hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高い中心体数的異常を示すヒトがんの特徴とその要因・阻害剤感受性に関する研究

以下の2点について報告する。1. Translesion DNA合成(TLS)やDNA二本鎖切断(DSB)の誤りがち修復に関わるPOLQの、ヒト肺腺癌での異常や癌化への役割について検討した。癌ゲノムアトラスデータおよび大学附属病院検体の解析で、POLQは肺腺癌においてmRNAおよび蛋白質レベルで高発現を示した。臨床病理学的因子では、POLQ蛋白質高発現はリンパ節転移、高臨床病期と関連した。また、POLQ mRNA高発現群では体細胞変異数が有意に高値を示した。肺癌細胞株で誘導性POLQ高発現株を樹立し検討すると、POLQ高発現株では、DSB誘発剤に対して耐性を示し、また、supFアッセイで高い変異頻度を示した。さらに、POLQ高発現肺腺癌では中心体に局在を示すPLK4が有意に高発現していたため、POLQおよびPLK4を高発現させた肺癌細胞株を観察すると中心体過剰複製が認められた。10個のTLSポリメラーゼ中ではPOLQのみが高発現と変異数上昇との関連性が高かった。以上より、POLQ高発現は肺腺癌に関与しており、そこに中心体過剰複製も関わることが考えられた。2.中心体に局在したり、中心体数的制御に関わるものがあるDNAグリコシラーゼ群の多種の蛋白質を精製し、酸化的損傷塩基5-ヒドロキシウラシル(5OHU)に対する活性を検討した。すると、NTHL1等のDNAグリコシラーゼが5OHU:G基質に対し修復活性を示した。NTHL1は大腸に多発腺腫/癌を起こす遺伝性疾患であるNTHL1関連ポリポーシス(NAP)の原因遺伝子であることから、そのvariant型の修復機能評価を行った。すると、Q90X, Y130X, R153X, Q287XはDNA切断アッセイで低活性を示し、かつsupFアッセイで5OHU誘発変異の抑制能を示さず、NAPの病原性アレルである可能性が示唆された。1. WDR62は中心体等に局在し、細胞周期の進行、紡錘体制御等において重要な役割を果たすことが報告されている。我々は、頻度の高いヒト腫瘍である肺腺癌におけるWDR62遺伝子異常の病理学的意義について検討している。これまでに肺腺癌でmRNAレベル、蛋白質レベルともに発現が上昇していることを明らかにしてきた。今回、予後との関係を調べると、肺腺癌患者で、WDR62のより高発現を示す群は、Kaplan-Meier法で予後不良を呈することが示された(log-rank P=0.0378)。また、多変量解析を行うと、進行pT、リンパ節転移とともに、WDR62高発現は独立した予後不良予測因子となることが示された(HR=2.032 [1.071-3.777], P=0.0305)。WDR62高発現の肺細胞における影響については、結合因子TPX2と強い発現レベルの相関が肺腺癌で認められたため、肺癌細胞株H1299でWDR62とTPX2を共発現させたところ、他のWDR62結合因子であるAURKAの活性化が示され、さらに中心体過剰複製が示された。両因子発現による中心体過剰複製は、非腫瘍性気管支上皮細胞でも認められた。また、TCGAデータベース解析により、WDR62とTPX2の高発現および発現相関は他の13種の癌でも示され、多くの癌で共通の事象であることが示唆された。これらのことから、肺腺癌におけるWDR62高発現は予後不良因子となり、そこに中心体過剰複製が関与する可能性が考えられた。2.酸化的損傷塩基の除去修復に関わるMUTYHは、OGG1とdouble knockoutさせると、その細胞は、酸化的ストレス誘導下で中心体過剰複製を起こしやすいことが知られている。このMUTYHが前立腺癌で低発現を示し、その低発現はエクソーム解析による総体細胞変異数、G:C toT:A変異数の上昇につながることを示した。MUTYH低発現前立腺癌細胞株は、低DNA修復能を示したため、これが関与したと推測された。研究時間を予定どおり確保できており、概ね順調に進展しています。1.中心体局在因子STILは、中心小体複製に関わる蛋白質として知られ、その過剰発現は中心体過剰複製につながることが報告されている。我々は、ヒト肺癌におけるSTIL発現を検討した。