hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノインプリント用ガス透過性モールド材料

最終年度は、転写成功回数の向上のための機能性プラスチック成形用ガス透過性透明モールド材料の設計・プロセスの最適化と大面積化を行った。機能性プラスチック成形用ガス透過性透明モールド材料による被転写材の転写成功回数が100回以上に改善することが新たに分かった。ガス透過性透明モールド材料の転写成功回数の向上のための材料設計の最適化と鍵となる要素を把握した。また、約17倍の機能性プラスチック成形用ガス透過性透明モールド材料の大面積化を達成できた。先行研究において被転写材料中に含有された揮発性溶媒量を2倍にしても高いガス透過性と繰り返し転写性を保持することができ、更に、蒸気圧や溶解性が異なる複数の揮発性溶剤を含有した被転写材料にもガス透過性透明モールド材料による加工が対応できることが分かった。本研究成果は、受賞2件(内定1件含む)と共に、査読有学術論文・国際会議プロシーディングス11件、口頭発表12件、ポスター発表5件、出版分担2件、及び新聞発表2件にて公開した。準備した複数のナノインプリント用ガス透過性透明モールド材料の基礎分析と共に、その詳細な解析とナノインプリント法による微細加工評価を富山県立大学(試験機LTNIP-500)とリソテックジャパン(株)(量産機)で行う。目的であるナノインプリント特性と要素との関係を評価するため、設計要素(分子構造・分子量・水酸基濃度等)とプロセス要素(加圧力・光照射量・焼成温度)を解明する(図4)。ガス透過性やナノインプリント繰り返し評価(モールド耐久性)に対する市販成型材料のナノ加工形状・限界解像性(加工限界)・加工精度・加工サイズのゆらぎの依存性に主眼を置き、シクロデキストリンやカリックスアレーン骨格を主原料に用いたナノインプリント用ガス透過性透明モールド材料の適用可能性(ナノインプリントサイクル数・耐久性)を明らかにする。ナノインプリント繰り返し特性に影響するガス透過・吸着性の性能劣化についても考慮する。望ましいガス透過性透明モールド材料を得るための材料設計や成型プロセスについて高分子学や精密加工学の観点から考察する。積極的な外部発表による研究成果の公開に加え、民間企業との産学連携を加速させ、新材料の実用化を達成する。ガス透過性金型(高分子)は転写成功回数の改善に成功したが、事業化のために更なる耐久性改善が要求される懸念がある。ガス透過性金型(金属)は優れた耐久性を示すが、0.1mm以下の微細化に対応できない懸念があるが、高分子と金属のハイブリッド金型により耐久性と微細化の両方を解決する。ガス透過性金型の大型化ができない場合、1機械的強度の改善に特化して再設計、2金型支持方法の改良、3装置改良などを提携企業と協議する必要がある。ガス透過性金型を大型化にするマスター金型と装置は研究室に無いため、外部研究支援の民間機関と協力して進める予定である。本年度に予定していたガス透過性透明モールド材料の原料や溶媒等の試薬購入のための費用は、学内研究費の追加資金や寄付金等の支援により充当することができたため。更に、購入を予定していた高速液体クロマトグラフィ装置については、産学連携企業の分担により無料で分析いただけることになったため。次年度使用額が生じた理由:外部競争的資金(民間)が獲得でき、かつ本研究が計画通り進行したため。次年度は、大型ナノ加工装置を保有する国際機関と連携して、本研究を加速する予定である。
小児消化器疾患における超音波ドップラー検査による腸管血流測定の有用性に関する検討

腹部超音波検査は非侵襲的で放射線被ばくを伴わない検査法で、CTやMRIを撮像するにあたり鎮静が必要な小児科領域において、超音波検査は無鎮静でも実施可能で成人領域と比較してもその有用性は高い。近年、超音波検査機器の開発技術の向上により、doppler技術も発達し、視覚的に細部の血流まで捉えることも可能となってきた。しかし、微細な血流をとらえても、血流の強弱の判定は術者の視覚的評価により、客観性が乏しいことが超音波検査の短所であった。我々は超音波検査により得られた血流像を2つの方法で定量化し、種々の小児消化器疾患において数値的な疾患特異性が存在するかを検討している。平成30年度の計画として、(1)8-12MHzの高周波リニアプローブを用い、明らかに体動で不鮮明に描出された画像は使用しない方針で、B-modeによる腸管壁肥厚、腸管拡張、腸間膜肥厚などの異常所見検索、画像撮像・保存を行い、観察対象部に対するPDIとSMIによる腸管血流の評価(各部位に対して最低5か所以上の静止画と動画(5-10秒程度)を撮像・保存)を行っている。ImageJ (National Institute of Health, Bethesda, MD)による画像の変換と解析は一部の症例に対し実施したが、まだ全症例に対しては実施しておらず、症例集積完了時には総じて行う予定である。SMIで得られた動画は同期してVIが計測されるため、ハードディスク内に画像保存を行っている。現時点での症例数は40症例ほどである。(3)統計解析に関しても、症例集積が完了次第、順次行っていく予定である。また、当研究で解析した一部の症例(新生児乳児消化管アレルギー)に関するデータを用い、研究論文1編を英文誌(Allergology Internatinal)に投稿し、掲載された。平成29年度も報告したが、研究に使用するための超音波検査機器(Aplio i800, Canon Medical)の当科への納入予定が、種々の事情もあり、計画当初よりも8ヶ月以上遅延したため、それに伴い症例集積も大幅に遅延している。現在、遅延分を取り戻すべく、症例集積を進めている。Aplioi800を使用しなければ進められなかった、SMIやvascular indexのデータ解析に関しては大幅に遅延しているが、他の機器でも解析が可能であった、Vessel densityに関するデータを使用し、英語論文を1編掲載することもできた。今後、最終的な統計解析を実施するのに必要な症例数を達成するため、症例を増やしていく予定で、現在、着実に増加していることから、さらに積極的な症例集積を行っていく。我々は、超音波検査により得られた血流像を2つの方法で定量化し、種々の小児消化器疾患において数値的な疾患特異性が存在するかを検討している。平成29年度の計画として、(1)患児と両親からの同意書作成と、対象の急性期消化管疾患児、および正常対照児の詳細(年齢、性別、疾患名、身長、体重、それぞれの疾患重症度などを含む)を記入するための超音波検査リストの作成があったが、リストは電子カルテ情報をもとに作成が完了し、同意書の作成も完了している。(2)8-12MHzの高周波リニアプローブを用い、明らかに体動で不鮮明に描出された画像は使用しない方針で、B-modeによる腸管壁肥厚、腸管拡張、腸間膜肥厚などの異常所見検索、画像撮像・保存を行い、観察対象部に対するPDIとSMIによる腸管血流の評価(各部位に対して最低5か所以上の静止画と動画(5-10秒程度)を撮像・保存)を行っている。ImageJ (National Institute of Health, Bethesda, MD)による画像の変換と解析はまだ実施しておらず、症例集積完了時に総じて行う予定である。現時点での症例数は20症例ほどである。(3)症例集積が完了しておらず、統計解析は実施していない。研究に使用するための超音波検査機器(Aplio i800, Canon Medical)の当科への納入予定が、種々の事情もあり、計画当初よりも8ヶ月以上遅延したため、それに伴い症例集積も大幅に遅延している。

