hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顎口腔機能の不調和が全身におよぼす影響に関する研究

そしてこれらの関連,さらに問診により得られた習慣性咀嚼側などとの関連を検討した.体重4分割連続値の各被験者ごとの測定時間(60秒間)中のデータのばらつきは一様ではなかったが,一般に男性の方が女性よりもやや大きく,また,男性,女性ともにTMD群の方が正常群よりもやや大きい傾向が認められた.体重4分割連続値の平均値を各群ごとにみると,正常群では,右前の荷重が一番大きい傾向にあり,正常な被験者でも4部位の荷重が同様ではない可能性が示唆された.体重4分割連続値は習慣性咀嚼側と左右的に同側の荷重が大きくなる傾向が男性正常群の閉眼時に顕著に認められた.しかしながら,咬合接触圧4分割値は習慣性咀嚼側と反対側の加重が大きくなる症例が多く,傾向が異なった.体重4分割連続値と咬合接触圧4分割値が同様の傾向を示すものは少なく,むしろ反対の傾向を示すものがやや多くみられた.今後症例を追加し,自律神経機能,頸椎の状態とともに,足底の形態,歩行,姿勢等の習慣性などについても検討を加える予定である.本研究の目的は顎口腔機能の不調和が全身におよぼす影響を明らかにすることである.本年度はどの歯種の咬合接触状態が全身に大きく影響を与えるのかを明らかにする目的で,個性正常咬合の健康な男性被験者7名に対し,実験的スプリントを用い,咬合接触状態を変化させ,その状態が体重バランスに如何なる影響を与えているのかを8分割バランサーにより検討した.実験的スプリントは咬合器上で切歯部における垂直的顎間距離を2mmおよび3mmに設定し,前歯部,左側小臼歯部,左側大臼歯部,右側小臼歯部,右側大臼歯部の5種類をそれぞれ中切歯,第一小臼歯,第二大臼歯のみ接触するよう調整,作製した.測定時の条件は閉眼時における咬頭嵌合位,およびスプリントを単独あるいは組み合わせて用いた実験的スプリント装着位(前歯部,両側小臼歯部,両側大臼歯部,左側小臼歯部,左側大臼歯部,右側小臼歯部,右側大臼歯部)とし,閉眼初期動揺を考慮し,各条件を設定後,20秒後から20秒間計測した.前後的バランスに関しては咬頭嵌合位に比較して,特に両側小臼歯部,両側大臼歯部にスプリントを装着した場合,前方の荷重が大きくなる症例が多く,その傾向は2mmのスプリントを装着した場合に顕著であった.左右的バランスに関しては2mmのスプリントを装着した場合,左側大臼歯部を除き,同側の荷重が咬頭嵌合位に比較して増加する症例が多く認められたが,3mmのスプリントを装着した場合,反対側の荷重が増加する症例が多く,傾向が異なった.測定値の変動に関しては,両側小臼歯部にスプリントを装着した場合に変動が小さく,一方,小臼歯部に片側性にスプリントを装着した場合に変動が大きい傾向が認められ,特に3mmのスプリントにおいて顕著であった.このことから,小臼歯の咬合接触状態は身体の体重バランスに大きく影響する可能性があると思われた.
「いじめ」についての学校心理学的研究

3つの研究班に分かれ、それぞれの問題意識の中心的課題の解明に集中した。1)第1班は一般児童・生徒の「いじめ」認識を解明するものである。児童・生徒の「いじめ」認識を解明するために96年度に実施した「いじめ」と「ふざけ」の違いの分析を進め、また、「いじめ」と認識する傾向と学校適応感との関連の分析を行った。これらの成果の一部は日本教育心理学会総会で発表した。また、どのような状況下での「いじめ」は認められないかについての調査研究を97年に小学生・中学生に実施し、その基礎分析は紀要に投稿中である。さらに、いじめ・校内暴力予防対策としてどんな施策を望かについての調査も現在集計中である。これらの変数(観点)を用いて、架空の「いじめ」エピソードについての判断(いじめ、ふざけ、ケンカetc)や「いじめ」状況への対処様式との関連を検討する予定である。2)第2班は、学校教員が組織としていじめの発生に対し、どのような対応を行っているか、また、その活動の効果を検討するものであったが、96年度より導入されたスクールカウンセラ-への意識の解明も含めて、千葉県内全小・中学校を対象とした調査を97年に実施した。その成果を冊子として印刷するとともに、日本教育社会学会で発表した。さらに昨年度末実施した千葉市内の小・中学校教員のいじめ現象についての認識とその具体的方策の探求についての実態調査の分析も進め、その結果の一部は紀要に投稿中である。3)第3班は、いじめを体験し、なんらかの心傷を持った児童・生徒を対象とする研究は、心傷を受けた事例の分析、異文化所有者に対するいじめの実態調査、障害者に対するいじめの実態調査を計画したが、プライバシー保護や心傷への配慮のため、その研究ペースが遅く、本年度も個人面接を中心に資料収集に努めた。今後さらに資料収集に努める。第1班は、一般児童・生徒の「いじめ」意識を解明するものである。昨年度実施した研究成果の一部は、日本教育心理学会総会などで発表した。と同時に、未分析の箇所の分析も進めた。そこでは、「いじめ」と「ふざけ」の違いの分析を中心とした。この成果は近々発表の予定である。第2班は、いじめを体験し、なんらかの心傷を持った児童・生徒と、彼らの学級担任を対象に実態把握を行い、いじめへの有効な対策を検討するものである。具体的には、心傷を受けた事例の分析、異文化所有者に対するいじめの実態調査、障害者に対するいじめの実態調査害者に分かれるが、調査対象者の特性から、その研究ベースが遅い。現在事例面接を中心にし。確実に資料収集を行っている。第3班は、学校教員が組織としていじめの発生に対し、どのような対応を行っているか、また、その活動の効果を検討するものであったが、本年度より導入が本格的となったスクールカウンセラ-への意識の解明も含めて、千葉県内全小・中学校を対象とした調査を実施した。現在、結果を集計中である。それ以外に、当初の研究計画を発展させるものとして、2つの研究が開始された。その1つは、第1・第3班の共同研究として、千葉市内の小・中学校教員を対象にいじめ現象についての認識とその具体的方策の探究についての実態調査で、本年になって調査を実施した。また、第1・第2班の共同研究として、体罰体験といじめとの関連についての研究を昨年6月から開始した。後者ついての予備調査の結果は近々公表される予定である。1)一般児童・生徒の「いじめ」認識を解明するために昨年度実施した「いじめ」と「ふざけ」の違いについての認識分析を進めた。

