hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化ストレスシグナルによる幹細胞分化促進と脱分化抑制機構の解明

酸化ストレスが未分化細胞の増殖や分化の制御にも深く関与していることが近年の研究により明らかになってきた。本研究では酸化ー抗酸化のバランス調節において中心的な役割を果たしているKeap1-Nrf2システムがリプログラミング時において重要な役割を担っていることを明らかにした。Nrf2の活性化により細胞周期を停止させる因子が誘導され、iPS形成を抑制していることが明らかになった。前年度ではNrf2KO、KeapKOMEFのiPS形成効率を解析した。Nrf2KOMEFではiPS形成が向上し、KeapKOでは逆にiPS形成の抑制がみられた。このようにリプログラミングにおけるKeap1-Nrf2システムの関与があきらかになったが、作製されたiPSの品質についての機能解析を本年度では行った。iPSの機能解析として主にテラトーマアッセイを用いた。NOD/SCIDマウスに野生型、Nrf2KO、Keap1KOMEF由来のiPSを大腿部に移植し3週間後に形成されたテラトーマを摘出し、重量測定、HE染色を行った。Nrf2KO由来のiPSではテラトーマ形成が野生型のそれと比べて小さいことが明らかになった。組織標本を作製してヘマトキシリンエオシン染色を行った。テラトーマは外胚葉、中胚葉、内胚葉の三葉に分化し,管構造等三次元的な立体構造をとり、幹細胞の分化能を調べるのに適した系である。Nrf2KO由来のiPSから作製したテラトーマは野生型のそれと同様に筋肉、神経、血管内皮といった分化能を示したことからiPSの多能性は正常であると考えられる。テラトーマの分化能は正常で、腫瘍の大きさが小さいことからテラトーマ形成においてNrf2は細胞増殖に対して正の役割を持っていることが推測された。現在、Ki67やtunel染色によって細胞増殖、アポトーシスの程度を調べるとともに細胞周期に関係する遺伝子発現を解析中である。当研究室で既に作製されているKeap1、Nrf2の遺伝子破壊マウスを交配することによりホモ接合の胚盤胞を得、これらからノックアウトES細胞を樹立した。これらのノックアウトES細胞は増殖能力、分化能力において野生型と比較解析を行った。さらに本研究では新たにノックアウトiPS細胞を樹立した。Keap1、Nrf2遺伝子破壊マウスを交配することにより野生型繊維芽細胞(MEF)、ノックアウトMEFをまず樹立した。これらのノックアウトMEFに対して山中4因子をレトロウイルスを用いて導入することによりiPS細胞を樹立した。iPS作製効率はNrf2KO由来のMEFでは向上し、逆にKeap1 KO由来のMEFでは著しく低下した。これらの結果からKeap1-Nrf2システムが体細胞リプログラミングに寄与していることが明らかになった。Nrf2KOMEF由来のiPSはその形成効率は野生型より向上したものの、幹細胞マーカーであるNanog陽性iPSの形成効率はあまり変化しなかった。このことはNrf2KO MEF由来ではiPS形成は促進されるものの完全な多分化能をもった幹細胞の性質の獲得に至っていないことを示している。Keap1 KO由来のMEFから作製したiPSの性質を調べるために幹細胞マーカーの遺伝子発現をqPCRによって調べた所、Oct3/4、Nanog等の発現が野生型、Nrf2KO iPSと比較して減少していることが明らかになった。Keap1,Nrf2ノックアウトiPS細胞を樹立した。Keap1-Nrf2システムのリプログラミングにおける機能を解析するためにタイムコースをとってiPS形成過程における遺伝子発現解析を行った。Nrf2KOiPSではp16やp15といった細胞増殖を抑える因子の発現が低下し、Keap1KOiPSではこれらの発現は逆に亢進していた。また、iPS形成時における細胞増殖もNrf2iPSでは促進されKeap1KOiPSでは抑制されていたことからNrf2はリプログラミング時において細胞周期にブレーキをかける働きをしていると考えられる。できたiPSの多分化能を調べるためにiテラトーマ形成能を確認した。Nrf2KOiPS由来のテラトーマは野生型と同等に三胚葉に分化したが、テラトーマ自身の大きさが著しく縮小していた。これらのことからNrf2は未分化・分化の細胞増殖に対してそれぞれ逆の機能を持つことがあきらかになった。分子生物学Keap1-Nrf2システムのリプログラミングにおける機能解析とiPSの品質についての解析が進んだ。Keap1-Nrf2システムが体細胞リプログラミングにおいて重要な役割を果たしていることを発見した。その具体的なメカニズムはまだ明らかでないが今後2年間の研究計画で分子レベルで明らかにすることを目指す。

Keap1-Nrf2システムがリプログラミング時に制御している遺伝子をマイクロアレイ等を用いて明らかにする。Keap1-Nrf2システムの破綻が体細胞リプログラミングにおいて表現型を示すことがあきらかになったので、今後はマイクロアレイを用いることにより、体細胞リプログラミングにおけるKeap1-Nrf2システムのターゲット遺伝子の探索を行う。当初は、樹立したiPS細胞に対して分化実験を行う予定であったが、分化実験を次年度に行うことになったので未使用金が発生した。iPS細胞の分化を行うために平成26年度分とあわせてサイトカインを購入する費用にあてる。体細胞リプログラミングにおけるKeap1-Nrf2システムのターゲット遺伝子の探索に必要なマイクロアレイ、qPCR等の実験に研究費を使用する予定である。
癌遺伝子産物の機能を阻害する化合物の設計と合成

NF-κBおよびHIV-EP1は癌のみならずエイズなどとの関連からも注目されている癌遺伝子関連蛋白質である。これらは細胞をホルボールエステルにより刺激すると誘導され、DNAのκB配列に結合する。これらの蛋白質の機能を抑える化合物を設計、合成するとができれば癌やエイズの新しい治療法の基礎となると考えられる。研究代表者らはさきにピリジンとイミダゾールからなる新規対称的配位子HPHを開発した。本研究ではHPHの構造に以下のように修飾を加え、NF-κBおよびHIV-EP1のDNA結合機能を阻害することに成功した。HIV-EP1は亜鉛フィンガー蛋白質である。この蛋白質から亜鉛を引き抜くことができればその機能を阻害しうると考えられる。本研究においてHPHのピリジン環上にジメチルアミノ基を導入した化合物を合成した。これによりHIV-EP1のもつ亜鉛を捕捉し、そのDNA結合機能を阻害することができた。NF-κBは癌遺伝子産物Re1とホモロジーの高いドメインをもち、ここでDNAと結合する。本研究においてHPHのヒスチジン部位のイミダゾール環にトリチル基を導入するという分子設計を行ない、これによりNF-κBとDNAとの結合を阻止することができた。このように同じκB配列DNAに結合する2つの蛋白質HIV-EP1およびNF-κBの機能をそれぞれ阻害する化合物の設計と合成に成功した。
環境アレルゲンの動態評価のための連続計測技術に関する研究

