hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
楕円変形W代数のスクリーニング・カレントの研究

この研究の後、W代数W_Nに付随したBaxterのQ-オペレーターの構成に取り組みました。要はq-oscillatorを用いた量子群U_q(s1_N^)のボレル部分代数の表現を構成したということです。これをもとにBaxter T-Q関係式を含む関数方程式を導きました。正確にはこれらの式の幾つかはConjectureです。より数学的に一般化した形で、これらのConjectureを特殊例として含むステートメントは作れて、多分それで正しいようですが、細かい技術的困難(q-冪をきちんとあわせる等)により証明を完遂するにはいたっていません。Baxter's Q-operatorと関数方程式をConjectureを含む形でまとめ論文として発表し、現在投稿中です。これ以外に、Free field realizationを楕円代数の任意のレベルで構成する問題に取り組んでいます。これは5年ほど前に一時中断した研究の続きです。楕円変形W代数の保存則のリー環の一般化はA_2^{(2)}の場合を中心に取り組みましたが、完成には至っていません。
エムトール阻害薬による間質性肺疾患に対する治療法の開発

mTOR阻害薬は様々な腫瘍に対して抗腫瘍作用を発揮するが、間質性肺疾患や2型糖尿病などの有害事象を発症させることが知られている。2型糖尿病モデルマウスにmTOR阻害薬であるTemsirolimusを投与し、コントロールマウスと比較してより高度の糖尿病・肺傷害が誘発されるか否かを検討した。2型糖尿病モデルマウスでは、Temsorilimus投与により著明な2型糖尿病が誘発されたが、肺傷害の程度はコントロールマウスと同等であった。2型糖尿病治療薬であるRosiglitazoneはTemsirolimus誘発性2型糖尿病を改善させたが、肺傷害を軽減させなかった。研究の内容:2型糖尿病モデルマウスであるob/obマウス(雄)とコントロールマウスにテムシロリムスもしくは溶媒の腹腔内投与を行った。投与期間は13回/週×2カ月、25回/週×1カ月(+高脂肪食負荷)とした。Ob/Obマウスではテムシロリムス投与により著明な高血糖を呈した。Ob/Obマウス・テムシロリムス投与群では随時血糖値が約300-400 mg/dLと最も高く、コントロールマウス・テムシロリムス投与群では継時的な血糖値の上昇(約150mg/dL→約220mg/dL)を認め、そのほかの2群(Ob/Obマウス・溶媒投与群、コントロール・溶媒投与群)では血糖値は約150 mg/dLで一定であった。ブドウ糖負荷試験ではテムシロリムス投与群でより強い耐糖能異常が惹起された。薬物投与後に摘出した肺の炎症性サイトカイン(インターロイキン6、CCL2)mRNA発現は、Ob/Obマウスでコントロールマウスと比較して高値であった。気管支肺胞洗浄液中の炎症細胞数は、Ob/Obマウスでコントロールマウスと比較してやや高値であった。肺血管透過性を示唆する気管支肺胞洗浄液中のタンパク濃度は両マウスともに同等であった。意義:2型糖尿病を有する状態では、テムシロリムス投与により高血糖および肺の炎症がより強く惹起されることが示唆された。2型糖尿病患者さんにテムシロリムスを投与する際には、糖尿病の増悪および間質性肺疾患の増悪に注意が必要と考えられた。研究開始が約半年遅れました。研究開始後は順調の進展しています。また、我々は臨床研究において2型糖尿病患者ではmTOR阻害薬による間質性肺疾患の発症頻度が高いことを見出した。そこで、動物実験を用いてmTOR阻害薬による間質性肺疾患と糖代謝障害との間に関連性があるか否かを検討した。まず、2型糖尿病モデルマウスにmTOR阻害薬であるTemsirolimusを投与し、コントロールマウスと比較してより高度の糖尿病・肺傷害が誘発されるか否かを検討した。結果は、2型糖尿病モデルマウスでは、Temsorilimus投与によりインスリン抵抗性の増悪を介して著明な2型糖尿病が誘発されたが、肺傷害の程度はコントロールマウスと同等であった。インスリン分泌促進薬であるGlimepirideはTemsirolimus誘発性2型糖尿病を改善させなかった。一方で、もう一種類の2型糖尿病治療薬であるRosiglitazoneは、インスリン抵抗性を改善し、Temsirolimus誘発性2型糖尿病を改善させた。しかし、Rosiglitazoneは肺傷害を軽減させなかった。前述の動物実験時に採取した血清中の血中インスリン濃度や遊離脂肪酸濃度などを測定する。2型糖尿病ではどのような機序で肺の炎症がより強く惹起されるのか検討する。また、糖尿病モデルマウスにおいて、糖尿病治療薬を用いることによりテムシロリムスによる肺障害が改善するか否かを検討する。泌尿器科当施設での動物実験申請認可が遅れたことなどにより動物実験の開始が約半年遅れたことと、国際学会に今年度は参加できなかったたことが次年度使用額が生じた主な理由です。動物実験を含む実験を継続していきます。
男子不妊患者における血液精巣関門の状態-タイト・ジャンクションの膜蛋白の発現と分布-

