hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
補体をターゲットとした水疱性類天疱瘡の新規治療法の開発

新生児マウスへの投与抗ヒトCOL17FabとヒトFcγ1およびFcγ4を用いてリコンビナント抗ヒトCOL17 IgG1キメラ抗体(rhIgG1)およびリコンビナント抗ヒトCOL17 IgG4キメラ抗体(rhIgG4)を作製した。いずれの抗体も正常ヒト皮膚およびCOL17ヒト化マウス皮膚に反応した。Complement fixation assayおよびC1q bindingassayで両抗体の補体活性化能を評価したところ、予想通りIgG1は高い補体活性化能を有し、IgG4は極めて低い補体活性化能しか有さないことがわかった。新生児COL17ヒト化マウスに投与したところ、補体活性化能の高いrhIgG1に加え、補体活性化能のきわめて低いrhIgG4も皮膚脆弱性を誘発できることが分かった。以上より、抗ヒトCOL17抗体はCOL17ヒト化新生児マウスにおいて補体活性化を介さない経路で皮膚脆弱性を誘導することが示唆された。2)抗ヒトCOL17抗体のC3KO/COL17ヒト化新生児マウスおよびCOL17ヒト化新生児マウスへの投与C3KOマウスとCOL17ヒト化マウスを交配し、C3KO/COL17ヒト化マウスを作製した。C3KO/COL17ヒト化マウス血清中には補体C3が存在しないことをELISA法で確認した。そのC3KO/COL17ヒト化マウスにrhIgG1とrhIgG4を投与したところ、いずれにおいても皮膚局所における補体活性化は見られなかったものの、皮膚脆弱性が誘発されることがわかった。以上より、COL17ヒト化新生児マウスにおける皮膚脆弱性は補体活性化を介さない経路でも誘導されることがより直接的に示された。1)抗ヒトCOL17-IgG1抗体およびIgG4抗体のCOL17ヒト化新生児マウスへの投与:rhIgG1とrhIgG4を作製し、抗原に対する反応性や補体活性化能、COL17ヒト化マウスにおける病原性の評価など、すべて計画通りに施行した。さらに、Fcレセプターブロッカー投与実験を行い、rhIgG4の病原性はFc-Fcレセプター相互作用非依存性であることを示した。2)抗ヒトCOL17抗体のC3KO/COL17ヒト化新生児マウスおよびCOL17ヒト化新生児マウスへの投与:C3KO/COL17ヒト化新生児マウスの作製に難渋したが、個体数が確保できたため、当初の計画通りBP患者IgGを投与し病原性を評価した。rhIgG1/rhIgG4の投与実験はすでに終了している。3)抗ヒトCOL17抗体の補体活性化を介さない皮膚脆弱性誘発機序の解明:当初の計画になかった項目であるが、培養ヒト角化細胞に抗体を投与しCOL17タンパク量の変化を観察する実験を行い、タンパク量の有意な減少を確認した。4) Rag-2KO/C3KO/COL17ヒト化マウスを用いたアクティブBPマウスモデルの作製:この実験に用いるマウスはRag-2, C3およびマウスCOL17のトリプルノックアウトであり、作製に難渋している。現時点で十分な個体数が確保できていないため、アクティブモデルの作製に至っていない。以上、4)は実施に時間を要しているが、当初予定していなかった補体活性化を介さない皮膚脆弱性誘発機序の解析が進んでおり、全体として十分な成果が得られていると考える。1)抗ヒトCOL17-IgG1抗体およびIgG4抗体のCOL17ヒト化新生児マウスへの投与rhIgG1とrhIgG4を作製し、抗原に対する反応性や補体活性化能、COL17ヒト化マウスにおける病原性の評価など、すべて計画通りに施行した。
進行肝細胞癌に対する分子標的治療の効果を予測する新規バイオマーカーの探求

切除不能な進行肝細胞癌の第一選択薬であるソラフェニブは、その治療効果が個々の患者によって大きく異なるため、早期の治療効果判定が望まれる。しかし、現在、実臨床では画像診断に頼らざるを得ないため、リアルタイムでの効果判定は不可能である。そこで、本研究では、進行肝細胞癌に対するソラフェニブ治療のリアルタイムな治療効果判定を可能にするバイオマーカーの開発を行った。初めに、ソラフェニブがリン酸化Smadシグナルに与える影響を確認するために、肝癌細胞株(Huh7,HepG2)にソラフェニブを添加する培養細胞を用いた実験を行った。ソラフェニブの細胞増殖抑制効果を反映して、リン酸化Smadを介するシグナルは癌化シグナルであるpSmad3Lが抑制され、癌抑制シグナルであるpSmad3Cが増強されること確認した。次に、患者全血から循環癌細胞(CTC)を単離する方法を検討した。autoMACS Pro Separator(型番130-092-545ミルテニーバイオテク)を用いて、抗CD45抗体で白血球を取り除くネガティブ選択と抗EpCAM抗体を用いたポジティブ選択を組み合わせてCTCの単離を試みた。プロトコールを確立するために、健常人の全血にHuh7を加えたものを用いて、回収率を評価した。健常人の全血3ccにHuh7 1000個の細胞を溶解し、autoMACS Pro Separatorを用いて抗CD45抗体によるネガティブ選択と抗EpCAM抗体によるポジティブ選択を行い、Huh7の回収率を検討した。その結果、約20%の回収率を得ることができた。上記のプロトコールを用いて、ソラフェニブの投与前の進行肝細胞癌患者の全血中からCTCの単離を試みた。残念ながら、患者血液中のCTCを回収することはできなかった。細胞のviabilityの低下により抗体反応が起こらないことが一因と考えられた。現在、ソラフェニブは切除不能な進行肝細胞癌の第一選択薬として位置づけられているが、その治療効果は限定的で個々の患者により治療効果が大きく異なる。しかし、治療効果判定は画像診断に頼らざるを得ないため、リアルタイムでの効果判定は不可能である。そのため、早期に治療効果を予測し、患者を選別できる新規バイオマーカーの同定が急務である。本研究では、部位特異的リン酸化Smadを介する癌化シグナルが、進行肝細胞癌のリアルタイムな治療効果判定を可能にするバイオマーカーとして有用であることを示すことを目的としている。本年度は、肝癌細胞株(Huh7,およびHepG2)にソラフェニブを添加し、細胞内の癌化シグナルであるpSmad3Lと癌抑制シグナルであるpSmad3Cの経時的変化をウエスタンブロット法で検討した。ソラフェニブの増殖抑制効果を反映して癌化シグナルであるpSmad3Lは抑制され、癌抑制シグナルであるpSmad3Cが増強する傾向がみられた。また、増殖抑制の程度をサイミジン取り込み試験にて確認したところ、ソラフェニブの添加により細胞増殖が抑制されていた。従って、ソラフェニブが細胞増殖抑制効果を反映して、リン酸化Smadシグナルが変化していることを確認できた。平成28年度は、培養細胞を用いて、ソラフェニブがリン酸化Smadシグナルに与える影響を評価することを目的とした。肝癌細胞株(Huh7,およびHepG2)にソラフェニブ10uMを添加して1時間インキュベートした後、培養細胞を溶解し電気泳動後、部位特異的リン酸化Smad抗体によるウェスタンブロット法にてSmad2/3のリン酸化状態を検討した。リン酸化Smadを介するシグナルはソラフェニブの添加によって癌化シグナルであるpSmad3Lが抑制され、癌抑制シグナルであるpSmad3Cが増強されることを確認した。また、また、増殖抑制の程度をサイミジン取り込み試験にて確認したところ、ソラフェニブの添加により細胞増殖が抑制されていた。以上の結果から、ソラフェニブの増殖抑制作用をリン酸化Smadシグナルの変化で捉えることが可能であることが示唆された。このような部位特異的リン酸化Smadを介する癌化シグナルの変化を、フローサイトメトリー、サンドイッチELISA法など他の評価方法でも検討を行っているところである。また、血中循環癌細胞(Circulating tumor cells; CTC)の解析のために、ソラフェニブに投与が予定されている進行肝細胞癌の患者を選択し、血液を回収する準備を現在進めている。以上から、おおむね順調に進展していると考えられる。また、患者血中の循環癌細胞(Circulating Tumor Cell:CTC)の細胞内シグナルを解析することで、非侵襲的な検査で評価することを目指している。28年度の実験でソラフェニブの細胞増殖抑制効果を反映して、リン酸化Smadシグナルが変化することを肝癌細胞株(Huh7,およびHepG2)を用いて確認した。平成28年度は、培養細胞を用いて、ソラフェニブの増殖抑制作用をリン酸化Smadシグナルの変化で捉えることが可能であることを確認した。平成29年度は、ヒト全血から血中循環癌細胞(Circulating tumor cells; CTC)を回収して、回収したCTCのリン酸化Smadシグナルの解析を行う方法(プロトコール)を確立することを目的に研究を進めた。CTCの検出は上皮細胞接着分子(epitherial cell adhesion molecule:EpCAM)に基づく方法で行うことを予定している。

