hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手書き文字認識を援用する古文書読解支援システムの構築

手書き文字認識を援用する古文書読解支援システムの構築を目指して、本年度は以下の項目について研究を進めた。(1)古文書画像データベースの作成と雑音除去「摂州嶋下郡吹田村の宗門改帳」を対象として、動的なしきい値設定に基づく2値化手法を導入するとともに、射影分布、走査線分布、連続する黒画素分布、外接矩形と黒画素の形状などに着目した雑音除去手法を開発し、データベースの高品質化を図った。(2)キャラクタスポッティングの高精度化「相模国の天保郷帳」を対象として、加重方向指数ヒストグラムによる特徴抽出法と自己想起型ニューラルネットワークによる学習法に変更を加えることにより、指示した特定文字だけを認識して抽出するキャラクタスポッティングの高精度化を図った。(3)背景領域の細線化による文字切り出しと認識種々の古文書文字列画像を対象として、古文書に特有の続け字や続け書き、文字の食い込みに対処することを目的に、文字列の背景領域に細線化処理を適用して分割候補点を設定し、認識処理を援用しながら領域の統合を行うことにより、文字列を個別に切り出す手法を開発した。(4)古文書読解支援システムの構築「天保郷帳」を例題として、初心者の読解に有効な文字情報をキャラクタスポッティング手法によって表示する古文書読解支援システムを構築した。手書き文字認識を援用する古文書読解支援システムの構築を目指して、本年度は次の2項目について研究を進めた。(1)古文書画像データベースの作成システム構築の例題として、2種類の古文書画像データベースを作成した。一つは、初心者にも比較的なじみ易い「天保郷帳」を取り上げ、相模国と越前国についてデータベースを作成した。他の一つは、中級者向けとして「宗門改帳」を対象として、陸奥国会津郡小松川村と攝津国嶋下郡吹田村の画像データベースを作成した。(2)キャラクタスポッティングの研究文書中のある指定文字だけを認識して、抽出するキャラクタスポッティング手法について検討した。その手法は、古文書に特有のつづけ字や文字の食い込みに対処するため、認識処理とストローク接合部検出を融合した文字切り出し法を提案し、これに加重方向指数ヒストグラムによる特徴抽出と自己想起型ニューラルネットワークによる認識処理を付加したものである。この方法により、相模国の天保郷帳における石高表記部を対象として、94.22%の正解率が得られることを確認し、提案手法の有効性を示した。これにより、初心者が要求する文書中のある文字だけを教示して、読解を支援するシステムの構築に実現の見通しが得られた。手書き文字認識を援用する古文書読解支援システムの構築を目指して、本年度は次の3項目について研究を進めた。(1)古文書画像データベースの精緻化システム構築の例題として作成した2種類の古文書画像データベース、つまり初心者を対象とした「天保郷帳」と中級者を対象とした「宗門改帳」データベースについて、動的なしきい値設定法の導入に基づく2値化手法と雑音除去手法を適用し、データベース画像の精緻化を図るとともに、認識処理に利用する部首データベースを作成した。(2)キャラクタスポッティングの研究初心者の古文書読解の支援システムに組み込む文字認識手法として、指示した特定の文字だけを認識して抽出するキャラクタスポッティング技術に着目し、加重方向指数ヒストグラムによる特徴抽出と自己想起型ニューラルネットワークによる認識処理から成る高精度スポッティング法を提案して、シミュレーション実験により、その有効性を確認した。(3)背景領域の細線化に基づく文字切り出しと認識の研究中級者の古文書読解を支援する文字認識システムとして、古文書特有の続け文字や文字の食い込みに積極的に対処する文字切り出し手法を提案した。その手法は、文字列の背景領域に細線化処理を施して分割候補点を抽出し、認識処理を援用しながら領域の統合を行って文字パターンを個別に切り出すものである。天保郷帳の石高文字列を例にとって、本手法に基づく文字認識により、98.52%の個別文字認識率と90.24%の文字列認識率が得られることを明らかにした。(1)古文書画像データベースの作成と雑音除去「摂州嶋下郡

吹田村の宗門改帳」を対象として、動的なしきい値設定に基づく2値化手法を導入するとともに、射影分布、走査線分布、連続する黒画素分布、外接矩形と黒画素の形状などに着目した雑音除去手法を開発し、データベースの高品質化を図った。(2)キャラクタスポッティングの高精度化「相模国の天保郷帳」を対象として、加重方向指数ヒストグラムによる特徴抽出法と自己想起型ニューラルネットワークによる学習法に変更を加えることにより、指示した特定文字だけを認識して抽出するキャラクタスポッティングの高精度化を図った。(3)背景領域の細線化による文字切り出しと認識種々の古文書文字列画像を対象として、古文書に特有の続け字や続け書き、文字の食い込みに対処することを目的に、文字列の背景領域に細線化処理を適用して分割候補点を設定し、認識処理を援用しながら領域の統合を行うことにより、文字列を個別に切り出す手法を開発した。(4)古文書読解支援システムの構築「天保郷帳」を例題として、初心者の読解に有効な文字情報をキャラクタスポッテイング手法によって表示する古文書読解支援システムを構築した。
感覚器適応種分化の分子機構とその普遍性