また、「いじめ」と認識する傾向と学校適応感との関連の分析を行った。これらの成果の一部は日本教育心理学会総会で発表した。また、どのような状況下での「いじめ」は認められないかについての調査研究を小学生・中学生に実施し、その資料を現在分析中である。その基礎分析は紀要に投稿中である。さらに、いじめ・校内暴力予防対策としてどんな施策を望むかについての調査も現在集計中である。これらの変数を用いて、架空の「いじめ」エピソードについての判断(いじめ、ふざけ、ケンカetc)や「いじめ」状況への対処様式との関連を検討する予定である。2)学校教員が組織としていじめの発生にどんな対応を行っているかを検討するため、スクールカウンセラ-へ設置も含めて、千葉県内全小・中学校を対象とした調査を昨年度実施したが、その分析を進めた。これは日本教育社会学会で発表したまた、昨年度末実施した千葉市内の小・中学校教員を対象にいじめ現象についての認識とその具体的方策の深求についての実態調査の分析も進めた。その結果の一部は紀要に投稿中である。3)いじめを体験し、なんらかの心傷を持った児童・生徒を対する研究は、傷心を受けた事例の分析、異分化所有者に対するいじめの実態調査、障害者に対するいじめの実態調査を計画したが、プライバシー保護や心傷への配慮のため、その研究ペースが遅く、本年度も個人面接を中心に資料収集に努めた。
世界の中のアフリカ史の再構築

本研究は、欧米諸国に比して遅れているわが国のアフリカ史研究の推進のために実施された。それに当たり、アフリカ史を他地域との交流の観点から明らかにすること、考古学発掘をはじめとする一次資料の入手に主眼を置いた。本研究により、西アフリカで10世紀の巨大建造物を発掘したが、これはサハラ以南アフリカ最古の王宮と考えられ、交易やイスラームの進展について大きな寄与をなした。その他、13ー14世紀の東・西・南部アフリカ各地で社会経済的発展が実現されたこと、国家をもたない社会における歴史記述の可能性が明らかになったことなどの成果があった。これらの成果をもとに、「アフリカ史叢書」の発刊の準備を進めている。平成24年度の交付金により、研究会を2度開催した。世界の他地域との関係で西アフリカと東アフリカの歴史を再考することが、その主目的である。西アフリカ史においては、奴隷貿易がアフリカ大陸の諸社会に与えた影響と、奴隷貿易がヨーロッパ諸国の経済システムの変革を促した範囲を確定することがめざされた。アフリカは奴隷貿易の当事者となったが、それは従来いわれてきたようなアフリカの弱さや後進性が原因ではなく、むしろ西洋による直接的支配を拒んだという点で、アフリカ社会の強さの裏返しであったことが明らかになった。東アフリカ史においては、スワヒリ世界の概念を再考することがめざされた。具体的には、大陸の内陸部とインド洋を中心にした海域世界との中間領域、ないしミドルマンとしてのスワヒリ世界の理解である。2月に研究代表者である竹沢が西アフリカ・マリ共和国に行き、西アフリカ史の理解を深めるべく考古学発掘調査をおこなった。これによって、従来口頭伝承によってのみ構築されてきた13ー14世紀のマリ帝国の歴史を再構成する手がかりを得ることができた。マリ帝国の領域での、広域の表面調査と数カ所での発掘によって、マリ帝国の時期の土器の特定にいたったことが最大の成果である。今後は、この時期の土器が表面に見られる遺跡で発掘をおこなうことによって、マリ帝国下における都市の実態や商業ネットワーク、製鉄業や織物業、埋葬様式などの分活計タイの研究が一層進むものと期待される。本年度は国内で研究会を2回開催した。最初の研究会はアフリカ史研究者のみが出席したものであり、一般に歴史を持たないとされてきた森林地帯に住む採集民の歴史をどのように捉えていくかを、具体的な方法に沿って論議したものである。文字をもたなかった人びとの歴史であるので、農耕史、生態史、地理学等の知識を重層化して理解を深めていくことが不可欠であることが明らかになった。もう一回の研究会は、アフリカ史研究者と東洋史研究者が合同で開催したものである。その中では、2つの領域をどう接続していくか、またヨーロッパ史との関係をどう理解していくかを中心に話し合われた。また、今後この種の合同の研究会を継続していくことが望まれることも確認された。今年度は、西アフリカ・マリ共和国とフランスに海外出張し、マリで1回、フランスで1回、研究会を組織した。これらは西アフリカ史理解の深化のために考古学をどう活用するかに関するものであった。マリ大学で実施した研究会では、500人を超える教員、学生が集まり、マリにおける私たちの考古学発掘の成果に対する関心の高さが明らかになった。フランスで実施した研究会は、アフリカ考古学者の集まりでおこなったものであり、主として文字資料に基づく歴史研究と、物質文化の変化を中心に実施する考古学学研究との間の差異と、両者の接続方法について検討した。本年度中に、これまでの研究成果の一部である竹沢尚一郎著『西アフリカの王国を掘る』を臨川書店から出版し、新聞等の書評では公表をもって迎えられた。26年度は、研究分担者や連携研究者、および研究協力者が数回の研究会を実施し、互いの問題意識の共有と相互理解に努めた。研究代表者の竹沢は、研究分担者である鈴木英明や連携研究者である池谷和信と共に、東洋史が専門の羽田正東京大学教授らの主催する国際シンポジウムに出席し、グローバルヒストリーの観点からアフリカ史に関する研究発表を行った。竹沢は10世紀の中国製磁器が西アフリカまで伝えられていたこと、池谷は毛皮貿易と植民地支配の進展の関連性について発表した。さらに竹沢は、西アフリカマリ共和国で発掘に従事することで、一次資料の入手に努めたほか、その成果をフランスやベルギーの大学や博物館で発表し、現地の研究者と研究協力を実現した。研究分担者である鈴木は、東アフリカのスワヒリ文明圏について、従来、中東地域からの影響が強調されてきたのに対し、アフリカ大陸と中東からの2つの文明の中間領域としてのスワヒリという視点を提示した。研究分担者である大稔哲也は、エジプトにおけるイスラームとコプト教との関係について新たな理解を求めるべく、文献研究に従事した。研究分担者である坂井信三は、西アフリカにおいて国家をもたないで経済発展を実現したケースを取り上げ、国家をもたない社会における歴史研究の可能性について理解を深めた。研究分担者である北川勝彦は、南部アフリカにおける植民地以降の経済変化をたどると同時に、それが今日どのような社会経済的状況を作り出してきたかについて、理解を深化させた。26年度中に、竹沢がこれまで行ってきた研究成果を、西アフリカマリ共和国の研究機関である人文科学研究所の機関誌の特別号として出版する予定であったが、出版社の技術的な問題により十分な質を確保できなかったため、研究費の一部を繰り越しし、日本で印刷・出版した。

