hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダウン症候群の早期発症型歯周炎におけるＴｏｌｌ様受容体シグナルの解析

シグナルはLPS非添加時にはDS-HGEでMyD88,IRAK1およびTRAF6を検出し,NOR-HGEでIRAK1とTRAF6を検出した.LPS添加時にはDS-HGEでTRAF6とIRAK1の発現増加を認めた. DS-HGEでは,多くのTLR分子およびTLRシグナル分子がmRNAレベルで恒常的に発現していた.DS由来細胞と非DS由来細胞では病原体に対するTLR分子自身の反応とそのシグナル反応の異なること,TLRを介したシグナル伝達がダウン症候群の歯周炎重篤化に関与することが示唆された.当初の目的である,ダウン症候群と健常者の間で差の見られた分子について,ノックアウト細胞を作製することについては,研究に資する細胞の作成には至っていない.しかしながら,線維芽細胞を用いてダウン症候群の歯周疾患に対する寄与度を計ることは可能であることから,同細胞を用いた実験により,多面的な研究ができ新たな知見が得られたことから順調に進展していると判断した.本研究では当該研究期間においては,特に自然免疫反応の違いを明らかにしたいと考えており,目的1の「ダウン症候群と非ダウン症候群者の歯肉上皮細胞を用い,自然免疫に関与する受容体タンパク(TLRとNOD)およびそのシグナルタンパクについてPCRや免疫染色でその量および局在を観察する.」についてTLRおよびそのシグナルタンパクについてPCRでその量を計測した.目的2の「さらに,Pg感染やその病原因子(LPSなど)の有無による各分子の増減や局在の変化を調べる.」についてPgおよびPg由来LPSを用いてサイトカイン,TLRおよびTLRシグナル分子の増減を確認した.上記目的をおおむね達成したことから,おおむね順調に進展していると判断した.より研究に耐えうる歯肉上皮細胞のノックアウト細胞を作成を継続するとともに,形態額的観察や歯肉線維芽細胞を用いた実験により,ダウン症候群の歯周疾患への寄与度を計る.同時に寄与度の高い分子については,21番染色体遺伝子との関連を調べ,ダウン症候群歯周炎の原因解明とその治療法研究のための基礎的データを収集し,研究結果をまとめ発表する.当初の目的通り,ダウン症候群と健常者の間で差の見られた分子について,ノックアウト細胞を作製し,それぞれの分子の歯周炎に対する寄与度を計るとともに,寄与度の高い分子については,21番染色体遺伝子との関連を調べ,ダウン症候群歯周炎の原因解明とその治療法研究のための基礎的データを収集していく.あわせてダウン症候群および非ダウン症候群由来歯肉上皮細胞について不死化も行っていく.上皮細胞における反応を検索する必要があるため,細胞培養培地および添加剤に使用する.また計測用の蛍光物質,抗体およびPCR試薬,およびノックアウト細胞の作成に必要なsiRNA等に使用する.また成果発表に関する,旅費および必要経費に使用する.上皮細胞における反応を検索する必要があるため,細胞培養培地および添加剤に使用する.また計測用の蛍光物質,抗体およびPCR試薬,およびノックアウト細胞の作成に必要なsiRNA等に使用する.
エネルギー事業規制改革と再生可能エネルギーの普及

本研究の目的は、エネルギー事業規制改革の動向と展望を踏まえ、日本の再エネ普及策のあり方を明確に示すことである。その成果は2点である。離島の電力供給:計5回の国内調査を通じ、電力供給コストが構造的に高い離島では、太陽光・水力等の再エネを安価に供給できる条件がある場合、その供給により電力供給コストを引き下げうることが判明した。温暖化政策の適切な組合せ:英国調査等を踏まえ、日本の再エネ普及策・温暖化対策の効率化・公平化に向けて、1炭素価格を意識した政策を重点的に講じること、2電力需要の予測を踏まえ、系統増強等の社会的費用も抑制しながら、バランスよく着実に再エネ導入を進めること、を提言した。本研究の目的は、エネルギー事業規制改革の動向と展望を踏まえつつ、日本における再生可能エネルギーの普及政策のあり方を明確に示すことである。具体的な研究課題は、離島の電力供給(課題1)と温暖化対策の適切な組合せ(課題2)であり、平成27年度は、課題1に関する国内視察と課題12に関する文献調査を行った。第一に、複数の国内視察を実施した。具体的には、種子島・屋久島(平成27年9月1日3日)、佐渡島(平成28年3月16日17日)を視察した。また離島以外にも、再生可能エネルギーの普及を支えるシステムについて理解を深めるため、関西電力の揚水式水力発電・姫路火力発電所(平成28年2月23日24日)を視察した。いずれの視察においても、エネルギー事業者から関連施設の案内・説明を受けるとともに、その現地担当者に電力供給のシステム・運用実態・コストについてインタビューをした。とくに、離島における電力供給コストと再生可能エネルギー活用の可能性について貴重な知見が得られた。第二に、国内外の文献を精力的に調査した。国外については、イギリス、米国、EU、ドイツのエネルギー政策・環境法に関する文献を調査し、温暖化政策の現状と課題の把握に努めた。第三に、成果の公表としては、まず本研究の前提となるガス事業改革の目的と特徴を検討し、その成果を公表した。また、電力・ガス自由化に伴う国内温暖化政策の変容について分析し、その結果も発表した。さらに、原子力発電所の運転差止めに係る裁判例の分析も行った。その理由は、原子力発電が、再生可能エネルギーと並び、自立的かつ環境調和的な電源と位置づけられ、その稼働状況が、再生可能エネルギーの普及に影響を与えうるためである。平成27年度は、予定どおり、離島の電力供給システム(課題1)を集中的に研究した。種子島・屋久島・佐渡島という3つの離島を対象に国内視察を行い、重要な成果を得た。各離島に関する調査結果は、平成28年度に順次公表する予定である。なお当初の計画では、離島の視察・調査は、平成27年度に終える予定であったものの、平成28年度以降も、離島の視察・調査を補完的に続けることとした。その理由は、離島の電力供給システムについて包括的な検討を行う上で、他の離島(淡路島や隠岐・対馬など)についても、視察・調査を要することが明らかになったためである。また、温暖化対策の適切な組合せ(課題2)についても、おおむね当初の計画どおり、研究が進んでいる。平成27年度は、平成28年度以降の海外視察に備え、文献調査を通じた基本・最新情報の収集を行った。加えて、ガス事業改革の目標と特徴、電力・ガス自由化に伴う国内温暖化政策の変容、原子力発電所の操業差止めに係る裁判例の分析を行い、日本のエネルギー・温暖化政策について現状を整理・把握することができた。そのため、平成28年度以降、諸外国との比較研究を順調に進めることができると考えている。具体的な研究課題は、離島の電力供給(課題1)と温暖化対策の適切な組合せ(課題2)であり、平成28年度は、課題1に関する国内視察と課題12に関する文献調査を行った。第一に、国内視察として、島根県の隠岐諸島(平成28年9月11日同年9月13日)を調査した。中国電力隠岐ハイブリッドプロジェクト(西ノ島変電所)や島根原発等を見学し、各施設の担当者と意見交換をした。なお、原子力発電は、再生可能エネルギーと同じ非化石電源に位置づけられ、その稼働状況は、再生可能エネルギーの普及に影響を与えうるため、調査の対象に加えている。今回の調査を通じ、1蓄電池の技術・役割・特徴、2隠岐における再生可能エネルギーの普及状況と今後の見通し、3原子炉の構造と新たな安全規制の内容をよく理解することができた。第二に、今年度も国内外の文献調査を行った(インターネットで入手可能な政府報告書等を中心に調査)。とくに今年度は、イギリスの温暖化政策について重点的に調査をした。イギリスは、日本と同じ島国でありながら、野心的な再生可能エネルギーの導入目標を掲げ、諸種の政策を積極的に講じており、比較対象として、とくに有益と考えられたためである。第三に、成果の公表としては、昨年度学会の研究会で報告を行った電力・ガス自由化に伴う国内温暖化政策の変容について、最新動向の情報も加えて、論考を公表した。また、昨年度に引き続き、興味深い展開がみられる原子力発電所の運転差止めに係る裁判例の分析も行った。離島の電力供給(課題1)について、平成28年度は、前年度の調査を補完する目的で、国内の離島調査を継続した。

