hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨場感の伝達を配慮した遠隔地手話通訳システムのための基礎的研究

また、評価実験の際にはこうした点を考慮していく必要性があることもわかった。3.実験用システムの構築と評価実際に評価実験を行うシステムを構築し、簡単な予備実験を実施した。その結果、評価実験を行う際の注意点、提示すべき画像の種類やその提示方法、評価実験時に記録する内容やその評価方法などに関して検討を進めた。今後、上記の検討結果を基に、実際の評価実験を進めていくとともに、区切りのよい内容に関しては、順次検討を加えながら発表をしていく予定である。今後、テレビ電話などを活用した遠隔地からの聴覚障害者への手話通訳支援の実現が期待される。そのため、より効果的なシステムの構築や利用方法の検討を目的として、本年度以下の検討を行った。1聴覚障害者同士の遠隔地通信に関する評価実験聴覚障害者同士の1対1場面での遠隔地通信に関する評価実験を行った。評価は、実験前後に行った被験者へのアンケートならびに実験で交わされた会話の内容、会話時の手話表現、表情やしぐさの変化などで行った。2聴覚障害者への遠隔地手話通訳に関する評価実験手話ができない健聴者が1対1の状況で聴覚障害者へ指示を行う場面や聴覚障害者から相談を受ける場面などでの遠隔地手話通訳に関する評価実験を行った。評価は、1の実験と同じ内容を被験者ならびに手話通訳者に対して行った。3聴覚障害者への遠隔地手話通訳に関する評価分析聴覚障害者同士の遠隔地通信の評価実験ならびに聴覚障害者への遠隔地手話通訳の評価実験の結果を比較検討し、遠隔地から聴覚障害者へ手話通訳を行う際の問題点や注意点などの評価分析を行った。4実験用システムに関する再評価今回の結果を基に、遠隔地手話通訳に関する評価実験を行う実験システムを授業などの1対多の場面に応用する際の問題点や注意点、ならびにシステムの改善点などの評価分析を行った。今後、上記の検討結果を基に、区切りの良い内容に関しては、順次詳細な検討を加えながら発表していく予定である。遠隔地手話通訳において、臨場感を伝達するための補助的視覚情報提示の有効性を検証する検討を行っている.本年度は有効性検証のための実験システムを作成し、実際に本システムを用いて補助的視覚情報提示有り・無し、通常の通訳で以下の比較実験を行った.1.1対多:講義場面での評価実験実際の講義(筑波技術短期大学電子情報学科情報工学専攻「管理情報システム論」)において、以下の4つの比較実験を行った.[A]講師の隣で通訳を行う.(通常の方法)[B1]受講学生の映像のみを、遠隔地の通訳者に提示する.[B2]講師を中心とした正面映像のみを遠隔地の通訳者に提示する.[D]講師を中心とした正面映像と、受講学生映像の2画面を、遠隔地の通訳者に提示する.2.1対1:会話場面での評価実験補助的視覚情報の効果を比較するために、ろう者と聴者の1対1での会話場面において、次の3つの方法を比較した.[A]話者と同じ場所で通訳を行う.(通常の方法)[B]被通訳者であるろう者の正面上半身映像のみを、遠隔地の通訳者に提示する.(1画面提示)[C]被通訳者であるろう者の映像と会話の全体的な状況を伝える補助的映像を、遠隔地の通訳者に提示する.(2画面提示)比較実験
19世紀フィンランドにおける資料保存の実務と後世への影響の基礎的研究

【研究の成果】本研究では資料保存の重要性、このことが認識された契機を確認している。ヘルシンキ大学図書館アーキビスト、エドバルド・グロンブロードによる中世カトリック教会関係資料などに関わる実務に焦点をあてている。2017年度に、オーボアカデミ図書館のアーカイブズ資料に含まれていた、アーキビスト・グロンブロードによる資料集刊行許可手続き資料などを撮影入手した。2018年度は、ヘルシンキの国立公文書館で数日を費やし、刊行許可に関わるプロトコールを写した。19世紀フィンランドの情報アクセス環境を整える作業の一つ、資料活字化と印刷、それに対する手続きを調査研究した。この年度は、プロトコールの分析に時間を要した。これまでの研究成果も踏まえつつ分析をしている。これまでの入手済みの作業ノート及び作業報告の手紙も用いている。【具体的内容、意義、重要性等】本研究の対象は、フィンランド中世カトリック教会資料に関わる実務である。グロンブロードはこの整理作業と並行し、中世資料の活字化刊行を続けた。これまでの研究代表者による研究成果では、情報アクセス権については触れてきた。しかしながら作業そのものの法的課題については十分に説明を行ってきたとは言えない部分がある。2018年度の研究は、政府セナーッティで、資料集刊行にあたり、どのような審議が閣僚クラスで行われたか、検討している。閣議でも、資料集刊行及びそれへの費用捻出は当然のこととしつつ、具体的な内容について会議が行われたことを確認している。成果は、2019年7月に報告するのを手始めに順次、公表される。19世紀フィンランドの公文書管理及び情報アクセスについて、情報アクセス環境を整える実務に対する政府コンセンサスが明らかにされることになる。グロンブロード関係資料が所蔵されるアーカイブズ・図書館で、1閲覧(撮影)、2調査(内容確認)と研究を進めている。2018年度は資料の状況から書き写すことにも時間を費やした。フィンランドでは、手紙など個人資料の多くは電子目録化がされていない。数冊のノート(国立公文書館も国立図書館アーカイブズもノートは階層ごとに作られている)で構成される紙目録で調べ、出納を要求することになる。場合によっては時間をかけ分析し改めて資料を再閲覧することもある。目録自体にも詳細な記述はなく、請求と出納を繰り返して確認し、資料を撮影閲覧する、あるいは書き写すことになる。目録データはデータ作成年の新しいものはフィンランド語である。スウェーデン語の予想される資料名をフィンランド語に訳し検索する。2018年度は、1作業ノート及び作業報告の手紙でグロンブロードの業務を確認し、2フィンランド国立公文書館とスウェーデン語文献協会で公式な文書の調査確認を試みた。フィンランド国立公文書館で資料集刊行に関わるプロトコールを閲覧書写し、分析できたことは大きな進展である。セナーッティ資料の整理状況は20世紀の独立後の公文書に比べてよい、とはいえない。訪問しての研究継続の結果、当時の役所の分掌を把握しつつ資料整理実務の階層構造を理解しつつある。経験を生かし研究を進めていく所存である。なお、2018年度は予定外にヘルシンキ大学の専任研究者と19世紀研究の取り組みに関連して意見交換をする機会があり、グロンブロードの評価について、率直な感想を聞くことができた。今後の研究に反映していくつもりである。フィンランドの記録管理やアーカイブズの大きく展開したのが19世紀である。資料保存の重要性、この認識も、例えば学術関係者であっても、火災や紛失、国際関係情勢など様々な契機や事件で深まることになった。当面は、政府メンバーがどのように情報アクセス環境を整える業務を認識していたのか、検討したい。グロンブロードらの業務はどのように考えられていたのか、考えていきたい。政府作成取得の公文書などで引き続き確認する所存である。今年度は、1作業ノート及び関連の同僚への手紙などを継続して分析、2アルヴィドソンら関係者への刊行手続き過程での手紙等で作業の意図背景を確認、する予定である。関係のアーカイブズも引き続き訪問する。学会などで成果を報告する予定である。これまでの成果の一部は、2019年度のバルト=スカンディナヴィア研究会7月例会で「19世紀フィンランドにおける資料集刊行とそのセナーッティでの審議ー1859年1月22日プロトコールの紹介ー」と題し報告することが既に決定している。【研究の成果】本研究の目的は、フィンランドの図書館及びアーカイブズにおける実務の基底にある発想を明らかにすることである。ヘルシンキ大学図書館アーキビスト、エドバルド・グロンブロードによる中世カトリック教会関係資料に関わる実務に焦点をあてている。29年度はオーボアカデミ図書館のアーカイブズ資料に含まれていた、アーキビスト・グロンブロードによる検閲関係資料などを撮影入手することができた。19世紀フィンランドの情報アクセス環境を整える作業の一つ、資料活字化と印刷、それに対する検閲についての論点などを資料に基づき確認し成果を公表した。これまでの研究成果を踏まえつつ、入手済みの作業ノート及び作業報告の手紙も用いた。グロンブロードはこの整理作業と並行し、中世資料を活字化刊行を続けた。