27年度は、本研究の最終目的であるアフリカ史関係の報告書を出版するために、数度の研究会を実施した。また、各自の研究テーマに沿って、アフリカ史理解の深化のために、文献収集とその整理、シンポジウムの組織化、海外調査を実施した。その成果は、以下の通りである。、1北アフリカに関して、エジプトにおけるイスラームの浸透とコプト教との出会いと相克の理解が深まった。2西アフリカに関して、ニジェール川中流域での経済発展が解明され、それとサハラ交易との関係に新たな視点が加わった。3東アフリカに関して、インド洋交易と沿岸部のスワヒリ社会の経済発展の関係について新たな知見が得られた。4中央アフリカに関して、アジアからのバナナの導入による経済的発展、およびその後の国家の発達が理解された。5南部アフリカに関して、毛皮交易が南部アフリカ諸社会に及ぼした影響について研究が進んだ。28年度にも、各研究者の研究成果と来年度以降の研究課題について話し合うために、数回の研究会を実施した。その結果、平成29年中に論文集を出版することとし、その内容と分担を決定し、夏までに論文を集めることとした。タイトルは、『世界の中のアフリカ史』とする予定であり、その内容については先に述べた研究成果が中心になる。この本が出版されたなら、引き続き、『国家の発生と無文字社会の歴史』、『植民地経験と支配への抵抗』についても出版したいと考えている。この3冊が出版されたなら、本研究の成果を広く還元できると同時に、わが国のアフリカ史理解に大きく貢献できるはずである。本年度の成果としては、これまで西アフリカで実施した考古学発掘の成果を仏文の本として出版した。これは、西アフリカ・マリ共和国の人文科学研究所の機関誌の別冊として出版したものの再版がフランスのL'Harmattann社から出版されたものであり、その書評が出ることが約束されている。本研究は、欧米諸国に比して遅れているわが国のアフリカ史研究の推進のために実施された。それに当たり、アフリカ史を他地域との交流の観点から明らかにすること、考古学発掘をはじめとする一次資料の入手に主眼を置いた。本研究により、西アフリカで10世紀の巨大建造物を発掘したが、これはサハラ以南アフリカ最古の王宮と考えられ、交易やイスラームの進展について大きな寄与をなした。その他、13ー14世紀の東・西・南部アフリカ各地で社会経済的発展が実現されたこと、国家をもたない社会における歴史記述の可能性が明らかになったことなどの成果があった。これらの成果をもとに、「アフリカ史叢書」の発刊の準備を進めている。当初の研究計画では、3つの研究の柱があった。1.複数の研究会を実施することで、研究分担者や連携研究者を含めた班員各自の相互理解を深めること。2.西アフリカで考古学の発掘調査を実施することで、相手国の考古学の発展に寄与すると同時に、アフリカ史記述のためのオリジナルなデータを入手すること。また、その成果を逐次発表していくこと。3.これまでの研究の成果を、日本語及び外国語で出版し、学会と社会に広く伝えていくこと、である。1は当初の計画通りに進んだ。
メダカを用いた小胞体ストレス応答の組織特異的活性化機構とその意義の解析

当研究では高等動物で小胞体ストレス応答の主要な3経路(ATF6経路,IRE1経路,PERK経路)の生理的意義および組織特異的活性化機構を明らかにすることを目指した。この目的のため申請者はメダカを用いた大量個体による網羅的解析の系を立ち上げた。前年度より引き続き、ATF6αおよびβを共にノックアウトしたメダカの解析を行い、ATF6α/β二重欠損個体ではIRE1が有意に強く活性化されていること、マイクロアレイ解析によりPERK経路下流の因子も転写が誘導されていることを見出した。同時に、小胞体シャペロンについては存在量が半分程度になっていることが明らかとなり、発生初期の小胞体ストレスをATF6が小胞体シャペロンの転写を介して軽減していることが示された。次に、IRE1α/βを共に欠損した個体を解析したところ、この個体は発生後に致死となり、肝臓に異常が見られることがわかった。これはIRE1αノックアウトマウスの表現型と類似しているため、メダカにおいてはIRE1の機能をαとβで担っている可能性が示唆された。実際に、IRE1下流のXBP1のスプライシングはIRE1二重欠損個体でのみ起こらなくなった。また、IRE1二重欠損個体において、小胞体ストレス時のシャペロンの誘導が見られたため、メダカにおいてもIRE1経路はシャペロンの誘導には必須でないことがわかった。そして、5種類の小胞体ストレスのセンサー分子を2つ欠損させた二重変異体を作製したところ、主要なセンサーであるIRE1α、PERK、ATF6αのうち2つを欠損した個体は全て致死となり、しかも異なる組織に表現型を示すことがわかった。これらの結果は、発生過程において必要とされる小胞体ストレス応答経路が異なっていることを示唆するものである。本年度はATF6経路の生理的役割について解析を行った。ATF6αおよびATF6βのノックアウトメダカをTilling法によって作出した。これらを掛けあわせてATF6α/ATF6βダブルノックアウトメダカを作出したところ、マウスと同じく発生に異常を生じて致死となることがわかった。発生を詳しく観察したところ、発生初期(stage24)において脊索の形態に異常が生じていることがわかった。次にATF6がどの組織で活性化されているのかを明らかにするためATF6の主な標的遺伝子であるBiP遺伝子のプロモーター下流にEGFPを付加したものを遺伝子導入したトランスジェニック系統を作出し、解析を行った。その結果、脊索でATF6が強く活性化していることがわかった。また、この系統をATF6ノックアウト系統とかけ合わせたところ、有意に蛍光強度の減少が見られた。BiPは小胞体内に局在するHSP70であり、小胞体内のタンパク質の折り畳みに重要な役割をはたすタンパク質である。BiP欠損個体は致死となるため、ATF6ノックアウトによってBiPの量が減少することが、脊索の形態異常の一つの要因ではないかという仮説を立てた。この仮説を検証するためBiPのミスセンス変異体の作製・解析を行った。また、ATF6ノックアウト個体にBiPを過剰発現させて表現型が回復するかどうかを調べた。その結果、BiPが脊索において重要な役割を果たしていることがわかった。以上の結果から、ATF6がBiPを転写誘導することが発生初期に重要であると示すことができた。
マクロモノマーの連鎖重合性におけるテール鎖の影響に関する研究

