hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
３次元多様体論の深化

本研究は,「幾何構造」「位相不変量」「計算」の三つをキーワードに絡め,10年後の3次元多様体論の標準的な教科書に登場するような項目を精査し,3次元トポロジーの研究を深化させることを目指している.代表者はここ数年,曲面の自己同型写像の複雑さを計るエントロピーと写像トーラスの単体体積の間にある関係を研究し,一昨年度までに,曲面のトポロジーを指定したとき双方向から線形評価があることを証明した.さらに昨年度,自己同型写像を擬アノソフ型に絞ったとき,面積により正規化したエントロピーと写像トーラスの体積の比は面積に依らない一定の定数で下から抑えられることを,曲面のコンパクト性を仮定して示した.今年度はコンパクト性の仮定を落とことができた.その系として,小さいエントロピーを生成する多様体の有限性に関するFarb-Leininger-Margalitの定理のフルバージョンの別証明,および曲面のトポロジーを指定したときのエントロピーの最小値の評価について新しい知見を得た.この研究は,平成24年度前期に客員教授として滞在したグルノーブル大学のGreg McShane氏との共著論文として執筆中である.研究分担者および連携研究者もそれぞれ研究課題に添う成果をえているが,その詳細は省略する.一方,これらの座学的研究と同時に,トポロジーシンポジウムなど関連研究集会を開催するとともに,近隣研究者との間で成果の相互発表,研究動向についての情報交換を行った.これらは本研究を進める上でたいへん貴重であり有益であった.本研究は,「幾何構造」「位相不変量」「計算」の三つをキーワードに絡め,研究開始の平成22年から数えて約10年後の3次元多様体論の標準的な教科書に登場するような項目を精査し,3次元トポロジーの研究を深化させることを目指した.代表者はここ数年,上記の三つのキーワードを絡めた曲面の自己同型写像の複雑さを計るエントロピーと写像トーラスの単体体積の間にある関係の研究を進めた.とくに一昨年度,擬アノソフ型自己同型写像に対しては,オイラー標数をかけることにより正規化したエントロピーと写像トーラスの双曲体積の比が,曲面のトポロジーには依らない一定の定数で下から抑えられるとの感触を得,グルノーブル大学のGreg McShane氏と共同研究を始め,研究最終年度である今年度にようやく証明の細部を埋め,論文を完成させ投稿することができた.研究分担者および連携研究者もそれぞれ研究課題に添う重要な成果を得ているが.その詳細はここでは省略する.これらの座学研究と同時に,7月末に東京大学で国際シンポジウム「第7回MSJ-SI on Hyperbolic Geometry and Geometric Group Theory」を共同主催,また11月半ばに東京大学で開催されたトポロジーにおける計算を主題とするワークショップ「トポロジーとコンピュータ」の開催を支援し,近隣研究者との間で成果の相互発表,研究動向について意見交換を行った.これらは本研究を進める上でたいへん貴重であり,かつ有益であった.なお,本研究は平成27年度以降も規模をやや縮小し「曲面と3次元多様体が相互に絡めむトポロジー」と題し,基盤研究(B)として継続する.26年度が最終年度であるため、記入しない。幾何学・トポロジー26年度が最終年度であるため、記入しない。
シロイヌナズナの低カルシウム感受性変異株の解析

本研究は、低濃度のカルシウム条件で生育に異常を示すシロイヌナズナ変異株の解析を目的としている。カルシウムは農業上重要な必須元素であり、植物のシグナル伝達などにも重要であることが知られているが、植物が植物体内のカルシウム濃度をどのように定常的に保っているのか、低カルシウム環境にどのように適応しているのかについてはほとんどわかっていない。昨年度までに進めて来た低濃度のカルシウム条件で生育に異常を示すシロイヌナズナ変異株の遺伝解析より、原因遺伝子の存在する領域に見いだされた変異をもつ遺伝子の中から、形質転換等による実験などによって、当該遺伝子が変異株の原因遺伝子であることを確認した。この原因遺伝子は、遺伝子の発現制御に関わると推定されるタンパク質をコードすることが推定されたため、RNA sequence解析によって、ゲノムワイドに発現の変化した遺伝子を解析した。その結果、カロース合成酵素遺伝子など、カルシウム欠乏耐性に重要な遺伝子の発現に影響を及ぼしていることが明らかになった。また、カロースの分解に関与する遺伝子の発現制御も見られたことから、同定した原因遺伝子はカルシウムに応じたカロース合成を調節する遺伝子発現制御因子であることが推測された。また、このタンパク質とGFPの融合タンパク質をシロイヌナズナで発現させたところ、細胞内では核に局在する傾向が見られた。また、植物のカルシウム濃度を調査したところ、変異によって大きな影響を受けていないことが明らかになった。これらの結果から、見いだした原因遺伝子は細胞壁のカロース合成を全体的に調節する転写因子であり、その調整がうまく行われないと植物はカルシウム欠乏感受性になることが推定された。26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度までに進めて来た低濃度のカルシウム条件で生育に異常を示すシロイヌナズナ変異株の遺伝解析を進め、原因遺伝子の存在する領域に見いだされた変異をもつ遺伝子を同定し、さらにそれらの遺伝子について、原因遺伝子であることを確認するためのコンストラクトを作製し、シロイヌナズナに導入することによって、変異株の形質が元に戻るかどうかを確認するための材料作りを進めた。また、生理的な解析を進めて、どのような条件まで耐性が見られるのかについて検討を進めた。このタンパク質とGFPの融合タンパク質をコードする遺伝子を合成し、シロイヌナズナで発現させるための形質転換を行った。原因遺伝子を推定し、その確定のためのコンストラクトを作ったりしており、原因遺伝子の確定は近く行えるものと考えている。原因遺伝子を決定し、その推定される機能からカルシウム欠乏耐性との関連を明らかにして行く予定である。
多項式写像および混合多項式写像の無限遠の特異点の位相的研究