隠岐諸島の調査では、とくに蓄電池の活用について新たな知見が得られた。離島の電力システムについて包括的な検討を行うために、平成29年度も、補完的な調査(対馬等)をする予定である。これまでに予定した国内の離島調査は、順調に実施している。成果の公表については、1平成27年度に実施した種子島・屋久島・佐渡島の各調査結果に加え、2隠岐諸島の調査結果を平成29年度中に公表する予定である(1については、平成28年度中に公表する予定であったものの、この点は予定よりやや遅れている)。温暖化対策の適切な組合せ(課題2)については、おおむね当初の計画どおり、研究が進んでいる。平成28年度の前半は、国内外の文献調査を重点的に行い、その後半で、まず国内温暖化政策の現状評価と今後の展望に関する論考を公表することができた。また、原子力発電所の操業差止めに係る裁判例の分析も、順調に進んでいる。海外視察としては、イギリス調査(2017年3月23日4月1日)を実施し、同国のエネルギー政策・温暖化政策に関し、貴重な知見を得ることができた(ただし、年度をまたぐ調査となったため、平成28年度予算を繰り越し、平成29年度の予算として実施したので、これについては平成29年度の報告時に詳細を報告する)。本研究の目的は、エネルギー事業規制改革の動向と展望を踏まえつつ、日本における再生可能エネルギーの普及政策のあり方を明確に示すことである。具体的な研究課題は、離島の電力供給(課題1)と温暖化政策の適切な組合せ(課題2)である。平成29年度は、国内視察等(課題1)、海外視察等(課題2)を実施し、研究成果の取りまとめに着手した。研究の成果は、以下のとおりである(未公表の内容も含む)。課題1では、電力自由化が進む一方で、離島の電力供給コストが大きな問題と化している現状を踏まえ、離島の電力供給において再生可能エネルギーの果たすべき役割を明確化することを目指した。平成29年度の壱岐・対馬調査(平成29年9月)、瀬戸内調査(平成30年2月)を含め、期間全体で計5回の国内調査を行った。これらの研究を通じ、電力供給コストが構造的に高い離島では、出力変動への対応問題等はあるものの、太陽光・風力・水力等の再生可能エネルギーの導入により電力供給コストが低減する可能性のあることが判明した。課題2では、補助金政策に重きを置いた日本の再生可能エネルギー普及策・温暖化対策の効率化・公平化に向けて、具体的な提案をすることを目指した。平成29年度のイギリス視察(平成29年3月23日同年4月1日)に加え、全期間を通じて諸外国の政策・実態に関する文献調査を行った。本研究の結論は、3点である。第一に、イギリスに代表される諸外国では、炭素価格を意識した対策が重点的に講じられており、日本の温暖化政策もその方向へ進むべきであろう。第二に、再生可能エネルギーの大量導入期を迎えつつある日本では、電力需要の予測を踏まえ、系統強化等に要する社会的コストも抑制しながら、バランスよく着実に導入を進めるべきである。第三に、同じ非化石電源である原子力の動向(政策・訴訟)は、今後の再生可能エネルギー政策にも影響を与えると予測する。本研究の目的は、エネルギー事業規制改革の動向と展望を踏まえ、日本の再エネ普及策のあり方を明確に示すことである。その成果は2点である。
太陽電池応用を目指したCISS薄膜の作製およびその電子状態の解明

次世代の薄膜太陽電池として、CuInSe_2やCuInS_2などの薄膜を光吸収層とするものが注目されているが、太陽光をより効率的に吸収するためには混晶化して吸収層のバンドギャップを最適化する必要がある。本研究ではレーザーアブレーション法により混晶系のCuIn(S,Se)_2薄膜(以下CISS薄膜と略称)を作成することを試み、結晶構造等の評価によって同薄膜のなお一層の高品質化を図ることを目的としている。昨年度はCISS薄膜の作製および構造評価を行なうことを目的として研究を進めてきた。その結果、薄膜の組成はターゲット中の化合物の混合割合に依存していた。また、同薄膜はCISSの結晶構造をとり、その結晶粒径は混晶化にともなって小さくなることがわかった。加えてバンドギャップが1.01eVから1.53eVまで直線的に変化することもわかった。本年度はこれに引き続き、太陽電池の効率に影響があるとされる同薄膜の表面状態について、実験的検討を行った。具体的には、薄膜の表面をシアン化カリウム(KCN)水溶液中で処理し、表面近傍に存在していると考えられるCu_2S等の異相の除去を試みた。X線光電子分光分析(XPS)を行った結果、異相は薄膜表面のみならず、膜全体から除去されていることが判明し、KCN処理が同薄膜の高品質化に有効であることが確認された。本研究ではレーザーアブレーション法により混晶系のCuIn(S,Se)_2薄膜(以下CISS薄膜と略称)を作成することを試み、結晶構造等の評価によって同薄膜のなお一層の高品質化を図ることが目的である。本年度はCISS薄膜の作製および構造評価を行なうことを目的として研究を進めてきた。ターボ分子ポンプを本補助金で購入し、現有のチャンバーと接続した。エネルギー源としてはArFエキシマレーザーを用いた。ターゲットは少しでも製作コストを低減させるため市販の二元化合物粉末(Cu_2S,In_2S_3,Cu_2Se,In_2Se_3)を混合しプレスしたものを用いた。そして成膜は500°Cに加熱したガラス基板上で行なった。その結果、薄膜の組成はターゲット中の化合物の混合割合に依存することが判明した。また、X線回折の結果、同薄膜はCISSの結晶構造をとっており、また、その結晶粒径は混晶化が進むにつれて小さくなることがわかった。加えて透過率測定の結果、作製されたCISS薄膜のバンドギャップはCuInSe_2の1.01eVからCuInS_2の1.53eVまで直線的に変化することもわかった。これらの研究成果は国際会議(IVC-14)で発表する予定であり、現在参加準備中である。しかし電池の効率に悪影響があるとされるCu_2S等の異相も若干ではあるが存在しており、KCN水溶液による化学処理で除去できるかどうかをXPS等で確認する必要がある。
GTPシクロヒドロラーゼの内在性アンチセンスRNA:発現機構と生理的機能の解明