29年度の成果の一つは、ロシアとフィンランドの検閲制度を確認しつつ、残された資料で実務における法的課題について試みに論じられたことである。研究成果では、最初に、19世紀フィンランドの公文書管理と情報アクセスについて確認した。次に、大公国成立前後の情報アクセス環境を整える実務を検閲と関連させて述べた。さらには、19世紀フィンランドの検閲制度を紹介した。最後に、一次資料を分析し、グロンブロードによる、検閲制度への対処を明らかにした。グロンブロード関係資料が所蔵されるアーカイブズ・図書館で、1閲覧(撮影)、2調査(内容確認)、3報告(発表と論文)という構成で研究を進めている。フィンランドでは、手紙など個人資料の多くは電子目録化がされていない。数冊のノート(国立公文書館も国立図書館アーカイブズもノートは階層ごとに作られている)で構成される紙目録で調べ、出納を要求することになる。目録自体にも詳細な記述はなく、請求と出納を繰り返して確認し、資料を撮影することになる。場合によっては時間をかけて分析し改めて資料を再閲覧することもある。29年度は計画に基づき、1作業ノート及び作業報告の手紙でグロンブロードの業務を確認し、2フィンランド各地に所蔵される手紙(オーボアカデミ他)を調査確認した。具体的には、これまでに入手済みの1作業ノート及び関連の同僚への手紙(国立図書館)に含まれる情報も踏まえつつ調査をした。また、2フィンランド各地に所蔵される手紙(オーボアカデミ他)を調査確認し、作業周辺の資料も閲覧した。特にオーボカデミ図書館で資料刊行での検閲関係控え資料を確認できたことは大きな成果である。29年度は、フィンランド国立図書館、フィンランド国立公文書館、オーボアカデミ図書館、フィンランド国立公文書館トゥルク分館などで資料を探索し撮影をした。【研究の成果】本研究では資料保存の重要性、このことが認識された契機を確認している。ヘルシンキ大学図書館アーキビスト、エドバルド・グロンブロードによる中世カトリック教会関係資料などに関わる実務に焦点をあてている。2017年度に、オーボアカデミ図書館のアーカイブズ資料に含まれていた、アーキビスト・グロンブロードによる資料集刊行許可手続き資料などを撮影入手した。2018年度は、ヘルシンキの国立公文書館で数日を費やし、刊行許可に関わるプロトコールを写した。19世紀フィンランドの情報アクセス環境を整える作業の一つ、資料活字化と印刷、それに対する手続きを調査研究した。この年度は、プロトコールの分析に時間を要した。これまでの研究成果も踏まえつつ分析をしている。これまでの入手済みの作業ノート及び作業報告の手紙も用いている。【具体的内容、意義、重要性等】本研究の対象は、フィンランド中世カトリック教会資料に関わる実務である。グロンブロードはこの整理作業と並行し、中世資料の活字化刊行を続けた。
ビニル化合物類の電気化学的カルボキシル化に関する研究

1.二酸化炭素の存在下でβー(メチルスルフィニル)ーβー(メチルチオ)スチレン(1)を電解還元すると、二酸化炭素とメチルスルフィニル基の置換が起こり、αー(メチルチオ)ケイ皮酸がβー(メチルチオ)スチレンと共に得られた。一般に、オレフィン類の電解還元によるカルボキシル化においては二重結合への二酸化炭素の付加とプロトンの付加が競争的に起こり、飽和脂肪酸が得られる。それに対して、本研究の様に不飽和脂肪酸が得られた事例は珍しく、大変興味ある結果が得られた。また、この電解還元カルボキシル化反応はポ-ラログラフ的研究より、1のー電子還元で生成したアニオンラジカルの二酸化炭素への求核的攻撃として特微ずけられることも分かった。2.βー(pートリルスルホニル)ーβー(メチルチオ)スチレン誘導体(2)の電解還元カルボキシル化では、化合物1の場合と異なって、メチルスルホニル基とメチルチオ基の両方が脱離し、相当するケイ皮酸誘導体がβー(メチルチオ)スチレン誘導体と共に得られた。3.β、βービス(メチルスルホニル)スチレン(3)とα、βービス(メチルスルホニル)スチレン(4)の電解還元反応では、安息香酸や酢酸の様なプロトンドナ-の存在下ではいずれも高収率でβー(メチルスルホニル)スチレンが得られた。他方、3の電解還元カルボキシル化は起こらなかったが、4からはαーフェニルーβー(メチルスルホニル)アクリル酸が得られた。4.αーメチルチオーβ、βービス(メチルスルホニル)スチレン及びビニルトリメチルシランはいずれも電気化学的に難還元性であることが分かった。そこで、二酸化炭素存在下で二酸化炭素の還元が起こる電位で電気化学的カルボキシル化を試みたが、カルボキシル化物は得られなかった。1.二酸化炭素の存在下でβ-(メチルスルフィニル)-β-(メチルチオ)スチレン(1__ー)を陰極に水銀、溶媒にN,N-ジメチルホルムアミドを用い電解還元すると、二酸化炭素とメチルスルフィニル基の置換が起こり、α-(メチルチオ)ケイ皮酸がβ-(メチルチオ)スチレンと共に得られた。また、この電解還元カルボキシル化反応はポーラログラフ的研究より、1__ーの一電子還元で生成したアニオンラジカルの二酸化炭素への求核的攻撃として特徴ずけられることも分かった。現在、無隔膜セルでの電解を検討中です。2.β-(メチルスルホニル)-β-(メチルチオ)スチレン(2__ー)について同様の電解還元カルボキシル化を実施した。その結果は大変興味あることに化合物1__ーの場合と異なって、2__ーではメチルスルホニル基とメチルチオ基の両方が脱離し、ケイ皮酸がβ-(メチルチオ)スチレンと共に得られた。現在、2__ーのフェニル基の代わりにp-置換フェニル基を有する化合物の電解還元を検討中です。3.β、β-ビス(メチルスルホニル)スチレン(3__ー)のアセトニトリル/水銀電極系における電解還元反応を調べた。安息香酸や酢酸の様なプロトンドナーの存在下では高収率でβ-(メチルスルホニル)スチレンが得られた。しかし、二酸化炭素の存在下で2__ーの電解還元を実施したが、化合物1__ーや2__ーの場合の様にカルボキシル化物は得られなかった。