Brieskorn型の平面曲線複素特異点の線形な実変形についての研究を行った。平面曲線複素特異点は複素変形によりモース特異点たちに変形されることは良く知られている。近年の複素特異点の視点からの実特異点の研究の発展により、モース特異点よりもさらに安定性の高い実特異点への変形の研究が重要になりつつある。本研究はその最初のステップと位置づけられる。Brieskorn型特異点の線形な実変形の場合、混合多項式特異点における特異点集合の表記を用いることで、実変形後の特異点集合を自然にパラメータ表示することができる。これを利用して、変形した写像が一般にはgeneric mapと呼ばれる、写像の空間内で安定した性質をもつことを示した。さらに変形がgeneric mapである場合について、そのカスプの数が(p+1)(q-1)と(p-1)(q+1)の間であることを示した。ここで(p,q)はBrieskorn多項式のベキを表す。カスプの数は三角関数を用いた関係式の根の数で記述される。特にp=q=2の場合はモース特異点に対応し、その場合は線形な実変形のカスプの数は常に3であることが従う。これらの特異点集合、特異値集合の具体的な記述は、将来、実変形から特異点の位相型、特にモノドロミーの情報を読み取る上で重要な役割を果たす。また、無限遠の特異点に対しては、それをコンパクト化することで局所的な特異点と見なすことができるので、これまでの結果を有理関数が定める写像の複素特異点に拡張することで考察を進めることが可能となる。26年度が最終年度であるため、記入しない。複素モース型特異点の線形な実変形についての研究を行った。平面曲線複素特異点は複素変形によりモース特異点に変形されることがよく知られている。その最初のステップとして、2変数の複素モース特異点の実変形を研究することは重要な課題といえる。混合多項式特異点における特異点集合の表記を用いることで、実変形後の特異点集合を自然にパラメータ表示することができる。これを利用して、それら実特異点がどのような形をしているかを考察した。安定写像への線形な変形であることを仮定すると、これは有限個のカスプをもつ写像であり、カスプの数は3つになることが分かる。さらにより一般的は結果として、(p, q)-ブリースコーン型の2変数平面曲線特異点に対して、その安定写像への線形な実変形により現れるカスプの数は(p+1)(q-1)と(p-1)(q+1)の間の数になることが分かった。カスプの数はチェビシェフ多項式を用いた関係式の根の数で記述される。また無限遠の特異点に対しては、それをコンパクト化することで局所的な特異点と見なすことができるので、これまでの結果を有理関数が定める写像の複素特異点に拡張することで適用可能と考えている。複素特異点の実変形と安定写像の関係を、当初の予想よりも詳細に調べることができている。引き続き複素特異点の実変形の安定写像への変形について研究を進める。
移植腱における腱付着部の構造の解析と至適固定法の解明

近年力学的負荷と生物学的因子がenthesisの発生と発達に寄与していることが明らかになってきている。腱や靭帯を元の骨の付着部へ再固定し、その付着部の状態を検討した研究は散見されるが、移植腱を用いた修復モデルによる研究は乏しく、移植腱におけるenthesis形成のメカニズムはまだ不明である。我々はすでにラビットを用いて、独自の移植腱モデル作成し、enthesisが骨孔周囲の腱と骨の間に形成されていることを確認した。本研究では力学的負荷、生物学的因子の両側面から移植腱におけるenthesisの形成、発達について明らかにし、臨床応用につなげることを目標とする。
トロイダルプラズマにおける過渡的輸送現象のシミュレーション

1.トロイダルプラズマにおいて粒子輸送や過渡現象を含めて輸送過程を定量的に解析するために,径方向電界やプラズマ回転等を取り入れた輸送シミュレーションコードを開発した.そして現象論的なピンチ項を取り入れることなく定常密度分布が得られることを示し,さらに実験において観測されている中性粒子ビーム入射に伴う密度分布変化を再現した.2.ジュール加熱時の定常密度分布のプラズマ電流および温度依存性を調べ,中心密度はプラズマ電流のほぼ2乗に比例し,中心温度に反比例することが示された.実際にはプラズマ電流とともに中心温度が上昇するため,中心密度は大きく変化しないことが確かめられた.3.セパラトリクス内側の閉じこめられたプラズマだけではなく,スクレイプオフ層のプラズマを含めた解析を行い,粒子リサイクリング率やイオンの軌道損失および周辺部温度が密度分布に与える影響を調べた.その結果,今回調べたパラメータ範囲では主に周辺部の密度分布に影響を与えることが示された.4.熱輸送の効果を取り入れ,温度分布の時間発展を含めた解析を行った.その結果,現在のモデルでは中心部の加熱によって温度が上昇すると粒子の拡散が増え,密度分布が平坦化されることが示された.5.トロイダル方向の平行粘性を取り入れることによって,ヘリカル系の輸送解析ができるよう数値計算コードを拡張し,トカマクとの比較を行った.その結果,プラズマの回転および密度分布に大きな影響を与えることが明らかになった.6.波動加熱や電流駆動を含めた輸送シミュレーションを行うため,波動伝播解析コードや速度分布解析コードとデータ交換できるように数値計算コードを拡張した.1.トロイダルプラズマにおいて粒子輸送や過渡現象を含めて輸送過程を定量的に解析するために,径方向電界やプラズマ回転等を取り入れた輸送シミュレーションコードを開発した.そして現象論的なピンチ項を取り入れることなく定常密度分布が得られることを示し,さらに実験において観測されている中性粒子ビーム入射に伴う密度分布変化を再現した.2.ジュール加熱時の定常密度分布のプラズマ電流および温度依存性を調べ,中心密度はプラズマ電流のほぼ2乗に比例し,中心温度に反比例することが示された.実際にはプラズマ電流とともに中心温度が上昇するため,中心密度は大きく変化しないことが確かめられた.3.セパラトリクス内側の閉じこめられたプラズマだけではなく,スクレイプオフ層のプラズマを含めた解析を行い,粒子リサイクリング率やイオンの軌道損失および周辺部温度が密度分布に与える影響を調べた.その結果,今回調べたパラメータ範囲では主に周辺部の密度分布に影響を与えることが示された.4.熱輸送の効果を取り入れ,温度分布の時間発展を含めた解析を行った.その結果,現在のモデルでは中心部の加熱によって温度が上昇すると粒子の拡散が増え,密度分布が平坦化されることが示された.5.トロイダル方向の平行粘性を取り入れることによって,ヘリカル系の輸送解析ができるよう数値計算コードを拡張し,トカマクとの比較を行った.その結果,プラズマの回転および密度分布に大きな影響を与えることが明らかになった.6.波動加熱や電流駆動を含めた輸送シミュレーションを行うため,波動伝播解析コードや速度分布解析コードとデータ交換できるように数値計算コードを拡張した.1.二流体方程式とマクスウェル方程式を磁気面平均することによって,径方向電界やプラズマ回転を取り入れた輸送方程式径の定式化を行った.また,閉じ込め領域の荷電粒子だけではなく,中性粒子やスクレイプオフ層を含めたモデル化を行った.2.得られた輸送方程式系を効率的に数値計算するコードを開発した.特に物理的描像の把握とモデルの改良を容易にするため,計算結果を高速に図形表示できるようにした.3.新古典効果や乱流揺動による輸送を考慮に入れて,オーム加熱時および中性粒子ビーム等による追加熱時の密度,温度,径方向電界,回転等の定常分布を求め,実験と比較した.乱流輸送係数を大きくすると,中心部にピークした定常密度分布が得られた.中性粒子ビーム入射によってトロイダル回転が生じると,プラズマ電流と同じ方向の回転の場合には密度分布は平坦化し,逆方向の回転の場合には密度分布は中心により集中した.粒子拡散係数および垂直粘性係数を適切に選ぶことにより,平均密度および回転速度を実験結果とほぼ一致させることができた.このとき,得られた径方向電界も実験値と同程度となった.4.プラズマ周辺部のイオン軌道損失による径方向電界生成を取り入れ,それに伴ってトロイダル回転が生じることを示した.実験においても自発的なトロイダル回転が観測されている.さらにプラズマ回転速度シアによる乱流抑制機構を導入し,Hモード遷移に関する理論モデルの比較に着手した.そして表面温度の上昇とともに,表面附近の輸送係数が減少し,急峻な密度勾配が形成されることが示された.1.トロイダルプラズマにおいて粒子輸送や過渡現象を含めて輸送過程を定量的に解析するために,径方向電界やプラズマ回転等を取り入れた輸送シミュレーションコードを開発した.そして現象論的なピンチ項を取り入れることなく定常密度分布が得られることを示し,さらに実験において観測されている中性粒子ビーム入射に伴う密度分布変化を再現した.2.ジュール加熱時の定常密度分布のプラズマ電流および温度依存性を調べ,中性密度はプラズマ電流のほぼ2乗に比例し,中心温度に反比例することが示された.実際にはプラズマ電流とともに中心温度が上昇するため,中心密度は大きく変化しないことが確かめられた.3.セパラトリクス内側の閉じこめられたプラズマだけではなく,スクレイプオフ層のプラズマを含めた解析を行い,粒子リサイクリング率やイオンの軌道損失および周辺部温度が密度分布に与える影響を調べた.その結果、今回調べたパラメータ範囲では主に周辺部の密度分布に影響を与えることが示された.

