hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算資源とメモリアクセスを同時に考慮したDSPコード最適化とコンパイラへの応用

通常は、計算順序の変更などによりレジスタと演算器などの計算資源を有効活用する方法が一般的である。しかしながら、DSPでは間接アドレッシングと自動修飾更新機構により簡単なメモリアクセスを効率化できるが,逆にこの機構を十分に活用できない場合は等価的にオーバーヘッドが生ずることになる。このオーバーヘッドは変数のアドレス配置の工夫により抑えることができる。本研究では、レジスタとメモリを演算引数としてとれる命令セットのDSPにおいて,アドレスレジスタ(AR)による間接アドレッシングを仮定し、計算順序と変数アドレスの両面を考慮した最適化によりコード化効率の改善を図っている。提案するDSPコンパイラでは、計算順序決定の自由度を高めるために、従来よりもコードに近い細かい中間コード表現を用いてで計算順序決定・コード生成を行う。また,レジスタ割り当てとコード生成が終了した後にレジスタ割り当ての結果を利用して計算順序を再決定する構成をとる。まず、データフローグラフ(DFG)中の各変数値の参照・定義回数によって値を保持すべき変数を調べ,これを考慮した計算順序決定及びレジスタ割当を行い,その後のコード生成,メモリ配置により,得られたメモリアクセス順序についてのオーバーヘッドコード数がわかる。次に、メモリに格納された変数値データを参照する中間コードについて実行順序の交換を逐次試行し,計算順序の再決定を行う.このとき,得られた計算順序についてはコード生成を再度行い、オーバーヘッド数を評価する.この操作を全ての実行順序が交換可能な中間コードについて行い,オーバーヘッドが最良となる計算順序交換の組合せを求める。実際に提案手法を仮定したDSPに近いμPD77230を対象としたコンパイラに適用し,いくつかの例題についてのコード生成結果から,コード効率の向上並びにメモリアクセスに伴うオーバーヘッドの低減を確認している。
孤発性パーキンソン病の神経細胞変性の機序;ミトコンドリアにおける細胞死制御機構

孤発性パーキンソン病の原因は不明であるが、パーキンソン病患者の死後脳の分析によって、活性型カスパーゼ3、細胞質チトクロームcの増加など、ミトコンドリア依存性のアポトーシスシグナルの活性化が認められている。一方、以前よりパーキンソン病患者の黒質ドパミン神経細胞において、酸化ストレス増大と、ミトコンドリア呼吸鎖酵素、特にcomplex Iの障害が報告されている。これらの結果は孤発性パーキンソン病における神経細胞死には、ミトコンドリアが中心的な役割を果たしている可能性を示唆している。一方、パーキンソン病にはヒト脳内に存在するドパミン神経に選択的な低分子化合物(内在性神経毒)が関与している可能性がある。ドパミン由来の内在性神経毒であるN-methyl(R)salsolinolはパーキンソン病患者でその合成、蓄積が増加しており、動物モデルにおいてドパミン神経細胞に選択的毒性を示す。N-methyl(R)salsolinolによる細胞死の機序を培養細胞、単離ミトコンドリアを用いて検討した。ラット肝臓より単離されたミトコンドリアを用いた実験によりN-methyl(R)salsolinolの作用点はミトコンドリアに存在し、ミトコンドリア膜透過性(PT)を増大させることが証明された。ミトコンドリアPT増大はcomplex Iを阻害し、パーキンソン病における細胞死に関与している可能性がある。一方、rotenoneによるcomplex I阻害により、種々のタンパクの酸化修飾が引き起こされることが証明された。これらタンパクの修飾はその立体構造を変化させることにより不活化と凝集体形成に関与している可能性があり、さらに検討が必要と考えられた。さらに今後PTの変化がミトコンドリア機能不全を介してタンパク変性に関与する機序について明らかとしていきたい。
超対称暗黒物質の対消滅が宇宙線に及ぼす影響について

平成19年度は、初年度に引き続いて、暗黒物質と共に宇宙のエネルギーの主要な成分である暗黒エネルギーに関するホログラフィック模型と呼ばれるモデルを考察した。この模型は、ブラックホールに関連して提唱されたホログラフィック原理の考え方を発展させ、暗黒エネルギーの大きさを自然に説明しうる可能性があり、近年活発に研究されてきた。本研究では、暗黒エネルギーと暗黒物質の間に相互作用を導入した場合に、その影響を数値的に解析した。この際、超新星の明るさ、宇宙背景輻射の非等方性、銀河分布等に関する最新の観測結果を用いてパラメータに対するカイ2乗解析を行い、観測結果を最も良く再現するパラメーターの値を決定した。また、古い銀河の年齢の観測結果を宇宙年齢と比較することにより、ホログラフィック模型に対する制限を求めた。さらに、ホログラフィック模型における暗黒エネルギーの導出を、宇宙項がある場合のブラックホール解を用いて行い、通常の解析とは異なる結果が得られることを示した。これらの研究成果をまとめた論文を執筆中であるが、発表は来年度になる見込みである。平成20年2月に、名古屋大学にて本研究課題に関する成果発表を行った。発表は「超対称模型における暗黒物質」と題するレビュー講演で、ニュートラリーノ暗黒物質の残留エネルギー密度および直接検出実験に関する研究の現状について報告した。平成18年度は、ミニマル超対称模型において超対称パラメーターがCP対称性を破る複素位相を持った場合を考察し、この位相がニュートラリーノ暗黒物質の対消滅から生じる宇宙線に与える影響を考察した。一般にこの位相が大きな値を持つと電子や陽子の電気双極子能率が大きくなり、実験的上限値を超えてしまうが、スカラークォークやスカラーレプトンが10TeV程度より重いと、CP対称性を破る位相が大きな値を持ちうることが知られている。したがって、本研究ではスカラークォークやスカラーレプトンが10TeV程度の場合を中心に解析した。数値解析の結果、ヒッグシーノ質量が大きな位相を持った場合、ニュートラリーノが対消滅して軽いヒッグス粒子対やWボソン対を生成する過程の断面積が、非常に大きくなりうることが示された。この位相によって宇宙線中の陽電子のスペクトルがどの程度変化するかを評価した。スペクトルが大きく変化する場合があることがわかったが、それが起こるパラメーター領域では現在の宇宙における暗黒物質の残留エネルギー密度が小さすぎて、観測結果を説明できなかった。逆に、残留エネルギー密度の観測結果を説明できるパラメーター領域では、スペクトルの変化は小さいという結果となった。以上の研究に加えて、本年度の後半は、暗黒物質のホログラフィック模型と呼ばれる模型について考察した。この模型の枠組みで宇宙年齢を計算し、模型に含まれるパラメーターの値の選び方によって宇宙年齢がどの程度変わりうるかを評価した。
分子内,分子間における電子・スピン移動反応の理論的研究