精巣のセルトリ細胞間のタイト・ジャンクション(TJ)はblood-testis barrier(BTB)として機能しており、精細管内を精子形成に適した環境に保っていると言われている。近年BTBを形成する分子群の一つ、膜蛋白クローディン11/OSP(Cld-11)が重要な役割を果たしていることが報告されている。我々はまず、本学医学研究科・月田承一郎教授より供与されたCld-11に対するポリクローナノ航体を用いた免疫組織化学的手法と、ノーザン法を併用していくつかの哺乳類でのCld-11の発現を確認した精細管の発達に伴い、BTBが完成してくるといわれる生後2週間に一致してCld-11の発現量が増加するマウスに対し、モノモットにおいては生後間もない時期からCld-11は強く発現しており、種間の相違が見られた次に、男性不妊患者から得られた精巣組織において実際にCld-11の発現・分布に変化が見られるかどうかを検討した。2000年2月から2001年10月にかけて当科にて施行した精巣生検、精巣内精子採取術より得られた男性不妊患者20例の精巣組織を用いて、その発現・分布について免疫組織学的に検討した。セルトリ細胞の基底膜側に濃縮するものを正常パターンとし、それ以外のものを異常パターンとした。異常パターンが5例に見られた(分布異常4例、発現減弱1例)が、発現の喪失は見られなかった。正常群と異常群との血中FSH値、max Johnsen's scoreはそれぞれ12.2±11.4mlU/ml、28.5±10.7mlU/ml、8.1±1.9、4.0±2.1であった。Cld-11の分布の異常が造精機能障害を反映している可能性が示唆された。以上の研究成果について、第23回関西アンドロロジーカンファレンス(平成13年9月29日、大阪)にて発表を行い、第90回日本泌尿器科学総会(平成14年4月20日、東京)においても発表の予定である。また現在雑誌投稿準備中である。いわゆる血液精巣関門の主な場は、精細管のセルトリ細胞間のタイト・ジャンクション(TJ)にあるといわれている。そのTJを形成する分子群の中で、クローディンと呼ばれている分子ファミリーが注目を集めている。その1つ、クローディン-11は既にOligodendrocyte-specific protein(OSP)として知られている膜蛋白だが、中枢神経系のみならず、精巣のセルトリ細胞間の局在が報告された。更に、OSPを欠失させたマウスにおいては、精巣でほとんど造精能が失われ、いわゆる'Sertoli cell only syndrome'の精細管像を呈したとの報告があった。そこで、われわれは様々な程度に傷害された造精能を有する男性不妊患者の精巣組織を用いて、OSPの発現・分布を免疫組織学的手法で解析し、それらの患者の精液所見やその治療に対する成績と、精巣でのOSPの発現との相関を検討することを目的に、まず男性不妊患者の精巣組織の収集を行った。インフォームド・コンセントの得られた患者の精巣組織を主に精巣生検より採取し、また明らかに正常と思われる造精能を有する精巣組織は、外傷、腫瘍による摘除標本から採取した。これらの臨床症例の精液所見、治療に対する結果(妊娠、出産の有無)等も解析中である。その一方で、やはりTJの膜蛋白の1つ、オクルディンの精巣での発現が種間で異なるということを以前報告したが、OSPに関しても種間の相違が無いか、OSPの細胞内領域を抗原として作成したポリクローナル抗体を用いて、マウス、モルモット、ヒトでの発現を検討した。結果的に、adultにおいてOSPはいずれの種においても発現していたが、prepubertal ageにおいてマウスとモルモットの発現時期に若干のずれがあることがわかった。今後は、上記の不妊患者における発現の検討を行う予定である。

正常群と異常群との血中FSH値、max Johnsen's scoreはそれぞれ12.2±11.4mlU/ml、28.5±10.7mlU/ml、8.1±1.9、4.0±2.1であった。Cld-11の分布の異常が造精機能障害を反映している可能性が示唆された。以上の研究成果について、第23回関西アンドロロジーカンファレンス(平成13年9月29日、大阪)にて発表を行い、第90回日本泌尿器科学総会(平成14年4月20日、東京)においても発表の予定である。また現在雑誌投稿準備中である。
シンビジュームPLB_Sの増殖過程におけるCa2^+の吸収利用に関する研究

シンビジュームPLB_Sの増殖過程における培地成分の吸収量を測定し、Ca^<2+>の吸収量が少ないことを見いだした。しかし、この結果は、培養液の分析を行ない間接的に求めた、いわぬる`見かけの吸収量'から推定したものであった。そこで、本年度は、培養中のPLB_Sを採取、分析することにより直接吸収量を測定した。その結果、シンビジュームPLB_Sの増殖段階は、個々のPLBが肥大する生長と、数が増加する生長の2段階があり、それぞれの生育段階に応じて、培地成分が吸収、利用されていることがわかった。すなわち、個々のPLBは、数を増加する前に、培地成分を活発に吸収して体内に蓄積し、その後、新しく形成されたPLB_Sに分配していた。しかし、Ca^<2+>の吸収量は少なかった。そこで、基本培地中のK^+とCa^<2+>の割合だけを変えることにより、K^+による、Ca^<2+>の吸収に対する拮抗作用が抑制されて、PLB_SはCa^<2+>を多く吸収できると考え実験を行なった。しかし、全濃度が80me/lと高かったため、K^+の絶対量が多くなり、あるいは、K^+/Ca^<2+>比の変化の範囲が1/22/1と小さかったために、Ca^<2+>の吸収促進を行うことができなかった。ただ、K^+/Ca^<2+>比を低くし、Ca^<2+>の量を増加すると、過剰な養水分の吸収が抑制され、充実したPLB^Sを得ることができ、逆に、K^+の量が増加すると、乾物やでんぷんの含量が新鮮重の増加に伴わず、未熟なPLB_Sが形成されることがわかった。以上のように、本実験においては、シンビジュームPLB_SへのCa^<2+>の吸収量を増加させることはできながた。しかし、培地成分の吸収や、でんぷんの蓄積がK^+/Ca^<2+>比により影響を受けることが明らかになり、今後、培地濃度の検討や、K^+/Ca^<2+>比の範囲の拡大、同じ2価陽イオンであるMg_<2+>との比を変えることにより、Ca^<2+>の吸収が促進できると推察した。
樹幹に存在する転写制御因子の遺伝子工学的探索

細胞の生死(アポトーシス)に関与する転写因子をPCRにより得る目的で、線虫で確立しているced9, ced4の遺伝子配列をもとにPCR反応のプライマーを設計・合成した。PCR反応の鋳型は、ポプラ樹幹とアカマツ樹幹からmRNA調製後、逆転写で得られる一本鎖cDNAを用いた。相当する転写因子の遺伝子断片を得るためにPCR条件を検討したが、明瞭なPCR産物のバンドを電気泳動上で確認できなかった。次に、樹幹cDNAが正しく調製されていることを確認すると同時に、細胞の生死に関わる樹木特異的遺伝子の発現を追跡することにした。材料はアカマツ樹幹を、対象遺伝子はスチルベン合成酵素遺伝子(sts)を選んだ。欧州アカマツのゲノムDNAから単離されたstsの遺伝子配列をもとに、プライマーを設計・合成した。上述のアカマツ樹幹一本鎖cDNAを鋳型として、PCRで増幅する明瞭なバンドを電気泳動上で確認できた。さらに、このPCR断片の3′側ca. 500bpの塩基配列を決定して、増幅されたPCR断片がsts遺伝子であることを確認した。したがって、樹幹cDNAの調製には問題ないことが示された。sts遺伝子の発現が確認された場は心材と隣接しており、この遺伝子の発現は細胞の死と密接に関連していることが示唆された。また、対象実験としてアカマツ芽生えをサリチル酸処理してsts遺伝子が誘導されることが確認された。この遺伝子断片の塩基配列は、樹幹のsts遺伝子にほぼ等しいことが明らかなった。今後は、sts遺伝子の構造と発現を追跡しながら樹幹における細胞の生死に関与する転写因子の問題に迫りたい。
DPV法を利用した簡便なリガンドーレセプター相互作用解析手法の開発

