hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再生可能エネルギーミックス最適化と意思決定支援のための知能システム開発

国際社会の炭素循環社会への移行の強い要求の中,再生可能エネルギーを主軸とするエネルギーシステムへの早急な転換が求められる.しかしながら,従前の日本社会の低炭素と経済波及効果のみを重視する姿勢では,(1)大規模資本がメガソーラを導入してエネルギー資源と収益を独占,(2)農林水産主体がバイオマスエネルギーを補助金に強く依存して小規模生産,(3)非営利的主体が地域コミュニティの細い社会資本を頼りに奉仕的に活動,といった類型に帰着してしまうことが憂慮される.本来,再生可能エネルギーの導入が持つ連環構造(nexus)を見極めた上で,供給安定性や実行可能性,地域経済還元,社会的弱者の参画,地域の自然生態系との親和性など,多面的な視座を持って適正技術・制度設計する必要がある.また,地域のエネルギーシステムは数十年規模の運用期間になるため,再生可能エネルギーの技術開発・制度更新といった短期的な駆動因に加えて,気候変動の進展,低成長化での少子長寿社会型ライフスタイルへの移行など,エネルギー需給構造に決定的な影響を及ぼす長期的な駆動因を俯瞰して,地域社会の将来ビジョンから目標を逆照射する必要がある.この背景から本研究では,(1)市民による地域の将来像の形成,(2)それに基づく将来エネルギーの定量的な需要予測,(3)将来需要を満たす再生可能エネルギーミックスの多目的最適化,(4)市民の選好に基づく最適解の対話的抽出から成る,地域エネルギーシステムの共創的な設計支援手法の試行を行った.滋賀県高島市において,市の事業と連携して提案手法を試行した結果,市民が描く将来像と定量的な将来エネルギー需要予測,多面的な影響評価と住民の選好に基づき,高島市に最適な再生可能エネルギーミックスを導出できた.提案手法は地域での再生可能エネルギー利用計画の共創的設計に資すると評価を受けた.種々の再生可能エネルギー生成量,流通のためのエネルギー技術システム構成,FIT制度による経済性や認可基準など,最適解の導出に付随するパラメータの不確実性が考慮されていない.技術は日進月歩であり,REに関連する諸制度も社会情勢に応じて短期的に変動する.また数理モデル的にもパラメータの挙動により最適解の導出が不安定になる場合があり,政策立案や運用する利害主体とのコミュニケーションの基盤情報として脆弱である.また階層分析法(AHP:Analytic Hierarchy Process)によって複数の評価関数を合成して単目的最適化問題に帰着させてピーク性能を高めるアプローチ,あるいは各目的関数にメンバーシップ関数を特定しmaximin基準を選択してファジィ最適解を導き保守解を得るようなアプローチは,合成関数やメンバーシップ関数の特定,数理的意思決定基準の段階でユーザーに過酷な数理的判断を求めることになり,実用性の面からは問題がある.そこで本年度は,進化計算によって最適解集合の縮約を実行し,満足解の選定過程を支援することを行った.具体的には,エリート非優越ソートアルゴリズム(NSGA-II)を用いてパレートフロント同定型の進化計算アルゴリズムによって設計空間上で実行可能なREミックスの多様な非劣解集合を抽出し,RE利用率・経済収支・風力発電導入率・CO2削減率・バイオマス資源循環率・潜在的生態系影響面積の6次元に写像される非劣解集合を,教師なし機械学習である自己組織化マップ(SOM:Self-Organizing Maps)などにより次元圧縮して可視化することで,各地域のRE供給ポテンシャル下で選択可能なパレート最適解を「ピーク性能の追求型」や「バランス性能重視型」のように,REミックスとその環境・経済性能で類型化した.本研究での主たる達成目標は単目的最適化をベースとしたREROUTESに,「拡張機能I:パラメータの不確実性を緩和した多目的最適化機能」,「拡張機能II:将来シナリオを感覚的に把握するための想起支援機能」,「拡張機能III:将来の環境・社会システムの動態に応じた適応的REミックス支援機能」の3つの機能を最新の人工知能技術群を統合して知能システム化して拡張することとなる.本年は特に,「拡張機能I:パラメータの不確実性を緩和した多目的最適化機能」を中心に,再生可能エネルギー数理モデル自体の改良を行うと共に,NSGA-IIをベースにした多目的最適化の進化計算プログラムを実装した.また「拡張機能II:将来シナリオを感覚的に把握するための想起支援機能」については,実際の再生可能エネルギーを導入する自治体等との意見交換を継続し,想起支援を効果的に行うための機能定義を行っている.「拡張機能III:将来の環境・社会システムの動態に応じた適応的REミックス支援機能」について,ディープラーニングアルゴリズムの実行環境の整備と,予測・識別タスクの実行のための技術習得を行った.再生可能エネルギーの普及拡大が求められる中,地域社会固有の多種多様な強み・弱み・機会・脅威に応じて,地域社会の未来像や自然との調和性を考慮しながら再生可能エネルギー導入の将来ビジョンやポートフォリオの設計支援環境が必要となっている.

