hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時代の影響を取り入れてポライトネスの変容をとらえる言語行動理論構築の試み

インターネット上の匿名掲示板における書き込みの分析を行い,人間の普遍的行動理論であるポライトネス理論に「社会の変化」の影響を勘案できる「通時的」視点を加えた理論の構築を試みた。10年間継続している掲示板を選び,各書き込みを,行為機能,話題効果,書き込み姿勢,談話展開の4つのレベルで分類するという質的分析とそれぞれのレベルでどのような談話上の特徴が見られるかを探る量的分析を行った。結果からは社会の動きと談話特徴の関連が推測されたため,時代の影響を反映できる理論化を提案した。本研究の目的は,80年代以降急速に変容した日本社会のコミュニケーション行動の変化を事例として,人間の普遍的行動理論として注目を集めてきたBrown & Levinson(1987)のポライトネス理論に「社会の変化」の影響を取り入れた新しい研究法を開発し,「通時的」視点を加えた対人コミュニケーション理論の試案を提示することにある。この目的のため,21年度は以下の内容を遂行することを当初の計画としていた。(1)調査内容の策定:「2ちゃんねる」の過去ログの「部を入手,分析し,語彙,統語,談話展開等の言語的側面の相互行為を中心に調査項目,内容を検討。(2)予備調査の実施と調査内容・方法の決定。(3)本調査開始(過去ログデータの収集)。(4)データの形態素,統語解析とデータベース作成。(5)情報収集:調査.分析の方法論,電子化データベース作成の手法等に関する情報収集。(6)成果発表:研究会等で初年度の成果発表。しかしながら,まず予備調査の段階でデータをいかに入手するかで問題が生じた。「2ちゃんねる」におけるポライトネスの変容を明らかにするためには、まず2ちゃんねるの初期から続いている「板」を探し、活発に投稿がされている「スレ」を特定する必要があった。調査開始当初長期間続く板,スレを中心に調べたが,長期間存在するものでも開始時期が遅い,投稿が活発でないなどの問題があることがわかった。その中で,多くの板に多数存在し、レスがつくのは質問系のスレであることが判明した。この種の板,スレは投稿のやりとりの中でのポライトネスの変容が観察しやすい。以上のことから、2ちゃんねるにおけるポライトネスの変容を観察には、質問系スレッドが最適であると判断し,これらの板を中心に次年度の研究対象とすることを決めた。本研究の目的は,ポライトネス理論に「社会の変化」の影響という「通時的」視点を加えた対人コミュニケーション理論の試案を提示することにある。そのため,ITメディアの急速な普及後に新たな秩序が形成されてきたと考え,サイバースペース上のコミュニケーションの変容をポライトネスのあり方の変化から検証し,対人行動の変化を取り込むことが可能なより普遍性の高い修正版ポライトネス理論の提案を試みることにある。今年度は,具体的なデータとなる掲示板(2ちゃんねるの「板」と「スレ」)の特定と語彙,統語,談話展開等の言語面に注目し,その相互行為的側面の検討を中心に行った。まず,調査対象を2000年から現在まで続くライトノベル板のスレに決め,年別に10スレを抜き出した。そのスレの書き込みを,「書き込みの行為機能」「書き込みの話題への効果」「書き込みする際の姿勢」の3つのレベルで分類した。その結果,以下のような点が明らかになった。(1)「行為機能」は,情報提供,問題提起等9類型,目的から分類した行為の種類は「聞く」「言う」など4パターンがある(2)「話題への効果」は,「応答」「煽り」「ネタ」などの典型的行為類型を,「同調/非同調」「趣旨遵守/ズレ」などのレスの流れから検討すべきである(3)「書き込み姿勢」は,談話の進行に対する「推進/妨害」という関与のあり方を基本とし,それが「レスへの評価」「情報の要求と教示・提示」「話の総括」「(他者への攻撃等)ノイズ」などとしてとらえられる今年度はこれらの分析レベルと分類が可能であることを示すところまでで終了した。ポライトネスからどのようにとらえることができるかは,文化批評等の成果も取り入れて対人コミュニケーション行動理論の整理と仮説の考案なかでの次年度の検討課題とする。最終年度の23年度は,前年度からの調査を続行し,代表的なサイバースペース上の匿名掲示板である2ちゃんねるの書き込みを資料に,おもに談話展開等の言語的側面の相互行為を中心に質的,量的両面からの調査を行った。今年度の研究は,「2ちゃんねる」において行為とその談話への効果,書き込み者の姿勢などからことばの選択はどのように行われているのか,また書き込みの進行とことばの選択に何らかの関係がないかという談話面でのポライトネス現象につながる点を探ることを中心に進めた。匿名掲示板においては,日本語でのポライトネスの明示的指標となる敬語的表現は,相手と自分の社会的関係が特定できないので,利用するのが難しくなるためである。

調査の対象は「ライトノベル板」の9スレを抽出し,総数9908のレスに対してひとつずつ属性を示すタグを付加し,スレッドの分析を行った。タグは各レスごとに「行為機能」「話題効果」「書き込み姿勢」という3つの談話での機能にわけて付与した。各機能をタグをまとめることで,スレッド消費のあり方が明確にとらえられ,ある種の会話パターンが継続的に表れていることの裏付けを得ることができた。とくに話題提起や感想などのレスからスレッドが消費されていく過程では,「交話」「遊び」「攻撃」「疑問」という4つの話題の展開が見られ,この展開の領域を相互に行き来することで全体の談話が構成されていく様子がとらえられた。これらの談話の構成がサイバースペース上での「デフォルトのポライトネス」を構成する重要な要素として位置づけることができるのではないかという知見を得た。
レーザー干渉計重力波検出器のための量子非破壊計測の研究

本研究の目的は、次世代型重力波検出器のために、量子非破壊計測の開発を行い、世界で初めて輻射圧雑音の観測と低減を行うことである。本研究では、質量20mgの超軽量鏡を用いて、輻射圧雑音の影響を増幅し、その検出を容易にするという、世界でも類を見ない独創的な手法を用いる。実験セットアップでは、光の輻射圧雑音を観測するために、光の輻射圧を大きくしている。この時、光共振器内での光の輻射圧の反バネ効果により、鏡が回転方向に揺らされることが確認できる。この効果は、次世代型重力波検出器でも問題なることが理論的に予測されている。本実験でこの理論の正しさを証明することは、本研究だけではなく、次世代重力波検出器のためにも貢献できる重要な結果となる。そこで、本年度の研究実施計画の1つ目として、この効果を測定し論文に投稿することにした。結果、この測定は成功し、論文はS Sakata et al., Phys. Rev. D 81, 064023 (2010)に掲載された。2つ目の研究実施計画は、光のパワーを増幅させると、この測定された輻射圧による効果により、難しくなる鏡の姿勢制御を解決するために、感度と制御の両点を考慮して見つけ出し、実験的に証明することである。この解決策は、本研究の目標の輻射圧雑音の観測と低減を実現するために、最も重要な技術となる。その解決方法として、実験セットアップの制御系のブロックダイアグラムと伝達関数を用いて計算を行い、その計算結果から、超軽量鏡に曲率を付けて共振器を組むことを決めた。今後は、この方法に基いて実験を開始し、輻射圧による効果の制御を行う。
エピジェネティクス・転写後発現調節機構の解析による新規歯髄温存・石灰化療法の開発