コナヒョウヒダニ由来のDerf1を検出対象とした、化学蛍光法による光ファイバ型免疫計測システムを開発した。本システムでは、LED光源を励起光とし、光ファイバプローブ端面近傍の免疫複合体由来の蛍光を光電子増倍管にて検出した。プローブ端面に捕捉抗体を固定化し計測したところ、7.8-250ng/mlの範囲で定量が可能であり、本システムが環境中アレルゲンのon-siteモニタリング計測に有用な基盤技術となることが示唆された。小型軽量な光学実験系による蛍光免疫測定法を用いた浮遊環境因子の測定技術の開発を目指し、昨年度までにダニアレルゲンDer f1計測実験系を構築した。ポリスチレン製の汎用光ファイバをセンサプローブとし、プローブ端面に蛍光色素Cy5にて標識した抗体を用いてサンドイッチ型の免疫複合体を形成させDer f1定量性を確認したところ、十分な検出感度が得られなかった。そこで本年度は、まず検出感度の向上のため、測定原理に免疫化学蛍光法を利用した。検出抗体にビオチン標識抗体を用い、サンドイッチ型免疫複合体を形成したのち、ストレプトアビジンペルオキシダーゼを結合させ、蛍光基質ADHPを反応させると、ペルオキシダーゼの触媒反応により蛍光物質であるレゾルフィンが生成される。触媒作用によりアレルゲンによる信号が化学的に増幅されるため、検出感度の向上が期待される。まず、ポリスチレン製容器の内壁に免疫複合体を形成し、生ずる蛍光をプローブにより確認したところELISAと同等の0.98-250 ng/mlの範囲で計測が可能であった。そこで、プローブ端面に直接免疫複合体を吸着させ計測したところ、7.8-250 ng/mlの範囲でアレルゲン濃度に依存した蛍光強度が確認された。検出感度の差異は、それぞれの測定における有効面積が異なり、そのため生じた補足抗体固相化量の差に起因するものと考えられる。今後、プローブ端面の表面積増加のため、端面の微細加工や、ポリマービーズを抗体固相化担体としてプローブ端面に結合する方法について検討を行う予定である。さらに、気相中Der f1計測への展開をめざし、浮遊アレルゲン取り込みデバイスの試作に行い、多孔質膜を介して気相と液相を隣接させるデバイスを開発した。今後、取り込み能評価をフィードバックしながらデバイス形状を確立していく。小型軽量な光学実験系による蛍光免疫測定法を用いた浮遊環境因子の測定技術の開発を目指し、本年度は小型蛍光検出システムの構築、及び開発したシステムによるダニアレルゲンDer f1の計測実験系の確立について検討を行った。蛍光検出システムの開発ではまず、センサプローブとして、ポリスチレン製の汎用光ファイバを採用し、その端面を利用して蛍光検出を行える構造とした。なお、蛍光色素Cy5にて標識した抗体を用いてサンドイッチ型の免疫複合体をプローブ端面に形成することで、抗原検出を行うこととした。プローブは二分岐型光ファイバに接続し、入力端には帯域フィルタ(透過波長: 620-650 nm)を介してLED励起光源を、出力端には励起光の反射成分を遮断し、蛍光を抽出する帯域フィルタ(透過波長: 670-750 nm)を介して光電子増倍管を接続した。本システムを用いることで、光ファイバプローブにより蛍光色素Cy5を高感度に定量可能であった。さらにDer f1測定に適用したところ、抗原濃度と蛍光強度との間に線形性が確認されたものの検出感度が不十分であり、今後、プローブ表面の官能基の化学的修飾等による抗体固定化法を適用し、検出感度の向上について検討を進める必要がある。次に、ハウスダスト中Der f1の測定方法について検討を行った。ダニの主要な棲息場所である絨毯や布団等の表面を掃除機で吸引して採塵を行い、採集したハウスダストに一定の割合で緩衝液を加え、懸濁液を遠心分離して上清を測定用試料とした。得られたハウスダスト試料について本システムによりDer f1の検出を試みたところ、従来法(ELISA)では検出されるものの、本実験系では有意な出力は得られなかった。システム感度の改善について検討を進めた後、再度実サンプルの計測について評価する必要がある。小型軽量な光学実験系を構築して蛍光免疫測定法による環境因子の測定技術を開発し、浮遊環境因子計測に展開するという研究の目的に対し、本年度は達成目標の基盤技術である光学実験系の構築と確立を遂行したことから、概ね順調に進展していると考えている。構築した蛍光免疫検出システムによるダニアレルゲンDer f1の検出感度の向上について検討するため、まず、光ファイバプローブ端面に官能基を修飾して捕捉抗体を化学的にプローブ端面に結合させる方法について検討する。その後、気相中Der f1の計測を目指し、気相成分取り込みデバイスの作製、導入を進める。Der f1検出感度向上に係る実験については、プローブへの官能基修飾のための試薬を中心に購入する予定である。気相成分取り込みデバイスの作製においては、アクリルブロックや工作器具等を早期に購入して試作品を作製する予定である。

さらに、作製したデバイスを蛍光検出システムに組み込む際に、試薬の送液機構へのシリンジポンプの導入を計画している。また、研究成果発表のため国際会議や国内学会への参加を予定している。
溺水に特徴的な脳病理所見の実証研究