テトラヒドロビオプテリン(BH4)は神経伝達物質や一酸化窒素を合成に必須であり神経機能,血管機能に重大な影響を持つ物質である。BH4の生合成を調節する酵素,GTPシクロヒドロラーゼ1(GCH)には内在性アンチセンスRNA(GCH naRNA)が存在することを見出しその機能について研究した。GCHタンパク質をつくるためのメッセンジャーRNA(GCH mRNA)が増加するように細胞を刺激するとGCH naRNAもGCH mRNAと同調して増加する。GCH naRNAはGCH mRNAを安定化しBH4生産を増加させる方向に働くと考えられる。テトラヒドロビオプテリン(BH4)は一酸化窒素やモノアミン性神経伝達物質の生合成を制御する因子で,生体内のBH4濃度は神経機能,血管機能に重大な作用を及ぼす。筆者らはBH4生合成の律速酵素であるGTPシクロヒドロラーゼ1(GCH)に内在性アンチセンスRNA(GCH naRNA)が存在することを見いだした。本研究はこのGCH naRNAの発現機構と生理的機能を解明することを目的とする。このため,おもにPC12細胞を用いて,(1)GCH mRNA(GCHセンスRNA)とGCH naRNAの発現がどのような因子(情報伝達分子,薬剤など)によりどのような影響を受けるか;(2)GCH naRNAはGCH蛋白質,およびGCH酵素系の最終産物であるBH4レベルにどのような影響を与えるか;(3)GCH naRNAはどのような構造をしているか;を明らかにしようとした。テトラヒドロビオプテリン(BH4)はモノアミン神経伝達物質や一酸化窒素の生合成に必須の補酵素であり,その生合成を制御する因子として神経機能,血管機能に重大な作用を及ぼす。筆者はBH4生合成の律速酵素であるGTPシクロヒドロラーゼI(GCH)に内在性アンチセンスRNA(naRNA)が存在することを発見し,その生理的機能の研究を開始した。1)内在性アンチセンスRNA(naRNA)の検定・定量方法の確立,開発について:標的遺伝子のプロモーター部域塩基配列(mRNAのための転写開始点より上流)のフォーワードプライマーを用いたRT-PCRによって,総RNA中のnaRNAを検定する方法を確立した。この方法はGCH遺伝子だけでなく他の酵素遺伝子にも適用され,マウス耳下腺ではNa+,K+-ATPaseのnaRNAの存在が確認された(Arch.Oral.Biol.2008,受理/印刷中)。PC12細胞のBH4量およびGCH mRNAレベルは神経成長因子とリボ多糖+TNFαによって相加的に増加し,同時にGCH naRNAレベルも増加した。GCH naRNAの生理的機能の解析のためにさらに高精度の定量方法が必要であり;naRNA用のリボヌクレアーゼプロテクションアッセイ(RPA)のためのプローブ作製,アッセイ条件の検討を行っている。2)外来性GCHセンスRNA(GCHの強制発現)の影響についての検討:マウス,ラットの両方から全長mRNAに対応するcDNAを作製し,哺乳類動物細胞用の発現ベクターの構築を行っている。3)GCH naRNAの構造の解析について:GCH naRNAの5'末端の配列を5'RACE法によって解析しようとしたが,現在のところ成功していない。この原因と解決方法について検討中である。テトラヒドロビオプテリン(BH4)は一酸化窒素やモノアミン性神経伝達物質の生合成を制御する因子として神経機能,血管機能に重大な作用を及ぼす。筆者はBH4生合成の律速酵素であるGTPシクロヒドロラーゼI(GCH)に内在性アンチセンスRNA(GCH naRNA)が存在することを発見し,その発現機構と生理的機能の研究を開始した。1)神経モデル細胞として用いるPC12細胞において神経成長因子や免疫刺激剤などによるGCHセンスRNA (GCH mRNA)やGCH naRNAの変動は対照細胞の2倍程度であり,生理的機能の検討には発現レベルの比較的小さな変化も正確に迅速に測定すること,センスRNAとアンチセンスRNAを厳密に区別して測定することが必須である。このためRNA標品中のGCH mRNAあるいはGCH naRNAの片方だけを特異的に分解する処理を行った後にリアルタイムRT-PCR法でそれぞれの発現レベルを定量する方法を開発している。筆者らはBH4生合成の律速酵素であるGTPシクロヒドロラーゼ1 (GCH)に内在性アンチセンスRNA (GCH naRNA)が存在することを見いだしその発現機構と生理的機能を研究している。1) GCH naRNAとmRNAの同時定量:totalRNA標品中のGCHセンスRNA (mRNA)とGCH naRNAを同時に測定するため,mRNAあるいはnaRNAとハイブリダイズする合成DNA(20-30塩基)を加えてハイブリッドを形成させた後,RNase H処理を行いmRNAあるいはnaRNAのどちらかを分解した後にリアルタイムRT-PCRを行う方法を検討している。

