNA遺伝子領域にリクルートする役割を果たすことが明らかになった。また、LECはPol IIの転写伸長活性をin vitroで増強することもわかった。

さらに、TFIIDのサブユニットTAF7が、Med26のN末端ドメインに直接結合し、Med26によるLECの標的遺伝子へのリクルートを阻害することも明らかとなった。Med26がどのような遺伝子領域に存在するのかを明らかにするために、Med26のChIP-seq解析を行ったところ、Med26は約10%の遺伝子領域に広汎に存在することがわかった。ところが、それらの遺伝子において、実際にMed26がその発現制御に関わっている遺伝子は、一部であることが判明した。そこで、Med26によって実際に制御される遺伝子を同定するために、RNAシークエンス解析も行う予定である。