象牙芽細胞様細胞株(KN-3)は、自然免疫レセプターNOD1とp38-AP-1を介してケモカイン産生を増強したが、ポリフェノールのCaffeic Acid Phenethyl Esterは、その産生誘導を抑制し、さらに石灰化誘導条件下でもVEGFの産生を増強した。また象牙芽細胞や歯髄線維芽細胞で、自然免疫応答Tolerance現象が生じた。遺伝子転写後発現調節に関与するmicroRNA (miRNA)について、KN-3細胞で発現が2倍以上増減しているmiRNAを特定した。以上より、CAPEやmiRNA等の転写後調節の応用が、歯髄温存ならびに石灰化・再生療法に有用である可能性が示唆された。3.iE-DAPで12時間刺激したKN-3細胞でのmiRNA発現変化についてMicroarray解析を行い、2倍以上発現が増減している遺伝子を特定できた。1.歯髄炎の病態・発症メカニズムや感染防御において歯髄最表層に存在する象牙芽細胞は、歯髄内でも線維芽細胞とは異なった役割を担う事が示唆されており、自然免疫反応に関与するレセプターとしてNOD1が優位に発現し、そのLigandであるiE-DAP刺激に反応して、p38-AP-1 pathwayを経由してCXCL2/3やCCL20等のchemokineの産生を増強する事が明らかとなった。さらに、iE-DAPで刺激した象牙芽細胞で、2倍以上発現が増減しているmiRNA遺伝子を特定できた。2.Polyphenols類(Caffeic Acid, CAPEやEGCG)は、象牙芽細胞に対する細胞障害性を認めず、iE-DAP刺激によるKN-3細胞からのchemokineの産生誘導を抑制したことから、安全に歯髄炎の抑制に用いる事が出来る可能性が示唆された。当初の研究実施計画と以上の結果を考慮すると、おおむね順調に研究は進展していると評価される。歯髄組織の中で、齲蝕関連細菌等の刺激に対して最前線に位置する象牙芽細胞は、特に歯髄炎の発症メカニズムや感染防御において重要な役割を果たしており、歯髄内でも線維芽細胞とは異なる役割を担っていると考えられる。象牙芽細胞に優位に発現している自然免疫間レセプターであるNOD1の特異的LigandであるiE-DAPや炎症性サイトカインであるTNF-a刺激が、Mincleの発現増強し、さらに発現誘導したMincleが、ケモカインであるCCL4の発現を誘導するという機能も確認された。Mincleは、主にマクロファージに発現し、細胞にストレスがかかると誘導され、カンジダや結核菌の構成成分を認識する他に、感染等により壊死に陥った細胞から放出される核内タンパク質SAP130 (Spliceosome associated protein 130)も認識して炎症性サイトカインやケモカインの産生を増強する。すなわち、組織がダメージを受けた際の死細胞の除去とともに組織の再構築や修復の観点からも注目を浴びている。歯髄炎では、その早期に歯髄組織内の細胞が壊死に陥る事からも、歯髄炎の進行あるいは修復・治癒過程にMincleが関与している可能性が考えられ、さらに、これらの分子の発現が、エピジェネティクスや転写後発現調節を受けると、歯髄炎の病態に影響が及ぶと考えられる。Mincleが、歯髄炎の修復あるいは治癒過程のどちらに大きく関与するかを解明する事は、歯髄炎の抑制や歯髄温存さらには石灰化療法の開発に繋がる可能性がある。前年度までに、ポリフェノールの一種でプロポリス生理活性物質であるCaffeic Acid Phenethyl Ester (CAPE)が、ラット象牙芽細胞株(KN-3)においてNOD1特異的リガンド(iE-DAP)刺激により誘導されるケモカイン産生を抑制することを報告した。さらに今年度は、主に以下の件空制化を得た。1.Microarray解析にて、iE-DAPで12時間刺激したKN-3細胞でのmiRNA発現が2倍以上増減している遺伝子に関して、その発現量をreal-time PCRにて定量的に解析を行う。4.臨床サンプルとして、智歯や便宜抜髄さらには不可逆性歯髄炎にて抜髄となった歯髄組織からtotal RNAを抽出し、miRNA発現patternについてMicroarrayやreal-time PCR解析を行う。1.石灰化誘導培地中での象牙芽細胞様細胞株(KN-3細胞)の自然免疫関連レセプターを介するmRNAやmiRNA発現を網羅的に解析を行い、その後、real-time PCRにて、より詳細に定量解析を行う。2. iE-DAP刺激により発現誘導されたMincleの発現誘導に対するPolyphenolの効果を調べ、さらにPolyphenol処理によるmiRNA発現の変化を網羅的に解析する。

3.石灰化誘導環境下において、iE-DAPやTNF-a刺激、さらにはPolyphenol処理により、石灰化や再生に関与する遺伝子群の発現を解析し、非石灰化環境下の場合と比較検討し、歯髄温存・石灰化療法に有望な条件・遺伝子を探索する。4.臨床サンプルとして、智歯や便宜抜髄さらには不可逆性歯髄炎にて抜髄となった歯髄組織から蛋白やtotal RNAを抽出して、mincleの発現や産生を調べると共に、DNAメチル化やヒストンアセチル化も解析する。医歯薬学今年度は、これまでに使用していた培地や試薬類に加えて、Total RNA抽出・精製KitやELISA Kitが十分に残っていたために、それらの新規購入が計画当初より少なく、研究費の繰り越しが生じた。また、DNAメチル化の解析に先駆けて、まずPolyphenols類(Caffeic Acid, CAPEやEGCG)の象牙芽細胞に対する細胞障害性や自然免疫抑制作用の解析を行った事からも研究費の繰り越しが生じた。今年度は、培地や汎用試薬に加えて、real-time PCR試薬やELISA Kitが、昨年度使用後も残っていたために、それらの新規購入が計画当初より少なく、研究費の繰り越しが生じた。また、DNAメチル化等の解析に先駆けて、新規の自然免疫関連セプターであり、組織がダメージを受けた際の死細胞の除去とともに組織の再構築や修復の観点からも注目を浴びているMincleに着目して解析を行った事からも研究費の繰り越しが生じた。次年度は、象牙芽細胞様細胞(KN-3細胞)と同様に、歯髄線維芽細胞においても病原体関連分子パターン(Pattern-Associated Molecular Patterns; PAMPs)刺激によるmiRNA発現変化についてMicroarrayにて網羅的に解析し、歯髄内での線維芽細胞と象牙芽細胞の異なる役割や特性を解明するという更なる研究へ推進する為にも、この繰り越し分と次年度の研究費を使用する計画である。また次年度は、臨床サンプルとして、智歯や便宜抜髄さらには不可逆性歯髄炎にて抜髄となった歯髄組織を用いてmiRNA発現patternについてMicroarrayやreal-time PCR解析を行う為の試薬が必要となり、さらに学会や論文での研究成果も今年度より多く行う予定であり、これらの事項に繰り越し分と次年度の研究費を使用する予定である。次年度は、象牙芽細胞様細胞株(KN-3細胞)の培養において、石灰化環境下での培養条件を追加して解析を行い、新規の歯髄温存・石灰化療法の開発に有効な環境因子や遺伝子群の同定を行うという研究へ更に推進させるために、この繰り越し分と次年度の研究費を使用する計画である。さらに、次年度は、引き続いて臨床サンプルとして、智歯や便宜抜髄、さらには不可逆性歯髄炎にて抜髄に至った歯髄組織を用いて、歯髄組織の加齢変化を解析する試薬が必要となる。また、学会や論文での研究成果の発表も今年度よりも積極的に行う予定であり、これらの事項にも繰り越し分と次年度の研究費を使用する予定である。
超大規模ソースコードを対象としたコードクローン検出システムの構築