化学物質と生体成分の相互作用の解析は,生物活性を予測し活性の発現メカニズムを解明するために重要である.近年,コンピューターによるデータ処理技術が飛躍的に進歩し,従来では測定不能な微小電流を正確に計測しデータ処理できるようになった.その中でも特に,ディフェレンシャルパルスボルタメトリー法(DPV法)による酸化還元反応の測定は画期的であり,極微量の物質の酸化還元を高精度で測定することができる.我々は,本法を化学物質と生体成分の相互作用(例えば,DNAとDNAインタカレータ,あるいは,酵素と阻害剤)の解析に用いる目的で研究を行った.測定には,BAS社製の電気化学測定装置を用いた.化学物質と生体成分の相互作用により化学物質の酸化還元パターンが変化することを観測する目的で,まず最初に,CV(サイクリックボルタンメトリー)法を用いて,化学物質と生体成分との相互作用を調べた.昨年度は,生体成分としてcalf thymus DNAを用い,化学物質としてDNAと相互作用する含窒素多環芳香族化合物のアミノ酸誘導体およびレスベラトロール誘導体を用い,観測される酸化還元波がDNA濃度依存的に減少することを見いだしてしいる.本年度は,生体成分として薬物代謝酵素あるグルタチオンS-トフンスフェラーゼ(GST)を用い,化学物質としては,我々がGSTを阻害することを見いだしている[60]フラーレンを用いた.フラーレンの酸化還元波を指標にして相互作用の解析を試みたが,この場合は相互作用を観測することはできなかった.以上,本法によりDNAと化学物質の相互作用が解析できる可能性は示されたが,酵素との相互作用を電気化学的に解析するためには,さらにシステムの改良が必要であることがわかった.化学物質と生体成分の相互作用の解析は,生物活性を予測し活性の発現メカニズムを解明するために重要である.近年,コンピュータによるデータ処理技術が飛躍的に進歩し,従来では測定不能な微小電流を正確に計測しデータ処理できるようになった.その中でも特に,ディフェレンシャルパルスボルタメトリー法(DPV法)による酸化還元反応の測定は画期的であり,極微量の物質の酸化還元を高精度で測定することができる.我々は,本法を化学物質と生体成分の相互作用(例えば,DNAとDNAインタカレータ,あるいは,酵素と阻害剤)の解析に用いる目的で研究を行った.測定には,BAS社製の電気化学測定装置を用いた.化学物質と生体成分の相互作用により化学物質の酸化還元パターンが変化することを観測する目的で,まず最初に,CV(サイクリックボルタンメトリー)法を用いて,化学物質と生体成分との相互作用を調べた.生体成分としてcalf thymus DNAを用い,化学物質としては,我々が新たに合成しDNAと相互作用することを見いだしている含窒素多環芳香族化合物のアミノ酸誘導体,および,レスベラトロール誘導体を用いた.その結果,たとえば前者の場合,DNAの濃度を0から2mMまで変化させたとき,観測される酸化還元波がDNA濃度依存的に減少することがわかった.この減少は,化学物質がDNAと相互作用することにより起きており,本法によりDNAと化学物質の相互作用が解析できることを示す.CV法では,数十μM濃度が検出限界であり,現在,DPV法への展開を検討中である.また,同様に,酵素と化学物質の相互作用の解析について,酵素として精製したグルタチオンS-トランスフェラーゼを用い,本酵素の阻害剤であるフラーレンを基質としたときの電流応答の変化の測定について,現在条件設定を行っている.化学物質と生体成分の相互作用の解析は,生物活性を予測し活性の発現メカニズムを解明するために重要である.近年,コンピューターによるデータ処理技術が飛躍的に進歩し,従来では測定不能な微小電流を正確に計測しデータ処理できるようになった.その中でも特に,ディフェレンシャルパルスボルタメトリー法(DPV法)による酸化還元反応の測定は画期的であり,極微量の物質の酸化還元を高精度で測定することができる.我々は,本法を化学物質と生体成分の相互作用(例えば,DNAとDNAインタカレータ,あるいは,酵素と阻害剤)の解析に用いる目的で研究を行った.測定には,BAS社製の電気化学測定装置を用いた.化学物質と生体成分の相互作用により化学物質の酸化還元パターンが変化することを観測する目的で,まず最初に,CV(サイクリックボルタンメトリー)法を用いて,化学物質と生体成分との相互作用を調べた.昨年度は,生体成分としてcalf thymus DNAを用い,化学物質としてDNAと相互作用する含窒素多環芳香族化合物のアミノ酸誘導体およびレスベラトロール誘導体を用い,観測される酸化還元波がDNA濃度依存的に減少することを見いだしてしいる.本年度は,生体成分として薬物代謝酵素あるグルタチオンS-トフンスフェラーゼ(GST)を用い,化学物質としては,我々がGSTを阻害することを見いだしている[60]フラーレンを用いた.フラーレンの酸化還元波を指標にして相互作用の解析を試みたが,この場合は相互作用を観測することはできなかった.以上,本法によりDNAと化学物質の相互作用が解析できる可能性は示されたが,酵素との相互作用を電気化学的に解析するためには,さらにシステムの改良が必要であることがわかった.
法人課税と企業規模：ビッグデータを用いた実証分析

本研究ではビッグデータを読み解くことを通して,日本の税制がいかに企業行動を左右しているのか,政策的に有用なエビデンスを提供する.複数の企業税制の効率性と公平性を検討するが,令和元年の消費税増税が小規模企業へ与える影響も考察する.具体的には平成26年に行われた3%増税の影響を,民間大規模データを駆使した分析により,どのような非効率的な行動がどれほど発生しているのか検討.今回の増税の影響予想の資料を提供する.本研究ではビッグデータを読み解くことを通して,日本の税制がいかに企業行動を左右しているのか,政策的に有用なエビデンスを提供する.複数の企業税制の効率性と公平性を検討するが,令和元年の消費税増税が小規模企業へ与える影響も考察する.具体的には平成26年に行われた3%増税の影響を,民間大規模データを駆使した分析により,どのような非効率的な行動がどれほど発生しているのか検討.今回の増税の影響予想の資料を提供する.
西ドイツにおける軽微犯罪の処理の研究-日本との比較において-

