hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遷移金属錯体触媒反応を駆使する生体機能分子の精密合成

エイズ患者の重篤な死因の一つであるカリニ肺炎を抑制することが知られている,天然生理活性物質papulacandinの基本骨格であるスピロ環状C-アリールグリコシドの効率的構築法の開発に成功した。本合成手法においては,糖ジィンの立体選択的合成法と独自のルテニウム触媒環化カップリング法が組み合わされ,従来にはない高効率と,天然には存在しない多様な誘導体を合成できる柔軟性とを同時に獲得した。この手法をさらにリボース由来のジインへと展開して,非天然型のスピロ環状C-アリールリボシドの構築を達成し,またチロシンから誘導したボロン酸との交差カップリングを組み合わせたアミノ酸スピロ環状C-アリールグリコシド複合体合成法を新たに創出することにも成功した。銅塩を触媒として用い,グリオキシレート・二級アミン・末端アルキンのMannich型三成分カップリングを効率よく進行させ,グリシンでつながれた種々の二官能性不飽和化合物を調製する手法を確立した。得られたヴリシン誘導体を,イリジウムあるいはロジウムの錯体触媒を用いる環化異性化反応に適用して,天然には存在しない縮環型ピロールカルボン酸誘導体を得ることに成功した。天然のC-アリールグリコシドであるpapulacandin類は,特異なスピロ環状アセタール骨格を有することに加え,優れた生理活性を有することから,それらのモデル化合物も含めこれまで数多くの類縁体が合成されてきた。一方,C-ヌクレオシド類も生理活性の観点から注目を集めているものの,リボースを主骨格とする非天然型のpapulacandin型スピロ環状化合物の合成例はなかった。本研究では,ロジウム触媒環化三量化反応を鍵段階とするMcDonaldらのpapulacandin類縁体合成法を手本として,δ-リボノラクトンより誘導したヨードジインをルテニウム触媒存在下にアセチレンと反応させることにより,スピロ環状C-アリールリボシドを合成した。そのヨードベンゼン部位を足がかりに,種々のパラジウム触媒交差カップリング反応を行うことで,trans-スチルベン,ビアリール,およびジフェニルアセチレン部位を有する様々な誘導体へと変換することができた。更に,フェニルアラニンより数工程を経て合成したホウ酸エステルを,C-ヨードフェニルリボシドとパラジウム触媒存在下に交差カップリングさせることにより,スピロ環状C-アリールリボシドとビアリールアミノ酸とのハイブリッド分子を新規に創出することに成功した。この手法を天然型のグリコシドにも適用し,対応するスピロ環状C-アリールグリコシド・ビアリールアミノ酸ハイブリッド分子も効率よく合成できた。
シースルー型複合現実感モビリティシステムの開発

本年度はMRモビリティシステムの高精度位置姿勢推定に用いる環境3次元データを効率的に取得するために、移動型3次元計測システムのためのカメラーLiDARフュージョンによる位置姿勢推定手法を開発した。フュージョンシステムにおいては、センサ間の校正が推定精度に大きな影響を与えることが明らかとなったため、校正誤差を考慮した位置姿勢推定手法を開発した。また現在はセンサ間校正手法の高精度化、校正と位置姿勢の同時推定手法の開発を進めている。年度当初はOSTにおけるMRに必要となるユーザの視線推定手法の開発を計画していたが、視線推定の精度評価や校正手法の開発するにとどまった。これは後述のように一般のHMDにも視線推定機能が実装されつつあることも大きな要因である。一方、計画にはなかったが、これまで開発してきたビデオシースルー型MRのための遮蔽処理技術を拡張し、セマンティック情報を利用したOSTシステムのための遮蔽処理手法を開発した。この手法では、各領域のセマンティック情報と奥行値から、実世界と仮想世界に遮蔽が生じる部分における描画パラメータを調整している。描画には過年度開発した視認性レンダリングを適用しており、上記の遮蔽処理によってOSTにおいても違和感のない重畳が可能となった。OSTモビリティシステムの実現に向けて全体的には順調に開発が進んでいる。LiDARとカメラのフュージョンによる環境の3次元デジタル化、モビリティの位置姿勢推定では、センサ間校正やモビリティーセンサ間校正など新たな手法も開発し、当初計画以上の成果を挙げている。またOSTにおける視認性向上手法はや視認性を考慮したOST向けの遮蔽処理手法も開発が完了している。屋外の遮蔽処理においては、広範囲・高解像度な奥行マップが必要であるため、現在新たにセンサフュージョンによる実時間奥行マップ生成手法の開発を進めている。一方、OSTに必要となる視線推定などの技術については、校正手法について着手したものの、その後の高精度化については開発がやや遅れている。ただし、すでに商用のHMDに機能が搭載されてきており、システム実装においては大きな問題はない。次年度は、これまで開発を進めてきたモビリティMRの実現に向けた基礎技術を統合して、OST-HMDによる移動型MRシステムの実装を進めていく。基盤となるビデオシースルー方式による移動型MRシステムを改良して、LiDARと全方位カメラを搭載し、車両のグローバル位置姿勢推定、遮蔽処理のための高解像度奥行マップの生成手法を実装、開発する。また文化財復元コンテンツなどを活用して、開発したシステムを一般公開実験などにおいて評価していく。本研究課題では、多人数が同時にかつ広範囲に体験できるモビリティを利用した複合現実感(MR)システムの実現に向けて、MRにおける人間の視覚特性を明らかにし、その関連技術を開発することを目的としている。平成28年度は、計測3次元データを用いたモビリティのグローバル位置姿勢推定手法、および仮想物体の視認性向上手法の開発を行った。都市空間など遮蔽が大きい場所では、車両の位置姿勢をGPSやIMUによって高精度に求めるのは難しい。そこで事前にモデル化した3次元データを参照データとして、車両に搭載した複数カメラを用いた高精度位置姿勢推定手法を開発した。研究代表者らは大規模構造物の3次元モデル化技術を長年開発してきており、実世界の正確な3次元モデルを取得することが可能である。この3次元モデル化技術によって得られたデータを用いることによって、カメラ座標系とCG座標系の位置合わせが可能である。本年度は複数の全方位カメラによって得られた複数の全方位画像を同一3次元座標系で扱うことによって、従来の一台のカメラによる位置姿勢推定に比べて、安定かつ高精度に位置姿勢推定可能な手法を開発した。仮想物体を実世界に一様に重畳した際に、OSTのような半透明表示の場合には、背景の応じて視認性が大きく変わってしまうという問題がある。そこで我々は仮想物体の視認性を評価し、それをもとに出力を変化させ、背景によらず一様に視認性を制御できる手法を開発してきた。この視認性は前景と背景の空間周波数の差や、テクスチャの方向、色彩などによって異なる。本年度は輝度、色彩の表現範囲に応じた最適な表示方法の開発を行った。また追加課題として屋外において仮想物体と現実世界の光学的整合性を実現するための要素技術として、大気遠近を表現するための大気混濁係数の推定と、実時間レンダリング手法も併せて開発した。本年度は事前に得られた環境3次元モデルと複数カメラ画像によるモビリティのグローバル位置姿勢推定手法および、仮想物体の視認性安定化手法の開発を行った。従来の計画では、3Dスキャナーを購入し、位置姿勢推定精度の評価を行う予定であったが、購入予定物品の納期の問題により次年度に評価が繰り越しとなった。また成果発表はワークショップにおける発表のみであったため、今後は雑誌論文、査読付き国際会議への投稿、発表を進める予定である。平成29年度はモビリティMRの基礎技術として前年度に開発した計測3次元データ及び複数カメラから得られた画像を用いたモビリティの位置姿勢推定手法の評価を行った。GPS測位が困難な都市空間の実験環境において、6cm未満の位置精度、0.2度未満の姿勢精度が得られることを確認した。MRにおいては仮想物体と実物体を奥行方向に正しい順序で表示する遮蔽処理が奥行き知覚を高めるために重要である。本年度は、低い精度の奥行き画像と、シーンのセマンティック情報を用いて違和感のない遮蔽を実現する手法を開発した。計測された3次元データとカメラの相対位置姿勢が正しく推定されていれば、計測データからシーンの奥行きを取得し、遮蔽を表現できる。