本研究では,これまで開発を進めてきた低炭素,資源循環、自然共生などの持続可能要件を満たしながら再生可能エネルギーミックスを導入するための最適化支援システム「REROUTES」を拡張し,1不確実性を緩和するための多目的ロバスト最適化、2将来シナリオを感覚的に把握するための想起支援、3将来の環境・社会システムの動態に応じた適応的REミックス支援という3つの機能を実装することで知能システム化し,再生可能エネルギーシステムを重層的に導入するための意思決定環境を構築することを目指している.本年度は特に、最適化支援システム「REROUTES」のコア機能の拡張について、旧モデルのバイオマス利用オプションは,資源種が26種類,最終エネルギー形態が電力とコジェネレーションのみの40種類であった点を、未利用系・廃棄物系バイオマスの資源種26種類,燃料形態13種類,電気,コジェネレーション,熱,動力の最終エネルギー形態4種類を設定し,これらを経てエネルギー利用される実用可能な組合せ178種類のバイオマス利用オプションを設計した.また、1不確実性を緩和するための多目的ロバスト最適化、2将来シナリオを感覚的に把握するための想起支援、3将来の環境・社会システムの動態に応じた適応的REミックス支援について、1熱FITを社会実装した際のWhatif演算機能、2進化計算を利用したパレートフロント可視化機能の実装、3将来シナリオ評価システムEXSSとのカップリングによるバックキャスティング機能の実装を試みた。基盤課題である最適化支援システム「REROUTES」のコア機能の拡張、個別課題である1不確実性を緩和するための多目的ロバスト最適化、2将来シナリオを感覚的に把握するための想起支援、3将来の環境・社会システムの動態に応じた適応的REミックス支援について、バイオマスエネルギーを重点化したREROUTESのコア数理モデルの拡張、1熱FITを社会実装した際のWhatif演算機能、2進化計算を利用したパレートフロント可視化機能の実装、3将来シナリオ評価CGEシステムであるEXSSとのカップリングによるバックキャスティング機能の実装というように、それぞれの課題について重要な開発課題に取り組めており、おおむね順調に進展しているといえる。国際社会の炭素循環社会への移行の強い要求の中,再生可能エネルギーを主軸とするエネルギーシステムへの早急な転換が求められる.しかしながら,従前の日本社会の低炭素と経済波及効果のみを重視する姿勢では,(1)大規模資本がメガソーラを導入してエネルギー資源と収益を独占,(2)農林水産主体がバイオマスエネルギーを補助金に強く依存して小規模生産,(3)非営利的主体が地域コミュニティの細い社会資本を頼りに奉仕的に活動,といった類型に帰着してしまうことが憂慮される.本来,再生可能エネルギーの導入が持つ連環構造(nexus)を見極めた上で,供給安定性や実行可能性,地域経済還元,社会的弱者の参画,地域の自然生態系との親和性など,多面的な視座を持って適正技術・制度設計する必要がある.また,地域のエネルギーシステムは数十年規模の運用期間になるため,再生可能エネルギーの技術開発・制度更新といった短期的な駆動因に加えて,気候変動の進展,低成長化での少子長寿社会型ライフスタイルへの移行など,エネルギー需給構造に決定的な影響を及ぼす長期的な駆動因を俯瞰して,地域社会の将来ビジョンから目標を逆照射する必要がある.この背景から本研究では,(1)市民による地域の将来像の形成,(2)それに基づく将来エネルギーの定量的な需要予測,(3)将来需要を満たす再生可能エネルギーミックスの多目的最適化,(4)市民の選好に基づく最適解の対話的抽出から成る,地域エネルギーシステムの共創的な設計支援手法の試行を行った.滋賀県高島市において,市の事業と連携して提案手法を試行した結果,市民が描く将来像と定量的な将来エネルギー需要予測,多面的な影響評価と住民の選好に基づき,高島市に最適な再生可能エネルギーミックスを導出できた.提案手法は地域での再生可能エネルギー利用計画の共創的設計に資すると評価を受けた.
口腔扁平上皮癌細胞の抗癌剤耐性に関する研究-耐性機構の解析と耐性克服療法の開発

本研究は,未治療あるいは放射線,化学療法後の口腔扁平上皮癌患者より採取した腫瘍組織より分離した癌細胞を用いて,抗癌剤耐性機構を解析し,それを端緒に耐性克服療法を開発することを目的としている.研究成果の概要を以下に述べる。1.臨床腫瘍材料より分離したヌードマウス移植腫瘍15例(未治療症例10例,放射線治療後症例3例,放射線・化学療法後再発症例2例)についてブレオマイシン(BLK)などの抗癌剤感受性を調べた結果,未治療であっても自然耐性を有する腫瘍,放射線治療や化学療法後に耐性を獲得したと思われる腫瘍の存在が示された.その一部には,多剤耐性遺伝子産物であるP糖蛋白が関与している可能性が示唆された。2.口腔癌に効果の高いシスプラチン(CDDP)に対する耐性機構を解析するためにin vitroで分離したCDDP耐性KB癌細胞(耐性度25倍)は,カルボプラチン,BLM,マイトマイシンC,5-フルオロウラシル(5-FU)にも約2倍の低感受性を示した.この耐性細胞は,KB細胞に比べ,細胞内グルタチオン濃度に差はなかったが,CDDPの細胞内蓄積の減少を示すほか,免疫細胞染色およびウエスタンブロット法によりストレス蛋白であるHSP27とHSP70の発現増強が認められた.3.併用化学療法として臨床的に最もよく用いられているCDDP,5-FUにTHP-アドリアマイシン(ADM)を加えたレジメンについて,多剤耐性細胞を含むヌードマウス移植腫瘍を用いてその効果を検討した結果,投与順序としてTHP-ADM,5-FU,CDDPのほうがTHP-ADM,CDDP,5-FUより有効であることが明らかとなった。また,BLMについては,合成イソプレノイドとの併用により効果増強がみられた.ゆえに,抗癌剤の投与順序や効果増強薬剤の併用により,耐性腫瘍に対しても一層奏効率の高い治療が行える可能性が示唆された。本研究は、未治療あるいは放射線、化学療法後の口腔扁平上皮癌患者より採取した腫瘍組織および腫瘍片より分離培養した癌細胞を用いて、抗癌剤耐性機構を解析し、それを端緒に耐性克服療法を開発することを目的としている。平成7年度に得られた成果を以下に述べる。1.臨床材料より得られた腫瘍組織片をヌードマウス皮下に移植することにより、7症例の扁平上皮癌を分離することができた(未治療原発巣および転移リンパ節より2例、放射線治療後の原発巣および転移リンパ節より3例、放射線、化学療法後の原発巣再発部より2例)。現在、移植腫瘍を継代するとともに、in vitroでの培養細胞の樹立および抗癌剤感受性を検定中である。2.多剤耐性遺伝子産物であるP糖蛋白の発現を調べるために、臨床材料より得た組織切片32検体を用いてC219モノクローナル抗体による免疫組織化学染色を行なった。その結果、約20%に陽性所見が認められた。さらに、検体数を増やすとともに、組織型や治療内容との関連についても検討中である。3.口腔癌化学療法において重要な抗癌剤であるCDDP(シスプラチン)に対する耐性機序を解析するために、口底癌由来細胞であるKB細胞を用いて耐性細胞(耐性度50倍)を分離、樹立することができた。この細胞は、CDDP無添加の長期培養においても安定した耐性形質を保持しており、CDDP以外のCBDCA(カルボプラチン)、BLM, MMC, 5-FUに対しても交叉耐性を示した。耐性機序としては、少なくともCDDPの細胞内取り込みが約1/3に低下を示すほか、免疫細胞化学的およびウエスタンブロック法によりストレス蛋白である熱ショック蛋白のうちHSP27とHSP70の発現増強が認められている。