西ドイツの検察官は起訴強制主義に服しているが、実際には、可成りの犯罪行為がこの原則から離れ、裁量によって起訴・不起訴がきめられている。(1)かつての違警罪は廃止された。これらの犯罪のほとんどは秩序違反行為に移された。この手続において科せられうる過料は、刑事上の科裁として犯罪前科簿に登載されることはない。秩序違反法の制度は、一種の非犯罪化であると考えることができる。(2)西ドイツの起訴強制主義は、西ドイツ刑訴法153条154条による起訴便宜主義によって、相当に限定されている。学説においては、軽罪の裁量による不訴追は、非犯罪化に導いたと同じ、政策に出たものと考えられている。しかし、1975年に施行された裁量的不起訴(起訴猶予)(西ドイツ刑訴153条a)は、可成りの学者によって批判されている。(3)主として私人の名誉や財産的利益を保護すべく定められた一定範囲の軽罪について、西ドイツでは、私訴が認められている。被害者がうけた被害が、公的訴追を必要とするほどのものであるときにのみ、訴追が認められるので、私訴制度もまた、一種の非犯罪化であると考えることができる。
プロテオーム解析を用いた食道扁平上皮癌の化学療法感受性マーカーの探索

食道癌は生存率の極めて低い癌である。また、化学療法が効かない患者が多く、薬剤の副作用が強いことが問題であり、化学療法感受性マーカーの確立が求められている。本研究では、最新のプロテオーム解析技術を用い、食道癌化学療法感受性予測マーカーの同定を目的とする。マーカー探索の前段階として、国内で入手できうる食道扁平上皮癌細胞株計50細胞株を用いて抗癌剤であるシスプラチンとドセタキセルにおいて大規模な薬剤感受性試験を行った。各々の薬剤感受性効果はIC50を算出して検討した。このIC50に基づき解析を行い、シスプラチン感受性株4株、耐性株4株、ドセタキセル感受性株4株、耐性株4株を見出すことに成功した。食道癌は日本の男性癌死亡者数の6位に位置しており、さらに生存率の極めて低い癌としても知られている。現在食道癌の標準治療法は術前化学療法+外科的切除であるが、化学療法に対する耐性や副作用が問題となっている。本研究では、最新のプロテオーム解析技術を用いて食道癌術前化学療法感受性予測マーカーの同定を目的とする。本年度は食道扁平上皮癌細胞株を50細胞株入手し、各々の細胞株が抗癌剤であるシスプラチンとドセタキセルに耐性を示すか、感受性であるかをIC50(half maximal(50%)inhibitory concentration)を用いて薬剤感受性株と耐性株に分類した。測定した細胞株より、特に各々の抗がん剤に感受性を示すもの、耐性を示すものを選定した結果、各々4細胞株(シスプラチン感受性株・耐性株、ドセタキセル感受性株・耐性株)を得ることに成功した。今後はこれらの細胞株を用いてプロテオーム解析を行い、網羅的にターゲットとなるタンパク質の探索を行う。はじめは細胞中の全タンパク質を対象とし、次いでゲノム不安定性に関与する因子が多く存在する核タンパク質へと的を絞り、感受性株と耐性株で発現量の変化の多いマーカー候補タンパク質を選定する。食道癌細胞株を用いた薬剤感受性試験において当初予定していた細胞株数(約10細胞株)より大幅に解析細胞株数を増やし(50細胞株)、大規模に解析を行ったため、当初の計画より若干の遅れが出ているが、結果として予定していた以上の感受性株・耐性株を振り分けることが出来、これからのプロテオーム解析もより網羅的な探索が行えると考えられる。したがって、進捗状況はおおむね順調である。現在食道癌の標準治療法は術前化学療法+外科的切除であるが、化学療法が効かない患者が多数存在し、また薬剤の副作用が強いことが大きな問題となっており、化学療法感受性マーカーの確立が臨床現場で切に求められている。本研究では、最新のプロテオーム解析技術を用い、食道癌術前化学療法感受性予測マーカーの同定を目的とする。本年度は前年より行ってきた食道扁平上皮癌細胞株を更に増やし、合計50細胞株を用いて抗癌剤であるシスプラチンとドセタキセルにおいて薬剤感受性試験を行った。各々の薬剤感受性効果はIC50 (half maximal (50%) inhibitory concentration)を算出して検討した。シスプラチンのIC50は0.252μg/mlから21.5μg/ml、ドセタキセルのIC50は0.99nMから>30nMであった。このIC50に基づき解析を行い、シスプラチン感受性株4株、耐性株4株、ドセタキセルの感受性株4株、耐性株4株を見出すことに成功した。更に見出した細胞株の内、両抗癌剤に耐性を持つ細胞株を用いて、2剤併用での薬剤感受性試験を行った。結果、IC50の左方推移が確認され、シスプラチンとドセタキセルの併剤療法の相乗作用を確認した。本研究では、入手できうる食道扁平上皮癌細胞株を入手し、大規模に解析を行なった結果、それぞれの細胞株の抗癌剤に対する特徴を明らかにした。今後は、これらの細胞株を用いてプロテオーム解析を行い、網羅的にターゲットとなるタンパク質の解析を行うことにより、見出されたターゲットタンパク質が抗癌剤への感受性を選定する検査の一つとなりうる。薬剤感受性試験により選定した薬剤感受性株と耐性株を用いて、最新のプロテオーム手法であるTMT(Tandem Mass Tag)にてショットガン解析を行い、薬剤感受性マーカー候補因子の網羅的探索を行う。プロテオーム解析により感受性株と耐性株で発現量の変化の多いマーカー候補タンパク質を同定し、バイオインフォマティクスや先行研究を参考にして、ゲノム不安定性に関与する因子を絞り込む。検査医学プロテオーム解析に使用するTMT試薬にかかる費用が15万円であり、端数の金額の152776円を翌年に持ち越した。
microRNA機能を抑制する新規核酸分子iMIRの開発と治療戦略の確立