そこで、肝癌細胞株(Huh7)で部位特異的リン酸化Smad抗体(抗pSmad3L抗体)と抗EpCAM抗体を用いて、免疫細胞染色法で共陽性となる細胞があるか検討を行ったが、現在まで共陽性を示す細胞が確認できていない。免疫染色の固定法など条件を検討しているところである。ソラフェニブの投与が予定されている進行肝細胞癌の患者を選択し、血液を回収する準備は出来ているが、血液からCTCを回収する方法が確立出来ていないため、ヒト検体を用いた実験に進めていない。以上から、やや遅れていると考えられる。切除不能な進行肝細胞癌の第一選択薬であるソラフェニブは、その治療効果が個々の患者によって大きく異なるため、早期の治療効果判定が望まれる。しかし、現在、実臨床では画像診断に頼らざるを得ないため、リアルタイムでの効果判定は不可能である。そこで、本研究では、進行肝細胞癌に対するソラフェニブ治療のリアルタイムな治療効果判定を可能にするバイオマーカーの開発を行った。初めに、ソラフェニブがリン酸化Smadシグナルに与える影響を確認するために、肝癌細胞株(Huh7,HepG2)にソラフェニブを添加する培養細胞を用いた実験を行った。ソラフェニブの細胞増殖抑制効果を反映して、リン酸化Smadを介するシグナルは癌化シグナルであるpSmad3Lが抑制され、癌抑制シグナルであるpSmad3Cが増強されること確認した。次に、患者全血から循環癌細胞(CTC)を単離する方法を検討した。autoMACS Pro Separator(型番130-092-545ミルテニーバイオテク)を用いて、抗CD45抗体で白血球を取り除くネガティブ選択と抗EpCAM抗体を用いたポジティブ選択を組み合わせてCTCの単離を試みた。プロトコールを確立するために、健常人の全血にHuh7を加えたものを用いて、回収率を評価した。健常人の全血3ccにHuh7 1000個の細胞を溶解し、autoMACS Pro Separatorを用いて抗CD45抗体によるネガティブ選択と抗EpCAM抗体によるポジティブ選択を行い、Huh7の回収率を検討した。その結果、約20%の回収率を得ることができた。上記のプロトコールを用いて、ソラフェニブの投与前の進行肝細胞癌患者の全血中からCTCの単離を試みた。残念ながら、患者血液中のCTCを回収することはできなかった。細胞のviabilityの低下により抗体反応が起こらないことが一因と考えられた。平成29年度以降は、部位特異的リン酸化Smadを介する癌化シグナルの変化を、ウエスタンブロット以外のサンドイッチELISA法など、より定量的な評価が可能な方法でも確認を試みる。そのうえで、より効率的な血中循環癌細胞(Circulating tumor cells; CTC)の細胞内シグナルの評価方法を決定するとことを計画している。CTCの解析を行うために、インフォームドコンセントの得られたソラフェニブの投与を予定している20症例を選択し、ソラフェニブ投与前と投与2週後に血液サンプルを回収する。
スクイズフィルムダンパ軸受に起因するジェットエンジン軸系の振動の研究

本研究は、防振の目的で主にジェットエンジン軸系に用いられているスクイズフィルムダンパ軸受に起因する振動、特に非線形振動の振動特性を解明し、その振動をなくすための最適な構造と寸法を決定することを目的として行っているものである。この軸受は、軸受外輪と軸受ハウジングとの間に極めて小さなすき間を設け、そこに油を入れて防振効果を作るものであるが、このクリヤランスが原因となり、軸の復元力は強い非線形ばね特性をもち、その結果、各種の非線形強制振動が発生する。そこで、理論解析として、不感帯を有する強い非線形ばね特性をもつ回転軸系の理論モデルを作成した。そしてそのモデルを用いて発生する各種の分数調波振動や和差調波振動を数値シミュレーションにより調べた。その結果、これらの振動の発生を確認した。次にこれらの各振動について非線形振動論を適用し、共振曲線などの近似計算を行っている。その理論解析は現在進行中である。実験としては、円形断面の弾性軸に一個の円板を取りつけた装置を製作した。購入したインバータモータは、その軸系を駆動するためのものである。軸受のいろいろなクリヤランスのもとで軸のばね特性を測定し、その非線形ばね特性と発生する非線形強制振動の特性との関係を現在分析中である。購入したパーソナルFFTアナライザは同時に多数発生する振動成分の分析に利用しており、またオムニエースはその記録に用いている。この軸系ではかなり多くの振動が発生するが、そのうちの主共振点や1/2次分数調波振動など比較的発生振動成分の数が少ないものについては振動特性をかなり明らかにできた。
早産の病態解明と新たな治療戦略-羊水中病原微生物の迅速高感度検出システムの応用-