現在、この反応への電極材質の影響を検討中です。1.β-(メチルスルフィニル)-β-(メチルチオ)スチレン(1)の電化学的カルボキシル化反応への電極材質(水銀、白金、鉛、カ-ボン)や支持電解質の種類の影響を調べた。その結果、電極材質や支持電解質の本質的な影響は認められなかったが、電解系は吸湿性の少ない系を選んだ方が高い収率でカルボキシル化物が得られることが分かった。2.α、β-ビス(メチルスルホニル)スチレン(2)の電解還元反応と電気化学的カルボキシル化反応を調べた。その結果は有効なプロトンドナ-の存在下では、高収率でβ-(メチルスルホニル)スチレンを与え、また、二酸化炭素の存在下での電気化学的カルボキシル化は、化合物1の場合の様にα-(メチルスルホニル)ケイ皮酸が得られた。一般に、オレフィン類の電解還元によるカルボキシル化では、飽和脂肪酸が得られる。それに対して、本研究の様に不飽和脂肪酸が得られた事例は珍しく、大変興味ある結果である。また、この電解還元カルボキシル化反応はポ-ラログラフ的研究より、化合物1の場合と同様に、2の一電子還元で生成したアニオンラジカルの二酸化炭素への求核的攻撃と続く脱硫反応として特徴ずけられることも分かった。3.α-メチルチオ-β、β-ビス(メチルスルホニル)スチレン及びビニルトリメチルシランはいずれも電気化学的に難還元性であることが分かった。そこで、二酸化炭素存在下で二酸化炭素の還元が起こる電位で電気化学的カルボキシル化を試みたが、カルボキシル化物は得られなかった。4.電気化学的カルボキシル化反応を無隔膜セルで行うために、支持電解質としてシュウ酸リチウムを検討したが、DMFなどの溶媒には難溶性のため使用できなかった。現在アルキルアンモニウム塩の合成を行っている。
内臓知覚を指標とした運動の適応効果の検証

本研究は胃からの求心性入力に焦点を当て、定期的運動の身体適応効果を検討した。その結果、最大飲水テストより評価した胃からの求心性入力は、腹脂肪率や運動能力、心理的側面に関連を持つことが確認された。胃活動を制御する自律神経の迷走神経束はその8割から9割は求心性線維であり、胃からの求心性入力に視点を当てた評価は、生体調節軸の1つでもあるBrain-Gut軸として運動の心身への影響を検討する新たな視点として期待が持たれる。胃の主要な働きは食物貯蔵、消化撹拌、小腸への排出である。これら調節は中枢及び消化管からの遠心性・求心性入出力で調節されており身体的・心理的ストレスの影響を受けやすい。本研究は、胃からの求心性入力という視点から2種類の最大飲水負荷テストを用いて内臓知覚を評価し、運動能力、心身ストレス状態との関連について検討した。被験者は30名(女性15名、男性15名)を対象と、実験は3日間に分け実施した。各測定は1日1条件とした。実験1は形態、運動能力、心理指標による気分等の測定を行った。形態は、身長、体重、腹部脂肪計により腹部周囲径及び腹部脂肪率の測定を行った。運動機能は脚筋力(等尺性膝関節最大筋力と等速性筋力)、有酸素能力、全身反応時間、10メートル障害物歩行を測定した。また、各被験者には加速度センサー付き歩数計を約2週間装着してもらい平均身体活動量を求めた。さらに、ストレスホルモンとして尿中コルチゾール濃度を夜間蓄尿より評価し、体格よる影響を最小限にするためにクレアチニン値で補正した。実験2及び3では2種類の最大飲水負荷テストを実施した。各被験者は6時間以上の絶食後に実験室に来室し、リカンベント姿勢において15ml/min及び100ml/minの速度で室温の水をストローより飲む最大飲水テストを行った。また、最大飲水テストの前後20分間に胃電図、心電図、脳波を測定し求心性入力の変動要因について検討した。その結果、15ml/min及び100ml/minでの飲水条件には有意な相関関係が認められ、100ml/minの飲水条件は15ml/minに比較し有意な増大を示した。また、形態との関連では腹部脂肪率との間に負の相関関係が、運動能力との関係では等速性脚筋力と有酸素能力との関連で有意な正の相関関係が認められた。そして、心身ストレスとの関係では抑うつ及び疲労と負の相関関係が認められた。以上の結果から、飲水負荷による内臓知覚の評価は、腹脂肪率や運動能力、心理的側面に関連を持つことが確認された。胃などの消化管器で生じる運動機能低下や知覚異常及び知覚閾値低下は内臓知覚として求心性に自律神経系を介して中枢へと伝搬される。迷走神経束の8割から9割は求心性線維であり、胃などの消化管活動は脳から胃、胃から脳へと相互的調節を受けている。そのため、胃などの消化管器は身体的・心理的ストレスの影響を受けやすい臓器でもある。これまでの報告から運動は消化管ホルモンに対する感受性や胃活動を高めることが示されており、運動が内臓知覚閾値を変動させ求心性入力及び中枢を介した消化管機能の調整も想定される。本研究は、ラットを用い、胃内にバルーンを用いた胃拡張刺激から一過性の運動が内臓知覚閾値に及ぼす影響を検討した。6週令のWistar系雄ラットを搬入後、予備飼育を行いトレッドミルによる走行学習後に実験を行った。胃拡張刺激は、20m/minで30分間の走行運動後及び運動無しのコントロール条件後に胃瘻管からバルーンを胃内に挿入しAnimal barostat装置を用いて0.2ml/sec.の速度でバルーンの拡張を行い、その反応を評価した。また、運動開始及び運動終了時点でラット尾静脈より採血を行い、血中乳酸値、血糖値を測定した。運動条件では、血中乳酸値は安静時0.94±0.08mM、運動終了後は1.71±0.22mMであり安静時に比較し運動後に有意な増大を示した。血糖値は安静時84.0±7.66mg/dl、運動終了後は84.2±5.60mg/dlであり有意な変化は認められなかった。胃拡張刺激による反応の差異は運動条件、コントロール条件間に差異は見られなかった。中強度運動後では、胃そのものの拡張による知覚変動は生じないこと推察された。胃を含めた消化管からの求心性入力は内臓知覚と言われ、消化管運動機能やエネルギー代謝、情動的反応とも関連深い。これまでの報告から運動トレーニングは胃活動を改善させること、さらに不安や抑うつ気分を軽減させることが示されており定期的運動の実施は内臓知覚を改善させる可能性がある。