4.熱輸送の効果を取り入れ,温度分布の時間発展を含めた解析を行った.その結果,現在のモデルでは中心部の加熱によって温度が上昇すると粒子の拡散が増え,密度分布が平坦化されることが示された.5.トロイダル方向の平行粘性を取り入れることによって,ヘリカル系の輸送解析ができるよう数値計算コードを拡張し,トカマクとの比較を行った.その結果,プラズマの回転および密度分布に大きな影響を与えることが明らかになった.6.波動加熱や電流駆動を含めた輸送シミュレーションを行うため,波動伝播解析コードや速度分布解析コードとデータ交換できるように数値計算コードを拡張した.
プレニル基エポキシ化酵素の特性と機能に関する研究

基質との構造類似体である6-prenylnaringeninで20時間順養したBotrytis cinereaの粗抽出物は7-O-methyl-luteoneのプレニル基をエポキシ化する活性を誘導的に発現した.この反応は分子状の酸素(O_2)とNADPHに依存した.少量(1μM)のFADの存在により活性は二倍以上に増大し、NADHの水素供与体としての効果が著しく上がった.本酵素活性はCOやcytochromecも含め使用したcytochrome P-450阻害剤によっても阻害を受けなかったことから、通常のcytochrome P-450 monooxygenaseではなく、FAD依存のmonooxygenaseのグループに属するものであることが判明した.粗抽出物の約半分の酵素活性がミクロソーム画分に見られ、比活性は可溶性画分の3.7倍であった.本酵素はプレニル基の位置に対しては特異性が小さかったが、プレニル基の二置換物に対しては反応性を示さなかった.以上のようにFAD依存のプレニル二重結合エポキシ化酵素の部分的属性を明らかにすることが出来た.適応的に活性を発現し、生成物の抗菌活性が大きく低下することから、植物病原菌にとっては植物の防御物質に対して抵抗的に機能し、腐生生活をする微生物にとっては二次代謝産物に対する一般的な耐性あるいは分解代謝のために役立っているものと予想される.プレニル基を特異的にエポキシ化するこの種の酵素は、他に例が知られていないが、植物の二次代謝においてプレニル化フェノールの環状エーテルや二価アルコールへの変換に関与している可能性は少なくない.本酵素の機能あるいは二次代謝における位置付けを鮮明にする目的で、研究の一環としてフラボノイドの微生物代謝に関する総説を取りまとめた.その中で、本研究の背景についてほぼ十五年間にわたる研究の経過をたどると共に、関連研究との対比を行い、本研究課題の中心である、エポキシ化酵素の二次代謝における意義などについても議論した.詳細は、冊子体報告書に述べられている.基質との構造類似体である6-prenylnaringeninで20時間順養したBotrytis cinereaの粗抽出物は7-O-methyl-luteoneのプレニル基をエポキシ化する活性を誘導的に発現した.この反応は分子状の酸素(O_2)とNADPHに依存した.少量(1μM)のFADの存在により活性は二倍以上に増大し、NADHの水素供与体としての効果が著しく上がった.本酵素活性はCOやcytochromecも含め使用したcytochrome P-450阻害剤によっても阻害を受けなかったことから、通常のcytochrome P-450 monooxygenaseではなく、FAD依存のmonooxygenaseのグループに属するものであることが判明した.粗抽出物の約半分の酵素活性がミクロソーム画分に見られ、比活性は可溶性画分の3.7倍であった.本酵素はプレニル基の位置に対しては特異性が小さかったが、プレニル基の二置換物に対しては反応性を示さなかった.以上のようにFAD依存のプレニル二重結合エポキシ化酵素の部分的属性を明らかにすることが出来た.適応的に活性を発現し、生成物の抗菌活性が大きく低下することから、植物病原菌にとっては植物の防御物質に対して抵抗的に機能し、腐生生活をする微生物にとっては二次代謝産物に対する一般的な耐性あるいは分解代謝のために役立っているものと予想される.プレニル基を特異的にエポキシ化するこの種の酵素は、他に例が知られていないが、植物の二次代謝においてプレニル化フェノールの環状エーテルや二価アルコールへの変換に関与している可能性は少なくない.本酵素の機能あるいは二次代謝における位置付けを鮮明にする目的で、研究の一環としてフラボノイドの微生物代謝に関する総説を取りまとめた.その中で、本研究の背景についてほぼ十五年間にわたる研究の経過をたどると共に、関連研究との対比を行い、本研究課題の中心である、エポキシ化酵素の二次代謝における意義などについても議論した.詳細は、冊子体報告書に述べられている.天然のポリフェノール中には,オルト・プレニル化フェノールに由来すると想定されるジヒドロフランやジヒドロピラン環状エーテル構造を有する化合物が少なくない.本研究は,ル-ピン類に広く見られる環状エーテル構造をもつイソフラボンのバイオジェネシスや,抗菌性プレニル化イソフラボンのカビによる同様の構造をもった解毒産物の生成様式と,生成過程を酵素レベルで明らかにしようとするものである.まず,後者について,既にハイイロカビ病菌の無細胞抽出液で,生菌による反応が再現されることが明らかにしていたので,酵素の特性の検討を行なった.その結果,1)酵素活性はマイクロソーム画分で比活性が最大であったが,可溶部の蛋白含量が大きかったため全活性の半分近くは可溶性画分に分布した.酵素反応生成物は,基質の二重結合部分がエポキシドに変換された化合物と確認された.2)粗酵素反応で,反応生成物に新たに加わる酸素は,水からではなく,二原子酸素に由来することから,本酵素はモノオキシゲナーゼに分類された.3)補酵素の水素供与体はNADPHが有効で,NADHでは10%ぐらいの反応生成物しか与えなかった。4)NADPHが十分存在する条件下に,少量のFADはその反応速度を2倍に増加させ,そのときNADHの水素供与体としての効果は,NADPHの約50%であった.5)本酵素は,モノオキシゲナーゼであることは確かであるが,通常のP_<450>阻害剤には感受性を示さず,最大活性がFADによって発揮されることから,FAD依存のモノオキシゲナーゼと結論された.

