hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生殖細胞で発現するPIWI-piRNAによるオス性分化制御機構の解明

Piwil1の遺伝子発現は生殖細胞特異的であることをin situ hybridizationと免疫染色から明らかにしているため、これらの減少は生殖細胞でのPiwil1の機能欠失によるものと考えられ、PIWI-piRNAによる性分化への関わりが予想される。PIWIノックアウトメダカを用いて組織学的解析から、Piwil1ノックアウト個体では生殖細胞でのPiwi機能欠失依存的に生殖腺の性分化に異常が起こるため、性ホルモンレベルの減少および2次性徴の欠損が導かれることを示した。本研究は高等脊椎動物において、生殖細胞におけるPIWI-piRNAが性分化へ関わることを示す新たな知見になると期待される。性分化に関わるpiRNAの同定を行うため、ノックアウトメダカにおける網羅的small RNA解析を行う予定である。そのため、メダカPIWIを特異的に認識する抗体の作製する。この抗体を用い、特定した分化段階の生殖細胞においてCLIP-seqを行うことにより、PIWIに結合するpiRNAを分離/同定を行う。野生型メダカとノックアウトメダカを比較することで、性分化に関わるpiRNAならびに標的遺伝子の単離を目指す。Piwil1ノックアウト個体において性分化に関わるpiRNAの同定を行うため、ノックアウトメダカにおける網羅的small RNA解析を行う予定である。そのため、メダカPiwil1を特異的に認識する抗体の作製している。しかしながら、抗体作製におけるタンパク誘導に問題があり現在のところ抗体作製に遅延が生じている。抗体部位の変更を行い、再度抗体作製を行う予定であり、これら抗体を用い特定した分化段階の生殖細胞においてCLIP-seqを行うことにより、PIWIl1に結合するpiRNAを分離/同定を行う。野生型メダカとPiwiノックアウトメダカを比較することで、性分化に関わるpiRNAならびに標的遺伝子の単離を目指す。今年度は所属する研究室に既存の研究機器および消耗品を使用することができた。また、予算申請していた機器の代替となる研究機器を安価に購入することが出来たため、予定との差が生じた。本年度は抗体作製、次世代シークエンサーの使用を考えているため、昨年度の予算を本年度に使用する予定である。所属する研究室に既存の研究機器および消耗品を使用することができた。次年度は再度抗体作製、次世代シークエンサーの使用を考えているため、今年度の予算を次年度に使用する予定である。
IoT環境向けの認証及びプライバシー保護手法

IoT環境に使用されるデバイスの多くは計算能力に限りがあるため,既存のセキュリティ技術を使用して効率的に認証を行うことは困難である.また,従来の情報システムと異なりIoT環境のモビリティとソーシャルという特徴があり,接続デバイスから収集されるデータの活用時の発生したプラバイシ問題が複雑化となりつつある.本研究ではこれらの問題を解決するために,新しい技術を研究開発した.具体的に安全性と認証効率を取れたIoT機器のバッチ認証と生体認証方式を提案した.さらに、IoT環境におけるプライバシを保護したIoTデータ収集・管理するフレームワークや侵入・異常検知システムを提案し,実装検証で有効性を示した.研究計画の通りに,本年度(平成27年度)のIoT環境における研究は以下のようにまとめる:1.IoT機器の認証手法:IoT環境の認証技術の代表例として挙げらるRFID認証技術はすで長年に渡って研究されている.従来の認証ロトコルと違い,IoT環境では接続するデバイスが一括処理をする場合がことが多い.そのため,一括処理でデバイスの認証とその完全性を検証するプロトコルが必要になる.本年度の研究はRFIDバッチ認証を行う際に汎用的結合可能性(Universal Composability)のモデルで安全な相互認証プロトコルを提案した.我々の提案でバッチ処理に結合してもバッチ認証における全体として安全であることも証明した.2.IoT機器から情報収集する際のプライバシー保護:信頼できないサーバからIoT機器などのアクセスパターンを隠蔽するためのOblivious RAM(ORAM)を研究した.既存手法の問題点はモデルと実際のコンピュータに違いがあること,また実際の性能評価が行われていないこと,そして,記憶領域などが一部理想化され,現在のORAMアルゴリズムは依然として莫大な計算コストがかかる.本研究は従来のパス型ORAMの構築手法とアルゴリズムに焦点を当て,効率的なパスORAM実装手法を提案し,また存在する問題点を考察した.具体的には,我々はサーバ上のブロックの重複を避けるためにAESを使用し,暗号化モードの選択による違う効果を分析した.また,我々は通信のオーバーヘッドを減らすためにクライアント上のローカルキャッシュを使用し,パスORAMの改良案を提案した.3.IoT向けの共通鍵暗号技術の安全性解析:最近注目されているIoT機器向けの共通鍵暗号とアプリケーションに対して,より厳密的な暗号解析を行うことにより,既存の安全性評価の精確性を向上さた.本研究では統計学の手法を導入してIoT軽量化暗号安全性解析に関する差分パス探索のアルゴリズムの効率の改善案を提案した.研究代表者はIoT環境における認証とプライバシの問題を取り上げ、これまで従事してきたRFIDシステムの認証,共通鍵暗号とプライバシ保護技術の研究経験を生かし,IoT機器向けのバッチ認証のセキュアプロトコル、IoT環境向けの共通鍵暗号方式の安全性解析とIoT環境におけるプライバシ保護手法を提案し,実装検証も行った.当初に研究計画の通りに研究を円滑に遂行している.本年度の研究成果のとしてジャーナル2報、国際会議論文6件を発表した.本年度の研究実績は以下のようにまとめる.1.大量IoTデバイス間のリアルタイムデータ通信と計算を円滑に行うために,まず高速化かつ軽量化した共通鍵暗号アルゴリズムを研究し,高速化を確保する上にH28年度の後半はCPUパワーやメモリなどが制限されるIoTデバイスにおいても,高度なセキュリティを実現できる軽量化認証暗号を提案した.また,開発したIoTデバイス向けに共通鍵暗号方式の実装検証とそれに基づいたIoT機器の認証方式も行った.具体的にIoTデバイスまたはインテリジェントモバイルデバイス用の軽量暗号の効率的で安全な実装検証を行い,既存軽量ブロック暗号の差分攻撃、線形攻撃の視点から研究を展開し,IoT認証へ応用も行った.既存の軽量化暗号を差分解読法,線形解読法などの手法を使って攻撃分析を行い,そのセキュリティ上の弱点を探る.それらの提案の弱点を避けて,それを基いてプログラムや回路規模をさらに,小型センサなどより低コストデバイスへの実装性を向上でき,医療用の認証システムやRFIDに利用して,より実用性のある共通鍵暗号基づいたIoT機器を認証方式を提案した.2.IoT機器などの計算能力とストレージ容量の少ないクライアント端末向けの(Recursive Matrix ORAM)RM-ORAMを提案した.我らの提案ではサーバー側の暗号化したポジションマップの再帰構造を構築し,クライアント側のデータ構造(スタッシュ)の最適化を行う.提案では従来のM-ORAMよりクライアントのストレージ・スペースは従来のORAMO(N)からO(logN)に減らすことができた.そのほかにIoTデータのプライバシ保護手法も提案した.3.IoTデバイスなどで生成したデータを複数の機関の間に利活用するためのプライバシ保護手法も提案した.計画の通りに,IoT向けの暗号安全性の分析し,改善案を提案した.デバイスバッチ認証の軽量化・高速化を研究し,小さいの誤差を容認できる認証方式を提案した.また,RFIDのプラバイシーモデルの提案を拡張しプラバイシーモデルを提案した.また,ソーシャルネットワークの異種類データベースが連携する時のプラバイシーリスク分析手法を取り入れ,IoTデバイスから収集されたデータの二次利用のプラバイシー保護手法を設計し,必要最小限の情報のみを取得可能とし,データの流れを追跡可能とすることで情報漏えい問題の解決策を提案した.著書1件,論文誌・ジャーナル3本,国際会議論文8本を発表しました.その上に,IoTデバイスの認証システムの試作と検証も行った.データ内容の秘匿と整合性の両方を同時に確保する軽量化共通鍵暗号アルゴリズムを提案した.その上にIoT機器の安全認証システムをを提案し,プロタイプを実現した.さらに,IoTデータの安全収集と保存の並列暗号処理やプライバシ保護技術のを提案し,実装検証を行った.主に以下の3つの成果が得られた.