しかし実際には位置姿勢推定には誤差が含まれ、また未計測箇所や樹木などの3次元データが精度が不十分であるといった問題もある。そこで精度が低い奥行画像とセマンティック分割されたラベル画像から前景背景の疎な確率マップを推定し、この確率マップと半透明知覚に基づく遮蔽描画手法によって違和感のない遮蔽処理を実現する手法を開発した。また前述のように事前計測データを用いる場合、静的な物体の遮蔽処理は可能であるが、人や車といった動的な物体への奥行きはオンラインで推定する必要がある。モビリティの場合、移動を前提としているため入力カメラ映像からオプティカルフローを求めることは可能であり、さらに移動量が既知とすればシーン全体の奥行きを推定することができる。ただし移動量には誤差が含まれているため正しい奥行きを求めることは難しい。そこでオプティカルフローと3次元形状の拘束条件を緩和し、位置姿勢推定に誤差が含まれている場合でも高精度なオプティカルフローと奥行き画像を同時に推定できる手法を開発した。本年度は奥行き知覚向上のための遮蔽処理手法とそれに関連する奥行き推定手法の開発を目的として順調に開発を行った。ただし、成果発表として後者は国際会議に採択されたが、前者は採択に至らなかったため研究の継続と手法の改良が今後必要であると考えている。また次年度以降の課題であるオプティカルシースルー表示のための視線追跡技術の高精度化にも一部着手した。本年度はMRモビリティシステムの高精度位置姿勢推定に用いる環境3次元データを効率的に取得するために、移動型3次元計測システムのためのカメラーLiDARフュージョンによる位置姿勢推定手法を開発した。フュージョンシステムにおいては、センサ間の校正が推定精度に大きな影響を与えることが明らかとなったため、校正誤差を考慮した位置姿勢推定手法を開発した。また現在はセンサ間校正手法の高精度化、校正と位置姿勢の同時推定手法の開発を進めている。年度当初はOSTにおけるMRに必要となるユーザの視線推定手法の開発を計画していたが、視線推定の精度評価や校正手法の開発するにとどまった。これは後述のように一般のHMDにも視線推定機能が実装されつつあることも大きな要因である。一方、計画にはなかったが、これまで開発してきたビデオシースルー型MRのための遮蔽処理技術を拡張し、セマンティック情報を利用したOSTシステムのための遮蔽処理手法を開発した。この手法では、各領域のセマンティック情報と奥行値から、実世界と仮想世界に遮蔽が生じる部分における描画パラメータを調整している。描画には過年度開発した視認性レンダリングを適用しており、上記の遮蔽処理によってOSTにおいても違和感のない重畳が可能となった。OSTモビリティシステムの実現に向けて全体的には順調に開発が進んでいる。LiDARとカメラのフュージョンによる環境の3次元デジタル化、モビリティの位置姿勢
密度汎関数法による大規模分子軌道法の開発

研究者らはヘムタンパク質や光合成反応中心のように金属錯体がタンパク質の活性中心として働き、さまざまな反応性を示す金属タンパク質のメカニズムを電子レベルで明らかにすることを目標とした。このような系における定量的な計算には電子相関効果が重要となるため、ab initio Hartree-Fock法と同程度の計算量で電子相関を取り込むことができるKohn-Sham-Roothaan方程式に基づく密度汎関数法に着目し、プログラムProteinDFを開発した。2001年、これを並列化し、ワークステーションクラスタに用いてヘムタンパク質の1つであるシトクロムcの全電子計算を世界で始めて達成した。さらに、本研究ではタンパク質を構成するペプチド鎖を次第に大きくしながら計算を進める収束法と、小ペプチド鎖の計算結果を組み合わせてより大型のペプチド鎖計算のための精度の良い初期値を作成する擬カノニカル局在化軌道法をそれぞれ開発した。これに加えて、問題が生じた場合はいつでも人間が小ペプチド鎖断片から最終目的のタンパク質までどのような段階を経て徐々に大きくしていくかという全電子計算シナリオを簡便に修正できるシステムを開発した。本システムは人間が判断しやすいようにタンパク質の様々な構造情報を提供するツールと計算のシナリオをグラフィカルかつ自由に変更することができるエディタで構成されたProteinDFの統合環境である。本システムは一般ユーザによるタンパク質量子化学計算の普及への鍵を握るものと考えられる。このような結果と計算機の能力変遷を考慮に入れると、それほど遠くない未来でタンパク質の本格的な量子化学計算の時代が到来すると考えられる。タンパク質の機能を解明するためには、量子論をベースにした理論的手段が必須である。申請者らはタンパク質などの大規模分子の全電子波動関数を求める密度汎関数法に基づく独自のプログラムを開発し、その全計算過程を並列化した。数台のワークステーションによるテストの結果、90%以上の並列化効率が得られた。この並列版プログラムを並列計算機システムでしようすることによって、タンパク質の全電子計算が可能となった。平成11年度は小タンパク質における収束技術を開発し、さらにその具体例として小タンパク質の全電子計算を実行した。主な成果を以下に示す。1.10台以上のワークステーションとこれらを結ぶEithernetで構成されるクラスタを再構築し、計算機のアーキテクチャに特化したチューニングを本並列版密度汎関数法プログラムに施した。特に行列演算は一律10倍高速化した。2.小タンパク質の全電子計算が収束する技術を開発した。タンパク質を数残基毎のペプチド鎖断片に分解し計算を収束させ電子密度を求める。これを用いて更に大きなペプチド鎖の初期電子密度を作成し計算を収束させる。この過程を逐次的に行うことによって、穏やかに小タンパク質の全電子計算が達成されることがわかった。3.これらを用いて43残基のタンパク質BDS-Iの全電子計算に成功した。これは世界初の密度汎関数法によるタンパク質全電子計算である。計算比率は74.8%が分子積分、6.7%が交換相関ポテンシャルフィッティング、18.5%が行列演算であった。これらの結果から100残基程度のタンパク質の全電子計算が無理のない時間で実行可能であることが示唆された。
日本人と外国人日本語話者の待遇レベル意識及び評価に関する実証的研究