さらに,基質特異性を検討するとともに,本酵素が基質類似体によって誘導生成されることを証明した.本酵素の反応生成物あるいはそれから非酵素的に生成する環状エーテル類は,ル-ピン中に各種みいだされているので,次のステップとしてル-ピン中に灰色カブ病菌と同様の酵素活性が見られるかどうかを検討する必要がある.基質類似体である6-prenylnaringeninで20時間順養したBotrytis cinereaの粗抽出物は7-O-methyl-luteoneのエポキシ化を触媒する活性を誘導的に発現した.この反応は分子状の酸素(O_2)とNADPHに依存した.少量(1μM)のFADの存在により活性は二倍以上に増大し、NADHの水素供与体としての効果が著しく上がった.本酵素活性はCOやcytochromecも含め使用したcytochrome P-450阻害剤によっても阻害を受けなかったことから、通常のcytochrome P-450 monooxygenaseではなく、FAD依存のmonooxygenaseのグループに属するものであることが判明した.粗抽出物の約半分の酵素活性がミクロソーム画分に見られ、比活性は可溶性画分の3.7倍であった.本酵素はプレニル基の位置に対しては特異性が小さかったが、プレニル基の二置換物に対しては反応性を示さなかった.以上のようにプレニル化されたイソフラボノイドあるいはフラボノイドの酸素化反応に関与するFAD依存のプレニルニ重結合エポキシ化酵素の部分的属性を明らかにすることが出来た.適応的に活性を発現し、生成物の抗菌活性が大きく低下することから、植物病原菌にとっては植物の防御物質に対して抵抗的に機能し、腐生生活をする微生物にとっては二次代謝産物に対する一般的な耐性あるいは分解代謝のために役立っているものと予想される.プレニル基を特異的にエポキシ化するこの種の酵素は、他に例が知られていないが、植物の二次代謝においてプレニル化フェノールの環状エーテルや二価アルコールへの変換に関与している可能性は少なくない.本酵素の機能あるいは二次代謝における位置付けを明らかにする目的で、研究の一環としてフラボノイドの微生物代謝に関する総説を取りまとめた.その中で、本研究の背景についてほぼ十五年間にわたる研究の経過をたどると共に、関連研究との対比を行い、本研究課題の中心である、エポキシ化酵素の二次代謝における意義などについても議論した.
エストロジェンの代謝的活性化に関与するヒトのチトクロームP450酵素分子種の同定

ヒト肝のエストロジェン代謝に焦点を絞って、ヒト由来の酵素を用いて代謝的活性化反応に関与するP450分子種を明らかにした。さらにP450酵素分子種毎の発現量に特徴のあるサンプルでの代謝産物と反応を触媒する主要なP450酵素分子種との関係に注目して個人差を整理して研究を進め、ヒト肝ミクロゾームと対比させることにより以下の成果を得た。第一に、エストロジェンとして内因性ホルモンからエストロン、エストラジオールを選び、ヒト肝ミクロゾームと反応させたのち、カテコールエストロジェントと16α水酸化体に着目して、代謝生成物を高速液体クロマトグラフィを用いて検出する系を整備した。第二に、ヒト肝ミクロゾームを用いてエストロン、エストラジオールの代謝物生成反応を調べ、代謝活性の個人差を検討した。他にも各P450酵素分子腫の指標となる典型的な薬物代謝活性を測定した。さらに免疫化学的に定量した各P450酸素蛋白の発現量とこれらの代謝活性との相関について検討を行った。ヒト肝ミクロゾームの活性に対する酸素阻害剤や特異抗体の影響を調べる実験や、ヒト遺伝子発現薬物代謝酵素を用いる実験、さらに遺伝子発現系を酵素源にした反応速度論的解析を行い、これらの内因性ホルモンの代謝的活性化に関与するCYP1A2とCYP3A4の役割を明らかにした。さらにP450酵素分子種毎に発現量に特徴のあるサンプルでの代謝産物と反応を触媒する主要なP450酵素分子種との関係に注目して個人差を整理して研究を進め、ヒト肝ミクロゾームと対比させることにより以下の成果を得た。1)エストロジェンとしって内因性ホルモンからエストロン、エストラジオールを選び、ヒト肝ミクロゾームと反応させたのち、カテコールエストロジェンと16α水酸化体に着目して、代謝生成物を高速液体クロマトグラフィーを用いて検出する系を整備した。2)ヒト肝ミクロゾームを用いてエストロン、エストラジオールの代謝物生成反応を調べ、代謝活性の個人差を検討した。他にも各P450酵素分子種の指標となる典型的な薬物代謝活性を測定した。さらに免疫化学的に定量した各P450酵素蛋白の発現量とこれらの代謝活性との相関について検討を行った。ヒト肝ミクロゾームの活性に対する酵素阻害剤や特異抗体の影響を調べる実験や、ヒト遺伝子発現薬物代謝酵素を用いる実験、さらに遺伝子発現系を酵素源にした反応速度論的解析を行い、これらの内因性ホルモンの代謝的活性化に関与するCYP1A2とCYP3A4の役割を明らかにした。
地方中枢都市の発展性を規定するローカリティに関する比較研究