平成30年度の計画として、(1)8-12MHzの高周波リニアプローブを用い、明らかに体動で不鮮明に描出された画像は使用しない方針で、B-modeによる腸管壁肥厚、腸管拡張、腸間膜肥厚などの異常所見検索、画像撮像・保存を行い、観察対象部に対するPDIとSMIによる腸管血流の評価(各部位に対して最低5か所以上の静止画と動画(5-10秒程度)を撮像・保存)を行っている。ImageJ (National Institute of Health, Bethesda, MD)による画像の変換と解析は一部の症例に対し実施したが、まだ全症例に対しては実施しておらず、症例集積完了時には総じて行う予定である。SMIで得られた動画は同期してVIが計測されるため、ハードディスク内に画像保存を行っている。現時点での症例数は40症例ほどである。(3)統計解析に関しても、症例集積が完了次第、順次行っていく予定である。また、当研究で解析した一部の症例(新生児乳児消化管アレルギー)に関するデータを用い、研究論文1編を英文誌(Allergology Internatinal)に投稿し、掲載された。平成29年度も報告したが、研究に使用するための超音波検査機器(Aplio i800, Canon Medical)の当科への納入予定が、種々の事情もあり、計画当初よりも8ヶ月以上遅延したため、それに伴い症例集積も大幅に遅延している。症例集積がすすまなければ、最終的な統計解析に至らないため、当院に入院した患児を対象に、着実に症例を増やしていく予定である。検査機器導入後、検査症例数は着実に増加しているが、現状では新生児・乳児消化管アレルギーの症例が不足しているため、一般小児病棟だけでなく新生児病棟の入院症例なども積極的にリサーチしていく予定である。現在、遅延分を取り戻すべく、症例集積を進めている。Aplioi800を使用しなければ進められなかった、SMIやvascular indexのデータ解析に関しては大幅に遅延しているが、他の機器でも解析が可能であった、Vessel densityに関するデータを使用し、英語論文を1編掲載することもできた。今後、最終的な統計解析を実施するのに必要な症例数を達成するため、症例を増やしていく予定で、現在、着実に増加していることから、さらに積極的な症例集積を行っていく。検査機器導入の遅れにより、予定よりも超音波検査における消耗品の使用がなかったことと、成果の学会発表も滞ったことが影響していると思われる。症例が蓄積されることで、経費、学会発表とそれに伴う交通費などの使用は増加すると考えられる。また、研究書、参考書、統計ソフトの購入なども今後、行っていく予定である。予定よりも超音波検査における消耗品の使用がなかったことが影響していると思われる。研究が進むにつれ、経費、学会発表とそれに伴う交通費などの使用は増加すると考えられる。また、研究書、参考書、画像評価デバイスの購入なども今後、行っていく予定である。
マングローブ林保全のためのグローバル景観ゲノミクス

■研究進捗管理: 10月に筑波大で分担者・研究協力者全員が集まる研究打合せを実施し、研究の進捗と今後の計画について打ち合わせた。それ以外の時期はインターネットを介して進捗管理を行った。■サンプル調整・入手:すでに入手済のサンプルを引き続き精製・調整することで、リシーケンシング解析を行った。前年度に入手できなかった新大陸のマングローブ植物のサンプルを入手するために、メキシコ自治大学においてサンプル収集を行った。前年度実施予定分も含め、リシーケンシング解析用のDNAサンプルを精製した。また、その他の地域からも、サンプルを引き続き入手した。■DNA解析実験:計画調書に記載したサンプリングスキームに基づいて、これまでに取得したデータを用いた景観ゲノミクス解析を進めた。琉球弧のサンプルについても、DNA解析実験を進める。多検体・小規模のゲノム解析をすすめるために、次世代シーケンサであるiSeqを導入した。■データ解析と研究発表:年度内にデータの出たアメリカヒルギのシーケンシングデータについて、さらに景観遺伝学的研究を実施して、論文発表の準備を進めた。また、ホウガンヒルギについてもリシーケンシングデータを用いた景観ゲノミクス解析を開始した。マングローブ植物同様の分布域を持ち、比較対象とする海流散布植物についても、データ解析を進め、研究論文およぼ学会等での研究発表を行った。■交付決定された助成総額にあわせて、計画調書に記載していた事業計画の予算規模を調整して実施した。ポスドク研究員の公募を継続して行ったが、応募が無かった。物品費の割宛てを増やして研究計画を進めた。交付申請時の計画の全ては採択された予算で実施することはできないので、予算額にあわせて計画調書で予定していた実験規模を、対象種、サンプル数、実験規模を調整することで縮小して研究実施計画を立てた。年度内に琉球大学熱帯生物圏研究センター西表研究施設にて専任ポスドクを雇用するために公募を行ったが、適任者が見つからず、翌年度まで公募を継続することになった。この専任ポスドクが担当予定だった研究計画は、代表者・分担者が担当することになり、研究補助のために技術補佐員(研究協力者)を雇用して補った。また、代表者と研究補助者が小規模のゲノム解析を簡便に実施できるように、次世代シーケンサであるiSeq100を導入した。前年度にDNAサンプルの品質の問題で実施できなかったリシーケンシング解析については、新たに精製したサンプルを用いて実験を実施し、解析を追えることができた。新大陸のマングローブ植物の一部(Avicennia属など)についてはメキシコ自治大学の共同研究者から十分な品質のDNAサンプルを得て、予定していたリシーケンシング解析を実施した。年度内に出版を予定していた研究論文のうち2報は発表できた(一報は報告書作成段階でin press)。■研究進捗管理: 6月に代表者の所属する琉球大学熱帯生物圏研究センター西表研究施設で、分担者及び研究協力者全員が集まる研究打合せ会議を実施し、進捗管理と今後の詳細計画を協議する。その後の進捗管理はインターネットを介して行う。■サンプル調整・入手:前年度に引き続き入手済のDNAサンプルを精製することで、景観ゲノミクス解析のために必要なサンプルを調整する。また、昨年度にメキシコ自治大学の共同研究者から得たリシーケンシング解析用のサンプルの精製・解析を進めるとともに、日本国内、アジア太平洋地域および中南米地域から解析に必要なDNAサンプルを引き続き入手し、必要に応じて、現地調査も実施する。解析するサンプルの詳細および現地調査の内容については6月の研究打合せで決定する。■DNA解析実験:新大陸(特にメキシコ)のマングローブ種について、リシーケンシング解析を継続実施する。■データ解析と研究発表:アメリカヒルギのリシーケンシングデータについては景観遺伝学的解析を完成させ、論文を発表をする。また、ホウガンヒルギその他のマングローブ植物、及び、比較対象のためにゲノム解析を行った海流散布植物(マングローブと同様の分布域を持つもの)のデータ解析を進める。7月にシンガポールで開催されるの国際学会(MMM5)とその他の国内学会で研究発表を行う。■国際共同研究:ブラジルの共同研究者を日本に招へいして、新大陸のマングローブ植物についてのデータ解析と論文作成を進める。また、7月の国際会議でアフリカ地域の研究者とも調査協力についての打合せを行い、西アフリカ地域からのサンプル入手や調査実施の準備を行う。あわせて、アジア地域の共同研究者とも、共同研究の実施についての打合せを行う。■ポスドク研究員1名を西表研究施設で雇用して、研究計画の実施に参画させる。