miR-16とmiR-21を標的としたiMIR (inhibitor of miRNA)分子のうち、miRNA結合配列をGly-Glyで結合した「Gly-Gly型iMIR」とテレフタル酸(TPA)で結合した「TPA型iMIR」に強い活性を確認した。さらに、miR-122を標的としたRNA型「Gly-Gly型iMIR」と「TPA型iMIR」に強いC型肝炎ウイルス増殖抑制能を見いだした。この活性は免疫応答を介さず、細胞増殖抑制能を示さないので、C型肝炎ウイルス感染に対する核酸医薬治療に利用できる可能性がある。これらの成果をMolecular Therapy-Nucleic Acidsに発表した。本研究では、miRNA活性を抑制する新規核酸分子iMIRの開発とその臨床応用の方法の確立を目指した。本年度は、機能分子開発チームにおいて、miR-16, miR-21を標的としたiMIR分子の活性をルシフェラーゼレポーターシステムを用いて検討し、「Gly-Gly型iMIR」と「テレフタル酸型iMIR」に強い活性を確認した。このmiRNA抑制活性は、先行研究で機能が知られているLNAに匹敵する。天然物を重合した構造を持つiMIR分子が非天然物であるLNAなどの核酸分子に匹敵する活性を示したことは、今後の核酸医薬開発のプラットフォームとして非常に有望であることを示している。現在iMIRのリンカー部分あるいは末端部分を他のアミノ酸に変換し、そこに機能分子を結合した改良型iMIR分子を作成している。ウイルス増殖研究チームでは、miR-122を標的としたiMIRのC型肝炎ウイルス増殖系への影響を検討し、RNA型の「Gly-Gly型iMIR」と「テレフタル酸型iMIR」に、細胞系でのC型肝炎ウイルス増殖を抑制する活性があることを見いだした。このウイルス増殖抑制能は、先行研究で用いられているLNAよりも強い活性を示しており、C型肝炎ウイルス感染に対する核酸医薬治療に利用できる可能性がある。またこのウイルス増殖抑制活性が自然免疫応答を介さないことを示し、iMIRに細胞増殖抑制能がないことも明らかにした。現在、この成果を記載した論文を投稿中である。機能分子開発チームにおいては、miR-16とmiR-21を標的としたiMIR (inhibitor of miRNA)分子の活性をルシフェラーゼレポーターアッセイを用いて検討し、miRNA結合配列をアミノ酸アミダイトの一種であるGly-Glyで結合した「Gly-Gly型iMIR」とテレフタル酸(TPA)アミダイトで結合した「TPA型iMIR」に強い活性を確認した。iMIR分子が天然物を重合した構造を持つので、非天然物であるLNAに比べてnuclease耐性能は劣るものの、両端をアミノ酸アミダイトで保護することにより耐性度は上昇する。天然物を用いたiMIR分子を改良することも可能であり、iMIRは核酸医薬開発のプラットフォームとして有望であると考えらえる。ウイルス増殖研究チームでは、miR-122を標的としたiMIRのうち、RNA型の「Gly-Gly型iMIR」と「TPA型iMIR」に強いC型肝炎ウイルス増殖抑制能があることを見いだした。このウイルス増殖抑制能は先行研究で用いられているLNAよりも高い活性を示し、C型肝炎ウイルス感染に対する核酸医薬治療に利用できる可能性がある。また、このウイルス増殖抑制が自然免疫応答を介さないことを示し、iMIRに細胞増殖抑制能などの副作用がないことも明らかにした。これらの成果をまとめた論文はMolecular Therapy-Nucleic Acidsに掲載された。分子生物学、細胞生物学核酸分子とアミノ酸をコンジュゲートした長鎖混合核酸であるiMIR分子が、核酸部分と相補的な配列を持つmiRNAの機能を抑制することを示すことができた。miR-16, miR-21の標的分子への影響を蛋白レベルで検討する必要があるが、次年度に行う予定である。iMIR分子の機能改善に向けた、アミノ酸置換とその部位への機能分子の付加を開始しており、プロジェクトは予定通り進行している。また、miR-122を標的としたiMIRが細胞系でのC型肝炎ウイルス増殖を抑制することを見いだした。この成果は、予定以上に進行している。一方、マウス腫瘍抑制効果の検討課題に関しては、順調にその準備を進めているところである。今後は、機能分子開発チームにおいて、miR-16, miR-21の標的分子への影響を蛋白レベルで検討し、実際にmiRNAの機能調節が細胞に与える影響を定量的に検討して、他のmiRNAに対するiMIRの設計アルゴリズムを構築する。

またiMIR分子の機能改善に向けて、すでにアミノ酸置換とその部位に機能分子を付加した改良型iMIR分子を開発中で、これらの機能活性を検討する予定である。ウイルス増殖研究チームでは、強い活性を示したiMIR分子の機能向上を目指し、上記機能分子開発チームの解析で得られた情報を活用して、より活性の高いiMIR分子の解析を行う。発がん研究チームでは、現在準備中のmiR-133aに対するiMIRの制がん活性を、LNAと比較しながら検討したい。
半導体表面と化学結合した単一有機分子および有機分子配列系の電子物性

実験と理論両面からSi(100)表面に吸着した有機分子の構造と電子物性について研究を行い,以下の成果を得た.(1)低温のSi(100)c(4x2)表面に2メチルプロペンやプロピレンを吸着させ,その吸着状態を電子エネルギー損失分光(EELS),走査型トンネル顕微鏡(STM),第一原理計算を用いて詳細に調べた.非対称大マーに対してマルコフニコフ則が成り立つように吸着することが解明された.(2)低温のSi(100)表面にπ鎖体型で弱く吸着したエチレン分子に対し波長選択した可視・紫外光を照射した際の光脱離と光誘起化学吸着反応について実験的研究を行った.光誘起によりπ鎖体型エチレンは,光脱離と光解離が起こることが分かった.(3)Si(100)表面に吸着した1,4シクロヘキサジエンは基板温度により3つの異なる吸着状態をとることが観測された.室温での吸着状態(机型と考えられる)をとる単一吸着分子に対してトンネル分光を行い,電流-電圧特性の中に分子に由来すると考えられる特徴あるピークが観測された.(4)SiO_2/Si(111)および酸窒化膜/Si(111)の界面の電子状態を調べるために,軟X線吸収分光/軟X電発光分光をSPring8にて行った.異なる化学状態にある酸素および窒素のIs内殻準位から非占有状態への軟X線励起を選別することにより異なるサイトごとの価電子帯の電子状態を測定した.第一原理計算の結果とあわせて,界面の局所電子状態についての知見が初めて得られた.(5)第一原理計算の枠組みで,電場を印可した状態下で,Si(001)表面にdi-σ吸着した炭化水素分子の吸着状態を理論的に研究した.1V/Åくらいまでの電場条件下では吸着構造や震度数に対する顕著な変化は生じないものの,分子由来の軌道のエネルギー準位と基板由来のそれとの間に電場の大きさや分子の吸着高さ・軌道の性質を反映した1V程度のシフトが生じることが明らかになった。(6)シリコン表面に,サブμmオーダーの金属ワイヤなど人工構造を電子ビーム誘起表面反応で作製する装置を開発した.実験と理論両面からSi(100)表面に吸着した有機分子の構造と電子物性について研究を行い,以下の成果を得た.(1)低温のSi(100)c(4x2)表面に2メチルプロペンやプロピレンを吸着させ,その吸着状態を電子エネルギー損失分光(EELS),走査型トンネル顕微鏡(STM),第一原理計算を用いて詳細に調べた.非対称大マーに対してマルコフニコフ則が成り立つように吸着することが解明された.(2)低温のSi(100)表面にπ鎖体型で弱く吸着したエチレン分子に対し波長選択した可視・紫外光を照射した際の光脱離と光誘起化学吸着反応について実験的研究を行った.光誘起によりπ鎖体型エチレンは,光脱離と光解離が起こることが分かった.(3)Si(100)表面に吸着した1,4シクロヘキサジエンは基板温度により3つの異なる吸着状態をとることが観測された.室温での吸着状態(机型と考えられる)をとる単一吸着分子に対してトンネル分光を行い,電流-電圧特性の中に分子に由来すると考えられる特徴あるピークが観測された.(4)SiO_2/Si(111)および酸窒化膜/Si(111)の界面の電子状態を調べるために,軟X線吸収分光/軟X電発光分光をSPring8にて行った.異なる化学状態にある酸素および窒素のIs内殻準位から非占有状態への軟X線励起を選別することにより異なるサイトごとの価電子帯の電子状態を測定した.第一原理計算の結果とあわせて,界面の局所電子状態についての知見が初めて得られた.(5)第一原理計算の枠組みで,電場を印可した状態下で,Si(001)表面にdi-σ吸着した炭化水素分子の吸着状態を理論的に研究した.1V/Åくらいまでの電場条件下では吸着構造や震度数に対する顕著な変化は生じないものの,分子由来の軌道のエネルギー準位と基板由来のそれとの間に電場の大きさや分子の吸着高さ・軌道の性質を反映した1V程度のシフトが生じることが明らかになった。(6)シリコン表面に,サブμmオーダーの金属ワイヤなど人工構造を電子ビーム誘起表面反応で作製する装置を開発した.本年度の研究実績は以下の通りである.(1)単一分子および配列分子系の電気伝導特性を測定するためのモデル系の探索Si(100)表面に環化付加反応を用いて,1,4-シクロヘキサジエン,2-ブチン,2-メチルプロペン,酸塩基反応を使って蟻酸,酢酸,メタノール,エタノールを吸着させ,その電子状熊を紫外光電子分光(UPS)と走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて測定した.このうち,1,4-シクロヘキサジエンと2-ブチンについては,単一吸着分子のトンネル分光測定に着手した。(2)吸着分子のトンネル分光測定を行うための新たなSTMシステムの構築吉信が中心となり,低温で安定に作動するSTMシステムの構築に着手した.超高真空チェンバーを設計・試作し,低温温度可変型のSTMシステムが導入された.(3)表面配列分子系の電気伝導特性有機分子が吸着した半導体表面領域の電気伝導特性を測定するために,固体有機物質蒸着源,高融点金属蒸着源を整備した.(4)吸着有機分子の電子状態の理論的解明シリコン表面に吸着した有機分子の局所状態密度を第一原理計算により解析した.