本研究においては、特に水素結合系分子での電子移動反応についての理論的研究を行った。電子的に不活性な炭素-炭素間σ結合を通じたthrough-bond機構によっても電子移動が起こることを我々は先に示したが、水素結合を通じての、プロトン移動とカップルした電子移動(PCET)も、Turroらの同位体効果実験によって間接的に示唆されている。ここでは、CH_2-COOH・・・COOH-CH_2^<(-)>という二重水素結合をもつモデル分子系で、電子移動行列Vab(∝【square root】K_<ET>)とその分子構造、水素結合依存性を検討した。用いた電子波動関数は空間対称性の破れたUHF解でSTO-3G基底、モデル分子両端のCH_2基上のp-π軌道が電子授受の主要軌道である。モデル系の両端にあるCH_2基の水素結合分子対に対する回転角(X_1,X_2)に対して、エネルギー値とVab値を計算した。その結果、平面分子構造(0゚、0゚)からCH_2基を回転することによりπ共役が切断されエネルギーは大きく増加する。また、CH_2基上のp-π軌道と分子面内のσ軌道とが重なるにつれてVabも増加した。(-30゚、30゚)近傍にVab極小値が見いだされるが、これは両端のCH_2基上のp-π軌道関の直接の重なりが減少する一方、それらと分子面内σ軌道との重なりが増加することによって形成された考えられる。二重水素結合を直接形成している2つのHを、D_<2h>からC_<2h>に非対称に分子面内でシフトさせたときのエネルギー値はVabを見ると、D_<2h>(R_H=O)でエネルギーもVabも極大値をとっていた。このことは、Hの同位体置換によって電子移動が減速されることが理論的に予測される。また、実験結果ともよく対応しており、PCETの可能性とその電子論的機構について重要な理論的知見を与えている。
哺乳類細胞における損傷乗り越えDNA複製の分子機構

高発癌性の遺伝疾患のひとつである色素性乾皮症バリアント(XP-V)群の患者では、損傷DNAの複製機構に異常がある。本申請者は、XPV責任遺伝子産物であるDNAポリメラーゼηを同定し、これが、紫外線損傷DNAを鋳型として複製を行えるDNA合成酵素であることを明らかにし、ヒトにおける損傷DNAに対する防御機構のひとつとして損傷乗り越えDNA複製機構が重要な役割を担っていることを明らかにし、損傷乗り越えDNA複製研究という分野を切り開いてきた。これまでの研究の中で、本分野における重要な問題点として、DNAポリメラーゼηによるDNA合成の忠実度は本質的に低いものであり、その反応を損傷DNAの乗り越え複製に限局するメカニズムがあるであろうこと、また、DNAポリメラーゼηと類似したDNAポリメラーゼが複数存在し、これらを制御するメカニズムがあるであろうことなどを示してきた。本年度は、特に、これらの問題点に対して顕著な成果を挙げた。具体的には、DNAポリメラーゼηのDNA結合能について解析を行い、DNAポリメラーゼηが損傷に対して正しいヌクレオチドを重合することによりDNAポリメラーゼηとDNAとの結合が安定化されること、この安定化は重合されたヌクレオチドが正しい場合にのみ認められ、誤ったヌクレオチドを重合した場合には認められないこと、また、この安定化は、損傷を通過して二つ目のヌクレオチドを重合するまで維持されること、そして、このふたつめのヌクレオチドが重合されることにより複製型のDNAポリメラーゼが伸長反応を行えるようになることを示した。これらの結果より、DNAポリメラーゼη自身のDNA結合能により、DNAポリメラーゼηの反応が必要最小限に限定されていることが示された。一方で、DNAポリメラーゼηと他のタンパク質問の相互作用について検討し、DNAポリメラーゼηとREV1との間に物理的な相互作用を見出した。REV1はDNAポリメラーゼηと同じくYファミリーに分類されるDNA合成酵素であり、この相互作用が損傷乗り越えDNAポリメラーゼの使い分けにおいて重要と考えられる。高発癌性遺伝疾患である色素性乾皮症は(XP)は、AGの7相補性群とバリアント(XP-V)に分類される。申請者は、XPV責任遺伝子を同定し、その遺伝子産物がDNAポリメラーゼηであることを明らかにしてきた。本年度は、DNAポリメラーゼηの組み換え蛋白質を用いて、その生化学的な性質について明らかにした。DNAポリメラーゼηは、最も主要な紫外線損傷であるシクロブタン型ピリミジン2量体を、未損傷のDNAと同程度の効率で乗り越えて複製することができたが、(6-4)光産物を乗り越えることはできなかった。また、DNAポリメラーゼηは、アセチルアミノフルオレンやシスプラチンによるDNA損傷も乗り越えて複製できることを明らかにした。さらに、その損傷乗り越え複製機構について解析し、DNAポリメラーゼηは、損傷に対して正しいヌクレオチドを選択的に重合する能力に加え、正しいヌクレオチドが重合された場合に選択的にDNA鎖身長反応を行う能力を備えており、これらの2つの能力により、突然変異の生成を防いでいることを示した。一方、DNAポリメラーゼηのマウスホモログを単離して解析を行い、DNAポリメラーゼηの発現がDNA複製期に最大となること、紫外線照射による発現誘導は受けないことなどを明らかにした。また、ヒトのXP-V群患者由来細胞の紫外線感受性をマウスXPV遺伝子を導入することにより、ヒト遺伝子と同様に回復できることを示した。種々の損傷を持つ鋳型DNA上でのpolηによるDNA合成反応にいて、反応速度論的解析を行い、その効率と忠実度を定量的に評価した。損傷を乗り越えて複製するためには、損傷に対してヌクレオチオドを重合し、さらに、損傷に対してヌクレオチドが重合されたものをDNAプライマーとして次のヌクレオチドを重合する必要がある。そこで、損傷に対してヌクレオチドを重合する反応および、さらに伸長する反応について解析した。polηは損傷のない鋳型DNAとほとんど同じ効率でCPDに対してヌクレオチドを重合し、また、伸長することができた。特筆すべき点として、損傷のない鋳型DNA上では、polηは鋳型のTに対してAを最もよく重合するものの、Gも重合しやすく、また、これを伸長してしまうが、CPD(T-T)に対しては、損傷のない場合に比べ10100倍高い忠実度で正しいヌクレオチドであるAを重合して伸長した。各損傷にするpolηの反応効率は、ヌクレオチドの重合効率、伸長効率ともに、CPD>AAF-G>APアナログの順であった。AAF-Gに対して、polηは正しいヌクレオチドであるCを選択的に重合し、Cが重合された場合に最も効率よく伸長反応を行った。これらの結果、polηは、AAF-Gのような嵩高い損傷を受けた塩基に対してもヌクレオチドの選択を持つことが示された。また、相補鎖形成の不可能なAPアナログに対しては、ヌクレオチドを重合はできるものの伸長反応の効率が著しく低下したことから、polηは伸長反応を行うに際し、損傷塩基と重合されたヌクレオチドの相補鎖形成を必要としていると考えられる。CPDだけではなく、AAF-Gに対しても正しいヌクレオチドを重合できたことから、polηはさらに広範なDNA損傷を乗り越え複製する可能性が示唆される。実際、エテノ付加塩基および酸化的損傷であるチミングリコールやサイクロプリンを乗り越えられることを確認している。色素性乾皮症バリアント群の責任遺伝子産物であるヒトのDNAポリメラーゼηによる損傷乗り越えDNA複製反応について詳細な解析を行った。