■データ解析と研究発表:年度内にデータの出たアメリカヒルギのシーケンシングデータについて、さらに景観遺伝学的研究を実施して、論文発表の準備を進めた。また、ホウガンヒルギについてもリシーケンシングデータを用いた景観ゲノミクス解析を開始した。マングローブ植物同様の分布域を持ち、比較対象とする海流散布植物についても、データ解析を進め、研究論文およぼ学会等での研究発表を行った。■交付決定された助成総額にあわせて、計画調書に記載していた事業計画の予算規模を調整して実施した。ポスドク研究員の公募を継続して行ったが、応募が無かった。物品費の割宛てを増やして研究計画を進めた。交付申請時の計画の全ては採択された予算で実施することはできないので、予算額にあわせて計画調書で予定していた実験規模を、対象種、サンプル数、実験規模を調整することで縮小して研究実施計画を立てた。年度内に琉球大学熱帯生物圏研究センター西表研究施設にて専任ポスドクを雇用するために公募を行ったが、適任者が見つからず、翌年度まで公募を継続することになった。この専任ポスドクが担当予定だった研究計画は、代表者・分担者が担当することになり、研究補助のために技術補佐員(研究協力者)を雇用して補った。また、代表者と研究補助者が小規模のゲノム解析を簡便に実施できるように、次世代シーケンサであるiSeq100を導入した。前年度にDNAサンプルの品質の問題で実施できなかったリシーケンシング解析については、新たに精製したサンプルを用いて実験を実施し、解析を追えることができた。新大陸のマングローブ植物の一部(Avicennia属など)についてはメキシコ自治大学の共同研究者から十分な品質のDNAサンプルを得て、予定していたリシーケンシング解析を実施した。年度内に出版を予定していた研究論文のうち2報は発表できた(一報は報告書作成段階でin press)。■研究進捗管理: 6月に分担者・研究協力者全員が集まる研究打合せを実施して研究期間全体のスケジュールと本年度実施計画を決定した。7月には中国で海外の共同研究者と共にワークショップを実施して打合せを行うとともに、同時期に開催された国際植物学会議XIX IBC 2017においてシンポジウムを開催して、海外の共同研究者と打合せを行った。■DNA解析実験:南西諸島のマングローブ林で複数種を対象としたフィールドワークを行い、得られたサンプルについてDNA解析実験を行った。また、大西洋ー東太平洋地域のヤエヤマヒルギ属の集団サンプルについて、リシーケンシング解析を行った。DNA品質のチェックができたものから順次解析を行い、SNPデータを得た。マングローブ植物との比較のために、同様の分布域を持つマメ科の海流散布植物についてもDNA解析実験を行った。また、特に新大陸のマングローブ植物について、MIG-seq解析とRAD-seq解析によって集団の遺伝構造構造の推定を行った。
酵母ミトコンドリアのタンパク質膜透過装置の分子解剖

ミトコンドリアタンパク質の大部分は,サイトゾルで前駆体として合成された後、ミトコンドリアの外膜と内膜上の「膜透過装置」によって,ミトコンドリアに選択的に取り込まれる。外膜の膜透過装置はTOM複合体,内膜の膜透過装置はTIM複合体とよばれる。外膜のTOM複合体は,ミトコンドリアタンパク質を厳密に認識する受容体としての機能,タンパク質を高次構造がほどけた状態で外膜を通過させるためのチャネルとしての機能,外膜タンパク質の選別と外膜への組込み能力を合わせ持つものと考えられる。内膜のTIM複合体は,マトリクスまたは内膜のタンパク質を認識する受容体としての機能,タンパク質を高次構造がほどけた状態で内膜を通過させるためのチャネルとしての機能,内膜タンパク質の選別と内膜への組込み能力を合わせ持つものと考えられる。本研究では,外膜のTOM複合体と内膜のTIM複合体について,構成各タンパク質のトポロジー,構成各タンパク質と前駆体との相互作用を明らかにし,膜膜透過装置の機能における各タンパク質の役割の解明に迫ることを目指した。まず,外膜膜透過装置内でTom70/Tom37とTom20/Tom22/Tom40は異なるサブコンプレックス構造を作っていることを見出した。次に,外膜の受容体Tom70とTom20間の相互作用には,Tom20の膜貫通部位直後の正電荷に富んだセグメントが重要であること,Tom70上のTom20結合部位はプレ配列結合部位と重なっている可能性があることを見出した。さらに,Tom20のサイトゾルドメインについてNMRによる解析を行い,その立体構造とプレ配列結合部位を明らかにした。また,部位特異的光架橋反応により,膜透過中の前駆体と膜透過装置構成タンパク質との相互作用を解析することに成功した。ミトコンドリアタンパク質の多くは,サイトゾルで合成された後,ミトコンドリア外膜と内膜の膜透過装置の働きで,外膜と内膜を通過して,ミトコンドリア内部に移行する。本研究では,タンパク質複合体であるこれらの膜透過装置の構造と機能の解析を行い,タンパク質のミトコンドリア膜透過の仕組みを明らかにすることを目的としている。まず,外膜の膜透過装置に関して,酵母細胞内で(His)_6のタグを付けたTom22またはTom40を発現させ,ミトコンドリアを単離,可溶化後,(His)_6に対するアフィニティクロマトにより,Tom22,Tom40,Tom20(受容体タンパク)を含む膜透過装置のコア複合体を単離した。このコア複合体を大量に調製する条件を確立し,現在コア複合体を構成する他のタンパク質を検索中である。次にミトコンドリアのマトリクスおよび膜間部行きの前駆体の様々な部位に,無細胞タンパク質合成系を用いて,光反応性の非天然アミノ酸残基を部位特異的に導入した。この前駆体を用いて,in vitroでミトコンドリア膜透過反応中間体を生成し,光照射を行うことにより,膜透過中のポリペプチド鎖のどの部分が膜透過装置構成タンパク質とどのように相互作用しているかを解析した。マトリクス行きの前駆体は,非常に伸びたコンホメーション(βストランドなど)で,外膜のTom40,内膜のTim44,マトリクスのSsclpと,相互作用していることが分かった。一方,膜間部行きの前駆体は,伸びていないコンホメーションで,外膜のTom40,内幕の未同定タンパク質と相互作用していることが明らかになった。