本研究においては、日本人と外国人日本語話者のコミュニケーションにおける重要な要素である待遇レベル選択を話者がいかなる意識で行っているのかを明らかにするため、敬語及び敬語使用意識、敬語選択が導かれる規定要因に関して考察を行った。一連の調査・分析により、第一言語における敬語体系や自国での敬語教育が日本語の敬語観に影響を与え、日本人と日本語学習者との相互作用が敬語イメージの具体性や敬語使用意識及び意識変容につながる傾向性が示された。本研究の目的は、外国人と日本人の敬語選択が導かれる話者の意識とその規定要因を明らかにすることである。異文化間コミュニケーションにおける外国人日本語話者と日本語母語話者間のコミュニケーションスタイルの解釈と評価のメカニズムを明らかにするため、1年目である平成21年度は、研究の中心である外国人日本語話者の待遇レベル選択の意識に関して、意識構造を浮き彫りにするための手法である「個人別態度構造分析法」(以下、PAC分析)を用いた調査及び分析を中心に計画を実施した。具体的には、2002年3月に大阪で外国人日本語学習者の敬語使用に関するパイロット調査を行った後、同年9月から2010年3月にかけて茨城大学、2010年2月に関西大学において本調査を行った。海外においては、2009年9月に台湾、2010年3月に韓国において調査を実施した。調査終了後、インタビューデータの文字化及び各データに関する分析を進めた。それと同時に、大規模な量的調査実行のため、質問紙調査の作成に努めた。平成21年度の研究成果の発信としては、第一に、2009年9月13日に大阪大学ヴィゴツキー研究会における「日本語学習者における敬語使用意識に関する研究」という題目での研究発表が挙げられる。第二に、2009年12月に台湾で開催された2009年度「台湾日本語教育研究」国際学術シンポジウムにおいて、Non-native日本語教師を対象とした対日イメージに関する発表を行うことで本研究の手法であるPAC分析の分析結果と有効性に関する示唆を得た。さらに、研究成果の発信として「日本語学習者の敬語意識:PAC分析を用いた事例研究」という題目で、7月に行われる「2010世界日本語教育大会」での発表が決定した(2010年3月採択)。平成21年度は初年度で調査及び分析が中心であったが、2年目の研究成果の発信に繋がる計画が遂行できたと思われる。平成22年度は、外国人日本語話者が待遇レベル選択をいかなる意識で行っているのか、「敬語」をどのように捉え、他者に対する自身の印象をいかに管理しているのかということを焦点に、台湾人日本語学習者と韓国人日本語学習者の敬語意識を中心に、分析・考察を行った。まず、平成21年度から今年度にかけて行った台湾人、韓国人に対する調査の結果に基づき、2010年8月に台湾の台北で開催された2010 ICJLE世界日本語教育大会において、研究発表(題目:「日本語学習者の敬語意識:PAC分析(個人別態度構造分析法)を用いた事例研究」)を行った(内容については、2010 ICJLE世界日本語教育大会予稿集にまとめられている)。それらの発表内容を加筆修正し、『茨城大学留学生センター紀要』第9号に、論文:「日本語学習者の敬語意識に関する事例研究」として発表した。一連の研究では、敬語使用に対する意識を明らかにするため対象者の内面世界の奥深い構造を引き出す方法論であるPAC分析が採用され、分析を通して、日本語学習者の敬語イメージ及びそれを形成する要因となった日本語母語者との相互作用における経験の影響が確認された。本研究による分析結果は、今後の多言語社会におけるホスト住民と外国籍住民のコミュニケーション摩擦の一要因となる敬語使用意識の差異に関する基礎的知見として寄与するものである。本研究の目的は、日本人と外国人日本語話者のコミュニケーションにおける重要な要素である待遇レベル行動の解明の一環として、外国人日本語話者が日本語での待遇レベル選択をいかなる意識で行っているのかを明らかにするため、外国人日本語話者の敬語及び敬語使用意識について考察するとともに、日本語コミュニケーションにおいて外国人日本語話者の敬語選択が導かれる規定要因を探ることである。最終年度である平成23年度は、これまでの分析データ数をさらに補充し、韓国人日本語話者、台湾人日本語話者の「敬語・敬語使:用」意識に焦点を当てて分析・考察を深めた。平成23年度の研究成果として、研究論文2件を発表した。第一に、学術雑誌『ユーラシア研究』(第8巻4号)に掲載された「韓国人日本語学習者の敬語観に関する一考察」が挙げられる。分析の結果、韓国人日本語話者の特徴として、敬語が韓国における家庭での敬語教育と結びつけられ肯定的に捉えられていること、また、敬語を日本と韓国に共通して存在する、社会生活を営む上での重要な文化的産物として捉える傾向が観察された。第二に、台湾人日本語話者の敬語意識に関する分析結果について、『多元文化交流』第4号に発表した。