多数のソフトウェアの集合に対して高速にコードクローンを検出する手法を提案した.約3億行のソースコードから2時間程度でメソッドレベルのコードクローンを検出することができた.従来はファイル単位のクローンしか検出できておらず,提案手法を用いることにより従来は検出されることがなかった多数のクローンが検出できることがわかった.また,開発履歴データを解析することにより高速にコードクローンの変遷を追跡する手法を考案した.5,000リビジョンの開発履歴データから3時間程度で追跡が行えることを確認した.また従来手法では追跡できなかった多数のコードクローンが追跡できていることも確認した.今年度は,単一システム内からの新しいコードクローン検出技術の考案を行った.新しいコードクローン検出技術では,ソースコード中の繰り返しコードに対して折りたたみという前処理を行う.繰り返しコードとは,画面に情報を出力するための連続したprintf文や,SQL文を生成するための文字連結処理,連続したif-else等である.このような繰り返し部分からは,行単位・字句単位の検出法では,非常に多くのコードクローンを検出してしまう傾向にあるが,そのようなコードクローンは人間がチェックする価値がないものである.そのようなコードクローンの存在により,検出の精度が著しく落ちてしまう.繰り返しコードを折りたたむことにより,その部分からは冗長なコードクローンが検出されなくなるため,コードクローンの検出精度が高くなる.既存の手法として,コードクローンを検出したあとにフィルタリングを行うというものがあるが,それとは違い本研究ではそもそも必要のないコードクローンを検出しない.コードクローンの検出時間は検出されたコードクローンの量に影響を受けるため,提案手法は既存手法に比べて高速に検出を行うことができる.実際に複数の既存手法と比較を行った.検出の精度を算出するためには,コードクローンの正解集合が必要となる.本研究では,Bellonらの先行研究が行った調査結果である正解クローンの集合を利用した.その結果,Java言語とC言語で記述された8つのソフトウェアに対して,既存手法と比べて,無駄なコードクローンの検出数が少なくなっていることが確認された.平成25年度は,複数システム間のコードクローン検出について取り組んだ.複数システムが対象であるため,単体システム内コードクローン検出よりも更に高速性が求められる.この手法については,最近行われているファイル単位でのコードクローン検出法を参考に,手法を考案した.既存のファイルクローン検出手法は,1つのソースファイルから,1つのハッシュ値を算出し,そのハッシュ値を比較することでファイル単位でのコードクローン検出を行なっている.検出処理が数値の比較のみであるため,高速に検出処理が可能である.しかし,ファイル全体がコードクローンになっていなければ検出されないという欠点も持つ.本研究では,同様のハッシュ値による比較をC言語の関数やJava言語のメソッド単位で行うようにした.これらの単位は1つの処理としてまとまっているため,システム間の再利用単位として優れている.また関数・メソッド単位のコードクローン情報からファイル単位のコードクローン情報は簡単に構築できる.平成26年度は過去二年において提案した手法の改良に取り組んだ.提案手法では,検出の高速化を実現するためにプログラムのブロックやメソッド等のプログラミング言語のまとまりを単位としてコードクローンを検出する.しかし,この方法では例えば引数のエラー処理のみの有無やデバッグ用コードの有無等の違いを含むコードがあった場合,たとえそのコードの振る舞いが同じであってもコードクローンとして検出することができない.このような手法の制限を緩和するため,プログラム中におけるエラー処理やデバッグ用コードの自動特定およびそれらの自動判別を行う手法を提案する.この手法を用いることにより,前年度までに提案した複数リビジョンからのコードクローン検出および複数ソフトウェアからのコードクローン検出がより実用的なものとなった.また,ブロック単位での検出と既存の細粒度単位での比較を行い,どの程度検出精度に違いがあるのかについても調査を行った.調査では,既存の6つのツールと,コードクローンの検出結果を比較した.具体的には,コードクローンの正解集合(見つけるべきコードクローンの集合)を用いて,提案手法と各手法の適合率および再現率を調査した.今年度の成果により,本研究で提案する超大規模ソースコード集合からのコードクローン検出がより実用的になったとともに,あまり高速でない既存研究と比べての検出結果はあまりかわらないということがわかり,提案手法の有用性が示せたことになる.平成27年度は,平成25年度に取り組んだ字句単位のコードクローン検出手法をシステムとして実装した.従来の字句単位の検出手法では,不一致のプログラム文を含む類似コード片をクローンとして検出できないことが課題であった.本研究では,バイオ情報工学の分野で利用されているSmith-Watermanアルゴリズムを利用することで,検出の速度を損なうことなく,そのような不一致を含むコード片をクローンとして検出する技術を開発した.この技術をシステムとして実装することにより,多くの人にこの技術を利用してもらうことができる.また,そのシステムを利用して,ある企業で開発されているソフトウェアに対して実験的に適用した.その結果,十分に速い速度でコードクローンを検出することができた.また,検出結果を利用してそのソフトウエアの開発プロセスを分析した.クローン情報を用いることで,開発プロセスの分析により,ソフトウェア中のクローンがどのような開発プロセスに影響を与えているのかについて知見を得ることができた.最終年度であるため,本研究で提案した手法の論文化についても積極的に行った.多数のソフトウェアの集合に対して高速にコードクローンを検出する手法を提案した.約3億行のソースコードから2時間程度でメソッドレベルのコードクローンを検出することができた.