添加する合成DNAの位置はPCRで用いるプライマー対の内部に設定する。2)内在性GCHnaRNAの5'末端:ラットGCH mRNAの構造(NM_024356)については1016塩基まで登録されているが,マウスGCHの完全長mRNAは2764塩基(NM_008102)である。マウスおよびラットGCHゲノムの配列よりラットGCH mRNAの完全長は2758塩基と推定される。5'RACE法によるGCH naRNAの5'末端分析の結果,mRNAのヌクレオチド位置2710, 2558, 2467, 2326に相当する4種の末端が得られた。短いものが掃いRNA鎖から分解されたものかどうか検討中である。3) GCH mRNAは終止コドンが851-853の位置にあり異様に長い3'UTRを有する。この3'UTR部分に結合するmiRNAが存在すること,またGCH naRNAもこの部分に対応する配列を持つので,それらmiRNAのGCH naRNAに対する作用を検討している。テトラヒドロビオプテリン(BH4)は一酸化窒素やモノアミン性神経伝達物質の生合成を制御する因子で,生体内のBH4濃度は神経機能,血管機能に重大な作用を及ぼす。筆者らはGTPからのde novo BH4生合成の律速酵素であるGTPシクロヒドロラーゼ1(GCH)に内在性アンチセンスRNA(GCH naRNA)が存在することを見いだしたので,その発現機構と生理的機能を明らかにしようとしたものである。1)ラットGCH mRNAレベルを検定するためサイバーグリーンを用いたリアルタイムPCR法を確立した。また,PC12細胞において,セピアプテリン(SP:サルベージ経路によるBH4合成の前駆体)の存在下で4,5日間の培養を行うことにより細胞のGCH活性を低下させる系を作成した。これを用いてGCHmRNAの動態を検討した。同時にGCH naRNAレベルの変化を追跡している。GCH mRNAをNGF等により誘導した際にはGCH naRNAも同時に誘導されたが,GCH mRNAを低下させた場合もGCH naRNAレベルはパラレルに低下した。これらの結果から,GCH naRNAは抑制的というよりはむしろGCH mRNAを保護/安定化の作用をもつと考えられる。2) GCH mRNAは非常に大きな非翻訳領域(3'UTR : CDSの長さの2.5倍以上)を含むという特徴を持つmRNAで,これはmicroRNAによって発現調節をうけるmRNAに多く見られる性質である。このためGCH mRNAの3'UTR配列を標的とできるmicroRNAをデータバンクから検索し3種の候補を得た。3)これらのmicroRNAのリアルタイムPCRにる定量法を作成中であり,GCH mRNAに作用するmicroRNAを同定しようとしている。これらのmicroRNAがGCH mRNAレベルが低下する条件でどのように挙動をあらわすか,またGCH naRNAとどのような相互作用を示すかという新たな課題がでてきた。
大規模変異体集団と新規高糖変異体を活用したトマトの糖蓄積分子機構の解明

高糖性はトマト果実の市場価値を決定する重要形質であり、主に栽培技術を駆使して高糖度果実が生産されている。現在の栽培技術による高糖化はストレス栽培を使って達成されているが、収量性が大幅に犠牲になっている。申請者らは先行研究で独自に開発したトマトの大規模変異体集団から一般栽培を行っても高糖性を示す変異体を選抜し、その原因遺伝子が新規F-boxタンパク質をコードする遺伝子であることを明らかにした(江面ら、特願2015-156140)。本研究は、この新規F-boxタンパク質が制御するトマト果実の糖蓄積機構を明らかにすることを目的とする。初年度は、主に、1)変異体の相補性検定、2)F-box遺伝子の組織別発現パターン解析、3)詳細な糖度組成など成分分析、4)F-box遺伝子オーソログ間の機能保存性検証に取り組んだ。1)については、トマトのF-box遺伝子についてプロモーター及びターミネーター領域を含むゲノム領域をクローニングし、発現ベクターを構築し、変異体への導入実験に着手した。2)については、1)で使用したプロモーター・ターミネーター領域にGUS遺伝子を挿入したベクターを構築し、野生型への導入実験を行っている。3)については、変異体と野生型から果実のサンプリングを行い、HPLCによる糖組成の分析を開始した。4)については、本研究で対象としているF-box遺伝子がシロイヌナズナHAWAIIAN SKIRT遺伝子(AtHWS)のオーソログ遺伝子であることが判明したため、トマトのSlHWSのCDSをAtHWSのCDSに差し替えたベクターを作成し、トマト変異体への導入実験を行っている。その他、F-Box変異遺伝子の他のトマト系統での効果を確認するため、ファースト系トマトへの変異遺伝子の交配による導入を行い、異なる遺伝的背景でも同様に高糖性を示すことを確認した。本研究で対象としているトマトF-Box遺伝子のプロモーター・CDS・ターミネーター領域を含むゲノム領域の単離に予想以上に時間がかかってしまい、各種形質転換用ベクターの構築が遅れた。そのため、形質転換体の作成実験の開始が遅れてしまった。本研究室では、トマトの形質転換実験はルーチンで動いているので、この段階で遅れを挽回する予定である。一方、予想外ではあったが、F-Box変異遺伝子の他のトマト系統での効果を確認するため、ファースト系トマトへの変異遺伝子の交配による導入を行い、異なる遺伝的背景でも同様に高糖性を示すことを確認できた点は大きな成果であった。以下の点に注力して研究を進める。1-1.相補性検定:F-box遺伝子変異体に、マイクロトム野生型より単離したF-box遺伝子のゲノム断片を導入した組換え体の表現型の回復を確認する。1-2.過剰発現体等の作出:35Sプロモーターの制御下でF-box遺伝子を発現させるベクターを構築し、マイクロトム野生型への形質転換を行った過剰発現体の固定化を進める。交配により他の遺伝的背景に変異遺伝子を導入した系統を作成し変異の効果を検証する。1-3. F-box遺伝子の組織別発現パターン:F-box遺伝子のプロモーター領域(開始コドンの上流約3,000塩基対)の制御下でGUSを発現するベクターを作成し、マイクロトム野生型に導入する。作出した形質転換植物を用いてGUS活性を調査し、F-box遺伝子の組織別発現パターンを明らかにする。1-4.詳細な糖度分析および遺伝子発現解析:上記「1-2.過剰発現体の作出」で作製したF-box遺伝子過剰発現体と、マイクロトム野生型及びF-box遺伝子変異体の果実を用いて、果実糖度、緑果でのデンプン含量、赤熟果実での糖組成、アミノ酸含量、有機酸含量の測定、および網羅的遺伝子発現解析を行う。2-1. F-box遺伝子オーソログ間の機能保存性:他植物種におけるF-box遺伝子のオーソログとして、シロイヌナズナHAWAIIAN SKIRT遺伝子(AtHWS)とイネERECT PANICLE 3遺伝子(OsEP3)が単離されている。AtHWSは花器官の脱離、OsEP3は気孔コンダクタンスや光合成能力への関与が報告されているものの、糖蓄積との関係性は未知である。そこで、オーソログ間の機能保存性を検証するために、マイクロトムのF-box遺伝子変異体にAtHWSとOsEP3をそれぞれ導入し、表現型の回復の有無を評価する。