本研究は、実験動物を用いた基礎的研究を行い、溺水による血液浸透圧の変化によって脳の室傍核と視索上核の神経細胞が活性化され、神経細胞内に空胞が形成されることを実証する。溺水に特徴的な神経病理所見を確立し、法医解剖での死因診断へ役立てることを目標としている。1)ラットを全身麻酔し、気管を切開してチューブを挿入し、気道内に蒸留水または海水を注入して溺水状態とした。肺臓の組織標本を作製して肺水腫を確認した。2)溺水ラットの心臓血を採取し、採取した心臓血についてマイクロプレートリーダーシステムとELISAキットを用いたバゾプレッシンの定量を行った。3)リン酸緩衝化生理食塩水で還流固定したラットの脳から視床下部を切出した。切出した視床下部をホモジナイズして試料とし、高速液体クロマトグラフィーを用いたカテコールアミン(アドレナリン、ノルアドレナリン及びドーパミン)の定量を行った。4)蒸留水による溺水と海水による溺水での血中バゾプレッシン濃度と脳内カテコールアミン濃度の異同を検討している。また、溺水による視床下部神経細胞の組織学的な変化を検討している。本研究は,実験動物を用いた基礎的研究を行い,溺水による血液浸透圧の変化によって脳の室傍核と視索上核の神経細胞が活性化され,神経紬胞内に空胞が形成されることを実証する.溺水に特徴的な神経病理所見を確立し,法医解剖での死因診断へ役立てるこ.とを目標としている.1)リン酸緩衝化生理食塩水で還流固定したマウスとラットの脳について,視床下部を試料とし,マイクロプレートリーダーシステムとELISAキットを用いたバゾプレッシンとオキシトシンの定量を行った.2)リン酸緩衝化生理食塩水で還流固定したマウスとラットの脳について,視床下部を試料とし,高速液体クロマトグラフィーを用いた各種カテコールアミンの定量を行った.3)リン酸緩衝化パラホルムアルデヒドで還流固定したマウスとラットの脳について,視床下部を組織切片を作成し,バゾプレッシンとオキシトシンの免疫組織化学を行った.4)本年度は視床下部のホルモンとカテコールアミンの定量方法の確立に研究の重点を置いた.現在,マウスとラットの気道内に蒸留水または海水を注入して溺水状態とする方法を検討している.来年度は,溺水と視床下部のバゾプレッシン,オキシトシン,カテコールアミンの変動の関係を調べる予定である.また,蒸留水と海水での溺水の視床下部に及ぼす異同を検討する予定である.本研究は、実験動物を用いた基礎的研究を行い、溺水による血液浸透圧の変化によって脳の室傍核と視索上核の神経細胞が活性化され、神経細胞内に空胞が形成されることを実証する。
メルロ＝ポンティ芸術論と存在論の可能性

フランスの現象学者・メルロ=ポンティには三篇の芸術論がある。このいずれも基本的には絵画を対象としたものである。特に晩年の芸術論でメルロ=ポンティは、セザンヌだけではなくクレーからも大きな影響を受けている。クレーの絵画においては、音楽は重要な意味を持っていた。しかし、メルロ=ポンティの芸術論においては、音楽は扱われていない。そこで、同じくフランスの哲学者でメルロ=ポンティと同時代人であるジャンケレヴィッチの音楽論と、同じくフランスの現象学者で音楽に極めて近接しつつ音楽について語らないミシェル・アンリ『見えないものを見る』とを接近させて考察し、メルロ=ポンティの不在の音楽論への接近を試みた。平成27年度においては、所記の目標たる「音楽」の考察に入る前の段階で、前課題の成果に基づき、メルロ=ポンティ自身の思索の総括的な確認とサルトルおよびハイデガーとの「身体」に関する比較考察を行った。この考察を通じて、メルロ=ポンティの芸術論にとっての「身体」の意味を晩年の「肉」概念との相関において深める事が出来た。一方、当初計画していた、ジャンケレヴィッチの音楽論との比較検討については、まだ着手した段階であり、まだ発表できるところにまでもたらすことは出来ていない。他方、ハイデガーとの比較に関しては、「身体」の問題を軸として考察した事によって、ハイデガーによるクレー、セザンヌの評価とメルロ=ポンティによるそれとを比較検討するための地盤・足場が確保されたものと考えている。平成27年度においては、諸般の事情から、パリの国立図書館における遺稿調査を実施することが出来なかった。そのため、予算執行にややもたつきが生じ、研究上も若干進捗の遅れを来すことになってしまった。問題となる状況は現在解消されつつあるため、次年度において遅れはある程度取り戻せるものと見込んでいる。平成28年度においては、まず、27年度に着手したウラジミール・ジャンケレヴィッチにおける音楽論の検討、そしてミシェル・アンリの哲学における芸術論が音楽についての議論を書いていること、さらにピエール・ブーレーズがカンディンスキーよりもクレーを高く評価していたこと、この三点を手がかりとして、まずはジャンケレヴィッチとアンリにおける音楽の位置づけとして「中間領域」の意味について検討した。これは、ミシェル・アンリ哲学会第八回研究大会におけるシンポジウム「アンリ芸術論をどう読むか」において「夜と音楽」というテーマで発表した。この考察によって、メルロ=ポンティにおける音楽の意味を解明するための方向性が示されたものと考えられる。また、この考察を通じて、「中間領域」の問題と「言語」の問題が関連していることが明らかになってきた。そこで、ベルクソン、ハイデガー、メルロ=ポンティにおける「言語」の扱い方と「言語」の中間的機能についての考察を行い、音楽・絵画・言語と哲学(の可能性)との関連を論文「「中間」における言葉について」(『フィロソフィア』104号)としてまとめた。なお、27年度にハイデガーとメルロ=ポンティの身体の位置づけについて考察した論考が「サルトル、メルロ=ポンティ」(『続・ハイデガー読本』所収)として発表された。なお、本研究と周辺的に関連する「フランス現象学の神学的転回」(『リクール読本』所収)および、本研究の成果も盛り込んだ『現代フランス哲学に学ぶ』(共著・放送大学教育振興会)も出版された。平成26年度(前課題)から受け継いだ平成27年度においては、まだ十分な成果として発表できる段階にまでは達していなかったものを平成28年度においては複数発表できており、また今後の見通しも立ってきている。また平成27年度には、諸般の事情により、パリ国立図書館における遺稿調査が実施できなかったが、平成28年度については実施することができた。ただし、その時期が年度末の3月であったことから、その成果が反映されるのは、平成29年度となる。その点で、「おおむね順調」と判断した。平成29年度においては、論文「夜と音楽」(「ミシェル・アンリ研究」第七号)において、ウラジミール・ジャンケレヴィッチの音楽論、とりわけ『音楽と筆舌に尽くせないもの』における「夜」の概念とミシェル・アンリのカンディンスキー論『見えないものを見る』における「夜」の概念の比較検討を行った。これを通じて、音楽のあり方と、申請者がこれまで考察してきた「中間領域」のあり方との間にある密接な関係の一端を明らかにできた。また、この考察を通じて、「言語」、特に哲学の言語の存立可能性と、芸術作品の存立可能性とが等根源的であること、これを側面的にであれ、光を当てることができた。これは、メルロ=ポンティの「肉」の思想と深く関連したテーマであり、この問題性を明らかにすることができたことで、メルロ=ポンティにおいて(実際には殆ど語られていない)「音楽」の問題の所在と、これが晩年のメルロ=ポンティ存在論における哲学の可能性の問いそのものと連繋しており、これまであまり試みられなかったメルロ=ポンティ存在論への接近方法のヒントとなるものと考えられる。また、本年度は、『メルロ=ポンティ哲学者事典』(白水社、第一巻第三巻、および別巻)の翻訳・編集、および別巻「メルロ=ポンティ」の項目の執筆に当たった。この別巻は、メルロ=ポンティについては概論であるが、本研究の成果が多分に反映されている。さらに、『メルロ=ポンティ読本』(法政大学出版局)の編集および執筆にも当たった。