本研究では、マクロモノマーの重合反応性に及ぼすテイル鎖の影響について検討する目的で、末端構造がメタクリレート型およびスチレン型の種々の分子量のポリスチレンマクロモノマーのラジカル連鎖重合性の検討を行った。異なる分子量のマクロモノマーに関してGPCおよび電子スピン共鳴(ESR)を用いて重合速度Rp、重合度DP、素反応速度定数kpおよびktの評価を行い、MA-PSt型のマクロモノマーについて、これらの値の分子量依存性および濃度依存性について有用な知見を得た。また、溶媒のないバルク重合系について、テイル鎖のガラス転移温度以上の高温溶融温度域で重合を行なった。ガラス転移温度に近い温度で最も高い重合性が見られ、温度上昇とともに重合性が低下することを確認した。バルク重合系では、拡散律速効果が顕著であると同時に末端メタクリレート型のもので天井温度および平衡モノマー濃度の影響が明確に認められるた。また、マクロモノマーの成長活性点近傍の局所運動性が低分子モノマーの直鎖型成長鎖のものに比べてどのような状況になっているかを調べる目的で、活性点に蛍光プローブを導入した試料の合成を行った。これをもとに蛍光偏光解消法により成長活性点の局所運動性を今後調べる予定である。また、マクロモノマーの重合系に共存する生成ポリマクロモノマーによる構造形成の影響を調べるため、ポリマクロモノマーのリオトロピック液晶形成と分岐構造との関係についても検討を行った。その結果、分岐密度、分岐数(重合度)、分岐長がリオトロピック液晶形成に大きく影響を与えること、MA型同様VB型のマクロモノマーの重合体においても液晶形成が見られることが分かった。さらに溶融バルク重合との関連で重合生成物であるポリマクロモノマーのレオロジー特性を検討し、分岐構造の影響を明らかにした。本研究では、マクロモノマーの重合性官能基の反応性に及ぼすテイル鎖の影響について検討する目的で、末端構造がメタクリレート型およびスチレン型の種々の分子量のポリスチレンマクロモノマーのラジカル連鎖重合性を重合速度Rp、重合度DP、素反応速度定数kpおよびktをGPCおよび電子スピン共鳴(ESR)を用いて求めて調べた。得られたRpを仕込みマクロモノマー濃度[M]に対して両対数プロットを行ったところ全ての分子量についての結果がほぼ傾き2の直線領域にのることが分かった。また、成長速度定数kpは、マクロモノマーの濃度およびテイル鎖の分子量に明確に依存せずほぼ一定であるのに対し、停止速度定数は、濃度およびテイル鎖の分子量に著しく依存し指数関数的に変化することが分かった。また、溶媒のないバルク重合系について、テイル鎖のガラス転移温度以上の高温溶融温度域で重合を行ったところ、末端メタクリレート型のもので天井温度および平衡モノマー濃度の影響が明確に認められた。また、末端スチレン型のものでは、高温溶融温度域の高温側で重合度および重合速度の低下が見られ停止反応における拡散律速効果が顕著であることが分かった。さらに溶融状態における重合性との関連で重合生成物の流動特性についても検討を行った。その結果、重合性生物であるポリマクロモノマーの枝鎖の分子量に依存して溶融状態で分子間の高分子鎖の絡み合いにもとづく疑似網目構造が抑制または促進される傾向があることが明らかとなった。次年度は、これらの結果をもとに、さらにテイル鎖の影響を明確にして行く予定である。本研究では、前年度に引き続きマクロモノマーの重合反応性に及ぼすテイル鎖の影響について検討する目的で、末端構造がメタクリレート型およびスチレン型の種々の分子量のポリスチレンマクロモノマーのラジカル連鎖重合性の検討を行った。

異なる分子量のマクロモノマーに関してGPCおよび電子スピン共鳴(ESR)を用いて重合速度Rp、重合度DP、素反応速度定数kpおよびktのデータを補充し、MA-PSt型のマクロモノマーについて、これらの値の分子量依存性および濃度依存性についてまとめた。また、溶媒のないバルク重合系について、テイル鎖のガラス転移温度以上の高温溶融温度域で重合を行ない、ガラス転移温度に近い温度で最も高い重合性が見られ、温度上昇とともに重合性が低下することを確認した。バルク重合系では、拡散律速効果が顕著でると同時に末端メタクリレート型のもので天井温度および平衡モノマー濃度の影響が明確に認められるた。また、マクロモノマーの成長活性点近傍の局所運動性が低分子モノマーの直鎖型成長鎖のものに比べてどのような状況になっているかを調べる目的で、活性点に蛍光プローブを導入した試料の合成を行った。これをもとに蛍光偏光解消法により成長活性点の局所運動性を調べる予定である。また、マクロモノマーの重合系に共存する生成ポリマクロモノマーによる構造形成の影響を調べるため、ポリマクロモノマーのリオトロピック液晶形成と分岐構造との関係についても検討を行った。その結果、分岐密度、分岐数(重合度)、分岐長がリオトロピック液晶形成に大きく影響を与えること、MA型同様VB型のマクロモノマーの重合体においても液晶形成が見られることが分かった。
第一原理計算に基づく原子核クラスター状態におけるテンソル力の働きの解明

研究実績は主に以下の4項目である。1.「テンソル最適化-反対称化分子動力学」(TOAMD)の拡張:TOAMDがもつAMD基底関数に配位混合を行った。特に核子が高運動量(high momentum)を持つ基底を混ぜた。その結果、4Heについて現実的核力を用いた第一原理計算の結果を再現した。加えて、高運動量を含むAMD基底関数が記述する相関は、ある条件下においてガウス型の2体相関関数と等価であることを証明した。現在は質量数4を超えたp殻核の計算を進めている。2.「High-momentum AMD」(HM-AMD)の拡張:HM-AMDでは核子を表すガウス波束に高運動量成分を持たせる。南京大学との共同研究の下、核子の運動量をガウス分布で重ね合わせた「Gaussian high-momentum AMD」を考案した。この方法では、HM-AMDで用いる大量の数のAMD基底を、ガウス型の重みを持つ単独の状態で表すため、基底数を大幅に削減できる。実際に短距離斥力について、少ない基底数で従来と等価な結果を得た。3.現実的核力に基づく核物質の新理論:核物質の性質は原子核の飽和性や中性子星の理解の基本となる。しかし、核力から出発した核物質の状態方程式には理論による違いがある。そこで信頼できる核物質の記述のために「変分原理」に基づく新しい理論を構築した。理論の特徴として、有限粒子数で核物質を扱い、UCOMと高運動量をもつ核子対で相関を記述する「UCOM+HM」を用いる。核力に基づく原子核理論であるTOAMDを出発点として、さまざまな拡張がなされ、各々の成果が論文として公表された。1) TOAMDの基底関数に配位混合を行うことで、より多くの多体相関を扱える拡張がなされた。特に核子の高運動量成分を陽に取り入れた。2) HM-AMDを拡張して、少ない基底数で核力による多体相関を効率よく記述できる理論「Gaussian HM-AMD」を考案した。3)核物質を核力から記述する新しい理論「UCOM+HM」を構築した。この理論の背景には、これまで研究代表者が発展をさせてきたTOAMDやHM-AMD、テンソル最適化殻模型(Tensor-optimized shell model,TOSM)といった理論がある。これらを用いた有限核の研究で培ってきた多体相関を記述するための多くの知見と手法が、核物質研究にも活用された。以上の成果から、進捗状況は順調であると判断される。TOAMDを中心とした種々の理論が確立された。この成果を踏まえて以下の2項目が今後の推進方策の中心となる。1) p殻核を含む軽い核の核力から出発した計算:TOAMDとHM-AMDを改良することで、多体相関を効率よく記述する理論が構築された。これらの理論を用いて、既存の少数系研究において困難であるp殻核の構造解析を行う。枠組みの発展では、テンソル力の行列要素は空間とスピンの結合のために一般的に数値計算に時間を要する。そこで研究代表者は、これを簡素化する方法を考案し計算の高速化に成功した。この改良により質量数の大きな系も扱えると見込まれる。2)核物質の計算:本年度構築した変分原理に基づく核物質の新しい理論「UCOM+HM」は、まず短距離斥力の扱いについて有効性が示された。次段階としてテンソル力を含む現実的核力に適用し、その有用性を調べる。得られた結果に基づいて対称核物質・中性子物質に関して信頼できる状態方程式の構築を行う。