札幌,仙台,広島,福岡の4地方中枢都市の1950年代以降の急成長は20世紀後半の日本と都市化を特徴づける現象であった.しかし,1980年代後半以降に4地方中枢都市の間に成長力の違いが現われた.上記の都市間の差異について検討し,下記の成果を得た.1)集客産業および集客装置に着目して、地方中枢都市の「中枢性」に関する比較検討を行った。その結果、地方中枢都市の実証的な比較検討を行うにあたっての集客装置への視点は一定の有効性を明らかにし得た。そしてこの視点から見たとき、対象の4都市には、集客力とその磁力をめぐる各々の個性が指摘できる。また全体として、福岡市、ついで札幌市の集客都市としての優位性が明らかになったとともに、仙台市や広島市もその集客都市としての性格を徐々に整えつつある。2)4地方中枢都市における1990年代後半以降に現われた支店従業者の減少の現象形態として、都心部におけるオフィスビスの空室率の増大現象を指摘した。さらに、今後の見通しとして、経済のグローバリゼーションに伴った企業の海外投資の増大および情報化等による企業の業務の集約化・効率化、対事業所サービス業の大都市指向などから判断して、従来見られな支店に集積による都市成長の構図は今後期待できないと結論した。加えて、都市間の選択的ネットワーク形成が今後の地方中枢都市の振興にとって重要になることを指摘した。3)仙台市の地域コミュニティの動態について、中田地区、長町地区および榴ヶ岡地区の3地区について、地域住民組織とNPO、ボランタリー・アソシエーションとの関連態様に焦点を据えてフィールド・サーベイに従事した。その結果、地域コミュニティの動態を介して「都市と農村」の構造的変容に迫る糸口がつかめた。4)新規学卒者の就業動向を比較することによって、地方中枢都市の産業構造・産業振興の特徴の検証を試みた。名古屋市のデータを集中的に収集するとともに広島市のデータも収集し、既に収集した小樽市、札幌市、福岡市の新規学卒者の就業動向と対照させた。下記の5点について検討した.(1)都市のローカリテイに関する理論的考察の成果として,経済のグローバリゼーションが国民国家の枠組みを緩め,そのなかで都市がかつての「中心-周辺」の体系のなかに留まる存在から,自ら種々の境を越えた新たな空間関係を取り結ぶ状況が生まれつつあることを指摘した(吉原,2002).(2)都市の産業振興において重要性を高めつつあるビジネスコミュニテイの場所的差異に着目して,米沢および北上の工業支援システムの実態とその形成史を検討した.その成果として,「場所」の認識が地域資源の活用の方向性の導き手になると同時に,資本の出自よりも地域に根ざして広域なリンケージを形成する力を持った経営者層の存在が重要になることが明らかになった(高橋,2002).(3)4地方中枢都市の情報サービス産業の集積に差異をもたらした要因を明らかにするために,4都市の情報サービス産業の事業所を対象にしたアンケート調査を実施した(日野,2002;東北大学大学院地域計画研究室編,2002).また,「サッポロバレー」と呼ばれる札幌の情報サービス産業の成長に果たした札幌市の役割についても検討した.(4)札幌、広島、福岡の集客力の比較検討から,集客力にとって,都市がもつ多面的な場所の個性なり、場所への意図が深く関与することが推察された.(5)地方中枢都市の産業振興にとって,新規学卒者の定着の程度が大きく影響するという認識から,今年度は札幌市に限って新規大卒者の動向に関する資料を収集した.

地方中枢都市の経済を特徴づける支店集積に関して、2001年事業所・企業統計調査報告のデータを使用して近年の動向を分析した。その結果、成熟産業と位置づけられる卸売業、金融・保険業、建設業、運輸・通信業において支店従業者の減少が確認された。この支店従業者の減少の背後にある生産様式の基本的な変化の傾向からすると、支店の集積に従来のような都市成長の牽引力を期待できないことを指摘した。それに代わるものとして対事業所サービス業の集積が注目されるが、4地方中枢都市における当該産業の集積量および特性にすでに大きな差が形成されていることを把握した(人文地理学会第248回例会報告)。上記の対事業所サービス業とともに今後の都市振興策において注目される集客産業に関する実態調査を行い、次の成果を得た。(1)4地方中心都市においても1990年代以降集客産業の振興が都市の産業政策に位置づけられている。(2)政策内容において、福岡が他の3都市に比べて先行している。(3)産業振興は、福岡では民聞主導で進められているのに対して、他都市では行政主導の色彩が強い。そのほかの作業成果として、4地方中枢都市における年齢別人口移動データおよび高校・高等教育機関卒業者の就業動向に関するデータを収集し、データベース化した(日本都市学会第50回大会報告)。加えて、4都市における都心再開発、郊外住宅地開発、交通施設計画、産業立地政策に関する基本計画等を収集し、比較研究を進めた。今年度の主な成果は下記の通りである。1)集客産業や集客装置に着目して、地方中枢都市の「中枢性」に関する比較検討を行った。その結果、地方中枢都市の実証的な比較検討を行うにあたっての集客装置への着目視点の一定の有効性を明らかにしえた。そしてこの視点から見たとき、対象の4都市には、集客力とその磁力をめぐる各々の個性が指摘できる。また全体として、福岡市、ついで札幌市の集客都市としての優位性が明らかになったとともに、仙台市や広島市もその集客都市としての性格を徐々に整えつつあることがみてとれた。2)4地方中枢都市における1990年代後半以降に現われた支店従業者の減少の現象形態として、都心部におけるオフィスビスの空室率の増大現象を指摘した。さらに、今後の見通しとして、経済のグローバリゼーションに伴った企業の海外投資の増大および情報化等による企業の業務の集約化・効率化、対事業所サービス業の大都市指向などから判断して、従来見られた支店に集積による都市成長の構図は今後期待できないと結論した。加えて、都市間の選択的ネットワーク形成が今後の地方中枢都市の振興にとって重要になることを指摘した。3)仙台市の地域コミュニティの動態について、中田地区、長町地区および榴ヶ岡地区の3地区について、地域住民組織とNPO、ボランタリー・アソシエーションとの関連態様に焦点を据えてフィールド・サーベイに従事した。その結果、地域コミュニティの動態を介して「都市と農村」の構造的変容に迫る糸口がつかめた。4)新規学卒者の就業動向を比較することによって、地方中枢都市の産業構造・産業振興の特徴の検証を試みた。名古屋市のデータを集中的に収集するとともに広島市のデータも収集し、既に収集した小樽市、札幌市、福岡市の新規学卒者の就業動向と対照させた。
エキレマレ-ザ-を用いた多光子励起イオン化法による二次イオン生成機構の解明