調査対象者が持つ日本社会における礼儀、マナーに対する肯定的評価は、それを表す手段としての敬語に対する肯定的イメージを形成する要因となっている一方、否定的な敬語意識は、第一言語である中国語とは異なる日本語の敬語体系に対する心理的距離及びそれらの使用のプレッシャーに向けられており、日本の敬語を簡素化すべきとの意識形成に結び付いていた。また、日本人との相互作用といった具体的経験が敬語観に影響を与える様相が確認された。
臨床研究における傾向スコアモデルの選択と因果効果の推測

ランダム化割付を行わない臨床研究では,比較群間の共変量の分布が異なるため,交絡の影響を取り除いて因果効果(治療効果)を推定する必要がある.交絡の調整方法として,近年,傾向スコア法が注目されている.本研究では,一般的な状況を想定し,傾向スコアモデルに含めるべき変数を再評価する.また,観察される変数の数が多い状況でも自動で変数選択し傾向スコア推定する方法を構築する.さらに,二重頑健推定法を用いることで,推定した傾向スコアが0または1付近に集中した場合でも治療効果を偏りなく推定できるように既存法を改良する.これらにより,治療効果をより精度高く推定することを可能にすることを目的とする.ランダム化割付を行わない臨床研究では,比較群間の共変量の分布が異なるため,交絡の影響を取り除いて因果効果(治療効果)を推定する必要がある.交絡の調整方法として,近年,傾向スコア法が注目されている.本研究では,一般的な状況を想定し,傾向スコアモデルに含めるべき変数を再評価する.また,観察される変数の数が多い状況でも自動で変数選択し傾向スコア推定する方法を構築する.さらに,二重頑健推定法を用いることで,推定した傾向スコアが0または1付近に集中した場合でも治療効果を偏りなく推定できるように既存法を改良する.これらにより,治療効果をより精度高く推定することを可能にすることを目的とする.
米国による対日文化政策に関するコンデ資料の調査研究

戦後、連合国総司令部(GHQ)は日本を統治する手段として文化を用いた。映画演劇を通じて日本人の民主主義の意識形成に関わった人物に、民間情報教育局の映画班長であったデヴィッド・コンデがいるが、その人生については明らかになっていないことが多かった。本研究では、彼がカナダのブリティッシュ・コロンビア大学図書館に自己の大量の記録を寄贈していることを発見したため、本資料を入手、整理し、デジタル化して公開した。本研究は、米国による対日文化政策の全貌解明に寄与することが期待される。戦後、連合国総司令部(GHQ)が日本を統治する手段として用いた文化政策やその後の影響について正確な情報を調査し、整備することが本研究の目的である。この文化政策を主導したデヴィッド・コンデは自己の大量の記録をカナダのブリティッシュ・コロンビア大学図書館に寄贈しているが、本資料の存在はいままでほとんど認識されることはなかった。本研究では、その資料をデジタル化して公開するため、同大学図書館との電子メールや電話でのやりとり・訪問等により下記を行った。1複写資料の優先順位の決定費用と労力を鑑み、スキャニングを行う資料の優先順位を定めた。2資料公開基準の決定公開に関する大学図書館側の条件や制限を協議し大枠を定めた。3スキャニング・フォーマットの選定長期間資料を閲覧しやすいフォーマットについて検討した。4ブリティッシュ・コロンビア大学とのスキャニング作業の役割分担の決定スキャニング作業の方針は両者で協議するが、実際の作業はブリティッシュ・コロンビア大学側にお願いすることとした。また費用負担についても協議した。5図書館関係者へのインタビューコンデが資料を寄贈した経緯について調査した。6デヴィッド・コンデ遺族の資料公開の許諾長女がサンフランシスコ在住であることをつきとめ、スキャン及び資料の公開の許諾を得た。7スキャニング試行作業の実施本格的なスキャニングを行う前にテストで実作業した。上記の実施により、平成23年度に実際のスキャニング作業を実施する前の準備は、ほぼ整った。資料を所蔵しているブリティッシュ・コロンビア大学との調整、スキャン作業の試行は前年度に終了したため、本格的に資料のデジタル化作業を行うとともに、関連の調査も実施した。詳細は下記の通りである。【スキャン作業の実施】将来、本資料は多くの研究者が多面的な目的で利用すると考え、特定の判断基準での取捨選択はせず忠実にスキャンした。ただし、作業の効率化と費用節約のため、日本で入手困難な報告書、雑誌、あるいは書き込みがあるものを優先した。84頁にわたる大分類の英文目録は、197582年にかけてブリテッィシュ・コロンビア大学で作成されているが、それをタイプ起こししエクセル化した。スキャン作業時に、目録に記載されている資料タイトルやページ数に間違いがないかを確認し、気づいた点を記入した。資料の量が膨大なため、項目毎に作業が終わり次第、スキャン作業を依頼している同大学から、逐次日本にデータを送付してもらった。日本側では、内容を確認しながら気づいた点を目録に付加していった。目録はカナダで日本語能力のない者が作成したため、合わせて日本語の雑誌名、漢字での資料タイトル表記等の誤植の修正をした。【コンデの活動実態の調査】米国サンフランシスコにおいて遺族へのインタビュー、ロサンゼルスにおいて映画芸術科学協会マーガレットへリック図書館の資料を調査した。これにより、現在日本で入手可能な資料では、明らかにすることができなかったコンデの米国における活動の内容、米国への帰国理由等が判明した。【ホームページ作成】研究代表者が所属している京都精華大学のホームページに本研究を紹介するページを作成した。これにより、本資料の存在を広く周知することに努めた。本年度はカナダのブリティッシュ・コロンビア大学図書館に所蔵されている、GHQの映画政策を主導したデヴィッド・コンデの資料のデジタル化を終了し、公開した。これにより、当初の研究目的を達成した。本年度の実施事項は下記である。【資料のスキャン作業の終了】保存状態からスキャニングに細心の注意が必要なため、作業が残されていた資料等についても終了した。PDFファイルで約2,600ファイル、全データ量は約41GBに及ぶ。【デジタル資料のリスト整備】スキャニングが終了した全資料につき、公開のためにファイルの格納場所等を加えたリストを整備した。リストの記載項目は記載順に、資料タイトル、ページ数、資料発表年月日、ファイル番号、ブリティッシュ・コロンビア大学による注記、ファイルの有無、ファイルの格納場所、本研究グループによる注記である。さらに、デジタル資料の閲覧方法につき解説文書を作成した。【資料の配布方法の決定】デジタルデータを閲覧の簡易性等からSDカードに保存することとし、配布窓口を決定し配布体制を整備した。【関連資料の調査】ハワイ大学マノア校図書館を訪問し、GHQの資料を閲覧し、同図書館関係者らにインタビューした。【解説報告書の作成】本研究の作業の経緯、コンデの紹介、資料の分析を報告書に纏めた。【資料の公開および配布】ブリティッシュ・コロンビア大学等の関係図書館に寄贈した。