本研究では,タンパク質複合体であるこれらの膜透過装置と前駆体の相互作用の解析を行い、タンパク質のミトコンドリア膜透過の仕組みを明らかにすることを目的としている。ミトコンドリアタンパク質前駆体のプレ配列中の様々な部位に,無細胞タンパク質合成系を用いて,光反応性の非天然アミノ酸残基を部位特異的に導入した。この前駆体と膜電位体を消失させたミトコンドリアをin vitroでインキュベートすることによりミトコンドリア膜透過反応中間体を生成し,光照射によって架橋反応を行った。これまでは,外膜膜透過装置にはプレ配列結合部位がサイトゾル側(シス部位)と膜間部(トランス部位)の2ヶ所にあり,シス部位からトランス部位へとプレ配列が移動することにより,前駆体の外膜通過が駆動されるものと考えられていた。しかし今回の架橋実験より,プレ配列と外膜の膜透過装置構成タンパク質との相互作用は,シス部位結合の条件下でもトランス部位結合の条件下でも,ほとんど変化しないことがわかった。しかし,トランス部位結合の条件下では,プレ配列よりも下流の成熟体部分が膜透過装置と相互作用しているらしいことがわかった。以上の結果は,前駆体の外膜通過の駆動力はプレ配列がシス部位からトランス部位へと移行することによって引き起こされているのではないことを示しており,今後新しい分子機構を考える必要があることを示すものである。
間接照明による良好な視環境と省エネルギーが両立する照明設計法に関する研究

現在、多くは直接照明である。これは照度を得るには都合が良いが、ランプが目に入るために眩しく視環境的には好ましくない。間接照明は視環境的には良いが、反射光を利用するので同じ照度を得るには不利である。本研究では先ず、照度を様々に変えた実験を行ったが、物の見やすさと照度とは必ずしも比例しないことが分かった。次にランプの位置を変えた瞳の縮瞳実験を行ったが、誘導視野の範囲にランプが入ると縮瞳反応が生じ、輝度の高いランプほど顕著であった。同時に行ったアンケートでは縮瞳動反応と眩しさ感には相関性が見られた。これらの結果に基づき、輝度分布を判断基準に加えた新たな照明設計法を提案した。本研究の目的は、間接照明による視環境と省エネルギーが両立する条件を明らかにすることであり、最終的には間接照明の普及に寄与することである。間接照明は視環境的に良いが反射を利用するので照度を得るには不利であり、これがの省エネルギーとする時のネックである。一方で、3.11以後、多くの建物で消灯や減光がされているが、減光により問題が生じたいう報告は聞かない。一方で日本の照度基準は欧米に比べて高いが、果たして現在のJISの照度基準が本当に必要かという疑問がある。2013年度は、講義室で既設の直接照明にトレシングペーパーを重ねて減光実験を行った。パワーポイントの資料を映しつつ授業を行い、授業後にアンケートを行った。結果は、減光した方がスライドが見やすいという回答率が上がった。トレペを重ねることで輝度が抑えられるが、これは間接照明が高輝度を抑えることと同じである。これは間接照明での省エネルギーの可能性を見いだしたと言える。研究2年目の2014年度は、光源に対する瞳孔の縮動反応についての実験を実施した。同様の実験を2010年度に実施しているが、改めて行った。再度行った理由は、1)前回は被験者が1名と少なかったので、今回は被験者を3名の複数とし、前回の再確認と信頼性を高めた。2)前回は誘導視野外での初期縮動に着目したが、これが必ずしも“眩しさの閾値"を示すものとは断定できなかった。改めて、再実験で確認する必要があった。3)単に光源の位置と瞳孔の縮動反応の関係だけでなく、瞳孔の縮動反応と人の“眩しさ"の感じ方を確認する必要があると考えた。このために実験と同時に被験者へのアンケート調査を実施した。実験の結果、1)誘導視野外で縮動反応が生じるものの、眩しさ感は低いレベルであることが分かった。2)誘導視野内に入って瞳孔の縮動反応が一層進み、同時に眩しさ感も大きくなった。3)この縮動反応と眩しさ感の傾向はほぼ一致した。4)なお、輝度を抑えた光源では、誘導視野内での瞳孔の縮動反応は小さく、かつ、眩しさ感も低いレベルにとどまった。これより、問題となるのは誘導視野内での高い輝度であることが分かった。現在ある多くの照明は直接照明である。直接照明は明るい反面、光源が目に入るため眩しく感じ、グレアを生じやすい。一方、間接照明は輝度が高くならず、視環境としては優れているが、間接的に明るさを得るため省エネルギーの点で不利である。そこで、本研究では省エネルギーかつ良好な視環境が両立する照明の設計方法を研究した。照明設計では作業面照度の他に均斉度、グレアなど色々な基準はあるが、省エネルギーとの関連でいうと照度が最も重要である。JISの照度基準を事務所についてみると、旧基準(1997年)の300750lxが、2010年に750lxの単一基準に改定された。しかし、東日本大震災直後の2011年に下限500lx、標準750lx、上限1000lxに再度改訂された。この経緯を見るとJISの照度基準は見直しの余地はまだある。照明設計の実務の面から言うと複雑な基準はそぐわない。また、測定や検証が難しいものも実用性がない。故に実務では測定しやすい照度を基本とし、かつ、照度を得やすい直接照明とすることがほとんどであった。なお、幸いなことに、デジタルカメラの画像データから輝度を比較的容易に変換する方法が開発された。本研究では作業面照度に加え、視野全体の輝度分布を考慮した新たな照明設計方法を検討した。照明では照度だけでなく、光源の位置と輝度が重要である。そこで本研究では先ず、1基礎的な実験として光源の位置と輝度をパラメータにした瞳孔の縮瞳実験を行った。2これより光源の位置や輝度と縮瞳反応の関係性について分析した。3実験と同時に被験者に対して眩しさ感などのアンケート調査を行った。4これより、瞳孔の縮瞳反応と人の感覚の関係性を分析した。5これらの結果を踏まえ、高輝度輝度を抑えかつ明るさ感を確保し、良好な視環境と省エネルギーが両立する新たな照明設計法を提案した。