2)については、1)で使用したプロモーター・ターミネーター領域にGUS遺伝子を挿入したベクターを構築し、野生型への導入実験を行っている。3)については、変異体と野生型から果実のサンプリングを行い、HPLCによる糖組成の分析を開始した。4)については、本研究で対象としているF-box遺伝子がシロイヌナズナHAWAIIAN SKIRT遺伝子(AtHWS)のオーソログ遺伝子であることが判明したため、トマトのSlHWSのCDSをAtHWSのCDSに差し替えたベクターを作成し、トマト変異体への導入実験を行っている。その他、F-Box変異遺伝子の他のトマト系統での効果を確認するため、ファースト系トマトへの変異遺伝子の交配による導入を行い、異なる遺伝的背景でも同様に高糖性を示すことを確認した。本研究で対象としているトマトF-Box遺伝子のプロモーター・CDS・ターミネーター領域を含むゲノム領域の単離に予想以上に時間がかかってしまい、各種形質転換用ベクターの構築が遅れた。そのため、形質転換体の作成実験の開始が遅れてしまった。本研究室では、トマトの形質転換実験はルーチンで動いているので、この段階で遅れを挽回する予定である。一方、予想外ではあったが、F-Box変異遺伝子の他のトマト系統での効果を確認するため、ファースト系トマトへの変異遺伝子の交配による導入を行い、異なる遺伝的背景でも同様に高糖性を示すことを確認できた点は大きな成果であった。以下の点に注力して研究を進める。1-1.相補性検定:F-box遺伝子変異体に、マイクロトム野生型より単離したF-box遺伝子のゲノム断片を導入した組換え体の表現型の回復を確認する。1-2.過剰発現体等の作出:35Sプロモーターの制御下でF-box遺伝子を発現させるベクターを構築し、マイクロトム野生型への形質転換を行った過剰発現体の固定化を進める。交配により他の遺伝的背景に変異遺伝子を導入した系統を作成し変異の効果を検証する。1-3. F-box遺伝子の組織別発現パターン:F-box遺伝子のプロモーター領域(開始コドンの上流約3,000塩基対)の制御下でGUSを発現するベクターを作成し、マイクロトム野生型に導入する。作出した形質転換植物を用いてGUS活性を調査し、F-box遺伝子の組織別発現パターンを明らかにする。1-4.詳細な糖度分析および遺伝子発現解析:上記「1-2.過剰発現体の作出」で作製したF-box遺伝子過剰発現体と、マイクロトム野生型及びF-box遺伝子変異体の果実を用いて、果実糖度、緑果でのデンプン含量、赤熟果実での糖組成、アミノ酸含量、有機酸含量の測定、および網羅的遺伝子発現解析を行う。2-1. F-box遺伝子オーソログ間の機能保存性:他植物種におけるF-box遺伝子のオーソログとして、シロイヌナズナHAWAIIAN SKIRT遺伝子(AtHWS)とイネERECT PANICLE 3遺伝子(OsEP3)が単離されている。AtHWSは花器官の脱離、OsEP3は気孔コンダクタンスや光合成能力への関与が報告されているものの、糖蓄積との関係性は未知である。そこで、オーソログ間の機能保存性を検証するために、マイクロトムのF-box遺伝子変異体にAtHWSとOsEP3をそれぞれ導入し、表現型の回復の有無を評価する。
最新質量分析計による体液中危険ドラッグの検出・同定法の開発及び学際的検討

本研究の目的は、最新の質量分析装置及び通常の質量分析計を結合し、合成カンナビノイドを含む危険ドラッグの超高感度・特異的分析法と、簡易で包括的なスクリーニング方法を開発することである。我々は高速液体クロマトグラフ-四重極飛行時間型質量分析計(LCーQTOFMS)を用い、ヒト血漿中合成カンナビノイド及びこれら代謝物の高感度・特異的分析法を開発した。このほか、5-fluoro-ADB(5-F-ADB)とdiphenidine中毒例について、初めて血液中からの5-F-ADBの検出に成功し、代謝経路の同定も行った。現在、5-F-ADBの臓器分布の差異とカルボキシエステラーゼとの関連性を検討中である。本研究の目的は、最新質量分析及び通常の質量分析機器を組み合わせ、合成カンナビノイドを含む危険ドラッグの超高感度・特異的同定法と、簡易で包括的なスクリーニング法を開発することである。合成カンナビノイドについては、従来行われた研究を継続し、ヒト血漿中MAM-2201, AM-2201, AM-2232及びこれら代謝物について、高速液体クロマトグラフ-四重極飛行時間型質量分析計(LCーQTOFMS)を用いた高感度・特異的分析法を開発した。これらの化合物の定量限界は概ね0.5 - 1 ng/mlと極めて高感度で日内及び日間変動も13 %以内であり、十分実務に応用可能であると考えられる。実際の中毒死例では、5-fluoro-ADB中毒が疑われた事例では、LC-QTOFMSのinformation-dependent acquisition (IDA)モードによるnon-targeted screeningでは、5-fuolo-ADBは検出できず、当時流通していた薬物を組み込んだデータベースを用い、product ion modeによるターゲット分析を併用することで、死亡例においても極めて低い濃度でしか認められない5-fluoro-ADBの血液からの検出、同定が可能となった。次いで、我々は、GC/MS/MSによる危険ドラッグの異性体識別を開発した。危険ドラッグには異性体を有するものが多く、法的および毒性学的観点から、異性体の識別が極めて重要となるため、ガスクロマトグラフタンデム質量分析計(GC/MS/MS)を用いて、危険ドラッグ(JWH-081, JWH-122及びJWH-210)の位置異性体をマススペクトルを用いて確実に識別する方法を開発した。現在、我々は、危険ドラッグ、特に合成カンナビノイドの代謝経路の分析と、中枢神経等における内在性の代謝物の変化について検討している。まず、合成カンナビノイドを含む危険ドラッグの超高感度分析法については、既にvalidationも含む分析法を確立し、実際例の分析も含んだ形で発表を行っており、順調に経過している。また、危険ドラッグの代謝経路の推定については、従来行ってきたMAM2201に引き続き、alpha-PHP及びアセチルフェンタニルについても代謝経路を推定し、合成した標準品と比較して代謝物の同定を行った。加えて、危険ドラッグの毒性機序の解明に不可欠な、内在性代謝物の変動についても、多変量解析による分析を行っており、今注目すべきターゲット分子も次第に明らかとなってきている。これらを総合すると、本プロジェクトは当初の計画以上に進展していると評価できる。本研究の目的は、最新の質量分析装置及び通常の質量分析計を組み合わせ、合成カンナビノイドを含む危険ドラッグの超好感度・特異的分析法と、簡易で包括的なスクリーニング方法を共に開発することである。本年度は、5-fluoro-ADB (5-F-ADB)の代謝物の測定を中心に行った。ある危険ドラッグの中毒事例において、血液中及び尿中の5-F-ADBを解析した。その事例においては、血液中の5-F-ADBの定量を行うことが可能で、定量値は約0.2 ng/mlであった。また、同時に含まれていたdiphenidine濃度は約12 ng/mlであり、これらの危険ドラッグは極めて低濃度で作用が発現することが示された。次いで、尿をグルクロニダーゼ処理後、LC-Q-TOFMSで解析した。代謝物を同定した結果、5-F-ADBの代謝においては、エステル結合が加水分解し、その後ペンチル鎖の脱フッ素化と水酸化が起こる経路、アミド結合が加水分解し、その後ペンチル鎖の脱フッ素化と水酸化が起こる経路、インドール環の水酸化が起こる経路が想定された。同様に、我々はGC/MS/MSを用い、危険ドラッグの代謝物を同定することが可能であることを示した。9週齢の雄性マウスにJWH-018を腹腔内投与し、30分後に尿を採取した。尿サンプルにグルクロニダーゼ処理を行い、精製後再構成を行ってGC/MS/MS分析を行った。結果は、主に6位のインドール環が水酸化され、4位ないし7位では生じにくいことが示された。これは立体障害によるものと推定された。加えて、全自動薬物抽出システムであるATLUS-USISによる迅速抽出法の開発を進めている。また、探針エレクトロスプレーイオン化法を用いた危険ドラッグを含む薬毒物の迅速分析法についても、データを蓄積中である。本年度は、5-F-ADBを含めた合成カンナビノイドの代謝物をLC-Q-TOFMSを用いて同定し、代謝経路を提示した。また、危険ドラッグの中毒事例を組織所見を含め解析を行った。加えてGC/MS/MSによる危険ドラッグの代謝物の構造解析が可能となった。これら成果はすでに国内外の学会で発表を行っており、現在投稿中であり、来年度中には公開されることが期待される。