これにより、日本のみでなく北米においてもデジタル資料の閲覧が可能となった。また、実費にて希望者に資料と解説報告書を配布した。GHQの対日文化政策に関する研究は、GHQの公文書とプランゲ文庫が、国立国会図書館等に所蔵・公開されてから進展した。今後は本研究によるコンデ資料の公開で、戦後米国の対日文化政策に関する研究がさらに促進され、米国は映画文化を統治にどのように利用していたのか、その全貌が明らかになることが期待される。戦後米国の対日映画政策を主導したデヴィッド・コンデが、カナダのブリティッシュ・コロンビア大学に寄贈した大量の資料をデジタル化し、日本において公開することが、本研究の目的である。同大学との調整も滞りなく終わり、現在デジタル化作業を実施中である。現在のスキャニングの速度から考えると、来年度には予定通り作業を終了見込である。但し、本研究の実施過程で新たに有用な資料が映画芸術科学協会マーガレットへリック図書館に所蔵されていることを発見したため、平成23年度中に予定していた米国訪問調査を、平成24年度に実施した。このため、コンデ遺族へのインタビュー調査は平成24年度11月に行い、不明であったコンデの人物像を明らかにし、分析も終了した。24年度が最終年度であるため、記入しない。保存状態が悪く、スキャン作業に細心の注意が必要な資料も多い。作業に遅れが生じないように、スキャニング作業を委託しているブリティッシュ・コロンビア大学との連絡調整の緊密化をはかる。大量データの保存媒体は、現在DVDを予定しているが、ほぼ全部のスキャニングが完了した時点で全容量やスキャニングの画像精度から再検討し最も適切な媒体を選択する。その他現在、研究計画の変更および、研究を遂行する上での問題点はない。
BNCT領域の熱外中性子線量精密評価用可搬型検出器の開発

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)や原子力放射線施設における作業環境場などにおいて、0.5eV10keV領域の中性子測定の精度向上が求められている。これまでは、金放射化やHe-3ガス検出器など熱中性子検出器の延長戦上で熱外中性子を測定していたが、中性子反応断面積の精度は熱中性子領域に比べて悪く、精度向上には限界があった。そこで、本研究では、熱外領域で核反応断面積に依存しない中性子測定法の開発を試みた。検出器は、ホウ素10を含有したLGBシンチレータとガンマ線測定用のBGOシンチレータによって構成される。2つのシンチレータを用いて、10B(n,ag)反応によって生成されるα線とガンマ線を同時測定すると、BGOで観測できる10Bからのガンマ線の検出効率が求められる。次に、熱外中性子に対して全吸収できる厚い10B試料をLGBシンチレータの代わりに設置すると、試料に入射した全中性子の量が求められる。この検出器について、京都大学電子ライナックを用いた熱外領域を含む白色中性子源を用いて、中性子飛行時間法によって検出器特性の実験を行った。検出器は中性子源から12mの位置に設置し、パルス周期50Hzの条件で実験を行った。その結果、LGBシンチレータとBGOシンチレータの同時計数測定によって、10Bから生成される478keVガンマ線に対するBGOシンチレータの検出効率が、中性子エネルギーに依存せず一定であることが示された。したがって、全吸収10B試料を用いることによって、核反応断面積に依存せず中性子フルエンスの測定が可能なことを原理的に示すことができた。今後、試料の体積に起因する補正など技術的改善を行い、検出器校正に利用される24keV単色場への応用が可能になると考えられる。近年各地で開発されている加速中性子源を利用した中性子ホウ素捕捉療法では、熱外中性子と呼ばれる0.5eV10keV領域の中性子が利用される。しかしながら、熱外中性子領域では、測定精度が原子炉等で利用される熱中性子エネルギー領域と比較して良くないという特徴がある。中性子計測に使用する核反応の断面積精度が熱中性子領域に比べて悪いことが理由である。本研究では、熱外中性子測定のために、核反応断面積の影響を受けない方法を用いることにより、測定精度を向上することを目的としている。本年度は、10B濃縮炭化ホウ素試料、2インチBGOシンチレータ、LGBシンチレータによって構成されてた検出器の作製を行った。LGBシンチレータ内のホウ素と中性子によっておこる(n,ag)反応で発生するαをLGBシンチレータ自身で測定し、同時に発生するガンマ線をBGOシンチレータによって測定する。LGBとBGOシンチレータの測定を同時計数することにより、両検出器の検出効率に関する情報が必要なくなる。さらに、10B濃縮炭化ホウ素で熱外領域中性子に対する全吸収試料を作製し、LGBシンチレータ前面に設置した場合と設置しない場合の測定の比較をすることにより、中性子フルエンスの情報を得ることが可能になる。この検出器は、京都大学原子炉実験所電子ライナック施設における光核反応中性子源を使って特性評価実験が行われた。測定は、中性子飛行時間法によって行われ、基礎データを取得することができた。LGBシンチレータとBGOシンチレータの位置関係や散乱中性子によるバックグランド評価について、まだ不十分であり、2年目前半に改善を続ける予定である。検出器の作製と特性試験まで実施でき、当初予定通りに進んでいる。本研究では、熱外中性子測定のために、核反応断面積の影響を受けない方法を用いることにより、測定精度を向上させることを目的としている。本年度は、1年目に試作したLGBとBGOを用いた検出器について、京都大学原子炉実験所電子ライナック施設における光核反応中性子源を用いた中性子飛行時間法による特性試験を行い、BNCTで利用される熱外領域の性能評価を行った。MCNP6によるシミュレーションも行った。また、LGBシンチレータの代わりに一般的なホウ素入りプラスチックシンチレータを用いた組み合わせの検出器についても試験を行った。この試験から、ホウ素入り検出器を用いた場合に、一般論として本方式が利用できることを示す。さらには、従来行われていたようにホウ素入り検出器でも直接的に中性子フルエンスが求まる。最終年度、これらの各方式によって得られる中性子フルエンスの値と不確かさについて比較を行い、技術の検証を行う。さらに、検出校正にも利用される24keV単色中性子に対して、本検出器を適用し、BNCTで利用される検出器の検出効率の不確かさ低減につなげる。今回開発中の検出系に加え、比較する検出系の測定・評価も終えた。当初の予定通りに進んでいる。