1つ目は我々はより効率的で大規模なIoTデータ暗号化と認証処理に適するノンス依存方式と確率的暗号方式について考察し,二つの新しい方式を提案した.並列処理モードで動作し,セキュリティはランダム生成したノンセに基づいており,関連データをサポートする.さらに,セキュリティモデルの構築が弱いが,高速で軽量化した解決策を提案した.2つ目はウェアラブルヘルスケアに関連するスマートオブジェクトを所有するユーザーとのIoTベース環境の継続的な認証方式を提案した.新しいバイオメトリクスの特性を導入し,市販の圧力センサーとRaspberry PIプラットフォームを介して構築された着用可能な足底の生体特徴抽出器を構築してプロタイプを作った.さらにIoTベースのネットワークの侵入・異常検知システムが提案した.3つ目は我々はPrivacyBatというBLEベースのアプリケーションのプライバシ管理するフレームワークを提案した.このフレームワークは、ユーザーが近くのBLEデバイスとのプライバシに関する合意を達成するための仕様を定義してい,さらに、IoTデバイスが契約に従ってユーザーの要求を処理するためのガイドラインを提供した.フレームワークがどのように動作するかを実証するために,実装実証をさらに行った.我々が提案されたフレームワークはIoTアプリケーションにおけるプライバシーポリシ合意プロセスを改善することができるので,IoTアプリケーションに対するユーザーの信頼性向上に貢献したIoT環境に使用されるデバイスの多くは計算能力に限りがあるため,既存のセキュリティ技術を使用して効率的に認証を行うことは困難である.また,従来の情報システムと異なりIoT環境のモビリティとソーシャルという特徴があり,接続デバイスから収集されるデータの活用時の発生したプラバイシ問題が複雑化となりつつある.本研究ではこれらの問題を解決するために,新しい技術を研究開発した.具体的に安全性と認証効率を取れたIoT機器のバッチ認証と生体認証方式を提案した.さらに、IoT環境におけるプライバシを保護したIoTデータ収集・管理するフレームワークや侵入・異常検知システムを提案し,実装検証で有効性を示した.平成27年度の成果を元に,研究を展開する.平成28年度はバッチ認証方式とプラバイシー保護手法のさらなる改良と実装評価が主で、設計と評価に関する論文を国際会議へ投稿する.特にIoTデバイスに特化したプライバシー保護技術を研究する.具体的に,以下の3つの研究を行う予定である.1.IoTデバイスは普通の計算機よりエントロピーが少ないので,それを克服するために,各デバイスがエントロピー共有しながら,高速かつ安全な擬似乱数の生成を行う手法を提案する.その擬似乱数のもとにデバイスバッチ認証の軽量化・高速化する方式を提案する.
共鳴トンネル現象を利用した電子・光融合デバイスの研究

共鳴トンネル現象を用いたデバイスは、その本来の高速動作に加えて、負性抵抗特性等の特異な電流・電圧特性が利用可能であるばかりか、これらの動作が室温で可能であることから、次世代の最も有力なデバイスの一つとして注目されている。本研究においては、共鳴トンネルトランジスタ(RTT)を用いた新しい光論理素子の提案を行い、基本動作を確認した。主要な研究成果は以下のとおりである。1)直列接続したRTT2個を振動型の電源で駆動することにより生じる"単安定-双安定転移"を利用した共鳴トンネル論理素子を詳細に解析し、本素子の特性は、微小光入力に対して非常に敏感であることを見いだした。2)これをベースに光入力に対する論理動作が可能な光論理素子を提案した。3)光入力に対する反転、NAND,NOR,ラッチ動作、機能可変動作を実証した。4)論理機能の選択はRTTのゲートに加える制御電圧、入力を印加するRTTを選ぶことにより可能であり、この特徴を活用することにより、多入力に対する種々の光論理機能の実現が期待できることを解析により示した。5)また発光ダイオードと組み合わせることにより、光/光論理動作が原理的に可能であることを示し、新しい光計算機への展開の可能性を示した。
ヘテロな振動数の振動子群を用いた脳の高機能情報処理能力の解明

人間の脳が持つ高度な情報処理能力は我々にとって最も身近であるが、複雑で重要な問題である。脳内ではθ波やα波と呼ばれるヘテロな振動数の脳波が測定されており、これらがお互いに影響し合って情報処理を行っている。一方でアメーバやゾウリムシといった単細胞生物も内部にヘテロな周期の振動現象を持ち、それらの共振現象を利用する事によって原始的な知性というものが存在することが近年わかってきた。私はこれまでに数理モデルを用いてこのようなヘテロなリズムから創発される知性に対して研究を行ってきた。本研究課題はボトムアップ(原始的知性からの知性)とトップダウン(実際にタスクを行わせた時の脳の活動状況の測定結果の数理モデル化・解析)の2つの方面から人間の脳についての解明を行うものであった。ボトムアップからのアプローチとして、北海道大学中垣俊之教授と共に単細胞生物の知的な振る舞いについて解明するための研究を行った。特に、小さな容器内に入れられたテトラヒメナが広い容器に移された後も、小さな容器のサイズに見合った軌跡を行うという実験に対して数理モデルを行った。この結果、単純なメカニズムであっても、知的な振る舞いが創発される様子が観察された。一方で本領域B01G1山口陽子班らにより人間の脳波についての興味深い研究が行われている。聴覚経由のタスクと視覚経由のタスクで脳内の活動部位が自発的に振り分けられるという実験である。本課題ではこの実験を通して脳波に関する数理モデルを構築し、それと原始的な知性を比較することにより脳の高い情報処理能力の理由を解明する。本研究に対し、いくつかのバージョンの数理モデルを構築した。25年度が最終年度であるため、記入しない。また、共同研究者である同領域B01G1山口陽子班らにより人間の脳波についての興味深い研究が行われている。本課題ではこの実験を通して脳波に関する数理モデルを構築し、それと原始的な知性を比較することにより脳の高い情報処理能力の理由を解明を目的として研究を行ってきた。我々はこれまでに前頭部分(AF3),側頭部分(P5),頭頂部分(Pz)における電位に着目した数理モデル(Ver. 1モデル)を構築し数値計算を行ってきた。それに加えてAF3とP5、AF3とPzの双方向でやり取りされる情報に関する数理モデル(Ver.2モデル)の構築も行った。これにより、実験にて測定された両ワーキングメモリータスク時のAF3の位相差がどのようにして脳内の情報振り分けを担っているのかを再現することが可能となった。本年度は上記の新しい数理モデルの数値シミュレーションを行い、脳内の情報処理についてさらに理解を深める。次にVer. 1モデルが各部位の動きを再現しているのに対し、Ver. 2モデルが各部位間の情報伝達を再現していることから、これらを組み合わせることにより、前年度までの数値シミュレーション結果を指標とし、脳内の各部位ごとのニューロンネットワークを構築し、脳内の情報伝達を再現する数理モデルの構築を行う。それを基に共同研究者であり実験を担当している山口班らとディスカッションし、実際の脳の実験に対してフィードバックを行う。
金属素材の持続可能な循環利用システムの構築