(5)STM像の精密で簡便なシミュレーション手法開発表面の第一原理計算にもっともよく用いられている平面波基底関数とマッチングの良いSTM探針の波動関数モデルを使って,STM像を簡便かつ精度良く計算する手法の開発に着手した.実験と理論両面からSi(100)表面に吸着した有機分子の構造と電子物性について研究を行い,以下の成果を得た.(1)低温のSi(100)c(4x2)表面に2メチルプロペンやプロピレンを吸着させ,その吸着状態を電子エネルギー損失分光(EELS),走査型トンネル顕微鏡(STM),第一原理計算を用いて詳細に調べた.非対称ダイマーに対してマルコフニコフ則が成り立つように吸着することが解明された.(2)低温のSi(100)表面にπ錯体型で弱く吸着したエチレン分子に対し波長選別した可視・紫外光を照射した際の光脱離と光誘起化学吸着反応について実験的研究を行った.(3)Si(100)表面に吸着した1,4シクロヘキサジエンは基板温度により3つの異なる吸着状態をとることが観測された.室温での吸着状態(机型と考えられる)をとる単一吸着分子に対してトンネル分光を行い,電流-電圧特性の中に分子に由来すると考えられる特徴あるピークが観測された.(4)SiO_2/Si(111)および酸窒化膜/Si(111)の界面の電子状態を調べるために,軟X線吸収分光/軟X線発光分光をSPring8にて行った.異なる化学状態にある酸素および窒素のの1s内殻準位から非占有状態への軟X線励起を選別することにより異なるサイトごとの価電子帯の電子状態を測定した.第一原理計算の結果とあわせて,界面の局所電子状態についての知見が初めて得られた.(5)第一原理計算の枠組みで電場を印加した条件下で,Si(001)表面にdi-σ吸着した炭化水素分子の吸着状態を理論的に研究した.1V/Åくらいの電場条件下では吸着構造や振動数に対する顕著な変化は生じないものの,分子由来の軌道のエネルギーと基板由来の軌道のエネルギーの間に電場の大きさと分子の吸着高さを反映して,1V程度のシフトが生じることが明らかになった。
C型肝炎ウイルス新規感染培養系における、ウイルスadaptationの解析

C型肝炎ウイルス(HCV)感染症は持続感染化して慢性肝炎から肝硬変、肝臓癌に至る疾患を引き起こす。HCVはプラス鎖RNAをゲノムとするウイルスであり、ウイルスゲノムの変異が多い。ウイルスゲノムの変異がウイルスの持続感染化に関与すると考えられているがその詳細は不明である。HCVの研究はウイルス培養系が存在せず、感染性ウイルスを用いた研究ができなかった。我々が分離したJFH-1株は培養細胞で感染および増殖複製が世界で初めて可能であることを報告した(Nature Medivine 2005)。本研究では、感染性C型肝炎ウイルスがどのような機構で培養細胞および生体にadaptationするかを解析し、HCVのadaptationに重要なウイルス側因子を同定し、その機構を明らかにすることを目的とした。培養細胞でのウイルス適合:合成HCVRNAをHuh7細胞へトランスフェクションすることにより得られた感染性HCVをナイーブなHuh7細胞へ繰り返し感染させた。ウイルス感染によりプラークを形成する場合がある。プラークを指標として感染ウイルスを回収して、新たな細胞へと再感染させた。その結果プラーク形成能が高くなっていることが明らかとなった。このウイルスゲノムには9個の変異があり、そのうち5個のアミノ酸変異を伴う変異がNS5Bにクラスターした。これらの変異はプラーク形成能およびウイルスゲノム複製に関与していると考えられた。チンパンジーでのウイルス適合:培養細胞で作製した感染性HVCとJFH-1の患者血清を別個のチンパンジーに接種した。両チンパンジー共に一過性の感染が成立したが、感染後のチンパンジー血清中に検出できたウイルスゲノムを解析するとNS2にアミノ酸変位を伴う共通の変異を見いだした。この変異はウイルス粒子形成効率に関与していると考えられた。C型肝炎ウイルス(HCV)感染症は持続感染化しで慢性肝炎から肝硬変、肝臓癌に至る疾患を引き起こす。我々が分離したJFH-1株は培養細胞で感染および増殖複製が世界で初めて可能であることを報告した。本研究では、感染性C型肝炎ウイルスがどのような機構で培養細胞および生体にadaptationするかを解析する。この解析によりHCVのadaptationに重要なウイルス側因子を同定し、その機構を明らかにすることが目的である。まず、JFH-1株キメラ全長RNAをin vitroで合成し、Huh7細胞にエレクトロポレーション法により導入した。細胞は数回の継代を続けながら培養し、ウイルスを含んだ培養上清液を大量に得た。培養上清液は限外ろ過膜を用いて濃縮し、ウイルスストック液とした。このウイルスストック液をHuh7細胞に感染させ、継代培養し、細胞内のウイルスRNA量と細胞培養液に放出されるコア蛋白質の量の変化を観察した。JFH-1株のウイルス感染細胞の培養を継続するとウイルス粒子の分泌効率が向上する事が明らかとなった。これはウイルスの適合変異によると考えられたため、ウイルスゲノムの塩基配列を解析したが、ダイレクトシークエンス法では変異を同定できなかった。現在クローニングによる解析を行っている。また、JFE-1ウイルスおよびJ6/JFH1キメラウイルスを継代培養したところ、E2に共通の変異を検出した。この変異部位の意義を現在解析中である。