過去、100ml/minの速度で行う最大飲水負荷テストを内臓知覚の指標と運動能力及び心理指標との関連を検討した結果、最大飲水量は脚筋力及び有酸素能力との関連で有意な正の相関関係、POMSより評価した疲労や抑うつとの関連では有意な負の相関関係が認められた。本研究は、2か月間の中強度の運動トレーニングを行い、運動トレーニングが内臓知覚に及ぼす影響を検討した。被験者はトレーニング群10名(身長:157.1±4.3cm、体重:54.9±6.0kg、BMI:22.3±2.7)非トレーニング10名(身長:158.9±5.1cm、体重:54.1±5.6kg、BMI:21.4±1.9)とした。各被験者はトレーニング期間前後に有酸素能力及び脚筋力、心理指標の測定と最大飲水負荷テストを行った。トレーニング群の有酸素能力測定時に換気性作業閾値(Ventilation Threshold ; VT)を判定し、VT強度で20分間の自転車運動を週3日間実施した。トレーニング群の最大酸素擦取量及び脚筋力、抑うつはトレーニング前にトレーニング後に有意な改善が認められた。また、最大飲水量もトレーニング前に比較しトレーニング後に有意な増大を示した。以上のことから、定期的運動トレーニングは運動能力や心理的抑うつと共に内臓知覚をも改善させることが示された。
機能性セルロース誘導体の調製

塩化リチウム・ジメチルアセトアミド系にセルロースを溶かし、スルフリルクロリドとピリジンでクロロ硫酸エステル化を試みたが、溶剤が凍結するため-30°C以上の範囲でしか反応は行えなかった。-30°Cでは、クロロ硫酸(CS)基の置換度(DS)1.3の誘導体が得られた。しかし、同時にこの基の塩素による置換も避けられず、塩素の置換度は0.8に達した。反応温度を20°CまであげるにつれてCS基のDSは0.8に低下し、一方、塩素のDSは1.8に達した。この塩素のDSは今までに報告された中で、最高の値である。なお、温度を20°C以上にしても、塩素のDSは変わらなかった。CS基をNaI処理で脱離させて得た塩素化セルロースについて、加水分解とその生成物のg.l.c.分析によって調べた結果、塩素化はまずC6位に起こり、ついでC3位にワルデン反転をともなって起こることが明らかになった。また、CS基をサルフェート基に変換することを目的としてアルカリ性水溶液処理を行ったが、生成したのはサイクリックサルフェート基であった。CS基と塩素基の両方を持つセルロース(DS:Cl、0.8;SO_2Cl、1.6)にDMF中NaN_3を反応させ、アジド基の導入を計った。CS基は室温下でも容易に消失し、70°C以下の温度ではその4分の1強は塩素基に、4分の1はアジド基に置換され残りは脱離した。110°Cではアジド基のDSが1.1に達したが、収率が2分の1になった。なお、この反応は不均一だったので、クラウンエーテルを加えて均一反応としてみたが、改善はみられなかった。アリル化セルロースに、空気存在下酸性サルファイトイオンを作用させて、全く新しい型の水溶性スルホン酸誘導体を調製しようとする試みは、アリル化セルロースの疎水性のために成功しなかった。
高性能・低電力コンピュータの方式に関する研究

本研究では、プロセッサの性能向上を阻む壁の1つであるメモリの壁を打破する方式として、動的命令ウィンドウ・リサイジングと呼ぶ手法を提案した。本方式により、プロセッサの性能を21%向上させることに成功した。また、プロセッサの電力を削減する研究として、発行キュー2段階タグ比較手法を提案した。わずか1%の性能低下と引き換えに、発行キューで最大の電力を消費するタグ比較回路の電力を50%減少させることに成功した。近年のプロセッサにおいては、1つのプログラムの実行(単一スレッド実行)における実行時間はほとんど短縮されず、性能向上はほぼ停滞している。この原因は、いわゆる次の2つの障害(壁)による:メモリの壁と電力の壁。今年度は、メモリの壁を克服する方式として、動的に命令ウィンドウのサイズを変更する動的命令ウィンドウ・リサイジング方式を、コンピュータ・アーキテクチャの分野で最も権威のある国際会議に論文が受理され、発表した。既存のプロセッサを大きく変更することなく、また、小さなコスト増で、大きな性能向上が得られることを、詳細なシミュレーションにより示した。また、電力の壁を克服する方式として、命令ウィンドウを構成する1部品である発行キューの電力を削減する2段階タグ比較方式を提案した。国内の査読のあるシンポジウムに論文が受理され、発表した。最優秀論文賞を授与された。発行キューの電力をおよそ半分に減らすことができることを、詳細なシミュレーションにより示した。今年度は、メモリの壁を克服する方式として、実行に必要な重要な資源が実行時に不足したときに、そのような資源を使用せず、仮に命令を先行して実行し、メモリ・レベル並列を利用することにより性能を向上させる仮想リオーダ・バッファ方式におけるいくつかの性能改善手法を提案し、大きな性能改善を達成することを示した。また、動的に命令ウィンドウのサイズを変更し、メモリ・レベル並列を利用する動的命令ウィンドウ・リサイジング方式について、研究をまとめ、ジャーナル論文として発表した。また、電力の壁を克服する方式として、フロントエンドに電力効率のよいイン・オーダ実行系を配置し、できるかぎりそれを利用して実行を行い、電力効率の悪いアウト・オブ・オーダ実行系の使用率を低下させ、プロセッサ全体の電力効率を改善するフロント・エンド実行方式を提案した。この研究は、コンピュータ・アーキテクチャの分野で最も権威のある国際会議に論文が採択された。このほか、発行キューの電力を削減する2段階タグ比較方式による電力削減を詳細に調査し、発表した学生が、情報処理学会計算機アーキテクチャ研究会若手奨励賞を受賞した。この原因は、いわゆる2つの壁による:メモリの壁と電力の壁。これまで、メモリの壁を克服する方式として、動的命令ウィンドウリサイジング(DIWR: dynamic instruction window resizing)を提案してきた。DIWRはメモリレベル並列を利用し大きな性能向上を達成することができることを示したが、電力が増加するという問題があった。そこで、今年度は使用できる電力を制限したときに、性能向上がどこまで押さえられるかを評価した。その結果、電力制限がないときに比べると電力制限がある場合、性能が抑えられるが、現実的な電力制限の下では、依然として十分な性能を達成することがわかった。成果はジャーナル論文として発表した。このほか今年度は、電力の壁を克服するフロント実行方式と呼ぶ方式の研究成果をジャーナル論文として発表した。研究期間を通しては、以下の成果をあげた:(1)メモリの壁を克服する方式であるDIWR方式を提案し、コンピュータアーキテクチャの分野で最も権威のある国際会議に論文が受理され、発表した。(2)電力の壁を克服する方式である2段階タグ比較方式を提案し、2013年先進的計算基盤システムシンポジウムで発表し、最優秀論文賞を受賞した。(3)そのほか発表した論文の共著の学生が、2015年情報処理学会計算機アーキテクチャ研究会若手奨励賞、同年同学会コンピュータサイエンス領域奨励賞、同年同学会システムアーキテクチャ研究会若手奨励賞を2つ受賞した。2段階タグ比較方式は、当初計画とおりであるが、その他の研究は、部分的には当初計画より進んでいる。シミュレータへの実装が当初考えたより単純であり、評価結果も良かったため、初年度に計画より進展し、2年度目はその影響で進展した状態を維持している。コンピュータ・アーキテクチャ2段階タグ比較方式について、国際会議に論文が採択されるよう研究をまとめる作業を行う。当初計画では、シミュレータを完成するまでができればよかったが、発表まで行うことができた。研究が計画より進んでおり、必要経費が不足していたので、前倒し支払い請求を行った。この請求において、必要経費の予測精度を10万円単位としたので、10万円以下の誤差が出た。その誤差額が65,561円ということである。つまり、経費が余ったわけではなく、不足額の請求にわずかに誤差があったに過ぎない。