様々な損傷の乗り越え複製反応の忠実度について検討し、DNAポリメラーゼηは、チミン塩基の損傷にはアデニンを、グアニン塩基の損傷にはシトシンを、最も効率よく重合し、また、これらの正しいヌクレオチドを重合した場合には、引き続き次のヌクレオチドを重合して損傷を乗り越えてDNA合成反応を行えることを明らかにした。これらの解析により、DNAポリメラーゼηは、広範な種類のDNA損傷に対応し、これらの損傷によるDNA鎖切断や突然変異の誘発を抑制し得ることを示した。一方、損傷の無いDNA上では、DNAポリメラーゼηは、非常に誤りを犯しやすいことも明らかにした。DNAポリメラーゼηの機能構造相関について明らかにするために、種々の変異タンパク質を作成して、その活性について検討した。全長713アミノ酸のうち、C末側の200アミノ酸はDNAポリメラーゼ活性には不要であるが、細胞内での核への局在に必要であることを明らかにした。また、生物種間で比較的良く保存されている7つの領域(AG)に点突然変異を導入したところ、多くの変異タンパク質で活性の著しい低下が認められた。さらに、F及びG領域の変異タンパク質について詳細に解析した結果、これらの領域が、鋳型DNA及び基質ヌクレオチドとの結合に関わっていることも明らかにした。DNAポリメラーゼηを完全に欠失させたもの及びF領域を破壊したものについてマウスES細胞のターゲティングを行い、両系統ともに、ヘテロ個体の作出を完了した。現在、ホモ個体の作出を行っており、今後、これらの個体を用いて、損傷乗り越え複製機構と他の修復系と関連などのこれまでは困難であった解析が可能となると期待される。ヒトDNAポリメラーゼηの欠損は、紫外線高感受性かつ高発癌性の遺伝性疾患である色素性乾皮症バリアント(XP-V)群の疾病をもたらす。この事実は、DNAポリメラーゼηが、ヒトの生体内で、紫外線による細胞死を抑制し、なおかつ、遺伝子の変異を抑制する機能を持つことを意味している。当研究者らは、色素性乾皮症バリアント(XP-V)群の責任遺伝子産物として、ヒトのDNAポリメラーゼηを単離・同定し、損傷乗り越えDNA複製反応について解析を行っている。DNAポリメラーゼηは、いわゆる損傷乗り越えDNA複製(translesion synthesis)を触媒する主要な酵素であると考えられる。従来、損傷乗り越えDNA複製は、損傷によるDNA複製の阻害による細胞死を回避する一方で、誤りがちなDNA複製を許容し、DNAの変異をもたらす機構と捉えられてきた。本課題においては、ヒトDNAポリメラーゼηが、如何にして、損傷による突然変異の誘発を抑制して、正確な損傷乗り越え複製を担っているのか、そして、他の損傷乗り越え複製酵素との関連などについて、試験管内および細胞・個体レベルで明らかにすることを目標として解析を行った。その結果、DNAポリメラーゼηは、損傷のないDNAよりも、もっとも主要な紫外線損傷であるシクロブタン型ピリミジン二量体に対して、より正確なDNA合成を行えることを明らかにした。ただし、DNAポリメラーゼηのヌクレオチドの選択性は低く、誤ったヌクレオチドも重合されうることがわかった。
グリーン・ツーリズムにおける効果的な日本語支援のための基礎的研究