本研究では感覚器適応種分化の分子機構とその普遍性を明らかにすることを目的とした。本研究により、カワスズメ科魚類では婚姻色パターン形成関連遺伝子が性選択を受けて種間で分化したことを明らかにした。また、Nothobranchius属魚類では視覚の多様化を明らかにし、この多様化が婚姻色の多様化を形成したと考えられた。本研究により感覚器適応種分化の性選択も含めた全体像が示され、また他種も含めその機構の普遍性が明らかになった。生物多様性の創出は種分化がその原動力となっていると考えられてきた。しかし、分子生物学が発展した現在になっても種分化の機構はほとんど明らかになっていなかった。私は近年、感覚器の適応によって引き起こされる種分化の機構を分子レベルで明らかにした。しかし、1)まだ感覚器が受容するシグナルが性選択により分化することを分子レベルで示すには至っていない。また2)この機構が多くの生物で共通の現象であることも示していない。そこで本研究では感覚器の適応が引き起こす種分化の全体像を示し、この機構が生物多様性獲得の共通の機構となっていることを分子レベルで示すことを目的としている。本研究では1)を達成するためにカワスズメ科魚類(シクリッド)の婚姻色形成遺伝子群を、2)を達成するためにNothobranchius属魚類の視覚の適応と婚姻色の分化を明らかにする計画である。どちらの計画でも婚姻色形成遺伝子群の解析が必須であるが、これまでに婚姻色形成に関わる遺伝子は明らかにされていなかった。昨年度までに婚姻色を呈しているシクリッドの1種のオスの表皮で多く発現する遺伝子を次世代シークエンサー解析により400程度単離した。平成24年度はこの400遺伝子を絞り込むために他の2種でも同様の実験を行い共通の遺伝子を絞り込み、また昨年度の種も同様の解析を行い個体差により多く発現していた遺伝子を排除した。また、種特異的な婚姻色形成遺伝子の変異は性選択により種内に固定していると予想されるため、種特異的に遺伝的に分化した領域を、2種それぞれ20個体ずつを解析して明らかにした。これら分化した領域は数十領域存在し、その中でオスの婚姻色を呈した表皮で多く発現する遺伝子が存在する領域も数カ所あった。このような遺伝子には細胞間チャネルに関係するものがあり、種特異的な婚姻色パターン形成に関わった可能性が大きいと考えられる。私は近年、感覚器(視覚)の適応によって引き起こされる種分化の機構を明らかにしてきた。本研究では、1)感覚器の受容するシグナルが性選択により分化すること、2)この種分化の機構が生物多様性獲得の共通の機構となっていることを示すことを目的としている。昨年度までに1)について研究を進めてきた。本年度は2)に重点をおいて研究を進めた。研究計画にあるNothobranchius属の魚類については、これまでオスの婚姻色が非常に多様化していることが知られていた。このことから私はNothobranchius属において視覚が多様化しており、この視覚に感度がよく受容される婚姻色が性選択によって進化してきたと予想した。しかし、これまでにこの属の魚類について視覚関連遺伝子の報告はまだなかった。そこで本研究では始めにNothobranchius属の1種、N. foerschiの眼からRNAを抽出して次世代シークエンサーにより配列を決定した。次にde novoアセンブリによりcDNAの配列を構築し、そこからオプシンの遺伝子の単離を行った。その結果、SWS1, SWS2, RH2B, RH2A, LWSの5つの色覚オプシンと薄明視に関するオプシンのRH1の単離に成功した。色覚オプシンの発現量は、SWS2, RH2A, LWSが高く、長波長側の吸収に適したオプシンの組み合わせを用いていた。さらに1つのオプシンの配列をNothobranchius属の他種から決定して比較したところ、多くのアミノ酸が置換しており、そのうち半数以上がカワスズメ科魚類において吸収波長の変化に関係があると予想されたアミノ酸位置であった。以上のことからNothobranchius属において視覚が多様化しており、この視覚に感度がよく受容される婚姻色が性選択によって進化してきたことが予想される。生物多様性は古くから多くの人に興味を持たれ、種の分化と形成がその原動力となっていると考えられてきた。しかし、分子生物学が発展した現在になっても種の分化のメカニズムはほとんど明らかになっていなかった。

本研究では1)を達成するためにカワスズメ科魚類の婚姻色形成遺伝子群を、2)を達成するためにNothobranchius属魚類の視覚の適応と婚姻色の分化を明らかにする計画である。どちらの計画でも婚姻色形成遺伝子群の解析が必須であるが、これまでに婚姻色形成に関わる遺伝子は明らかにされていない。そこで平成23年度は婚姻色形成遺伝子群を単離するために、カワスズメ科魚類の婚姻色を呈しているオスの表皮で多く発現し、それを呈していないメスの表皮でほとんど発現しない遺伝子の単離を試みた。そして単離した遺伝子と性特異的な発現を制御する染色体領域との関連を調べた。オスとメスの表皮からRNAを抽出し、次世代シークエンサーにより配列の決定を行った。決定した配列を元にcDNA配列のdenovo再構築を行いトランスクリプトームを作成した。このトランスクリプトームとゲノム配列、mRNAの配列を元にオスで多く発現する遺伝子を400程度単離した。これら遺伝子には色素細胞の誘導と分化に関わると報告されている遺伝子や、色素合成に関わる遺伝子が含まれており、それら婚姻色形成遺伝子群の染色体上の位置も明らかにした。私はこれまでに、感覚器の適応によって引き起こされる種分化の機構を明らかにしてきた。しかし、まだ婚姻色が性選択により種間で分化して種分化を引き起こしてきたことについては示すことができていない。その最大の理由がこれまでに婚姻色形成に関わる遺伝子がほとんど知られていないことである。感覚器の適応を他の魚種で明らかにすることは、これまでの経験があるためそれほど困難ではない。平成24年度は婚姻色形成遺伝子群の候補の中から種間で共通の遺伝子を絞り込むことを行い、またこれら遺伝子の中で性選択によって種特異的に分化した領域に存在する遺伝子を明らかにし、その遺伝子が種特異的な婚姻色パターン形成に関与している可能性が大きいことを示した。そのため当初の計画以上に進展していると自己評価を行った。その具体的な内容を以下に述べる。平成23年度にカワスズメ科魚類の1で種婚姻色を呈しているオスの表皮で多く発現している遺伝子を400程度、次世代シークエンサー解析により明らかにした。平成24年度は同様の実験を他の2種でも行い、婚姻色形成に関わる遺伝子の絞り込みを行った。また、平成23年度に用いた種も複数個体同様な解析を行い、個体差による遺伝子発現量の違いの可能性を排除した。また種特異的な婚姻色形成に関わる遺伝子は、その遺伝子が存在する領域が性選択により種間で分化していると予想されるため、2種のそれぞれ20個体ずつを解析に用いて種間で分化した領域を数十カ所特定した。それらの箇所において、オスの婚姻色特異的に発現の多い遺伝子が存在する領域が数カ所存在し、そのような遺伝子には細胞間チャネルに関係する遺伝子もあった。このような遺伝子は種特異的な婚姻色パターンの形成に関わる可能性が大きい。また、婚姻色の進化を加速させる性決定領域も4種で親と子のDNAを抽出して決定することを進行させている。しかし、まだ婚姻色が性選択により種間で分化して種分化を引き起こしてきたことについては分子レベルで示すことができていない。
新規な超音波造影ガス封入リポソームによる非侵襲的虚血性血管再生療法のシステム開発

