hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時間領域拡張現実感の研究

本研究は,近年盛んになっている拡張現実感研究の新たなアプローチとして,時間領域で操作された映像を実映像に重畳表示する時間領域拡張現実感を提案することを目的とする.具体的には,高速度カメラ等により得られる肉眼では見ることのできない高時間分解能の視覚情報を,ユーザが知覚できるように時間スケールを変換しつつ,かつリアルタイムにユーザに提示するための技術の開発を行い,またその有用性を評価することを目的とする.平成22年度は,運動検出・情報提示アルゴリズムの改良を進め,リアルタイムに動作するデモンストレーションシステムの構築を行なうとともに,人間の作業支援へ時間領域拡張現実感システムを適用した場合の有効性について評価を行った.デモンストレーションシステムは,IEEE1394bカメラによって得られた320fpsの映像をリアルタイムに処理するものであり,通常はカメラで得られた映像をそのまま表示しているのに対し,高速に運動する物体が検出されたときのみ,その箇所を即座にスローモーション表示することを可能とした.人間の作業支援への適用と評価については,作業の例としてエアホッケーゲームを取り上げ,高速度カメラによって検出・予測されたパックの到達位置を視覚的に提示することにより,ゲームの成績が向上することが確認できた.この際,ゲームの目的遂行のために要求されるタスクの質が変化することが,ゲーム成績向上に貢献していることを示唆する結果を得た.本研究は,近年盛んになっている拡張現実感研究の新たなアプローチとして,時間領域で操作された映像を実映像に重畳表示する時間領域拡張現実感を提案することを目的とする.具体的には,高速度カメラ等により得られる肉眼では見ることのできない高時間分解能の視覚情報を,ユーザが知覚できるように時間スケールを変換しつつ,かつリアルタイムにユーザに提示するための技術の開発を行い,またその有用性を評価することを目的とする.平成21年度は,提案する時間領域拡張現実感を実現するためのシステム構築を行うとともに,情報提示アルゴリズムの開発を進めた.またユーザの反応に関する基礎的検討を行った.実験システムとして,PC1台と液晶ディスプレイに640×480画素,200fpsのIEEE1394bカメラを接続したシステムを構築し,解像度をを変えることにより最大320fpsの映像に対する動作確認を行った.情報提示アルゴリズムとしては,周期的な運動に対する方法と非周期的な運動に対する方法についてそれぞれ検討を行った.前者については,シャッタ時間を短くしたカメラでフレームレートを動的に制御しながら撮影することによって,回転運動する対象を任意の周波数で回転しているように提示するための方法を検討し,そのための条件を明らかにした.後者については,入力映像から重要な画素を適切に選択する機構とともに,同一と判断される領域き同期して表示する機構を開発し,時間遅れを蓄積させることなく,即時性を保ったスローモーション提示を可能とした.また,周期運動にユーザの動作を時間同期させるタスクの実行に関して,その周期運動の位相を意図的にずらした映像を合成して提示することにより,同期誤差が低減することを確認した.本研究は,近年盛んになっている拡張現実感研究の新たなアプローチとして,時間領域で操作された映像を実映像に重畳表示する時間領域拡張現実感を提案することを目的とする.具体的には,高速度カメラ等により得られる肉眼では見ることのできない高時間分解能の視覚情報を,ユーザが知覚できるように時間スケールを変換しつつ,かつリアルタイムにユーザに提示するための技術の開発を行い,またその有用性を評価することを目的とする.平成22年度は,運動検出・情報提示アルゴリズムの改良を進め,リアルタイムに動作するデモンストレーションシステムの構築を行なうとともに,人間の作業支援へ時間領域拡張現実感システムを適用した場合の有効性について評価を行った.デモンストレーションシステムは,IEEE1394bカメラによって得られた320fpsの映像をリアルタイムに処理するものであり,通常はカメラで得られた映像をそのまま表示しているのに対し,高速に運動する物体が検出されたときのみ,その箇所を即座にスローモーション表示することを可能とした.人間の作業支援への適用と評価については,作業の例としてエアホッケーゲームを取り上げ,高速度カメラによって検出・予測されたパックの到達位置を視覚的に提示することにより,ゲームの成績が向上することが確認できた.この際,ゲームの目的遂行のために要求されるタスクの質が変化することが,ゲーム成績向上に貢献していることを示唆する結果を得た.
医療診断用超音波回折トモグラフィーの実現とその画質向上