本研究では先ず、照度を様々に変えた実験を行ったが、物の見やすさと照度とは必ずしも比例しないことが分かった。次にランプの位置を変えた瞳の縮瞳実験を行ったが、誘導視野の範囲にランプが入ると縮瞳反応が生じ、輝度の高いランプほど顕著であった。同時に行ったアンケートでは縮瞳動反応と眩しさ感には相関性が見られた。これらの結果に基づき、輝度分布を判断基準に加えた新たな照明設計法を提案した。初年度(2013年度)に、講義室において高照度から低照度までの被験者実験を行い、照度と明るさ感、眩しさ、視認性の関係を明らかにした。これより、高照度が必ずしも良い照明の条件ではなく、むしろ眩しく視認性を妨げる要因になることがあった。これより、1照度の他に、2輝度や輝度比などが、良い照明とするための重要な要素であることが分かった。2年目(2014年度)は、光源の位置関係に着目し、光源の位置と瞳孔の縮動反応の実験を行った。実験の結果、誘導視野内での瞳孔の縮動が眩しさ感とほぼ同じ傾向を示すことが分かった。これより、良い照明とするためには、先の要素の他に、3光源の位置関係が重要な要素であることが分かった。ここまでほぼ順調に進捗している。建築環境計画これまでの研究で、良い照明とするためには、照度の他に輝度や輝度比、光源の位置関係が重要な要素であり、これらが明るさ感や眩しさ、視認性、作業性に強く関係することが分かった。なお、これらの閾値が、例えば、輝度そのものの絶対的なレベルなのか、周囲との輝度比であるのかは、まだ十分に解明出来ていない。最終年度(2015年度)に、輝度または輝度比の閾値を実験で確認する。なお、今年度(2014年度)に使用した光源のLEDランプ(6種)は極めて輝度が高く眩しい。調光しても限度があった。最終年度(2015年度)は、LEDランプの前面にトレッシングペーパーを重ねることで輝度を調整し、低輝度域までの実験をする予定である。これにより輝度または輝度比の閾値を明らかにする。これら点が明らかになれば、従来の作業面照度を唯一の基準とする照明設計から、光源の位置関係や輝度または輝度比による新しい照明設計法が確立できると考える。また、良い視環境の形成と同時に、照明の省エネルギーを図らなければならない。照度を抑えるだけではなく、タスク照明とアンビエント照明の併用や不在者消灯などを組み合わせた照明設計法を確立する。これにより照度を抑えつつも明るさ感を保持し、かつ、省エネルギーとなる照明が実現できるものと考える。なお、従来は輝度を測定することは容易ではなかった(特に広範囲の領域の輝度)。このため輝度を照明設計の基準にすることは出来なかった。現在は、一眼レフカメラで撮影した画像を輝度変換することが可能になっている。これを利用すれば輝度による照明設計も現実的なものになると考える。また、本研究は間接照明によって良好な視環境を形成しようとしているが、建築的な制約で間接照明が採用できない場合、あるいは、既設の建物で間接照明に改修きない場合の代替案も示す予定である。H25年度に実施できたのは減光実験のみである。なお、概要で述べた講義室の他に一般事務室でも同様の実験を行った。講義室での実験は、概要で述べたトレペによる減光の他、和紙による減光実験も行った。トレペと和紙では光の透過特性が異なることが分かったが、これらの透過特性と減光による影響評価を現在も継続中である。また、一般事務室での減光実験とアンケート調査も行った。一般事務室の結果は講義室とは異なるものであった。
電子コーパスによる現代中国語文法形成過程の実証的研究

近年の中国語文法の研究は、言語事実の記述を目的としたものから、文法体系の背景に潜む原理の解明へと向かいつつある。現代中国語の研究は通常規範的共通語とされる普通話を対象としているが、普通話の文法は決して安定的ではなく、言える、言えないという判断を巡って個人差や地域差が存在する。本研究は、現代中国語の成立過程となる清末から民国初期の白話文資料に見られる言語変化に上記の個人差・地域差の原因を求め、中国語文法体系に生じた情報構造重視の傾向を検証した。昨年度に引き続き近現代中国語電子資料の作成を行い、資料を活用して用例のデータベースを作成した。これまでのデータベースの分析から、以下の知見を得ることができた。1.清末期の白話体新聞の文章において、文頭に「“有"+人名」という形が頻出する。これは現代共通語の規範とは異なる用法で、この時期の白話体新聞に特有の現象である。これが現代普通話の「“有"+“個"+人名」の形成の基礎になった可能性もある。2.明清白話小説に見られる「動詞+“他"+“個"+フレーズ」という文法構造は1920年代の通俗小説まで使用されていた。ただし、フレーズ部分に現れる語彙は武侠小説類では種類が多く、それ以外の文章では種類が限定されるため、この時期には現代普通話につながる一定の規範が形成されていたと考えることもできる。3.一時間を表わす名詞“小時"に量詞“個"を付加する用例は、清末民初には一例も発見されていない。これまでの検索で発見された「数詞+“個"+“小時"」が使われた最も早い用例は1918年の小説中であり、この文法構造が多く使われるようになるのは1922年以降である。これを単に“小時"という単語に固有の現象と理解することもできるが、「名詞には量詞を付加する」という規範意識の定着度の反映ととらえることも可能だと考える。こうした知見を通して、以下のような観点を提案したい。1.清末から民国初期に出版された新聞の文章には規範的中国語を意識して人為的に作られた文法構造が含まれている可能性がある。こうした文法構造は必ずしも一時の流行として淘汰されてしまうのではなく、その後の普通話形成の基礎になっていった。2.現代普通話の形成過程について、「清末には既に基礎が形成されていた」「五四運動以降の文化人の努力で形成された」などの説があるが、現代普通話は新旧の混合体であり、それが個人差の原因となっている。近年の中国語研究において、文法体系に大きな影響を及ぼす要素として1.量詞の個体化機能、2.名詞や動詞の有界・無界の区別、3.動詞のアスペクト、4.文の特徴(中国語の文の大多数は複数の述語を有する)、5.情報構造(新情報・旧情報の区別)などが取り上げられている。これらに関する研究成果はそれぞれ個別的に提出されていて、相互の関係や影響を考慮した文法記述は十分に行われていない。本研究課題の目標は、現代中国語(普通話)の成立過程を詳細に分析することにより、中国語の根底に流れる、中国語の文法規則を支配する原則(特に分析性の獲得)を探索することである。最終年度の研究においては、近現代電子資料の内容を充実させるとともに、前年度からの課題の量詞「個」については、一部の用法の縮小の事実を確認し、その上で、特に中国語のアスペクト成分とされる「過」に着目した。「過」は先の「有界、無界」の区別に従えば「有界」とされなければならない。しかし、近代白話小説の言語から現代中国語(普通話)が成立する過程で、「過」の文法的性格に注目すべき変化が発生した。近代白話小説の言語では、「過」の方向義・完結義・経験義の三者に関して、明確な形式的区別が存在せず、「過」の後ろに数量成分が出現することに大きな制約は存在しなかった。しかし、清末民初の言語を境に「過」の用法に形式的制約が加わり、完結義の「過」の後ろには数量成分が出現しにくくなり、完結義・経験義の「過」の「把」字句への使用も大きな制限を受けるようになった。この事実は、「有界・無界」に根差した文法記述の限界を示す有力な根拠となり、また、文法記述において考慮すべき情報構造も新情報・旧情報の区別だけでは不十分だという知見につながっていく。こうした知見に基づいた文法記述の可能性は、2013年度に発表した研究論文において論じることができた。1.清末民初の言語資料として、以下の電子コーパスを導入した。『京話報』『中国白話報』『安徽俗話報』『福建白話報』『直隷白話報』『広東白話報』『安徽白話報』『嶺南白話雑誌』『繍像小説』