2) HM-AMDを拡張して、少ない基底数で核力による多体相関を効率よく記述できる理論「Gaussian HM-AMD」を考案した。3)核物質を核力から記述する新しい理論「UCOM+HM」を構築した。この理論の背景には、これまで研究代表者が発展をさせてきたTOAMDやHM-AMD、テンソル最適化殻模型(Tensor-optimized shell model,TOSM)といった理論がある。これらを用いた有限核の研究で培ってきた多体相関を記述するための多くの知見と手法が、核物質研究にも活用された。以上の成果から、進捗状況は順調であると判断される。TOAMDを中心とした種々の理論が確立された。この成果を踏まえて以下の2項目が今後の推進方策の中心となる。1) p殻核を含む軽い核の核力から出発した計算:TOAMDとHM-AMDを改良することで、多体相関を効率よく記述する理論が構築された。これらの理論を用いて、既存の少数系研究において困難であるp殻核の構造解析を行う。枠組みの発展では、テンソル力の行列要素は空間とスピンの結合のために一般的に数値計算に時間を要する。そこで研究代表者は、これを簡素化する方法を考案し計算の高速化に成功した。この改良により質量数の大きな系も扱えると見込まれる。2)核物質の計算:本年度構築した変分原理に基づく核物質の新しい理論「UCOM+HM」は、まず短距離斥力の扱いについて有効性が示された。次段階としてテンソル力を含む現実的核力に適用し、その有用性を調べる。得られた結果に基づいて対称核物質・中性子物質に関して信頼できる状態方程式の構築を行う。2019年度に研究代表者、および研究協力者の出張が計画されており、そのための旅費を確保する必要が生じたため、2018年度の助成金の使用を控えた。
超指向性音源を用いた局所的スピーチ・プライバシー保護システムの開発と試作

小規模診療所の待合室付近での問診,税務署窓口での納税相談など会話の秘話性が必要とされるオープンスペースにおいてスピーチ・プライバシーを保護するための手段として,マスキング用雑音を用いて音声をマスクする方法について検討した。空間内の限られた領域にマスキング用雑音を提示できる超指向性音源を用いた新たなサウンドマスキングシステムを構築し,音響実験で得られた実測データをもとにシステムの有効性を確認した。オープンプランオフィスなどの開放的空間でスピーチ・プライバシーを保護するためには、一般的に間仕切り等による大がかりな遮音対策と同時に、会話音声を別の音でマスクするといった手法が用いられているが、その設置位置や設置方法によっては、会話音声とマスキング音の到来方向の違いに起因してスピーチ・プライバシーの低下を招く恐れがある。また、会話音声レベルが大きい場合にはマスキング音のレベルも大きくする必要があり、空間内の比較的広い領域にわたってマスキング音が放射されることで遠方の他者にまで不必要な騒音としての影響を及ぼす可能性がある。解放的な空間内においてもスピーチ・プライバシーを局所的かっ効果的にコントロールできる新たなサウンドマスキングシステムの可能性を検討するために、空間内の限られたある特定の領域のみにマスキング音を放射できるような鋭い指向性を有するスピーカについて検討した。超音波による非線型パラメトリックアレイスピーカや超磁歪素子を用いた平面スピーカ等について、周波数特性や指向性等の物理的音響特性を測定した結果、いずれも局所的にプライバシーレベルをコントロールできる可能性があることを確認した。さらに、音響心理実験の結果を基に、音声とマスキング音の到来方向の違いがスピーチ・プライバシー評価に及ぼす影響を、従来より提案されている物理的評価指標に換算して、定量化を行った。1ヶ所からマスキング音を放射する場合は、音声の到来方向と同一または前後対象の方向から放射することが効果的であることがわかった。解放的な空間内においてもスピーチ・プライバシーを局所的かつ効果的にコントロールできる新たなサウンドマスキングシステムの可能性を検討するために、空間内の限られたある特定の領域のみにマスキング音を放射できるような鋭い指向性を有するスピーカについて検討した。超音波による非線型パラメトリックアレイスピーカを用いて、天井からマスキング用雑音を放射した場合も、水平方向からマスキング用雑音を提示する場合と同様に、局所的なプライバシーレベルのコントロールが可能であることを確認した。さらに、スピーチ・プライバシーの程度や満足度を評価するための新たな主観的心理尺度(プライバシー感)の言語表現について、音響心理実験で得られた結果をもとに考察した。その結果、会話の内容が聞き取れるかどうかだけでなく、「何も聞こえない」、「音声であるとわかる」、「音声の抑揚が聞こえる」、「男女の性別がわかる」、「誰が話しているかわかる」といったより詳細なスピーチ・プライバシー評価尺度を構成した。オープンプランオフィスなどの開放的空間でスピーチ,プライバシーを保護するためには、一般的に間仕切り等による大がかりな遮音対策と同時に、会話音声を別の音でマスクするといった手法が用いられているが、その設置位置や設置方法によっては、会話音声とマスキング音の到来方向の違いに起因して、スピーチ・プライバシーの低下を招く恐れがある。解放的な空間内においてもスピーチ、・プライバシーを局所的かつ効果的にコントロールできる新たなサウンドマスキングシステムの構築を試みた。マイクロホンで測定した暗騒音レベルおよびそれらの到来方向に応じてマスキング音を変化させ、さらに、目的とするスピーチ・プライバシーのレベルによってもマスキング音をコントロールできるものとした。実空間におけるマスキング効果は、空間伝達特性や音場に存在する暗騒音など、室内環境要素に大きく影響を受けることが考えられるため、本システムの利用が見込まれるオープンスペースの実際の現場に設置して、上記側面の影響についてスピーチ・プライバシーに関する心理実験を行った。また、実際の執務空間で放射されるマスキング音に対するうるささの心理評価結果から、マスキング音の許容レベル範囲などについて検討した。本システムによりマスキング用雑音を提示した場合、実空間に存在する背景騒音も影響して、うるささを大きく悪化させることなく、「何か話していることはわかるが会話の内容までは聴き取れない」程度までスピーチプライバシーを保護できることがわかったるさらに、本システムから提示されるマスキング用雑音によってスピーチプライバシーが保たれる領域を調べた結果、男性音声または女性音声の場合も、前後・左右に30[cm]程度の狭い範囲でスピーチプライバシーレベルをコントロールすることができた。
中学校・高等学校における数学教育活性化のための教材開発