本研究は,未治療あるいは放射線,化学療法後の口腔扁平上皮癌患者より採取した腫瘍組織および腫瘍片より分離培養した癌細胞を用いて,抗癌剤耐性機構を解析し,それを端緒に耐性克服療法を開発することを目的としている.平成8年度に得られた成果を以下に述べる.1.臨床腫瘍材料をヌードマウス皮下に移植することにより,さらに8列の扁平上皮癌を分離することができた.前年度と併せ,未治療症例10例,放射線治療後症例3例,放射線,化学療法後再発症例2例となった.これらヌードマウス移植腫瘍のBLM感受性を調べた結果,それぞれの腫瘍で感受性に差異を認めたが,放射線治療,化学療法後の腫瘍で低感受性を示すものが多く,BLM以外の抗癌剤に対しても低感受性を示すものがあった.2.多剤耐性遺伝子産物であるP糖蛋白の発現をC219モノクローナル抗体を用いた免疫組織染色で検討した結果,15症例(32検体)の臨床材料の5症例に,培養細胞6症例の2症例に陽性所見を認めた.しかし,ウエスタンブロット法ではP糖蛋白のバンドを検出できなかった.3.in vitroで分離したCDDP耐性KB癌細胞(耐性度25倍)は,CBDCA,BLM,MMC,5-FUにも約2倍の低感受性を示した.この耐性細胞は,KB細胞に比べ,細胞内グルタチオン濃度に差はなかったが,約1/3のシスプラチン細胞内蓄積しか示さず,また免疫細胞染色およびウエスタンブロット法によりストレス蛋白であるHSP27とHSP70の発現増強が認められた.4.併用化学療法として最もよく用いられているCDDP,5-FUにTHP-ADMを加えたレジメンについて,多剤耐性細胞を含むヌードマウス移植腫瘍を用いて検討した結果,投与順序としてTHP-ADM,5-FU,CDDPのほうがTHP-ADM,CDDP,5-FUより有効であることが明らかとなった.また,BLMについては,合成イソプレノイドとの併用により効果増強がみられた.
ユビキタスパートナー構築のための特性情報空間の開発-人の高速挙動認識への展開

観察方向に依存しない高速な人の挙動認識法を開発するために,支援が必要と考えられる動作を多視点から撮影した.得られた映像の時系列画像をJK法により圧縮し,モーションデータを作成した.これらのデータを用いて主成分分析を行い,有効な固有ベクトルを選び,特性情報空間に記録した.さらに特性情報空間を多数の小超立方体(ビン)に分割し,ビンをB-treeで構造化することにより,高速に未知挙動の認識を行う方法を開発した.これにより,人物が支援必要対象であるか否かを判定し,自発的に支援するユビキタスパートナーの実現が可能となる.観察方向に依存しない高速な人の挙動認識法を開発するために,支援が必要と考えられる動作を多視点から撮影した.得られた映像の時系列画像をJK法により圧縮し,モーションデータを作成した.これらのデータを用いて主成分分析を行い,有効な固有ベクトルを選び,特性情報空間に記録した.さらに特性情報空間を多数の小超立方体(ビン)に分割し,ビンをB-treeで構造化することにより,高速に未知挙動の認識を行う方法を開発した.これにより,人物が支援必要対象であるか否かを判定し,自発的に支援するユビキタスパートナーの実現が可能となる.本年度は次の3つのサブテーマの研究を行い,成果を挙げた.【1】背景から人物領域を抽出する方法テクスチャの少ない屋内背景環境と,テクスチャが多く含まれ照明変動の大きい屋外環境を対象として,環境に依存せずに効果的に人物領域を抽出するMRRF法を考案した.本手法を用いて,人物挙動映像における各フレームの人物領域の抽出を行った.屋内外環境における人物の挙動認識実験において提案法の有効性の検証を行い,その結果を,国際会議(ICCAS2007:Seoul,Korea)等で発表し,また「MRRF法を用いた複雑背景下における人物の姿勢認識」と題した論文をBMFS学会誌に掲載した.【2】記憶容量の少ない新しい動作表現法の開発人物挙動の時系列画像を1枚の画像に圧縮し,大規模なモーションデータの記憶容量を低減する2手法を提案し,アルゴリズムの構築を行った.手法1及び手法2のキーワードはそれぞれ「JK法」及び「方向性モーションヒストリーイメージ法」である.実環境における検証実験を行い有効な結果が得られたので,手法1の結果を国際会議(IEEE IECON2007:Taipei,Taiwan)等,手法2は国際シンポジウム(The 13th AROB)等で発表した.手法1は手法2よりもよい認識結果を得ている.また,手法1及び手法2ともに時間方向に対称な動作の分離が不得手であるため,更なる改良を検討している.【3】人物挙動の高速認識法の開発【2】の検証実験結果より手法1を導入し,JK法に基づく大規模なモーションデータベースを構造化して高速に検索する手法を提案した.「モーションデータベースを用いた人の動作の高速認識」という題目で画像電子学会誌に掲載し,提案法の有効性を示した.H20年度は観察方向に依存しない高速な人の挙動認識法を開発するために,次のサブテーマの研究を行い,手法の有効性を実験により検証し,成果を挙げた.【1】特性情報空間の作成平成19年度の検証実験結果より, JK法に基づく特性情報空間を作成した.観察視点を増やして8方向(観察視点)から,支援が必要と考えられる8動作(転倒,腹痛,荷物を持ち上げる,荷物を持ったまま歩く等)を撮影し,時系列画像103, 141枚をJK法により1,929枚に圧縮し,特性情報空間に記録した.【2】特性情報空間の構造化による高速探索法の開発特性情報空間を多数の小超立方体(ビン)に分割し, B-tree構造でビンを記述する.各ビンには挙動映像を表す点(の集合)が保持される.未知の挙動映像が与えられると,それに最も近い挙動をこのB-tree化された特性情報空間から探索するプログラムの開発を行った.【3】認識システムの実装自動挙動認識システムの構築(モーションキャプチャから挙動認識を行うまでの処理)を行い,その性能を実験的に検証した.人の挙動認識実験では約95%の認識率,また,挙動及び観察視点の認識においては,約83%の認識率を得た.認識処理時間に関しては, 1画像あたり約2.5msという良好な結果を得た.【4】成果発表
演奏者の個人性を転写する演奏生成と協調演奏システムの研究（国際共同研究強化）