超音波造影ガス封入リポソームと超音波照射併用による遺伝子導入法を用いて、血管新生作用がある血管新生促進因子(bFGF)の遺伝子を筋組織に導入し、マウス下肢虚血モデルに対する遺伝子治療を試み、昨年度に最適化してきた本遺伝子導入法の有効性を明らかにする。1)マウス下肢虚血モデルへの血管新生促進因子(bFGF)の遺伝子導入一マウスの下肢部筋組織に血管新生促進因子(bFGF)の遺伝子発現プラスミドDNA(pEF-bFGF-10ug)を超音波造影ガス封入リポソーム(60ug)と超音波照射(1MHz,2w/cm^2,30-60秒)との併用によって導入し、血管新生促進因子(bFGF)の発現タンパク質を導入筋組織のExplant Cultureを利用したbFGF-ELISA法によって解析した。その結果、プラスミドDNAの単独投与群に比べて有意な上昇傾向が認められた。2)血管機能回復の評価-作製した下肢虚血モデルマウスにbFGF遺伝子を本導入法により、疾患局所(下肢動脈切除部位)へと導入し、その後、経時的にLaser Dopplerシステムを用いて、相対的な血流量を測定した。その結果、遺伝子導入後3週目において、血流が80%まで回復していた。この効果は、プラスミドDNA単独、または、プラスミドDNAと超音波照射併用のみの群では、顕著な血流の回復が見られなかった。以上のことから、超音波造影ガス封入リポソームと超音波照射併用によるbFGF遺伝子導入が、下肢虚血モデル動物における血管新生療法に有効であることが示され、新規な超音波造影ガス封入リポソームによる遺伝子導入法の有効性が明らかとなった。標的指向性を高めるために、血管内皮細胞に特異的なRGDペプチドなどを利用したPEG修飾リボソーム、また、PEG修飾リボソームを調製し、それぞれに超音波造影ガスを封入したリボソーム(バブルリポソーム)の調製を行い、超音波造影ガス封入リボソームと治療的超音波照射併用による下肢部組織への遺伝子導入法の確立を行う。1)バブルリポソームの調製-PEG修飾リボソームを調製し、それに市販されている超音波造影ガス(パーフルオロプロパン)を封入し、超音波造影ガス封入リボソーム(バブルリポソーム)を作製し、超音波照射併用による培養血管内皮細胞への遺伝子導入を行った。その結果、超音波照射を併用することで有意な遺伝子導入効果が得られた。これは、一般遺伝子導入試薬であるリポフェクタミン2000に比べ、100倍以上の高い遺伝子発現が認められた。2)RGDペプチド修バブルリポソームの調製-標的指向性を高めるために、血管内皮細胞に特異的なRGDペプチド修飾リボソームを調製し、それに市販されている超音波造影ガスを封入し、超音波造影ガス封入リポソームを作製し、超音波照射併用による培養血管内皮細胞への遺伝子導入を行った。その結果、バブルリポソームをRGDペプチドで修飾することで、超音波照射を併用した遺伝子発現が更に5倍以上増加した。このことからin vitro系におけるRGDペプチド修飾バブルリポソームの有効性が示された。発現レベルの増加は、RGDペプチドを介してバブルリポソームが細胞膜直下で崩壊し、効率良くキャビテーション誘導が生じ、これによって遺伝子導入が促進されたことによると考えられる。3)バブルリポソームによる遺伝子導入-バブルリポソームによる遺伝子導入の有効性をin vivoでの局所投与で明らかにするために、バブルリポソームと発現プラスミドDNA(レポーター遺伝子(EGFPまたは、Luciferase)を下肢部筋肉内に直接投与し、直ちに超音波照射を行い、筋組織での遺伝子導入領域とその発現強度をLuciferase活性測定または、蛍光顕微鏡によって確認した。その結果、プラスミドDNAのみを投与した群に比べ、さらにバブルリポソームと超音波照射併用の群において50倍程度の遺伝子発現の増強が確認された。以上の結果からバブルリポソームのin vivoでの遺伝子導入ツールとしての有効性が示された。

以上のことから、超音波造影ガス封入リポソームと超音波照射併用によるbFGF遺伝子導入が、下肢虚血モデル動物における血管新生療法に有効であることが示され、新規な超音波造影ガス封入リポソームによる遺伝子導入法の有効性が明らかとなった。
磁気ラバールノズルプラズマ流によるホーキング輻射スペクトルの実験的検証

近年、ビッグバンに代表される相対論的宇宙論の進展とともに、ブラックホールの存在が予言され観測研究が進められている。ブラックホールはホーキング輻射と呼ばれるプランク分布に従う輻射を放出しているという予言がホーキングによって示されている。この現象はブラシクホールに付随する「事象の地平線」における時空の引き延ばし効果に起因するもので、最も興味深い現象の一つであるが未だ実証もされていない。本研究は、磁気ラバールノズルを用いてプラズマ流を亜音速から超音速に加速し、その際に出現する"sonicpoint"近傍にて波動を励起しそのパワースペクトルを観測することによりホーキング輻射予言を実証する事を目的とした実験研究を行った。本年度は、発散収束型(ラバール型)磁気ノズル部において、プラズマ流中でのイオンマッハ数が1近傍になる"sonicpoint"が形成され、この近傍においてイオン音波の励起と伝搬に関する実験を行った。この近傍では衝撃波発生に伴うイオン温度の上昇現象が観測され、そのためにイオン音波のランダウ減衰がおこりスペクトル観測が困難であることが判明した。一方、イオン音波だけでなく、アルヴェン波を用いることで、アルヴェンマッハ数M_A=1の"sonic point"におけるアルヴェン波の伝搬についても実験を実施した。発散型磁気ノズル形状を用いることでアルヴェンマッハ数が1以上の超アルヴェン速プラズマ流を生成し、アルヴェン波励起と伝搬特性を観測した。これらの実験において、上下流への波動伝搬に対するプラズマ流のドップラー効果を利用することで、プラズマ流速の新しい計測法を見出した。ブラックホールは相対論的宇宙論の進展とともに存在が予言され、その探索がおこなわれているが、様々な特異現象が予言される一方でその実態は明らかとなっていない。ホーキング輻射と呼ばれる現象は、ブラックホールに付随する「事象の地平線」における時空の引き延ばし効果に起因する電磁波の放射現象であり、最も興味深い現象の一つであるが未だ実証もされていない。本研究は、磁気ラバールノズルを用いてプラズマ流を亜音速から超音速に加速し、その際に出現する"sonicpoint"近傍にて波動を励起し、そのパワースペクトルを観測することによってホーキング輻射予言を実証する事を目的としている。この研究では、亜音速から超音速に至る高速プラズマ流を用いることによって、プラズマ中に発生させた波動が"sonic point"近傍を通過する際にどのようなスペクトル分布を取るかを実験的に明らかにする。本年度は、東北大学のHITOP装置の片端に設置されたMPDアークジェットを用いて、高電離度、準定常かつ超音速領域の磁化プラズマ流を生成した。またこの下流部に発散型磁気ノズルにバンプ磁場を重畳させることによってイオンマッハ数が1となる"sonicpoint"を出現させ、イオンマッハ数が1以下の亜音速流から1以上の超音速流への移行状態を実現した。この"sonic point"の同定にはプラズマ流のイオンマッハ数の評価が重要となる。イオン温度が無視できない条件下ではイオンマッハ数を同定するためにイオンの比熱比を知る必要がある。この比熱比の測定をおこなうため、マッハプローブ法を用い、約1.2との結果を得た。この値は流れに沿ったマッハ数の変化と等エントロピー流による理論式との比較した結果とも良い一致を示した。本研究は、磁気ラバールノズルを用いてプラズマ流を亜音速から超音速に加速し、その際に出現する"sonicpoint"近傍にて波動を励起しそのパワースペクトルを観測することによってブラックホールにおけるホーキング輻射予言を実証する事を目的とする。この研究では、数多くのプラズマ理工学の知識を用いて最新の宇宙物理学研究の実証実験を行うものであり、亜音速から超音速に至る高速プラズマ流を用いることによって、プラズマ中に発生するイオン音波やアルヴェン波など多様な波動現象を観測対象として選択し上記の研究目的を達成するものである。本年度は東北大学工学部のHITOP装置(直径0.8m、全長3.3m)にMPDアークジェットを設置して、高電離度、準定常かつ超音速領域の磁化プラズマ流を生成させ実験を行った。すでに、磁気ラバールノズル部にプラズマ流を流入することでイオンマッハ数が1となる"sonicpoint"を出現させ、イオンマッハ数が1以下の亜音速流から1以上の超音速流への移行状態を実現することに成功している。今回、ラバールノズルを通過するスロート前面近傍でのイオン音波励起とそのパワースペクトルの計測を行った。小型電極へのパルス電圧印加により密度および電位変動を与えることでプラズマ中にイオン音波を励起し、その伝搬特性の計測をおこない、理論式と比較することで、イオンの比熱比の評価を行った。それとともに、理論的に予想されるブラックホールのホライズン近傍における「波の引き延ばし効果」によって波動スペクトルがプランク分布となっているかどうかについて検討を行った。