本研究の目的1「GTの各主体の役割や目的、主体間の相互作用の異文化間コミュニケーションの視点からの解明」について、日本語支援者に関しては、外国人参加者(以下参加者)の日本語学習への意欲を向上・維持するために、受け入れ機関の日本語支援者が送り出し機関(の支援者)と連携する必要性があること、また、「語学サポーター」と呼ばれる通訳者に関しては、参加者の日本語使用や異文化理解を促進するなど通訳以外の役割も担うこと、その一方、参加者との年齢による上下関係がそれらの役割の阻害要因となり得ることが明らかとなった。2「GTでのコミュニケーションの実態調査」の結果、農業体験前後の家屋内や夕食時に受入れ家庭(以下受入れ側)と参加者とのインターアクションが多く見られること、抽象的なものを含む様々な話題が受入れ側から出されていたこと、参加者は受入れ側からの質問に答えられても同様の質問を問い返すことは少なく、会話が展開しないこと、手伝いを参加者が申し出る、受入れ側が指示・感謝するなど特有のコミュニケーションを行うこと、などがわかった。3「参加者・受入れ側双方が満足し、異文化理解が促される日本語支援の方法についての考察」の結果、参加者には、a.自国の基本情報を確認すると同時に日本ではどうなのかという相対化の視点を事前に持たせること、b.コミュニケーションを継続・展開する態度を養う指導を行うこと、受入れ側には、c.日本の社会文化知識は理解されない可能性があること、平易に話す、繰り返す、身振りも付けることの重要性を伝えることが必要だとわかった。a、bは2018年度に4「教材や授業カリキュラムの開発」として実施され、cは今後、教材化の予定である。2018年度は、日本語でのコミュニケーション自体に観光資源としての価値があること、その視点を様々な主体と共有する必要があることを主張する論文を発表した。1.成果の公開:前年度行ったパネルディスカッションの報告書を勤務校ウェブページに掲載するとともに、関係各機関に送付した。2.文献調査:グリーン・ツーリズム及びボランティア・ツーリズムなど様々な形態の観光における異文化理解、農家民泊での接触場面における言語行動など、グリーン・ツーリズムにおけるコミュニケーションの在り様の解明に寄与すると思われる分野の文献を詳細に検討した。3.調査の実施:グリーン・ツーリズムの各主体のうち、受け入れ農家、及び、通訳としての役割が期待されている「語学サポーター」にインタビュー調査を行った。語学サポーターのうち、大学生にはグループインタビューを、タイ人引率教師には個人インタビューを行った。さらに、グリーン・ツーリズムの活動場面を録画した。4.調査結果の発表:上記3のデータを分析した結果、農家民泊での接触場面で必要とされるものの従来の事前教育では不足していた語い・表現を明らかにした。また、語学サポーターは、通訳だけではなく、外国人参加者の日本語使用と異文化理解を促進する役割を担っていることを明らかにした。これらの結果について、2015年度第8回日本語教育学会研究集会(東北地区)にて発表した。・データ数の少なさ:予定では、グリーン・ツーリズムの各主体を調査対象者にすることになっていたが、行政、受け入れコーディネータにはインタビューできなかった。また、予定では3カ所で行われるプログラムにおいてデータを取ることになっていたが、実際に実施されたプログラムが少なかったため、1つのプログラムの調査にとどまった。1.調査の実施:H28年度は前年度調査の分析・考察をさらに進めること、また、さらにデータを取得することとなっていたので、民泊での夕食作り、食事場面を中心にデータを録画・録音した。それを分析し、コミュニケーションが停滞している部分を特定した。その結果、外国人参加者に事前指導すべき語彙・表現がさらに明らかになった。また、コミュニケーション上の問題について、受け入れ先の日本人にプレ調査として短いインタビューを行い、日本人側はコミュニケーション問題をそれほど強く認識していない可能性があることがわかった。これは継続して調査する。さらに、外国人参加者を送り出すタイの大学のプログラム責任者らに民泊でのコミュニケーションの意義等を聞いた結果、外国人参加者には日本語能力に合わせ、コミュニケーション意欲を支える新たな指導方法が必要だとわかった。これはH29年度の指導に生かす。2.教育への応用:前年度調査で、民泊での接触場面では必要とされるものの従来の事前教育では不足していた語彙・表現を明らかにしたので、その指導を行った。3.調査結果の発表:上記1の調査で見られたコミュニケーションの停滞を教育的な面(事前の意欲喚起)から考察し、タイ国日本語教育研究会第29回年次セミナー分科会にて発表した。また、上記2の指導について、これまでの指導の内容を概観し、新たな指導の試みとして位置づけた論文を『青森中央学院大学紀要』に投稿した。データ数の少なさ:予定では、グリーン・ツーリズムの各主体を調査対象者にすることとなっていたが、行政、受け入れコーディネータ(年度途中で退職)にインタビューできなかった。また、実施プログラム数が少ないため、データの取得が限られた。人的要因:研究分担者が年度途中で他機関に異動したため、調査分担内容等を再考したため。今年度の成果は、次の2点である。1つ目は、2017年12月10日の日本語教育学会第8回東北支部集会にて、口頭発表「農家民泊における外国人参加者と農家間のコミュニケーションのための日本語支援の在り方」を行ったこと、2つ目は、グリーン・ツーリズムに関わる主体へのインタビューを実施したことである。

1つ目の発表は、民泊時の日本人と外国人参加者のコミュニケーションの特徴について、話題、質問とその受け答え、手伝いの指示とそれに対する反応、外国人参加者の行動に対する日本人の感謝の表明といった観点から分析した。その結果、通訳・日本語発話の促進役・社会文化知識の促進役となっている「語学サポーター」の存在が、日本人側の積極的な異文化理解につながっていると言えること、参加学生は受け入れ農家側からの質問には短く返答しただけで、関連した質問を問いかけ返すことや、手伝い指示場面で明確化要求をしない例もあるなど、コミュニケーションが一方的になっていることがうかがえた。2つ目のインタビューでは、青森県にアジアからの教育旅行生を誘致している団体の代表に、活動内容や経緯などを尋ねた。また、受け入れコーディネータであった人に、外国人参加者を受け入れる際の留意点などを尋ねた。現在、青森県のグリーン・ツーリズムにおける民泊時のコミュニケーションのデータが蓄積されつつある。また、主な主体の活動実態が明らかになりつつある。今後は、データをまとめ、成果を論文等で発表していきたい。予定では、グリーン・ツーリズムの各主体を調査対象者にすることとなっていたが、行政(青森県庁担当課職員)と日本人受け入れ農家にインタビューできなかった。また、実施プログラム数が少ないため、データの取得が限られた。本研究の目的1「GTの各主体の役割や目的、主体間の相互作用の異文化間コミュニケーションの視点からの解明」について、日本語支援者に関しては、外国人参加者(以下参加者)の日本語学習への意欲を向上・維持するために、受け入れ機関の日本語支援者が送り出し機関(の支援者)と連携する必要性があること、また、「語学サポーター」と呼ばれる通訳者に関しては、参加者の日本語使用や異文化理解を促進するなど通訳以外の役割も担うこと、その一方、参加者との年齢による上下関係がそれらの役割の阻害要因となり得ることが明らかとなった。2「GTでのコミュニケーションの実態調査」の結果、農業体験前後の家屋内や夕食時に受入れ家庭(以下受入れ側)と参加者とのインターアクションが多く見られること、抽象的なものを含む様々な話題が受入れ側から出されていたこと、参加者は受入れ側からの質問に答えられても同様の質問を問い返すことは少なく、会話が展開しないこと、手伝いを参加者が申し出る、受入れ側が指示・感謝するなど特有のコミュニケーションを行うこと、などがわかった。3「参加者・受入れ側双方が満足し、異文化理解が促される日本語支援の方法についての考察」の結果、参加者には、a.自国の基本情報を確認すると同時に日本ではどうなのかという相対化の視点を事前に持たせること、b.コミュニケーションを継続・展開する態度を養う指導を行うこと、受入れ側には、c.日本の社会文化知識は理解されない可能性があること、平易に話す、繰り返す、身振りも付けることの重要性を伝えることが必要だとわかった。a、bは2018年度に4「教材や授業カリキュラムの開発」として実施され、cは今後、教材化の予定である。2018年度は、日本語でのコミュニケーション自体に観光資源としての価値があること、その視点を様々な主体と共有する必要があることを主張する論文を発表した。
新規希土類フリー発光材料の創製