そこで、本研究では、熱外領域で核反応断面積に依存しない中性子測定法の開発を試みた。検出器は、ホウ素10を含有したLGBシンチレータとガンマ線測定用のBGOシンチレータによって構成される。2つのシンチレータを用いて、10B(n,ag)反応によって生成されるα線とガンマ線を同時測定すると、BGOで観測できる10Bからのガンマ線の検出効率が求められる。次に、熱外中性子に対して全吸収できる厚い10B試料をLGBシンチレータの代わりに設置すると、試料に入射した全中性子の量が求められる。この検出器について、京都大学電子ライナックを用いた熱外領域を含む白色中性子源を用いて、中性子飛行時間法によって検出器特性の実験を行った。検出器は中性子源から12mの位置に設置し、パルス周期50Hzの条件で実験を行った。その結果、LGBシンチレータとBGOシンチレータの同時計数測定によって、10Bから生成される478keVガンマ線に対するBGOシンチレータの検出効率が、中性子エネルギーに依存せず一定であることが示された。したがって、全吸収10B試料を用いることによって、核反応断面積に依存せず中性子フルエンスの測定が可能なことを原理的に示すことができた。今後、試料の体積に起因する補正など技術的改善を行い、検出器校正に利用される24keV単色場への応用が可能になると考えられる。2年目は、京都大学原子炉実験所の光核反応中性子源を用いて検出器の特性評価を本格化させて、モンテカルロシミュレーションによる結果との比較により、検出器の有効性に関する議論を可能にする。最終年度は、さまざまな検出系で得られた中性子フルエンスと不確かさを比較し、本研究の優位性について議論する。さらに、BNCTで利用される検出器の校正にも適用するため、24keV単色中性子場において、本検出器を適用する。物品購入の際の見積もりにより差額が生じたため、かつ京都大学原子炉実験所への旅費が、京都大学からの支給されることになったため。本年度予定していた国際学会での成果発表がいけなくなってしまったため、次年度使用額が生じた。次年度、実験のための旅費、および学会参加旅費、国際学会参加旅費に使用する予定である。また、次年度実施される実験のための消耗品、冶具の作製にも使用される。2016年度に作製した検出器の特性実験を実施するための冶具、旅費に使用される。また、検出器の可能性の検証のため、LGBシンチレータの代わりに使用するホウ素入りプラスチックシンチレータを購入する予定である。そのほか、研究成果を発表するための学会参加費等に使用する予定である。
電子線ホログラフィーによる結晶表面の構造に関する研究

結晶表面の電子線ホログラフィーによる観察を実現するために現在200kV透過型電子顕微鏡の試料室を超高真空仕様に改造中である。この装置ではホログラフィーの再生に通常のフィルムをつ使わずオンラインのディジタル処理を行なうため、電子顕微鏡から像を直接電気信号として取り出して計算機に入力する。そのためのシステムとして、一般に用いられているイメージインテンシファイヤーとテレビカメラを組み合わせたシステムによらず、より簡便かつ廉価でしかも電界放射型電子銃に有効な透過型電子顕微鏡用走査型像検出システムを新たに開発した。一方、動力学的電子回折理論に基づく計算機シミュレーションによって、Au(111)表面上の原子一層のステップが原子レベルの分解能で再生可能であること、Si(111)表面の7×7構造や、Au/si(111)上の√<3>×√<3>構造を下地の原子位置と正確に対応させながら再現出来ることが分かり、電子線ホログラフィーの表面研究における有効性を明らかにした。また、ホログラム作成時の焦点外れ量がわからなくとも電子レンズの収差を補正することが出来る新しいアルゴリズムを開発し、Si(111)表面の7×7構造について応用した。
多次元フローサイトメトリー法によるシグナル分子修飾の解析