合金成分も考慮した金属素材の循環利用システムの構築を目指し、鉄鋼材の循環性不純物元素の実態を把握した。サンプリング調査により、日本における品種別濃度分布を得て、炭素鋼中の循環性不純物元素量を同定した。時系列では鋼中合金成分由来のCu分が増え、炭素鋼以外の素材から混入するCu分は減少してきたと推計された。前者は濃化ではなく、スクラップを構成する品種の変遷によるものであった。国間比較から、先進国ほど不純物濃度は大きい傾向がみられた。固体標準物質を用いることなく鉄鋼中の微量元素の定量分析が可能な手法を開発した。鉄鋼材の中でも不純物許容濃度の高い棒鋼を試料として採取した。採取国の生産やリサイクル状況ならびに入手可能性の観点から、試料採取国を選定した。そのうち、日本、ベトナム、ウクライナ、オランダからの試料を採取した。不純物濃度を分析した結果から、100個以上の試料があれば、評価に際して十分に小さな不確実性となることが分かった。ベトナムにて協力を得た電気炉では、日本や北米から鉄スクラップを輸入したのち、非鉄金属等を手選別したものを原料としていた。日本とベトナムの試料中の不純物成分の差が、鉄スクラップに混在する分離されなかった他の素材由来であると定量できた。鉄鋼随伴元素のSFAならびにその散逸に関する挙動を、WIO (waste input output)-MFA (material flow analysis)を用いることで各フロー間の整合性を担保しつつ、UPIOM (the unit physical input-output by materials)を用いることで製品を構成する部品別に区分された製品の組成情報を得た。動的MFAを用い、廃棄された各製品量と、各製品の平均的なリサイクル過程における部品分離、素材回収ならびに散逸フローの既存の調査結果から、鉄スクラップ中に混入する各元素量を定量する手法を開発した。日本を対象に分析した結果、2011年に消費された鉄スクラップに混在する他素材由来の不純物元素の60%から80%程度の混入起源が説明された。素材蓄積量が飽和することが経験的に分かっていることから、その時点までで蓄積されてきた社会中の金属素材を持続的に循環利用する将来的な金属利用システムを評価対象とし、新たに投入する天然資源の最小化を目的関数とする最適化モデルを構築した。本研究は、主に3つのパートから構成される。1つ目の「不純物合金元素の現状の把握」については、鉄鋼随伴元素のSFA、各国からの試料採取と分析、スクラップ回収・リサイクルのモデル化について、手法の確立の面では計画以上の成果を挙げた一方、限られた対象元素や対象国への分析にとどまったため、ほぼ計画通りの進捗であった。2つ目の「サブモデル」については、使用済み製品の排出サブモデル、使用済み製品の回収サブモデル、解体分離サブモデル、製鋼時の分配サブモデルについて、計画とは異なったサブモデルでの進捗ではあったものの、計画以上に進捗した。3つ目の「循環システムにおける最適化」については、計画とは異なる面であるものの、最適化モデルが構築でき、計画以上に進捗しているといえる。日本において500点以上の鉄鋼材をサンプリングし、品種別に成分を同定することで、鉄鋼材に意図せず混在している不純物の代表値を得た。それら試料中の不純物のうち、Crは、時系列で濃化してきたことが観察された。さらに、リサイクルされた鉄鋼材中に意図せず既に混在している不純物成分濃度の新しい分析手法を開発し、今まで把握されていなかった不純物濃度の現状を評価した。鉄鋼リサイクル材に含まれる極微量貴金属類の検出を目的とし、LA-ICP-MSを用いて試料に存在する極微量元素の元素分布を把握する方法を構築した。さらに、GD-MS法による鉄鋼材分析を試み、極微量に含まれるAu濃度について相対感度係数を用いて半定量値を得ることが可能となった。鉄鋼リサイクル材においてCuと貴金属類の共存挙動を把握することを目的とし、SEM-EDS、LA-ICP-MSを用いて、試料表面の元素分布を観察した。ピーク強度からの金属の半定量分析を通じて、濃縮度合いの定量的な評価を行った。鉄鋼材とともに使用済み製品に含まれるCu, Au, Agのうちそれぞれの資源として回収されていないもののうち鉄鋼材に混入する割合は、それぞれ4%、20%、13%程度と定量できた。一方で、それらの動的SFA(substance flow analysis)ならびにWIO (waste input output)-MFA (material flow analysis)を用いることで得た製品の組成情報から、医療用機械器具、電気音響機器、携帯電話などは雑品として輸出されている可能性が高く国内で処理され鉄鋼スクラップになっていない可能性が示唆された。また、動的SFAに必要かつ重要なパラメータとして、電子機器の製品寿命について、ベトナム、日本、メキシコ、その他のASEAN諸国で比較し、経済状況の異なる国における製品寿命の違いを検討した。1つ目の「不純物合金元素の現状の把握」については、不純物成分濃度の新しい分析手法を開発し、今まで把握されていなかった不純物濃度の現状を評価できた点で、計画以上の成果を挙げた一方、限られた対象国への分析にとどまったため、ほぼ計画通りの進捗であった。2つ目の「サブモデル」については、SFAやWIO-MFAによって、日本における使用済み製品の排出後のフローについて、今まで得られなかった知見が得られており、計画以上に進捗した。