本研究では,超音波回折トモグラフィーの実現と画質向上に向けて,その画質劣化要因に対する次のような対応策を提案しその評価試験を行った.[1]入力データに含まれる誤差軽減対策(1-1)デジタル同期検波方式による散乱波複素振幅の高精度測定:基本波とエッジ波の干渉の少ない区間内の散乱波の複素振幅を耐雑音性能を維持しながら精度よく測定するための方式を提案しその有効性を検証した.[2]再構成計算過程の誤差軽減対策(2-1)平滑化フィルタ処理:画像計算過程における入力誤差の増大を抑えるために,高域の空間周波数成分を抑圧するためのフィルタ処理法を提示しその有効性を検証した.[3]散乱モデル誤差の緩和対策(3-1)周囲媒質音速の最適化:弱散乱近似誤差と測定誤差の両者の誤差の影響並びに,実用を前提とした場合の誤差の許容値を示した.この結果を受けて,弱散乱誤差と入力測定誤差の両者の兼ね合いから,周囲媒質音速を最適な値に調整する方法を検討した.(3-2)バックグランド音速情報の利用:物体のバックグランドの音速情報が既知の場合を想定して,ボルン近似やリトフ近似による弱散乱条件を緩和する方法を検討した.その結果,医用目的における10%程度の音速変化に対処可能な見通しを得た.(3-3)二次元モデル誤差:物体寸法が波長に比べて大きい場合にはモデル誤差は比較的小さくなることや,与えられた物体寸法に対して最適な音速値が存在することを示した.[4]性能評価試験生体を模擬した多重円筒モデル試料を用いて,模擬病変部の識別性能や音速値の定量評価性能を中心に再現される画像性能をシミュレーションと実験によって検証した.今後は乳がん検診への応用を想定したより実際的な評価実験や,二次元モデルの制約を根本的に解消するための三次元の画像再構成法の検討などが必要である.本研究では,超音波回折トモグラフィーの実現と画質向上に向けて,その画質劣化要因に対する次のような対応策を提案しその評価試験を行った.[1]入力データに含まれる誤差軽減対策(1-1)デジタル同期検波方式による散乱波複素振幅の高精度測定:基本波とエッジ波の干渉の少ない区間内の散乱波の複素振幅を耐雑音性能を維持しながら精度よく測定するための方式を提案しその有効性を検証した.[2]再構成計算過程の誤差軽減対策(2-1)平滑化フィルタ処理:画像計算過程における入力誤差の増大を抑えるために,高域の空間周波数成分を抑圧するためのフィルタ処理法を提示しその有効性を検証した.[3]散乱モデル誤差の緩和対策(3-1)周囲媒質音速の最適化:弱散乱近似誤差と測定誤差の両者の誤差の影響並びに,実用を前提とした場合の誤差の許容値を示した.この結果を受けて,弱散乱誤差と入力測定誤差の両者の兼ね合いから,周囲媒質音速を最適な値に調整する方法を検討した.(3-2)バックグランド音速情報の利用:物体のバックグランドの音速情報が既知の場合を想定して,ボルン近似やリトフ近似による弱散乱条件を緩和する方法を検討した.その結果,医用目的における10%程度の音速変化に対処可能な見通しを得た.(3-3)二次元モデル誤差:物体寸法が波長に比べて大きい場合にはモデル誤差は比較的小さくなることや,与えられた物体寸法に対して最適な音速値が存在することを示した.[4]性能評価試験生体を模擬した多重円筒モデル試料を用いて,模擬病変部の識別性能や音速値の定量評価性能を中心に再現される画像性能をシミュレーションと実験によって検証した.今後は乳がん検診への応用を想定したより実際的な評価実験や,二次元モデルの制約を根本的に解消するための三次元の画像再構成法の検討などが必要である.比較的寸法の小さい試料(4cm四方程度)を測定対象とする基礎的検討ではあるが,以下のような画像誤差軽減対策を施すことにより従来にない高品質な画像が実現できることが示された.(1)画像誤差の検討と構成条件の最適化:リトフ近似によるモデル誤差と入力雑音などによる測定誤差の影響並びに,実用を前提とした場合の誤差の許容値をシミュレーションと評価実験により明らかにした.また,モデル誤差と測定誤差の両者の兼ね合いから,画像誤差を最小とする周囲媒質音速に最適値が存在することを明らかにし,評価実験によってその有効性を検証した.(2)均一な平面波照射音場からの試料回折特性の測定:長方形振動板から放射される音波の基本波エッジ波との干渉を回避するために,デジタル同期検波方式によりバースト受信波の立上がり直後の区間だけを処理することにより散乱特性を精度よく測定する方法を提示した.更に実際の評価実験によりその有効性を検証した.(3)平滑化フィルタ処理:画像計算過程における入力誤差の増大を抑えるために,高域の空間周波数成分を抑圧するための平滑化フィルタ処理を提示しその有効性を検証した.また,入力誤差による最適なフィルタ次数を明らかにした.以上の検討の結果,実用化への基礎的見通しを得ることができたが,(1)測定対象の寸法で大きくなり観測距離が長くなった場合の測定誤差,(2)2次元形状から外れた場合や減衰を含む場合のモデル誤差,(3)複数領域を含む場合の多重散乱誤差,などの点は今後の検討課題として残された.次年度は乳がん検診などの実際の医療診断への適用を前提としてより広い測定範囲(15cm四方程度)を対象とする画像システムを試作し,これらの点に関する最終的な評価試験を行っていく予定である.

本研究では,超音波回折トモグラフィーの実現と画質向上に向けて,その画質劣化要因に対する次のような対応策を提案しその評価試験を行った.[1]入力データに含まれる誤差軽減対策(1-1)デジタル同期検波方式による散乱波複素振幅の高精度測定:基本波とエッジ波の干渉の少ない区間内の散乱波の複素振幅を耐雑音性能を維示しながら精度よく測定するための方式を提案しその有効性を検証した。[2]再構成計算過程の誤差軽減対策(2-1)平滑化フィルタ処理:画像計算過程における入力誤差の増大を抑えるために,高域の空間周波数成分を抑圧するためのフィルタ処理法を提示しその有効性を検証した.[3]散乱モデル誤差の緩和対策(3-1)周囲媒質音速の最適化:弱散乱近似誤差と測定誤差の両者の誤差の影響並びに,実用を前提とした場合の誤差の許容値を示した.この結果を受けて,弱散乱誤差と入力測定誤差の両者の兼ね合いから,周囲媒質音速を最適な値に調整する方法を検討した.(3-2)バックグランド音速情報の利用:物体のバックグランドの音速情報が既知の場合を想定して,ボルン近似やリトフ近似による弱散乱条件を緩和する方法を検討した.その結果,医用目的における10%程度の音速変化に対処可能な見通しを得た.(3-3)二次元モデル誤差:物体寸法が波長に比べて大きい場合にはモデル誤差は比較的小さくなることや,与えられた物体寸法に対して最適な音速値が存在することを示した.[4]性能評価試験生体を模擬した多重円筒モデル試料を用いて,模擬病変部の識別性能や音速値の定量評価性能を中心に再現される画像性能をシミュレーションと実験によって検証した.今後は乳がん検診への応用を想定したより実際的な評価実験や,二次元モデルの制約を根本的に解消するための三次元の画像再構成法の検討などが必要である.
歯槽堤の吸収機序の解明と,その抑制方法

抜歯後の大量の局所性骨吸収は歯槽骨に特徴的なものであり、その吸収を制御することは、インプラント体や義歯等の補綴物を長期間安定した状態で機能させるために有効な手段のひとつであると考えられる。しかしながら、これまで抜歯窩の治癒過程や、顎堤の変化について経時的、形態学的に検索した報告はみられるが、歯槽骨の吸収に関与する種々の因子の働きをも含めて、その詳細は明らかになっていない。さらに歯槽骨の吸収を抑制する方法や、失われた歯槽骨を再生する方法などについても未だ確立したものはない。そこで、顎堤の吸収を制御することを目的とし、その基礎データとなる顎堤の経時的変化について検索を行った。実験動物として、5週齢、雄のS.D.系ラットを用いた。全身麻酔下にて、上顎右側第2、第3臼歯を抜去し、抜歯窩の治癒した後の顎堤について、このうち特に歯槽骨の経時的変化を組織学的に検討した。抜歯後の顎堤は抜歯窩が治癒する4週目以降、早期に特に低くなる傾向を示した。組織学的には、歯槽骨表層での骨吸収像が4週から8週にかけて特に頬側部で認められ、これが顎堤の形態変化に影響するものと思われた。また同時期、表層からやや内部では活発なリモデリングが認められ、これは表層の吸収像に対応していると考えられた。今後、このような抜歯窩治癒後早期におこる歯槽骨表層での骨吸収を抑制する方法について、検討を加えていく予定である。
ショウジョウバエの翅と植物の葉のパターンを調節するAGO1ファミリーの研究