本年度は、発散収束型(ラバール型)磁気ノズル部において、プラズマ流中でのイオンマッハ数が1近傍になる"sonicpoint"が形成され、この近傍においてイオン音波の励起と伝搬に関する実験を行った。この近傍では衝撃波発生に伴うイオン温度の上昇現象が観測され、そのためにイオン音波のランダウ減衰がおこりスペクトル観測が困難であることが判明した。一方、イオン音波だけでなく、アルヴェン波を用いることで、アルヴェンマッハ数M_A=1の"sonic point"におけるアルヴェン波の伝搬についても実験を実施した。発散型磁気ノズル形状を用いることでアルヴェンマッハ数が1以上の超アルヴェン速プラズマ流を生成し、アルヴェン波励起と伝搬特性を観測した。これらの実験において、上下流への波動伝搬に対するプラズマ流のドップラー効果を利用することで、プラズマ流速の新しい計測法を見出した。
中年期にある親の青年期の子どもとの親子間葛藤解決プロセスと影響要因

本研究においては,青年期の子どもと中年期の親との親子間葛藤の内容及びそれが生起するメカニズムについて生物心理社会的モデルに基づいた検討を行う。また,親子間葛藤の解決プロセスについて生涯発達心理学的観点から検討する。研究方法としては,まずはじめに半構造化面接による語りの分析から概念モデルの仮説生成を行い,続いて,その仮説的な概念モデルを質問紙調査による定量データの分析によって実証的に検討する。
夜型化社会の中での幼児の生活リズムと体力、身体活動量との関係

幼児の生活習慣調査および、体格や身体活動量、両手握力値、運動能力の測定をし、夜型化した社会の中で生活する幼児の生活状況や身体状況、体力・運動能力の実態把握とそれらの関連を分析して、幼児の抱える問題点や課題を見いだし、行政や保育・教育団体、家庭に、生活リズムの向上のための保育や育児への提案を行った。午後10時以降就寝児は約2割おり、幼児に必要な10時間以上の睡眠が確保できていない幼児は約7割であった。就寝時刻は、翌日の生活に影響を及ぼしていたことから、就寝時刻を早めることが重要であり、即実行できることとして、日中の活動量を増やす活動を意識的に取り入れる必要性が示唆された。本研究は、3年間で、保育園幼児の生活習慣の調査とともに、体格、体力(身体活動量)の測定、両手握力値の測定を行い、それらの関連性を分析し、健康管理上の問題の所在やその誘因を見いだすこととしている。身体活動量は、ライフコーダを1週間装着してもらい、生活習慣との関連を分析していく。また、個々の幼児の結果を整理して、学期ごとに各家庭に知らせるとともに、子どもが抱える健康上の問題点の改善策をまとめ、保育園での健康づくりの取り組みとして、改善すべき課題を保育計画に取り入れ、保育実践に結びつけていくことを目的としている。平成27年度は、(1)研究の概要を説明し、調査・測定の許可をいただいた1都1道2府12県(北海道・新潟・東京・福井・愛知・京都・大阪・兵庫・岡山・香川・徳島・愛媛・高知・広島・福岡・沖縄)の1歳6歳までの保育園幼児の生活習慣調査と身体測定を実施し、幼児の生活状況や身体状況を把握した。(2)生活習慣調査の結果は、項目ごとに図表にまとめ、幼児の生活上の問題点の分析、身体状況との関連を分析した。(3)56歳幼児を対象に、両手握力値測定(握力計)と身体活動量測定(生活習慣記録機ライフコーダもしくは歩数計)を、大阪府と岡山県、広島県の保育園で実施している。身体活動量(歩数や総消費量、運動量、運動強度)は、起床してから就寝前までの1日および1週間の時間経過の中で把握している。(4)保護者への支援、および、家庭における生活改善のため、調査で得られた幼児の体格や生活状況の実態を園や保護者に報告した。(5)幼児の生活習慣と幼児の体力や身体活動量との関連について、保護者と保育園へのフィードバックは、平成28年度末までに行う予定である。保育園に対しては、見いだした問題点について、生活改善のための対策を考え、次年度の保育計画に取り入れるよう助言を行った。・生活習慣調査と幼児の体力・運動能力測定をあわせて実施する園の協力が得られ、生活調査のデータ集計を終え、園を通して保護者にフィードバックすることができた。・幼児の生活習慣と体力・運動能力測定の結果を合わせて、分析・検討を開始した。本研究は、3年間で、幼児の生活習慣調査や体格、体力・運動能力および身体活動量(歩数)の測定を行い、生活時間とそれらの関連性を分析し、夜型社会の中での子どもたちが抱える健康管理上の問題やその誘因を見いだし、改善策を模索するものである。中でも、希望者には、個々の結果を整理して個別健康カードを作り、各家庭に子どもの健康情報を知らせるとともに、子どもたちが抱える健康管理上の問題点とその改善策をまとめ、改善すべき課題を保育園での保育計画に取り入れ、保育実践に結びつけてもらうことを目的とした。平成27・28年度は、(1)研究の概要を説明し、調査・測定の許可を得た〔平成27年度〕1都1道2府12県と〔平成28年度〕1都2府11県の16歳までの保育園幼児(38,442名)の生活習慣調査と体格、体力・運動能力測定を実施し、生活状況や身体状況の実態を整理した。(2)生活習慣調査の結果は、質問項目ごとに作図・作表して、研究資料1と2にまとめた。そして、身体状況との関連から健康管理上の問題点を抽出し、分析した。(3)5・6歳の幼児を対象に、両手握力値測定(握力計)と、歩数計もしくは生活習慣記録機ライフコーダを用いた身体活動量測定を、大阪府と岡山県、広島県、高知県の保育園で実施した。その際の身体活動量は、起床してから就寝前までの1日および1週間の時間経過の中で把握した。(4)夜型化した幼児の生活改善のため、家庭でできうる実践を行ってもらうために、調査で得られた結果を基に、個別に健康カードを作成して、園や保護者にフィードバックしてきた。平成29年度は、幼児の生活習慣と体力・運動能力や身体活動量との相互の関連性について分析を加え、検討した問題改善策を、保護者と保育園、ならびに行政や保育・教育団体へフィードバックし、今後の保育計画の中に改善案を取り入れてもらう実践を展開することを予定している。当初の計画以上に、幼児の生活習慣調査は順調に進み、これまでに38,442名からの幼児をもつ保護者から回答を得た。そして、収集したデータより、作図・作表をしてまとめた。なお、体格、体力・運動能力、身体活動量測定も予定通りに行っており、現在、測定結果をまとめ、生活状況との関連性を分析している。具体的には、幼児の生活状況と身体状況(体格、体力・運動能力、歩数)の実態とをクロスさせて、夜型化した子どもたちの抱える健康管理上の問題点を抽出・分析している。