フローサイトメーターを用い、従来の生化学的、分子生物学的手法では独立して行わざるを得ない複数パラメータの解析を同時に1細胞単位で行う「多次元フローサイトメトリー解析法」を確立し、シグナル伝達分子の挙動を解析するツールとなり得ることの検証を行った。メラノーマ細胞株を材料とし、試料調製の条件検討を行うことによって遺伝子発現とリン酸化タンパク質の発現解析を同時に1細胞レベルで行うことができた。また、3つ以上のパラメータを同時に表示する3次元グラフを作成した。本研究は多次元フローサイトメトリー法(細胞内シグナル伝達分子の動態と細胞生理現象の複数パラメータを同時に測定する手法)の確立を目的としている。H27年度の実験計画は1.1次元フロー解析法の確立、2.解析ソフトウェアの開発であった。1. 1次元フロー解析法の確立については、遺伝子発現測定法、ミトコンドリア活性測定法、細胞内局在の3種類の解析法の確立を予定していた。遺伝子発現測定法の確立を行うにあたり、ヒトメラノーマ細胞株WM98-1系統を用い、TPA刺激による転写因子STAT3の標的遺伝子の発現の解析を行った。標的遺伝子のmRNAに相補的なDIGラベルしたプローブを設計し、蛍光標識した坑DIG抗体を用いて、Flow cytometry - Fluorescence in situ Hybridization(Flow-FISH)法を行い、遺伝子発現の検出を試みた。細胞の固定処理や透過処理について様々な条件を検討した結果、Locked DNA (LNA)を組み込んでTm値を上昇させた短い配列のプローブを用いる事により、非特異的な結合を抑えると共に細胞中のタンパク質を分解する処理を行わずに遺伝子発現を検出する事ができた。この事により、遺伝子発現測定法については次年度以降に予定している多次元フロー法に適用しうる解析条件の1つを確立することができた。2.解析ソフトウェアの開発については、すでに確立しているリン酸化レベル(2パラメータ)と細胞周期(1パラメータ)を同時測定したデータを用い、解析結果を3次元グラフ化することを検討した。その結果、R言語を用いることにより、フローサイトメーターから取り込んだ測定データを3次元グラフ化する事ができた。初年度につき、研究環境の構築に時間を費やしたため、当初の予定であったミトコンドリア活性測定法、細胞内局在の測定法については実施することができなかった。現在は研究環境が整っているため、次年度に遅れを解消する予定である。本研究は多次元フローサイトメトリー法(細胞内シグナル伝達分子の動態と細胞生理現象の複数パラメータについてフローサイトメーターを使用して同時に測定する手法)の確立を目的としている。H28年度は1. 1次元フロー(フローサイトメトリー解析)法の確立、2.解析ソフトウェアの開発、3.モデル系生物を用いた多次元フロー法による解析を予定していた。1.のうち、遺伝子発現測定法に関しては、RNAプローブによるチューブ内in situ hybridizationについての検討を行った。RNAプローブはH27年度に報告したLNA (Locked Nucleic Acid)プローブに比べ、作成に関してコスト的、時間的に有利なため、今後の多次元フロー解析への展開を考えて使用を検討した。In vitro転写法を用いてRNAプローブを作成し、標的遺伝子の発現を特異的に検出することができたが、多次元解析では通常のIn situ hybridizationと異なり、タンパク質の分解を抑えつつ、プローブを細胞内に取り込ませて標的RNAとハイブリダイズさせることが必要となる。そのため、ハイブリダイズのバッファー組成、温度、洗浄の条件の組み合わせを試行することで、遺伝子発現の検出及びタンパク質リン酸化レベルの変動の検出の同時解析(2次元フロー解析)を行うことができた。現在、より高い検出感度で2次元フロー解析を行うための至適条件を検討中である。2.については、H27年度で報告した3パラメータのグラフ化について、入出力のインターフェースの改善を行うとともに、時間軸のパラメータを加えたグラフ化の追加を検討している。3.については、ヒトメラノーマ細胞WM98-1系統において、従来法を用いて得られた遺伝子発現解析、タンパク質リン酸化レベルの解析、それぞれの結果との比較検討を行った。多次元フロー法のうち、遺伝子発現解析法は他の解析法と組み合わせて行う基本的な解析法であるため、本研究において極めて重要である。そのため、多次元フロー法を確立するにあたってH27年度に確立した手法に加え、より汎用性の高い手法であるRNAプローブの作成、条件検討を行ったため、当初予定していた多次元解析への展開がやや遅れている。本研究は多次元フローサイトメトリー法の確立と、それを用いた細胞内シグナル伝達機構の解明を目的としている。H29年度はH28年度に引き続き、(1)多次元フロー(フローサイトメトリー解析)法の確立、(2)解析ソフトウェアの改良、(3)モデル系生物を用いた多次元フロー法による解析を予定していた。(1)については、標的遺伝子の発現と関連するタンパク質のリン酸化レベルを同時検出するための条件検討を行った。RNAプローブを用いてチューブ内in situ hybridization後、プローブ特異的な抗体及びリン酸化タンパクの特異抗体を用いて、mRNAの発現量とリン酸化レベルの関係を1細胞レベルで同時に検出することができた。また、タンパク質の発現レベルと細胞周期の測定を同時に行うための条件検討を行った。細胞を裸核せずに核内のDNA量を測定するための条件検討を行うことで、特定タンパク質を過剰発現させた細胞におけるタンパク質の発現レベルと細胞周期の測定を同時に行うことができた。(2)については、複数パラメータをグラフとして表示させる際の入出力インターフェースの改善を行った。検討していた時間軸の追加については今後の課題とした。

(3)については、ヒトメラノーマ細胞株を用いて、標的遺伝子の発現量をフロー法と従来法の定量的PCRで測定し、結果を比較することで遺伝子発現解析における一次元フロー法の有効性を検討した。さらにフロー法を用いて、刺激により応答する遺伝子の発現解析を行った。メラノーマ細胞を発がんプロモーターであるTPA(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate)で刺激したとき、これまでに報告されていなかった免疫チェックポイント分子PD-L1の遺伝子発現が上昇することを確認できた。フローサイトメーターを用い、従来の生化学的、分子生物学的手法では独立して行わざるを得ない複数パラメータの解析を同時に1細胞単位で行う「多次元フローサイトメトリー解析法」を確立し、シグナル伝達分子の挙動を解析するツールとなり得ることの検証を行った。メラノーマ細胞株を材料とし、試料調製の条件検討を行うことによって遺伝子発現とリン酸化タンパク質の発現解析を同時に1細胞レベルで行うことができた。また、3つ以上のパラメータを同時に表示する3次元グラフを作成した。次年度では、今年度実施する事ができなかった1次元フロー法(ミトコンドリア活性測定法、細胞内局在の測定法)の確立に取り組み、それらの測定法及び遺伝子発現測定法を用いて多次元フロー解析を行うにあたっての条件の至適化を行う。至適化が終わった測定法を複数用いて多次元フロー法の確立を進めると共に、パスウェイ解析を並行して行う。ソフトウェア開発については、グラフ表示の最適化及び入出力インターフェースの改善を進める。また、パラメータが増えた場合の測定結果表示法について取り組む予定である。H29年度は引き続きヒトメラノーマ細胞WM98-1系統を用いて、遺伝子発現解析とタンパク質リン酸化レベルの2次元解析を行うための至適条件を検討、確立し、さらに細胞生理現象のパラメータ(ミトコンドリア活性測定法、細胞内局在測定法)を加えた多次元解析について、具体的なデータ示して成果報告を行う予定である。一定の成果が得られれば、他のモデル生物での検証を行う。解析ソフトウェアの開発については、得られたデータを実際に作成したソフトウェアに取り込み、評価したうえで、多次元のパラメータを適切に加工、出力できるように試行する。生物学生物科学今年度に予定していた研究計画(1次元フロー法のうち、ミトコンドリア活性測定法、細胞内局在の測定法の確立)の一部が実施できず、次年度に行う必要が生じたこと及びそれに伴って研究発表計画を延期したため、研究費の使用計画を修正した。試薬の購入額に満たなかったため、次年度に購入することにした。
重水素化ラベル振動分光法による機能活性状態における分子構造決定法の確立