ショウジョウバエの翅をアッセイ系に用いた遺伝学的アプローチにより、新しいパターン形成遺伝子を探索したところ、シロイヌナズナの葉や花の形態を調節する遺伝子AGO1(Argonaut1)のホモログ(dAGO1)を発見した。AGO1ホモログ(ortholog)や類縁遺伝子は、植物界および動物界において広く保存され、しかも単一種内においてファミリーを構成している。AGO1スーパーファミリーに属する分子間のアミノ酸配列の比較から、カルボキシル末端側に機能上重要なドメインが存在することが示唆されたが、アミノ酸配列からでは分子機能は推測できない。dAGO1は発生を通じて広範囲に低レベルで発現している,このdAGO1を翅脈L3とL4の間で過剰に発現させると、その二つの翅脈を繋ぐanterior cross vein(ACV)が欠失した。遠近軸方向に走る翅脈の形成機構の研究に比べ、cross veinの誕生に関する分子機構はほとんど明らかにされていないが、dAGO1発現の効果はHedghogレセプターの過剰発現が起こす異常とよく似ており、dAGO1はHedghogシグナル伝達に関与する可能性がある。dAGO1遺伝子の機能喪失型変異は胚性致死を招き、神経発生においては幹細胞誕生後の細胞系譜の異常(分裂回数の減少あるいは細胞死)が起きているらしい。内在性のdAGO1タンパク質の細胞内局在を調べる目的で、野生株胚のタンパク質を分画したところ、可溶性画分に濃縮されてきた。組織染色では内在分子のシグナルは検出できなかったが、過剰生産された分子は細胞質に分布した。最近AGO1の哺乳類ホモログがゴルジ体か小胞体に局在する分子として報告されたので、dAGO1もそれらの細胞内小器官に存在し、機能を果たす可能性が高い。
耐酸化コーティングを施したニッケル基単結晶超合金の組織解析

Ni基単結晶超合金に耐酸化コーティングを施した場合,高温下でボンドコート基材間に相互拡散が生じる。この結果として様々な組織変化が生じ、その結果,基材の力学特性の低下やコーティングの劣化が引き起こされる。これまでの研究により、ボンドコートとしてアルミナイズを施した試料について、アルミナイズ製膜条件の違いにより二次反応層(Secondary Reaction Zone : SRZ)、二次拡散層(Secondary Diffusion Zone : SDZ)、ボイドといった異なる組織の形成が生じることが明らかとなった。基材の劣化につながるこれら組織変化の形成機構について、特に二次反応層(SRZ)に着目しその形成・成長機構に関して組織学的な観点から研究を行ってきた。本年度の主な結果を以下の2点、1SRZの3次元解析、2組織変化が耐酸化特性に及ぼす影響に大別し、その概要を列記する。1SRZの3次元解析3D-EBSDを用いて, SRZの結晶粒を3次元可視化することに成功した.連続断面像から3D像を作製し,個々のSRZ粒の複雑形状を明らかとするとともに, SRZ形成に方位依存性が存在する理由について, SRZ内部の双晶が影響するという新たな知見を得た。2組織変化が耐酸化特性に及ぼす影響基材/ボンドコート界面に生じる組織変化がコーティング表面に及ぼす影響について, SRZを通じたコーティング層中に存在するAlの内方拡散がコーティングの劣化を促進させ,結果として耐酸化特性が低下することを明らかにした。本年度は組織変化が耐酸化特性に及ぼす影響について明らかにし、組織変化が耐酸化特性に影響を与えることが確認された。また、これまで考察してきた組織変化過程についで3次元解析を行い、新たに双晶粒界の影響が存在することなど、組織形成機構を明らかにするために重要な知見が得られた。これらの結果より、おおむね順調に進展していると判断できる。これまでの研究では、界面近傍に生じる組織変化、特に二次反応層(SRZ)についてその形成機構の解明を行ってきた。しかしながら、SRZ以外の組織変化、二次拡散層(SDZ)、ボイドの形成機構に関してはいまだ不明確な部分も多い。その形成メカニズムについて、界面の応力、加熱履歴の影響があることが分かっているが、その詳細についてはいまだ予想の域を得ていない。よって、コーティング製膜法の比較や加熱履歴の影響調査から界面近傍の応力状態を明らかにし、SDZ、ボイド形成メカニズムを解明することを今後の実験課題とする。本年度は、(1)アルミナイズ、Pt-アルミナイズコーティングを施した試料に生じる組織変化について、異なる組織変化が生じる要因とその組織変化が決定される条件について検討し、また、(2)表面処理により導入される表面ひずみ量と組織変化の相関について詳細に検討した。(1)試料の加熱条件が組織変化に及ぼす影響について航空機ジェットエンジン及び発電用ガスタービンエンジンを模擬する条件で試験した。また、コーティングの種類、前処理条件および加熱条件が組織変化に及ぼす影響について、各形成組織の形成条件、成長過程と絡めて総括し、実合金に形成しうる有害組織について、その形成条件を明らかにした。(2)アルミナイズを施したニッケル基単結晶超合金の表面にブラスト処理を段階的に条件を変えながら施し、コーティングの前処理により基材表面に導入された歪み量がその後の組織変化に与える影響について検討した。この実験においては表面処理後の試料表面粗さ、EBSD(電子後方散乱回折法)を用いた基材の残留歪みに着目し組織変化条件を整理、解析した。その結果、SRZは、基材に導入された歪みによって基材に結晶方位差を生じた場合に再結晶により形成し、その初期形成量は総ひずみ量の増加と共に増加することが明らかとなった。また、その後の基材中への成長は拡散に支配され、放物線則に従うことも明らかとなった。本年度の成果により、コーティングの施工条件、運転条件から形成する有害組織及びその成長を予測するための計算式を導出するという目標に大きく近づくことができた。