音響信号による楽譜追跡技術の高度化に取り組み、基本的な音符列の情報だけでなく、打楽器やメロディなど楽譜情報を活用する新たな演奏追跡手法を開発した。RWC音楽データセットを用いたシミュレーション実験により、リアルタイム性を損なうことなく楽譜追跡精度の改善が可能であることを示した。また、演奏動作の指形状変化を取得する画像処理手法として、演奏中のマルチモーダルデータの構築を行うとともに、畳み込みニューラルネットワークによる手形状認識手法において、精密3次元手形状モデルによって疑似的な画像を多数生成することによって学習データセットを拡張し、実写画像に対する認識精度が大きく向上することを確認した。内定年度:2015これまでに音楽情報処理分野において特に演奏支援に関わる研究を進めてきた。特定の個人性を備えた演奏を機械によって生成する演奏表情生成では、実演奏データから楽譜上のパターン(音符列)と演奏表情の関係を分類し、未知楽譜に対して演奏者の特徴を再現した演奏を生成することができる。人間の演奏に対して音響信号から楽譜上の演奏位置をリアルタイムで追跡する技術では、セグメンタル条件付き確率場(SCRF)と線形動的システム(LDS)を組み合わせることで、位置推定と局所的なテンポ変化をリアルタイムで推定する手法を提案し、これを応用した人間の演奏に合わせて機械が同期した伴奏を再生するシステムなども構築されている。さらに、バイオリンの運指のように形式知として記述が難しい演奏時の身体動作をモデル化することで、初級者のだけでなく様々な技量をもった演奏者に応じた適切な運指を推定する自動運指推定の研究などを進めてきた。これらの研究を元に、一次元信号による音響情報だけでなく画像情報や三次元的な位置情報によって表される演奏の身体動作を同時に扱うことで、個々の技術の高度化を目指すとともに新たなマルチモーダル演奏情報処理技術を開拓する。本研究課題ではリアルタイム楽譜追跡技術を拡張し、従来手法のように基本的な音符列の情報だけでなく、楽譜に記載されている高次の情報を活用する新たな手法を開発し、実演奏データに対してシミュレーション実験を行った。また、視覚情報を利用した運指推定手法の取り組みとして演奏動作における特に指形状変化を取得するための画像処理手法として、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)による手形状認識技術を導入し、精密な3次元手形状モデルによって生成した合成画像を学習に用いる手法を開発した。3次元モデルで生成されたデータを追加することでCNNの学習効率を高め、実データに対する認識精度も改善することを示した。表情を伴った実演奏に対して聴覚情報・視覚情報・身体動作など多元的な演奏情報を含んだ表情付きマルチモーダル演奏情報データベースの仕様と構築方法について検討し、電子ピアノを用いて演奏された音響信号、MIDI信号による打鍵タイミング・打鍵強度などの演奏情報、演奏中の指動作などの視覚情報として深度情報を含んだRGB-D情報を同時に記録する基本的なシステムを開発した。また、音響信号による楽譜追跡技術の高度化に取り組んだ。これまでに提案してきたSCRFとLDSに基づいたリアルタイム楽譜追跡技術を拡張し、従来手法のように基本的な音符列の情報だけでなく、楽譜に記載されている高次の情報を活用する新たな手法を開発した。具体的には演奏上の役割が異なるパート情報に着目し、演奏モデル内で打楽器やメロディなどを区別して扱う仕組みを導入した。RWC音楽データベースを用いたシミュレーション実験では、リアルタイム性を損なうことなく楽譜追跡精度が改善することを確認した。さらに視覚情報を利用した運指推定手法について検討し、まず演奏動作における特に指形状変化を取得するための画像処理手法として、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)による手形状認識手法において、モデルの学習用データセットを拡張するために精密な3次元手形状モデルによって生成した合成画像を用いる手法を検討した。実写画像に加えて典型的な手形状の合成画像を多数生成することでデータセットを拡張し、実写画像に対する認識精度が大きく向上することを確認した。演奏中の複雑な身体動作を計測するため、演奏中の指動作に影響のない筋電センサを用いた上腕動作および指動作の取得方法について検討を進めた。音響信号による楽譜追跡技術の高度化に取り組み、これまでに提案してきたSCRFとLDSに基づいたリアルタイム楽譜追跡技術を拡張し、従来手法のように基本的な音符列の情報だけでなく、楽譜に記載されている高次の情報に着目し、演奏モデル内で打楽器やメロディなど楽譜情報を活用する新たな仕組みを提案した。RWC音楽データベースを用いた計算機実験では、リアルタイム性を損なうことなく楽譜追跡精度が改善することを確認した。一方でこれまでに取り組んでいた、演奏者の技量に応じたバイオリン運指推定の研究を発展させ、一つのメロディに対して多義性のあるギターのタブ譜を音響信号から直接推定する手法について検討を行い、単独コードの実演奏の音響信号からタブ譜を推定できることを示した。

音響信号による楽譜追跡技術の高度化に取り組み、基本的な音符列の情報だけでなく、打楽器やメロディなど楽譜情報を活用する新たな演奏追跡手法を開発した。RWC音楽データセットを用いたシミュレーション実験により、リアルタイム性を損なうことなく楽譜追跡精度の改善が可能であることを示した。また、演奏動作の指形状変化を取得する画像処理手法として、演奏中のマルチモーダルデータの構築を行うとともに、畳み込みニューラルネットワークによる手形状認識手法において、精密3次元手形状モデルによって疑似的な画像を多数生成することによって学習データセットを拡張し、実写画像に対する認識精度が大きく向上することを確認した。現在のマルチモーダル実演奏データでは身体動作を正確に記録することができず、モーションキャプチャなどの併用によって正解データを取得することが望ましい。ただし、本格的なモーションキャプチャは非常に高価であるため、何等かの簡易的な方法によって身体動作の計測手法を検討する。現在検討している方法として演奏者の妨げになることが少ない筋電センサによって演奏中の五指の動作を認識する技術が報告されている。本研究でも筋電センサの活用について具体的な検討を行い、すでに開発を進めている演奏データの計測方法を拡張し、実績のあるRWC音楽データベースの楽曲等を利用した実用的なマルチモーダル実演奏データベースを構築する。実演奏データをもとに音情報と視覚情報による複数モーダル情報を用いることで、すでに研究を進めている画像処理による運指の自動推定技術を高度化する。また、演奏追跡技術については、その応用システムである自動伴奏システムにおいて演奏音だけでなく演奏の動きからも演奏者のテンポ変化などを適切に予測できる可能性があるため、演奏者の動きの特徴を新たな素性としてモデルを拡張することを検討する。音楽情報科学
地すべり災害予測のための高精度高信頼性地理空間データベース