KrFエキシマレ-ザ-(Lamda PhupikEMG103MSC)を用いて,スパッタされた中性粒子を多光子イオン化して,それを飛行時間分折法により,質量分析ならびに速度分布測定を行う多光子イオン化装置の開発に成功した。この装置を用いてスパッタ粒子の速度分布の精密測定より二次イオン生成機構について新らしい知見を得た。装置の概略図を示した。実験条件は図中に示した通りである。得られた結果を要約すると(1)AlーCu合金の表面組成,定量分析を得て,定量精度が±0.446%という画期的な成果を挙げた。(2)CuーNi合金については,イオンの照射条件によってスパッタ粒子の速度分布が変化することを初めて見出した。(3)解休の結果,この現象は表面に打ち込まれたイオンがスパッタ粒子に対して表面結合エネルギ-を減少させることに起因することを結論付けることに成功した。KrFエキシマレ-ザ-(Lamda Phupik EMG103MSC)を用いて,スパッタされた中性粒子を多光子イオン化して,それを飛行時間分折法により,質量分析ならびに速度分布測定を行う多光子イオン化装置の開発に成功した。飛行時間分析法により、二次イオンとスパッタ中性粒子の多光子イオン化信号の同時検出を行っている。パルスイオンビ-ムとレ-ザ-光に同期して生成されるこれらの信号はパルス状であり、一時に多数のイオンが検出器に入射するために高いデ-タ取り込み速度が要求される。本年度の我々の研究はおもにこのデ-タ収集・処理系の整備に当てられ、S/Nの良い飛行時間スペクトルを得る事に成功した。図1にデ-タ収集・処理系の概略を示す。イオン検出にはチャンネル径12um有効径20mmのMCPを用いた。プリアンプはゲイン×100、帯域幅200MHzである。ディスクリミネ-タ-でfastNIM信号に変換した後マルチチャンネルスケ-ラ-でカウント・積算を行う。ここまでのカウントレ-トはすべて200MHzを維持しており、ほとんど同時に検出器に到達する多数のイオンを完全に分離して検出し、取り込みが可能となった。デ-タの積算処理は自作の回路をスケ-ラ-に組み込み、カウント処理との平行処理を実現している。またこの回路にはGPIBバスを通してのインタ-フェイス機能を持たせており、マイクロコンピュ-タ-からメモリクリア・繰り返し数の設定・トリガなどの操作とDMAを利用した高速なデ-タ転送が可能である。以上の処理系の改良によりレ-ザ-を最高周波数200Hzで発振させた時にも充分にゆとりのある処理速度を達成し、積算中のスペクトルのリアルタイム表示などにより試料位置やレ-ザ-の調整もきわめて容易に行えるようになった。今後は、試料状態の変化に伴う飛行時間スペクトルの強度の変化を調べ、二次イオン生成機構との関連について研究を進めていく予定である。本年度においてSALI定量分析の基礎技術を確立し、二次イオンの生成機構を解明する上でもっとも重要であるスパッタ中性粒子の速度分布の測定に着手した。はじめに、X,Y,Z軸独立移動機構を備えた試料台を導入しレ-ザ-光線の焦点位置と試料表面のスパッタ領域との精密な位置決めを可能にした。これによりレ-ザ-による多光子イオン化を効率良く行うことができ、またスパッタ放出後の粒子の軌道を確定することにより飛行時間分析器の総合的な検出効率が正確に求まりSALIの定量化が達成された。これまでに改良された装置の性能とSALI分析の定量化に関する詳細な分析についてはすでに論文として発表を行っている。また、レ-ザ-光線照射タイミングの微調整と併せて、スパッタ中性粒子の速度分布を正確に求めることも可能となった。この技術を利用して、表面偏析がスパッタ現象を大きく支配していると言われているCuNi合金の速度分布測定を試みた。通常の二次イオン質量分析(SIMS)で用いられているのと同程度の電流密度のイオン照射を行った後、時間の経過とともに試料表面からスパッタされるCu、Ni原子の速度分布の変化を測定したところ、「表面近傍での原子間の結合力がイオン照射によって減少しており、これが時間の経過とともに回復していく」というこれまでに知られていなかった新しい現象を発見した。(論文投稿中)この様な現象の本質的な解明には更なる研究を必要としているが、本研究で開発されたSALI分析装置が新しい表面定量分析手段を提供したことは疑うべくもない。
流路構造担体持触媒による二酸化炭素からの高速メタノール合成

Ni-CeO_2-Pt触媒をガス空間速度10000h^<-1>で、メタンのCO_2による改質反応(CH_4+CO_2→2H_2+2CO)に適用すると、ほとんど平衝に達する高い効率でH_2とCOに変換する。ところが、SVを10倍に上げると、通常予期される通り、メタンの転化率は、約1/3に下がってしまう。しかし、触媒を少量のRhで修飾した結果、ほぼ平衡値に達する転化率に到達させることができた。600°Cにおける水素の生成速度は、893mol/1・hであり、担体の流路の体積86.3vol-%を除外して計算すると、6518mol/l・hの高速変換反応が実現したことになる。また、Ni-CeO_2-Pt系触媒は、メタンのCO_2とH_2Oによる改質反応、2CH_4+CO_2+H_2O→5H_2O+3COにも、SV10000h^<-1>の条件では平衡に達する高い活性を示した。生成合成ガスのCOとH_2の比率をアルコール合成のための量論組成に調節することができる。合成ガスからのメタノール合成は、すでに工業的にも行われているし、最近演者らは二酸化炭素からも250°C付近の比較的低温で平衡値に達する高活性メタノール合成触媒を開発している。アルコール合成は、CO_2から出発しても結局COを経るので、現在、COを経由させる触媒要素を組み合わせたCO_2からのアルコール合成について研究中である。CO_2をメタノールに変換し、そのメタノールを直列に連結した反応管に形状選択性触媒を充填して、ガソリンまたは低級オレフィンに変換させた。この場合は、従来のH-ZSM-5を用いたのではその強い水素移行化能のため低級パラフィンが主生成物なるに過ぎないが、SAPO-34あるいはH-Feシリケートを用いれば、それぞれ、低級オレフィンとガソリンに富んだ生成物を得ることができた。
タンパク質結晶中の転位の特性

平成18年度の科学研究費補助金により購入したフラットパネルセンサーによりタンパク質結晶の欠陥、とくに、転位の研究に大きな貢献をすることができた。われわれはこれまでに白色放射光トポグラフによってタンパク質結晶中の転位の観察に成功してきた。しかしながら、白色放射光トポグラシでは高次の反射を含み、分解能が十分にあがらず、転位像の巾が広くなり、明確な像を得ることができなかった。また、タンパク質結晶では、反射強度が弱いために、単色放射光トポグラフのラウエ・スポットの特定が難しかった。これを解決するためにフラットパネルセンサーによってラウエ・スポットを探し、確認し、その後にフィルムによって撮影を行うことができるシステムを完成させた。それにより、正方晶、斜方晶、単斜晶リゾチウム結晶中の転位の分布、転位密度、バーガースペクトルの決定を行うことができた。とくに、今まで観察されていなかったループ状の転位や曲線状の転位、またセクターバウンダリーなどが新たに確認された。また、単斜晶リゾチウム結晶では、転位密度も高く、ベルグ効果による表面の粗さが転位の分布と対応していることもわかった。これによりタンパク質結晶の成長機構と転位の分布の因果関係を知ることができるようになった。さらに、ロッキングカーブの測定では、フラットパネルセンサーとCCDカメラを連動させることによって、今までの結晶全体のロッキングカーブではなく、結晶の任意の位置でのロッキングカーブが観測できるシステムの構築が可能になった。これにより、同一試料によってロッキングカーブの半値巾と転位の歪との一対一の対応が可能になった。以上のような転位に関する知見は大型のタンパク質単結晶の育成のための基本的なデーターとして重要になり、タンパク質結晶の構造解析に大きく貢献ができるものと考える。構造生物学の大きな目標の一つはすべてタンパク質の構造を決定することである。しかしながら、X線構造解析ができるタンパク質の種類は限られている。それは、すべてのタンパク質が完全性の高い大きな結晶を得ることが出来ないからである。さらに、この完全性の評価はマクロなX線回折強度の半値幅で評価されていたのである。しかしながら、この半値幅の増減の原理、すなわちミクロな機構、いわゆるモザイク構造は未だに不明確である。この機構を解明するために、タンパク質結晶中の格子欠陥をX線トポグラフ法によって観察することは、世界の多くの研究者の目標であった。このように、本研究の平成18年度の最大の成果はタンパク質結晶のモデル結晶であるリゾチウム結晶中の転位を放射光単色X線トポグラフ法によって、鮮明に観察することに成功したことである。われわれは10年前から放射光X線トポグラフ法によってリゾチウム結晶中の転位の観察を行ってきた。これまでの研究は放射光白色X線トポグラフ法によって行われてきた。この方法の最大の欠点は白色X線であるので、ひとつのラウエスポットに高次の反射が重なり像の分解能を劣化させることである。このため、単色X線トポグラフ法が望まれていた。しかしながら、単色X線トポグラフ法は回折強度が著しく落ちること、また単一のラウエスポットの位置を特定することが難しく困難な状況にあった。われわれは平成18年度の本補助金で購入したフラットパネルセンサーの能力が近年、著しく向上したことを受け、これを位置の特定に用いることにした。その結果、極めて短時間にかつ簡単に、明瞭な転位像を世界で初めて観察することに成功した。その結果、従来の白色X線では観察できなかったループ状の転位や幅広い転位像が実は比較的細い線状であることなど新たな知見を得ることができた。また、転位像が従来の無機結晶や有機結晶で得られていたそれと同じくらいの分解能を持つことが分かった。