本年度はこれまで不明瞭であった表面ひずみが組織変化に及ぼす影響について明らかにし、これまで考察してきた組織変化過程について裏付けを得ることができた。また、形成した二次反応層が拡散則に従うことなど、組織成長を予測するために重要な知見が得られた。これらの結果より、おおむね順調に進展していると判断できる。本年度は組織変化が耐酸化特性に及ぼす影響について明らかにし、組織変化が耐酸化特性に影響を与えることが確認された。また、これまで考察してきた組織変化過程についで3次元解析を行い、新たに双晶粒界の影響が存在することなど、組織形成機構を明らかにするために重要な知見が得られた。次年度は、基材となる合金の種類を変え、基材の影響について考察する。また、基材結晶方位が組織変化に及ぼす影響についてもより詳細に検討する。また、試験加熱温度を編牡牛、温度と形成組織の成長についての相関を明らかにし、諸条件からその後の組織変化と成長についての予測式を構築することを目標とする。課題としては、重要な因子である表面残留ひずみがいまだ半定量的にしか測定できていないという問題がある。この解決のためには、EBSD-Wilkinson法やX線による残留応力測定などを試みる予定である。これまでの研究では、界面近傍に生じる組織変化、特に二次反応層(SRZ)についてその形成機構の解明を行ってきた。しかしながら、SRZ以外の組織変化、二次拡散層(SDZ)、ボイドの形成機構に関してはいまだ不明確な部分も多い。その形成メカニズムについて、界面の応力、加熱履歴の影響があることが分かっているが、その詳細についてはいまだ予想の域を得ていない。よって、コーティング製膜法の比較や加熱履歴の影響調査から界面近傍の応力状態を明らかにし、SDZ、ボイド形成メカニズムを解明することを今後の実験課題とする。
輸血副作用を惹起する血液型抗原エピトープ群の構造解明と遺伝子検査法の開発

輸血副作用を惹起するイヌおよびネコの血液型物質に関する血清学的・分子遺伝学的解析を行い、イヌDEA1.1(陽性71.6%、陰性28.4%、282個体)およびネコAB式血液型(A型95.1%、B型4.9%、O型0%、772個体)の異型抗原分布を明らかとした。またイヌの遺伝子解析により、DEAと関連が示唆される抗原物質・候補遺伝子を見出した。さらに、ネコAB式血液型を担うCMAH遺伝子の解析により、これまでに報告されていないアミノ酸置換を伴う一塩基多型(SNPs)を含む8SNPsを同定した。以上、本研究の課題の遂行により血液型遺伝子検査法の開発ならびに獣医臨床輸血医学的に重要な知見が得られた。本研究課題では、輸血後の急性あるいは遅延性溶血など輸血副作用の要因とされる、イヌDEA式血液型およびネコAB式血液型の血液型物質について、その責任遺伝子の同定や抗原エピトープの構造解明などの分子基盤を整え、血液型輸血不適合の予防・病態・治療など臨床領域への展開を目的としている。今年度は、1)既に当研究室で行っている血液型別のゲノムDNAバンク構築を継続的に実施した。その過程で、我が国で飼養されているネコ348例についてAB式血液型の抗原分布を調査し、CMAH遺伝子変異によって発現されるといわれているB型抗原を有するネコ個体18例を同定した。また、B型の頻度は品種により異なる傾向が示唆された。一部の個体については既報のCMAH変異部位の遺伝子型を解析した。その結果、これまでに報告されていない遺伝子型が複数個体で検出され、新規のB型対立遺伝子の存在を明らかとした。2)ネコ各種臓器由来のtotal RNAとRT-PCR法を用いた、CMAH遺伝子のmRNA発現解析では、当該遺伝子はユビキタスに発現していることを明らかにした。3)ゲノムワイド関連解析(GWAS)によるイヌのDEA1.1血液型の責任遺伝子の同定の試みについては、赤血球抗原陰性および陽性のイヌ個体由来ゲノムDNAを試料とし、ゲノム全体を包含する約17万SNPの解析が可能なCanineHDBeadChip (illumina社)を用いて得られた遺伝子型情報(当研究にて実施済み)を基に、SNP解析ソフト(Golden Helix社)により、赤血球抗原陰性群および陽性群の2群間について各SNPの遺伝子型頻度の差異を統計学的に解析した(1次スクリーニング)。その結果、いくつかの染色体上で当該責任候補遺伝子領域が抽出された。本研究課題では、輸血後の急性あるいは遅延性溶血など輸血副作用の要因とされる、イヌDEA式血液型およびネコAB式血液型の血液型物質について、その責任遺伝子の同定や抗原エピトープの構造解明などの分子基盤を整え、輸血不適合の予防・病態・治療など臨床領域への展開を目的としている。採択2年目の平成26年度は、前年度に引き続き1)血液型別のゲノムDNAバンクの構築、2)ネコAB血液型責任遺伝子CMAHの遺伝子解析、3)イヌDEA1.1血液型の責任遺伝子の探索を行った。その結果、ネコAB式血液型別のゲノムバンク構築では当該年度末までに、CMAH遺伝子変異に起因するB型のネコゲノム25例を含む500例超のゲノムDNAを収集し(累計)し、変異遺伝子解析材料を整備した。また、前年度ゲノムレベルで明らかとした、新規B型変異遺伝子の存在を、mRNA解析に展開することで、これまでに報告されていない3つのmRNAハプロタイプを同定し、翻訳領域を含め塩基配列をGenBankに登録した。これらの結果より、CMAH遺伝子機能の消失によるとされる赤血球膜上のB型抗原物質の産生は、複数のアミノ酸置換の関与が示唆された。同時に、DNAによる血液型検査法の開発に対し重要な情報を得た。これらの結果の一部は第34回国際動物遺伝学会(2014)で成果報告した。また、イヌDEA1.1の責任候補遺伝子は、GWAS解析データーから標的遺伝子を抽出の翻訳領域をゲノムレベルで解析を行った結果、AQP4の遺伝子解析では当該血液型との関連は見出せなかった。現在順次候補遺伝子群について解析を順次行っている。最終年度となる平成27年度はこれまでの研究の継続ならびに総括を行った。その結果、1)ネコAB式血液型におけるA抗原とB抗原の出現頻度について、純粋種26品種を含むネコ個体772例における各抗原の分布の解析によりA型734個体(95.1%)、B型38個体(4.9%)、AB型0個体(0%)であること、またB型の出現頻度は品種差(7品種解析例数が10個体以上)が存在し、特にScottish Fold、Persian、Japanese domestic CatsはB型個体が多く、一方Russian BlueやAmerican Shorthairは少ない傾向にあることなどを明らかにした。2)ネコAB式血液型解析については、CMAH遺伝子変異が同定されているB型ネコに特化し、当該遺伝子翻訳領域の塩基配列をゲノムDNAレベルで決定した。その結果、新規のアミノ酸置換を伴う4SNPsを含む8SNPsを同定し、さらにCMAH変異遺伝子のハプロタイプは既報の1種類ではなく少なくとも9種類存在することを明らかとした。