HCVの研究はウイルス培養系が存在せず、感染性ウイルスを用いた研究ができなかった。我々が分離したJFH-1株は培養細胞で感染および増殖複製が世界で初めて可能であることを報告した(Nature Medicine2005)。本研究では、感染性C型肝炎ウイルスがどのような機構で培養細胞および生体にadaptationするかを解析し、HCVのadaptationに重要なウイルス側因子を同定し、その機構を明らかにすることを目的とした。培養細胞でのウイルス適合:合成HCVRNAをHuh7細胞ヘトランスフェクションすることにより得られた感染性HCVをナイーブなHuh7細胞へ繰り返し感染させた。ウイルス感染によりプラークを形成する場合がある。プラークを指標として感染ウイルスを回収して、新たな細胞へと再感染させた。その結果プラーク形成能が高くなっていることが明らかとなった。このウイルスゲノムには9個の変異があり、そのうち5個のアミノ酸変異を伴う変異がNS5Bにクラスターした。これらの変異はプラーク形成能およびウイルスゲノム複製に関与していると考えられた。チンパンジーでのウイルス適合:培養細胞で作製した感染性HCVとJFH-1の患者血清を別個のチンパンジーに接種した。両チンパンジー共に一過性の感染が成立したが、感染後のチンパンジー血清中に検出できたウイルスゲノムを解析するとNS2にアミノ酸変位を伴う共通の変異を見いだした。この変異はウイルス粒子形成効率に関与していると考えられた。
tRNAのアミノ酸を転移するRNA-蛋白質複合型酵素の創出と新規遺伝暗号系の構築

蛋白質合成系に必須であるアミノアシルtRNA合成酵素(ARS)は、遺伝暗号系の確立に本質的な役割を果たす。我々はRNAが原始タンパク質合成系に本質的な役割を果たしたとするRNAワールド仮説に基づいて試験管内進化したRNA酵素がARSの反応を触媒できることを明らかにしてきた。しかしながら、このRNA酵素は、天然のタンパク質ARSのようなtRNA特異的認識能をもたないという問題点があった。本年度、tRNAの特異的認識能をもつRNA酵素の創製にとりくみ、それに成功した(JACS,2004,126,11454)。手法としては、RNA酵素の3'末端にtRNAの3'末端配列と相補的塩基対を形成する塩基を導入する。これにより、様々な基質tRNAから目的のtRNAを認識してアミノアシル化するRNA酵素を創製することができた。さらにこの人工RNA酵素は非天然アミノ酸を特異的に結合できることも明らかにした。この技術は、タンパク質への非天然アミノ酸導入のためのベーシックなテクノロジーとなる可能性を示唆している。このようなRNA進化工学とは別に、本年度は新規蛋白質進化系の構築にもとりくみ、それに成功した。これまでに、天然蛋白質に内在するペプチドモチーフ配列を利用して、細胞死誘導モチーフ及びタンパク質導入モチーフを効果的に配置した多機能性人工蛋白質の創製にとりくんできた。本年度は、細胞死制御ペプチドであるBH1-BH4モチーフのシャッフリングにより人工蛋白質ライブラリーを調整する新しい方法、モチーフシャッフリング法を開発した(2004年度特許出願中)。さらにこのライブラリーから、細胞死抑制活性と促進活性をもつ蛋白質を創出することに成功した。これにより、一つの遺伝子ライブラリーから機能の相反する人工蛋白質を進化できることを示し、天然の蛋白質におけるモチーフ配列の多機能性を検証した。tRNAのアミノアシル化は、全ての生命の蛋白質合成に必須の反応機構であるが、その酵素の原始生命系での誕生過程は謎のままである。これまでに我々は、RNAワールド仮説の見地から、試験管内分子進化法を用いてアミノ酸の活性体を特異的に認識し、tRNAにアミノ酸を結合するRNA酵素の創出に成功した。しかしながらこのRNA酵素は、蛋白質ARSのようにATPを用いてアミノ酸の活性化を触媒しない。進化的観点からも、アミノ酸の活性化は反応活性の高いRNA-蛋白質複合酵素が触媒したと考えられる。今回我々は、人工的に進化した蛋白質とRNA酵素を融合し、新規RNA-蛋白質複合体を構築することを研究目的に定めた。まず、天然のアミノアシルtRNA合成酵素から、tRNA結合とアミノ酸活性化に必須であるモチーフを選びだし、その配列をもとに人工蛋白質を作成した。人工蛋白質発現のポイントとして、蛋白の構造安定化に重要なαヘリックスモチーフを遺伝子に組み込んだ。これまでに、アミノアシルtRNA合成酵素のモチーフを含む様々な人工蛋白質の発現に成功した。またtRNAと人工蛋白質の結合活性をfilter binding assay及びgel shift assayを用いて調べた結果、ある種の人工蛋白質はtRNAに対して結合活性を有することが明らかになった。これらの結果は、蛋白質に存在するモチーフをもとに、目的の機能性蛋白質を再構成できることを示唆している。今後は、アミノ酸を活性化する人工蛋白質の創製に取り組む予定である。進化分子工学は、ポストゲノム時代の人工機能分子創製法として重要な役割を果たす。これまでの研究から、試験管内進化したRNA酵素がtRNAへのアミノ酸転移反応を触媒できることを明らかにした。また、進化分子工学の新手法を用いて創製した人工蛋白質が、癌細胞の増殖を阻害することを明らかにした。このような現状から本年、以下二つの研究を行った。(1)RNA酵素を利用した人工遺伝暗号系の創製これまでに試験管内進化法により、フェニルアラニンを特異的に認識して、tRNAにアミノ酸を転移する人工リボザイムを合成していた。本年度はこのリボザイムをさらに改良し、目的のtRNAを特異的に認識できるリボザイムを創出に成功した。さらにこのリボザイムを利用して、tRNAに非天然アミノ酸を転移するリボザイムの創製が可能となった。(2)癌細胞にアポトーシスを誘導する人工蛋白質の創製人工マイクロ遺伝子のデザイン段階で、(1)蛋白質の細胞内導入を促進するtatモチーフ、(2)アポトーシスを誘導するBH3モチーフを組み込んだ。この多機能マイクロ遺伝子の重合により得られた人工蛋白質を発現し、39種の癌細胞株に対する増殖阻害効果を有する蛋白質をスクリーニングした。その結果、一つの人工蛋白質(pTH284)がある種の乳癌株の増殖を阻害することがわかった。このpTH284とその派生体を用いた解析の結果、次のような実験事実が得られた。(a)癌細胞に対する増殖阻害はtat及びBH3モチーフに依存しており、これらを欠いた人工蛋白質は阻害効果を失う。(b)蛋白と同濃度のペプチドモチーフのみを細胞に導入しても増殖阻害は見られない。(c)アポトーシス細胞に特徴的なクロマチンDNAの断片化及び細胞形状の変化がpTH284導入細胞で確認された。以上の実験事実は、我々のシステムを用いた遺伝子構築手法が、新機能性蛋白質創製のための有用な技術となることを示している。