2.本研究の目的は、清末民初の中国語資料から現代中国語文法の成立過程を実証的に示すことである。明清白話小説では同一の文法構造が多様な意味機能を担うという現象が見られるが、導入した電子コーパスを検索した結果、清末民初における文法構造の意味の縮小を伺わせる結果を得ることができた。例えば「A+『他』+『[一]個』+B」という構造で、「殺他一個片甲不留」「掃他一個乾乾浄浄」「問他一個準信」「給他一個措手不及」「問他一個明白」のような白話小説同様の用例が見られる一方で、「起他個小名」「譲他個酔」「放他個門上」「成他個人」「防他個再来」と同類の用例はまだ確認されていない。これは、「文法構造の種類を豊富にすることで、一つの文法構造が担う意味の範囲を限定し、その結果多義形式を極力減少させる」という現代中国語の特徴につながるものである。一方、明清白話小説で見られた、「動詞+『不了』」が「動作を行うことが不可能」「動作が継続して終わらない」という二つの意味を担うという現象は、今回検索した電子コーパスではほとんど見られなかった。後者に対しては「動詞+『個』+『不了』」が用いられ、これは現代普通話における用法と一致する。ただし、「忙不了」が「慌ただしくしてばかりいる」という意味で用いられる用例もあり、二つの文法形式への分化が完成していないことを伺わせる。3.この他、語彙においても興味深い現象を発見した。清末民初では「点鐘」が時間量の単位として用いられたことが知られているが、今回の検索を通して、新聞の同一の紙面において「点鐘」が時間量の単位と時刻の単位の両方の意味で用いられる用例を発見することができた。本研究の目的は、中国語現代普通話の形成過程を実証的に検証することである。この目的を達成するためには、極力多くの用例を収集し、それに対し有効な分類・分析を行う必要がある。本年度の研究において、前年度に収集した用例にさらに多くの用例を追加することができたので、分類作業はより詳細になった。この点は一定の成果だと考えられる。しかし一方で、新たな疑問にも直面することになった。現代普通話の中で規範に揺らぎが生じる分離動詞(離合詞)について若干の用例検索を行ったところ、例えば分離動詞“結婚"は清末民初に“結了婚"という用例は存在するのに“結過婚"という用例は発見できない。“結過婚"が使われるようになったのは1930年代またはそれ以降である可能性がある。現代普通話では“結過婚"に「結婚し現在も婚姻状態が継続している」「かつて結婚したが現在は婚姻状態が解消されている」の二つの解釈が存在し、話者によって解釈に揺れが存在することを見ると、“結過婚"はまだ十分に定着した用法ではない可能性がある。ここから、現代普通話の形成過程を論じる際、こうした比較的新しい用例が発生し、定着する過程に対しても目を向けていく必要を感じる。具体的用例を一つ一つ検証しながら普通話の形成過程を観察していくと、清末にすでに基礎が形成されていた部分と20世紀半ばまたはそれ以降に形成された部分を具体的に分類していくことができる。従来の文法記述は規範意識を前面に押し出した辞書や教材(一般人が使用する用法でも、規範意識に合致しないものは誤用として排除する)と用例の存在を根拠とした規範意識の弱いもの(少数でも用例が存在すると許容可能な表現として記述する)の両極端に分かれるが、本研究では、いずれの立場もとらず、より多くの用例を根拠としてより多くの事実を実証的に示すことが今後の課題となる。清末民初の言語資料の電子コーパスの導入作業を進めることができた。また、導入されたコーパスを検索することにより、明清白話小説に見られる「一つの文法構造が多様な意味機能を担う」という現象が清末民初において多少緩和されるという見通しを得ることもできた。
風力発電機・水素製造装置・蓄電キャパシターから成る新しいウィンドファームの構築