2段階タグ比較方式については、国内発表は行ったが、国際的に通用するには、さらなる改善や精度の高い評価が要求される。命令ウィンドウを構成するほかの部品として、リオーダ・バッファがあり、この電力削減手法として、分離リオーダ・バッファ方式という方式を検討している。これは、シミュレータはほぼできていはいるが、精度の高い評価を今後行う必要がある。前倒し支払い請求の請求誤差が残っているだけなので、計画より実際は進んでいるが、計画を遂行すれば、すべて使用される。
パルプ排液リグニンによる植物のアルミニウム生育阻害の抑制

世界の酸性土壌地域における植物の生育阻害の要因には様々なものがあると考えられるが、土壌中のアルミニウムの過剰によるものが最も多く、かつ深刻であるといえる。一方、健全な森林土壌においては、その表層土壌中の腐植物質がそのような生育阻害要因を緩和する重要な機能を果たしていると考えられている。腐植物質が主に植物中のリグニンに由来すると考えられるところから、担当者らは従来からパルプ製造排液から分離した工業リグニンの化学的変換によって、腐植物質に近い化学構造的特徴を有する物質の開発と、その土壌改良剤としての機能について検討してきた。本研究では、その発展として、パルプのアルカリ性酸素脱リグニン処理段排液中のリグニンの土壌改良剤としての機能の有無について検討するとともに、何らかの前処理によってその機能を改善することが可能か否かについて検討を進めてきた。これまでの検討の結果、アルカリ性酸素脱リグニン処理排液成分は、その生成条件にもよるが、全体としてアルミニウムによる生育阻害を抑制する明確な性状を有していることが明らかとなった。また、この処理段排液中のリグニンの内、高分子区分が単離クラフトリグニン化学改質物と同様に、特に良好なアルミニウム生育阻害抑制効果を示した。一方、低分子量区分の性状は分子量に大きく依存しており、シュウ酸を著量に含む画分については、添加量によってその影響が異なった。少量のシュウ酸の存在がアルミニウムによる生育阻害を抑制する効果を示すのに対して、存在量が増加すとともに、逆に生育を阻害する結果となった。未晒クラフトパルプのアルカリ性酸素処理では、各種の有機酸の生成が考えられるが、中でもシュウ酸は主要分解生成物であり、排液中に著量存在することは避けられない。したがって、植物のアルミニウムによる生育阻害の抑制を目的として排液を利用する上では、シュウ酸量の適正化が不可欠であるといえる。その方法として、排液への水酸化カルシウムの添加による過剰シュウ酸の沈殿除去が適当であることを明らかとした。担当者らは従来から、パルプ製造排液から分離した工業リグニンの化学的変換によって、腐植物質と同等の機能を有する土壌改良剤を開発することを目的として各種の検討を続けてきた。本研究では、そのような研究の発展として、パルプのアルカリ性酸素脱リグニン処理段排液中のリグニンの土壌改良剤としての性状の有無について検討するとともに、何らかの前処理によってその土壌改良剤としての性状を改善することが可能か否かについて検討を進めている。これまでの検討の結果、アルカリ性酸素脱リグニン処理段の処理条件にもよるが、この処理段排液中のリグニンが十分に有効な土壌改良機能を示すことを見出している。しかし、排液中のリグニンは分子量的にも、また化学的性状のうえでも極めて多様であり、現在、それぞれの区分を分別するとともに、各区分についてアルミニウムミニウムイオンによる生育阻害抑制作用の相違について検討を進めている。高分子区分は、予想どおり、従来の単離クラフトリグニンについての結果とほぼ同様のアルミニウム阻害抑制効果を示したが、低分子量側の区分については、少量添加では同様の効果を示したものの、添加量を増すにしたがって抑制効果が低減する現象が認められた。この原因については現在、詳細に検討中であるが、これらの区分中に高濃度で存在する低分子有機酸塩および無機塩に注目し、それによる影響の可能性を各種の有機酸ついて追跡している。有機酸としてはシュウ酸、酢酸および蟻酸の存在が特徴的に認められるが、中でもシュウ酸の影響について注目している。