蛋白質レベルにおいて、非癌肺組織(n=105)に比べ肺腺癌(n=268)および肺扁平上皮癌(n=98)では、統計学的に有意(P<0.0001)な発現上昇が認められた。STIL高発現はTNM病期の進展と有意な関連性を示した。癌ゲノムアトラスのデータ解析でもmRNA発現の上昇が肺腺癌および扁平上皮癌で確認され、ヒト肺癌におけるSTIL高発現が示唆された。さらに、染色体コピー数異常の程度に基づき肺腺癌および扁平上皮癌を2群に分けると、高異常群ではSTIL発現レベルが有意に高いことが示された。STIL高発現による中心体過剰複製を介した染色体数的異常誘導の可能性が示唆された。

我々は、臭素化DNA付加体8-bromoguanine (8BrG)のヒト細胞における変異原性および修復機構を検討し、変異形式としてはG->Tの頻度が最も高く、また、G->C、G->A, delGも見られること、修復に関してはMUTYHのA:8BrG修復活性、およびTDG/SMUG1のT:8BrG修復活性を明らかにした。MUTYHはMUTYH関連ポリポーシス(MAP)原因遺伝子であり、MAP大腸腫瘍ではG->T変異が起こりやすいので、MUTYH高発現ヒト細胞株を樹立し8BrG導入部位でのG->T変異頻度を調べると、高発現株では対照株に比べその頻度が低下していた。MAP腫瘍への8BrG修復異常の関与の可能性が示唆された。研究時間を予定どおり確保できており、概ね順調に進展しています。以下の2点について報告する。1. Translesion DNA合成(TLS)やDNA二本鎖切断(DSB)の誤りがち修復に関わるPOLQの、ヒト肺腺癌での異常や癌化への役割について検討した。癌ゲノムアトラスデータおよび大学附属病院検体の解析で、POLQは肺腺癌においてmRNAおよび蛋白質レベルで高発現を示した。臨床病理学的因子では、POLQ蛋白質高発現はリンパ節転移、高臨床病期と関連した。また、POLQ mRNA高発現群では体細胞変異数が有意に高値を示した。肺癌細胞株で誘導性POLQ高発現株を樹立し検討すると、POLQ高発現株では、DSB誘発剤に対して耐性を示し、また、supFアッセイで高い変異頻度を示した。さらに、POLQ高発現肺腺癌では中心体に局在を示すPLK4が有意に高発現していたため、POLQおよびPLK4を高発現させた肺癌細胞株を観察すると中心体過剰複製が認められた。10個のTLSポリメラーゼ中ではPOLQのみが高発現と変異数上昇との関連性が高かった。以上より、POLQ高発現は肺腺癌に関与しており、そこに中心体過剰複製も関わることが考えられた。2.中心体に局在したり、中心体数的制御に関わるものがあるDNAグリコシラーゼ群の多種の蛋白質を精製し、酸化的損傷塩基5-ヒドロキシウラシル(5OHU)に対する活性を検討した。すると、NTHL1等のDNAグリコシラーゼが5OHU:G基質に対し修復活性を示した。NTHL1は大腸に多発腺腫/癌を起こす遺伝性疾患であるNTHL1関連ポリポーシス(NAP)の原因遺伝子であることから、そのvariant型の修復機能評価を行った。すると、Q90X, Y130X, R153X, Q287XはDNA切断アッセイで低活性を示し、かつsupFアッセイで5OHU誘発変異の抑制能を示さず、NAPの病原性アレルである可能性が示唆された。今後も、(1)各種がんでの、高い中心体数的異常を示すがんの特徴の同定、(2)各種がんでの、高い中心体数的異常を示すがんの要因の同定、(3)高い中心体数的異常を示すがんに対する治療法の検討、(4)研究(1)(2)補完のための、各種がんでの中心体制御・DNA修復遺伝子異常の解析、の柱で研究を進めていく予定です。
仏像を納める荘厳具<厨子> に関する調査研究-古代・中世の仏像観を主眼に