早産特に在胎28週未満の早産では子宮内感染や絨毛膜羊膜炎(CAM)の頻度は高率だが、これまで非破水例に対する抗菌薬の有効性は証明されていなかった。我々は独自に開発した偽陽性のない迅速高感度PCR法を用いて羊水中の感染の有無を検索し、未破水切迫早産例の羊水感染例では抗菌薬使用により早産予後が改善し、羊水非感染例では抗菌薬使用により逆に早産予後が悪くなることを報告した(Am J Reprod Immunol 2016)。この結果は起因菌が存在しないにも関わらず抗菌薬を投与した場合、腸内細菌叢が乱れ、早産を引き起こしたと推察された。Amnioticfluid sludge(AFS)は経腟超音波検査で内子宮口付近に認められる高輝度集塊像で、子宮内感染・炎症や早産との関連が指摘されているが、羊水中病原微生物の詳細な検討の報告はなかった。そこで我々は、未破水切迫早産の羊水中病原微生物の有無を迅速高感度PCR法により検出し、AFSと病原微生物の関連ならびに周産期予後を検討した。その結果、AFSは、子宮内感染ではなく子宮内の炎症を示しており、AFSが存在する症例では、より早期に早産になり周産期予後不良となる確率が高いことを初めて報告した(Am J Reprod Immunol 2018)。問題点として、従来の迅速高感度PCR法では不可能だった羊水中病原微生物の同定と定量については、高度の絨毛膜羊膜炎と関連する菌の同定と定量ができる方法を開発し、現在進行中である。上記の通り、迅速高感度PCR法を用いて未破水切迫早産の羊水中病原微生物とAmniotic fluid sludgeに関する論文を発表した。従来の迅速高感度PCR法の問題点である、菌種の同定と定量についての新たな方法を開発し、現在進行中である。今後の研究の推進方策は、1羊水感染例の抗菌薬投与による治療効果判定(定量)し、有効性を検証する。2未破水切迫早産とpPROMで適切な抗菌薬投与により周産期予後が改善するかを検証する。3切迫早産例,早産例,正常妊婦より便,腟分泌物を採取しDNAを抽出後、メタゲノム解析を行うとともに、末梢血の制御性T細胞をフローサイトメトリーで検索する。4プロバイオティクス製剤投与による介入を従来の治療に加えて行った症例を集計し、腸内細菌叢と妊娠延長期間との相関を検討し治療効果を検証する。5腸内細菌叢の変化と全身の免疫能を比較検討し、プロバイオティクスからみた新たな早産治療法を開発する。6臨床検体の集積。である。我々は独自に開発した偽陽性のない迅速高感度PCR法を用いて羊水中の感染の有無を検索した。その結果、非破水切迫早産例の羊水感染例では抗菌薬使用により早産予後が改善したが、羊水非感染例では抗菌薬使用により逆に早産予後が悪くなった(Am J Reprod Immunol 2016)。この結果は起因菌が存在しない場合、腸内細菌叢を抗菌薬が乱し、早産になったと推察させる。Amnioticfluid sludgeは経腟超音波検査で内子宮口付近に認める高輝度集塊像で、子宮内の感染・炎症や早産との関連が指摘されているが、羊水中病原微生物の詳細な検討はされていなかった。そこで未破水切迫早産の羊水中病原微生物の有無を迅速高感度PCR法により検出し、Amniotic fluid sludgeならびに周産期予後の関連を検討した。その結果、Amniotic fluid sludeは、子宮内感染ではなく子宮内の炎症を示しており、Amniotic fluid sludgeのある症例では、より早い時期に早産になる確率が高いことを初めて報告した(Am J Reprod Immunol 2018)。羊水中病原微生物の同定と定量については、従来の迅速高感度PCR法では不可能であった。その問題を解決するため、高度の絨毛膜羊膜炎と関連する菌の同定と定量ができる方法を開発し、現在進行中である。従来の迅速高感度PCR法の問題点である、菌種の同定と定量についての新たな方法は現在進行中で、予備実験では良好な結果が得られている。

そこで我々は、未破水切迫早産の羊水中病原微生物の有無を迅速高感度PCR法により検出し、AFSと病原微生物の関連ならびに周産期予後を検討した。その結果、AFSは、子宮内感染ではなく子宮内の炎症を示しており、AFSが存在する症例では、より早期に早産になり周産期予後不良となる確率が高いことを初めて報告した(Am J Reprod Immunol 2018)。問題点として、従来の迅速高感度PCR法では不可能だった羊水中病原微生物の同定と定量については、高度の絨毛膜羊膜炎と関連する菌の同定と定量ができる方法を開発し、現在進行中である。上記の通り、迅速高感度PCR法を用いて未破水切迫早産の羊水中病原微生物とAmniotic fluid sludgeに関する論文を発表した。従来の迅速高感度PCR法の問題点である、菌種の同定と定量についての新たな方法を開発し、現在進行中である。今後の研究の推進方策は、1羊水感染例の抗菌薬投与による治療効果判定(定量)し、有効性を検証する。2未破水切迫早産とpPROMで適切な抗菌薬投与により周産期予後が改善するかを検証する。3切迫早産例,早産例,正常妊婦より便,腟分泌物を採取しDNAを抽出後、メタゲノム解析を行うとともに、末梢血の制御性T細胞をフローサイトメトリーで検索する。4プロバイオティクス製剤投与による介入を従来の治療に加えて行った症例を集計し、腸内細菌叢と妊娠延長期間との相関を検討し治療効果を検証する。5腸内細菌叢の変化と全身の免疫能を比較検討し、プロバイオティクスからみた新たな早産治療法を開発する。6臨床検体の集積。である。6臨床検体の集積。である。物品費が予算よりも少なかった。来年度は抗体やPCR用の検査薬に使用する。来年度は迅速高感度PCR用の検査薬に使用する。
モルフォロジーにもとづくテクスチャ画像の記述に関する研究