地すべり災害予測のための高精度高信頼性地理空間データベースを構築するために、平成16年度には、典型的な地すべりでの現地調査を実施すると共に数値解析を行い、データベース構築方法について、いくつ重要なポイントについて、検討を行なった。その結果、高精度高信頼性地理空間データベースを構築するための手法の有効性を実証した。まず、平成15年7月に熊本県水俣市に発生した斜面災害などの流動性崩壊の現場調査を行い、崩壊斜面の傾斜、地質条件、水文地質条件、すべり面の深さなどをパラメータとして、流動性崩壊が発生する条件について検討した。そして、グリッドセル或いは斜面ユニットに対してロジスティック回帰モデリング方法を用い、過去及び現在の地すべりの分布と斜面の不安定因子の統計関係を解析した。遺伝的アルゴリズム(genetic algorithm)とバックプロパゲーションネットワークモデル(Back propagation network model)を用い、地すべり空間データベースからデータマイニングを実施し、地すべり発生の確率的評価方法を検討した。また、平成16年10月に新潟県中越地震により発生した地すべり災害の現場調査を行い、中越地区を対象として、地質、地形、地震に関する基本的なパラメータなどを含む総合地すべりデータベースを構築した。これらに基づいて、地質・地形条件、地震の特徴、岩石の分布、斜面の傾斜、地震の震動、震央からの距離などから総合的に分析し、これらの要素と地震に誘発された地すべりとの関係について検討した。これから地すべり発生の確率評価方法の検証を行なう予定である。
高温高圧下における岩石中の元素の挙動と組織

高温高圧下で合成した岩石と地球深部に由来する岩石,すなわち人工と天然の岩石の二つの側面から,化学反応にともなう組織の生成と元素の挙動についての解析をおこなった.天然の岩石は上部マントル物質として北海道の幌満超塩基性岩を,下部地殻の岩石として吉備高原の塩基性変成岩ゼノリスを用いた.高温高圧下での合成物の解析から得られた最大の結果は,サブソリダスの温度領域で同時に起きうるいくつもの化学反応の中で,単純な反応機構を有するものは簡単に起こり,一方,複雑な反応機構を有するものは遅延することを,実験的に示した点にある.このことは, 2つの化学反応式の反応定数を連立に組み合わせ,地質温度計圧力計としてもちいる従来の平衡論的方法にたいする限界点をはじめて明示したものである.また,これらの実験により元素が移動する際に結晶粒子境界が果たす役割の大きさを示すことに成功した.実験的手法により得られた理解をも用いて,高圧下でできた天然の岩石の組織と鉱物化学の解析をおこなったところ,現在は古い鉱物組合せの痕跡すら残っていない場合でも,以前のIherzolite相を理解し,岩石の生成史をより深く,より以前にまで遡って読解できるようになった.さらに,地殻下部の岩石の解析により,従来不明確であったAI-, Ti-clinopyroxeneの安定関係に関する理解が深まった.今後の研究の展開天然の岩石中の固相反応は実験室において可能であるよりもはるかに長い時間の過程である.室内実験でそれを再現するには限界があるものの,今回設置した高温高圧発生装置の高い圧力安定性という利点を生かし,なるべく長時間の固相反応の実験を行ない,造岩鉱物の化学反応論の進展をはかりたい.高温高圧下で合成した岩石と地球深部に由来する岩石,すなわち人工と天然の岩石の二つの側面から,化学反応にともなう組織の生成と元素の挙動についての解析をおこなった.天然の岩石は上部マントル物質として北海道の幌満超塩基性岩を,下部地殻の岩石として吉備高原の塩基性変成岩ゼノリスを用いた.高温高圧下での合成物の解析から得られた最大の結果は,サブソリダスの温度領域で同時に起きうるいくつもの化学反応の中で,単純な反応機構を有するものは簡単に起こり,一方,複雑な反応機構を有するものは遅延することを,実験的に示した点にある.このことは, 2つの化学反応式の反応定数を連立に組み合わせ,地質温度計圧力計としてもちいる従来の平衡論的方法にたいする限界点をはじめて明示したものである.また,これらの実験により元素が移動する際に結晶粒子境界が果たす役割の大きさを示すことに成功した.実験的手法により得られた理解をも用いて,高圧下でできた天然の岩石の組織と鉱物化学の解析をおこなったところ,現在は古い鉱物組合せの痕跡すら残っていない場合でも,以前のIherzolite相を理解し,岩石の生成史をより深く,より以前にまで遡って読解できるようになった.さらに,地殻下部の岩石の解析により,従来不明確であったAI-, Ti-clinopyroxeneの安定関係に関する理解が深まった.今後の研究の展開天然の岩石中の固相反応は実験室において可能であるよりもはるかに長い時間の過程である.室内実験でそれを再現するには限界があるものの,今回設置した高温高圧発生装置の高い圧力安定性という利点を生かし,なるべく長時間の固相反応の実験を行ない,造岩鉱物の化学反応論の進展をはかりたい.1.幌満超塩基性岩の鉱物化学と組織を調べて、上部マントルにおける地質過程を読み取る事を試みた。lherzoliteとpl lherzoliteの中にみられるopx+cpx+spやpl+ol+jpからなる細粒鉱物部はgarnetの分解物、もしくは反応物であることが判った。又、幌満岩体の少なくとも下位半分は、従来の見解とは異なり、residueである。このように、この岩体は高圧相から低圧相への変化を記録している。さらにこの岩体は海嶺に起源を有するらしい。現在岩石中に凍結されている平衡温度はマグマの温度より低く、他の高温型超塩基性岩体より発達の貧弱な輝石中のラメラ等から判断すると、residueを生じた部分融解はgarnetの分解より地史的にずっと前の事件であったらしい。2.脱水分解反応に伴う元素の移動を明らかにする目的で、海洋底に堆積した泥質物が脱水分解反応を行ったことが確認される変成帯において地球化学的研究を行った。具体的には、四国中央部に分布する三波川泥質岩を用い、変成度の上昇(脱水分解反応の進行)に伴う微量元素含有量の変化を求めた。その結果、イオン半径の大きな微量元素がより流体相に濃集する傾向がえられた。3.ピストン-シリンダー型高温高圧発生装置を完成した。長期的な圧力の安定性の向上に意を払った。約3GPa、かつ室温の条件下において連続3週間にわたる検査の結果、圧力の漏れは少なく、変動の殆どは室温の変化によるものであった。当初予定していた圧力スケールのカリブレーションは次年度にもちこされた。1.北海道の日高変成帯に貫入している、幌満かんらん岩体にかんする報告を昨年度に行った。Spinel lherzolite相とplagioclase lherzolite相とが同じ岩体内で共存することが問題点として残されていた。この内容は、次のように理解できる。すなわち、Spinel lherzolite相を示すorthopyroxene+Clinopyroxene+spinelの鉱物組合せ部と、plagioclase+olivine+spinelの組合せからなる部分とでは、後者に【Na_2】