重水素化ラベル法は、測定系をほとんど乱さないで特定位置をラベルできる。この方法と振動分光法を併用することにより、機能活性状態における特定部位の分子構造に関する情報がえられる。そこで、本研究では、孤立C-D伸縮振動を利用した分子構造決定法の応用性について検討した。そのためにまず、特定部位の水素原子1個を重水素で置き換えた部分重水素化合物を合成し、高純度の試料をえる必要がある。本申請では、研究の律速段階となっている重水素化合物の分離・精製を解決することにある。界面活性剤などの出発原料となる特定部位を重水素化した1-ブロモアルカンの合成法は既に確立した。しかし、アルケンへのDBr付加反応は、生成物である1-ブロモアルカンに副生成物として2-ブロモアルカンを含む。今回申請の中圧分取液体クロマトグラフ装置を用いて、シリカゲルカラム、ヘキサン溶媒中で両者を分離することができた。重水素化原料を用いて、界面活性剤であるオクチルトリメチルアンモニウムプロミドおよびα-ドデシル-ω-ヒドロキシトリス(オキシエチレン)の特定部位を重水素化した試料を合成した。これらの試料の孤立C-D伸縮振動を種々の条件下で測定・解析した。オクチルトリメチルアンモニウムプロミドでは、ミセル形成前のモノマー状態では疎水基の表面積を小さくするダブルゴ-シュをとるコンホメーションが多く、ミセルを形成すると円錐形になろうとするコンホメーションが多いことが分かった(日本化学会第70春季年会1C315)。α-ドデシル-ω-ヒドロキシトリス(オキシエチレン)では、非イオン界面活性剤-水系の組成、温度変化による特定部位のコンホメーション挙動を明らかにすることができた(日本化学会第70春季年会1C314)。本研究で、部分重水素化試料合成・精製法と重水素化ラベル振動分光法による分子構造決定法が確立でき、広範な応用への道が開けた。
アストロサイトに発現するFGFおよび他の非分泌性因子の生物学的意義に関する研究 -特にFGFの生理活性の制御機構について-

ラット新生仔海馬由来の培養アストロサイトをinterleukin-1β(IL-1β), tumor necrosis factor-α(TNF-α), epidermal growthfactor (EGF)といったサイトカインにより刺激し、細胞抽出液中のbasicfibroblast growthfactor (bFGF)をQuantitative Westernblottingにより定量した。アストロサイトには18,22,24-kD bFGFisoformが発現しており、サイトカインにより22,24-kD isoformの発現量の増加が認められたが、18-kD isoformの発現量は変化しなかった。また、ラット胎仔脳培養系におけるGF AP陽性細胞数を指標としてbFGFの生物活性の検討を行った結果、サイトカインはアストロサイト抽出液中のbFGF活性を増強することが判明した。一方、アストロサイト抽出液中に12,16,18 kDの分子量をもつFGF-binding proteinが存在し、acidic FGFにもbFGFにも結合能を有することが判明し、FGFの生理活性を制御している可能性が示唆された。bFGFは組織の再生のみならず腫瘍の悪性化因子としても注目されており、18-kD isoformはtumorigenecityに、22,24-kD isoformはregenerationに関与することを示唆する所見が報告されているが、中枢神経系における各々のisoformの役割は不明である。本研究の結果は、アストロサイトにおけるbFGF isoformの発現パターンおよびFGF-binding proteinの存在がbFGFの生理活性の制御に重要であり、また、脳損傷時に損傷部位に供給される上記サイトカインによる22,24-kD bFGF isoformの選択的増量が、神経再生過程において重要であることを示唆するものである。
大腸菌細胞間相互作用をとおしてみた生命体情報ネットワーク

細胞内には遺伝子、タンパク質、代謝といった多階層のネットワークが存在し、それらの階層間の関係が複雑に絡み合っている。さらに環境と細胞間の相互作用を通じて、上位の階層である細胞集団においても細胞間の相互作用ネットワークが形成される。本研究では、生物ネットワークの解析を行うことにより、そこでの情報のやりとりを明らかにしていくことを目的とした。大腸菌としてグルタミン合成酵素遺伝子を欠損させた宿主にグルタミン合成酵素・GFP融合遺伝子をプラスミドで組み込んだ大腸菌を創製し、細胞の内部状態を可視化した。最小培地を使用し、グルタミン酸を単一窒素源とすることで連続培養系において、供給グルタミン酸濃度を変化させ、環境変化を与えた。このグルタミン合成酵素・GFP融合遺伝子は通常自然界の大腸菌が有する窒素源の量に応答して発現が制御されるようなプロモータではなく、構成的に発現するプロモータにより発現させた。つまり、遺伝子の発現と環境における遺伝子発現の必要性を断ち切ったシステムを用いた。連続培養系で、一定のグルタミン酸濃度の培地を供給し、定常状態を保った後、供給するグルタミン酸濃度を、5mM、1mM、0.1mMのように段階的に変化させ、環境中の細胞に対してグルタミン酸や変換されるグルタミンの量が枯渇した条件を設定した。また、逆に、栄養源を過剰供給し、環境変動が遺伝子発現にどのような影響を与えるのか解析した。その際フローサイトメトリーにより、発現量分布の大きさやその変化が環境の変化とどのように対応するかについて検討した。遺伝子の発現と環境における遺伝子発現の必要性を断ち切ったシステムを用いたにもかかわらず、遺伝子の発現量は、環境変動に対応してその必要性に応じて変化することが明らかとなった。環境を通した細胞間の相互作用や遺伝子発現の揺らぎがこのような現象を引き起こす原因として考えられた。さらに環境と細胞間の相互作用を通じて、上位の階層である細胞集団においても細胞間の相互作用のネットワークが形成される。本研究では、このような生物ネットワークの解析を行うことにより、そこでの情報のやり取りを明らかにしていくことを目的とする。具体的には、まず、個体、集団、環境が人為的に定義でき、観測・評価できる系を構築する。ここでは、グルタミン合成遺伝子を欠損した大腸菌にグルタミン合成酵素・GFP融合遺伝子を導入した大腸菌をグルタミン酸単一窒素源連続培養系で培養し、細胞集団の動的な挙動と環境変化、また細胞数の関係をフローサイトメータを用いて多次元的に解析することを目的とした。一方、情報科学的手法を併用し、細胞集団が融合したり、同一の集団から別の集団へ分かれたりする原理解明の足がかりをつかむことを目的とした。菌株には、グルタミン合成酵素遺伝子を欠損させた宿主にグルタミン合成酵素・GFP融合遺伝子をプラスミドで組み込んだ大腸菌を使用し、細胞の内部状態を可視化した。得られたサンプルを、粒度分布計、蛍光顕微鏡観察。フローサイトメトリーにより細胞の形態学的変化や、GFPの強度について、細胞特性を分布として評価できる系を構築した。フローサイトメトリーによる観察において、細胞集団に多様性が生まれることを発見した。また、細胞集団がグルタミン酸濃度という環境変化においてどのように変化するかを得られたデータを情報科学的手法も駆使することにより詳細を解析した。