3)イヌDEA血液型の責任遺伝子の探索については、DEAについて遺伝子解析からのアプローチを継続するとともに、新たにレクチン(抗NeuGC)を用いた血清学的解析を実施した結果、イヌ赤血球は陽性(凝集)96%、陰性(凝集なし)4%に分類され、イヌ赤血球膜上のシアル酸がDEAシステムの新規抗原エピトープ候補物質であることが示唆された。以上の研究遂行により血液型の遺伝子検査法に必要な遺伝子マーカーの開発に繋がる重要な知見が得られた。輸血副作用を惹起するイヌおよびネコの血液型物質に関する血清学的・分子遺伝学的解析を行い、イヌDEA1.1(陽性71.6%、陰性28.4%、282個体)およびネコAB式血液型(A型95.1%、B型4.9%、O型0%、772個体)の異型抗原分布を明らかとした。またイヌの遺伝子解析により、DEAと関連が示唆される抗原物質・候補遺伝子を見出した。さらに、ネコAB式血液型を担うCMAH遺伝子の解析により、これまでに報告されていないアミノ酸置換を伴う一塩基多型(SNPs)を含む8SNPsを同定した。以上、本研究の課題の遂行により血液型遺伝子検査法の開発ならびに獣医臨床輸血医学的に重要な知見が得られた。本研究課題である、輸血副作用を惹起する血液型抗原エピトープ群の構造解明と遺伝子検査法の開発は、輸血後の急性あるいは遅延性溶血など輸血副作用の要因とされる、イヌDEA式血液型およびネコAB式血液型の血液型物質の責任遺伝子の同定や抗原エピトープの構造解明などの分子基盤を整える必要がある。今年度も、CMAH変異遺伝子をホモ型で有するB型(頻度約5%)のネコゲノムの収集が着実に進展した。さらに前年度にB型ネコのCMAH遺伝子解析で複数見出した新規アミノ酸置換遺伝子型についてmRNAレベルで同定すことを計画していたが、目的を達した。新規変異部位の同定を行うための試料が整っておりさらに解析を進めて行く予定である。これらの結果は研究課題である血液型の遺伝子検査法の開発に対する研究成果である。またイヌのDEA1,1の責任候補遺伝子探索では、AQP4遺伝子は相関が見出されなかったものの、GWAS解析結果を利用した候補遺伝子探索が開始でき次年度へと展開できる準備が整った。以上より、今年度の研究計画は概ね目的どおり達成できたと考える。動物生命科学前年度同様、これまでの血液型別ゲノムバンクの構築を継続的に行うとともに、イヌDEA1.1血液型の候補遺伝子の同定については、染色体候補領域を絞り込んだ複数の領域を基にゲノム解析を進め、よりDEA1.1陰性に関連した領域を同定するため、詳細なSNP解析および塩基配列の解析を行う。また、未同定の抗原物質については、血液型別の赤血球膜タンパクと血液型特異的抗体を用いた2次元電気泳動によるウエスタンブロティングを実施し、分子量および等電点を決定し、さらにアミノ酸分析を行うことで抗原物質の同定を目指す。ネコのAB式血液型については、表現型と既報遺伝子型が一致しない個体のCMAH遺伝子をゲノムレベルおよびmRNAレベルで解析することで、今年度見出した3種類の新規mRNAハプロタイプ(全翻訳領域の塩基配列決定)の同定と同様のアプローチを行い、CMAH変異部位をデーターベース化する。
生殖補助医療および母体環境要因による高次脳機能への影響の解明とリスク評価系の構築

本年度は、受精卵の取り扱いに関する技術と方法論の確立を目的として、雌雄のWistarラットまたはTHAラット同士を交配させ、2細胞期胚の採取を行った。一般的に、ラットの性周期は4ー5日のサイクルで訪れるとされ、THAラットの性周期も他の系統と変わらないことが分かった。一方で、Wistarラットの性周期に個体差が見られたことから、飼育環境などの違いといった環境変化が性周期の個体差につながることが示唆された。THAラットは、学習行動試験の有無による交配率や採卵数に大きな影響が認められなかったことから、従来の飼育環境と行動試験であれば実験結果に大きな影響を及ぼす要因ではないことが分かった。採取したTHAラットの胚を一定期間液体窒素中で保存後、Jcl-Wistar,およびTHAラットを母体とし移植したところ、個体復元率に大きな影響は認められなかった。また、胚保存の保存液や低温保存などの保管環境要因は、出生率に関して大きな影響はなかった。学習成績の異なる母胎を用いて、高学習能を確認したTHAラット由来の受精卵を移植し、母体側の学習レベルが子宮内環境を介して次世代の学習行動にどのような影響を与えるについて予備的検討を行った。母体の学習能力の違いがTHAラットの表現型に影響を与える結果を得たため、母体側の個体差による影響もあるため、個体数を解析し検討を重ねていきたい。今後は、同じWistarであっても異なるブリーダーや異なる系統を用いた時の個体復元率なども確認することが必要である。当初の計画通り、Wistar, THAから2細胞期胚を取得し個体復元させることは実行できたものの、実験に必要な受精卵の取得数はまだまだ少なく、今後も継続して行う必要がある。また、Wistarラットの性周期に大きな個体差が認められた時があり、飼育環境によるものなのか、学習行動試験によるストレスによるものか、など慎重に見極める必要がある。一方で、個体復元により、THAラットの系統保存ならびにバイオリソースの可能性が見出された。しかしながら、当該飼育環境外でバイオリソースとして提供するためには、どの系統が最も望ましいのかなどの基礎的知見をさらに積み重ねる必要がある。胚移植の実験に用いるためには、動物の一般飼育に加え、多数の交配による胚の取得が必要となる。これからも、鋭意継続して取り組む必要がある。さらに、胚を移植するレシピエント、偽妊娠させるための精管結紮ラットの作成、また帝王切開による出産となった場合の里親の準備、などについてスケジュール管理に気をつけながら実施する。子宮内環境を介した次世代影響が認められた際に、遺伝子発現の網羅的解析、タンパク発現、代謝産物の測定などを行う。同時に、THAラットが高学習能である理由や、どのようなメカニズムで次世代にその表現型を伝達しているかなどについて考察をしていきたい。