3つ目の「循環システムにおける最適化」については、1つ目の結果から、濃化の実態が観測されたことに大きな進捗があったものの、限られた元素でしか観測されなかったことを踏まえ、実態に合ったモデルを構築する必要性が抽出された。昨年度までの分析結果を用いて、炭素鋼に随伴するCu、Sn、Cr、Ni、Moの年間フロー量は、資源の消費量に対してそれぞれ4%、17%、9%、16%、19%であることがわかった。Snは、表面処理分を除くと9%となる。Niは表面処理分を除くと15%となり、Moとともに意図せず混在する量が大きいことがわかった。Cuは、その由来をスクラップ中の炭素鋼合金元素分(f3)、リサイクル時に意図せず混入する炭素鋼以外の素材を構成する元素分(f4)の2つに区分して、時系列での変化を推計する手法を開発した。その結果として、f3の量は老廃スクラップを構成する形鋼と棒鋼の割合が増えたことで微増しているものの、f4の量は1990年頃に1度大きく減少し、90年代は横ばいののち、2000年から2010年にかけて約半分くらいに減少してきたことがわかった。2000年以降の減少は、中国への雑品スクラップの輸出が大きな要因であると考えられ、廃掃法とバーゼル法の改正によって一時的にCu濃度が大きくなることが危惧された。さらに、それら元素の混入源となる廃製品をWIO (waste input output)-MFA (material flow analysis)を用いることで特定することを試みたが、データの制約から不確実性の高い推計となった。Cuは建築物、それ以外の元素は自動車に由来するものが多いと推計されたが、今後の更なる調査ならびに検証が必要であることがわかった。混入源となる廃製品を特定するための1つのアプローチとして、分析する元素の種類を増やすことが挙げられる。そこで、ETV /LA-ICP-MS法と呼ばれる手法を考案し、固体標準物質を用いることなく鉄鋼中の微量元素の定量分析を可能とした。さらに、鉄鋼中に存在する数ppmレベルのAgの分布状態の測定に応用し、Agの定量イメージング像を得ることができた。合金成分も考慮した金属素材の循環利用システムの構築を目指し、鉄鋼材の循環性不純物元素の実態を把握した。サンプリング調査により、日本における品種別濃度分布を得て、炭素鋼中の循環性不純物元素量を同定した。時系列では鋼中合金成分由来のCu分が増え、炭素鋼以外の素材から混入するCu分は減少してきたと推計された。前者は濃化ではなく、スクラップを構成する品種の変遷によるものであった。国間比較から、先進国ほど不純物濃度は大きい傾向がみられた。固体標準物質を用いることなく鉄鋼中の微量元素の定量分析が可能な手法を開発した。1-1データ制約から日本における分析を先行してきた合金成分のSFAでは、日本以外の国における分析を進める。また、SFA対象元素の拡充(データ整備)においては、組成分析から得られた結果から各国の違いを説明する可能性の高い元素について、優先的に実施する。1-2スクラップ中の合金成分の濃度分布も含めた分析では、試料の採取国を拡充(中国、英国、米国、豪州)
死別が遺族に与える肯定的影響に関する質的検討

京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻看護科学コース臨床看護学講座緩和ケア・老年看護学分野の田村恵子教授が研究責任者、京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻看護科学コース臨床看護学講座緩和ケア・老年看護学分野博士課程の近藤めぐみが研究実施者、京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻看護科学コース臨床看護学講座緩和ケア・老年看護学分野の白井由紀准教授、京都大学医学部附属病院緩和医療科の嶋田和貴特定講師、学校法人兵庫医科大学兵庫医療大学共通教育センターの紀平知樹教授、関西学院大学人間福祉学部人間科学科の坂口幸弘教授が共同研究者の体制で研究計画の作成を進めている。近藤めぐみが大学院博士課程の研究テーマ「がんで配偶者を亡くした遺族の心的外傷後成長のプロセスと構成要素:現象学的アプローチ」として研究の立案と実施を行っている。研究責任者の田村恵子、共同研究者のうち同施設に所属する白井由紀と嶋田和貴が直接ミーティングに参加し、研究計画の校正に関わっている。他施設に所属する共同研究者とは、近藤めぐみが適宜出向し、ミーティングを行っている。上記の体制のなかで、まず、学内倫理審査を通過することを目標として研究計画の校正を行っている。研究計画の校正のなかで、実際の対象の集積目標や解析方法、予想される結果と期待できる効果についても検討を進めている。また、遺族へのインタビューという手法上、対象への侵襲性についてはリクルートの段階から注意を払っている。すでに審査には投稿を開始しており、審査員の評価にもとづいて計画の校正を進めている。今年度内のうちに倫理審査は通過の見込みであり、実際の研究開始に向けて研究対象のリクルートの手段についても検討を重ねている。男女の割合がなるべく同等となるような研究対象のリクルートを目指しているが、遺族へのインタビュー調査という性質上、男性の対象のリクルートが困難と予想される。当初は近畿圏でリクルートを目指していたが、十分に対象が集まらない場合は、リクルートの範囲を他地域まで拡大する予定である。今後は近畿圏を中心にインタビュー調査で出向の機会が増えるため、各種経費が必要となる見込みである。また、対象の集積状態によってはより広い地域に出向する可能性もある。
書字描画中の上肢・手指機能の発達的特徴と不器用さの要因解明

申請者らが開発した運筆中の軌跡および筆圧を記録可能な評価機器を用い、線引き課題における描画中の上肢機能の特徴を評価した。その結果、健常学齢児のはみだし距離、平均筆圧、平均速度についての発達的傾向を示すことができた。また、健常児・者と不器用児の比較では、一筆中の速度変化・筆圧変化ともに、健常成人群では一定の規則性があることが明らかとなった。また、不器用児群は7歳児群よりもはみ出し距離が有意に長く、平均速度は有意に速かった。しかし、速度変化の規則性は、7歳児群よりも不器用児群の方がやや多かったことが示された。本研究の目的は申請者らが開発した描画・書字課題中の軌跡と経過時間を記録・再生し遂行中の手指機能の評価を可能にする機器(上肢機能評価システム)により,健常児・者および不器用さを呈する発達障害児の上肢・手指機能の特徴を明らかにすることである。また課題遂行中の視覚機能の測定も同時に行い,上肢・手指機能の特徴との関連を明らかにすることを目指している。平成21年度は予備実験を十分行い、さらに対象者の各検査データを構築することを目標としていた。今年度の成果としては、我々が開発した上肢機能評価システムの機器調整をおこなうための基礎的実験を十分行うとともに、測定機器の性能向上をはかった。データ収集に関しては十分な被験者数で実施することができなかった(健常成人20名、不器用児1名)。現時点でのデータ解析結果から、健常成人では描画・書字課題遂行中の筆記具の速度については、一辺中において書き始めより徐々に速度上昇、中間でピーク、その後徐々に減速するといった規則性が見られた。また、筆圧についても一辺中において書き始めに急激な圧上昇がみられ、その後、徐々に圧が上昇し、書き終わり直前で急激に圧が減少するといった規則性が見られた。しかし、不器用児にはその規則性は認められず、筆記具をスムーズに操作できていないことが考えられた。本年度は健常児・者および不器用の症状を呈する軽度発達障害児に対し各検査を実施し、さらにデータを収集およびデータ解析をすすめ、各対象者における上肢・手指機能、視覚機能との関連を検討することを目指す。本研究の目的は、申請者らが開発した運筆中の軌跡および筆圧を記録可能な評価機器を用い、健常児・者および不器用さを呈する発達障害児の運筆中の運筆速度と筆圧を指標とした上肢機能の特徴を明らかにすること、さらにそれらの結果と視覚機能との関連を検討することである。平成22年度は健常児・者および不器用の症状を呈する軽度発達障害児のデータ収集を行い、データ解析をすすめることを目指した。今年度の成果としては、健常成人20名、健常児7歳12歳健常児115名、不器用児20名からデータを収集した。現時点では、健常成人20名、7歳児33名、不器用児10名のデータの線引き課題の解析を行った。その結果、成人群ではこれまでと同様に、一筆中における筆記具の速度変化には、描き始めより徐々に速度が上がり、中間から描き終わり向け減速する規則性が見られた。筆圧は、描き始めに急激に上昇した後、引き続き筆圧の上昇が観察され、描き終わり直前で急激に下降するといった規則性が見られた。一方、7歳児群では、健常成人に見られた運筆速度、筆圧変化の規則性が見られたものもいたがその割合は少なかった。また、不器用児群は7歳児群よりもはみ出し距離が有意に長く、所要時間は有意に短く、平均速度は有意に速かった(p<0.05)。また、速度変化では、7歳児群よりも不器用児群の方が規則性を示す割合がやや多かった。不器用児群については、線引き課題のはみ出し距離の有無と速度特徴から3グループに分類でき、グループ間のフロスティッグ視知覚発達検査(以下、DTVP)、臨床観察の結果の違いを検討した。その結果、DTVPについてはグループによる違いは見られなかったが、臨床観察については、グループによる違いが見られ、運筆中の上肢機能の特徴によって、その背景要因が違うと示唆される結果が得られた。
中国語のコーパス構築および近世中国語テキストの計量言語学的研究