森林の荒廃の地球規模での進行を防止と、劣悪土壌における農業生産性の確保を最終的な目的とし、酸性土壌で土壌中に溶出したアルミニウムイオンによる植物の生育阻害の抑制機能を有するリグニン系土壌改良剤の開発を目標としている。具体的には、パルプ蒸解排液リグニンの選択的部分酸化により、上記の機能を有するリグニン誘導体の開発について検討した。本研究では、実際の工場からのクラフトパルプ・アルカリ性酸素酸化処理段排水を使用し、その分子サイズによる分画によって得られた各画分の化学的性状について検討するとともに、それぞれの画分のアルミニウムイオン捕捉能、結合アルミニウムイオン量の正確な定量を行った。特に、錯体形成に関わるアルミニウムイオンのAl-NMRによる性状分析の可能性について詳細に検討し、基質に対するアルミニウムイオン量の変化にともなって、多様な錯体が形成されるとともに、それらの構成割合自身が大きく変化することを明らかにした。また、良好な生育阻害抑制作用に対応する錯体構造についての具体的知見を得ており、詳細について次年度において検討する予定である。各分画リグニンの植物生育実験を二十日大根を中心に実施し、最適なアルカリ性酸素酸化処環条件について検討した。世界の酸性土壌地域における植物の生育阻害の要因には様々なものがあると考えられるが、土壌中のアルミニウムの過剰によるものが最も多く、かつ深刻であるといえる。担当者らは従来からパルプ製造排液から分離した工業リグニンの化学的変換によって、健全な表層土壌中の腐植物質と同等の機能を有する土壌改良剤を開発することを目的として各種の検討を続けてきた。本研究は、そのような研究の発展として、パルプのアルカリ性酸素脱リグニン処理段排液中のリグニンの土壌改良剤としての機能の有無について検討するとともに、何らかの前処理によってその土壌改良剤としての機能を改善することが可能か否かについて明らかにしようとするものである。現在、パルプ漂白工程の非塩素化が進められており、その結果として漂白排液の利用を具体的に考える状況が到来しつつあると考えている。これまでの検討の結果、アルカリ性酸素脱リグニン処理段の条件にもよるが、この処理段排液中のリグニンの内、高分子区分は、単離クラフトリグニン化学的改質物と同様に、アルミニウム阻害抑制効果を示した。低分子量区分については、添加量によって、その影響が異なった。この区分中の各種成分の影響について詳細に検討した結果、その原因が多量に存在するシュウ酸にあることが明らかとなった。少量のシュウ酸の存在は、アルミニウムによる生育阻害を抑制する効果を示すものの、存在量が増加するにしたがって、逆に生育を阻害する結果となった。未晒クラフトパルプのアルカリ性酸素処理では、パルプ中の残存リグニンの分解によって各種の有機酸が生成するが、なかでもシュウ酸は主要分解生成物であり、排液中に著量存在することは避けられない。したがって、植物のアルミニウムによる生育阻害の抑制を目的として排液の利用する上では、シュウ酸量の適正化が不可欠である。
核実験起源炭素14の観測とモデルによる海洋人為起源CO2の10年規模変動の解明

海洋モデル再現実験で得られた核実験起源炭素14及び人為起源CO2の結果と、それらの観測データとの比較を行った。その結果、定性的にはモデル結果は観測結果をよく再現している一方で、定量的にはモデル結果が過小または過大評価されている海域が存在していることが示された。この原因について、モデル中の(1)大気海洋気液境界面における二酸化炭素ガス交換、及び(2)海洋表層の風成循環のパラメタライゼーションに改良の余地があることが明らかになった。1炭素14及び人為起源CO_2のデータベース作成の準備として、既存のデータベースに含まれるデータを確認し、それら既存のデータベースに含まれていない歴史データを収集した。収集されたデータはデジタル化され、既存のデータベースに統合された。新たに得られたデータの品質管理作業はまだ完了していないが、その一部は研究成果として発表された(論文発表1件、口頭発表1件、ポスター発表1件)。2炭素14をターゲットとして、海洋大循環モデルCOCOに生態系モデルNEMUROを結合したモデル(水平解像度:緯度1度×経度1度)を用いて再現計算実験に着手した。海上風等の境界条件はNCEP/NCARの再解析データを使用し、初期値にはWorld Ocean AtlasやGLODAPデータセットを用いた。得られたモデル計算結果の出力は、生態系及び炭酸系に関するパラメーターを含むため大容量となったが、新たに導入したデータストレージに保存し解析を進めている。3海洋モデル再現実験で得られた核実験起源炭素14の結果と、観測データと比較を開始した。平成21年度は、まず南太平洋における観測とモデルの結果の比較を行った。その結果、定性的にはモデル結果は観測結果をよく再現している一方で、定量的にはモデル結果が過小評価されていることが示された。現在、それについて議論を行っているが、大気海洋気体交換の過程に何らかの原因がある可能性がある。今後は、他の海盆での結果を比較することで、議論を進めていく予定である。1昨年度に引き続き、炭素14及び人為起源CO_2のデータベース作成のため、既存のデータベースに含まれるデータを確認し、それら既存のデータベースに含まれていない歴史データを収集した。新たに得られたデータの品質管理作業も継続して行った。得られた成果の一部を発表した(論文発表1件、ポスター発表2件)。2炭素14をターゲットとして、海洋大循環モデルCOCOに生態系モデルNEMUROを結合したモデル(水平解像度:緯度1度×経度1度)を用いて再現計算実験を行った。3海洋モデル再現実験で得られた核実験起源炭素14の結果と、観測データと比較を行った。昨年度は、南太平洋における観測とモデルの結果の比較を行った。今年度は他の海盆についての結果を比較したが、南太平洋と同様に、モデルの結果が過小に評価されている可能性があることが分かった。この原因について、さら議論を進めていく予定である。1平成22年度に引き続き、炭素14及び人為起源CO_2のデータベース作成のため、既存のデータベースに含まれるデータを確認し、それら既存のデータベースに含まれていない歴史データを収集した。2炭素14をターゲットとして、海洋大循環モデルCOCOに生態系モデルNEMUROを結合したモデル(水平解像度:緯度1度×経度1度}を用いて再現計算実験を行った。生態系及び炭酸系に関するパラメーターを含むモデル計算結果の出力は、新たに導入したデータストレージに保存し解析を実施した。3海洋モデル再現実験で得られた核実験起源炭素14及び人為起源CO_2の結果と、それら観測データとの比較を行った。この原因について、観測データとモデル出力結果の比較、さらモデルの感度実験等によって検討した結果、モデル中の(1)大気海洋気液境界面における二酸化炭素ガス交換、及び(2)海洋表層の風成循環のパラメタライゼーションに改良の余地があることが明らかになった。
ネオニコチノイドの毒性発現を制御するニコチン性アセチルコリン受容体の構造因子探索