そして、見いだした結果や考察した事柄を、保育園や保護者、行政や保育・教育団体にフィードバックし始めている。(1)平成29年度は、1道2府8県の乳幼児の生活習慣調査および体格の測定を実施し、その結果を図表にまとめた。さらに、5・6歳児を対象に、体力・運動能力測定と身体活量の測定を、大阪府、岡山県、広島県で実施した。調査および測定で得られた結果を、もとに、個別健康カードを作成し、園や保護者にフィードバックした。そして、幼児の生活習慣と体力・運動能力や身体活動量との相互の関連性に分析を加え、検討した問題改善策を、保護者と保育園、ならびに行政や保育・教育団体へフィードバックした。就寝時刻の遅さの改善を図るために、保育計画の中に取り入れるべき運動実践を提案した。(2)生活調査の結果、午後10時以降に就寝する幼児の割合は約2割であり、2011年度の調査時よりも減少していたが、幼児が夜間に必要とされる10時間以上の睡眠を満たしていない幼児の割合は変化がなく、約7割確認された。夜間の睡眠時間が9時間30分未満の短時間睡眠児が3割程度確認され、翌日に精神的な疲労症状を訴えることが懸念された。朝、起こされて起床する幼児は、男女ともに加齢に伴って増加し、3歳以上児になると35割いたことから、就寝時刻の遅れや睡眠時間の短さから自律起床ができていないことが推察された。あわせて、朝の機嫌のよくない子どもが1割程度確認されたことも、このような睡眠習慣の乱れが影響しているものと推察した。これらのことから、夜型化した生活が翌日の生活に悪影響を及ぼしていることを確認した。保育園に子どもを通園させている保護者は、、仕事と家事・育児の両立をしていることから、夜型の生活を朝型に改善することは、とても困難な状況であった。そこで、園で、子どもの日中の運動量を増やし、その夜には心地よく疲れて就寝が早まり、睡眠時間を確保していくことが求められた。園のデイリープログラムや保育内容に活動的なあそびや運動の時間を取り入れることが必要とされた。幼児の生活習慣調査および、体格や身体活動量、両手握力値、運動能力の測定をし、夜型化した社会の中で生活する幼児の生活状況や身体状況、体力・運動能力の実態把握とそれらの関連を分析して、幼児の抱える問題点や課題を見いだし、行政や保育・教育団体、家庭に、生活リズムの向上のための保育や育児への提案を行った。午後10時以降就寝児は約2割おり、幼児に必要な10時間以上の睡眠が確保できていない幼児は約7割であった。就寝時刻は、翌日の生活に影響を及ぼしていたことから、就寝時刻を早めることが重要であり、即実行できることとして、日中の活動量を増やす活動を意識的に取り入れる必要性が示唆された。前年度に引き続き、生活習慣調査と体格、体力、身体活動量の測定と分析をし、その結果を保護者にフィードバックする。そして、幼児の抱える・抱えさせられている生活上、および、身体上の問題を把握し、問題の改善と予防の方策を検討する。また、生活習慣と体力、活動量との関連性を分析していく。そして、子どもたちの抱える問題の改善点について、家庭啓発のあり方や保育計画への活動の取り組み方を検討していく。今後も引き続き、幼児の生活習慣調査を継続することと、これまでに測定した体格、体力・運動能力、身体活動量(歩数)との関連性を詳細に分析していくこと通して、夜型化した幼児の健康管理上の問題点を把握し、問題の改善策と予防策を検討する。あわせて、家庭や保育・教育現場における健康づくり実践や反省・評価までを反映させた、子どもたちのための健康づくりのシステム化を図る。こどもの健康福祉学
都市景観の社会的形成メカニズムと都市整備上の風土論的意味の統合的研究

風土学的側面からは、「景観から風景へ」という研究の枠組み・展望が得られた。これは,研究分担者の木岡が、専門の現代哲学の知見をもとに当科研による研究会での議論と熊本県小国町などでの現地調査を通して構築した視点である。従来の都市景観に対する主たる関心であった新旧都市景観の融合のための静的なデザイン論ではなく、生きた風景を生み出すための運動論として性格づけられる。景観創造への住民参加、域内の資材や労働力を活用し、建築物が客観的視線の対象として屹立することなく、日常的行動を通じて身体のシステムに組み込まれてゆくプロセスを重視する。そのなかでは、建築物が地域外からの視線によってシンボル化し、内なる視線がつくられ、イメージが外来者の視線を通して自覚されアイデンティティ、伝統を生む。こうした伝統の根づく契機として、外来者との対話による「間風土的世界」が位置づけられる。木岡は、この研究を風景の生成論への個別的体験と一般的記号作用の通態性に基づく風土学的枠組みから展開した。つぎに風景の生成論という動的な景観分析には、社会的な景観の位置づけや整備への接近が必要となる。滋賀県の長浜では、株式会社黒壁を地域社会と景観整備、商業近代化、まちおこしの鍵として検討した。山形県朝日町では、空気神社をめぐる実態のない景観から社会的な景観の意味が考察された。また、制度的な契機も問題となる。これについては、たとえば函館や長浜、内子の伝建地区指定、まちおこし、商業近代化などの関連性が興味深い。以上、風土学的アプローチと社会地理学的側面の2点にまとめ整理したが、ここから風土学・文化論的接近と経済性や機能性からの検討を、政治・社会的な接近で取り結ぶという当初の目的について展望を開いた。追加予算による11月開始の研究にも関わらず、今後展開してゆくべき重要な学際的刺激・契機、研究枠組みの構築をこの科研から得ることができた。
タキサン系薬剤治療中の乳がん患者が体験する全身性浮腫のマネジメント指標の探索