従来はファイル単位のクローンしか検出できておらず,提案手法を用いることにより従来は検出されることがなかった多数のクローンが検出できることがわかった.また,開発履歴データを解析することにより高速にコードクローンの変遷を追跡する手法を考案した.5,000リビジョンの開発履歴データから3時間程度で追跡が行えることを確認した.また従来手法では追跡できなかった多数のコードクローンが追跡できていることも確認した.提案手法をシステムとして実装するのが予想よりも少し遅れてしまったが,現在はすでにほぼ完了している.研究成果をまとめて論文化を行う作業が残っている.27年度が最終年度であるため、記入しない。ソフトウェア工学できるだけ早くにシステムを完成させる.および研究成果の論文化を急ぐ.平成24年度は,当初掲げた計画の内容を概ね達成できた.研究開始から二年が経過しているが申請時に三年間で行う予定であった内容は概ね達成できたと考えている.このため,当初は予定に入れていなかった,さらなる手法の改良についても取り組む予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。提案システムの実装および評価が遅れてしまったために,その論文化作業も遅れてしまった.そのため,論文誌の別刷り代および成果発表を十分に行うことができなかった.開発したツールを公開している今後は,複数のソフトウェアからの効率的なコードクローン検出法の考案に取り組む.更に,今年度提案した検出手法と併せて,1つのシステムとして構築する.最終年度は,これまでに提案したコードクローン検出手法の改良に取り組む.提案した手法では高速化を実現するために,プログラムのメソッド単位でコードクローンを検出する.しかし,この方法では,例えば引数のエラー処理のみの有無やデバッグ用コードの有無等の違いを含むコードがあった場合,たとえそのコードの振る舞いが同じであってもクローンとして検出する事ができない.このような手法の制限を緩和するために,プログラム中におけるエラー処理やデバッグ用コードの自動特定およびそれらの自動削除を行う方法について研究を行う予定である.論文誌の別刷り代,英文校閲費,成果発表旅費に用いる予定である.現在のところ,次年度直接経費は成果発表用の出張旅費,論文誌別刷り代,発表用ノートPCの購入等に充てる予定である.もし必要が生じた場合には,今年度購入したワークステーションに追加でメモリを購入する.予定していたよりも成果発表の件数が少なくなってしまったため,次年度使用額が生じた.今年度予定していた発表は最終年度に行う予定であるので,その成果発表旅費として次年度使用額を用いる.
アカエゾマツの年輪解析に用いる標準化関数の導出

本研究は、年輪年代学の手法にアカエゾマツ・スギ・ヒノキを用いて、年輪幅の標準化に使われる関数を検討したものである。年輪年代の推定に適した標準化の関数形には、年輪幅系列を3次多項式で標準化した後、5年以下の短周期成分を通過させるハイパスフィルタを併用した方法が推奨された。この標準化の方法で処理した年輪幅系列は短周期の変動成分のみを含む年輪幅系列が得られる。この標準化法を用いた年輪幅変動の同時性について、同一円盤内の異なる方向や同一個体内の地上高の異なる円盤、異なる個体、異なる立地間の年輪幅変動を調べた。すなわち供試木を単木から地点へ、そして地域へ拡大しても、地域間に共通した年輪幅系列の変動の同時性が確認された。これら3樹種の年輪幅変動の同時性の範囲について、統計的な信頼限界にいたる距離を整理すると、アカエゾマツで約130km、ヒノキで約350km、スギで約200kmが算出された。以上の結果から、得られた標準化関数を用いた手法は、各樹種とも広い地域に共通する年輪幅の同時性の知見が得られたことから、日本の年輪年代学を確立するための有望な手法であることが明らかになった。しかし、得られた統計的な信頼限界にいたる距離を年輪年代学の手法に応用する場合には、樹種により適用領域(距離)の違いを考慮しなければならないことも判明した。年輪解析---樹木年輪に記憶されている環境情報の復元---に用いられる年輪幅は実測年輪幅W(t)ではなく、標準化あるいは指標化年輪幅と呼ばれるI(t)=W(t)/F(t)に変換する。このF(t)に整次、Running mean、指数関数などが代表的な関数形として提案されている。これらの関数形は日本の樹種に適用した場合に外的な環境要因との寄与が低く、新しい標準化関数の導出が望まれている。従来の年輪解析の手法は年輪幅の特長的な時系列変動にのみ重点がおかれ、そのため、単木あるいは狭いプロットの年輪変動で代表する傾向があった。本研究は空間的な広さに重点をおき、広い地域に共通する時系列の標準年輪系列の導出と年輪幅変動相似地域の両側面から外的な環境要因と年輪成長との関係を導き出すところに特色がある。平成6年度では、アカエゾマツに用いる最適な標準化関数に周期解析に適した数値フイルタを提案し、これを実証する方法として、モデルシュミレーションにより、これまでに提案されてきた標準化関数と対比しながら、最適な関数形を特定した。以下に得られた知見を挙げる。1.モデルのシュミレーション実験より、数値フィルタのうち、短周期成分を透過させるハイパスフィルタが前述の標準化関数よりも統計的に最適な関数形であること。2.北海道大学天塩地方演習林と雨龍地方演習林のアカエゾマツ天然木の短周期の年輪変動が高い有意水準にあること。などが判明した。天塩地方演習林と雨龍地方演習林のプロットは約70kmも離れているにもかかわらず、同じ時系列変動をしていることが判明した。この課題は平成7年度で詳細に調査する予定である。本研究は、年輪年代学の手法にアカエゾマツ・スギ・ヒノキを用いた、年輪幅の標準化に使われる関数を検討したものである。

これら3樹種の年輪幅変動の同時性の範囲について、統計的な信頼限界にいたる距離を整理すると、アカエゾマツで約130km、ヒノキで約350km、スギで約200kmが算出された。以上の結果から、得られた標準化関数を用いた手法は、各樹種とも広い地域に共通する年輪幅の同時性の知見が得られたことから、日本の年輪年代学を確立するための有望な手法であることが明らかになった。しかし、得られた統計的な信頼限界にいたる距離を年輪年代学の手法に応用する場合には、樹種により適用領域(距離)の違いを考慮しなければならないことも判明した。
密度汎関数法による重い不安定核のスピン・アイソスピン応答の微視的かつ系統的記述