本研究において、高輝度かつ長時間の残光寿命を有する希土類フリー長残光体の開発を試みた。希土類を賦活せずに残光特性を示すZrO_2をターゲット材料として選択し、発光中心や残光トラップ形成を目的とした不純物イオンの添加や各雰囲気熱処理といった方法によって発光特性を向上させ、室温において1時間・50°Cにおいて5時間の残光を達成した。残光現象の発露は熱エネルギーによる準安定状態からの解放によって起きるため、通常の残光材料では高温になるほど残光寿命は短くなるが、熱ルミネッセンス測定の結果からZrO_2においては高温領域に室温では解放されないトラップ中心がもう一つ存在し、やや高温の状態において優れた残光特性を示すことが分かった。希土類フリー材料において数時間以上の残光を達成したという報告はまだなく、本研究が初の成果である。また紫外線照射後のZrO_2試薬についてのESR測定によって結晶構造中に存在する酸素空孔への電子トラップが残光トラップ中心として働くことが強く示唆されているため、酸素空孔の配位環境を変化させることで残光特性を制御することが可能だと推察される。Ar雰囲気において熱処理することによって熱ルミネッセンスグローピークを約10°C低温側にシフトさせることに成功した。グローピークをより低温側にシフトさせることによって室温で優れた残光特性を有する材料を開発することが可能だと期待される。現在主に利用されている希土類賦活型の蛍光・残光材料は優れた特性を有する一方でその発光メカニズムの詳細には不明な点が多く残されており、希土類資源の省使用化も検討されている。我々は新規希土類フリー発光材料の開発を目的とし、バジライト結晶の発光特性評価を行ってきた。その結果、バジライトの残光特性は結晶構造中にあるZrO_6八面体と密接な関係を持つことが分かった。また単純酸化物であるジルコニア(ZrO_2)がバジライトより優れた残光特性を有するとの知見を得たことから、長残光メカニズムを解明するためのターゲット材料としてジルコニアに注目した。ジルコニアの発光特性の不純物依存性及び熱処理温度依存性を評価することによって発光中心・残光トラップ中心はホスト結晶であるジルコニアに由来することが示唆された。さらにジルコニアの低温光照射ESR実験によって紫外線照射による長残光トラップ形成後にF+センター(酸素空孔に電子が一つ捕獲された状態)の存在を観測することに成功した。またトラップ中心の深さを評価するための熱ルミネッセンス測定によって長残光トラップからの活性化エネルギーは0.86eVと見積もられ、先の考察を支持する結果が得られた。本研究結果より酸素空孔を有する物質において長残光現象を発現できる可能性が示され、他の材料系への応用が期待される。しかし、長残光現象の発現は特定の物質でしか観察されないことから他の条件が必要であると推測されるため、今後より詳細な調査が求められる。ジルコニアの長残光トラップ中心の観測に成功し、詳細な蛍光・残光特性を得た。・長残光現象の発現条件を特定するための発光特性の温度依存性の評価・長残光トラップ状態のより明確な同定のために紫外線照射前後の電荷密度分布変化を調査・他の物質系への応用の模索とジルコニアの蛍光・残光特性の向上
急性膵炎重症化における中枢性神経ペプチドの作用に関する研究

その結果、1)TRHアナログ(30ng)の脳槽内への投与により30分後より有意な血流の増加が認められ、90分後には元の状態に復した。2)上記のTRHアナログ脳槽内投与による水素式血流増加作用はTRHアナログ310ngの範囲で用量依存性であった。上記のTRHアナログ脳槽内投与による水素式血流増加作用はアトロピンL-NAME前投与および迷走神経切断によって消失したが6-OHDAは影響を及ぼさなかった。4)セルレイン誘発膵炎においてTRHアナログを脳槽内に投与すると3050ngの範囲で用量依存性にせるれいん投与後の膵組織の浮腫を抑制した。5)TRHアナログの膵血流増加作用における脳内の作用部位は、マイクロインジェクション法にて検討した結果、両側の迷走神経運動核であった。急性膵炎における、脳内のthyrotropin-releasing hormone(TRH)の影響を検討した。Wistar系雄性ラットを用い実験前夜より絶食とし、定位脳手術装置に固定の上、TRHの安定型アナログであるRX77368(5,10,30,50,100ng)か生理食塩水(10μl)をハミルトンマイクロシリンジを用いてラットの脳槽内に注入した。セルレイン(Sigma Chemical,40mg/kg)を腹腔内に投与し、5時間後に採血の後に屠殺、膵組織すべてを取り出した。1)セルレイン誘発膵炎における水分含有率、湿重量/乾重量比に及ぼす中枢性TRHの効果:コントロール溶液を脳槽内に投与したラットにおいては、セルレインの腹腔内投与により膵組織は浮腫状になり水分含有率が86.2±4.7%と高値となったが、コントロール溶液の代わりにTRHの安定型アナログであるRX77368を脳槽内に投与すると550ngの範囲で用量依存性にセルレイン投与後の膵組織の水分含有率を低下させた。2)セルレイン誘発膵炎におけるヘマトクリット・血清アミラーゼ値に及ぼす中枢性TRHの効果:セルレイン投与前のヘマトクリット値はコントロール溶液投与ラットにおいて47.9±0.4%であり、TRHアナログ投与群と有意差を認めなかった。セルレインの投与によりコントロールラットではヘマトクリット値が上昇し52.3±0.8%となったが、RX77368 30ngを脳槽内に投与したラットにおいては、ヘマトクリット値の上昇が有意に抑制された。血清アミラーゼ血の上昇も同様にTRHの脳槽内投与によって抑制された。膵臓組織血流に対する脳内のthyrotropin-releasing hormone(TRH)の影響を検討した。Wistar系雄性ラットを用い実験前夜より絶食としウレタン麻酔下で開腹の上、水素ガスクリアランス式血流計の白金電極とレーザードップラー式血流計のプローブを膵臓の脾部表面に装着した。2時間の定状化の後、30分間の膵臓基礎血流を測定し、定位脳手術装置に固定の上、TRHの安定型アナログであるRX77368(1,3、5,10,30,50ng)か生理食塩水(10μl)をハミルトンマイクロシリンジを用いてラットの脳槽内に注入した。その後2時間の膵臓組織血流の変化を観察した。その結果、1) TRH(30ng)の脳槽内への投与により30分後より有意な血流の増加が認められ、90分後には元の状態に復した(平均±SE;%:基礎血流100±0;15分108±7;30分145±6;45分138±4;60分122±3;75分110±4;90分104±4;105分108±4;120分105±8)。2)上記のTRH脳槽内投与による水素式血流増加作用はTRH310ngの範囲で用量依存性であった(30分時の血流の変化:生理食塩水101±7;1ng105±7;3ng115±6;5ng132±9;10ng140±9;30ng145±6;50ng142±8)。3)上記のTRH脳槽内投与による水素式血流増加作用はアトロピン、L-NAMEの前投与および迷走神経切断によって消失したが6-OHDAは影響を及ぼさなかった。4) TRHの静脈内投与では膵臓組織血流に変化がなかった。