本研究は,モルフォロジー(mathematical morphology)にもとづき,基本微細図形(primitive),プリミティブから派生する粒子(grain),およびその配置点の3要素でテクスチャ画像を記述する手法である"primitive, grain and point configuration (PGPC) texture model"を確立するものである.本年度は,(1)primitiveを推定し,このprimitiveを用いたopeningによって,テクスチャの特徴を損なわずアーチファクトを生じないノイズ除去を行う方法,(2)あるサイズの粒子を配置する配置点と,他のサイズの粒子を配置する配置点との間の,点配置の相関関係を推定し,それを保ちながら点配置を変更することでセミローカルな特徴を保つテクスチャを生成する方法を研究し,国内外の研究集会で発表した.また,関連研究として,黒い布の画像のもつテクスチャを測定し,黒い布の視覚的印象とテクスチャ特徴量の関係を定量化することで,人の感性を画像特徴量で表現する方法を開発した.とくに,どの画像特徴量が感性に有効に働いているかを評価する手法を開発し,国内外の研究集会で発表した.本研究は,テクスチャ画像を構成するプリミティブ(基本微細図形)の特徴を記述する手法を確立するものである.本研究では,モルフォロジー(mathematical morphology)にもとづく記述手法を実現する.テクスチャは微細な図形(粒子)が規則的あるいは不規則的に配列されて形成された「模様」と考えることができ,それらの粒子を要約した基本的図形をプリミティブと呼ぶ.これまでのテクスチャ解析手法では,「画像AのテクスチャとBのテクスチャは同じである(異なる)」という分類結果を得る手法か,あるいはプリミティブの候補を既知として,対象のテクスチャが候補中のどのプリミティブから構成されるかを調べる手法がほとんどであった.これに対して本研究では,形状を記述する枠組みであるモルフォロジーを利用して,未知のプリミティブの形状を,候補から選ぶのではなく具体的に記述する.本年度は,(1)複数種類のプリミティブをもつテクスチャについて,テクスチャをそれを構成する各粒子に分割し,各粒子をその特徴量にもとづいてクラスター分析法によってグループ分けすることで,「何種類の要素形状があって,それぞれがどんな形をしているか」を記述する方法,および(2)プリミティブが1種類の場合に,スケルトンを用いることにより,粒子のサイズ分布に依存せずにプリミティブを推定する方法,(3)推定されたプリミティブをもとに,粒子を配置する点を求め,配置点を削減することで,テクスチャを視覚的影響を少なくしながらデータ量を削減する方法,の3つを研究し,論文誌・研究集会で発表した.また,テクスチャをプリミティブから派生する粒子とその配置点で記述する方法を"Primitive and point configuration (PPC) texture model"と名付け,上記(2)の方法はこのモデルでのprimitiveの推定法と位置づけた.さらに,配置点の操作法である(3)を発展させて,配置点を確率過程モデルで表現することでテクスチャを操作する方法を現在研究している.本研究は,モルフォロジー(mathematical morphology)にもとづいて基本微細図形(primitive),プリミティブから派生する粒子(grain),およびその配置点の3要素でテクスチャ画像を記述する手法である"primitive, grain and point configuration (PGPC) texture model"を提示し,テクスチャの再構成可能な形での特徴抽出法・テクスチャの変形と再構成手法を確立するものである.本年度は,(1)primitiveをその形状だけでなく輝度分布も合わせて推定する方法,(2)推定された配置点の一部を省略することで,テクスチャの特徴を損なわないノイズ除去を行う方法,(3)配置点を確率過程モデルで表現し,ローカルにはもとのテクスチャの特徴を保ちながらグローバルな粒子の配置を変更したテクスチャを生成する方法,および(4)あるサイズの粒子を配置する配置点と,他のサイズの粒子を配置する配置点との間の,点配置の相関関係を推定し,それを保ちながら点配置を変更することでセミローカルな特徴を保つテクスチャを生成する方法を研究し,国内外の研究集会で発表した.また,関連研究として,黒い布の画像のもつテクスチャを測定し,黒い布の視覚的印象とテクスチャ特徴量の関係を定量化することで,人の感性を画像特徴量で表現する方法を開発した.本研究は,モルフォロジー(mathematical morphology)にもとづき,基本微細図形(primitive),プリミティブから派生する粒子(grain),およびその配置点の3要素でテクスチャ画像を記述する手法である"primitive, grain and point configuration (PGPC) texture model"を確立するものである.本年度は,(1)primitiveを推定し,このprimitiveを用いたopeningによって,テクスチャの特徴を損なわずアーチファクトを生じないノイズ除去を行う方法,(2)あるサイズの粒子を配置する配置点と,他のサイズの粒子を配置する配置点との間の,点配置の相関関係を推定し,それを保ちながら点配置を変更することでセミローカルな特徴を保つテクスチャを生成する方法を研究し,国内外の研究集会で発表した.また,関連研究として,黒い布の画像のもつテクスチャを測定し,黒い布の視覚的印象とテクスチャ特徴量の関係を定量化することで,人の感性を画像特徴量で表現する方法を開発した.とくに,どの画像特徴量が感性に有効に働いているかを評価する手法を開発し,国内外の研究集会で発表した.
磁気勾配駆動型非接触高温超電導浮上モータの開発と制振に関する研究

本研究では、回転体の半径方向からの駆動力を必要とせず、軸方向からの駆動力によって、表・裏で磁化された永久磁石をロータとする高温超電導浮上モータの振れ回り、ピッチングの制振およびこれに対する磁場解析、運動解析を実行することを目的としている。この目的を達成するために、平成17年度は下記に様な研究を行い、それに対する成果を得た。(1)ロータ上面に8個の磁場発生コイルを配置し、隣り合うコイル間に位相の反転した電流を印加することによってできる回転磁気勾配による駆動の回転進行波型磁気勾配をシミュレーションにより再現し、実際の磁束密度変化と比較して、解析結果がほぼ一致していることを確認した。(2)この時の浮上系の諸特性を解析し、本駆動方式がロータの振動特性に与える影響が極めて微少であることを明らかにした。(3)磁気勾配発生コイルよりロータの振れ周りおよびピッチングを抑制することが難しいことから磁気反発型の磁気軸受け機構を発展させ、ロータの振れ周りおよびピッチングの各共振点付近での振動抑制に成功した。(4)新たに誘導起電力を利用したセンサーコイルを開発し、これから得られるロータの振動速度をフィードバックする事により非常に簡便なシステムの構築に成功した。(5)これらの運動解析、磁気ダンパからの制御力解析をモデル化し、数値解析した結果、実験結果とよく一致する事が分かり、本研究における数値結果解析が妥当なものであることを確認した。(6)以上より、従来方式では不可能だった回転体のピッチングについても抑制可能となり、またその電磁力および運動解析も妥当なものといえる結果が得られた。本研究では、回転体の半径方向からの駆動力を必要とせず、軸方向からの駆動力によって、表・裏で磁化された永久磁石をロータとする高温超電導浮上モータの開発とその制振および運動を解析することを目的としている。この目的を達成するために、平成16年度は下記に様な研究を行い、それに対する成果を得た。(1)ロータ上面に8個の磁場発生コイルを配置し、隣り合うコイル間に位相の反転した電流を印加することによってできる回転磁気勾配による駆動方法開発し、上下方向の力および軸直角方向の軸周りモーメントを打ち消しながら駆動力を得られる事が確認された。(3)磁気勾配発生コイルよりロータの振れ周りおよびピッチングを抑制することが難しいことから磁気反発型の磁気軸受け機構を開発し、ロータの共振点付近での振れ周りの抑制に成功した。(4)磁気反発型の軸受けは本来軸方向に不安定であるため、軸方向の位置制御が必要であるが、本系においては、超電導浮上のピン留め効果により軸方向の位置制御を必要とせず、非常に容易に非接触磁気軸受けとして効果を発揮することが確認された。(5)磁気反発型磁気軸受け機構に振れ周りによって生じる軸の速度をアンプを解してフィードバックさせることにより磁気軸受け機構にさらに、磁気ダンパの機能を付加することにより振れ周り振動をほぼ消し去ることに成功した。(6)これによりロータに浮上、駆動、制振の3つの機能を持たせることに成功した。
凸曲面と凸多面体の最遠点集合と最小跡