核子の自由度をあらわに扱う微視的な量子多体理論である原子核密度汎関数法に基づき,中間質量数をもつ中性子過剰核におけるスピン・アイソスピン応答を系統的に調べた。昨年度に引き続き,負パリティ状態に着目した。今年度は,スピン自由度が結合したスピン双極子励起モードを記述できるよう,計算に必要な行列要素の式を整備した。スピン双極子の演算子は空間とスピン空間でそれぞれベクトルであり,スカラー・ベクトル・2階のテンソル演算子となる。これまでの多くの研究では原子核の球対称性を課すことで,角運動量を指定した定式化がなされてきた。本研究では,原子核の変形を考慮に入れた計算コードを開発しており,角運動量を指定しない枠組みとなっている。したがって,それに応じた新しい表式を導き,変形核に対するスピン双極子励起モードの記述に世界で初めて成功した。これを,球形核に対する先行研究と比較し,異なる枠組みでの計算が一致することを確かめた。スピン双極子演算子に対する行列要素の定式化とその数値計算ができるようになったことで,禁止遷移を考慮に入れたベータ崩壊率の微視的計算が行えるようになった。議論を単純にするために球形な原子核,すなわち陽子数について魔法数をもつ中性子過剰核のベータ崩壊率の系統的な計算を行った。ニッケル同位体において,中性子数が魔法数である50を越えると半減期が急激に短くなることが最近の理研RIBFの実験で測定されたが,その微視的メカニズムを解明することに成功した。準魔法数40と魔法数50のエネルギーギャップの関係,及び魔法数50を越えたところでの殻効果によってベータ崩壊率に対する禁止遷移の寄与が影響を受け,それが半減期の不連続性を生じさせていることを明らかにした。原子核の変形・核子の超流動性を考慮に入れた密度汎関数計算により,重い中性子過剰核における低励起集団運動の微視的かつ系統的分析を行った。特に,理研で最近得られた希土類領域の不安定核の実験結果を説明するとともに,更に中性子が過剰な原子核における予言を行った。陽子数・中性子数ともに魔法数から離れた原子核では,核子間の相関(単純な球形平均場には取り込めなかった残留相互作用)が最強となり,様々な対称性が自発的に破れた状態がエネルギー的に安定化する。このような原子核は中性子過剰で不安定である場合が多く,実験的にもそのような原子核での集団運動の性質に興味が持たれてきた。理研RIBFのEURICA国際プロジェクトでは,質量数が170程度の中性子過剰な希土類原子核のベータ崩壊・ガンマ崩壊を通した核分光研究が行われた。特に,陽子数66を持つジスプロシウムの同位体(172Dy)では,極めてエネルギーの低い集団振動状態と思われる励起状態が見つかった。そこで,幾つかのスキルム型エネルギー密度汎関数を用いた線型応答計算を遂行し,非軸対称変形の方向に振動する集団モードであるガンマ振動の励起エネルギーの中性子数依存性が,実験での測定値を見事に再現した。そこでは中性子・陽子ともにフェルミ面近傍の殻構造が物理を支配していることを明らかにした。そのような微視的メカニズムに基づくと,更に中性子過剰になれば,より集団性が強くなることを予言した。また,ベータ崩壊の系統的測定が同じプロジェクトで行われた。密度汎関数計算では,実験結果を完全に説明することはできていないが,どのような殻構造の性質が重要であるかをあぶり出しつつある。原子核密度汎関数法に基づく線型応答計算で,最新の実験結果を定量的に説明できることを示したことは大きな成果である。また,微視的な分析に基づく予言は,今後の実験の強い動機付けを与える。しかしその一方で,ベータ崩壊の半減期については,中性子ー陽子相関や負パリティ状態の存在可能性など,まだまだ調べることがある。核子の自由度をあらわに扱う微視的理論である原子核密度汎関数法に基づき,質量数の比較的大きな中性子過剰核における新しいタイプの励起モードの発現可能性とその微視的機構の解明を行った。アイソベクトル双極子励起には,高いエネルギー領域にある巨大双極子共鳴(GDR)のほか低エネルギー領域にピグミー共鳴(PDR)などと言われる状態が存在する。GDRと異なり低エネルギー双極子励起状態の構造は未解明であり,現在多くの研究がなされている。今年度の研究では,アイソベクトル励起の中でも荷電交換するチャネルに着目し,アイソスピン対称性の観点から理解を深めることができた。議論を単純にするため球形な原子核,すなわち陽子数について魔法数をもつCa, Ni, Sn同位体に対して,ドリップ線近くまでの系統的な計算を行った。なお,中性子に関しては超流動性を考慮に入れており,変形解が存在する場合には球形に拘束条件を掛けた。得られた結果は大きく3点ある。1:どの原子核にも巨大共鳴が現れ,遷移密度の分析からGDRにアナログな状態(AGDR)である。2:中性子数がある値になったとき,これは中性子のフェルミ面が軌道角運動量の小さな一粒子軌道の近くにあるとき,AGDRよりもエネルギーの低い領域に肩構造のような共鳴状態が現れる。遷移密度の構造は複雑であり,アイソベクトルとアイソスカラーが混じっている。これらはPDRに典型的であり,APDRと呼べる状態を初めて見つけた。3:中性子のフェルミ面付近に特定の軌道が存在するとき,低エネルギー領域にさらに新しい励起状態が現れる。1粒子的な励起状態であり集団性は弱いが,不安定核のフェルミ面付近の殻構造を調べるのに有用である。

中性子過剰な原子核における全く新しいタイプの励起状態の出現を予言できたことは大きな進展である。核子の自由度をあらわに扱う微視的な量子多体理論である原子核密度汎関数法に基づき,中間質量数をもつ中性子過剰核におけるスピン・アイソスピン応答を系統的に調べた。昨年度に引き続き,負パリティ状態に着目した。今年度は,スピン自由度が結合したスピン双極子励起モードを記述できるよう,計算に必要な行列要素の式を整備した。スピン双極子の演算子は空間とスピン空間でそれぞれベクトルであり,スカラー・ベクトル・2階のテンソル演算子となる。これまでの多くの研究では原子核の球対称性を課すことで,角運動量を指定した定式化がなされてきた。本研究では,原子核の変形を考慮に入れた計算コードを開発しており,角運動量を指定しない枠組みとなっている。したがって,それに応じた新しい表式を導き,変形核に対するスピン双極子励起モードの記述に世界で初めて成功した。これを,球形核に対する先行研究と比較し,異なる枠組みでの計算が一致することを確かめた。スピン双極子演算子に対する行列要素の定式化とその数値計算ができるようになったことで,禁止遷移を考慮に入れたベータ崩壊率の微視的計算が行えるようになった。議論を単純にするために球形な原子核,すなわち陽子数について魔法数をもつ中性子過剰核のベータ崩壊率の系統的な計算を行った。ニッケル同位体において,中性子数が魔法数である50を越えると半減期が急激に短くなることが最近の理研RIBFの実験で測定されたが,その微視的メカニズムを解明することに成功した。準魔法数40と魔法数50のエネルギーギャップの関係,及び魔法数50を越えたところでの殻効果によってベータ崩壊率に対する禁止遷移の寄与が影響を受け,それが半減期の不連続性を生じさせていることを明らかにした。他の質量数領域でのガンマ振動などの励起モードの系統的性質を明らかにし,広い質量数領域における原子核の集団運動発現の微視的メカニズムを理解するという,本研究の大きな目標に挑む。特に,ドリップ線近傍で,連続エネルギー状態が関与するような状況での集団運動の発現可能性を追究する。また,荷電交換型の集団運動については,負パリティ状態において,どのような励起モードが現れるのかを調べることがまず重要である。その上で,ベータ崩壊における禁止遷移の効果を考える,という流れになるであろう。新しく存在が予言された励起状態のエネルギーは,アイソバリックアナログ状態やガモフテラー状態よりも低く,ベータ崩壊に寄与を与える可能性がある。したがって禁止遷移の行列要素を計算することは興味深い。また,一般的性質を解明するため変形効果も合わせて調べることが必要である。旅費の支出が多く,計算機の調達が間に合わなかったため翌年度に国外での国際会議における講演が複数あり,その分の旅費を調整するため。スパコンでの計算結果分析及び可視化のためのパソコン及びパソコンソフト購入で使用の予定
哺乳類小胞体トランスロコンの機能解析