今年度における研究成果を以下に列記する。1.永久磁石形可変速風力発電機(PMSG)の系統接続に関して、整流回路、DCチョッパ、インバータを通して系統に接続されるシステムモデルをPSCAD上に構築し、これを基に複数台の発電機がDC回路を共通にして接続されるシステムを新たに提案・構築した。更には、共通DC回路部分に昇降圧チョッパを通してECS(エナージー・キャパシタ・システム)蓄電装置を接続して、ウィンドファーム出力を平滑化するための制御系を構築し、シミュレーション検討により提案システムが問題なく動作することを確認した。2.永久磁石形可変速風力発電機(PMSG)の系統接続に関して、コンバータ、インバータを通して系統に接続されるシステムモデルをPSCAD上に構築し、これを基に複数台の発電機が並列に接続されて運転するシステムを新たに提案・構築した。本システムは出力に応じて動作コンバータ/インバータの数を減らして損失を低減でき、かついずれかのコンバータ/インバータが故障した際にも運転継続できる目的で開発した。更に、系統側事故発生時においても提案システムが安定に運転継続できることを確認した。3.永久磁石形可変速風力発電機(PMSG)がコンバータ、インバータを通して系統に接続されるシステムにおいて、ECS(エナージー・キャパシタ・システム)蓄電装置並びに水素製造のための電解槽が接続されたシステムを構築し、ECS蓄電装置と電解槽の協調制御システムを設計した。電解槽はチョッパ制御による複数ブロック構成として蓄電池容量を軽減し、更に電解槽のスイッチングにオペレーションシフトを導入して電解槽の動作時間の平均化を達成できる構造とした。シミュレーション解析により提案システムの有効性を確認した。1.永久磁石形同期発電機から成る可変速風力発電システムのモデル、並びに制御系の構成に関する検討を行った。発電機出力を整流回路並びにDC/DCコンバータで一定直流に変換した後、PWMインバータで系統へ出力する方式と、PWMコンバータ/インバータを通して系統へ出力する方式の2方式に関して、解析モデルをPSCAD上に構築し、変動風速に対する応答並びに系統側地絡故障に対する過渡安定度シミュレーションを行った。その結果、構築した制御系で安定な運転が可能であることを確認した。2.固定速風力発電機によるウィンドファームが多機系統に接続されているシステムを想定し、かつウィンドファーム端子に無効電力補償装置STATCOMを接続したモデル系統をPSCAD上に構築し、STATCOMの無効電力補償による風力発電機の安定化制御に関するシミュレーション検討を行った。その結果、構築したSTATCOM制御システムにより風力発電機の過渡安定度が改善されることを確認した。3.固定速風力発電機によるウィンドファームが系統に接続されているシステムを想定し、かつウィンドファーム端子に蓄電キャパシター並びに電気分解装置を接続したモデル系統をPSCAD上に構築した。蓄電キャパシターでは有効電力制御によりウィンドファーム出力を平滑化し、かつ無効電力制御によりウィンドファーム端子電圧を一定に維持するような制御系を構築した。その結果、ウィンドファーム出力が平滑化され、同時にウィンドファーム端子電圧も一定に維持されることから、単純な整流回路を通して接続されている電気分解装置で安定して水素が発生することを確認した。
Crinophagy研究基盤の創出と生理機能解析

近年の研究から、細胞内で不良化したタンパク質はオートファジーなどのタンパク質品質管理システムによって選択的に認識され、分解されることが明らかとなってきた。またそのシステムの欠損は神経疾患様症状を呈し、生理的にも重要である。小胞体で合成されたタンパク質は、正常に折りたたまれると分泌されるが、折りたたみが未成熟の場合では、小胞体内腔に留まるかもしくは分解される。しかし一度成熟した後も、タンパク質は多様なストレスを受けmisfoldingを引き起こす。分泌顆粒内の貯蔵分泌タンパク質が不必要になると分泌顆粒分解経路であるCrinophagyが働き、分泌顆粒内タンパク質を細胞外分泌ではなくリソソームへ輸送し分解すると考えられる。昨年度までの研究から哺乳類分泌ホルモン産生細胞においてcrinophagyを誘導する条件を探索し、その解析を進めてきた。その結果、細胞内分泌顆粒内の分泌タンパク質が特定の刺激によって分解誘導されることがわかった。本年度は、分泌タンパク質の分解機構をさらに拡張的に調べる研究を推進した。その結果、予期せぬことに、細胞外タンパク質が不良化に伴い選択的に分解される経路が存在することがわかった。このようなタンパク質分解系路はこれまで知られていない。その分子機構を解き明かすため、細胞外タンパク質の分解を定量的にモニターできる方法の確立に成功した。この定量方法を用いることでさらに遺伝子スクリーニングを実施している。これらの結果を元に関連する分子メカニズムの解明に迫る。分泌タンパク質の運命をさらに突き進めて調べるため、細胞外の正常なタンパク質と不良タンパク質の挙動を追った。その結果、細胞外でミスフォールディングした不良タンパク質が細胞に取り込まれて分解される未知の経路が存在することが示唆され、新しいタンパク質分解系路の発展が期待される。予定を幾分変更し、予想外の画期的発見を展開するため、細胞外ミスフォールディングタンパク質の分解系路に関わる遺伝子をスクリーニングによって調べあげ、その機能解析から、分泌タンパク質の新しい品質管理システムを明らかにする。細胞質タンパク質の品質管理システムの重要性はプロテアソームやオートファジーを中心として研究から明らかとなってきた。しかしペプチドホルモンの品質を分泌前に調節する機構の重要性は明らかとなっていない。本研究課題では未解明であるホルモン分解経路の生理機能を調べるための基盤技術の確立を目指す。本年度はCrinophagyの基盤技術を創出するために、Crinophagy活性の新規測定方法を開発した。作出した蛍光プローブを発現するホルモン産生細胞を用いて、リソソームにおけるホルモンの分解量を測定したところ、予想通りにホルモンがリソソーム分解を受ける刺激下において蛍光比率の変化が認められた。この独自に作出したアッセイ系を利用してcrinophagy関連遺伝子を同定することで、タンパク質品質管理システムに新しい分野を確立することが期待できる。初年度は哺乳類培養細胞を用いたCrinophagyの新規測定方法の開発に取り組んだ。計画通り、2色の蛍光タンパク質を用いたcrinophagy新規測定方法を作成し、様々な刺激に応じて細胞内ホルモンのリソソーム分解を捉えることに成功した。測定には本科研費で購入したフローサイトメーターを用いることで、簡便かつ定量的に行えることも確認できた。近年の研究からオートファジーは非選択的な分解だけでなく、選択的に分解を行う選択的オートファジーが多様にあり、その生理的重要性が明らかとなってきた。Crinophagyは選択的オートファジーの一種である。小胞体内で合成されたサイトカインなどの分泌タンパク質は小胞輸送によってすぐさま分泌されるが、ホルモン産生細胞におけるペプチドホルモンは分泌顆粒として細胞内に一旦貯蔵される。そして必要時に細胞外へ分泌される。Crinophagyは不要となった分泌顆粒を分解するメカニズムであると概念的に考えられているが、分子機構もメカニズムも明らかとされていない。培養細胞内のcrinophagy活性を簡便に測定するため、蛍光タンパク質とペプチドホルモン遺伝子を駆使することで、細胞あたりの蛍光タンパク質の発現比率から簡便にcrinophagy活性を測定できるcrinophagyアッセイ法の開発を前年度に成功した。本年度は開発したcrinophagyアッセイ法を用いて、哺乳類ホルモン産生細胞の分泌顆粒を分解を導く誘導条件を、様々な生理活性物質を利用して検討した。その結果、いくつかの生理的刺激によってペプチドホルモンのリソソーム輸送が促進されることがわかった。今後、現在用いているホルモン産生細胞は増殖能が貧しいため、実験の進行を早められるように他のホルモン産生細胞の利用の検討と、crinophagy誘導刺激のより詳細なメカニズムを調べる。Crinophagyの効率的な誘導条件が決定した後、CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat)法を利用した遺伝子スクリーニングを進める。これらの実験を進めることで、crinophagy遺伝子の同定と分子メカニズムの理解が期待される。Crinophagyアッセイ法に使用しているホルモン産生培養細胞の増殖速度が非常に遅いため実験の進行にある程度の遅延が生じている。今後、他のホルモン産生細胞を用いた検討などを行うことで実験の進行速度を早めるように改善を図る。