昨年度の後半から始めた,凸曲面で全ての測地線が自己交差しないことと,4つの合同な三角形の面からなる4面体であることとは同値なことを示そうとする研究の細かい部分の証明をつめ,現在,論文にまとめている.また,その際に使った,単純閉測地線の長さと,そこから最も離れた点までの距離との積は,曲面の面積の2倍以下となることを用いて,凸曲面におけるいろいろな不等式を示すことが出来,これに関しては,8月に論文として出版された.一昨年度に得られた2つの結果については,1つ目の,退化した凸曲面においてのSteinhauss型の問題についての研究は,定幅凸領域の場合の性質も加えて,共同研究者のJ.Rouyer氏を8月に招聘して,論文にまとめ投稿中である.2つ目の前半部分は,昨年度に終わっており,(4辺形を用いる比較定理を作り,凸曲面における最遠点となりえる場所を特徴付ける問題に関しては,論文を仕上げて現在投稿中である.)後半部分の凸多面体の場合に曲率がπ以上の頂点は必ずどこかの点の最遠点となることについては,滑らかな曲面への拡張を加え,論文にまとめ,投稿中である.更に,そのような点が3つ以上ある場合は,その中のどれかは,直径を与える2点の一つになることを示すことも出来,滑らかな場合の設定を現在検討中である.J.Rouyer氏を8月に招聘した際に三人で新たに,凸曲面におけるBaireカテゴリー的観点からの多くの結果のAlexandrov曲面への拡張を検討を始め,いくらかの部分的結果を得ており,今後の発展が期待される.今年度は後半から研究を始めたのであるが,既に以下ような2つの方向の研究を論文をまとめつつある.一つ目の研究は,degenerate convex surfaceにおいてのSteinhauss型の問題(最遠点集合を対応させる写像Fが1価で全単射となり,最遠点の最遠点はもとの点となるdegenerate convex surfaceは,円盤のdoubleとなる?)についてであるが,最遠点までの距離が一定であることを更に仮定すれば,一般次元においても肯定的に解決できた.また,定幅曲線からなるdegenerate convex surfaceの場合にも肯定的に解決した.更に,本来のSteinhauss問題に関しては,Fが全単射でF^2=idとなる回転面で中心対称でない一般次元の例を構成した.現在,論文にまとめているところである.二つ目の研究としては,凸曲面における最遠点となりうる集合を特徴付ける問題を考察した.凸多面体の場合に,ある種の閉測地線がある場合には,最遠点となりうる点は,そこからその長さ分だけ離れていることや,曲率がπ以上の頂点は必ずどこかの点の最遠点となることを以前大学院生の研究として指導したことがあるが,それを更に凸曲面における擬閉測地線の場合に一般し,以前の証明のギャップを埋め,現在,論文として最終チェックの段階である.また,一般に凸とは限らない多面体の最小跡が,多面体を近似する曲面の列を取ったとき,その最小跡の極限集合と一致するかどうか等の問題の考察にも,徐々に取りかかっている.更に,グラフにおけるSteinhauss型の問題や,最短の擬閉測地線は特異点を1点しか通らないか等の新たな問題を見つけだしており,今後の進展が期待される.昨年度に得られた2つの結果については,1つ目の,退化した凸曲面においてのSteinhauss型の問題についての研究は,もう一人の共同研究者のJ.Rouyerと連絡を取りあい,定幅凸領域の場合の性質も加えて,論文がまとまりつつある.2つ目の前半部分,4辺形を用いる比較定理を作り,凸曲面における最遠点となりえる場所を特徴付ける問題に関しては,論文を仕上げて現在投稿中である.また,後半部分の凸多面体の場合に曲率がπ以上の頂点は必ずどこかの点の最遠点となることについては,滑らかな曲面への拡張を検討し,概ね結果が得られた.更に,そのような点が3つ以上ある場合は,その中のどれかは,直径を与える2点の一つになることを示すことも出来,滑らかな場合の設定を現在検討中である.今年度から始まった問題として,ある点pが点qからの距離関数の臨界点となるとき,qをinverse critical pointとよび,その存在とその個数を調べた.任意曲面で任意の点のinverse critical pointは少なくとも1個存在し,全ての点で1個のときは,球面に位相同形となり,向き付け可能の場合は有限個で,その個数評価も種数によって出来た.(T.Zamfirescu, I.Baranyとの共同研究として,現在論文のまとめに入っている.)また,凸曲面で全ての測地線が自己交差しないことと,4つの合同な三角形の面からなる4面体であることとは同値なことも示した.また,その際に使った,単純閉測地線の長さと,そこから最も離れた点までの距離との積は,曲面の面積の2倍以下となることを用いて,凸曲面におけるいろいろな不等式を示すことが出来た.