(1)膜組み込みには不十分な疎水性配列も小胞体トランスロコンにより識別されうることが示唆された。現在トランスロコン本体、Sec61チャネル内の疎水性認識部位の特定に向けて解析を進めている。(2)マルチスパン型膜タンパク質の新奇組み込みモードの検出に成功した。(3)正荷電アミノ酸残基による小胞体膜透過減速の詳細について明らかにした。(4)コレステロール及びフォスファチジルセリンの小胞体膜透過・組み込みへの作用について明らかにした。1.小胞体タンパク質膜透過チャネル(トランスロコン)による膜貫通配列の識別について、疎水性度の異なる様々なモデル配列の膜透過・組み込み挙動を無細胞実験系にて解析した。部位特異的クロスリンク解析等の結果、膜組み込みには少し不十分な疎水性の配列も一過的にはトランスロコン本体であるSec61チャネルと相互作用することが明らかとなった。この相互作用のチャネル側の部位を特定するため、アフィニティタグ付きヒトSec61チャネルの安定発現細胞を樹立し、現在この細胞由来のミクロソームを用いた解析を進めている。また、上述の弱疎水性配列-トランスロコン間相互作用がリボソームトンネル内にある下流の膜貫通配列により阻害されること、更にリボソーム内配列の疎水性度を低下させることで相互作用が回復することから、リボソームが疎水性配列を認識するとともにトランスロコンでの配列識別を制御する可能性が示された。2.マルチスパン型膜タンパク質、ヒト赤血球バンド3タンパク質の小胞体膜組み込み解析において、ストレプトアビジンと結合するタグ配列を内腔側ループに導入したところ、複数の内腔側ループの膜透過が細胞質側に添加したストレプトアビジンによって阻害された。このことから、これらのループが細胞質側で一過的に停留した後膜透過するという新たな膜透過・組み込みモードの存在が実証された。(投稿中)3.タンパク質の小胞体膜透過・組み込みへのリン脂質の影響を調べるため、フォスファチジルセリン(PS)と特異的に結合するラクトアドヘリンC2ドメインを発現、精製し、無細胞解析系に添加したところ、シグナル配列のトランスロコンへの標的化、膜組み込み、及び内腔側ドメインの膜透過と、様々なステップにおいて阻害効果を示した。PSのトランスロコン機能への重要性が示された。(Yamamoto etal, BBRC2013)(1)膜組み込みには不十分な疎水性配列も小胞体トランスロコンにより識別されうることが示唆された。1.小胞体トランスロコン(タンパク質膜透過チャネル)を介した膜タンパク質の構造形成において、膜貫通配列周辺の正荷電アミノ酸残基は貫通方向(膜トポロジー)を左右する主要因である。この正荷電残基をモデル分泌タンパク質に導入したところ、個数に応じて膜透過が減速・停止したことより、正荷電残基のみで透過阻害作用を発揮することを見出した。また、正荷電残基のクラスターが細胞質側表面で静電的相互作用により捕捉されることも分かった。これらの結果は、膜トポロジー決定の際の正荷電残基の作用機序の理解につながる成果である。(Fujita et al, JCS 2012)2.マルチスパン膜タンパク質である赤血球バンド3の内腔側ループにストレプトアビジンと結合するタグ配列を挿入し無細胞系にて小胞体膜に組み込ませたところ、細胞質側へのストレプトアビジン添加により複数のループで膜透過が阻害された。またこれらループの膜透過は、直後の膜貫通配列への変異導入によって減弱した。マルチスパン膜タンパク質のフォールディングにおいて、内腔側ループの中には一旦細胞質側に露出した後透過するものが存在すること、かつその膜透過に下流の膜貫通配列がかかわることが示唆された。(Yabuki, Kida et al,投稿準備中)3.膜透過中のポリペプチド鎖内に現れた膜貫通配列は、トランスロコンで停止し、脂質環境へと側方輸送される。系統的に疎水性を変化させた疎水性配列セットを用いて、各ステップに要求される疎水性度を検討した結果、トランスロコンによる認識に伴う透過停止と脂質膜への組み込みとでは異なる疎水性度が要求されることが分かった。また、透過停止しつつ膜組み込み不全の低疎水性配列が、トランスロコン内に停留されることも分かった。現在、疎水性配列のトランスロコン内外での挙動について更に解析を進めている。小胞体トランスロコンによる膜貫通配列の認識及び膜組み込み機構の解析については、前述の通り順調に進んでいる。またニワトリDT40細胞を用いたトランスロコン関連因子の解析については、分子シャペロンHSP70と協調して機能するJドメインを小胞体内腔側に持つ膜タンパク質、Sec63及びDNAJC1についてノックアウト株を作成中であり、現在ヘテロノックアウト細胞は構築できている。小胞体トランスロコンによる膜貫通配列の認識及び膜組み込み機構の解析については、昨年度に引き続き遂行し成果をまとめる。DT40細胞を用いたトランスロコン関連因子の解析については、Sec63及びDNAJC1についてノックアウト株を作成し、タンパク質膜透過への内腔側分子シャペロンの寄与について明らかにする。

小胞体膜透過・組み込み解析に使用する生化学実験試薬、遺伝子工学的実験試薬、プラスチック器具、DT40等を扱う培養細胞実験に使用する培地、試薬、プラスチック器具など、消耗品費には多くの費用を割く必要がある。また、本研究の成果を発表するための学会参加費、旅費、論文出版にかかる費用も相応に割り当てる。
セキュアな話者照合のためのポップノイズバランスを考慮したコーパス構築