本研究の目的は、近世中国語の信頼できるコーパスを構築し、それを存分に活用した研究を行うことにあった。我々がその対象として選んだのは、李氏朝鮮時代における中国語会話教科書『老乞大』の代表的版本と、清代後期を代表する白話小説『兒女英雄傳』である。これらを組み合わせることによって、元代から清代末期に至る北京語の通時的変化が一望できると考えたためである。スタート時にはプレーンテキストの入力はもとより、品詞情報・構文情報など種々の文法タグを付し、語彙表を作成するところまでを射程に入れていたが、実際に取りかかってみると、各版本を吟味し信頼に足る底本を選定するまでの段階で多くの時間が費やされることとなった。こうした文献学的研究によって我々の視野は格段に広がったものの、本格的な計量言語学的研究の領域にまで踏み込む余裕がなかったことは残念である。今後の課題としたい。研究成果報告書は資料編と論考編からなる。資料編には今回の研究資源の一つである竹越孝編「老乞大四種対照テキスト」を収めた。論考編には我々がコーパスの作成過程でなした文献学的研究と、コーパスを活用して行った語彙・語法研究を収めた。具体的には、遠藤雅裕「『老乞大』各版本中所見的「將」「把」「拿」-并論元明清的處置句-」、遠藤雅裕「《老乞大》四種版本裡所見的人稱代詞系統以及複數詞尾」、竹越孝「今本系《老乞大》四本的異同點」、竹越孝「論介詞"着"的功能縮小-以《老乞大》、《朴通事》的修訂為例」、藤田益子「関於『児女英雄傳』的鈔本-従詞彙方面的考察-」、藤田益子「関於在《児女英雄伝》中出現的"把"字句-"把"的賓語帯量詞"箇"」の6篇である。今後の課題としたい。『舊本老乞大』の電子テキストに対しタグ付けを開始した。まず、タグ付けの基本方針及び作業手順を、概略以下のように定めた。1.テキストを一文ごとに改行し、文頭に出所情報を入れる(<版本・話数_丁数・表裏・行>)。句読点・話数は、金文京等訳『老乞大-朝鮮中世の中国語会話読本』(東洋文庫699)に従う。2.単位語を認定し、スラッシュ(/)で区切る。(1)単位語の認定は長い単位に基づく。(2)助動詞・前置詞などの機能語も単位語として認める。(3)動詞+補語は、原則、構成要素をすべて区切る。(4)動詞などの重ね型は、原則1単位語として扱う。3.音声情報はピンインで表記する。ピンインは[]内に表記する。(1)声調は14、軽声は5で表記する。(2)軽声の入力はなるべく避ける。4.品詞情報を()内に入力。品詞情報は、北京大学計算語言学研究所の「漢語文本切分与詞性標注」に従う。5.出所情報を)と]の間に入力。具体的には、以下のようになる。作業は、出所に関しては37106話が完了し、単位語の認定とそのタグ付けについては、318話、3738話が終了している。

なお、軽声・結果補語・離合動詞・方位詞などの扱いについては、今後さらなる検討が必要である。なお、『老乞大』から得られた知見から、遠藤・竹越が中国の南開大学で報告を行った。『兒女英雄傳』に関しては、藤田が上海図書館古籍閲覧室所蔵の版本について、その種類・内容などを調査し記録した。昨年度に引き続き、『舊本老乞大』の単位語認定とタグ付け、および『兒女英雄傳』の版本選定と入力作業を行なった。<老乞大>今年度は、昨年度のタグ付け作業で問題となった箇所について議論をしつつ、作業を行なった。会議を2回開き、以下のような点について合意(暫定案)および問題点の解決を急いでいる。○偏正構造の名詞フレーズについて「形容詞+名詞」の場合は、「好/人」「歹/人」「好/鈔」「爛/鈔」のように、形容詞成分・名詞成分それぞれを1単位語として扱うことにしていたが、2音節の場合は1単位語(「好人」「歹人」「好鈔」「爛鈔」)に、3音節以上は、個別に判断することとした。○可能補語の処理可能補語の構成成分を、それぞれ単位語とすることにした。たとえば、以下のようになる。品詞は「動詞(v)+副詞(d)+動詞(v)」V/得V/不/得使/的使/不/得理會/的不/理會/的ただし、以上のような単位語認定を行なうと、「使的」「理會的」などの場合、「的」に[de4(v)]などのようなタグを付けなければならなくなる。この点については、まだ未解決である。○品詞分類以下のように、改めて整理した。名詞(名)n/動詞(動)v/形容詞(形)a/代詞(代)r/数詞(数)m/量詞(量)q/副詞(副)d/前置詞(前)p/接続詞(接)c/助詞(助)u/感嘆詞(嘆)e/擬声語o/助動詞va/方位詞f/成語i/慣用語l以上のような討議・作業を経て、『舊本老乞大』の単位語認定とタグ付けは、細かな問題を除いて、ほぼ完成している。また、2004年6月には、「『老乞大』タグつきコーパス製作についての問題点」と題して「中国語東アジア諸語研究会第8回例会」で報告を行なった。<兒女英雄傳>抄本のデータベース入力作業は終了した。○『老乞大』本年度の実施計画は、昨年度に引き続き、『旧本老乞大』(14世紀頃)、『翻訳老乞大』(1517年以前)、『老乞大新釈』(1761年)、『重刊老乞大』(1795年)を対照させたプレーンテキストの修訂・増補作業と、各テキストに対するタグ付け作業を行うことであった。研究代表者竹越孝は、これまでに作成したプレーンテキストを用いて介詞"着"の機能の変遷を考察した論文をまとめるとともに、修訂・増補作業の一環として、『翻訳老乞大』と同系統に属する漢字本『老乞大』(刊年不明)、『老乞大諺解』(1670年)平安監営重刊本『老乞大諺解』(1745年)の比較対照を行って、その結果を論文にまとめた。その過程で、我々の研究計画を遂行するにあたっては、文法情報タグを付与すること以上に、こうした地道な文献学的研究こそ不可欠であるという認識に至った。よって、来年度以降にあっては対照可能なテキストの数を増やし、より信頼の置けるプレーンテキストを作成するべく、現存版本の調査とテキスト相互の校勘から新たな事実を引き出していくことが第一の課題となる。また、竹越は『翻訳老乞大・朴通事』と同編者の手になる『老朴集覽』(1517年以前)の編纂過程や、同時期の朝鮮資料『象院題語』(1670年)の言語に対する研究を行うとともに、朝鮮資料と極めて類似した言語特徴を有する中国語西北方言(青海省共和方言)の臨地調査を行い、その音韻体系に関する報告をまとめた。○『児女英雄伝』本年度の実施計画は、昨年度にひきつづき光緒四年(1878)木活字本、光緒六年(1780)木活字本および新発見の鈔本を加えた各本の校勘を進めることであった。研究分担者藤田益子は、その過程で『児女英雄伝』に見られる"把"構文の考察を行い、その結果を論文にまとめた。
LHC原子核衝突を利用した宇宙線と地球大気相互作用の解明