ネオニコチノイド系殺虫剤は,世界中で広く使用されている農業・園芸用殺虫剤であり,近年その毒性に注目が集まっている.本研究では,ネオニコチノイドの毒性発現を制御するニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)の構造因子を探索するために,nAChRのモデルタンパク質,アセチルコリン結合タンパク質を用いたX線結晶構造解析およびホモロジーモデリング法を用いて,ネオニコチノイドとnAChRの相互作用に重要な構造因子を探索した.その結果,昆虫のnAChRαサブユニット上に存在する,Loop領域のうちD,G,E領域のアミノ酸残基がネオニコチノイドとの相互作用に有利な構造を形成することを明らかにした.ネオニコチノイドは昆虫のニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)に選択的に作用する.しかし,依然その分子機構について不明な点が多い.そこで,本研究では電気生理学的・構造生物学的アプローチにより,ネオニコチノイドとnAChRとの相互作用を決定づける新奇構造因子の解明を目指した.研究計画立案時からコンカテマー化した受容体を用いるべく種々コンストラクトを作成を順次進めてきたが,変異体作成を行う際のスループットが低いことから,受容体ストイキオメトリーの制御する手法として,より簡便でスループットの高い,遺伝子導入量の調整による方法に転換した.その結果,研究開始時に重要性について予見した昆虫nAChRサブユニットにおいて共通してみられるアミノ酸残基は,それら単独ではネオニコチノイドの相互作用において限定的な影響しか示さないことが分かった.ところが,ホモロジーモデルから当該アミノ酸との相互作用が予測された昆虫のnAChRで広くみられるアミノ酸残基に着目して,解析をおこなったところ,それらが「同時に存在すること」がネオニコチノイドの相互作用には重要であることが示された.同時に,X線結晶構造解析による相互作用機構の解析を目的に,nAChRのモデルタンパク質であるアセチルコリン結合タンパク質と新規ネオニコチノイド化合物の共結晶化を試みた.その結果,数種の条件でタンパク質結晶が得られることがわかり,そのいくつかでは2.5-3Å程度の分解能でX線の反射が見られた.ネオニコチノイドが昆虫のニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)に選択的に作用する分子機構を解明するために,電気生理学的・構造生物学的アプローチをとることで,ネオニコチノイドとnAChRとの相互作用を決定づける新奇構造因子の解明を目指した.研究開始時において,コンカテマー化した受容体を用いるべく種々コンストラクトを作成していたが,電気生理学実験を行う際に使用する受容体について,その変異体作成時のスループットが悪いことから,受容体ストイキオメトリーの制御する手法として,より簡便でスループットの高い,遺伝子導入量の調整による方法に転換した.その結果,研究開始時に予想した昆虫nAChRサブユイットにおいて共通してみられるアミノ酸配列が重要で,さらにホモロジーモデルにより当該アミノ酸との相互作用が予測されたアミノ酸残基が相まって,ネオニコチノイドの作用に重要であることが示された.本年度はネオニコチノイドが昆虫のニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)を選択的に阻害する機構に迫るため、3種のネオニコチノイドと1種の類縁化合物と、nAChRのサロゲートタンパク質であるアセチルコリン結合タンパク質(AChBP)との共結晶を作成しX線結晶構造解析を行った。野生型と昆虫のnAChRを模倣する変位を導入した変異型AChBPを用いたところ、全ての組み合わせで棒状の結晶を得ることに成功した。それらはSPring-8 BL26B1を用いてX線回折実験を行い、2.0-2.6A分解能で回折データを収集し、分子置換法および硫黄原子の単波長異常散乱法により位相を決定した。硫黄原子の異常散乱データは、ダイレクトディテクターを用い、ファインスライス法により1.75AのX線波長で回折実験を行うことで精度よく取得することができた。位相決定、構造精密化を行ったところ予想されたリガンド結合ポケットにリガンドが結合していることが示唆される電子密度を確認することができたが、リガンドによっては分解能による制限からリガンド結合状態を一義的に決定することは困難であった。そこで、位相決定を目的に取得した異常散乱データを用いて、硫黄原子の異常散乱差フーリエマップを計算し、リガンド中の硫黄原子の位置を決定することで、最終的には良好なFreeRで構造の精密化を行うことができた。このようにして得たAChBPの構造情報に基づいて作成したホモロジーモデルおよび変異型nAChRに対するネオニコチノイドのアゴニスト活性から、研究開始当初に予想した通り昆虫のnAChRにおいてはnAChRサブユニットのαサブユニット間に強い相互作用部位がある一方で、脊椎動物においてはαとnon-αサブユニット間にあることが示された。ネオニコチノイド系殺虫剤は,世界中で広く使用されている農業・園芸用殺虫剤であり,近年その毒性に注目が集まっている.本研究では,ネオニコチノイドの毒性発現を制御するニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)の構造因子を探索するために,nAChRのモデルタンパク質,アセチルコリン結合タンパク質を用いたX線結晶構造解析およびホモロジーモデリング法を用いて,ネオニコチノイドとnAChRの相互作用に重要な構造因子を探索した.その結果,昆虫のnAChRαサブユニット上に存在する,Loop領域のうちD,G,E領域のアミノ酸残基がネオニコチノイドとの相互作用に有利な構造を形成することを明らかにした.

平成28年度からの研究を継続する.なお,平成28年度には,スループットを上げるためにコンカテマー化した受容体を使用せずに,遺伝子導入量のコントロールによって発現させる受容体のストイキオメトリーを制御するという手法を選択したが,これまでの研究結果を踏まえて平成29年度は,平成28年度に作成したコンストラクトをコンカテマー化し,それらを用いることで,発現させる受容体のストイキオメトリーの制御を厳密に制御した状態での解析を行いネオニコチノイドとニコチン性アセチルコリン受容体間相互作用についてさらに研究を進める.アセチルコリン結合タンパク質と新奇ネオニコチノイド関連化合物複合体の結晶構造解析についても,高分解能回折データ取得と結晶構造モデル解析を行い,ネオニコチノイドがニコチン性アセチルコリン受容体に対して相互作用する分子機構について深く迫りたいと考えている.農薬科学
惑星流体におけるコヒーレント構造とソリトンの高次元化

本研究では空間2次元の孤立渦解や孤立波解をもつ非線形長波方程式を取り上げ、高次元ソリトンの可能性およびソリトン方程式の高次元化に伴う可積分性の破れの問題などを考察した。2次元孤立波解を用いた数値実験による局在構造(局在ソリトン)の相互作用の検討、非線形ロスビー波方程式の安定性の理論解析および散逸性や不安定性を考慮した空間高次元の長波方程式に関連する問題の研究を行った。得られた主な結果は以下のごとくである。1.ペトビアシビリ方程式におけるスカラー型とベクトル型の非線形項と単極子型渦解と双極子型渦解の安定性との関係を数値計算によって調べた。スカラー非線形項が存在する場合には単極子型の渦解のみが解となることを示した。2.非線形ロスビー波方程式の双極子型孤立渦解(モドン解)の相互作用と安定性を調べた。傾いて伝播するモドン解は進行方向によってその安定性を異にするが、渦糸対のモデルを拡張した多重極展開の方法によって傾斜モドンが構造不安定となることを理論的に示した。3.空間2次元の非線形長波方程式であるサハロフ・クズネッツオフ方程式や正規化長波方程式に基づき、2次元局在ソリトンの可能性を検討した。この種の方程式に不安定性や散逸性などの非保存的効果が加わった形の非線形方程式が惑星流体のみならず液膜流や混相流における不安定波動あるいは多孔性媒質におけるマグマの運動などの近似方程式になっていることを多重スケール展開法によって明らかにした。本研究の目的は空間2、3次元の孤立渦解や孤立波解をもつ非線形長波方程式を取り上げ、高次元ソリトンの可能性およびソリトン方程式の高次元化に伴う可積分性の破れの問題などを考察することである。本年度は2次元孤立波解の相互作用の数値実験によって局在構造(局在ソリトン)の相互作用を調べることおよび散逸性や不安定性を考慮した空間高次元の長波方程式におけるソリトン相互作用とカオス的な現象に関連する問題を調べた。本年度に得られた主な結果は以下のごとくである。1.非線形ロスビー波方程式の双極子型孤立渦解(モドン解)の相互作用と安定性を調べた。傾いて伝播するモドン解は進行方向によってその安定性を異にするが、渦糸対のモデルを拡張した多重極展開の方法によって傾斜モドンが構造不安定となることを明らかにした。2.空間2次元の非線形長波方程式であるサハロフ・クズネッツオフ方程式や正規化長波方程式に不安定性や散逸性のような非保存的効果が加わった形の非線形方程式の基本的な性質を調べた。また、このような形の非線形方程式が液膜流のみならず気泡流、液滴流、粉末流などの混相流体における不安定波動や多孔性媒質におけるマグマの運動などの近似方程式となっていることを多重スケール展開法によって示した。本研究では空間2次元の弧立渦解や弧立波解をもつ非線形長波方程式を取り上げ、高次元ソリトンの可能性およびソリトン方程式の高次元化に伴う可積分性の破れの問題などを考察した。2次元弧立波解を用いた数値実験による局在構造(局在ソリトン)の相互作用の検討、非線形ロスビー波方程式の安定性の理論解析および散逸性や不安定性を考慮した空間高次元の長波方程式に関連する問題の研究を行った。2.非線形ロスビー波方程式の双極子型弧立渦解(モドン解)の相互作用と安定性を調べた。