乳がん治療に伴う全身性浮腫の重症化への移行を遅延・抑制する実効性の高い自己管理方法の確立は急務である。本研究の目的は、前向き介入研究によって、タキサン系薬剤治療中の乳がん患者に生じる全身性浮腫の増悪防止の指標を創出することである。具体的には、あらゆる病期におけるタキサン系薬剤治療中の乳がん患者を対象として1治療開始時から終了後1か月時点までの間に複数の観察ポイントを置き、介入として開始時に患者へ浮腫の主体的なセルフモニタリング方法を伝えると共に、毎回栄養指導を実施する2観察ポイントの各時点で体内水分量、QOL尺度の推移を縦断的に調査し浮腫管理に係る最適な指標を探索・同定することに取り組む。
光干渉断層計をもちいた前視野緑内障の早期発見についての研究

緑内障は、加齢により増加する疾患であり、現在の日本での失明原因の第一位を占めている。今後ますます進む高齢化社会での緑内障診療においては、慢性進行性疾患である本症をいかに早期に発見し失明を防ぐかが、最重要課題であるであることは明確である。近年、光学診療機器の発達により早期緑内障に関しての様々な知見が得られているが、緑内障発現の最初の徴候については未解明である。我々はこれまでの横断的または縦断的な調査により、黄斑部網膜内層の「上下非対称性」に着目している。今回の研究では、緑内障の早期診断を目指した最適な画像診断法の探索が第一目標である。さらには自動診断プログラムでの超早期診断法の開発を目指す。
現実環境に適応できる電力割当制御システムの構築

オンデマンド型電力供給(Energy-on-Demand: EoD)は需要家サイドの電力マネジメントのための新しいコンセプトであり、電力の流れを高度に制御することを目的とする。利用可能な電力が限られている状況で、電力割当マネージャが最適な電力割当を計算し各家電への電力供給量を制御する。本研究では、家電の消費電力の組合せ最適化に基づくEoDシステムの提案、実装および評価を行った。まず初年度は、各家電の消費電力をスマートタップを用いて測定し、多重選択ナップザック問題のアルゴリズムで最適割当を決定し、赤外線通信等で家電を制御することで電力割当を行うシステムを実装した。2年目は、例えばバッテリーを持つ機器は不安定な太陽光発電からの電力供給を受けられる一方で、常に安定した電力を必要とする機器は安定した商用電源を割り当てる、といったように、複数種類の電力をそれぞれ適した電力消費機器に割り当てるシステムのプロトタイプを開発した。3年目は、割当制約付き複数ナップザック問題に基づく電力割当制御をいわゆるIoTデバイスで実現した。具体的には、Raspberry Piのような小型コンピュータ上で、一般的な整数計画問題ソルバであるSCIPを用いて最適割当を計算させた場合でも、一般的な家庭を想定した問題規模であれば、実用的と思われる所要時間で割当計算が終了することを明らかにした。また前年度のプロトタイプシステムを発展させて、Raspberry Piを割当制御マネージャとする電力割当制御システムを実現した。最終年度は、より洗練させたパラメータ定量化手法に基づくアルゴリズム、実装の効率化、本手法が適用できる範囲の拡大のためのシステムの拡張に関して検討した。年度内の論文等としての成果発表には至らなかったため、今後、成果発表のため研究を発展させる計画である。オンデマンド型電力供給(Energy-on-Demand: EoD)は需要家サイドの電力マネジメントのための新しいコンセプトであり、利用可能な電力に上限が定められている状況で電力の流れを高度に制御することを目的とする。消費電力の合計値が利用可能な電力の上限値を超えている時には、各家電に与えられたパラメータに基づき、生活の質をできるだけ損なわないように電力割当マネージャが最適な電力割当を計算し、各家電への電力供給量を制御する。本研究では、家電の消費電力の組合せ最適化に基づくEoDシステムの提案と実装、および評価を行った。実装したシステムは、各家電の消費電力をスマートタップを用いて測定し、多重選択ナップザック問題に対するアルゴリズムを用いて最適割当を決定し、赤外線通信及び機械式リレーにより家電を制御することで電力割当を実現している。本成果は査読付き国際会議IEEE Consumer Communications and Networking Conference (CCNC)、情報処理学会関西支部支部大会、情報処理学会組込みシステムシンポジウム2015にて発表した。また、複数の電力源がある場合を複数の電力消費機器に効率よく割り当てる問題を割当制約つき複数ナップサック問題として解釈し、既存の近似アルゴリズム並びに改良版のアルゴリズムの実験的な評価を行い、各アルゴリズムの性能を比較した。本成果は情報処理学会関西支部支部大会にて発表した。初年度である27年度に予定していたシステムの試作開発が順調に進んだため、28年度に予定していた評価実験の一部を前倒しで行い、査読付き国際会議IEEE CCNCに採択されるなど一定の成果を得ている。一方でパラメータの決定手法については引き続き検討が必要であり、28年度の重要課題と考えている。総合的に見て、おおむね順調に進展していると判断する。前年度に開発した複数選択ナップザック問題に基づく電力割当制御システムに関して、情報処理学会コンシューマ・デバイス&システム研究会で研究発表を行うとともに、ジャーナル論文を情報処理学会論文誌(CDSトランザクション)に投稿して採択された。並行して、前年度のシステムの拡張を行い、複数種類の電力をそれぞれ適した電力消費機器に割り当てるシステムのプロトタイプを開発した。例えばノートPCのようにバッテリーを持つ機器は不安定な太陽光発電からの電力供給を受けられる一方で、デスクトップPCのように常に安定した電力を必要とする機器は安定した商用電源を割り当てる、といったように、機器や電源の特徴を考慮して適材適所に電力を使い分けることを想定している。この際、どの電力の機器への割り当て方が問題となり、これは組合せ最適化問題の一種である割当制約付き複数ナップザック問題(Multiple Knapsack Problem with Assignment Restrictions, MK-AR)として解釈できる。そこで、開発したプロトタイプシステムでは、MK-ARを解く電力割当制御マネージャ、電力消費の測定及び電力供給を制御するスマートタップ、そして2種類の電源(商用電力と太陽光発電、など)を2つの出力に切り替えて割当制御できる電力ルータを組み合わせて、MK-ARに基づく電力の割り当てを実現している。本成果は国際会議IEEE PerComのデモ論文セッションに投稿し採択され、当該会議で展示発表を行った。今年度は主に複数電源に対応できる電力割当制御システムの構築に注力し、国際会議での研究デモ発表を行うことができた。一方で、研究代表者の研究環境の異動もあり、当初予定した内容の一部(パラメータ決定手法の洗練など)は来年度初頭に回すことになっている。以上を総合的にみて、概ね順調に進展していると判断する。複数の電力消費機器を、機器や電源の特徴を踏まえて複数の電源に最適に割り当てる問題は、機器をアイテム、電源をナップザックとみなすことで割当制約付き複数ナップザック問題(The Multiple Knapsack Problem with Assignment Restrictions、MK-AR)として解釈できる。MK-ARは単純なナップザック問題を部分問題として含むためNP困難であり、問題の規模が大きくなると計算量が大きく増大する。そのため現実環境においてMK-ARに基づく電力割当を実現するには、割当計算が実用的な所要時間で終了するかが一つの課題となる。