こちらでは、『眼と精神』の項目の執筆を担当した。これも概論ではあるが、本研究のテーマと密接な関連を持つ著作であり、本研究の成果を大いに活用することができた。フランスの現象学者・メルロ=ポンティには三篇の芸術論がある。このいずれも基本的には絵画を対象としたものである。特に晩年の芸術論でメルロ=ポンティは、セザンヌだけではなくクレーからも大きな影響を受けている。クレーの絵画においては、音楽は重要な意味を持っていた。しかし、メルロ=ポンティの芸術論においては、音楽は扱われていない。そこで、同じくフランスの哲学者でメルロ=ポンティと同時代人であるジャンケレヴィッチの音楽論と、同じくフランスの現象学者で音楽に極めて近接しつつ音楽について語らないミシェル・アンリ『見えないものを見る』とを接近させて考察し、メルロ=ポンティの不在の音楽論への接近を試みた。平成28年度においては、クレーの絵画を直接研究することによって得られる知見を元に、メルロ=ポンティがミショーの言葉を借りて述べた「線が夢見る」ことの意味を探求する。これと共に、ミシェル・アンリの芸術論における〈音楽についての沈黙〉、ジャンケレヴィッチの音楽論、メルロ=ポンティの芸術論における音楽の存在論的位置づけ、この三者を比較検討することによって、メルロ=ポンティにおける音楽の意味(非意味)を検討する。また、パリ国立図書館における意向調査を実施することにより、芸術的存在論の背景について、引き続き探っていく。平成27,28年度において得られたジャンケレヴィッチおよびアンリと関わる「音楽」についての成果に基づき、メルロ=ポンティの哲学における音楽の位置づけについて考察を進める予定である。また、これは平成28年度には行うことのできなかった、クレーの絵画における音楽性の探究を更に進めること、および、他の絵画(マティスなど)との関係についても、まだ研究が十分ではないところが多々あるため、その点を埋めていくことを考えている。哲学諸般の事情により、予定していたパリ国立図書館における遺稿調査を実施できなかったため、残が生じてしまった。フランス国立図書館への出張を年度末の3月におこない、精算時期がずれ込んでしまったために生じた差額である。そのため、4月以降に既に支出済となっているものである。平成28年度においては、クレーの絵画調査及びメルロ=ポンティの遺稿調査のために複数回渡仏することを予定しているので、遅滞なく使用可能であると考えている。如上の理由により、今年度の使用計画に上乗せされるものではない、ということで特記事項はない。
ラムダファ-ジベクタ-を用いたバゾプレッシンV_2受容体のcDNAクロ-ニング

アセチルコリン受容体、アドレナリン受容体等種々の受容体についてcDNAクロ-ニング,一次構造の決定が行われているが、バゾプレッシンV_2受容体については蛋白質精製の困難及び高感度バイオアッセイ法が、なかった等の問題があり、未だ成功したとの報告はない。本報告者は、ラムダファ-ジベクタ-(λZΔPII)に腎臓由来の培養細胞のmRNAからのcDNAを組込んで、このファ-ジライブラリ-からバゾプレッシンV_2受容体cDNAを持ったファ-ジのクロ-ニングに成功した。腎臓由来のLLC-PK_1培養細胞からmRNAを抽出し,蔗糖密度勾配遠心分離でバゾプレッシンV_2受容体mRNAに富む18sの分画を精製する。これを鋳型としてGubler-Hoffmanの方法によって、cDNAを合成し、両端にECORI部位を持つアダプタ-を結合させ、ラムダファ-ジベクタ-中のECORI部位に組込んで、in vitroパッケ-ジング後、ホスト大腸菌XL-1に感染させて42万個のプラ-クを得た。これを30等分して各群からのファ-ジDNAを抽出し、in vitroでmRNA活性のあるRNAを転写合成し、アフリカツメガエル卵母細胞に微量注入した。4日後、卵母細胞膜中に発現したバゾプレッシンV_2受容体を高感度のアデニル酸シクラ-ゼ活性測定法によって検出した所、3群に陽性が出た。この内、最も反応の強い群のファ-ジをさらに10分割して、各サブグル-プにおいて同様のアッセイを行うことを5回繰返し、単一のファ-ジクロ-ンを得た。現在、ジデオキシ法によりバゾプレッシンV_2受容体cDNAの核酸配列を決定中である。
メダカ科魚類における性染色体のターンオーバーと二次性徴形質の進化に関する研究