本年度は、少額の差額が生じたものの計画通りに使用できたと考える。差額は、来年度多く実施する予定である代謝産物の測定に充当する。引き続き、実験動物の維持管理や研究遂行のため、一般的な実験試薬、各種解析に関連した一般消耗品を購入し、引き続き生化学的解析と行動学的試験を中心に検討していく。また、遺伝子発現などを含めた分子生物学的な解析や、メタボローム解析などの費用に充当する予定である。
新規神経系細胞分化・発達調節因子としてのｈｎＲＮＰＡ１－精神疾患治療を目指して－

ヒトの遺伝子は2万2千個程であるが、選択的スプライシングにより十数万種以上の蛋白質を作る。選択的スプライシング調節の破綻は発達異常・疾患病態に関与し、各種脳疾患で多くの選択的スプライシング異常が知られている。統合失調症患者でも、ごく近年多くの関連遺伝子の選択的スプライシング異常が報告されている。我々は当疾患の多岐に渡る病態と、広範な選択的スプライシング抑制因子hnRNPA1の機能異常に相関性があり、脳構築に異常を呈する事を示してきた。本研究では、hnRNPA1による選択的スプライシング異常が、統合失調症患者で見られる脳構築関連因子群の機能異常を来す事を明らかにした。選択的スプライシング調節の破綻は発達異常・疾患病態に関与し、各種脳疾患で多くのスプライシング異常が知られている。我々は当疾患の多岐に渡る病態と、広範な選択的スプライシング抑制因子hnRNPA1の機能異常に相関性があり、脳構築に異常を呈する可能性を示してきた。本研究では、hnRNPA1の発現異常が本疾患および脳構築で関連が指摘されている遺伝子群の選択的スプライシングを撹乱し、結果的に多くの関連遺伝子の発現を変化させること、またオリゴデンドロサイトの分化成熟異常を来すことを示した。これら結果は、まだブラックボックスな部分が多いことは確かであるにせよ、hnRNP A1発現の攪乱が結果的に統合失調症様の遺伝子発現の攪乱を引き起こしていることを示している。ここまで挙げてきた、グローバルな選択的スプライシング抑制因子の一つhnRNPA1が、選択的スプライシングの調節を介して、神経系(神経細胞とグリアの両方)細胞分化・成熟において重要な役割を果たしているという多くの予備結果は、これまで全く新規の知見である。更に本研究課題の結果により、近年注目されてきた「RNA病(狭義にスプライシング病)」なる概念をより広く提唱・創造できるかもしれない。ヒトの遺伝子は高々2万数千個であるが、選択的スプライシングを行う事で、10数万種にもおよぶ蛋白質分子を作り出す。このスプライシング調節機構は精巧に制御されており、ひとたびこの調節機構が破綻すれば、時に重篤な疾患発現の引き金となる。各種脳疾患においても例外ではなく、各種神経変性疾患や精神疾患においても、種々の遺伝子のスプライシング異常が報告されている。統合失調症は、妄想や幻聴などを主症状とする慢性精神疾患で、罹患率は約1%にも及ぶとされている。当疾患の発症には多くの遺伝的要因と環境要因が複雑に関与しており、明瞭な原因解明も根本的治療法の開発も未だなされていない。興味深いことに近年、多くの統合失調症関連遺伝子のスプライシング異常が相次いで報告されている。しかしながら、異常スプライシングに積極的に焦点を当てた研究は殆ど成されていないのが現状である。そこで我々は、統合失調症患者の広範な病態と、グローバルなスプライシング調節因子hnRNPA1との間に相関性について検討したhnRNPA1の発現は過剰でも過少でもオリゴデンドロサイト(ODC)分化を攪乱させた。この現象は、細胞密度に依存しており、マイクロアレイおよびパスウェイ解析により、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)群が関与していた。このMMP群の多くは、すでに統合失調症での関与が指摘されているものであった。一方、hnRNPA1は、オリゴデンドロサイト分化のみならず広く脳発達に関与するNeuregulin-ErbBシグナルに関与する因子群の選択的スプライシングを広く阻害あるいは変化させていることも明らかとなった。hnRNPA1の発現バランスが脳構築過程におけるスプライシング調節に重要であり、その攪乱が、統合失調症で指摘されているODC(ミエリン化)や神経細胞の分化異常を来すことが明らかになった。大きな目標である、hnRNPA1の脳発達への関与についてはおおむね証明できたといえる。その下流の詳細についても、二つのパスウェイの関与が証明でき良好と言える。今後は現在までの成果に対して必要十分条件を満たしていくことと、疾患への関与、治療の可能性について研究を進めていく。計画書に記載の通り、備品などの購入はなく、主に消耗品費および人件費として使用を計画している。
学校共同体参与の初期プロセスの中でプレ保健体育科教師に伝承される知恵と技の研究

1年目は、2010年1月中旬3月上旬の週2回程度、S市立の小・中学校に、4名の「プレ教師」を、実験的に参与観察のために派遣し、そこで生成する「プレ教師」の「学びの履歴(視点:何を見ているかと時間的変化:どう変容しているのか)」を、「見習いの様子の観察」「日誌」「学びのレポート」「インタビュー」から分析した。分析は、提出された学びのレポートの内容に沿って、4名の「プレ教師」に対して半構造化インタビューを実施し、得られたデータは共同研究者1名とともにコーディングを行った。一方でこれと平行して、4名の「日誌」をデータ・ベース化し、「2%以上頻出した語」の上位から、「子ども(児童・生徒)」、「教師」、以下出現語を関連群ごとに「教授行為」、「わかる・できる」、「教場環境」、「価値」、「授業(展開)方法」を得て、これらを仮説的に「学びの視点」とした。この二つの分析から、プレ保健体育教師が学校共同体参与の初期プロセスの中で知恵と技の伝承に関わる学びの基盤として、「3つの局面」(局面1:「子どもへのまなざし」から「教師へとまなざし」へと移行する局面、局面2:教師へのまなざしが「教師の意図」へと深化する局面、局面3:「大学での体験と既得知識の適用者」から「実践的知識の探究的学び手」へと変容する局面)が、立ちあらわれてきた。2年目は、前年度に得られた結果の妥当性と信頼性を得るために、1名の「プレ教師」と2名の教師志望の「非プレ教師」間での検証を試みた。期間は2011年1月中旬2月末、方法は前年度と同様である。結果、頻出語数・語群ともに「プレ教師」に有意傾向が認められ、また、局面1は両者に表出したものの、局面2と局面3は「プレ教師」だけに確認できた。研究成果の一部は22年度に関連する国内外の学会・年報で公表した。また、23年度には国内外学会・論文等で発表の予定である。米国の多くの州では、教員養成のための大学院レベルの教職専門教育等(修士課程とは限らない)で、長期の教育実習等(カリフォルニア州立大学ロングビーチ校では20週の教育実習の他に、学校インターシップやフィールドワーク)が実施される。そこで、実験的に「教員採用試験に合格した4人の学生(プレ教師)」に対して、比較的長期の参与観察期間(小学校、中学校各週2回、約3ヶ月に渡って)を設定し、そこで生成する「学びの履歴(視点:何を見ているか)と(時間的変化:どう変容しているのか)」を、「日誌」「学びのレポート」「インタビュー」から分析した。初めに、日誌をデータベース化し、「(出現3語以上を100%とした中から)2%以上を出現した語」の第1位は「子ども(児童・生徒)」、第2位は「教師」であり、以下「教授行為」「わかる」「できる」「教場環境」「価値」「授業の(展開)方法」「授業」「教科書」が視点として仮説的に得られた。次に、これら仮説的に抽出された学びの視点の時間的変化を(その源泉も含めて)、インタビューと学びのレポートから分析した。その結果、大学での体験と既得知識から子どもへのまなざしと同時に教師の指導へと視線が照射され、成長する仲間として徐々に共同体へと受け容れられつつ、比較や指摘、示唆を通して実践的知識の探求者へと変容していく様子が浮かび上がってきた。一方で「自分だったらどうするか」や「授業の様式・形態・段階・手順・技能・構想・計画」の視点が、頻出語分析では得られなかったが、インタビューからは得られた。しかし、これらの変容は確認できなかった。これらの視点が変容するには、自らの日々の実践や仲間の実践に学び、さらには公私的な授業研究会での学び合いを通じてでないと不可能と考えられる。研究の中間成果は、東北及び全国私大教職課程研究大会で報告し、22年度にも国内学会で発表の予定である。