本研究の2017年度の取り組みでは、MK-ARに基づく電力割当制御をいわゆるIoT (Internet of Things)デバイスで実現することを目的とした。具体的には、Raspberry Pi 2 Model Bのような小型コンピュータ上で、一般的な整数計画問題ソルバであるSCIPを用いて最適割当を計算させた場合でも、一般的な家庭を想定した問題規模(家電数60、電源数3程度の規模)であれば、実用的と思われる所要時間(1秒以下)で割当計算が終了することを明らかにした。また、前年度である2016年度に実装したプロトタイプシステムを発展させて、Raspberry Pi 2を割当制御マネージャとして、2入力2出力の電力ルータと複数個のスマートタップとの組み合わせにより2種類の電源の割当に対応する電力割当制御システムを実装し、電力割当制御マネージャが決定した電力割当が確かに実現できていることを実験により確認した。電力割当問題のMK-ARとしての解釈に基づく電力割当制御システムについては当初計画よりも順調に進展し、2017年度の早い段階で査読付き国際会議NoFに投稿し採択され、成果を発表することができた。その一方で、パラメータの定量化手法の洗練については引き続き検討が必要となっているとともに、国際会議NoFにて研究成果を発表した際の参加者とのディスカッション内容を踏まえてより効率的なアルゴリズムや実装の重要性が明らかになった。このように当初予定とやや方向性は異なるものの、総合的にみて、研究成果の量的・質的にはおおむね順調に進展していると判断する。オンデマンド型電力供給(Energy-on-Demand: EoD)は需要家サイドの電力マネジメントのための新しいコンセプトであり、電力の流れを高度に制御することを目的とする。利用可能な電力が限られている状況で、電力割当マネージャが最適な電力割当を計算し各家電への電力供給量を制御する。本研究では、家電の消費電力の組合せ最適化に基づくEoDシステムの提案、実装および評価を行った。まず初年度は、各家電の消費電力をスマートタップを用いて測定し、多重選択ナップザック問題のアルゴリズムで最適割当を決定し、赤外線通信等で家電を制御することで電力割当を行うシステムを実装した。2年目は、例えばバッテリーを持つ機器は不安定な太陽光発電からの電力供給を受けられる一方で、常に安定した電力を必要とする機器は安定した商用電源を割り当てる、といったように、複数種類の電力をそれぞれ適した電力消費機器に割り当てるシステムのプロトタイプを開発した。
日独比較文学・比較文化の新展開-文化学の諸理論の応用-

(1)ヨーロッパの文化史のみを対象としがちなドイツ語圏の文化学の諸手法を、地球規模の比較文化論に開いた。(2)東アジアの文学、文化の研究に、今まで無かったような清新な視点を、ドイツ語圏の人文科学の最前線で開拓されつつある理論によってもたらした。(3)ポストコロニアル理論と異なる方法により、植民地と文学との関係を分析し、植民地文学論に新たな展開をもたらした。(4)歴史学が近年発展させた「グローバル・ヒストリー」に、文化史研究によって独自の貢献をした。以上、文化学、比較文学、比較文化、東アジア文学研究、グローバル・ヒストリーそれぞれに新たな局面を切り開く、重要な成果を挙げ得たと信ずる。今年度は、立教大学におけるシンポジウム「同時性・翻訳・変容」において、「Simultaneitat der Kulturen im Prozess der Bildung der Weltgesellschaft(世界社会形成の過程における諸文化の同時性)」という口頭発表を行った。1800年前後のドイツ語圏と日本において、書籍市場が同様に拡大、それが類似した文学傾向をもたらした現象を分析した。メディア史論、画像論を比較文学、比較文化に応用したものである。本科研は、基盤研究(B)「ヒューマン・プロジェクト:人間学の文化史的視点からの再構築」(研究課題番号22320065)と補完しあう面があるが、後者の科研の一環としてのシンポジウム"Die Frag-Wurdigkeit des Menschen"でも「"Human Project"in der japanischen Moderne(近代日本における「ヒューマン・プロジェクト」)」との口頭発表を行い、双方の科研にとっての成果を披露した。ヨーロッパの人間概念、また、文化学の基礎である文化概念の日本への移入を、森鴎外のコッタ社宛ドイツ語書簡、西田幾多郎のエルンスト・ホフマン宛ドイツ語書簡、アルトゥア・シュニッツラーの山本有三宛書簡(1926年)など、いずれも未紹介ではないかとも思われる資料を材料に論じた。1900年前後にドイツ語で書いた戯曲をドイツで刊行した、作家にして学者、北里闌が、自然主義の作家コンラート(Michael Georg Conrad)に出した書簡やはがきも見出したが、これも未紹介かもしれない。分析中である。『文学』(岩波書店)に載った「マールバッハとハイデルベルクに見出された日独交流資料-森鴎外・西田幾多郎・山本有三」は、昨年度の口頭発表を印刷公表したものである。ここでは文化学(Kulturwissenschaft)の前提となる、文化(Kultur)概念を、鴎外や西田がいかに受容したかを分析、またシュニッツラーと有三の文学を、文化学の観点(メディア史論や学問史論)から比較した。この論文の副産物が「田辺元のカール・ヤスパース宛電報」(岩波書店『思想』に発表)、「西田幾多郎のエルンスト・ホフマン宛ドイツ語書簡」(西田幾多郎記念哲学館『点から線へ』に発表)である。以上の論で取り上げた鴎外、シュニッツラー、西田、田辺らの手紙や電報は、これまで未紹介であった可能性が高い。貴重な日独交流資料を紹介し論じた意義は小さくないと考える。『思想』に掲載された「フリードリヒ・キットラーを悼む」では、フリードリヒ・キットラーに代表されるドイツの文化学と、和辻哲郎に代表される日本の文化学を比較、私の研究をその中に位置づけることを試みた。平成24年度以前からの研究の成果であるが、ドイツ語で著書『比較メディア史ー18世紀末から20世紀末にかけてのドイツ文学・日本文学を例に』を上梓した。ドイツ語圏の人文科学を近年刷新した「文化学」(Kulturwissenschaft)の一手法、「メディア史」(Mediengeschichte)を、日独比較文学・比較文化に応用したものである。メーリケの詠物詩(Dinggedichte)が、メーリケと写真との出会いから生まれたとの説を、格の高さを誇る学術誌"Weimarer Beitraege"においてドイツ語で提唱した。詠物詩は東アジアの漢詩の伝統でもある。李氏朝鮮のYi Ik(文字化けを避けてアルファベットで表記)、丁若鏞、金笠が、眼鏡という、ヨーロッパが生んだ一種の光学器械を詠んだ詠物詩を分析、ソウルのGoethe-Institut Koreaでドイツ語で口頭発表し、印刷にも付した。同時代の日本において、顕微鏡や望遠鏡を詠じた詠物詩を分析した論文もドイツ語で近々刊行される。以上三つの論考は、メディア史、図像論、学問史といった文化学の手法を応用したものであり、三つ併せて、詠物詩と光学器械との関係を、地球規模の文化史の脈絡において比べた比較文化論となった。