欧州合同原子核研究機関(CERN)・LHC加速器における将来の原子核衝突を用いた相互作用検証実験の可能性を探った。現在のLHCf実験装置の利用を仮定した時、既存モデルの弁別・粒子多重度・放射線損傷の観点から、窒素衝突に対して重要な実験が可能であるが、鉛衝突では装置設計の変更が必要であることが明らかになった。また、放射線損傷を抑えるために、無機結晶シンチレータGSOの基礎特性を測定し、現在用いているプラスチックシンチレータと同じ性能で高い耐性が得られることが明らかになった。CERN LHC加速器で将来期待される原子核衝突実験を用いた宇宙線と地球大気相互作用検証実験のデザイン研究を行う。研究の主な課題は、現在LHCf実験として推進している陽子陽子衝突実験のデザインからの変更の必要性の確認、原子核衝突における高い多重度に対する耐放射線装置の準備である。本年度は主に、モンテカルロ計算によって原子核衝突からの二次粒子分布の特徴を研究した。同種粒子の衝突を前提とし、地球大気の主成分である窒素原子核同士の衝突をDPMJET 3およびQGSJET 2の異なるモデルを用いて計算した。その結果、両モデルの間に、ガンマ線および中性子のエネルギースペクトルに有意な違いがあることがわかった。また、これらの違いは、現行のLHCf実験装置でも十分に検証できることがわかった。同時に、窒素原子核衝突における多重度も検証したが、実験に支障をきたすレベルではないことが明らかになった。次年度は、異種原子核(陽子と窒素、鉄と窒素)に対する計算も実施する。また、現行装置以上の成果を得るため、さらに優れた装置の具体的なデザインを検討する。特に鉄と窒素による衝突では高い多重度とそれにともなう高い放射線量が予想される。耐放射線カロリーメータとして、ガラスシンチレータの入手、試験の準備を進めている。CERN現地の担当者との議論も行い、将来のLHCの運転プラン、特にわれわれの研究を実施している衝突点最前方領域の改造計画に関する意見交換を行っている。世界最高エネルギーの粒子加速器LHCは2009年末に稼働を開始し、現在、3.5TeVという人類未踏のエネルギーに加速した陽子を衝突させることで物質の起源解明に向けたあらたな実験を開始した。LHCf実験は衝突後最前方に放出される粒子を観測することで、宇宙からやってくる超高エネルギー宇宙線と地球大気の反応を理解するための実験である。ところで、地球大気の主成分は陽子ではなく窒素原子核である。宇宙線も陽子ではなくもっと重い原子核である可能性も示唆されている。宇宙線と大気の反応を理解するためには、LHCにおいて原子核衝突実験を実施する必要がある。本研究は将来のLHC原子核衝突における実験提案にむけた準備研究である。以下の2つの視点から研究を行った。1、シミュレーションによる原子核衝突実験の検討。窒素原子核衝突のシミュレーション計算を行い、現在陽子衝突用に設計されたLHCf実験から大きな変更なしで重要な測定ができることを証明した。実際には相互作用モデル依存性が大きいこと、粒子多重度が十分に小さいこと、を確認した。しかし、測定器の放射線被曝が大きいこともあきらかになった。2、耐放射線検出器として、GSO結晶シンチレータの特性試験を行った。波形、発光効率、放射線耐性ともに、現在使用しているプラスチックシンチレータの代替品として十分な性能を備えていることを確認した。期間最後に、CERN研究所で行われた将来のLHC原子核衝突検討会で、研究協力者のDaniela Macinaが本将来計画の案を披露した。
ラット大脳皮質培養細胞を用いたニューロン間のシナプス形成機能の解析