本研究は、声を用いた声の生体認証法である話者照合の安全性を向上するための枠組みである「声の生体検知」に関する改善に関する提案を行っている。声の生体検知において最も重要な役割は入力音声が登録話者の音声を再生してセキュリティを破るなりすまし攻撃を防ぐことにある。そのために,人間が発話する際に自然と行う行為として呼気が発声の中に含まれているかを検知することが大きな目的となる。これまでに行われた研究において、発声の途中で呼気が過剰に含まれる場合に収録される音声にはポップノイズというマイク内部で発生するノイズを検出することで非常に高い精度で人間の発声か機械による再生音声なのかを検出することを達成した。しかし、ポップノイズの有無だけの判定は攻撃者が判定方法さえ知ってしまえば破られてしまう簡単な手法であった。そこで本研究ではさらにポップノイズが発生しやすいまたは発生しにくい音素情報について着目し、プロンプト文を設計することで発声する際に必然的に発生してしまうポップノイズの箇所と発生しにくい箇所を設定することを行った。二年目の成果としては、音素情報を用いたポップノイズ検出に必要となる音素リストの作成方法について検討した。一つ目の手法として話者毎にポップノイズを発生させやすい音素が異なることに着目した話者依存リストを検討した。次にスマートスピーカーや音声対話アシスタントの起動に用いられるフレーズが固定かつ非常に短いことからテキスト依存リストについて検討した。さらに、話者及びテキスト依存リストについても検討を行った。これらのリストを用いて声の生体検知の実験及び話者照合での実験を行ったところ、従来法と比較して提案した音素リストを用いた手法は声の生体検知および話者照合の精度を向上させることを確認した。初年度の成果としてはまず、各音素のポップノイズの発生頻度を調査した。人数、性別、収録環境やマイクなどを変え収録を行い、ポップノイズの出現傾向を調査し、よりポップノイズ検出に適した音素のバランスを考慮したプロンプト文を設計し声の生体検知の実験及び話者照合での実験を行った。実験結果よりプロンプト文を設計し用いる法が音素傾向を考慮しない文章と比べてなりすまし攻撃をより正確に防ぐことが可能になることが確認できた。当初の計画として、これまでに収録した小規模なポップノイズを含まれる音素から人や環境に依存しにくくかつポップノイズの発生する、しないという傾向が安定して起こる音素についての調査を行い、その結果を元にしたプロンプト文の作成を検討していた。調査の結果、人間の発声の原理通り特定の音素においては発声時に呼気を多く用い、また別の特定の音素においては呼気をほとんど用いないと言った顕著な傾向が現れることが分かった。この傾向をもとにポップノイズの発声頻度を考慮したプロンプト文の設計とその重要性については成果をまとめ研究会において発表を行った。本研究の最終目標は話者照合の性能向上およびなりすまし攻撃への頑健性向上であるため、音素のバランスを考慮する上で話者照合の特定話者モデルを設計するために適切であることも合わせて設計を行い、実験を行っている。当初の予定では、初年度はプロンプト文の設計までを目標としていたが、プロンプト文の設計と声の生体検知への有効性の評価を行い学会での発表を行うところまで計画をすすめることができた。また、プロンプト文セットを用いた音声収録についても着手し、データベース構築としても大きく進展することができた。

二年目の成果としては、音素情報を用いたポップノイズ検出に必要となる音素リストの作成方法について検討した。一つ目の手法として話者毎にポップノイズを発生させやすい音素が異なることに着目した話者依存リストを検討した。次にスマートスピーカーや音声対話アシスタントの起動に用いられるフレーズが固定かつ非常に短いことからテキスト依存リストについて検討した。さらに、話者及びテキスト依存リストについても検討を行った。これらのリストを用いて声の生体検知の実験及び話者照合での実験を行ったところ、従来法と比較して提案した音素リストを用いた手法は声の生体検知および話者照合の精度を向上させることを確認した。今年度の計画として、新たなデータベースの性能調査や提案手法によるシステムの評価等、予定されていた計画を遂行することができた。また、話者照合と言語理解についての国際ワークショップへの投稿、論文誌への投稿も行ったことから概ね順調に進んでいると考えられる。本研究は、声を用いた声の生体認証法である話者照合の安全性を向上するための枠組みである「声の生体検知」に関する改善に関する提案を行っている。声の生体検知において最も重要な役割は入力音声が登録話者の音声を再生してセキュリティを破るなりすまし攻撃を防ぐことにある。そのために,人間が発話する際に自然と行う行為として呼気が発声の中に含まれているかを検知することが大きな目的となる。これまでに行われた研究において、発声の途中で呼気が過剰に含まれる場合に収録される音声にはポップノイズというマイク内部で発生するノイズを検出することで非常に高い精度で人間の発声か機械による再生音声なのかを検出することを達成した。しかし、ポップノイズの有無だけの判定は攻撃者が判定方法さえ知ってしまえば破られてしまう簡単な手法であった。そこで本研究ではさらにポップノイズが発生しやすいまたは発生しにくい音素情報について着目し、プロンプト文を設計することで発声する際に必然的に発生してしまうポップノイズの箇所と発生しにくい箇所を設定することを行った。今後の研究の推進方策としては、収録した音声データの特性を調査するためにこれまでに行ってきた話者照合システムを新たに構築し、データベース自体の性能を調査することを始めとし、提案した手法を用いることで従来法と比べてどの程度システムの改善が得られるのかなど客観的な尺度による評価を行う。
ヒューマノイドによる動作模擬に基づく人間動作解析と理解

本研究では、上記の課題を解決するため、大きく次の2つの課題を設定し、外国人研究員が所属する国際共同ラボのメンバーとも協力しながら、バイオメカニクス、ロボット工学、最適化などの理論を援用してその解決に取り組み、実際にロボットの実験なども行って検証した。(1)人間やロボットの動力学特性を理解するためのより正確なパラメータ同定を階層的最適化手法により行う手法の構築(2)ヒューマノイドに動作を移植するためのダイナミックな人間動作をより特徴的に記述するため、重心を特徴量として解析する手法の研究上記で設定した課題(1)では、力学パラメータ同定を制約付きの最適化問題としての定式化、逐次2次計画法により解を求める手法を導出し、その有効性を、実際に人間とヒューマノイドロボットに適用して検証した。これまでのパラメータ同定の研究では、ロボットや人間の物理特性を記述する最小力学パラメータの導出に重点が置かれていたため、これらの物理量が正であることなどを制約として組み込んだ階層化二次計画法を用いることで、実際のロボット制御で使用する各リンクの質量や重心、慣性モーメントの形で出力する手法を導出した。課題(2)においては、人間動作の重心の挙動に注目し、主成分分析(PCA)を用いて人間動作をより低次元の動作で表現する手法の構築を目指して研究を行った。理論の基盤部分について構築を行ったが、提案する手法をさまざまな体格・人間動作に対して適用し検証するまでには至らなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、今後の人間動作の動力学的に解析し、その特性を理解するために必要となる基盤要素として、(i)人体各部分の慣性パラメータの同定手法の構築と、(ii)人間の動作の測定と解析を行った。(ii)の人体の慣性パラメータの同定について、従来から行われている、モーションキャプチャの動作と床反力の計測データに基づき、動力学の方程式を慣性パラメータと外力の線形関係から導出する手法を適用した際、しばしば物理的に意味のない負の慣性などが計算されてしまう、また出力されるパラメータが重心位置や質量、慣性モーメントが組み合わった形で求まり、同定結果が直観的に理解しにくく、さらの計算処理が必要である、などの問題があった。そこで、この同定問題を、動力学方程式をできるだけ満たし、慣性の正値性、さらに文献における参照値を制約とする、階層的な最適化問題として定式化した。これにより、より実際に近い慣性パラメータを導出する方法を構築した。iiでは、人間の動作をモーションキャプチャと床反力計を用いて人間の持ち上げ動作を例に取りって計測し、その結果について(i)で構築した手法により解析を行った。まず、同定した物理パラメータを持つ人体モデルを用いて、同様の動作を行った場合に予測される床反力を計測した床反力と比較した。その結果、従来法よりも実際に近いパラメータが同定されていることが確認された。また、重りなどを持つことで人工的に物理パラメータを変更した場合でも、同様の方法で変化した物理パラメータを十分正確に導出できる結果が得られた。人間動作理解のためのパラメータ同定手法の構築と、人間動作の計測を、平成25年度の予定通り行った。次年度以降予定されている、動力学解析に基づく人間動作の理解とロボットによる再現に向けて順調に進展している。システム同定や動力学解析、最適化などを用いた、人間動作理解のしっかりした基盤理論を構築し、これを人間動作計測やそのロボットによる再現などの実世界のデータで検証していくこととする。
多形核白血球に特異的タンパクミエロペルオキシダ-ゼの遺伝子発現の制御機構