2年目は、前年度に得られた結果の妥当性と信頼性を得るために、1名の「プレ教師」と2名の教師志望の「非プレ教師」間での検証を試みた。期間は2011年1月中旬2月末、方法は前年度と同様である。結果、頻出語数・語群ともに「プレ教師」に有意傾向が認められ、また、局面1は両者に表出したものの、局面2と局面3は「プレ教師」だけに確認できた。研究成果の一部は22年度に関連する国内外の学会・年報で公表した。また、23年度には国内外学会・論文等で発表の予定である。
結び目理論と3, 4次元多様体

Mingxing Zhang氏の研究している3次元多様体のヘゴード分解とハンドル追加に関する研究を行うとともに関連した結び目理論の研究を行うことであった。本年度はZhang氏の日本滞在の最終年度であるので、研究成果の取りまとめを行った。2次元ハンドルの添加の理論の研究では、退化する2つの2-ハンドル追加の間の距離の研究について、今までの知られた結果を整理するとともに、新しい結果を得た。3次元多様体のヘゴード分解についての理論の研究については、2つの3次元多様体の曲面和のヘゴード種数に関する新知見を得た。Mingxing Zhang氏のヘゴード分解の理論(2-ハンドル追加の理論)に影響を受けて、研究代表者は、長らく研究してきたイミーテーション理論における空間グラフの1-ハンドル追加の研究について、新知見を得ている(その論文は準備中である)。この研究の目的について述べる。学術振興会外国人特別研究員Mingxing Zhang氏の研究している3次元多様体のヘゴード分解とハンドル追加に関する結果を、結び目や絡み目の補空間に対し、具体化的に適用することにより、ヘゴード分解とハンドル追加の意味を明らかにすることである。そのために、結び目や絡み目の補空間のヘゴード分解に、ハンドル追加に関するZhang氏の結果を適用することを考えている。関連した結び目理論の知識をZhang氏に習得させるとともに、結び目や絡み目のヘゴード距離という新しい考え方による結び目・絡み目の位相不変量を導入し、従来の結び目理論研究とは異なる方向からの結び目理論の展開を図ることを試みる。関連して、結び目や絡み目の補空間のヘゴード分解に関するヘゴード曲面の曲線複体の研究や、結び目や絡み目の補空間の極小ヘゴード分解の意味等の研究も行うことにしている。平成22年度においては、Zhang氏の成し遂げた研究結果を2つの研究集会、すなわち大阪市立大学で開催された拡大クックセミナーとメキシコColima大学で開催された第5回日本メキシコトポロジー国際会議において公表することができた。また、Zhang氏には毎週金曜日に本学で行っている、結び目理論の大学院学生のためのゼミやそれに引き続き開催しているFriday Seminar on Knot Theoryに出席してもらうようにし、本学で研究している結び目理論の種々の話題を紹介をZhang氏に対し紹介するとともに、討議に参加してもらった。
極低温下軟X線分光法の開発とf電子系軌道秩序の直接観測