また、リゾチウム結晶は結晶成長条件、すなわち、成長温度、PH、沈殿材、溶液濃度によって、正方晶、斜方晶、単斜晶など多形をもつ。さらに、成長法もバッチ法、2液界面法、濃度勾配法などがある。今年度は従来、正方晶は2液界面法では完全性の高い大きな結晶ができなかったが、成長条件を調べることにより大きく、かつ完全性の高い結晶を得ることができるようになった。このように、平成19年度以降、正方晶、斜方晶、単斜晶リゾチウム結晶の放射光単色X線トポグラフによって転位構造を確定し、タンパク質結晶のモザイク構造を解明する道と正方晶、斜方晶、単斜晶の結晶成長の機構を明らかにする道が開けた。今年度は平成18年度の科学研究費補助金により購入したフラットパネルセンサーによりタンパク質結晶の欠陥の研究に大きな貢献をすることができた。われわれはこれまでに白色放射光トポグラフによってタンパク質結晶中の転位の観察に成功してきた。しかしながら、白色放射光トポグラフでは高次の反射を含み、分解能が十分にあがらず、転位像の巾が広くなり、明確な像を得ることができなかった。しかしながら、タンパク質結晶の場合強度が弱いために、単色放射光トポグラフの場合、ラウエ・スポットの特定が難しかった。これを解決するためにフラットパネルセンサーによってラウエ・スポットを探し、確認し、その後にフィルムによって撮影を行うことができる。それにより、正方晶、斜方晶、単斜晶リゾチウム結晶中の転位の分布、転位密度、バーガースベクトルの決定を行うことができた。とくに、今まで観察されていなかったループ状の転位や曲線状の転位、またセクターバウンダリーなどが新たに確認された。また、単斜晶リゾチウム結晶では、転位密度も高く、ベルグ効果による表面の粗さが転位の分布と対応していることがわかった。これにより結晶成長の機構と転位の分布の因果関係を推測できる。さらに、ロッキングカーブの測定では、フラットパネルセンサーとCCDカメラを連動させることによって、今までの結晶全体のロッキングカーブから、結晶の任意の位置でのロッキングカーブが観測できるシステムの構築が可能になったことである。これにより、同一試料によってロッキングカーブの半値巾を転位の歪との一対一の対応が可能になった。以上のような知見は大型のタンパク質単結晶の育成のための基本的なデーターとして重要になる。
光合成の強光耐性におけるタンパク質合成系の順化機構の役割

(1)光化学系IIの強光順化におけるEF-Tuの役割:シアノバクテリアSynechocystissp. PCC 6803を異なる光強度の下で生育させた後、光化学系IIの強光耐性を解析した。強光順化した細胞では、光強度に応じて光化学系IIの強光耐性が増大した。その際、タンパク質の新規合成および光化学系IIの修復能力が促進していた。さらに、興味深いことに、強光順化に伴って翻訳因子EF-Tuの存在量が増大しており、EF-Tu量と光化学系IIの強光耐性との間に高い相関関係があった。EF-TuをSynechocystisで過剰に発現させると、強光下でD1タンパク質の新規合成および光化学系IIの修復が促進した。また、EF-Tuの発現が強光下では転写レベルで誘導されることもわかった。以上の結果から、強光順化によってEF-Tuの発現が誘導され、光化学系IIの修復が促進することが示唆された。(2)植物葉緑体翻訳因子の酸化傷害と強光応答:これまでの研究により、シロイヌナズナ葉緑体翻訳因子cpEF-TuはCys149が酸化されることで不活性化することが明らかになっている。そこで、酸化ターゲットであるCys149をセリンに改変したcpEF-Tuを発現させたシロイヌナズナ形質転換体EF-Tu (C149S)を作製して、PSIIの強光応答に及ぼす影響を解析した。EF-Tu (C149S)株では、野生株に比べ強光下でPSII活性が高く維持されており、酸化耐性の改変型cpEF-Tuを葉緑体で発現させることにより、PSIIの強光耐性が増大することが示唆された。また、シアノバクテリアと同様に、強光順化した植物体ではcpEF-Tuの存在量が増大することも観察された。シアノバクテリアを用いた研究では、強光順化に伴うタンパク質合成系の変化と光合成の強光耐性の関係が明らかになってきた。現在、その成果を論文にまとめ、投稿する段階に至っている。植物を用いた研究も、重要なデータが出てきており、概ね順調に進んでいると考えられる。現時点では、翻訳因子EF-Tuに焦点を絞っているが、他の酸化標的である翻訳因子EF-Gの挙動も解析していく必要がある。強光順化によってEF-Tu量が増大したときに、EF-Gは酸化損傷からどのように保護されるか明らかにする必要がある。また、強光順化に重要な役割を果たすカロテノイドについて、光合成の強光耐性に寄与するカロテノイド種を特定し、その局在性を解明する必要がある。
2型糖尿病を発症させるアミロイド(アミリン)の蓄積と分解に関わる因子の網羅的探索