Oが多く、このことのためにplagioclase lherzolite相とspinel lherzolite相とを境する反応曲線の位置がずれている。このこと自体は実験的に、また、理論的に知られていたことであるが、一つの岩体の中から見つかったのは、これが初めてであろう。2.Kimberlite中のgarnet lherzolitexenolithから分離した、olivine,orthopyroxene,Clinopyroxene,garnetを長時間、種々の温度と圧力の下において元素を再分配させたrun productsをelectron microprobeと反射電子線像観察装置をもちいて解析した。piston-cylinder型の高圧装置のように一軸加圧の装置でも、toliationの発達した組織はみられない。鉱物は等粒状であり、garnetなどでは反射電子線像で結晶外形に平行なchemical zoningが観察できた。また、特にgarnetでは、結晶内の破壊面と判断される部位に沿って化学組成が変化しており、元素の再分配の過程で、internal difusion以外にも、grain boundaryに沿ったdiffusionが、確かに効果的に働いていることが判明した。
べん毛蛋白質輸送システムの動的機能構造解析

本研究では、in vivoでの動態機能解析、X線結晶構造解析およびクライオ電子線トモグラフィー法による構造解析、さらにin vitroでの生化学的機能解析法を上手く組み合わせることで、フック完成シグナルに伴う輸送装置の基質認識モード切り替え機構を原子レベルで解明することを目的としている。本年度の主な成果は以下に示す。1.べん毛輸送シャペロンであるFlgNの立体構造を2.3Å分解能で決定した。構造に基づいて変異体解析を行った結果、α1ヘリックスとα2ヘリックスを繋ぐNループ領域がFlgNの輸送シャペロン活性を巧みに制御する構造スイッチとして機能することが判明した。2.べん毛輸送シャペロンであるFliSとFlhAcとの間の強い相互作用を介してフラジェリンのC末領域がFlhAcに安定にアンカーされると、輸送ゲート複合体によってフラジェリンが効率よくアンフォールドされて細胞外方向へ輸送されることが判明した。3. FliKのC末天然変性領域がフォールドすると、FliKのC末コアドメインが構造変化し、その結果輸送ゲート蛋白質FlhBに結合することが示唆された。4. FlhAリング複合体形成は非常に高い正の協同性を示すこと、さらにその協同的なサブユニット間相互作用にはリンカー領域が重要であることが明らかとなった。5. FlhAリング複合体が構造変化すると、輸送装置の基質特異性が切り替わることが判明した。28年度が最終年度であるため、記入しない。1. FliH-FliI ATPase複合体のX線結晶構造解析に成功。さらに、結晶構造をベースにした機能解析により、FliHとFliIの相互作用に直接関わる重要な残基を同定。2.反転膜ベシクルを用いたin vitro輸送アッセイ系の構築に成功。さらに、ベシクル内に55 nmの長さのフックを作ることに成功。3.分子物差しとして機能するFliKのN末領域に光感受性のフェニルアラニン誘導体であるp-benzoyl-phenylalanine (pBPA)をFliKのN末端近傍領域(FliKN)に導入することに成功。さらに、UV光の照射によってFliKNがフックキャップ蛋白質FlgDおよびフック蛋白質FlgEと特異的に光架橋物を形成することを確認。4.高速AFMによりFlhAのC末細胞質ドメイン(FlhAC)が9量体リングを形成することが判明。5. FlhACとFliH-FliI複合体の動的な相互作用により、べん毛構成蛋白質の輸送の順番が巧みに制御されることが判明。6. FliKがFlhBCとμMオーダーで結合することを確認。さらに、FlhBCがFlhACとμMオーダーで、FliIとはnMオーダーで結合することも確認。高速AFMによりFlhACの開閉運動および9量体リング形成過程を可視化することに成功。さらに反転膜ベシクルを用いてベシクル内に55 nmのフックを作ることに成功した。しかしながら、フックシグナリング複合体の結晶は未だ得られていない。光感受性のフェニルアラニン誘導体であるp-benzoyl-phenylalanineを導入したFliKCがUV光の照射によってFlhBCおよびFlhACと光架橋物が形成されるかどうかを調べる。FlgDおよびFlgEと特異的に光架橋物を形成できたFliKをin vitro輸送アッセイ系に使用することで、フック構築中にFliKがフックキャップやフックと相互作用することで分子物差しとして機能しているかどうかを確認する。高速AFMによるFlhACの動的構造解析と遺伝学的機能解析法をうまく組み合わせることで、FlhACリング形成と輸送装置の選択物質輸送の関連性を詳細に解析する。
ベネチテス目の幹および葉柄基部の細胞組織

(1)採集活動:北海道上部白亜系蝦夷層群のノジュル中より多くの鉱化植物化石を採集した。鉱化化石には細胞組織がよく保存されているため、標本の切断・切断面の研磨、触刻(etching)、およびピールフィルムの作成により、細胞組織・構造の詳細を入手することが可能である。(2)これらのうち、すでに論文として発表したものは、ベネチテス目の雌性繁殖器官およびもくれん目植物の果実で、前者は形態属のBennetticarpusの新種、後者は新形態属Keraocarponに属し、2新種が記載された。いずれも白亜紀中期の植物に新知見を提供したものである。(3)以上のほか、下記の分類群が認識されており、近く論文として公開の予定である。1)ベネチテス目の幹部化石2)所属不明の大型の果実化石3)鱗片葉をつける球果類の枝条化石(4種)(4)蝦夷層群の鉱化化石は、Stopes and Fujii(1910)以来散発的な研究が行われてきた。1960年代から活発な研究が進められている。これらの化石標本はいずれも断片化しているため、植物体の全容を明らかにすることが困難ではあるが、現在までに、得られた知識によると、ベネチテス目および球果目に属する分類群が多く、また球果目植物では鱗片葉をつける枝条が多産することから、この植物群は、日本の太平洋側、南沿岸州および中国揚子江以南に分布するジュラ紀後期白亜期前期の領石型植物群の後裔に相当するものと考えられる。領石型植物群の生育地は年間に乾燥季のある当時の熱亜熱帯地域である。1.ベネチテス目(裸子植物、そてつ植物綱)は、中生代をとおして繁茂した分類群で、幹(茎)の太いグループと細いグループに大別される。2.幹の太いグループは、Cycadeoidea属に分類されているが、それらの葉器官の詳細は未だ不明で、本研究はその解明を目的の一つとしている。いままでに北海道の上部白亜系蝦夷層群の石灰質ノジュル中から、葉柄を残した幹(茎)が比較的多数発見・採集されており、いずれ研究目的に沿う標本の入手が可能となるものと確信する。葉器官が発見された場合、それらは、幹(茎)の太いグループの性状確認のための重要な資料が入手されるとともに、Cycadeoidea属の植物学的・分類学的詳細が明らかにされる。3.幹(茎)の細いグループは葉器官とともに比較的よく知られているが、それらの正確な分類群(科)はまよく知られていない。すなわち、ベネチテス類は分類群の階級の「目」の位置に置かれるが、「科」の位置を述べることは、現在のところまだ資料不足である。4.ベネチテス目に属する植物は、三畳紀後期に出現し、白亜紀後期に絶滅したが、これらの植物がどのような祖先系から導かれたか、また白亜紀以降の分類群とはどのような関連があるかについては未だ明らかでない。ユーラシア東部のベネチテス目の分布は、シベリア北部では、減少の傾向にある。また、恐竜類の分布とベネチテス類の分布とは互いに相関の関係にある。5.本研究は、ベネチテス目の特異な細胞組織および分布上の特徴を明らかにしつつある。