マイクロインジェクション法を用いて膵組織血流に対するTRHの脳内の作用部位を検討した。Wistar系雄性ラットを用い実験前夜より絶食としウレタン麻酔下で開腹の上、水素ガスクリアランス式血流計の白金電極とレーザードップラー式血流計のプローブを膵臓の脾部表面に装着した。1時間の定状化の後、30分間の膵臓基礎血流を測定し、定位脳手術装置に固定の上、TRHの安定型アナログであるRX77368(0.1110ng)か生理食塩水(10nl)をマイクロマニュピレーターとガラス製マイクロシリンジを用いてラットの延髄迷走神経運動核に注入した。その後2時間の膵臓組織血流の変化を観察した。その結果、a)TRH(5ng)を左右どちらの延髄迷走神経運動核に注入しても投与後30分をピークとした有意な血流の増加が認められ、90分後に元の状態に復した(平均±SE;%:基礎血流100±0;15分110±7;30分148±12;45分143±11;60分128±10;75分112±14;90分104±5;105分103±7;120分106±5)。b)上記のTRH延髄迷走神経運動核投与による膵組織血流増加作用はTRH0.35ngの範囲で用量依存性であった(30分時の血流の変化:生理食塩水102±8;0.1ng 104±6;0.3ng115±8;0.5ng135±10;1ng 141±8;5ng 148±12;10ng146±15)。c)上記のTRH延髄迷走神経運動核投与による膵組織血流増加作用は左右各々の頸部迷走神経切断によって消失した。
非線形波動現象の解析

代表者の行った研究を中心に述べる。これは2つあり,対流項をもつ準線形放物型方程式の解の爆発問題と半線形波動方程式の散乱問題である。前者は都立航空高工専の鈴木龍一等との共同研究であり,まず解の爆発と大域存在を分ける非線形項と初期データの条件を定め,次に爆発解の爆発時刻での漸近挙動,特に一点爆発が起る場合について,対流項が与える影響をしらべた。後者は北海道大理学部の久保田幸次との共同研究であり,空間2時元の問題に対してオプティマルな結果を与えた。小さな初期データに対して大域解の存在条件は知られていたが,その解が散乱状況にあり,自由な波動方程式の解との対応で散乱作用素の存在を示すことが未解決で残されていた。この論文ではそれを肯定的に解決した。これらの他にも代表者は非線形波動現象に関する新しい結果をいくつか得ており,口答発表をしている。これらは漸次論文として発表する予定である。分担者の行った研究は多く,全てを研究発表のリストにあげることができない。またその内容についてくわしく述べる余裕はないが,例えば酒井良の論文では2次元求積領域の境界の正規性をポテンシャル論を用いて示しており,西岡國雄の論文ではP-放物型方程式に対し,初期データと係数が共鳴を起す場合に解の漸近挙動をしらべている。リストにはあげてないが山田裕史の50ページになる論文も発表されており,(Japanese Jiurnal of Math),全体として科学研究費(一般C)の上記研究課題は達成できたと考えている。
画面を注視せずに少数キーでの入力が可能な携帯端末向けＷｅｂ検索手法

本研究の目的は,基本的に少数のキーしか装備していない携帯電話などの小型端末において,検索キーワードの入力処理も含め,全体として高速なWeb検索を可能とすることである.本提案手法においては,少数のキーのみを用いて,少ない打鍵数で検索キーワードの入力処理を完了させるために,入力文字列を曖昧な数字列としているが,この曖昧さは共起情報等により解消しており,高精度でかつ高速なWeb検索を実現している.システムを作成し,行った評価実験の結果から,本手法の有効性が確認された.本研究の目的は,基本的に少数のキーしか装備していない携帯電話などの小型端末において,検索キーワードの入力処理も含め,全体として高速なWeb検索を可能とすることである.本提案手法においては,少数のキーのみを用いて,少ない打鍵数で検索キーワードの入力処理が完了し,かつ,使用者による変換作業も不要である.よって,あまり画面を注視する必要がないことから,本提案手法は,様々な場面,状況での利用が想定される小型携帯端末上でのWeb検索手法として,特に有効であると考えられる.本研究においては,あいまいな数字列を入力とする携帯端末向けWeb検索手法を提案し,計算機への実装および評価実験を行い,その結果から本手法の実用面での有効性を確認する.これに向け,平成27年度は,1人の使用者を対象として,入力数字列とキーワードの対応付け方法の検討を行った.個人のWeb検索履歴を用いた実験により,あいまいな数字列を入力とした場合であっても,このあいまいさを排除し,ある程度,意図したとおりのWeb検索結果を得られる可能性が示唆された.また,使用するキー数やキーの打鍵数と同程度に重要な評価指標である画面注視の評価方法について検討を行った.当初は,1人の使用者を対象とし,その使用者に合わせた学習,Web検索を行えるシステムの完成を目指していた.しかしながら,まだ,検討を要する部分が存在する.数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して,ある程度の知見が得られたが,引き続き,検討が必要である.本研究の目的は,基本的に少数のキーしか装備していない携帯電話などの小型端末において,検索キーワードの入力処理も含め,全体として高速なWeb検索を可能とすることである.本提案手法においては,少数のキーのみを用いて,少ない打鍵数で検索キーワードの入力処理が完了し,かつ,使用者による変換作業も不要である.よって,あまり画面を注視する必要がないことから,本提案手法は,様々な場面,状況での利用が想定される小型携帯端末上でのWeb検索手法として,特に有効であると考えられる.本研究においては,あいまいな数字列を入力とする携帯端末向けWeb検索手法を提案し,計算機への実装および評価実験を行い,その結果から本手法の実用面での有効性を確認する.平成27年度は,1人の使用者を対象として,入力数字列とキーワードの対応付け方法の検討を行い,個人のWeb検索履歴を用いた実験により,数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して,ある程度の知見が得られた.これを踏まえ,平成28年度においては,引き続き,数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して検討を進めつつ,複数人での同時使用が可能なシステムの実現を目指して研究を進めてきた.複数人での使用を考慮すると,他の使用者のWeb検索履歴を利用しつつ,個人に特化したキーワードの対応付けを行うことが有効であると考えられる.そこで,これの実現に向け,Web検索結果のクラスタリングについて検討を行い,評価実験の結果から,ある程度の知見を得ることができた.当初は,数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して検討を進めつつ,複数人での同時使用が可能なシステムの実現を目指していた.しかしながら,複数人での使用を考慮すると,他の使用者のWeb検索履歴を利用した方が効率的であると考えられたことから,これに向け,Web検索結果のクラスタリングに関する検討を優先的に行った.また,画面注視の評価方法等についても引き続き検討中であり,複数人で同時使用可能なシステムについても,いまだ,構築中である.本研究の目的は,基本的に少数のキーしか装備していない携帯電話などの小型端末において,検索キーワードの入力処理も含め,全体として高速なWeb検索を可能とすることである.本提案手法においては,少数のキーのみを用いて,少ない打鍵数で検索キーワードの入力処理が完了し,かつ,使用者による変換作業も不要である.よって,あまり画面を注視する必要がないことから,本提案手法は,様々な場面,状況での利用が想定される小型携帯端末上でのWeb検索手法として,特に有効であると考えられる.本研究においては,あいまいな数字列を入力とする携帯端末向けWeb検索手法を提案し,計算機への実装および評価実験を行い,その結果から本手法の実用面での有効性を確認する.平成27年度は,1人の使用者を対象として,入力数字列とキーワードの対応付け方法の検討を行い,個人のWeb検索履歴を用いた実験により,数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して,ある程度の知見が得られた.これを踏まえ,平成28年度においては,引き続き,数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して検討を進めつつ,複数人での同時使用を目指し,研究を進めてきた.