本研究では,スラウェシ島のメダカ科魚類を対象に,性染色体の置換が二次性徴形質の急速な進化をもたらした可能性について検証した.集団構造解析ならびに性連鎖マーカーによる性決定様式の解析の結果,マリリ湖群のメダカ種群は互いに遺伝子流動しながらも6つの集団に分化しており,性決定様式も多型的で近縁種/集団間での性染色体の置換も見られることがわかった.また,種間交配によるQTLマッピングの結果,ムナ種群のオスの二次性徴形質である鰭の赤味の原因遺伝子は常染色体上に存在することがわかったが,同じくムナ種群のオスに特有の体側の青味については,複数の遺伝子座が関与している可能性が示唆された.熱帯では,強い性淘汰がオスの二次性徴形質の急速な進化を促進するという実証研究が蓄積しつつある.しかし,性的二型に内在する遺伝子座内性的葛藤が,熱帯の生物でどのように解消されているのか,その遺伝基盤は不明である.本研究では,性染色体の置換が起こった場合,新しい性決定遺伝子の近傍に新たな性的拮抗遺伝子の連鎖不平衡状態が再構築され,二次性徴形質の急速な進化が生じうるという可能性について検証する.具体的には,申請者が長年調査を行ってきたスラウェシ島のメダカ科魚類を対象に,オスの体色の原因遺伝子座が性染色体上に位置しているかの検討を行い,性染色体の置換が熱帯の生物の多様化に果たした役割について考察する.26年度は,スラウェシ島の南東部から,青い体色のウォウォラエメダカ(Oryzias woworae)と,その近縁種で青くないセレベンシスメダカ(O. celebensis)を採集し,活かしたまま日本に持ち帰った.持ち帰った個体を実験室で種間交配させ,F2個体を100個体超作出した.これらF2の各個体の体色を,オーシャンオプティクス製の分光光度計で測定した.測定した部位は,体側の青みと胸鰭の赤みの二カ所とした.測定後の個体はエタノールに保存し,体色の量的遺伝子座をマッピングするため,後日遺伝子型をタイピングする予定である.また,量的遺伝子座のマッピングの他に,種間交配ペアを,雌雄入れ替えて2ペアずつつくり,F1個体を多数作出中である.F1の体色を親ペア間で比較し,体色の原因遺伝子がY染色体に存在する可能性を検討する予定である.熱帯では,強い性淘汰がオスの二次性徴形質の急速な進化を促進するという実証研究が蓄積しつつある.しかし,性的二型に内在する遺伝子座内性的葛藤が,熱帯の生物でどのように解消されているのか,その遺伝基盤は不明である.本研究では,性染色体の置換が起こった場合,新しい性決定遺伝子の近傍に新たな性的拮抗遺伝子の連鎖不平衡状態が再構築され,二次性徴形質の急速な進化が生じうるという可能性について検証する.具体的には,申請者が長年調査を行ってきたスラウェシ島のメダカ科魚類を対象に,オスの体色の原因遺伝子座が性染色体上に位置しているかの検討を行い,性染色体の置換が熱帯の生物の多様化に果たした役割について考察する.本年度は,スラウェシ島中部のマリリ湖群から,黄色い体色のマーモラタスメダカ(Oryzias marmratus)と,その近縁種で黄色くないマタネンシスメダカ(O. matanensis)を採集し,活かしたまま日本に持ち帰った.持ち帰った個体をそれぞれ純系ペアで交配し,各ペアから計20個体ずつのF1の雌雄を得た.これらの個体はエタノールに保存し,RAD-Seqに供して性と完全連鎖するマーカーを探査し,性染色体を同定する予定である.また,マーモラタスとマタネンシスの異種交配も行い,F1個体のオスの黄色の発色具合をチェックした.予備的ではあるが,黄色いマーモラタスをオスとしたペアの方が,その逆の組み合わせのペアに比べて,黄色の発色が強い傾向が見られ,黄色の発色に関わる遺伝子が,マーモラタスの性染色体に存在している可能性が示唆された.スラウェシ中部での採集も首尾良く終了し,実験に用いる個体を無事持ち帰ることができた.ペア数はまだ少ないが,F1の作出にも成功し,各F1から体色データを得ることもできた.研究目的に沿って,おおむね順調に進展していると評価した.熱帯では,強い性淘汰がオスの二次性徴形質の急速な進化を促進するという実証研究が蓄積しつつある.しかし,性的二型に内在する遺伝子座内性的葛藤が,熱帯の生物でどのように解消されているのか,その遺伝基盤は不明である.本研究では,性染色体の置換が起こった場合,新しい性決定遺伝子の近傍に新たな性的拮抗遺伝子の連鎖不平衡状態が再構築され,二次性徴形質の急速な進化が生じうるという可能性について検証する.具体的には,申請者が長年調査を行ってきたスラウェシ島のメダカ科魚類を対象に,オスの体色の原因遺伝子座が性染色体上に位置しているかの検討を行い,性染色体の置換が熱帯の生物の多様化に果たした役割について考察する.本年度は,先行研究により明らかになっている,マーモラタスメダカ(Oryzias marmratus)とプロファンディコラメダカ(O. profundicola)の飼育系統の性決定遺伝子をもとに性連鎖マーカーを開発し,スラウェシ島中部のマリリ湖群の4種5集団について,そのマーカーの有効性を確認した.

その結果,ラントア湖とマハロナ湖のマーモラタスメダカは,先行研究での報告通り10番染色体に雄決定遺伝子があるのに対し,トゥティ湖のマーモラタスメダカは10番に雄決定遺伝子があるオスとないオスとが存在することがわかった.また,トゥティ湖に同所的に生息するプロファンディコラメダカは,先行研究での報告とは異なり,雄決定遺伝子が10番染色体には存在しないことがわかった,これらの結果は,同じ種の中でも性決定様式が多型的であることを示唆している.2015年6月のインドネシア採集調査の際に大腿骨を骨折し,調査を中断して緊急帰国し手術・入院した.これにより予定していた採集が行えなかったため,同年11月に改めて採集調査を行った.これにより採集魚を用いた飼育実験が大幅に遅れ,実験が来年度までずれ込むことになった.熱帯では,強い性淘汰がオスの二次性徴形質の急速な進化を促進するという実証研究が蓄積しつつある.しかし,性的二型に内在する遺伝子座内性的葛藤が,熱帯の生物でどのように解消されているのか,その遺伝基盤は不明である.本研究では,性染色体の置換が起こった場合,新しい性決定遺伝子の近傍に新たな性的拮抗遺伝子の連鎖不平衡状態が再構築され,二次性徴形質の急速な進化が生じうるという可能性について検証する.具体的には,申請者が長年調査を行ってきたスラウェシ島のメダカ科魚類を対象に,オスの体色の原因遺伝子座が性染色体上に位置しているかの検討を行い,性染色体の置換が熱帯の生物の多様化に果たした役割について考察する.昨年度の研究により,スラウェシ島中部のラントア湖とマハロナ湖のマーモラタスメダカ(O. marmoratus)は,先行研究での報告通り10番染色体に雄決定遺伝子があるのに対し,トゥティ湖のマーモラタスメダカは10番に雄決定遺伝子があるオスとないオスとが存在すること,ならびに,トゥティ湖に同所的に生息するプロファンディコラメダカ(O. profundicola)は,先行研究での報告とは異なり,雄決定遺伝子が10番染色体には存在しないことがわかっている.これら3つの湖は,その他2つの湖とともに,互いに河川で接続しておりマリリ湖群と呼ばれる水系を形成している.本年度は,マーモラタスとプロファンディコラをはじめ,このマリリ湖群に固有のメダカ4種6集団の集団構造を,ddRAD-seqによって得られたSNPマーカーを用いて明らかにした.その結果,トゥティ湖に同所的に生息するマーモラタスとプロファンディコラは,互いに雑種を形成していることが明らかとなり,この雑種形成が性決定様式の多型性に影響している可能性が示唆された.本研究では,スラウェシ島のメダカ科魚類を対象に,性染色体の置換が二次性徴形質の急速な進化をもたらした可能性について検証した.集団構造解析ならびに性連鎖マーカーによる性決定様式の解析の結果,マリリ湖群のメダカ種群は互いに遺伝子流動しながらも6つの集団に分化しており,性決定様式も多型的で近縁種/集団間での性染色体の置換も見られることがわかった.また,種間交配によるQTLマッピングの結果,ムナ種群のオスの二次性徴形質である鰭の赤味の原因遺伝子は常染色体上に存在することがわかったが,同じくムナ種群のオスに特有の体側の青味については,複数の遺伝子座が関与している可能性が示唆された.スラウェシ南東部での採集も首尾良く終了し,実験に用いる個体を無事持ち帰ることができた.1ペアのみであるが種間交配によるF2の作出にも成功し,各F2から体色データを得ることもできた.研究目的に沿って,おおむね順調に進展していると評価した.今後は,マーモラタスとマタネンシスの種間交雑のペア数を増やしていく予定である.また,ポソ湖の黒いメダカの採集も行い,黒いメダカのクレードの性染色体の同定も行う.29年度が最終年度であるため、記入しない。進化生態学今後は,種間交雑のペア数を増やしていく予定である.
モデルマウスを用いたCGH解析による、神経芽腫の発生・自然退縮制御遺伝子の同定