しかしながら、このRNA酵素は、天然のタンパク質ARSのようなtRNA特異的認識能をもたないという問題点があった。本年度、tRNAの特異的認識能をもつRNA酵素の創製にとりくみ、それに成功した(JACS,2004,126,11454)。手法としては、RNA酵素の3'末端にtRNAの3'末端配列と相補的塩基対を形成する塩基を導入する。これにより、様々な基質tRNAから目的のtRNAを認識してアミノアシル化するRNA酵素を創製することができた。さらにこの人工RNA酵素は非天然アミノ酸を特異的に結合できることも明らかにした。この技術は、タンパク質への非天然アミノ酸導入のためのベーシックなテクノロジーとなる可能性を示唆している。このようなRNA進化工学とは別に、本年度は新規蛋白質進化系の構築にもとりくみ、それに成功した。これまでに、天然蛋白質に内在するペプチドモチーフ配列を利用して、細胞死誘導モチーフ及びタンパク質導入モチーフを効果的に配置した多機能性人工蛋白質の創製にとりくんできた。本年度は、細胞死制御ペプチドであるBH1-BH4モチーフのシャッフリングにより人工蛋白質ライブラリーを調整する新しい方法、モチーフシャッフリング法を開発した(2004年度特許出願中)。さらにこのライブラリーから、細胞死抑制活性と促進活性をもつ蛋白質を創出することに成功した。これにより、一つの遺伝子ライブラリーから機能の相反する人工蛋白質を進化できることを示し、天然の蛋白質におけるモチーフ配列の多機能性を検証した。
アンサンブル学習による多種リモートセンシングデータの画像分類アルゴリズムと応用

ハイパースペクトルセンサは、樹種の分類や鉱物の探査などの地球観測への利用が期待されている。さまざまな情報処理手法が提案される中で、アンサンブル学習を用いたデータ分類は精度が高いにもかかわらず、計算コストが低いという利点を有している。本研究の目的は、アンサンブル学習を発展させて、ハイパースペクトルセンサを中心として、地表面の有効な分類方法を研究し、国土管理に用いる手続きを確立することで、リモートセンシングを実効的な手段とすることにある。アンサンブル学習法を深化させることで、より精密な分類手法を検討した。分類結果を空間的に最適化するための前処理手法や後処理手法の検討を行い、総合的な見地からアンサンブル学習法の性能を向上させる試みを行った。アンサンブル学習に正準相関法を取り込むことで、教師データとサンプルの情報関係を強くした。同時に、空間情報を取り込むために、マルコフランダムフィールド、拡張マルチアトリビュートプロファイルや独立成分分析と提案手法の相性がよいことを示し、統合的な枠組みを構築した。さらに、新しい空間属性分析法であるEMEPs(extended multi-extinction profiles)法を導入した。これらの手法をハイパースペクトルデータに適用した結果、従来手法を上回る結果を得た。ハイパースペクトルデータに加え、ライダーデータを統合するためのアンサンブル学習法を示し、その妥当性を示した。このことは、統計的な性質が違う異種のデータに対してもアンサンブル学習法を適用する可能性を拓いた。29年度が最終年度であるため、記入しない。日本においても2018年に宇宙実証が行われる予定である。軌道上では1日に300GBの圧縮済み生データが発生するが、最大限の情報を得るための処理手法が求められている。今年度はアンサンブル学習法を深化させることで、より精密な分類手法を検討する。アンサンブル学習は正準相関法を取り込むことで、教師データとサンプルの情報関係を強くした。本手法をハイパースペクトルデータに適用した結果、従来手法を上回る結果を得ている。候補者がハイパースペクトルデータを分類するために導入したアンサンブル学習法のうち、Rotation Forest法は他の手法と比較して高精度の分類を可能にしているが、主成分解析を利用しているのが特徴である。それをさらに発展させたCanonical Correlation Forest法は正準相関を利用して教師データとの関連付けをより効果的に行うことができる。さまざまなハイパースペクトルデータに対してその有効性を示した。IEEEのTransaction of Geoscience and Remote Sensing誌に論文が掲載された。本手法は、マルチスペクトルセンサにも有効であり、IEEE GRSのデータフュージョンコンテストでも1位を獲得している。さらに、モルフォロジーに注目した空間的最適化手法との組み合わせを検討し、精度の高い分類結果を得ている。すでに、当研究室が加工しているハイパースペクトルとレーザ高度計のデータの組み合わせによる森林樹種分類や、ハイパースペクトルセンサと他の光学センサの組み合わせによる高分解能化などの研究を開始している。また、合成開口レーダ(SAR)は光学センサと異なる地表面の偏波特性を示すため、光学センサとのデータの融合によって興味深い結果が期待される。候補者によるアンサンブル学習を、異種のセンサの組み合わせに導入し、それを頑強化することで、信頼性の高い情報抽出を行うことが2年目の課題である。このような分類の研究は、これまでは特定のテストデータを用いたものに限定されてきたため、その問題点については十分な議論がなされてこなかった。

この点において、当研究室で整備したハイパースペクトルデータは広域をカバーするためよい検証対象となると期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。