複数人での使用を考慮すると,他の使用者のWeb検索履歴を利用しつつ,個人に特化したキーワードの対応付けを行うことが有効であると考えられる.そこで,これの実現に向け,Web検索結果のクラスタリングについて検討を行い,評価実験の結果から,ある程度の知見を得ることができた.そして,平成29年度においては,複数人での同時使用を考慮したアルゴリズムの検討,システムの構築を行った.これを用い,小型携帯端末上で,検索キーワードの入力処理も含めた検索速度の評価,および検索精度の評価を行い,本手法が有効であることが確認された.本研究の目的は,基本的に少数のキーしか装備していない携帯電話などの小型端末において,検索キーワードの入力処理も含め,全体として高速なWeb検索を可能とすることである.本提案手法においては,少数のキーのみを用いて,少ない打鍵数で検索キーワードの入力処理を完了させるために,入力文字列を曖昧な数字列としているが,この曖昧さは共起情報等により解消しており,高精度でかつ高速なWeb検索を実現している.システムを作成し,行った評価実験の結果から,本手法の有効性が確認された.数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して,引き続き,検討を行っていく.これらを踏まえて,1人の使用者を対象とし,その使用者に合わせた学習,Web検索を行えるシステムの完成を目指す.その後は,複数人での使用を想定した学習アルゴリズム等を検討していく予定である.数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して,引き続き,検討を行っていく.また,Web検索履歴の効率的な利用方法も含め,複数人で同時使用可能なシステムの構築を行っていく予定である.自然言語処理数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等,1人の使用者を対象とした入力数字列とキーワードの対応付け方法に関して,調査・検討の進捗が芳しくなかったため.昨年度に引き続き,数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して検討を継続中であり,複数人使用に向けたシステムの構築について,その進捗状況が芳しくなかったため.引き続き,数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等,1人の使用者を対象とした入力数字列とキーワードの対応付け方法に関して,調査・検討を進め,複数人での使用を考慮したシステムの検討を行っていく.数字列の持つ曖昧さの排除や画面注視の評価方法等に関して検討を行い,複数人で同時使用可能なシステムの構築を行っていく.
渦流形ダイオードを用いた気体駆動ポンプの実用化試験

使用済み核燃料再処理プラントに用いるための高信頼性・高効率ポンプの実用化のためのデータを得ることを目的として、民間企業からの研究分担者の参加も得て、研究を進めた結果、所期の目的をほぼ達成することができた。試験研究の内容及び得られた成果のあらましは次の通りである。(1)これまでの基礎研究により確立した方法に基づいて、渦流形ダイオードを用いた気体駆動ポンプ(揚程10メートル、吐出流量20リットル/分)を設計し、耐食性材料により製作した。その際、渦流形ダイオードの設計に当っては、従来の実験結果を利用するほか、新しく渦室内旋回流れの数値解析法を開発し、それによる解析結果も利用した。(2)設計・製作した上記ポンプの性能試験及び信頼性試験を、使用済み核燃料再処理プロセス溶液に似た性質の模擬液を用いて実施し、その性能と信頼性が計画通りであることを確認した。また、液の種類によるポンプ性能の変化、特にキャビテーション発生条件との関係などを明らかにした。(3)ポンプ駆動部に関しては、電気機器が使用できない場合もありうることを考慮して、電気機器を含む駆動系のほかに、純流体式駆動系も設計し、一部は製作した。特に、駆動系の最終段要素としての側壁付着形流体素子については、その圧力回復率をほぼ90パーセントにまで高めることに成功した。しかし、純流体式駆動系全体の性能試験・信頼性試験は、時間の関係で、今後に残さざるを得なかった。これまでの基礎的研究(Prep.Inter.Symp.Fluid Control and Measurement,1.317/322,1985.で一部発表)により確立された方法に基づいて、渦流形ダイオードを用いた気体駆動ポンプを設計した。そのポンプの仕様は、当初の計画通り、揚程10m、平均吐出流量20l/minである。この設計仕様を満たし、耐食性材料(ステンレス:SUS304)により製作されるポンプ系一式を発注した。本試験装置の導入に当っては、本学部規定により、高額機器導入委員会が数回開催され、慎重な検討がなされた。また納入業者との綿密な打合せも行なわれた。このため、当初予定していた納期3ケ月より遅れが生じ、現在、下に記すような試作ポンプが実験室に据え付けられ、試運転中である。近日中にポンプ系の信頼性試験を開始する予定である。なお、研究計画の中の一つである渦流形ダイオードの最適化設計に関連して、その一部を講演発表した。これにより、渦室形状および流れの旋回強さに関して望ましい方向づけができた。試作ポンプ系の概略寸法および主な計装は次のごとくである。(1)貯水槽(内径:800mm,長さ:900mm)。(2)下部液槽(内径:153mm,長さ:3000mm)。(3)渦流形ダイオード(渦室径:120mm,渦室高さ:20mm)。(4)駆動シリンダ(内径:305mm,長さ:1000mm)。(5)吐出管(内径:28mm,長さ3段切換え式)。(6)配管(内径:28mm)。(7)液温は常温から80°Cまで可変。(8)硝酸水液での連続運転中に万一液が洩れた場合にも安全なように防液堤を設置。(9)安全のための自動停止装置組み込み。研究の内容及び得られた成果のあらまししは次の通りである。

その際、渦流形ダイオードの設計に当っては、従来の実験結果を利用するほか、新しく渦室内旋回流れの数値解析法を開発し、それによる解析結果も利用した。(2)設計・製作した上記ポンプの性能試験及び信頼性試験を、使用済み核燃料再処理プロセス溶液に似た性質の模擬液を用いて実施し、その性能と信頼性が計画通りであることを確認した。また、液の種類によるポンプ性能の変化、特にキャビテーション発生条件との関係などを明らかにした。(3)ポンプ駆動部に関しては、電気機器が使用できない場合もありうることを考虜して、電気機器を含む駆動系のほかに、純流体駆動系も設計し、一部は製作した。特に駆動系の最終段要素としての側壁付着形流体素子についてその圧力回復率をほぼ90パーセントにまで高めることに成功した。しかし、純流体式駆動系全体の性能試験・信頼性試験は、時間の関係で、今後に残さざるを得なかった。
染色体組換え開始部位におけるクロマチン再編成の制御機構