1ヨーロッパの文化史のみを対象としがちなドイツ語圏の文化学の諸手法を、地球規模の比較文化論に開いた。2東アジアの文学、文化の研究に、今まで無かったような清新な視点を、ドイツ語圏の人文科学の最前線で開拓されつつある理論によってもたらした。3歴史学が近年発展させた「グローバル・ヒストリー」に、文化史研究によって独自の貢献をした。以上、文化学、比較文学、比較文化、東アジア文学研究、グローバル・ヒストリーそれぞれに新たな局面を切り開く、重要な成果を挙げ得たと信ずる。マールバッハ・ドイツ文学資料館、ハイデルベルク大学図書館での資料調査が功を奏するという、昨年度の予期していなかった成果により、今年度の研究が大きく進展した。一方で、本年度行うはずであった日独記憶文化の比較研究は、来年度に回さざるを得なくなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度行うはずであった日独記憶文化の比較研究を推進したい。本研究のこれまでの進展で、近代以前の東アジアの漢詩がヨーロッパともつながっていた文学であり、比較文化研究の好適な材料であることがよく分かった。引き続き調査したい。マールバッハ・ドイツ文学資料館、ハイデルベルク大学図書館の調査で見つけられた資料で、まだ分析していない資料の分析も進めたい。
突然変異誘発に関与する複製後修復経路の分子機構の解明に向けた 生化学的基盤の確立

放射線や環境変異原によって生じるDNA損傷の多くはDNA複製を阻害する。DNA複製の停止は細胞にとって致死的であるが、これを回復、再開する分子機構(複製後修復)が働くことにより細胞死は回避される。一方で複製後修復は突然変異の誘発に深く関与している。本研究では、複製後修復をつかさどる酵素群を網羅的に精製し、その生化学反応を試験管内で再構成することにより、複製後修復の分子機構を詳細に解析した。放射線や環境変異原によって引き起こされる重要な生物影響の一つは突然変異の誘発であり、その分子メカニズムの解明は当該研究分野の重要課題である、放射線や環境変異原は多種多様なDNA損傷を引き起こすが、DNA損傷自体は変異ではなく、突然変異はDNA複製(おそらくは損傷塩基を鋳型とした複製)の課程で起こる生化学的反応の帰結である。DNA損傷はDNA修復機構により完全に除去されることはないので、複製の際DNAポリメラーゼは損傷DNAに遭遇する。DNA複製を忠実に行う複製型のDNAポリメラーゼ(PolδまたはPolε)はその忠実度ゆえに損傷塩基に対してはDNA仲長反応を続けることができない、したがって、DNA損傷(特にチェックポイントが活性化しない程度の低レベルの障害)から細胞を保護するためには損傷を除去することなくDNA合成を再開する複製後修復、Post-replication repair(PRR)と呼ばれる分子機構を必要とする。PRRには二つの経路があり、一つは忠実度の低い損傷乗り越えDNAポリメラーゼ(Polη,Polι,Polκ,REV1,Polζ)を介したPolymerase switch(PS)と、忠実度の高いDNAポリメラーゼ、Polδを介したTemplate switch(TS)経路が存在する。PS経路では忠実度の低いDNAポリメラーゼが損傷塩基を直接鋳型としてヌクレオチドを重合するTranslesion synthesis(TLS)によりDNA合成を再開する。しかしこの過程はerror-prone(誤りがち)であり、突然変異誘発の原因となる。一方TS経路では、停止したプライマー末端が新生娘鎖とアニーリングすることにより損傷のない鋳型を使ったDNA合成を行う、一般的にこの過程はerror-freeである、これまでに酵母の遺伝学的解析などから、PRR経路に関与するタンパク質因子が多数同定された。しかし、それらの因子によるPRR経路の生化学的基盤は脆弱である。本研究の目的は、これまでに知られているヒトのPRR関連タンパク質を網羅的に精製しPRRの二っの経路の生化学反応を試験管内で再構成し、その分子機構を解析することにある。本研究では、洗練された再構成系からでしか解明できない分子メカニズムに関する諸問題に焦点を絞りPRR経路の生化学的基盤を確立することで、当該研究分野の発展に寄与することを目指している。放射線や環境変異原によって生じたDNA損傷の多くはDNA複製を阻害する。DNA複製の停止は細胞にとって致死的であるが、この阻害されたDNA複製を再開する分子機構、複製後修復(PRR)により細胞死は回避される。本研究の目的は、このPRRの生化学反応を試験管内で再構成し、その分子機構を解析することにある。損傷乗り越えDNA合成経路の解析複製後修復経路の一つである損傷乗り越えDNA合成経路は、忠実度の低いDNAポリメラーゼが損傷塩基を直接鋳型としてヌクレオチドを重合する損傷乗り越えDNA合成によりDNA合成を再開する。本研究では、複製型のDNAポリメラーゼが、損傷乗り越え型のDNAポリメラーゼと交換する反応を試験管内で再構成し、その分子メカニズムを解析することを目的としている。DNAポリメラーゼの交換反応は、RAD6-RAD18ユビキチン連結酵素によるPCNAのモノユビキチン化により制御される。本年度は、RAD6-RAD18によるPCNAのモノユビキチン化反応について詳しく解析した。また、紫外線損傷をもつ鋳型DNAにおいて、複製型のDNAポリメラーゼのひとつ、Polδと損傷乗り越えDNAポリメラーゼの一つ、Polηとのポリメラーゼ交換反応を再構成した。さらに、損傷乗り越えDNAポリメラーゼ、Polι、Polκの精製法を確立した。Template switch(TS)経路の解析TS経路では、停止したプライマー末端が新生娘鎖とアニーリングし、損傷のない鋳型を使ったDNA合成を行うことによりDNA合成を再開する。この反応には、SHPRHまたはHLTFタンパク質によるPCNAのポリユビキチン化が関与する。本研究では、PCNAのポリユビキチン化に始まる一連の生化学的反応を再構成し、TS経路の生化学的実体の解析を目指している。本年度は、HLTFタンパク質の精製法を確立した。