また、胆汁等、他のマトリックスからの危険ドラッグ及びその代謝物の解析、自動抽出装置を用いた簡便な薬毒物分析法も条件等を行っており、当該研究計画は、おおむね順調に進展していると考えられる。本研究の目的は、最新の質量分析装置及び通常型の質量分析装置を組み合わせ、合成カンナビノイドを含む、広範囲にわたる奇縁ドラッグの超高感度・特異的分析法及び、簡便で包括的なスクリーニング法を、共に開発することである。本年度は、昨年度に行った5-fluoro-ADB (5-F-ADB)の中毒事例の研究をさらに進めた。ジフェニジンの代謝については、ピペリジル環が水酸化されたものが主で、ついでフェニル基の一つが水酸化された代謝物が生成し、さらに水酸化が起きることが精密質量を測定する質量分析計で示され、これは従来の結果を裏書きするものであった。この成果は、国際誌に受理され、出版された。次いで、われわれは5-F-ADBの代謝の臓器間の差異に着目した。昨年報告した通り、5-F-ADBは死亡例と考えられる場合でも血中濃度が極めて低値であり、代謝酵素、特にカルボキシルエステラーゼ(CES)の関与が考えられる。死亡事例の各臓器について、未変化体と代謝物の測定を施行した。精製には、簡便な抽出法であるQuEChERS法をベースにした方法を改良した。多くの臓器で代謝物が検出された一方で、未変化体は肝臓では検出されず、肺からはごく微量検出され、CES活性と5-F-ADBの代謝物との関連性が示唆された。また、今回改良したQuEChERS法は、臓器中の5-F-ADBと代謝物の検出に有用であることも示された。この他、探針エレクトロスプレー(PESI)タンデム質量分析を用いた血液中約毒物のスクリーニング法の開発も行っており、アセチルフェンタニルを含む数種類の向精神薬が、約30秒程度で検出された。今後、条件の最適化をさらに行い、乱用薬物及び危険ドラッグの迅速かつ高感度検出法を確立する予定である。本研究の目的は、最新の質量分析装置及び通常の質量分析計を結合し、合成カンナビノイドを含む危険ドラッグの超高感度・特異的分析法と、簡易で包括的なスクリーニング方法を開発することである。我々は高速液体クロマトグラフ-四重極飛行時間型質量分析計(LCーQTOFMS)を用い、ヒト血漿中合成カンナビノイド及びこれら代謝物の高感度・特異的分析法を開発した。このほか、5-fluoro-ADB(5-F-ADB)とdiphenidine中毒例について、初めて血液中からの5-F-ADBの検出に成功し、代謝経路の同定も行った。現在、5-F-ADBの臓器分布の差異とカルボキシエステラーゼとの関連性を検討中である。今後、危険ドラッグの超高感度分析については、従来のLC-QTOFMS及び超高感度タンデム質量分析系による分析を継続するとともに、LCのミクロ化を試みる。ミクロ化に成功すれば、今後、超微量サンプルや、低濃度のサンプルの分析も可能になると思われる。危険ドラッグの代謝経路の分析に関しては、血液や尿のみならず、胆汁や臓器等での代謝物の追跡及び同定を行い、危険ドラッグの検出の幅を広げることも考えている。
ヒト破骨細胞における関節リウマチ特異自己抗原の解析

ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を用いた破骨細胞形成系の確立1) Ficoll-Paqueを用いて健常人協力者よりPBMCを回収し、マグネットビーズと抗ヒトCD14モノクローナル抗体を用いてCD14(+)細胞を分離し、10%FBS・M-CSF(25ng/ml)入りαMEMにて培養を行い、Trypsin-EDTA処理後dish付着細胞を回収し、更にFBS・M-CSF・ODF入りαMEMにて多核巨細胞を回収した。3)成熟破骨細胞の機能を確認するため、carbonated calcium phosphate付着dish上でpit formationを確認した。成熟破骨細胞のpit formationについては、実験毎のばらつきが多く、一定した評価を確認することが難しかった。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を用いた破骨細胞形成系におけるRA自己抗原の発現1)上記、ヒトPBMCからの成熟破骨細胞形成系において、カルパイン・カルパスタチン,c-myc・FBPの発現をRT-PCRで確認した。2)また、カルパイン・カルパスタチンについて、成熟破骨細胞における、蛋白発現をWestern blottingにて確認し、成熟に伴い、カルパイン・カルパスタチンの蛋白発現増加が確認された。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を用いた破骨細胞形成系の確立およびRA自己抗原の発現3)上記ヒト成熟破骨細胞を用いて、カルパイン・カルパスタチン,c-myc・FBPの発現をRT-PCRで確認した。Raw細胞を用いた破骨細胞形成系の確立マウス単球系培養細胞であるRaw細胞での破骨細胞形成も試みた。1)Raw細胞は10%FBS入りαMEMで培養を行い、浮遊細胞を回収。ODF存在下で8日間培養することで、多核の付着細胞を回収した。2)回収した多核巨細胞についてTRAP染色陽性であることを確認。また、成熟破骨細胞の機能を有するか否かを確認するため、carbonated calcium phosphate付着dish上でpit formationを確認した。3)Raw細胞は培養細胞なので細胞数をコントロールすることが可能で、蛋白を用いた実験が容易に行える。ヒト成熟破骨細胞を用いた実験との比較コントロールとして用いることが可能となった。
耐震安全性・居住快適性を目指した多数の高層ビル郡の連結制振法の基盤研究