分泌顆粒内の貯蔵分泌タンパク質が不必要になると分泌顆粒分解経路であるCrinophagyが働き、分泌顆粒内タンパク質を細胞外分泌ではなくリソソームへ輸送し分解すると考えられる。昨年度までの研究から哺乳類分泌ホルモン産生細胞においてcrinophagyを誘導する条件を探索し、その解析を進めてきた。その結果、細胞内分泌顆粒内の分泌タンパク質が特定の刺激によって分解誘導されることがわかった。本年度は、分泌タンパク質の分解機構をさらに拡張的に調べる研究を推進した。その結果、予期せぬことに、細胞外タンパク質が不良化に伴い選択的に分解される経路が存在することがわかった。このようなタンパク質分解系路はこれまで知られていない。その分子機構を解き明かすため、細胞外タンパク質の分解を定量的にモニターできる方法の確立に成功した。この定量方法を用いることでさらに遺伝子スクリーニングを実施している。これらの結果を元に関連する分子メカニズムの解明に迫る。分泌タンパク質の運命をさらに突き進めて調べるため、細胞外の正常なタンパク質と不良タンパク質の挙動を追った。その結果、細胞外でミスフォールディングした不良タンパク質が細胞に取り込まれて分解される未知の経路が存在することが示唆され、新しいタンパク質分解系路の発展が期待される。作成した蛍光比率によるCrinophagy測定法と購入したフローサイトメーター(CytoFLEX)を用いて、今年度はCRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)法を利用したCrinophagy関連遺伝子の同定を網羅的に行う。これによりホルモンがどのようなタンパク質の働きによりリソソームへ運ばれるのか明らかになると期待される。Crinophagyの誘導方法、使用する細胞が決定次第、Crinophagyアッセイ法を利用して遺伝子スクリーングを行い、原因遺伝子の同定と解析を行う。予定を幾分変更し、予想外の画期的発見を展開するため、細胞外ミスフォールディングタンパク質の分解系路に関わる遺伝子をスクリーニングによって調べあげ、その機能解析から、分泌タンパク質の新しい品質管理システムを明らかにする。
変動する野外環境下における植物環境記憶の定量方法の開発

昨年度に、野外のような変動環境下におけるトランスクリプトームデータと気温などの環境データを統計モデリングによって解析するためのRのパッケージを開発し、CRANから公開した(パッケージ名:FIT)。今年度は、このパッケージの利用例として、圃場で栽培したイネの時系列発現パターンの遺伝的多型の解析を行った。コシヒカリ/タカナリ染色体断片置換系統群を栽培し、栽培期間をカバーする16セットの2時間おき24時間サンプリングを行い、約1000サンプルのトランスクリプトームデータを得た。コシヒカリ背景の系統のデータ、タカナリ背景の系統のデータからそれぞれ、気温などの環境データ時系列から時系列発現パターンを記述するモデルを系統ごとに得た。両モデルから得られる予測発現量時系列の比較から、圃場環境下において系統間で異なる時系列発現パターンを示す遺伝子を同定した。さらに各染色体断片置換系統のジェノタイプを考慮した解析を行うことで、系統間の時系列発現パターンの違いの原因となっているゲノム領域を遺伝子ごとに同定することができた。さらに、モデルのパラメータから温度記憶などの影響の系統間差を解析する方法を検討し、予備的な結果を得た。また、PCから温度、光などを制御可能なインキュベータを用いて、1日ごとにランダムに温度が変動する環境下で栽培した植物体を用いて約100サンプルのトランスクリプトーム解析を行った。このように時間方向に無相関な環境における温度応答を解析することで、変動環境下で過去どれだけの時間の温度が影響しているかを、より厳密に定量することが可能となると考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。野外のような変動環境下におけるトランスクリプトームデータと気温などの環境データを統計モデリングによって解析するためのRのパッケージを開発し、CRANから公開した(パッケージ名:FIT)。このパッケージでは、Nagano et al., 2012のモデルを正則化やリファクタリングなどによって高速に計算可能としており、種々の理論的な改良点については詳細を論文として発表した(Iwayama et al., 2017 Bioinformatics)。このパッケージによって、これまで大型のクラスター計算機を用いて行う必要のあったトランスクリプトームワイドな気象データとの統計モデリング解析が、一般的なPCで実行可能となった。この解析手法では、個々の遺伝子について、概日時計や種々の環境変化の遺伝子発現変動への影響を定量的なパラメータとして評価することができる。例えば、「過去どれだけの長さの時間の気温で発現の変動を説明できるか」、などのパラメータが個々の遺伝子について得られる。「過去どれだけの長さの時間の気温で発現の変動を説明できるか」は、その遺伝子の発現変動に「気温の記憶がどれだけの長さで保持・利用されているのか」、と言い換えることが可能であろう。この解析手法では、概日時計の影響などを考慮したうえで環境変化の影響を評価できるため、野外のような複雑な変動環境のデータの解析に適しているが、実験室などではじめから関心外の要因を固定して取得したデータの解析にも十分なデータ数があれば適用可能である。変動する環境下における環境応答の記憶を定量するためには、時系列で多数の測定が必要である。そこで、多検体を安定に処理するために、RNA-Seqライブラリの自動調整系を確立した。これによって、同時に384多検体のRNA-Seqライブラリの自動調整を行うことが可能となった。研究の目的である環境記憶の定量を効率よく行うための計算ライブラリを、当初の予定通り公開することが出来たため、おおむね順調に進展していると考えられる。そこで昨年度、多検体を安定に処理するために、RNA-Seqライブラリの自動調整系を確立した。

今年度はさらなる低コスト化、多検体化を進めるためにcombinatorial indexingなどの新しい実験手法の導入を検討する。昨年度は、変動環境下におけるトランスクリプトームデータと気温などの環境データを統計モデリングによって解析するためのRのパッケージを開発し、CRANから公開した(パッケージ名:FIT)。今年度はFITのさらなるバージョンアップを行うとともに、環境記憶の定量を行う別のデータ解析手法の検討を行う。また、本新学術領域内の山口公募班と連携し、jmj30jmj32二重変異体における温度記憶の長さ・強度をトランスクリプトーム全体について定量し、野生型との比較を行う。具体的には、我々の研究室で開発したPC制御可能なインキュベータで様々な温度変化をあたえて、時系列トランスクリプトームデータを取得し、FIT、相互情報量などを用いて記憶の定量を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。