(2)これらのうち、すでに論文として発表したものは、ベネチテス目の雌性繁殖器官およびもくれん目植物の果実で、前者は形態属のBennetticarpusの新種、後者は新形態属Keraocarponに属し、2新種が記載された。いずれも白亜紀中期の植物に新知見を提供したものである。(3)以上のほか、下記の分類群が識別されており、近く論文として公開の予定である。1)ベネチテス目の幹部化石2)所属不明の大型の果実化石3)鱗片葉をつける球果類の枝条化石(4種)(4)蝦夷層群の鉱化化石は、Stopes and Fujii(1910)以来散発的な研究が行われてきたが、1960年代から活発な研究が進められている。これらの化石標本はいずれも断片化しているため、植物体の全容を明らかにすることが困難ではあるが、現在までに得られた知識によると、ベネチテス目および球果目に属する分類群が多く、また球果目植物では鱗片葉をつける枝条が多産することから、この植物群は、日本の太平洋側、南沿海州および中国揚子江以南に分布するジュラ紀後期白亜紀前期の領石型植物群の後裔に相当するものと考えられる。領石型植物群の生育地は年間に乾燥季のある当時の熱亜熱帯地域である。
大気ニュートリノを用いた質量階層構造の研究と次世代研究フロンティアの発展

スーパーカミオカンデ装置による大気ニュートリノ観測データを用いて、三種類のニュートリノの質量の順番の研究を行った。加速器や原子炉、太陽ニュートリノを用いたニュートリノ振動実験結果を拘束条件として組み入れて、感度の向上を図った。結果、第三世代のニュートリノが第一と第二世代よりも重い質量を持つ仮説が大気ニュートリノデータをよりよく説明することがわかり、その有意度は91.9%から94.5%の範囲であった。さらに次世代のニュートリノ研究を牽引するハイパーカミオカンデ実験計画のための、技術開発や物理感度研究を推進した。文科省に優先度の高いプロジェクトとして選ばれ、予算要求を検討する段階に到達した。本研究では、大気ニュートリノを用いた質量階層構造等のニュートリノ振動研究と、次世代基幹実験実現のための準備研究を行う。前者では「スーパーカミオカンデ」検出器において取得された高統計かつ高精度の大気ニュートリノ観測データを用いて、ニュートリノの質量階層構造の世界最高感度での研究と世代間混合の精密測定を行う。さらに後者では、次世代ニュートリノ検出器「ハイパーカミオカンデ」のための要素開発と実証試験を行う。本研究で目指すニュートリノの質量階層構造の解明は、次世代実験ハイパーカミオカンデにおける粒子・反粒子対称性の破れの発見の可能性を高め、二重ベータ崩壊実験によるニュートリノのディラック/マヨラナ性の決定可能性を明らかにする、将来の研究の重要な礎となる。大気ニュートリノ研究では、スーパーカミオカンデにおけるニュートリノ反応の観測データから事象の情報を引き出すためのアルゴリズムの新規開発を行ってきた。特に比較的エネルギーが高く、複数粒子が生成される事象において、生成粒子の数の認識や粒子種類の識別の精度向上を目指して、観測された光の時間と光量情報を全て用いた最尤法の開発を進めた。並行してハイパーカミオカンデ実験実現に向けた要素開発と設計最適化を進めた。より安価かつ高性能の光検出器の実現は建設費低減のために必須であり、量子効率と構造設計を改良した高感度光電子増倍管の開発を行い、試作品を製作した。その他にも安価な水密構造と漏れ検知を併せ持つ構造設計を考案した。さらに水槽内で一様な水質を実現するための給水・排水システムの最適化の研究を進めた。検出器較正系については、光源や放射線源を指定した場所に自動的に配置させる自動較正系の設計と共に試作品を作成した。特にスーパーカミオカンデの実際の宇宙線データを用いた性能評価と系統誤差の評価を行い、最適化を行った。より安価かつ高性能の光検出器の実現は建設費低減のために必須であり、量子効率と構造設計を改良した高感度光電子増倍管の開発を進めた。試作品の性能評価を行い、現行実験スーパーカミオカンデで用いている光センサーに比較して、約2倍の高感度を達成していることを確認した。また耐水圧性能の試験も行い、今後の設計最適化に用いるデータを取得した。さらにその他ハイパーカミオカンデ実験の要素開発を進めてきた。またハイパーカミオカンデホームページとリーフレットを製作し、広く社会や国民への広報を推進した。大気ニュートリノ研究では、質量階層構造決定感度の鍵となる電子ニュートリノと反電子ニュートリノの分離アルゴリズムの改善を行い、電子(反電子)ニュートリノサンプルの純度を60%(30%)に高めることに成功した。また2つの核子が同時に崩壊する現象の探索を行い、大統一理論に世界最高の制限をつけることに成功した。ハイパーカミオカンデ準備研究では、12カ国からなる国際共同グループを正式に立ち上げ、ホスト機関となる東京大学宇宙線研究所と高エネ研素粒子原子核研究所の間の協力協定を締結し、推進体制を見える形で整備した。さらに外部委員による国際諮問委員会を2日間開催し、計画のサイエンスの重要性や設計、推進体制などについての支持とさらなる計画推進を推奨された。