真核生物の減数分裂期組換えは、ホットスポットと呼ばれる特定の染色体部位DNA二本鎖切断が契機となって開始される。これまでに我々は、出芽酵母や分裂酵母を用いて、組換えホットスポットが染色体上で特異な「開いた」クロマチン構造を取る事を明らかにしてきた。本研究計画では、ade6-M26点突然変異によってもたらされる分裂酵母の減数分裂期組換えホットスポットに関して、クロマチン構造と組換え開始制御の関係を調べた。その結果、ade6-M26点突然変異によってもたらされるCRE様転写制御配列に特異的に結合する転写因子Atf1/Gad7-Pcr1が、その周辺にクロマチン再編成をもたらし、ひいては組換えの活性化を誘導することを明らかにしてきた。また、このクロマチン再編成が、ストレス応答MAPキナーゼやcAMP情報伝達経路、および接合型フェロモン情報伝達系や減数分裂誘起因子などによって重層的に制御されていることを示した。さらには、クロマチン再編成と組換えを開始するDNA二本鎖切断反応が、ホットスポット周辺のヒストンのアセチル化レベルによって制御されていることをはじめて示した。このヒストンのアセチル化には、出芽酵母からヒトまで保存されているGcn5ヒストンアセチル化酵素がきわめて重要な役割を果たすことを示した。以上に加え、fbp1、cgs1、ctt1、gpd1、pyp2、rst2、ptc1などの遺伝子座の転写制御領域に存在する天然のCRE様配列における減数分裂期のクロマチン構造変化を調べたところ、cgs1とptc1を除くほぼすべての遺伝子座で何らかのクロマチン再編成が起きていることを明らかにした。以上の結果は、クロマチン再編成を通じた普遍的な組換え制御機構の存在を示唆している。分裂酵母組換えホットスポットade6M26遺伝子座は、ade6遺伝子座上の点突然変異に起因するcAMP-responsive element(CRE)様配列に、MAPキナーゼやAキナーゼの制御下にある転写因子Atf1/Gad7-Pcr1が配列特異的に結合する事で出現する。本年度我々は、この転写因子がCRE様配列に結合した後、直接的に周辺のクロマチンの再編成を引き起こすことを明らかにした。またこのクロマチン再編成が、減数分裂期のade6M26においては転写の活性)化を行わず、組換えの活性化のみを引き起こすことを示した。さらに、M26ホットスポットでのクロマチン再編成が、ストレス応答MAPキナーゼ経路(ヒトSAPK-p38分裂酵母ホモログSpc1)やG蛋白質-cAMPキナーゼ経路、接合型遺伝子座のヘテロ接合性と接合フェロモンシグナル伝達経路(Mei3など)、減数分裂誘起過程の初期遺伝子群(Mei2、Pat1)によって複合的に制御されていることを示した。以上の結果から、組換え活性化が細胞の性分化・ストレス応答のシステムと表裏一体の密接な関係にあることが分子レベルで初めて明らかにされた。これまでの研究から真核生物の遺伝的組換えは、ホットスポットと呼ばれる特定部位で開始される。我々は、組換えホットスポットが染色体上で特異な「開いた」クロマチン構造を取る事を見出した。さらにCRE様転写制御配列を含む分裂酵母のホットスポットade6M26周辺のクロマチン構造が、減数分裂期に再編成を起こし、組換え活性化に必要な開いたクロマチン領域が形成され、また、組換えホットスポットの活性化に必要な転写因子Atf1/Gad7-Pcr1が、このクロマチン構造変化に必須であることを示した。クロマチンを構成する最も基本的なタンパク質ヒストンは、転写制御に関わる仲介因子に付随するヒストンアセチル化酵素活性によってアセチル化を受ける。最近ヒストンのアセチル化の程度によって、遺伝子発現や組換えが制御される可能性が示唆されつつある。そこで本年度は、ade6M26

組換えホットスポット周辺のクロマチン構造における、ヒストンアセチル化の役割を調べた。まず、野生型ade6遺伝子またはホットスポット型ade6M26遺伝子を有する分裂酵母細胞について、抗アセチル化ヒストン抗体を用いたクロマチン免疫沈降法を行うことにより、組換えホットスポット周辺の染色体領域でどの程度ヒストンのアセチル化が生じているかを調べた。その結果、ホットスポット型のade6M26遺伝子座ではアセチル化が有意に高くなっていることが明らかになった。一方、出芽酵母などで明らかにされているヒストンアセチル化酵素・脱アセチル化酵素の遺伝子を分裂酵母ゲノムデータベースから検索し、GCN5相同遺伝子を新規に単離した。この遺伝子破壊株では、減数分裂時にade6M26遺伝子座でクロマチン再編成が遅れて起きることを見出した。以上の結果は、ade6M26組換えホットスポットにおけるクロマチン再編成に、ヒストンアセチル化による制御が関与することを示唆している。真核生物の減数分裂期組換えは、ホットスポットと呼ばれる特定の染色体部位DNA二本鎖切断が契機となって開始される。これまでに我々は、出芽酵母や分裂酵母を用いて、組換えホットスポットが染色体上で特異な「開いた」クロマチン構造を取る事を明らかにしてきた。本研究計画では、ade6-M26点突然変異によってもたらされる分裂酵母の減数分裂期組換えホットスポットに関して、クロマチン構造と組換え開始制御の関係を調べた。その結果、ade6-M26点突然変異によってもたらされるCRE様転写制御配列に特異的に結合する転写因子Atf1/Gad7-Pcr1が、その周辺にクロマチン再編成をもたらし、ひいては組換えの活性化を誘導することを明らかにしてきた。また、このクロマチン再編成が、ストレス応答MAPキナーゼやcAMP情報伝達経路、および接合型フェロモン情報伝達系や減数分裂誘起因子などによって重層的に制御されていることを示した。さらには、クロマチン再編成と組換えを開始するDNA二本鎖切断反応が、ホットスポット周辺のヒストンのアセチル化レベルによって制御されていることをはじめて示した。このヒストンのアセチル化には、出芽酵母からヒトまで保存されているGcn5ヒストンアセチル化酵素がきわめて重要な役割を果たすことを示した。以上に加え、fbp1、cgs1、ctt1、gpd1、pyp2、rst2、ptc1などの遺伝子座の転写制御領域に存在する天然のCRE様配列における減数分裂期のクロマチン構造変化を調べたところ、cgs1とptc1を除くほぼすべての遺伝子座で何らかのクロマチン再編成が起きていることを明らかにした。以上の結果は、クロマチン再編成を通じた普遍的な組換え制御機構の存在を示唆している。