1.開発した教材名とその概要(1)誕生日は何曜日?(曜日計算):曜日計算法の公式、計算図表、計算模型を製作・利用して曜日計算を体験し、公式を創作する。(2)何回であたるか?(20の扉):2進記数法、2分割検索法、バリティチェック等利用して情報処理の体験をし、中間値の定理、逐次近似法等の数学的アイデアに接する。(3)重なる点があるか?(地図の大小):地図を拡大、縮小、変形して重ねても1点だけ重なることより、不動点定理の確認、作図発見(4)どんなパタ-ンがあるか?(数理の不思議):数あてゲ-ム、素数・平方数、平方根、2数の積等より数理の不思議さを発見する。(5)標本平均はどこへ集るか?(確率実験):標本平均の分布、母比率の推定をパソコンを用いてシュミレ-トする。(6)鳩の入る巣はあるか?(存在定理):ディリクレの原理を用いて存在定理に関する問題の体験、証明の面白さを知る。なお、概要は省略するが、下記の教材を開発した。不等式と初等関数の微積分、ケプラ-からニュ-トンへ、高校生のための幾何学再入門、図形の模様をしらべる、思考過程調査問題、等2.主要な知見と残された問題上記の教材を授業で実験をしてみた結果、活性化教材のもつべき特性として、以下のような知見が得られ(A)、問題が残った(B)A.(1)生徒にとって“驚き"や“不思議さ"感じ(意外性)(2)生徒が操作して、確かめたいという意欲がわくもの(操作性)(3)生徒にとって役に立つと認めうるもの(有用性)B.生徒の異なった認知段階に応じたアプロ-チを工夫する(最適化)ことが、今後に残された問題である。1.今年度行った会合及び討議事項会合月日討議事項(1)昭和63.7.9研究方針・研究計画作成(2)昭和63.9.3研究分担・研究協力者決定(3)昭和63.10.8第1次試案検討作成(4)昭和63.11.19第2次試案検討(5)平成1.16調査・実験用テキスト・問題作成2.現在までの各班における研究成果班名研究テーマ1.活性化教材の作成2.論理的思考様相の分析3.興味ある統計・確率教材の開発4.授業を活性化する問題作成5.活性化教材の評価ア.新しい視点から既成教材の再構成「幾何学再入門」「ケプラーの法則」「不等式と微積分」実験テキスト作成中イ.数学のアイデアを生かす教材2^n、2進法、証明法、不等式の利用ウ.思考過程の比較・分析を通して、活性化教材開発のために必要なストラテジーの発見をするエ.調査問題の作成オ.標本平均値の分布に関する確率実験テキスト作成カ.興味ある統計教材の作成キ.数あて、ディリクレーの問題等規則性の発見、一般化の体験を伴う問題ク.開発教材・問題の評価法の開発1.開発した教材名とその概要(1)誕生日は何曜日?(曜日計算):曜日計算法の公式、計算図表、計算模型を製作・利用して曜日計算を体験し、公式を創作する。
1細胞RNAシークエンスを用いたヒト精子幹細胞ニッチの遺伝子発現解析

[停留精巣モデルマウスの開発]これまでマウスでは先天的な停留精巣モデルマウスは存在していなかった。私たちはこれまで、ラットでは抗アンドロゲン剤を妊娠中に投与すると停留精巣の胎子が得られるが、マウスでは尿道下裂しか得られないことを報告してきた。そこでヒト停留精巣でRNA-sequenceを行う前の、preliminaryな段階としてマウスの停留精巣モデルを作成した。昨年、皮膚切開の後に鼠径管を閉鎖することでロバストな停留精巣モデルの作成に至った事を報告した。しかしその後の解析で、この停留精巣モデルでは、今回の解析の対象となる思春期前生後3週のマウスでは、停留精巣が約30%ほどしかできないことが判明した。その原因として、鼠径管を閉鎖してもその後の成長とともに、腹膜後面のスペースが広がり、精巣が陰嚢内に収まることが判明した。そのため、再度モデルを作成しなおし、最終的に経腹腔アプローチで若年停留精巣モデルを作成するに至った。[微量なmRNAの増幅]1細胞mRNAからcDNAを合成し増幅することを主に行ってきた。昨年までは発現量が多いmRNAについては安定的に増幅可能であったが、1細胞あたり100copy未満のmRNAについては増幅効率の再現性が十分とは言えなかった。手技を改良し、20copy以上のmRNAは安定的に増幅可能となった。しかしRNA-sequenceを安定的に運用するには残念ながら至っていない。今年度はFACS(fluorescence activated cell sorting)を用いて、アダルトマウスの精巣を構成細胞ごとに分離する方法について検討を重ねていた。精巣の1細胞への単離は精細管基底膜の機械的、あるいは化学的な分離が必要である。まずは既存の報告に基づき、機械的な分離後にcollagenaseIとDNaseを用いて基底膜を分離した。精母細胞(Spermatocyte)と円形精子細胞(round spermatids)は細胞のサイズを用いて単離した。また生殖細胞(Germ cell)とセルトリ(sertoli)細胞は細胞表面マーカーとして、それぞれAlfa6/Beta1-integrinとZo-1を用いて単離した。Sertoli細胞は、代表的な細胞表面マーカーであるFsh受容体を用いての単離は困難であった(市販されている抗体が機能しないことが原因であった)。また筋様(myoid)細胞、ライディッヒ(Leydig)細胞は特異的な細胞表面マーカーに乏しく、分離が困難であった。単離した細胞はそれぞれ特異的なマーカーでqPCRを行った。問題点としては、大部分の精巣構成細胞が基底膜の破壊後に死ぬことであり、現在生存率(viability)を上げる、あるいは死細胞を除くための検討を行っているところである。今後は、単離した細胞に対して行う1細胞からのRNA増幅の系を研究室で立ち上げることと、立ち上げた系を用いて分離した細胞群の純度の評価を行う予定である。原因として以下の4点が挙げられる。1精巣細胞を分離の際に、想定より大量の細胞が死んだこと2チューブやチップを含めて、細胞のロスがあったこと3FSH受容体抗体が機能しないことを確認するのに時間がかかったこと4Sertoli細胞を同定するための代替の細胞表面マーカーが見つからなかったこと。そこでヒト停留精巣でRNA-sequenceを行う前の、preliminaryとしてマウスの停留精巣モデルを作成した。これは下記のごとく外科的な手法で可能になった。発現量が多いmRNAについては安定的に増幅可能であったが、1細胞あたり100copy未満のmRNAについては増幅効率の再現性が十分とは言えなかった(下記に報告する)。[発表実績]現在作成している停留精巣モデルマウスと並行して、マウス停留精巣の解析を行い、第26回泌尿器科分子・細胞研究会(2017.3.10-11、大分市)と第26回日本小児泌尿器科学会総会・学術集会(2017.7.5-7、名古屋市)で発表した。前者はmicroRNAの一種であるmiR-135aとその標的であるFOXO1発現の報告であり、後者は精子幹細胞の新規マーカーとして、FOXO1とphospho-CREBの発現解析をマウス精巣で行ったものである。後者はベストポスター賞を受賞した。また精子幹細胞の前駆細胞である始原生殖細胞の腫瘍として、臨床で経験したヒト精巣未熟奇形腫の解析を行い、第274回日本泌尿器科学会東海地方会(2017.3.19、名古屋市)と第26回日本小児泌尿器科学会総会・学術集会(2017.7.5-7、名古屋市)で発表した。前者は優秀演題賞を受賞した。[停留精巣モデルマウスの開発]これまで当教室では、フルタミドを用いた先天的な停留精巣モデルラットを作成し、研究を重ねてきた。これは外科的な操作を加えていないため、安定的に停留精巣を作成できる利点があった。しかし精巣機能や遺伝子発現については、より知見が蓄積されているマウスでの解析に備えて、新たに停留精巣モデルマウスの開発を行った。