3.空間2次元の非線形長波方程式であるサハロフ・グズネッツオフ方程式や正規化長波方程式に基づき、2次元局在ソリトンの可能性を検討した。この種の方程式に不安定性や散逸性などの非保存的効果が加わった形の非線形方程式が惑星流体のみならず液膜流や混相流における不安定波動あるいは多孔性媒質におけるマグマの運動などの近似方程式になっていることを多重スケール展開法によって明らかにした。
精母細胞に於いて miR-34c と共局在する因子の探索とその意義の解析

本研究の目的は超解像顕微鏡を用い、mir-34cの精母細胞に於ける局在を詳細に解析することにより、このmicroRNAと相互作用するタンパク質及びmRNAを同定することによりその減数分裂に於ける役割を明らかにすることである。平成28年度には超解像顕微鏡を用い、複数に因子の相互作用を観察する手法を確立する目的で、PCNA及びそれと相互作用するドメインを持つメチル基転移酵素1の共局在解析を行った。構造化照明法による解析により、これら2因子が100 nm未満という非常に近い距離で精母細胞核内に共局在していることが観察された。また、免疫沈降法により精巣に於いてこれらが相互作用していることも明らかとなった。平成29年度にはmir-34cを他のRNAとの二重染色により解析する手法の開発を行った。mir-34c及び28S rRNAの二重染色を行うと、mir-34c精母細胞の細胞質に雲上に広がるばかりではなく、核内の一部に局在していた。その局在部位は28S rRNAの核内での局在領域と重なっていることから、核小体であると考えられ、精母細胞においてmir-34cは核小体にストックされていることが明らかとなった。また、光活性局在法により、50 nm未満の距離でこれらの因子が共局在していることも観察された。以上の結果から、mir-34cがどのような因子と共局在しているかを詳細に解析する準備は整ったといえる。平成30年度は研究を中断していたため、実績は上がっていない。本研究の目的は精母細胞に発現するmiR-34cについて、その標的遺伝子、関連因子を組織化学的手法を用いて解析することである。平成28年度に於いてはこの目的を達成するための手法の確立として、超解像顕微鏡を用いた共局在の解析と免疫沈降法による2因子の直接の結合の確認を行った。具体的には精母細胞に共発現するDNAメチル基転移酵素1 (Dnmt1)とproliferatingcell nuclear antigen (PCNA)を対象に蛍光二重染色を行い、超解像顕微鏡により、その局在を観察した。Dnmt1にはPCNA結合ドメインが存在しており、二つの因子の機能的関連も報告されているため、ポジティブコントロールとして最適であると考えこの2因子の解析からスタートした。構造化照明法による観察ではマウス精母細胞核内に於けるこの2因子の発現は核小体領域及びsexbody領域を除く領域に広範に多くのドットとして観察された。また、それらのドットの多くは100 nm未満の距離に共局在していることも明らかとなった。そこでこの2因子が直接結合しているかどうかを証明するためにマウス精巣の抽出液を用いて免疫沈降を行ったところ、直接の結合が確認された。一方で超解像顕微鏡の観察に於いて共局在が認められなかったDnmt3a及びPCNAに於いては免疫沈降法により直接結合はしていないという結果が得られた。より高い解像度による観察を行うため、確率的光学再構築顕微鏡の条件の検討も行い、405 nmの光で一定確率で励起される蛍光色素を用いることにより安定して20 nm前後の解像度の解析を行うことが可能となった。本研究に於いては目的を遂行するために手法の確立が最も高いハードルとなる。平成28年度はこの点に注力し、Dnmt1及びPCNAをポジティブコントロールとして用いることにより100 nm以下の共局在の観察と、直接の結合の対応を証明できた。また、精母細胞内で特徴的な発現パターンを示すSCP3に対する免疫組織化学を行い、確率的光学再構築顕微鏡の条件検討も完了することができた。これらの成果は平成29年度に於いてmiR-34cの解析を行うことが可能であることを保証するものであることから、順調に進展していると考えられる。平成29年度にはジゴキシゲニン標識されたオリゴDNAを用いたin situ hybridization法により、精子形成細胞に於いて減数分裂開始とともに発現するmicroRNAであるmiR-34cの細胞内局在をphotoactivated lasermicroscopy法により50 nmという解像度で明らかにする手法を確立した。すでにmRNAに対するin situ hybridizationの結果を超解像顕微鏡を用いて同様の解像度で解析する手法、2種のRNAを異なる標識を用いて同時に検出する方法は確立されているため、これにより、microRNAと標的候補遺伝子の共局在を解析することが可能となった。そして現在までの解析によりmiR-34cはパキテン期精母細胞の細胞質内に雲上に散在するのみならず、核内にもクラスターをなして存在していることが明らかとなっている。ribosomal RNAとの二重染色により、核内に於いてはmiR-34cと28S rRNAが同一の領域に局在していることも明らかとなった。このことはmiR-34cが核小体領域にストックされ、標的mRNAの核外移行の制御をしている、あるいは新規RNAの発現が抑制される精子変態過程以降に機能を果たすために保存されているといったmicroRNAの新しい機能、制御機構を示唆する結果であり大変興味深い。現在、核小体構造タンパク質に対する免疫組織化学とmicroRNAに対する二重染色により、核小体内のどの領域に局在しているのか詳細に解析を行っている。これらの結果は第58回日本組織細胞化学会総会・学術集会に於いて発表され、最優秀演題賞を獲得するなど高く評価された。