近年,強相関電子系の物理において展開される多彩な物性の解明には,電荷とスピンの自由度の他に軌道自由度の重要性が広く認識されるようになってきている.しかしながら,その軌道自由度の秩序状態を直接観測することは(特に希土類化合物のf電子系では転移温度が低いこともあって)極めて困難であり,実験手法に関する新しいブレイクスルーが求められていた.このような背景を踏まえて,本研究ではSPring-8の超高輝度放射光を利用した極低温下軟X線分光法を開発し,そしてその手法を強相関f電子系化合物に適用することで,f電子軌道占有の異方性の直接観測からf電子系軌道秩序における秩序変数の決定を行い,電子相関と軌道秩序の関連性に関する総合的な知見を得ることを目的としている.本年度は,本研究を遂行する上で最も重要となる軟X線分光用極低温仕様クライオスタットおよびエクステンション,サンプルホルダー等の設計・開発・最適化調整・性能評価を行った.今までに得てきたノウハウを基に,更に改良を加えたサンプル周りの部品の開発を行い,試料温度の更なる低温化を達成できる見通しを得た.冷却には減圧式液体ヘリウムフロータイプのクライオスタットを用い,そのポンピングの経路には通常用いられるシリコンチューブなどでは無く,NW25のフレキシブルホースを用いてコンダクタンスを大きく稼ぐようにした.また本研究の目的を達成する上で温度制御の精度向上は不可避な問題であるが,温度計として較正されたシリコンダイオードセンサーを試料近傍とクライオスタット先端部の2箇所に取り付けることにより,高い温度精度での測定が可能となった.以上の開発されたシステムを用いて,次年度からいくつかのf電子系試料に対して測定を行うことにより,f電子系軌道秩序における秩序変数,および電子相関と軌道秩序の関連性に関する多くの知見が得られることが期待される.近年,強相関電子系の物理において展開される多彩な物性の解明には,電荷とスピンの自由度の他に軌道自由度の重要性が広く認識されるようになってきている.しかしながら,その軌道自由度の秩序状態を直接観測することは(特に希土類化合物のf電子系では転移温度が低いこともあって)極めて困難であり,実験手法に関する新しいブレイクスルーが求められていた.このような背景を踏まえて,本研究ではSPring-8の超高輝度放射光を利用した極低温下軟X線分光法を開発し,そしてその手法を強相関f電子系化合物に適用することで,f電子軌道占有の異方性の直接観測からf電子系軌道秩序における秩序変数の決定を行い,電子相関と軌道秩序の関連性に関する総合的な知見を得ることを目的としている.本年度は,本研究を遂行する上で最も重要となる軟X線分光用極低温仕様クライオスタットおよびエクステンション,サンプルホルダー等の設計・開発・最適化調整・性能評価を行った.今までに得てきたノウハウを基に,更に改良を加えたサンプル周りの部品の開発を行い,試料温度の更なる低温化を達成できる見通しを得た.冷却には減圧式液体ヘリウムフロータイプのクライオスタットを用い,そのポンピングの経路には通常用いられるシリコンチューブなどでは無く,NW25のフレキシブルホースを用いてコンダクタンスを大きく稼ぐようにした.また本研究の目的を達成する上で温度制御の精度向上は不可避な問題であるが,温度計として較正されたシリコンダイオードセンサーを試料近傍とクライオスタット先端部の2箇所に取り付けることにより,高い温度精度での測定が可能となった.以上の開発されたシステムを用いて,次年度からいくつかのf電子系試料に対して測定を行うことにより,f電子系軌道秩序における秩序変数,および電子相関と軌道秩序の関連性に関する多くの知見が得られることが期待される.
細胞配置換えの速度と方向を決定する分子・力学メカニズムの解明

上皮組織が正しい形態に成長するためには、細胞配置換えの方向や速度が精緻に制御される必要がある。細胞配置換えの速度は上皮組織により10倍も異なるにも関わらず、その制御機構はほとんど研究されてこなかった。本研究では、「力」と「変形」をつなぐ「機械物性」を調べることで、細胞配置換えの速度と方向を決定する分子・力学メカニズムを解明することを目指す。これまで、細胞配置換えの速度や方向性が異なるショウジョウバエの翅上皮組織を対象として細胞機械物性を比較し、実験データを取り込んだ数値計算を実施してきた。2018年度は、より定量的かつ包括的な細胞機械物性(構成式の形式とパラメータ)の推定手法を着想し、改良版の推定手法の実装と評価を実施した。我々はまず、数値データを用いた解析から推定手法の妥当性を確認した。次に、開発した手法を用いて、ショウジョウバエの上皮組織の比較解析を実施し、構成式の形式とパラメータを評価した。その結果、細胞接着面の張力の角度依存性および辺長依存性と細胞配置換えの向きと速度が相関することが分かった。以上の数理的なアプローチに加えて、細胞配置換えの速度と方向を決定する分子メカニズムの解析も進め、アクチン脱重合因子による細胞配置換え制御を論文として発表した(Ikawa and Sugimura. Nat. Commun., 2018)。2018年度に入って、より定量的かつ包括的な細胞機械物性の推定手法を着想したことで、推定手法の実装と評価からやり直し、改良版の推定手法でよい結果を得た。また、アクチン脱重合因子による細胞配置換え制御メカニズムを論文として発表した(Ikawa and Sugimura. Nat. Commun., 2018)。以上から、当初の計画から変更があったものの、研究プロジェクト全体としてはおおむね順調に進展している。改良版の細胞機械物性推定手法の実装と評価、応用に関する研究成果を論文としてまとめて発表する。本研究では、「力」と「変形」をつなぐ「機械物性」に注目することで、細胞配置換えの速度と方向を決定する分子・力学メカニズムを解明することを目指す。細胞の機械物性は、我々が開発した力のベイズ推定法により計測した力と細胞形態特徴量の相関関係から評価する。平成29年度はまず、特徴的な細胞配置換えのダイナミクスを示す複数の上皮組織について、細胞の機械物性の比較解析を実施した。その結果、細胞接着面の負のバネ特性が細胞配置換え速度を規定していることが示唆された。続いて、Cell vertex modelを用いた数値計算による検証を実施し、上記の仮説の妥当性を支持する結果を得た。並行して、細胞配置換え速度に影響を与える細胞骨格もしくは細胞接着制御因子の探索を行った。アクチン脱重合因子であるAIP1もしくはcofilinの機能阻害細胞では、コントロール細胞と比較して、細胞配置換え速度に顕著な差は見られなかった(Ikawa and Sugimura, in revision)。細胞接着面の負のバネ特性が細胞配置換え速度を規定していることを支持する結果が得られたため。平成30年度は、Cell vertex modelの網羅的数値計算や細胞配置換え動態の画像解析などを完了し、学術論文を投稿する。加えて、細胞接着面の負のバネ特性の分子的基盤を明らかにすることを目指す。そのためにまず、細胞骨格・細胞接着制御因子に対象を絞った遺伝学スクリーニングを実施する。RNAiなどにより遺伝子の働きを抑制した上皮組織の細胞形態画像から、力のベイズ推定法を用いて、細胞機械物性を評価する。

異常が観察された場合は、実験データを取り込んだCVMの数値計算を実施する。数値計算と生体上皮組織で細胞配置換えのダイナミクスがよく似ていれば、細胞機械物性の調節を介して、細胞配置換えを制御する分子の有力な候補を同定できたことになる。候補分子が同定できれば、細胞配置換え過程における分子の局在や活性、既知の細胞骨格・細胞接着制御シグナル伝達経路との関連について、詳細な解析を進める。改良版の細胞機械物性推定手法の実装と評価、応用に関する研究成果を論文としてまとめて発表する。細胞機械物性を指標とする遺伝学スクリーニングで目的の遺伝子の同定に至らず、分子機能の解析を実施することができなかったため。本研究では、細胞配置換えの速度や方向性が異なるショウジョウバエの翅上皮組織を対象として細胞機械物性を比較し、実験データを取り込んだ数値計算を実施してきた。2018年度に入って、より定量的かつ包括的な細胞機械物性の推定手法を着想したことで、推定手法の実装と評価から研究をやり直す必要が生じたため。実際、改良版の推定手法でよい結果を得ており、延長期間に研究成果を論文にまとめて発表する。