我々はこれまでに、ラット大脳皮質初代培養細胞系を用いて、ニューロン間のシナプス形成過程に関する研究を続けてきた。シナプス形成の解析法として、培養ニューロンの自発的神経活動をカルシウムイメージング法を用いてモニターしたり、電子顕微鏡を用いた観察などを用いてきたが、前者は確実性・定量性などで若干の問題があり、後者は利便性に難点があった。本年度は、大脳皮質や副嗅球など中枢培養神経細胞を用いた実験系、ことに培養系でのシナプスの形成や脱落を可視化して観察する新しいシステムについて検討した。シナプスに局在するマーカー蛋白質に対する抗体を用いた免疫細胞染色を行い、共焦点レーザー走査顕微鏡観察と高精細3次元画像構築ソフト・IMARISなどを用いて、シナプスレベルでの形態的変化の観察を試みた。いずれの抗体によっても、ニューロンの細胞体、樹状突起上などに、シナプス様の細かい粒状の染色像が観察され、中枢神経細胞培養系内で、多数のシナプスが形成されていることが可視化できた。用いる抗体により、例えば、興奮性シナプスについては抗NMDA受容体抗体、抑制性シナプスについては抗GABA_A受容体抗体や抗Glutamic Acid Decarboxylase(GAD)抗体などを用いることにより、興奮性、抑制性のシナプスを分けて観察したり、シナプス前と後シナプスを別々に観察することが可能となった。さらに、三次元構築した共焦点画像を、IMARISを用いて処理加工した。これまでの共焦点レーザー顕微鏡観察でも、ニューロンの細胞体、樹状突起上に分布するシナプスを捉えることができたが、画像解析ソフトを用い、染色像を360度回転させることにより、理論上はあるニューロンに存在する全てのシナプスが観察可能であり、シナプスの詳細な位置関係や形状なども調べることができるのである。このシステムを用いることで、培養ニューロン間に形成されたシナプスの形態・数そしてその変化などを、電子顕微鏡を用いるのよりもはるかに簡便かつ詳細に追跡できる可能性がある。さらに、薬剤処理や損傷を与えた後のシナプスの変化を経時的に追跡したり、定量的に評価したりすることも可能であり、応用として、シナプス形成を促進するような因子の選別も容易に行なえると思われる。これまでの解析で、発生の特定段階にあるラット脳よりそれぞれMAP1Bを精製し、部位の判明したリン酸化アミノ酸のリン酸化状態を比較したところ、胎生18日頃から生後1週齢位の間に特異的な脱リン酸化を受けているアミノ酸が2ヶ所存在することが判明している。この時期は大脳皮質ではシナプス形成が盛んであり、両者の関連に興味が持たれたため、平成10年度はまず、この部位のリン酸化状態を特異的に認識する抗体の作製を試みた。この部位に相当するリン酸化状態のペプチドを抗原として、ウサギに免役し、抗原ペプチドと反応する抗血清が得られた。今後はこの抗血清が、MAP1B蛋白質全体と反応するかどうかをチェックし、リン酸化/非リン酸化両ペプチドを用いて、リン酸化状態のみを認識するものを精製する必要があるが、これは次年度以降に持ち越しとなった。次にエクトプロテインキナーゼによるMAP1Bのリン酸化機構が、大脳皮質以外の他の領域でのシナプス形成にも関与しているかどうかを検討するため、MAP1Bが多量に発現している部位とされる、嗅球で検討することとした。嗅球は構造が明快だが、初代培養系での報告は非常に少ないため、今年度は初めに培養系の確立を目指した。胎生18日齢のラット胎仔から嗅球を切り出し、大脳皮質細胞と同様の手法で培養したところ、MAP2陽性の多数のニューロンの存在が長期にわたって維持されることが認められた。また大脳皮質度同様、機能的なシナプスの形成を示す、複数のニューロン間で同期して生じる自発的な細胞内Ca^<2+>の振動現象も確認され、抗シナプトフィジン抗体による染色でも、ニューロンの周りにシナプスと思われる、ドット状の構造が確認された。シナプスが形成されていることは電子顕微鏡による観察で、確認された。MAP1Bによるシナプス形成機構の制御の検討に際し、嗅球はMAP1Bを多量に発現しており、成熟して後もシナプスの再構成を含む可塑性が維持され続けていること、比較的単純な構造で扱いやすいことなどから、今後は嗅球も含めて検討していく予定である。

用いる抗体により、例えば、興奮性シナプスについては抗NMDA受容体抗体、抑制性シナプスについては抗GABA_A受容体抗体や抗Glutamic Acid Decarboxylase(GAD)抗体などを用いることにより、興奮性、抑制性のシナプスを分けて観察したり、シナプス前と後シナプスを別々に観察することが可能となった。さらに、三次元構築した共焦点画像を、IMARISを用いて処理加工した。これまでの共焦点レーザー顕微鏡観察でも、ニューロンの細胞体、樹状突起上に分布するシナプスを捉えることができたが、画像解析ソフトを用い、染色像を360度回転させることにより、理論上はあるニューロンに存在する全てのシナプスが観察可能であり、シナプスの詳細な位置関係や形状なども調べることができるのである。このシステムを用いることで、培養ニューロン間に形成されたシナプスの形態・数そしてその変化などを、電子顕微鏡を用いるのよりもはるかに簡便かつ詳細に追跡できる可能性がある。さらに、薬剤処理や損傷を与えた後のシナプスの変化を経時的に追跡したり、定量的に評価したりすることも可能であり、応用として、シナプス形成を促進するような因子の選別も容易に行なえると思われる。
RIEにおける基板温度制御による仕上がり形状創成メカニズムの解析

反応性イオンエッチング(RIE)における被加工材のシリコンウエハ基板の温度と仕上がり形状の関係を明確化することで,RIEの化学的反応の速度が温度に及ぼす影響を解明し,形状創成メカニズムを解析することが本研究の目的である.一般的に用いられているRIE装置は基板冷却についての考慮がなされていないことが多く,本研究はまず,基板冷却機構の検討を行った.通常の基板冷却は,基板設置電極の裏面の冷却機構を設けて行われる.冷却機構は冷却水を流す形式が多く,電極を絶縁する必要があるため,絶縁板(石英など)が電極と冷却機構の間にはさまれる.基板,電極,絶縁板および冷却機構の間の密着性が良好でないことによる熱伝導の効率が悪いこと,またこれらの機構が真空中にあるために十分な熱伝達が起きないことにより,実際には冷却水が十数°Cであっても,基板の温度は数百°Cになっていることが確認なされた.そこで,本研究では,熱伝導および熱伝達性の改善のために,各機構の材質および表面粗さの改善,基板密着機構,そして基板からの熱放出機構の追加を検討した.熱伝導性の良好な銅によってこれらの改善・改良をはかり,実際のエッチング実験を行った結果,銅がエッチングされ,シリコンエッチングへの影響があるため材質の選択が必要であるが,効果が確認できた.また,基板の裏側にヘリウムガスを直接吹きつけることによる冷却機構も検討したが,ヘリウムガスのエッチングに対する影響をおさえられず,十分な効果はあげられなかった.基板温度が仕上がり形状に及ぼす影響としては,基板温度によって仕上がり形状が変化することを確認した.これは化学的反応である等方的なエッチングが温度に影響をうけたものと考えられ,定量的な解析を今後進める.反応性イオンエッチング(RIE)における被加工材のシリコンウエハ基板の温度と仕上がり形状の関係を明確化することで,RIEの化学的反応の速度が温度に及ぼす影響を解明し,形状創成メカニズムを解析することが本研究の目的である.一般的に用いられているRIE装置は基板冷却についての考慮がなされていないことが多く,本研究はまず,基板冷却機構の検討を行った.通常の基板冷却は,基板設置電極の裏面の冷却機構を設けて行われる.冷却機構は冷却水を流す形式が多く,電極を絶縁する必要があるため,絶縁板(石英など)が電極と冷却機構の間にはさまれる.基板,電極,絶縁板および冷却機構の間の密着性が良好でないことによる熱伝導の効率が悪いこと,またこれらの機構が真空中にあるために十分な熱伝達が起きないことにより,実際には冷却水が十数°Cであっても,基板の温度は数百°Cになっていることが確認なされた.そこで,本研究では,熱伝導および熱伝達性の改善のために,各機構の材質および表面粗さの改善,基板密着機構,そして基板からの熱放出機構の追加を検討した.熱伝導性の良好な銅によってこれらの改善・改良をはかり,実際のエッチング実験を行った結果,銅がエッチングされ,シリコンエッチングへの影響があるため材質の選択が必要であるが,効果が確認できた.また,基板の裏側にヘリウムガスを直接吹きつけることによる冷却機構も検討したが,ヘリウムガスのエッチングに対する影響をおさえられず,十分な効果はあげられなかった.基板温度が仕上がり形状に及ぼす影響としては,基板温度によって仕上がり形状が変化することを確認した.これは化学的反応である等方的なエッチングが温度に影響をうけたものと考えられ,定量的な解析を今後進める.
革新的蛍光相関分光装置の開発