現状では妊娠マウスにフルタミドを投与しても、尿道下裂こそできるが停留精巣は作成困難であった。そこで外科的な手法を用いて、思春期前に相当する生後3週のマウスで停留精巣作成を行った。コントロールとして行ったラットでの外科的停留精巣では、思春期後の精巣の上昇と精巣の萎縮が観察された。しかし体格の小さなマウスでは手技が安定せず体表からの外科的操作だけではロバストなモデルの作成には至らなかった。最終的には皮膚切開を行い、鼠径管を直視下に結紮し埋没縫合を行うことで安定的なモデルマウスの作成に至った。[微量なmRNAの増幅]1細胞に相当する10pg当量のGC-1細胞(typeB spermatogonia) mRNAからのcDNA増幅合成を、2つの方法(SC3-seq vs Quartz-seq)で行い、増幅効率をqPCRで比較した。SC3-seqでは、40コピー/細胞相当のmRNAまで、また75%の再現性で増幅可能であった。しかしQuartz-seqでは100コピー相当のmRNAでも増幅の再現性にばらつきがあり、今後細かな手技の見直しを行う予定である。主な遅れの主因は再現性の担保が得られなかったことによる。[停留精巣モデルマウスの開発]これまでマウスでは先天的な停留精巣モデルマウスは存在していなかった。私たちはこれまで、ラットでは抗アンドロゲン剤を妊娠中に投与すると停留精巣の胎子が得られるが、マウスでは尿道下裂しか得られないことを報告してきた。そこでヒト停留精巣でRNA-sequenceを行う前の、preliminaryな段階としてマウスの停留精巣モデルを作成した。昨年、皮膚切開の後に鼠径管を閉鎖することでロバストな停留精巣モデルの作成に至った事を報告した。しかしその後の解析で、この停留精巣モデルでは、今回の解析の対象となる思春期前生後3週のマウスでは、停留精巣が約30%ほどしかできないことが判明した。その原因として、鼠径管を閉鎖してもその後の成長とともに、腹膜後面のスペースが広がり、精巣が陰嚢内に収まることが判明した。そのため、再度モデルを作成しなおし、最終的に経腹腔アプローチで若年停留精巣モデルを作成するに至った。[微量なmRNAの増幅]1細胞mRNAからcDNAを合成し増幅することを主に行ってきた。昨年までは発現量が多いmRNAについては安定的に増幅可能であったが、1細胞あたり100copy未満のmRNAについては増幅効率の再現性が十分とは言えなかった。手技を改良し、20copy以上のmRNAは安定的に増幅可能となった。しかしRNA-sequenceを安定的に運用するには残念ながら至っていない。今後は、1単離した1細胞からのRNA増幅を研究室で立ち上げる。2立ち上げた系を用いて、FACSでより分けた細胞の純度を検討する3純度が問題なければ回収した細胞を用いてRNA-seqeunceを行うことで、停留精巣と正常精巣の違いについて遺伝子発現の比較を行う。[停留精巣モデルマウスの開発]ヒト停留精巣での解析を行う前に、まずはマウスで遺伝子発現解析を行い、種間の精子幹細胞nicheの違いを解析したい。
霊長類脳において導入遺伝子発現をモニターするための生体イメージング法の開発