本研究は、神経芽腫モデルマウスであるMYCN Tgマウスを利用し、初期腫瘍と末期腫瘍を用いたCGHアレイ解析によって、その異常が神経芽腫の発生や自然退縮に関わる遺伝子を同定することを目的とした。CGHアレイから得られる膨大なデータを解析する上では、無数の染色体異常を相対的な有意さによって評価するために、独自に3種類のパラメータを設定してスコア計算を行った。その結果、調べた12個の末期腫瘍全てにおいて欠失変異を示すCited2という遺伝子を同定した。MYCNTgマウスに生じた神経芽腫は、Cited2の発現量によって明確に二群に分類できる細胞から成っており、Cited2低発現細胞は、高発現細胞と比較して腫瘍形成能が顕著に高かった。また、Cited2の発現は、神経芽腫発生に関与する他の転写因子の発現に影響を及ぼした。更にin vivoにおいて、Cited2低発現細胞からは高発現細胞が生じたが、その逆は起こらず、低発現細胞を上位とするヒエラルキーの存在が示唆された。これらの結果からは、Cited2の低発現が神経芽腫のがん幹細胞を規定している可能性が考えられる。末期腫瘍のCGHアレイ解析神経芽腫モデルであるWCN Tgマウスに生じた末期腫瘍12サンプルを用いて行ったCGHアレイ解析の結果について、3つのパラメータに基づいたスコア計算を行い、そのランキングを作成した。更に、これらの変異がヒト神経芽腫においても起こっているかどうかを検討した。マウスとヒトでは染色体上における遺伝子の配置が異なっているため、ヒトで該当する染色体部分を逐一確認した上で、データベースで公開されているヒト神経芽腫の症例によるSNPアレイの結果を利用して照合を行った。この末期腫瘍の解析から、一つの興味深い候補遺伝子を同定したため、本年度に予定していた「初期腫瘍のCGHアレイ解析」は、次年度へと繰り越した。Cited2というその遺伝子は、解析した全ての12個体において、欠失に相当するLog2 ratio値を示していた。また、Cited2のノックアウトマウスでは交感神経節が形成不全になることが報告されており、交感神経細胞への正常な分化に必須な遺伝子であることが示唆されている。そもそも神経芽腫とは、未分化な神経芽細胞が異常な増殖を示す腫瘍であり、そのがん細胞においてCited2が欠失しているという結果は、未分化な状態を保つという点で辻褄があっている。FISHにより、WCN Tgマウスの神経芽腫細胞においてCited2が実際にヘテロ欠失していることを再確認し、更に免疫染色により、前がん状態の神経芽細胞ではCited2の発現は低く、その周囲にある分化した神経節細胞では強いことを見出した。その後、がんの進行に伴ってCited2陽性の細胞が増えていくが、これらはがん細胞内のヒエラルキーにおいて、より分化傾向にある集団であろうと考えられる。言葉を変えると、より未分化な細胞、つまり神経芽腫幹細胞ではCited2の発現が抑制されている可能性が考えられる。1、末期腫瘍を用いたCGHアレイから同定した遺伝子Cited2の機能解析昨年度、神経芽腫モデルであるMYCNTgマウスの末期腫瘍12サンプル全てにおいて欠失変異を認めた遺伝子Cited2を同定し、神経芽腫におけるその機能解析を開始した。末期の神経芽腫腫瘍組織からがん細胞を培養し、Cited2のプロモーターに繋いだ蛍光タンパク質遺伝子(Venus)を導入して、Cited2の発現をモニターしたところ、神経芽腫細胞は、Cited2の発現量によって明確な二つの細胞集団に分かれることを見出した。興味深いことにCited2低発現細胞は、高発現細胞と比較して、野生型マウス皮下に移植した際の腫瘍形成能が顕著に高かった。また一方で、Cited2の発現がNeuroD1という転写因子との間に逆相関を示すことも明らかとなった。NeuroD1は当研究室から神経芽腫の発生への関与を報告した(Huanget al.C ancer Res.(2011)71, 2938-2948)遺伝子であり、Cited2がその上流で働いている可能性が考えられる。

更に、Cited2低発現細胞と高発現細胞は、invitroで培養してもその形質は安定して変化しなかったが、野生型マウスの皮下に低発現細胞を移植した腫瘍からは高発現細胞が出現した一方で、高発現細胞を移植した腫瘍からは低発現細胞は現れなかった。つまりin vivoの条件において、低発現細胞からは高発現細胞が誘導されるが、その逆は起こらないというヒエラルキーの存在が示され、Cited2低発現細胞が神経芽腫幹細胞である可能性を強く想起させる。2、初期腫瘍を用いたCGHアレイ解析について、3つのパラメータの計算によるランク付けまで行ったが、当面は上記のCited2の解析に集中するため、ここからの新たな候補遺伝子の探索は保留している。
簡易焼却炉から排出されるダイオキシン等の有害ガスを検知するガス検出システムの開発

簡易ごみ焼却炉でのプラスチック等の混合ごみの排気にダイオキシン等の有害物質が合成されて一緒に排出されることが明らかにされると同時に、簡易ごみ焼却炉の使用が禁止されるようになった。ごみの焼却に当っては、プラスチック等に塩化ビニル系のものと、紙その他の塩素を含まないものとの、分別焼却をすれば、排気にダイオキシン等の有害物質が合成されることなく、ごみの焼却処分ができるのである。しかし、ごみ焼却の化学反応に無知な方々に何でも一緒に焼却した場合に、有害物質等の排出を検出して警告できるガス検出システムの開発が重要な課題である。特に、環境問題に一矢を投じることを目的に、上記のようなガス検出システムを開発して、簡易ごみ焼却炉に装備することにより、ごみの分別焼却を実行・推進させることを想定して、このようなガス検出システムを開発することとした。人間に有害なダイオキシン等の排出による環境問題は緊急に対処しなければならないものであり、本研究の成果は極めて重要である。その動機に基づき、ダイオキシン等の有機化合物のガス検出定量システムを開発した。さらに、有害なダイオキシン等を排出する簡易ごみ焼却炉における現場実証実験を実施し、有害ガスを検出するためのガス吸着システム装置を試作した。本研究での開発目的であるガス検出定量法の基本仕様は、既存のガスクロマト質量分析装置に試料を注入する前段階でのガス捕集処理装置を改良して、ダイオキシン等の有機化合物のガス濃縮システムを開発することであった。そして、そのガス濃縮システムが有効に作用するようなガスクロマト質量分析の諸条件を検討して基礎的な実験を実施し、ダイオキシン等の有害目的のガス検出定量システムを開発した。既存の簡易ごみ焼却炉にそのガス吸着濃縮システムを開発し連結し有害ガスを採取して、有害なダイオキシン等の有機化合物のガス検出定量の実用性を検討したが、有害なダイオキシンの検出感度が上がらず、本システムは実用的でないことが分かった。簡易ごみ焼却炉でのプラスチック等の混合ごみの排気にダイオキシン等の有害物質が合成されて一緒に排出されることが明かにされると同時に、簡易ごみ焼却炉の使用が禁止されるようになった。ごみの焼却に当っては、プラスチック特に塩化ビニル系のものと、紙その他の塩素を含まないものとの、分別焼却をすれば、排気にダイオキシン等の有害物質が合成されることなく、ごみの焼却処分ができるのである。