また委員会の推奨に従い、地下空洞掘削のための事前調査を行い、残土堆積場の安定性が確かめられた。以上により、日本学術会議による学術大型計画のマスタープラン2017に対して、計画の提案を提出した。大気ニュートリノを用いた質量階層性研究では、世界最高感度を達成しており、翌年以降の研究結果を出す準備が整い、順調に進展しているといえる。ハイパーカミオカンデの準備研究においては、国際研究グループを正式発足させ、グループの内部組織として、国際メンバーからなる運営会議、参加国代表者会議、リーダー会議を設置した。さらに東大宇宙線研究所と高エネ研素粒子原子核研究所間の協力協定の締結と外部諮問委員会の立ち上げを行い、中核機関と研究者を含む国際推進体制を正式に立ち上げたといえる。また国際研究グループは、実験装置の設計及び期待感度、建設費の国際分担などをハイパーカミオカンデ計画デザインレポートとしてまとめた。以上の進展をもとに、日本学術会議の大型施設のマスタープランに提案書を提出した。以上ハイパーカミオカンデ準備も大きな進展を積み重ねてきており、計画の承認に向けて順調に進んでいるといえる。本研究では大気ニュートリノ観測データを用いたニュートリノ振動研究と、次世代基幹実験ハイパーカミオカンデ実現のための包括的な準備研究を行う。前者の大気ニュートリノ研究では、これまでに開発したニュートリノと反ニュートリノの統計的分離を導入し、最新の観測データも追加して、ニュートリノ振動研究の結果をまとめた。ここで子炉実験とT2Kの振動測定結果を束縛条件として加えた。未解明の質量階層構造について、Δχ2 = χ2(順階層) -χ2(逆階層) = -5.2が得られ、逆階層性が正しいとした場合、Δχ2が-5.2以下になる確率は2.4%以下(sin2θ23=0.6)および0.4%以下(sin2θ23=0.4)と小さいことがわかり、順階層構造を示唆する結果を得た。またCP対称性の破れに関しては最大のδ-π/2がベストフィットとして得られ、T2Kの結果を支持していることがわかった。ハイパーカミオカンデ準備研究では、弾性波トモグラフィー調査より岩盤等級の3Dマップを広域で作成し、破砕帯を避けた、岩質の良好な場所(200m x 150m)を特定し、建設候補地を絞り込みかつ空洞成立性を確認した。また工期8年と見積もった。並行して新たに開発した高感度光センサーを約100本生産し、スーパーカミオカンデにおける長期性能実証試験の準備を行った。本計画は、日本学術会議の第23期学術の大型計画に関するマスタープラン(2017)において「重点大型研究計画」の一つに選ばれ、文科省による予算措置に係るロードマップ2017に審査資料を提出した。東京大学内では概算要求の準備をしつつ、プロジェクト推進の中核となる推進機構の設置の準備をおこなった。大気ニュートリノを用いたニュートリノ振動研究で世界最高感度での研究成果をまとめたことから、研究が当初計画通りに順調に進展しているとみなせる。
野菜中のマグネシウムの利用性とそれにおよぼす因子に関する研究

第3分担課題「Mgの利用性に関する因子の検索」実験内容2-1.ほうれん草中のMgの吸収性とたん白質レベルとの関連性たん白質レベル(Pr)を10,20,40%とした。Mgの吸収率(%)は、対照群のPr10で71,Pr20で72,Pr40で77と高たん白質レベルで高くなった。ほうれん草添加群のPr10で59,Pr20で71,Pr40で79と対照群よりもたん白質レベルに応じて著しく増加した。また、Caの吸収率(%)は対照群のPr10で73,Pr20で75,Pr40で69、ほうれん草添加群のPr10で58,Pr20で61,Pr40で31といずれの群で高たん白質レベルで低下したが、それの影響はほうれん草添加群で著しかった。以上の結果は骨中のCaとMg含量に反映した。第1分担課題「ほうれん草の調理と成分の分析について」1.分析値(mg/100g)はMg76,Ca67,Fe2.0,Zn0.9,総シュウ酸(Ox)843,水溶性Ox459,水不溶性Ox384,NDF748,ADF636,セルロース532,ヘミセルロース112,ペクチン307であった。2.水可溶性ミネラルの割合はMg68,Ca14,Fe34,Zn13%で、Caの67%はOxではなく食物繊維と結合し、不溶性であった。3.10倍量の水または1%食塩水でゆでた時のミネラルの溶出率は、水でMg77,Ca4.5,Fe40,Zn41%,食塩水でCa,Fe,Znに水と差はないが、Mgが10%減少した。4.5または10倍量の水で1,2,3,4分間ゆでた時の溶出率は、Mg4084,Ca23,Fe2651,Zn2349,Ox4082%であった。5.In vitroでのpH112におけるMgとCaのOxによる不溶化率は、生理的pHでMg約20,Ca約80%で、ともにpHの上昇により増大し、Caのその割合はMgより35倍高かった。以上の結果から、MgのOxによる不溶化率は低く、ほうれん草は質の高いMgの給源となり得ることが示唆された。また、その質は、短時間ゆでてOxを除去することによってさらに高まるものと考えられた。第2分担課題「Mgの利用性の検討」Mg欠乏ラットにMg源として生、ゆで、炒めのほうれん草添加、Mg含有飼料に生ほうれん草と同量のOx添加、Mg含有とMg欠乏の6種の飼料をPair feedingで与えた。1.Mgの吸収率は生80,ゆで88,炒め92,Ox添加90,Mg含有98%であった。2.Caの吸収率は生58,ゆで68,炒め66,Ox添加54,Mg含有83,Mg欠乏84%であった。3.血清中のMg量は、Mg欠乏で著しく低かったが、他で差を認めなかった。Ca量は全群間で差がなかった。4.骨の破断力と乾燥重量は、骨中のCaとMgの両値が低いMg欠乏とOx添加で他群より低値を示した。以上の結果から、ほうれん草中のMgの吸収率は極めて高く、Oxを除去するとさらに高くなった。
ミトコンドリアF_1Fo-ATPaseの活性調節---インヒビター安定化因子の結合部位---

ATP合成酵素(F_1FoATPase)は1分子中にα・βサブユニットで構成される3個の触媒部位を持ち、ADPとPiからATPを合成し、また逆反応を行なう。一方ミトコンドリアのこの酵素には内在性のインヒビター蛋白が存在し、F_1分子に1分子だけが結合して反応を完全に抑制する。本研究ではATPやADPおよびインヒビターの結合するF_1の部位を決定した。1.インヒビターの結合部位酵母F_1とインヒビターの複合体をクロスリンカーにより共有結合化させ、ウェスタンブロット法で分析した結果、インヒビターはF_1のαおよびβ両サブユニットと結合することがわかった。そのうちβについては、ペプチド断片化後、インヒビター結合ペプチドのアミノ酸配列決定により、F_1の活性部位を構成するヌクレオチド結合領域に近いAsp363がインヒビター結合に関与していることがわかった。2.インヒビターとヌクレオチドの結合サブユニットインヒビターの結合はATPの代わりにUTP存在下でも起ること、さらにUV照射によってウリジンヌクレオチドがF_1蛋白に共有結合することを見出した。[α-^<32>P]UTPを用いて形成したF_1インヒビター複合体のSDS-PAGE、オートラジオグラフの結果はヌクレオチドがATPaseインヒビターを結合していないF_1のα、βサブユニットに結合することを示した。以上のことより、インヒビターはF_1の3つの触媒部位の内1つだけに結合し、残る2つの触媒部位にATPとADPをそれぞれ結合した状態、すなわち代謝回転の過程のままで反応を停止させると結論される。