本研究では、霊長類脳において導入遺伝子発現をモニターするための生体イメージング法を開発するため、アデノ随伴ウイルスベクターや逆行性感染型レンチウイルスベクターを用いたウイルスベクターシステムとレポーターシステムにより、神経路選択的遺伝子発現ベクターシステムへのレポーター遺伝子の導入とその最適化を実施し、レポーター遺伝子による発現状態の確認と薬剤導入による特定の神経路への機能介入を同時に実現する実験系の構築に成功した。また、イメージング結果と行動学的および組織学的解析結果との相関を調べることによって、本研究で確立した機能的生体イメージング手法の有用性を明らかにした。本研究課題では、生体イメージング法におけるマーカー遺伝子を利用し、ウイルスベクターによって導入した外来遺伝子の発現状態をモニターする手法を霊長類脳神経系で確立するとともに、同手法を特定の神経路を形成するニューロン群にのみ外来遺伝子を導入する神経路選択的遺伝子導入法に適用し、ターゲット神経路の活動を操作する機能介入解析をおこなう際に、遺伝子発現状態をモニターすることを可能にすることを目的としている。平成25年度は、陽電子放射断層撮影(PET)のマーカー遺伝子を導入したアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを作製し、同ベクターをマカクザルの線条体に注入し、その発現状態をPETで検出できることを検証する実験をおこなった。その結果、PET撮像により線条体におけるマーカー遺伝子の発現がシグナルとして検出できることを確認し、組織学的解析をとおしてマーカー遺伝子の発現範囲とPETシグナル範囲が一致していることを確認した。また、タグ配列の導入によるPETシグナルへの影響について解析をおこなった。また、この手法を特定の神経回路に対する機能介入解析に応用するため、逆行性レンチウイルスベクターとAAVベクター、およびTet-On発現誘導系を利用した神経路選択的な遺伝子発現法に改良を加え、発現量の増加とリーク発現の低下を実現し、かつPETマーカー遺伝子、組織学的マーカー遺伝子、神経活動制御プローブ遺伝子など複数の遺伝子を発現できるシステムを開発した。また、ベクターシステムにRNAiによる発現抑制系を開発するためのベクター配列の改変をおこなった。本研究では、PETやMRIなどの生体イメージング法においてマーカーとなる遺伝子を利用し、霊長類の脳にウイルスベクターを用いて導入した外来遺伝子の発現状態をモニターする手法を確立することを第一の目的とする。また、この手法を、研究代表者らが最近開発した、特定の神経路を形成するニューロン群にのみ外来遺伝子を導入する神経路選択的遺伝子操作法に適用し、当該神経路の活動を操作する機能介入の影響を解析する際に、導入したターゲット遺伝子の発現状態をモニターすることによって、遺伝子導入の成否を事前に確認できる手段を提供することを第二の目的とする。さらに、これらの技術を発展させて、RNAi誘導による発現抑制系にも応用できる汎用的システムの構築を目指す。本研究の成果は、ターゲット遺伝子を発現する特定のニューロン群の効率的な生体イメージングを実現する手法として、広く遺伝子治療や再生医療の発展にも貢献できると考える。平成26年度は前年度に開発、改良したレポーターシステムおよびウイルスベクターシステムを利用して、神経路選択的遺伝子導入ベクターシステムへのレポーター遺伝子の導入と最適化を実施し、レポーター遺伝子による発現状態の確認と薬剤導入による特定の神経路への機能介入を同時に実現する実験系の構築に成功した。さらに、イメージング結果と行動学的および組織学的解析結果との相関を調べることにより、本研究で確立した特定のニューロン群におけるターゲット遺伝子発現の機能的生体イメージング手法の有用性が明らかになった。神経科学平成25年度の研究実施計画に記載した、生体イメージング用レポーター遺伝子の構築とウイルスベクター発現系による性状確認については、PETのマーカー遺伝子を導入したAAVベクターを用いて、マカクザルの線条体においてPET撮像によりマーカー遺伝子の発現をシグナルとして検出することに成功し、現在、最適化のためにタグ遺伝子の付加などについて検討をおこなっている。また、神経路選択的遺伝子導入ベクターシステムへのレポーター遺伝子の導入と最適化については、発現量の増加とリーク発現の低下を実現し、かつ複数の遺伝子を発現できるベクターシステムの開発に成功した。神経伝達物質受容体のRNAi誘導配列の構築についても、ベクターシステムの構築・検証実験が進行しており、全体として研究が順調に進展していると考えられるため。研究計画は当初の予定どおり順調に進展していると考えられるため、平成25年度に開発、改良に成功したレポーターシステムおよびウイルスベクターシステムを利用して、神経路選択的遺伝子導入ベクターシステムへのレポーター遺伝子の導入と最適化を実施し、レポーター遺伝子による発現状態の確認と、薬剤導入による特定の神経路への機能介入を同時に実現する実験系を構築するとともに、イメージング結果と行動学的および組織学的解析結果との相関を調べる。また、神経伝達物質受容体遺伝子をターゲットとして特定のニューロン群におけるRNAi誘導配列の転写状態を的確に推定できる手法の確立を目指して、ベクターの開発と改良、およびベクター注入後のイメージング実験を進める。
組合せ的転写制御ネットワークを解明する為のアルゴリズムとコンピュータツールの開発

本年度の目的は、DNA-タンパク相互作用データにタンパク-タンパク相互作用データを組合せ、転写上流の遺伝子ネットワークを解明するウェブツールの開発であり、今期、これを達成した。本ツールは以下の特徴を持つ。1.転写におけるシス遺伝子をネットワーク図のキーとし、それとつながる転写因子をDNA-タンパク相互作用データから得、さらにそれとつながる転写上流のタンパク質をタンパク-タンパク相互作用データから得、そのネットワークを図示する。2。転写上流のタンパク質に関し、タンパク複合体データも処理及び可視化が可能。3.マイクロアレイデータの結果と組合せ、遺伝子の絞り込みが可能。4.コンピュータに詳しくないユーザーでも扱えるグラフィカルなウェブツールであり、ステップ・バイ・ステップ方式で解析が可能。5.昨年度開発されたツールの出力結果を使い、シス遺伝子の上流配列における転写因子モチーフスコアを可視化する機能も備え、昨年度のツールと統合化。本ツールが持つこれらの特徴は、転写制御における遺伝子ネットワークを効率的に分析する事を可能にすると考えられる。本年度の目的は、任意数の組合せのDNAモチーフを予測するアルゴリズムとその実装ツールの開発であり、今期、これを達成した。アルゴリズムの特徴として、1.従来任意数拡張の際の困難であった計算時間を、遺伝的アルゴリズムを導入することによって解決、2.従来曖昧だったモチーフ、モジュール(モチーフの組合せ単位)の表現法を区別し、モジュール・モチーフ表現を導入、3.これに伴い、従来のモチーフ・スコアリング法をモジュール・モチーフ表現に対応したスコアリング法に拡張、4.さらに従来の研究にはない、モジュール内局所的相互作用を表すスコアリング法を開発、5.従来多くの研究では発現、発現無しの1,0値をベースにDNAモチーフを予測していたが、より情報を活用できる、発現量を表す実数値をもって予測する方法を採用、である。ツールの特徴としては、1.コンピュータに詳しくなくても扱えるグラフィカルなウェブツール、2.最適なモチーフの組合せをツールがどのように探索しているのかをリアルタイムで表示する、ビジュアライゼイション・システム、3.コンピュータの電源を落としても再度計算を続行できる計算継続システム、である。特に後者二点は従来のツールに見られない新しい特徴である。開発されたウェブツールはhttp://emu.src.riken.jp/combinatorにおいて、インターネットを通じて世界中に公開されており、誰でも無償で利用できる。また本研究成果は米国コールド・スプリング・ハーバー研究所において行われた国際学会、System Biology Meetingにおいて発表された。2。