次年度に、既存の簡易ごみ焼却炉にそのガス吸着濃縮システムを開発し連結し有害ガスを採取して、有害なダイオキシン等の有機化合物のガス検出定量の実用性を検討する。有害物質の検出をしたら、焼却を停止し,焼却停止した炉内残留物質を除去処理する環境教育を啓蒙する。ごみ焼却の化学反応に無知な方々に何でも一緒に焼却した場合に、有害物質等の排出を検出して警告できるガス検出システムの開発が重要な課題である。特に、環境問題に一矢を投じることを目的に、上記のようなガス検出システムを開発して、簡易ごみ焼却炉に装備することにより、ごみの分別焼却を実行・推進させることを想定して、このようなガス検出システムを開発することとした。人間に有害なダイオキシン等の排出による環境問題は緊急に対処しなければならないものであり、本研究の成果は極めて重要である。その動機に基づき、ダイオキシン等の有機化合物のガス検出定量システムを開発した。さらに、有害なダイオキシン等を排出する簡易ごみ焼却炉における現場実証実験を実施し、有害ガスを検出するためのガス吸着システム装置を試作した。本研究での開発目的であるガス検出定量法の基本仕様は、既存のガスクロマト質量分析装置に試料を注入する前段階でのガス捕集処理装置を改良して、ダイオキシン等の有機化合物のガス濃縮システムを開発することであった。そして、そのガス濃縮システムが有効に作用するようなガスクロマト質量分析の諸条件を検討して基礎的な実験を実施し、ダイオキシン等の有害目的のガス検出定量システムを開発した。既存の簡易ごみ焼却炉にそのガス吸着濃縮システムを開発し連結し有害ガスを採取して、有害なダイオキシン等の有機化合物のガス検出定量の実用性を検討したが、有害なダイオキシンの検出感度が上がらず、本システムは実用的でないことが分かった。
シリコン細線導波路による光離散フーリエ変換器の設計と実装

シリコン細線導波路上に構成した2段縦続接続型非対称マッハツェンダ干渉計を基礎とする多チャネル一括光学的フーリエ符号化・復号化(ODFT)素子に関する研究を継続して行った。前年度に設計した改良型シリコン基板を試作し,評価実験を行った。第2回試作の主目的は(1)光遅延線の遅延時間を最適化,(2)可変光減衰器の実装,(3)フォトニック結晶導波路型小型光遅延線の試験的実装,(4)光強度モニターの試験的実装であった。第1回とは異なる製造サービスを利用したこと,結合用のレンズファイバを破損して,以前とは異なるレンズファイバを用いざるを得なかったことから,光ファイバとの結合損失が増大し出力光強度が低下したことから,(1)(3)については特性を評価できなかった。また,(2)(4)については,シリコン基板と光ファイバの結合系の構造上,電極をシリコンチップにコンタクトさせることができず,動作を確認することができなかった。並行して,前年度の研究成果の公表に取り組んだ。フォトニック結晶導波路型小型光遅延線の結合損失を低減するためのチャープ構造結合器に対する2次元FDTD解析結果を,国内の論文誌に投稿し,条件付き採録となったが,2度目の査読で採択の条件をクリアできていないとのことから,不採択となった。光関係の国際会議に投稿したところ採択されたが,並行して投稿していた論文誌の査読結果の不採択理由において我々が知りえていなかった過去の国際会議論文で類似の提案があるとの指摘を受け,国際会議の投稿論文も取り消した。次に,第1回試作基板の問題であった固定型光減衰器の減衰量の誤差による光符号傾斜の影響とその改善方法に対する数値シミュレーションの結果についてはOptics Express誌に投稿し,無事に採択された。シリコン細線導波路技術によるODFT素子実現という目標は達成できたが,その評価は今後の課題である。シリコン細線導波路上に構成した2段縦続接続型非対称マッハツェンダ干渉計(2-AMZI)を基礎とするSi基板型光符号分割多重(以後OCDMと略記)伝送システム用多チャネル一括光学的フーリエ符号化・復号化素子(以下ODFTと略)に関する研究を行った。シリコン基板と光ファイバの結合系を構築し,素子単体の特性評価を行う環境を整えるのと並行して、主要素子の一つであるシリコン細線型光遅延線の小型化と、非接触型のシリコン基板内光強度モニタについて基礎的な数値解析を行った。先ず、Si基板に光信号を導入・導出するための光学系の設計を行った。この光学系は左右に入出力用のレンズ光ファイバを保持する6軸の可動ステージを備え、その中央に2mm×8mmのシリコン基板用ホルダと、基板に制御用電極を結合する電極ホルダを備えた構成とした。この光学系を用いてSi基板に光信号を導入・導出する実験を行ったところ、結合損失が大きめ(20dB)ではあるものの、入出力が可能となったことを確認した。また、この実験結果より、Si基板の設計に複数の問題があることが明らかとなった。具体的には、遅延線の遅延時間の設計値との乖離、強い偏光依存損失による素子特性の不安定性、などである。これらの知見は、次年度の新規チップ設計に反映される予定である。先の素子設計ではシリコン細線導波路型遅延線を用いたが、この素子内専有面積が大きすぎることから、フォトニック結晶導波路型の遅延線について時間領域有限差分法による数値解析を行った。当初計画通り、シリコン基板への光の結合に成功している。またその実験の結果を次回の基板設計に還元することもできている。シリコン細線導波路上に構成した2段縦続接続型非対称マッハツェンダ干渉計(2-AMZI)を基礎とするSi基板型光符号分割多重(以後OCDMと略記)伝送システム用多チャネル一括光学的フーリエ符号化・復号化素子(以下ODFTと略)に関する研究を継続して行った。前年度の第1回目の試作で得られたシリコン基板の光ファイバ結合部を改善して特性評価を継続すると共に,評価の結果明らかになった各種問題点を改善すべく,以下の点を考慮した第2回試作用シリコン基板の設計を行った。(1)第1回試作結果から導波路の実効屈折率を推定し,光遅延線の遅延時間を最適化。(2)固定型光減衰器では最適な減衰量を得ることが難しいことがわかったため,可変光減衰器を実装。(3)前年度数値解析を行ったフォトニック結晶導波路型小型光遅延線の試験的実装。(4)光導波路内の光強度をモニターするための光強度モニターの試験的実装。前年度検討したフォトニック結晶導波路型小型光遅延線のシリコン細線導波路との結合損失を低減するためのチャープ構造結合器を提案し,その特性評価を2次元FDTD解析によって数値的に行った。提案するチャープ構造結合器により,シリコン細線導波路ーフォトニック結晶導波路間の結合損失を6dB以上改善できることを明らかにした。このチャープ構造結合器を含むフォトニック結晶導波路型小型光遅延線も第2回試作基板上に実装した。また,第1回試作基板の問題であった固定型光減衰器の減衰量の誤差による光符号傾斜を,受信時の信号処理で改善する方法を検討し,数値シミュレーションにより評価した。一定の条件下であれば,固定光減衰器の誤差に起因する符号傾斜があっても,誤りのない伝送が可能であることを確認した。当初計画通り、第2回シリコン基板の試作発注を行った。