ミエロペルオキシダ-ゼ(MPO)は顆粒球に特異的なヘムタンパク質であり、顆粒球発生の初期に合成され、成熟細胞ではもはや合成されていない。MPOは、培養HLー60細胞においても合成されているが、レチノイン酸によるHLー60細胞の成熟顆粒球への分化誘導によって、またホルボルエステルTPAによるマクロファ-ジへの分化誘導によって合成されなくなる。このMPO合成のダウン調節は転写レベルで行われているが、その詳細は不明である。本研究の目的は、すでにクロ-ニングされているMPO遺伝子クロ-ンλMPO18とλMPO14を用いて遺伝子の発現調節領域を解明することであった。λMPO18は遺伝子5'上流域を含み、λMPO14は遺伝子3'下流域を含み、両者でMPO遺伝子約17kbpを含む。これらのクロ-ンの遺伝子DNAを制限酵素で消化し、制限酵素断片を分離し、エンハンサ-依存性発現ベクタ-(SV40初期プロモ-タ-ークロラムフェニコ-ルアセチルトランスフェラ-ゼ(CAT)遺伝子ベクタ-)に挿入し、組み換えプラスミドを得た。これらのプラスミドをMPO産生HLー60細胞に導入し、CAT活性を定量することによりMPO遺伝子のエンハンサ-活性を測定した。遺伝子導入はリン酸カルシュウム法やDEAEーデキストラン法では不可能であり、電気穿孔法によって初めて可能となった。CATアッセイの結果、3個の制限酵素断片に弱いエンハンサ-活性が検出された。そこで、これらのDNA断片の塩基配列を決定した。検索によって、これらの塩基配列のエンハンサ-に既知の配列が含まれていることが判明した。このDNA断片を^<32>Pで標識し、HLー60細胞核抽出液を用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、DNAのタンパク質への結合が認められた。さらに、DNaseIフットプリンティング法によってタンバク質結合領域の決定を試みたが、明確に決定できなかった。ミエロペルオキシダ-ゼは多形核白血球の殺菌作用に関与している。この酵素は多形核白血球の分化の初期に特異的に合成され、分化の後期で合成が停止する。本研究の目的はミエロペルオキシダ-ゼ遺伝子の転写調節領域を明らかにすることである。本年度はまずヒトミエロペルオキシダ-ゼ遺伝子クロ-ンλMPO18を制御酵素で消化し、転写開始点を含む約2Kbpの遺伝子上流域断片cを分離した。この断片をプロモ-タ-依存性発現ベクタ-(アセチ-ルクロランフェニコ-ルトランスフェラ-ゼ(CAT)遺伝子ベクタ-)に挿入し、組み換えプラスミッドを得た。このプラスミッドをHLー60細胞(ミエロペルオキシダ-ゼを発現している)に導入し、CAT活性を測定し、プロモ-タ-活性を解析した。導入に先立ち、pSV2CATを用いHLー60細胞への遺伝子導入方法を検討した。通常のリン酸カルシウム法やDEAEーデキストラン法は全く無効であった。電気穿孔法により初めて導入が可能であた。しかし、導入効率は低く、再現性に乏しく、今度さらに詳しい導入法の検討が必要である。この方法により、上流域断片Cにはプロモ-タ-活性は見出されなかった。今後強力なエンハンサ-の存在下のプロモ-タ-の解析は必要である。一方、断片Cをエンハンサ-依存性発見ベクタ-(SV40初期プロモ-タ-CAT遺伝子)

に挿入し、組み換えプラスミッドを得た。これをHLー60細胞に導入し、CAT活性により、エンハンサ-を解析したところ、断片Cに弱いエンハンサ-活性を見出した。この断片をさらに小さい断片に分割し、現在、エンハンサ-領域の同定を行っている。ミエロペルオキシダ-ゼ(MPO)は顆粒球に特異的なヘムタンパク質であり、顆粒球発生の初期に合成され、成熟細胞ではもはや合成されていない。MPOは、培養HLー60細胞においても合成されているが、レチノイン酸によるHLー60細胞の成熟顆粒球への分化誘導によって、またホルボルエステルTPAによるマクロファ-ジへの分化誘導によって合成されなくなるこのMPO合成のダウン調節は転写レベルで行われているが、その詳細は不明である。本研究の目的は、すでにクロ-ニングされているMPO遺伝子クロ-ンλMPO18とλMPO14を用いて遺伝子の発現調節領域を解明することであった。λMPO18は遺伝子5'上流域を含み、λMPO14は遺伝子3'下流域を含み、両者でMPO遺伝子約17kbpを含む。これらのクロ-ンの遺伝子DNAを制限酵素で消化し、制限酵素断片を分離し、エンハンサ-依存性発現ベクタ-(SV40初期プロモ-タ-ークロラムフェニコ-ルアセチルトランスフェラ-ゼ(CAT)遺伝子ベクタ-)に挿入し、組み換えプラスミドを得た。これらのプラスミドをMPO産生HLー60細胞に導入し、CAT活性を定量することによりMPO遺伝子のエンハンサ-活性を測定した。遺伝子導入はリン酸カルシュウム法やDEAEーデキストラン法では不可能であり、電気穿孔法によって初めて可能となった。CATアッセイの結果、3個の制限酵素断片に弱いエンハンサ-活性が検出された。そこで、これらのDNA断片の塩基配列を決定した。検索によって、これらの塩基配列に既知のエンハンサ-の配列が含まれていることが判明した。このDNA断片を^<32>Pで標識し、HLー60細胞核抽出液を用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、DNAのタンパク質への結合が認められた。さらに、DNase Iフットプリンティング法によってタンパク質結合領域の決定を試みたが、明確に決定できなかった。