その他,cylinderのもつ不思議な性質に関する研究もまとめた.昨年度の後半から始めた,凸曲面で全ての測地線が自己交差しないことと,4つの合同な三角形の面からなる4面体であることとは同値なことを示そうとする研究の細かい部分の証明をつめ,現在,論文にまとめている.また,その際に使った,単純閉測地線の長さと,そこから最も離れた点までの距離との積は,曲面の面積の2倍以下となることを用いて,凸曲面におけるいろいろな不等式を示すことが出来,これに関しては,8月に論文として出版された.一昨年度に得られた2つの結果については,1つ目の,退化した凸曲面においてのSteinhauss型の問題についての研究は,定幅凸領域の場合の性質も加えて,共同研究者のJ.Rouyer氏を8月に招聘して,論文にまとめ投稿中である.2つ目の前半部分は,昨年度に終わっており,(4辺形を用いる比較定理を作り,凸曲面における最遠点となりえる場所を特徴付ける問題に関しては,論文を仕上げて現在投稿中である.)後半部分の凸多面体の場合に曲率がπ以上の頂点は必ずどこかの点の最遠点となることについては,滑らかな曲面への拡張を加え,論文にまとめ,投稿中である.更に,そのような点が3つ以上ある場合は,その中のどれかは,直径を与える2点の一つになることを示すことも出来,滑らかな場合の設定を現在検討中である.J.Rouyer氏を8月に招聘した際に三人で新たに,凸曲面におけるBaireカテゴリー的観点からの多くの結果のAlexandrov曲面への拡張を検討を始め,いくらかの部分的結果を得ており,今後の発展が期待される.
多波長偏光を用いた非接触2次元サブミクロン粒径・数密度計測

本研究課題では,「非接触」かつ「2次元」の「サブミクロン」粒径計測法の開発をもくろむ.電子顕微鏡のような採取計測では,「採取すること」によって微粒子の「粒径・組成」が変わり,さらに「時間履歴・空間分布」の貴重な情報が失われる.そこで,非接触計測法である「偏光比法」に着目する.粒子群に直線偏光レーザを入射する.偏波面に垂直方向の散乱光強度と,偏波面に平行方向の散乱光強度を取得する.両社の強度比は偏光比と呼ばれ,粒径に依存する.本研究では,多波長光源を用いることで,粒径分布を一意に求める手法を確立した.この手法はブタン層流拡散火炎に適用され,すす粒子の粒径計測が可能であることが検証された.本研究では,「非接触」かつ「2次元」の「サブミクロン」粒径計測法開発を目論む.電子顕微鏡のような採取計測では,「採取すること」によって微粒子の「粒径・組成」が変わり,さらに「時間履歴・空間分布」の貴重な情報が失われる.そこで,非接触計測法である「偏光比法」に着目する.その決定的な弱点であった「計測範囲の狭さ」を,多波長光源を用いることで解消した.これにより,「非接触」かつ「2次元」でサブミクロン粒子の「粒径」「数密度」を同時計測できる手法となると期待される.平成25年度は,ポリスチレン標準粒子を用いた計測精度検証から着手した.さらにこの技術を実用場に適用するため,「層流拡散火炎中で生成するすす粒子」に着目し,その粒径計測セットアップを構築した.光源に,数種類の直線偏光レーザ光源を用いる.レーザ光偏波面を45度傾けた状態でシート光を形成し,計測対象に入射する.散乱光撮影に,デジタルCCDカメラ2台を用いる.それぞれ,偏波面に垂直・平行成分の散乱光を取得する.光源波長を変化させながら計測を行い,多波長データを取得する.この1セットのデータから,各波長での偏光比空間分布を求め,各点での粒径・数密度を算出する.燃料にはブタンを用いた.燃料は,円形ノズルから上向きに噴出し,層流拡散火炎を形成する.この層流拡散火炎にレーザシートを入射し,すす粒子からの散乱光をカメラで取得する.すすの赤熱発光(輝炎)による広帯域波長のノイズが重畳するため,狭帯域バンドパスフィルタを設置した.得られた輝度情報から偏光比の空間分布を求め,すす粒子の粒径ならびに数密度の空間分布を算出した.予備実験の結果では,すす粒径は約30 nmであった.従来の報告よりも粒径が過小評価されている可能性があり,次年度,問題点の洗い出しならびに計測法改善を行っていく予定である.本研究課題では,「非接触」かつ「2次元」の「サブミクロン」粒径計測法開発を目論む.電子顕微鏡のような最終計測では,「採取すること」によって微粒子の「粒径・組成」が変わり,さらに「時間履歴・空間分布」の貴重な情報が失われる.そこで,非接触計測法である「偏光比法」に着目する.本研究では,その決定的な弱点であった「計測範囲の狭さ」を,多波長の光源を用いることで解消した.これにより,「非接触」かつ「2次元」でサブミクロン粒子の「粒径」「数密度」を同時計測できる手法となると期待される.平成25年度は,ポリスチレン標準粒子を用い,本手法の計測原理ならびに計測精度の検証を実施した.粒子群に直線偏光レーザを入射する.CCDカメラを用い,粒子群からの散乱光のうち,偏波面に垂直方法の散乱光強度と,偏波面に平行方向の散乱光強度を取得する.両者の強度比(偏光比)は粒径に依存する.この計測を複数波長について実施することで,連立方程式を解くように粒子群の粒径分布を得る.検証結果は良好であり,計測手法として成立することが確認された.さらにこの技術を実用場に適用するため,「層流拡散火炎中で生成するすす粒子」に着目し,その計測に着手した.平成26年度は,引き続き「すす粒子」の粒径計測に注力し,初期のデータを得るに至った.しかしながら同時に,計測を妨げる問題も顕在化した.最大の問題は,火炎を「同時計測できない」ことにある.多波長の光源を切り替える必要があるため,同じ時刻の散乱光像を取得することができない.わずかな揺らぎや時間変化が計測結果に影響を及ぼすことが明らかとなった.平成27年度は,新たな光源(既設設備)とカメラ(既設設備)を導入し,この問題を解決する.本手法を,実用技術に昇華させ完成させることを目論む.本研究課題では,「非接触」かつ「2次元」の「サブミクロン」粒径計測法開発を目論む.電子顕微鏡のような採取計測では,「採取すること」によって微粒子の「粒径・組成」が変わり,さらに「時間履歴・空間分布」の貴重な情報が失われる.そこで,非接触計測法である「偏光比法」に着目する.粒子群に直線偏光レーザを入射する.CCDカメラを用い,粒子群からの散乱光のうち,偏波面に垂直方向の散乱光強度と,偏波面に平行方向の散乱光強度を取得する.両者の強度比(偏光比)は粒径に依存することから粒径を決定できるというものである.本研究では,その決定的な弱点であった「計測範囲の狭さ」ならびに「粒子群の粒径分布の幅をあらかじめ仮定する」という点を,多波長の光源を用いることで解消する.