第二回試作基板には,第一回試作結果から明らかになった問題点を解決するための様々な改良を盛り込むことが出来た。シリコン細線導波路上に構成した2段縦続接続型非対称マッハツェンダ干渉計を基礎とする多チャネル一括光学的フーリエ符号化・復号化(ODFT)素子に関する研究を継続して行った。前年度に設計した改良型シリコン基板を試作し,評価実験を行った。第2回試作の主目的は(1)光遅延線の遅延時間を最適化,(2)可変光減衰器の実装,(3)フォトニック結晶導波路型小型光遅延線の試験的実装,(4)光強度モニターの試験的実装であった。第1回とは異なる製造サービスを利用したこと,結合用のレンズファイバを破損して,以前とは異なるレンズファイバを用いざるを得なかったことから,光ファイバとの結合損失が増大し出力光強度が低下したことから,(1)(3)については特性を評価できなかった。また,(2)(4)については,シリコン基板と光ファイバの結合系の構造上,電極をシリコンチップにコンタクトさせることができず,動作を確認することができなかった。並行して,前年度の研究成果の公表に取り組んだ。フォトニック結晶導波路型小型光遅延線の結合損失を低減するためのチャープ構造結合器に対する2次元FDTD解析結果を,国内の論文誌に投稿し,条件付き採録となったが,2度目の査読で採択の条件をクリアできていないとのことから,不採択となった。光関係の国際会議に投稿したところ採択されたが,並行して投稿していた論文誌の査読結果の不採択理由において我々が知りえていなかった過去の国際会議論文で類似の提案があるとの指摘を受け,国際会議の投稿論文も取り消した。次に,第1回試作基板の問題であった固定型光減衰器の減衰量の誤差による光符号傾斜の影響とその改善方法に対する数値シミュレーションの結果についてはOptics Express誌に投稿し,無事に採択された。シリコン細線導波路技術によるODFT素子実現という目標は達成できたが,その評価は今後の課題である。当初の研究計画通り、現在のシリコン基板の計測結果を元に、次のシリコン基板の設計を行い、再度シリコン基板をIMEのマルチプロジェクトウェハー(MPW)サービスに発注する。並行して、光遅延線の小型化と光強度モニタの検討を継続する。第2回試作基板の光ファイバ結合と特性評価を行う。前回試作とは異なるシリコン基板ファブを利用することになったため,基本的な特性評価からやり直す必要がある。同時実装したフォトニック結晶導波路型光遅延線,シリコン導波路内光強度モニタの特性評価も行う予定である。シリコン基板と光ファイバの結合光学系が当初予定よりも高価になったことから、前倒し支払い請求を実施した。この結果残額が発生し、次年度使用額が生じた。国際会議の旅費が抑制できたことから残額が発生した。基金であるため無理に全額使用せず,次年度送りとした。次年度の助成金と併せて国際会議参加などに使用する予定である。継続課題であるため、当初予定通りの計画実行に使用する。
ジラールの線形論理とその情報科学への応用

線形論理の特徴である(1)並行計算概念の内包、(2)計算資源の消費関係の顕在化、(3)計算状態の顕在化、等を利用して、線形論理に基づく種々の新しい計算モデルの構成を行った。(A)線形論理に対する証明検索手法を用いて、線形論理プログラミングの枠組を構成し、この中で非同期並行プロセス計算のモデルを形成し、これに線形論理の意味論的手法を適用して、並行プロセス計算の意味論を分析した。(B)線形論理に対する証明簡約手続きは関数型プログラム言語に対する強力な計算モデルを与えることが知られている。これまでに知られていた線形論理の“証明可能性"概念に対する論理的意味論(相意味論と呼ばれる)を“証明簡約手続き"に対する意味論へと自然に拡張し、この新しい意味論を用いて関数型プログラム言語の計算モデルに対する論理的意味論を与えた。(C)上の(B)の方法をLight Linear Logicに適用して、実現可能計算量に関する論理概念に対して意味論的枠組を確立した。応用面に関しては、線形論理の並行計算モデルへの応用及び線形論理の論理型プログラミング言語理論への応用を与えた。特に、並行プロセスと線形論理のfragmentとの間の完全性、Horn-fragmentとPetri nets modelsとの間の完全性、等を与えた。線形論理の特徴である(1)並行処理概念の内包、(2)計算資源の消費関係の顕在化、(3)計算状態の顕在化、等を用いた線形論理に基づく種々の新しい計算モデルの構成を行った。特に、(A)Phase Semanticsと呼ばれる線形論理の論理的意味論(「証明可能性」概念のための表示的意味論)をよりダイナミックスな計算過程を表示するための意味論(cut-消去定理や正規化定理を表示できる「証明の正規化」概念のための意味論)へと発展させることに成功した.(B)多項式時間計算量を純粋に論理的に特徴付けるLLL(Light Linear Logic)体系に対する意味論はこれまで未解決であったが、(A)の手法を応用することにより、これに成功した.(C)Proof-searchパラダイムに基づく意味論構成はこれまでの伝統的論理学においてはよく知られた方法であったが、線形論理やsubstructural logics等ではこれまで方法論が確立されていなかった.これに対しても(A)の方法を変形して確立し、それを並行計算の意味論に応用した。