超高層ビルが地震に対して安全性が高いとされた根拠は、ビルを高層化するほど固有振動数が低くなるため、低い本研究の目的は巨大長周期地震に対して安全性を高め、かつ揺れが少なく居住性のよい超高層ビル群の制御手法の確立することにある。本年度は、超高層ビルを想定したフレキシブルな4棟のビル模型とMRダンパと呼ばれるセミアクティブ制振装置を製作し、本研究で提案したビル群に対する連結制振法の1次モード地震応答制御の有効性を実証した。その成果は米国で隔年に開催される米国機械学会国際会議に2編の論文として公表し高い評価を得た。国内で開催された学会でも5件の発表を行った。その内の2件は本研究を支える制振デバイスのMRダンパに関するものである。本研究で開発したMRダンパは僅かな電力で大きく制御力を可変できるので、大地震に対する地震応答制御に適している。セミアクティブ制御にはビルの振動を絶対変位として検出できる絶対変位センサが必要なので、そのセンサの開発も行って1件発表した。連結制振法は同一振動特性を有するビル群の制御には不向きとされていた課題に対して、その対応策を考案して1件発表した。さらに関連研究として、ダンプトラック等の走行に起因する路面振動が3,4階の低層住宅の居住性を悪化させる問題に対する、新たな制振法を考案し1件発表した。これらの研究の成果を含めた専門書が「構造物の先端的振動制御」の書名で英国の出版社Wileyから2008年に出版の予定である。以上のように、本研究で掲げた目的は達成されたと考えている。本研究は世界に類のない斬新なものであるので、多数のビルを連結制振することによって巨大地震に対する安全性が高まることを国の内外に啓蒙活動を行った。国内には日本機械学会論文集に「大型構造物の振動問題」と題して4棟の高層ビルのアクティブ振動制御例を紹介した。海外向けには日本機械学会英文版に「Large Scale Structures and Their Vibration Problems」と題して発表した。超高層ビルの耐震安全性・居住快適性を高めるには振動変位を計測し制御するシステム構成が不可欠である。しかし、現在は超高層ビルの振動変位を計測する適切なセンサが無いので、加速度センサを用いて、その信号を2回積分して変位信号を得ている。それによる問題も生じているので、本研究ではそれに代わる2種類のセンサを開発した。その成果の一つを日本機械学会論文集に「ピエゾフィルムセンサ」として発表し、他は「絶対変位センサ」として国際会議8^<th> Int. Conf. On Motion and VibrationControlで発表した。居住性の向上にはアクティブ制御が有効であるが、大地震に対する安全性の向上には大きなエネルギーが必要となり現実的でない。そこで、消費エネルギーが少なくて大きな制振効果が期待できるセミアクティブ制御の制御要素として、本年度は新しいスポンジ型MRダンパを開発し、それを超高層ビル模型の振動制御に適用し有効性を確認して国際ワークショップで発表した。以上のように本年度は3編の論文と2編の国際会議発表の研究実績を挙げることができた。超高層ビルが地震に対して安全性が高いとされた根拠は、ビルを高層化するほど固有振動数が低くなるため、低い固本研究の目的は巨大長周期地震に対して安全性を高め、かつ揺れが少なく居住性のよい超高層ビル群の制御手法の確立することにある。

本研究で開発したMRダンパは僅かな電力で大きく制御力を可変できるので、大地震に対する地震応答制御に適している。セミアクティブ制御にはビルの振動を絶対変位として検出できる絶対変位センサが必要なので、そのセンサの開発も行って1件発表した。連結制振法は同一振動特性を有するビル群の制御には不向きとされていた課題に対して、その対応策を考案して1件発表した。さらに関連研究として、ダンプトラック等の走行に起因する路面振動が3,4階の低層住宅の居住性を悪化させる問題に対する、新たな制振法を考案し1件発表した。これらの研究の成果を含めた専門書が「構造物の先端的振動制御」の書名で英国の出版社Wileyから2008年に出版の予定である。以上のように、本研究で掲げた目的は達成されたと考えている。
量子力学の散乱問題から共形場理論の相関関数へ

3次元以上の有限温度共形場理論の運動量表示2点関数を(量子力学的)厳密S行列の文脈で知られている代数算法を用いて求める方法を開発しました.主な研究成果は次の通りです.まずUnruh効果を使った有限温度共形場理論の作り方を埋め込み法を用いて再構築しました.次に共形対称性の帰結として運動量表示2点関数がある漸化式を満たさなければならないという事を示しました.この漸化式は有限温度の場合の共形Ward-Takahashi恒等式と見なせる物で,この漸化式を解くことで遅延・先進2点関数,時間順序積2点関数,正・負振動数2点Wightman関数など全ての2点関数が任意の次元d(>2)で求まる事を示しました.1次元量子力学には様々な厳密に解ける模型が存在しますが、これら厳密に解ける模型は往々にして高い対称性を有しており、その背後にはLie環の表現論の構造が隠れていることが昔から知られています。1990年代後半、G. A. Kerimovはある種の高い対称性を持った厳密に解ける量子力学の模型では、散乱行列(反射・透過係数)が対応するLie環の繋絡作用素に他ならないことを看破しました。この方法ではSchrodinger方程式を解かなくても、表現論の知識だけで散乱行列が簡単に計算できます。一方、1970年代から共形場理論の2点相関関数は共形代数の繋絡作用素に他ならないことが知られています。本研究の目的は、G. A. Kerimovの開発した量子力学的散乱行列のLie代数的算法を任意次元の共形場理論へ応用し、これまで計算が困難であった有限温度共形場理論の運動量表示2点相関関数に対して対称性に基づく簡便算法を開発することにあります。以上の動機の下、平成27年度では手始めに簡単な1次元および2次元の有限温度共形場理論をAdS/CFT対応を用いて調べました。まず、Rindler座標と呼ばれる座標系でAdS時空を記述すると、AdS時空の境界はRindler wedgeと呼ばれるMinkowski時空の一部分だけを表し、双対な共形場理論はこのRindler wedgeに住むことになります。そして、この共形場理論は通常のUnruh効果の時と同じ理屈で有限温度になります。このRindler座標系でのAdS時空のKillingベクトルおよび2点相関関数が繋絡作用素であるという2つのことを用いることで、1次元および2次元の場合だけですが、共形対称性の帰結として運動量表示2点相関関数はある漸化式を満たさなければならない、ということが言え、この漸化式を解くことで相関関数が決定できる、ということが示せました。研究当初はAdS/CFT対応を用いて有限温度共形場理論を調べるには、解析の難しいブラックホール背景時空を調べなければならないと思い込んでいましたが、Rindler座標系でのAdS時空でも同様に有限温度共形場理論を調べることができることに気付き、格段に研究の見通しが良くなりました。本研究の最終目的は任意次元の有限温度共形場理論に適用できる運動量表示2点相関関数の計算法を開発することにありますが、これに向けて概ね順調に進展していると言えます。1970年にA. M. Polyakovが指摘して以来、共形場理論では2点と3点の相関関数までなら、任意の次元でその関数形が共形対称性から決定できる、ということは広く知られています。この「共形対称性から相関関数の関数形を決める」という手法は、零温度共形場理論の座標表示相関関数については非常にうまく行って良く分かっているのですが、有限温度共形場理論で、更に運動量表示の相関関数については、共形対称性からどのようにしてその関数形が決まっているのか今まで全く分かっていませんでした。実際、3次元以上の有限温度共形場理論では、最も基本的な2点相関関数でさえその運動量表示は今まで分かっていませんでした。以上の背景の下、最終年度となる平成28年度では、3次元以上の有限温度共形場理論の運動量表示2点相関関数に取り組みました。そして、スカラープライマリー場の場合だけですが、共形対称性からその関数形を決定することに成功しました。用いたのはUnruh効果と、共形場理論の2点相関関数は一般に共形代数の繋絡作用素の積分核であるということと、前年度までに開発してきた繋絡関係式から導かれる漸化式の一般化です。この漸化式は有限温度での共形Ward-Takahashi恒等式と見なせる物で、これは本研究が初めて与えました。また、前年度まではAdS/CFT対応を用いて調べていたのですが、研究の過程でAdS/CFT対応を用いずとも解析できることに気付き、純粋に共形場理論の枠組みだけで定式化することに成功しました。今までは「有限温度では温度というスケールが入るのだからスケール不変性が明らかに破れる、従って共形対称性から有限温度の相関関数が決定できる訳が無い」という迷信さえあったのですが、その迷信を打ち破る例を構成したという意味で、本研究の意義は深いと思います。3次元以上の有限温度共形場理論の運動量表示2点関数を(量子力学的)厳密S行列の文脈で知られている代数算法を用いて求める方法を開発しました.主な研究成果は次の通りです.まずUnruh効果を使った有限温度共形場理論の作り方を埋め込み法を用いて再構築しました.