本研究では、これまで不明であったジスルフィド結合形成不全による異常タンパク質の分解や2型糖尿病の大半で認められるアミロイド(アミリン)の分解に関わる因子の網羅的な検索をおこない、分解制御の新たな分子機構の解明と糖尿病発症におけるタンパク質分解系の意義の解明を目指した。GFP分子を利用した生細胞でのイメージング技術とRNAiライブラリーによる遺伝学的な手法を利用して、膵β細胞においてタンパク質の分解に関わる因子の網羅的な検索を行った。具体的には、ジスルフィド結合に必要な96番目のシステインをチロシンに置換したジスルフィド結合形成不全インスリンを用いたレポーターとマウスと比べて凝集しやすいヒトアミリンを用いたレボーターを用いてスクリーニングを行った。その結果、2つの異なるレポーターに共通して、ユビキチンプロテアソーム分解系の因子と小胞体でのタンパク質の折り畳みを助ける分子シャペロンなどが見出された。一方、アミリンに特徴的な因子としてオートファジー分解系の因子が、インスリンに特徴的な因子としてレドックス制御の因子が見出された。これらの結果は、小胞体でのタンパク質の分解に関与する因子が、タンパク質で共通に働く因子とタンパク質ごとに働く因子が存在することを示している。今回の研究で用いたレポータータンパク質はいずれも糖尿病発症と関連が指摘されていることから、これらのタンパク質分解の役割がさらに明らかになれば、これまでの代謝治療薬とは全く異なった創薬標的の開発の可能性が出てくると期待される。糖尿病やメタボリック症候群といった代謝の恒常性の破綻が原因となる疾患の増加が大きな社会問題となっており、本研究での知見はそれらの解決に繋がる基礎的な情報を提供することが期待できる。本研究では、これまで不明であったジスルフィド結合形成不全による異常タンパク質の分解や2型糖尿病の大半で認められるアミロイド(アミリン)の分解に関わる因子の網羅的な検索をおこない、分解制御の新たな全子機構の解明と糖尿病発症におけるタンパク質分解系の意義の解明を目指す。具体的には、GFP分子を利用した生細胞でのイメージング技術とRNAiライブラリーによる遺伝学的な手法を利用して、構造異常があるインスリンやアミリンの分解に関わる因子の網羅的な検索を行う。平成21年度は網羅的な探索に必要なレポーターシステムの開発を行った。作製したレポーターシステムを発現する細胞に、様々な小胞体ストレスで刺激を加えて、細胞内でのレポーターの動態を蛍光顕微鏡で観察した。レポーターはストレスの程度や、ユビキチンプロテアソーム分解系の抑制により、細胞内に蓄積、分解などさまざまな応答を示した。これらの知見は、RNAiライブラリーを用いた網羅的な解析を開始するために役立ち、次年度は本格的にRNAiライブラリーによるスクリーニングを行う予定である。本研究により、糖代謝調節におけるタンパク質分解の役割が明らかになれば、これまでの代謝治療薬とは全く異なった創薬標的の開発の可能性が出てくる。
深層学習システムの自動テスト技術の確立

深層学習は画像処理、音声認識などの応用面で華々しい成功をおさめ、自動運転車や知能ロボットなど、社会基盤に関わる重要な分野での成果が益々期待されている。それと同時に、深層学習システムにおける障害が発生する場合、社会と自然に巨大な災害をもたらす可能性があるため、その信頼性に対する要求が益々高くなっている。本研究では、深層学習システムに対する自動テスト技術を確立することを目的としている。本研究の進展により、深層学習システムに対する系統的な自動テスト技術とそのテスト支援環境が整い、信頼性の高い深層学習システムを構築することが期待できる。
我が国における研究評価手法の総合的研究

学術審議会の答申(平成4年7月)において求められた研究評価の在り方について調査研究を行なった。研究の方法は、先ず文部省科学官全員および学術調査官経験者等を中心とした研究班メンバーによる調査・討論を基礎に中間報告書をまとめ、次にこの報告書を基にして、全国の学部長・所長・科研費審査委員経験者等にアンケート調査を行なった。調査の結果、現在の科研費等の審査方式について全般に肯定的な意見が多数を占めていることがわかった。制度の現状について理解している人は肯定的であり、不平不満は無理解に基づくものであること、即ち、広報について更に一層の努力が必要であることがわかった。同時に現状の主観的審査の社会的受容性を高める努力が必要であり、そのためには、審査にもっと財政的時間的余裕をもたせ評価者と被評価者との意見交換を可能にすること、評価者が専念できる環境が必要であること、客観的・計量的データを重視すること等多くの指摘点を明らかにできた。客観的・計量的データを整えるシステムならびに各種の評価指標についても分析が進み、評価に専念する専任者の必要性の指摘、考えられる各種評価指標の特性・問題点について詳しい分析ができた。各種指標の中でも特に重要な論文発表について、論文数・論文被引用回数等のデータを実例をもとに分析し、論文の寿命、学術誌の評価、分野・業種等による差、などについて問題点を明らかにした。受賞等の指標も分析したが分野による差が目だって大きい。研究の成果は、報告書「学術研究と評価」にまとめられ、学術審議会研究体制特別委員会に報告された。今後、同委員会の検討作業の資料となることが期待されている。平成3年2月に大学審議会、平成4年7月に学術審議会がまとめた答申において、評価の必要性が指摘されて以来、評価に関わる活動が活発になっている。このような背景のもとに文部省科学官を中心とした研究グループによって、研究評価の手法についての検討を始めた。2年間にわたる作業を始めるにあたって、その進め方について考え、目標として次の3つの柱を建てることとした。すなわち、(1)研究評価の基本理念の確立、(2)研究評価システムの構築、(3)研究評価指標の検討、である。このうち、初年度には特に(1)に重点をおき、研究評価についての基本的な考えを整理する作業を進めた。評価と意思決定、評価の明示、評価手法の分野による差、データベースの整備状況、発表論文を基礎とした評価の妥当性、その他各種の指標の妥当性、等について問題提起があり、今後の検討作業に対する指針を得ることができた。研究の評価について考えるには、研究資源の配分の方法にまで遡って考える必要がある。欧米諸国と比較して我が国の特徴を捉えるには、その段階にまで分析を深める必要がある。初年度の作業は、このように基本的な考えをまとめることにあったので具体的な成果は生まれていない。今後、2年目の作業で具体的な問題に取り組む方針である。そのための足場を固める意義は大きいものであった。研究の方法は、まず文部省科学官全員および学術調査官経験者等を中心とした研究班メンバーによる調査・討論を基礎に中間報告書をまとめ、次にこの報告書を基にして、全国の学部長・所長・科研費審査委員経験者等にアンケート調査を行なった。

同時に現状の主観的審査の社会的受容性を高める努力が必要であり、そのためには、審査にもっと財政的時間的余裕をもたせ評価者と被評価者との意見交換を可能にすること、評価者が専念できる環境が必要であること、客観的・計量的データを重視すること等多くの指摘点を明らかにできた。客観的・計量的データを整えるシステムならびに各種の評価指標についても分析が進み、評価に専念する専任者の必要性の指摘、考えられる各種評価指標の特性・問題点について詳しい分析ができた。各種指標の中でも特に重要な論文発表について、論文数・論文被引用回数等のデータを実例をもとに分析し、論文の寿命、学術誌の評価、分野・業種等による差、などについて問題点を明らかにした。受賞等の指標も分析したが分野による差が目だって大きい。研究の成果は、報告書「学術研究と評価」にまとめられ、学術審議会研究体制特別委員会に報告された。今後、同委員会の検討作業の資料となることが期待されている。