蛍光相関分光法を分子間相互作用検出に利用する際の大きな問題点の一つとして、計測される並進拡散が分子間相互作用検出に関して必ずしも敏感な尺度とはならないことが挙げられる。この問題を解決するために、蛍光偏光を利用し、分子間相互作用の変化に応じてより鋭敏に反応する回転拡散計測を行う、新たな蛍光相関分光装置を開発した。また高速に広い計測レンジで多チャンネルの信号の同時取得を安定して行える解析プログラムの構築にも成功した。更にこの手法の汎用化の為に重要性が明らかとなってきた蛍光標識法開発に注力し、独自の蛍光タンパク質変異体を使用することにより、新規蛍光標識技術を確立した。1.分光装置のくみ上げとセットアップー教室既存の蛍光相関分光装置を改造中である。必要な部品を検定し、選定を完了した状態である。セットアップに際し、装置を設置するために大型の防振台が必要となるが、その搬入にあたり教室既存の大型機器と干渉することが判明した。このため既存機器の使用が一段落つく今年度明けに対策を講じて搬入予定とした。2.藍藻時計遺伝子産物Kai A、B、C蛋白質の精製と蛍光標識ー藍藻時計遺伝子産物Kai蛋白質群について、蛍光蛋白質により標識した後、その生理的機能を保持した状態を保ちつつ精製を行うことにほぼ成功した状態である。三者を混合し、リン酸化の日内変動を観察できるようになりつつある。量子ドットによる標識、精製については、特に精製のステップで条件検討を継続している。更にKai蛋白質群以外に、相関計測の対照実験を目的としてMAPキナーゼ経路のSte5やSte7他、あるいはILK、PINCH等、これまで酵母や培養細胞で相関計測の報告のある複数の分子群について、蛍光蛋白質標識を行った。酵母での発現を確認した状態である。3.解析プログラム他の開発についてー近接場の関与するモデルを全反射照明のケースを参考に構築中である。また解析プログラムについてはGPUによる高速並列演算を利用したシステムにより時間スケールで10の3乗のレンジで相関解析可能な状態である。計測データの解析の最初のトライアルには使用可能な水準にあるものと考えている。新たな蛍光相関分光法を確立し、生体分子間ネットワークの動態観測を行うことを目標として実験を行っている。昨年度から引き続き分光装置のセットアップを行っているが、教室既存の装置の改造のための部品選定を終えた段階で中断している。(後述の解析プログラムと蛋白質精製実験を優先している事情があることと、教室の別途プロジェクトで導入予定の機器との干渉問題について、その解決が遅れているためである。)近接場の関与する照明下における拡散現象に対するモデルを基礎とする解析プログラムはGPUを利用した高速並列演算を利用したシステムにより時間スケールで10の3乗のレンジで相関解析可能な状態であるが、これを更に拡大するため、時間レンジの短い領域と長い領域を分けて扱い、それぞれを別途に区別して解析するプログラムを構築した。昨年度よりレンジの拡大において改善をみており、計測データの解析可能性において実用水準に到達したものと考えている。藍藻時計遺伝子産物Kai A、B、C蛋白質の精製と蛍光標識については、特にKai C蛋白質について、その生理活性を保持したまま大量に精製する際の効率が十分ではなく、これを改善するために新規に蛋白質自動精製装置を導入して精製条件の至適化を急いでいる。相関計測の対照実験に使用するMAPキナーゼ経路のSte5、Ste7、ILK、PINCHについては標識および、酵母における発現を確認し、計測実験に使用可能な状態である。装置のくみ上げとセットアップの面でやや遅れている。解析プログラムと使用する標識蛋白質試料の精製条件の至適化を優先したことが理由の一つである。本年度は前年度に引き続き、特に蛍光偏光相関分光装置のくみ上げと解析用プログラムの開発に注力した。分光装置の組み上げについて、計測目的とする三者同時計測の前提となる、多チャンネルの信号の時系列データの同時取得について、教室既存の計測ボードを中心として様々な試験を行った。特に計測対象とする蛋白質複合体の場合では、反応生成の為に必要となる分子濃度が高く、一分子レベル(に近い)計測状況下においても、信号強度は明るく、その頻度はある程度高くなることが予想される。その為、高い信号火度においても計測ボードの動作が安定する様に、データ取得プログラムの修正と改善を重ねた。現段階で、装置全体として実用レベルに足る水準に到達したものと考えている。また、蛍光偏光計測に伴う回転拡散の高速変化を検出する為には、保有の計測ボードの性能では不十分であることから、高速多チャンネルの条件下で信号取得可能な計測ボードを新たに導入した。最終的な装置とプログラム構成がほぼ確定し、組み上げと動作確認に入る状況にある。解析プログラムについては、上述の動作安定性の向上の為の改善の他、解析における計測対象拡散時間レンジの拡大を目的として、時間レンジの短い領域と長い領域とを分けて解析した後に、両者をまとめてモデルにフィッテイングを行えるように改変することに成功した。計測対象となる組換え蛋白質の精製、蛍光標識の効率化をはかる為、組換え蛋白質自動精製装置を導入し、条件検討を行った。

更にこの手法の汎用化の為に重要性が明らかとなってきた蛍光標識法開発に注力し、独自の蛍光タンパク質変異体を使用することにより、新規蛍光標識技術を確立した。装置自体のくみ上げとセットアップはやや遅延しているが、計測用サンプルであるKai蛋白質群の蛍光標識には成功しつつある。また、Kai蛋白質以外にも酵母や培養細胞を使用した別途の対照実験用サンプルにつきベクター構築を進めている。解析プログラムについては、最初のトライアルに使用できる水準のものの作成に成功している。遅れている装置のくみ上げとセットアップを急ぐ。解析プログラムと測定用試料についてはほぼ準備が整った状態であるので、早期にデータ計測、蓄積に入りたい。解剖学、細胞生物学、生物物理学装置くみ上げとセットアップを急ぎたい。また解析プログラムの計測レンジを広げる努力を継続する予定である。装置のくみ上げ、セットアップを中断していたため、物品費を中心に使用を繰り越したため。装置のくみ上げとセットアップを翌年度初めに延期したことから、設備備品等の使用を翌年度に繰り越したため。来年度早期に使用予定である。装置のくみ上げとセットアップを早急に予定する。物品費等ある程度高額となる見込みなので、翌年度分と合わせて使用する。