次に共形対称性の帰結として運動量表示2点関数がある漸化式を満たさなければならないという事を示しました.この漸化式は有限温度の場合の共形Ward-Takahashi恒等式と見なせる物で,この漸化式を解くことで遅延・先進2点関数,時間順序積2点関数,正・負振動数2点Wightman関数など全ての2点関数が任意の次元d(>2)で求まる事を示しました.今後はまず任意次元のRindler座標系でのAdS時空の対称性およびその対称性を生成するKillingベクトルを調べ、次にその対称性の表現空間を構成し、最後に繋絡作用素を用いて任意次元の有限温度共形場理論に対して有効な運動量表示2点相関関数の満たすべき漸化式を導出する、という方向で研究を進めていく予定です。28年度が最終年度であるため、記入しない。素粒子論28年度が最終年度であるため、記入しない。
ビッグデータ利活用を促す高機能暗号・ゼロ知識証明の自動設計手法に関する研究

本研究で目指す暗号技術は,通常の暗号技術で達成される高い安全性に加えて,利用者が独自の要求に応じて自在にカスタマイズした暗号方式を設計できるような技術である.本年度は、そのための重要な要素技術となるゼロ知識証明について研究を進め、特に、ゼロ知識証明を用いた属性ベース署名技術についての成果を得た。属性ベース署名とは、匿名認証技術の一種であり、各署名者が確かにある属性を有することを第三者に証明できる暗号要素技術である。このとき、署名者の属性がある条件を満たしていることのみが証明され、そのような条件を満たすもののうちいずれであるかは秘匿されるという性質を持つ要素技術である。この要素技術において、利用できる条件のクラスを拡張することは、同要素技術の研究において中心的な課題である。本研究では、正規表現を用いて条件を記述でき、属性としては長さに事前の上限のない任意の文字列を利用できる属性ベース署名方式を設計した。また、ゼロ知識証明を用いた各種の暗号要素技術において有用な要素技術である非対話開示機能付公開鍵暗号(PKENO)について研究を進め、これまで提案されている構成法の多くは共通の構造に基づいて設計されていることを明らかにした。実際、これまでの構成法の多くを抽象化した単一の構成法(一般的構成)を設計し、これまで知られていた構成法の多くが、設計した一般的構成の具体例として得られることを明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で目指す暗号技術は,通常の暗号技術で達成される高い安全性に加えて,利用者が独自の要求に応じて自在にカスタマイズした暗号方式を設計できるような技術である.本年度は,そのための重要な要素技術となるゼロ知識証明について,否定の条件式を取り扱えるゼロ知識証明方式について研究を行った.具体的には,公開鍵暗号において,ある暗号文が特定の平文を暗号化していないことを第三者に証明できる暗号方式の設計を行った.同内容は,国際会議AsiaCCS 2015へ採録となっている.通常の公開鍵暗号では,ある暗号文が特定の平文を暗号化していないことを確認するためには,実際に復号してみるほかなく,復号鍵を持たない第三者にはその事実を確認することは不可能であった.本成果を用いることで,復号鍵を持たずとも,その事実のみを第三者に検証可能な形で開示することができるようになる.また,上で述べた成果に関連して,グループ署名という暗号技術に対して上記と同様に否定の証明の適用を検討し,否認可能グループ署名という暗号方式の設計を行った.グループ署名とは,署名者が匿名で署名を発行でき,管理者のみがその匿名性を剥奪して署名者を特定できる署名方式の一種である.このグループ署名においても,ある署名が特定の署名者によって生成されていないことを確認するには,署名生成者を特定してみる他なく,状況によってはプライバシの侵害となり得る場合がある.そうした問題を解消するため,本研究では,ある署名が特定の署名者によって生成されていないことを証明可能なグループ署名方式を設計した.本研究で目指す暗号技術は,通常の暗号技術で達成される高い安全性に加えて,利用者が独自の要求に応じて自在にカスタマイズした暗号方式を設計できるような技術である.本年度は、そのための重要な要素技術となるゼロ知識証明について、任意の条件式を取り扱えるゼロ知識証明について研究を進め、属性ベース署名という暗号要素技術についての成果を得た。属性ベース署名とは、匿名認証技術の一種であり、署名者が自身の属性に応じて電子署名を発行できる要素技術で、その際に、自身の属性がある指定された条件式を満たすことを証明でき、属性に関するそれ以上の情報は一切漏洩しないという性質を持つものである。この研究分野における重要な研究課題として、利用できる条件式のクラスを拡張するという課題が挙げられる。本研究において、任意の論理回路を条件式として利用可能な属性ベース署名方式の設計を行った。この方式で取り扱える条件式のクラスは、実用上用いられる全ての条件式を包含する非常に広いクラスとなっている。本研究成果は、公開鍵暗号分野トップレベル会議である、PKC 2016へ採録となっている。上記の通り、本研究課題の重要な要素技術となる、任意の論理回路を扱えるゼロ知識証明について一定の成果を得られており、また、得られた成果は査読付き国際会議に採録ともなっていることから、順調に進展していると判断する。