複数波長のレーザで計測を行うことで,連立方程式を解くように「粒径分布」を計測する.これにより,「非接触」かつ「2次元」のサブミクロン粒径計測を実現する.平成25年度は,ポリスチレン標準粒子を用い,本手法の計測原理ならびに計測精度の検証を実施した.平成26年度は,この技術を実用場に適用するため,「層流拡散火炎中で生成するすす粒子」に着目し,その計測に着手した.初期データを得るに至るも,同時に計測を妨げる問題が顕在化しした.最大の課題は,火炎を「答辞計測できない」ことにある.多波長の光源を切り替える必要があるため,同じ時刻の散乱光を取得することができない.わずかな揺らぎや時間変化が計測結果に影響を及ぼすことが明らかとなった.平成27年度は,多波長レーザ光源(既設設備)と偏光カメラ(既設設備)を投入し,この問題の解決を目論んだ.高さ30mmのブタン層流拡散火炎中で生成するすす粒子は,中心軸上では10nmのオーダであり,火炎面に近づくについてれ粒径が増大する様子が確認された.本研究課題では,「非接触」かつ「2次元」の「サブミクロン」粒径計測法の開発をもくろむ.電子顕微鏡のような採取計測では,「採取すること」によって微粒子の「粒径・組成」が変わり,さらに「時間履歴・空間分布」の貴重な情報が失われる.そこで,非接触計測法である「偏光比法」に着目する.粒子群に直線偏光レーザを入射する.偏波面に垂直方向の散乱光強度と,偏波面に平行方向の散乱光強度を取得する.両社の強度比は偏光比と呼ばれ,粒径に依存する.本研究では,多波長光源を用いることで,粒径分布を一意に求める手法を確立した.この手法はブタン層流拡散火炎に適用され,すす粒子の粒径計測が可能であることが検証された.本研究課題では,「多波長偏光比法」を「実用技術として完成させる」ことを目論んでいる.平成26年度からは,その実用場として「層流拡散火炎」を選定し,その中で生成する「すす粒子」をターゲットとして計測を実施してきた.「火炎の安定化」,「火炎によるすすの赤熱発光(輝炎)」,「カメラ感度の直線性」,「データ処理アルゴリズムの問題」など,多くの問題が噴出してきた.昨年度までに,燃料/空気供給系の更新,光学系の更新により,少しずつではあるが実用に近づいている.最大の問題である「同時計測」が課題として残されているものの,既設設備の光源・カメラを用いることで十分に改善の可能性があると考えている.このように,問題点の洗い出しはほぼ終わっており,最終年度となる平成27年度中には,満足な計測データが得られると考えている.27年度が最終年度であるため、記入しない。内燃機関本計測手法を実用技術へと昇華するにあたり,その最大の課題は「同時計測が実施できないこと」にあった.本研究の特色でもある「多波長の光源」を用いるため,光源の交換が必要であったためである.本年度は,光源に同軸射出の多波長直線偏光レーザ光源(既設設備)を用いる.レーザ光源を45度傾けた状態でシート光を形成し,計測対象に入射する.散乱光撮影に,偏光イメージングカメラ2台(既設設備)を用いる.それぞれのカメラで,入射光偏波面に垂直・平行成分の散乱光を同時取得する.また,それぞれのカメラに異なる波長の干渉フィルターを設置することで,多波長の散乱光を同時取得する.この1セットのデータから,各波長での偏光比空間分布を求め,各点での粒径・数密度を算出する.これにより,被計測対象の時間変化による誤差を完全に排除する.これにより,「非接触」「2次元」「ササブミクロン」粒径計測手法の実用場への適用が完了すると考えている.
階層的統計モデルに基づく異種ゲノム情報の統合手法に関する総合研究

一般に生物学的知識は,データベースの形に具現化されることが多い.データベースに登録された情報にも信頼度の属性を与え,つまりそれを確率変数として取り扱うことで,データベースの登録上の過誤やその情報の不確実さをモデル化し,今までのモデルをさらに階層化したベイズモデルを構成した.これにより,マイクロアレイデータからの情報抽出,既存の生物学的知識の有効活用,データベースの信頼性の検証などを統一的に可能にする枠組みを構築した.一般に生物学的知識は,データベースの形に具現化されることが多い.データベースに登録された情報にも信頼度の属性を与え,つまりそれを確率変数として取り扱うことで,データベースの登録上の過誤やその情報の不確実さをモデル化し,今までのモデルをさらに階層化したベイズモデルを構成した.これにより,マイクロアレイデータからの情報抽出,既存の生物学的知識の有効活用,データベースの信頼性の検証などを統一的に可能にする枠組みを構築した.生物学的知識を無向グラフィカルモデルであるマルコフランダム場モデルとして表現し,DNAアレイデータに現れた遺伝子間相互作用を表すベイジアンネットワークを組み合わせた枠組みで研究をすすめている.ベイジアンネットワークにおいて矢印の太さを推定する作業は,統計の伝統的専門分野である非線形回帰問題に帰着できる.普通の非線形回帰問題は,回帰される変数に誤差を仮定しないが,本研究ではそこにも観測誤差を仮定した非線形回帰の枠組みですすめた.一つの条件付分布について非線形回帰を行い,そこからの結果をその遺伝子が影響している次の遺伝子に関する非線形回帰に反映させる.それらを順次繰り返すことで,トータルで一つの同時分布を推定する作業とした.一つ一つの非線形回帰問題で問題となる,ブートストラップのやり方に関するフリーなパラメータ値は,n個の条件付分布に関しても一定のものになるような評価でもって,consistentになるように定めた.マルコフランダム場モデルとして表された事前情報をどの程度組み込むかはハイパーパラメータが制御するが,その決定を最尤法で行おうとすると組み合わせ爆発をする計算を行う必要がある.従ってこれまでは周辺尤度の上限値,下限値をもとめることで,間接的にこの値を推定していた.よって,この尤度の見積もりがどの程度精密なのか,あるいは全く別の観点からのハイパーパラメータの決定法を考察するなど,ハイパーパラメータの推定法に関する数理的課題に取り組んだ.これらと平行して,状態空間モデルを利用したDNAアレイデータの解析手法の情報収集と新しい手法の開発を始めた.また,タンパク質工学における望みの機能をもつタンパク質の発見の過程を情報科学における最適化とみなし,タンパク質工学への応用のための遺伝的アルゴリズムの一手法を示しつつ,その有効性を計算機実験により確認しウェットな実現の可能性を探った.我々は遺伝子ネットワークの推定に,マイクロアレイデータからの遺伝子発現量の情報と,データベース化された生物学的知識の情報を結合させる枠組みを用いてきた.これは,生物学的知識を無向グラフィカルモデルであるマルコフランダム場モデルとして表現し,DNAアレイデータに現れた遺伝子間相互作用を表すベイジアンネットワークを組み合わせるものである.ベイジアンネットワークを利用した情報処理でもっとも計算負荷の高い作業は最適グラフ構造の探索である.これにはかなりの計算量が必要であるため,工夫したアルゴリズムを強力な並列計算機に実装した.本研究ではGreedyアルゴリズムを用いてグラフのMAP解を求めているが,MAP解に至るまでに探索的に得られた途中解を大量に蓄積し,グラフマイニング技術を用いて多くの因果構造ネットワークに共通する不変的構造及び各ネットワークに固有な特徴的構造の発掘を試みた.また状態空間モデルを用いて,マイクロアレイデータのタイムコースデータ(つまり時系列データ)からの遺伝子ネットワーク推定も試みた.アレイデータは,通常の時系列データと違い,その時点数(サンプル数)が10数点といった極めて少ないことが特徴である.一方,観測ベクトルの次元は数千から一万超にもなり,状態推定に関して不定となる問題設定が容易におこる.我々は状態変数ベクトルの次元を超低次元とし,実体的意味のなかった状態変数に遺伝子モジュールの概念を付与することで状態空間モデルの有効性を一連の研究により示し続けている.当初は最尤法によりパラメータ推定を行っていたが,モデルを階層化し,さらに正則条件を加えることで,動的なモジュールネットワークの変遷を推定することを可能にした.同様の枠組みを用いた,既に開発済みのクラスタリングの手法をソフト化し,その解説をソフトウェア公開論文としてトップジャーナルに発表した.また,状態空間モデルと,バイオインフォマティクスの分野で活発に研究されているカーネル法を融合する研究も進めた.カーネル法では通常データそのものを入力とする場合が推奨されているが,前処理として状態空間モデルを利用して,一信号をあえて多信号に分解し,それらを入力とするアプローチを採用することの有効性を示せた.また判別においてさまざまカーネルが一般には可能であるが,特にスペクトル判別に注目し,また正定値性が保証されていないKLカーネルをあえて採用することで,微妙なスペクトル判別が精度良くできることを実例を用いながら示した.これらの統合手法の有効性が予想以上のものであることが確認できたため,研究開発した手法の有効性のアピールと拡張性の検討のために必要な器機を導入した.複数のサブテーマを同時進行させる研究体制を今年度も引き続いてとった。具体的サブテーマの内容は,[A]非線形回帰モデルの新展開,[B]アレイデータ用のブートストラップ新手法の開発,[C]DNAタイムコースデータの解析,[D]ベイズモデルによるDNAアレイデータ情報と生物学的知識の統合,[E]確率的最適化手法による遺伝子空間の地形探索,[F]グラフ構造探索のハイパーフォーマンスコンピューティング,である。

特に[C]において,H18年度にめざましい発展があった,状態変数ベクトルの次元を超低次元とし,実体的意味のなかった状態変数に遺伝子モジュールの概念を付与することで実現した,状態空間モデルを利用した遺伝子モジュールネットワーク推定手法の研究を主に行った。また、生物データベースの自動修復を狙ったテーマ([G]:生物データベースの修復)にも進展があった。一般に生物学的知識は,データベースの形に具現化されることが多い。データベースに登録された情報にも信頼度の属性を与え,つまりそれを確率変数として取り扱うことで、データベースの登録上の過誤やその情報の不確実さをモデル化した。これまでのモデルをさらに階層化したベイズモデルを構成し,マイクロアレイデータからの情報抽出,既存の生物学的知識の有効活用,データベースの信頼性の検証などを統一的に可能にする枠組みを考案、それを入工データへ適用し性能評価を行った。また、H18年度一定の研究成果があげられた,状態空間モデルとカーネル法を融合する研究([H]カーネル法と状態空間モデルの統合)も進めた。研究開発した手法の有効性のアピールと拡張性の検討のために、H18度購入した機器を用いて身近な環境で取得可能なデータにもとづき,手法の有効性の確認実験を行った。手法の多面的展開を図る目的で複数のサブテーマに関する研究を本年度も同時進行させた.具体的サブテーマの内容は,[A]非線形回帰モデルの新展開,[B]アレイデータ用のブートストラップ新手法の開発,[C]DNAタイムコースデータの解析,[D]ベイズモデルによるDNAアレイデータ情報と生物学的知識の統合,[E]確率的最適化手法による遺伝子空間の地形探索,[F]グラフ構造探索のハイパーフォーマンスコンピューティング,[G]生物データベースの自動修復を狙ったテーマ、[H]カーネル法と状態空間モデルの統合である。これらの中で、[C],[D]に関係して開発したアルゴリズムをWeb上でサービスあるいは公開(MetaGeneProfiler on the WEB http://metagp.ism.ac.jp/及び,TRANScriptional Module NETwork http://daweb.ism.ac.jp/yoshidar/software/ssm/)しているが,本年度も引き続きその拡充と整備を行った.また、[H]については、一昨年度依頼着実な研究成果が得られているので、一昨年度購入した機器を用いて身近な環境で取得可能なデータにもとづき,手法の有効性の確認実験をすすめた.その成果を論文として出版できる予定となっている.確率的最適化手法やグラフ探索のアルゴリズムのハイパーフォーマンスコンピューティングが予想以上に急進展したことにより、並列度をあげた計算機環境のもとでアルゴリズムのパーフォーマンスの十分な検討も行った.
ラット肝モノアミノ酸化酵素の分子構成と細胞内局在化シグナル

神経伝達アミンのレベルの調節に関与しているモノアミン酸化酵素に関して次の3点を明らかにした。(1)A型酵素のcDNAクロ-ニングと塩基配列、アミノ酸配列の決定:既に得られているB型酵素に対するcDNAをプロ-ブに用いて、ラット肝mRNAのcDNAライブラリ-(λgt_<11>)をスクリ-ニングすることにより約2.5kbpのA型酵素に対するcDNAを得た。その塩基配列から得られたアミノ酸配列によると、526残基、分子量59.6kDであった。ウシやヒトのA型酵素および、ラットのB型酵素との相同性はそれぞれ、約87%および約70%であった。A,B両酵素のcDNAを用いてラット各臓器での両酵素のmRNAの発現量を調べたところ、A型酵素は心臓で、B型酵素は肝臓で特に高い発現がみられた。なお、mRNAの大きさは、A型酵素は4.2kb、B型酵素は2.8kbであった。(2)B型酵素の哺乳動物内での発現:B型酵素のFAD結合サブユニットαcDNAを哺乳動物細胞に導入したところ、高い酵素活性の発現がみられ、その活性はミトコンドリアに局在していた。このことは、本酵素がFAD結合サブユニットのみから成ることを示唆している。(3)B型酵素のミトコンドリア局在化シグナルの同定:B型酵素のカルボキシ末端部約30残基に相当するcDNAをチトクロムb_5の親水性部に結合させ、哺乳動物細胞に導入して、発現した融合蛋白質の細胞内局在場所を検討したところ、ミトコンドリアに局在した。これまで、ミトコンドリア蛋白質の局在化シグナルは前駆体のアミノ末端部に存在することが定説となっているが、上記の結果はモノアミン酸化酵素の場合、カルボキシ末端に存在することを示している。