本研究では、仏像を納める容器である厨子について、その意匠構成を分析することにより、仏像を中心とする一空間が体現する宗教的意味や機能への理解に迫ろうと試みた。また仏像の内部空間も研究対象として、胎内仏、納入品の考察をおこなった。さらに文献資料の検討を通じ、仏像の安置状況とそれにともなう宗教的意味づけの変遷を跡づけた。本研究は、仏像を納める器である厨子について、その意匠構成を分析することにより、仏像を中心とする一空間が体現する意味や機能への理解に迫ろうとするものである。研究初年度である平成22年度は、弥勒像を安置する厨子を中心に調査・分析をおこなった。神奈川・称名寺光明院厨子入り弥勒菩薩小檀像および同院伝来の黒漆塗り厨子について、これらを管理する神奈川県立金沢文庫において調査・撮影した。本調査に先だって、関連する研究活動として、研究会での口頭発表(第二回空間史学研究会、於東北大学、平成23年2月15日、発表題目「仏像光背考-仏教彫刻の霊験性と"空間史"」)をおこなっている。発表内容は、厨子と同じく、仏像を中心とする礼拝空間を形成する一要素として光背をとりあげたもので、京都・醍醐寺三宝院弥勒菩薩像光背の解釈を試みるための重要な検討材料として、上記の厨子2作例についても考察を試みた。今回の実見調査によって得た知見と撮影した接写画像は、中世における弥勒信仰と造形の関わりを考察するうえで、有益な材料となると思われる。また、称名寺厨子入り金銅愛染明王像、栃木・光得寺厨子入り大日如来像の調査(於金沢文庫)もおこない、今後取り組むべき密教像関連の厨子についての知見を得た。年度末には、京都(蓮光寺、大報恩寺)、奈良(奈良国立博物館、東大寺、興福寺)、滋賀(安土城歴史博物館)などで資料収集をおこなった。弥勒像以外の尊像、とくに釈迦如来像・阿弥陀如来像・観音菩薩像を納める厨子のほか、舎利厨子について、儀礼との関わりを主眼に検討材料を収集した。本研究は、仏像を納める器である厨子について、その意匠構成などを分析することにより、仏像を中心とする一空間が体現する意味や機能への理解に迫ろうとするものである。また、仏像それ自体も内部空間を有する容器であるとみなされるため、仏身と像内納入品との関わりについても視野に入れて、本年度の調査研究を進めた。本年度の調査対象については、尊種を密教系弥勒像に絞って調査をおこなった前年度に引き続き、愛染明王像を中心とした密教系尊像のほか、阿弥陀如来像についても実見調査をおこなった。また、仏像の安置状況に関わる史料を博捜し、儀礼との関わりを考察した。調査内容と研究テーマは以下の通り。(1)密教系尊像、とくに中世舎利信仰に関わる愛染明王像について神奈川・称名寺厨子入り愛染明王像、個人像・愛染明王香合、摩尼宝珠曼茶羅絵厨子ほか(2)阿弥陀如来像における生身仏信仰と像内納入品京都・蓮光寺阿弥陀如来像、静岡・新光明寺別院阿弥陀如来像、愛知・栄国寺如来半跡像ほか83)その他の尊像および厨子・容器類宮城・龍宝寺釈迦如来像(清涼寺式)、愛知・栄国寺釈迦如来像(清涼寺式)春日信仰関係の絵画資料および舎利容器、古神宝類ほか(4)史料検討古代・中世の儀礼と堂内荘厳について『山階流記』、『類聚世要抄』ほか寺院縁起における仏像の聖性付与について蓮光寺『負別如来之縁起』、『誓願寺縁起』ほか.
高分子ナノ複合体による高効率な生体膜ダイナミクス操作と応用

本研究課題は、高分子材料と膜破壊ペプチドのナノ複合体を設計し、これを種々の脂質膜に作用させることで環境変化を認識した生体膜構造転移を制御することを目指すものである。さらに得られた知見をもとに薬物送達・マーカーのサンプリングを行う生体材料システムとして展開する。本年度は、基礎検討として高分子材料を脂質膜に効果的に修飾する方法について検討を行った。具体的には、精密ラジカル重合のひとつであるATRPの開始剤を親水部に導入した脂質分子を合成し、これを添加した脂質二重膜(リポソーム)から重合を行うことで"grafting from"法による高分子修飾を行うことができた。電気泳動移動度の解析から、高分子材料を複合化させたリポソームでは細胞のように「やわらかい」微粒子としての性質をもつことが示唆されており、細胞系のモデル微粒子としても有用であることが期待される。さらに、高分子材料と膜破壊ペプチドのナノ複合体として、E5/poly(allylamine)-graft-dextran複合体の脂質膜に対する作用において、脂質膜構造の効果を検討した。E5は流動的な膜には相互作用したが、固体的な膜には相互作用しなかった。さらに、カチオンくし型共重合体存在下において、この膜に対する選択性を維持しつつ、液体的な脂質膜においてE5の膜透過性の活性化がみられた。さらに、細胞膜のモデルであるDOPC/DPPC/Chol膜においても膜透過性の解析を行うことができた。また、高分子材料の設計としてカチオン性くし型共重合体の側鎖に温度応答性高分子を導入した混合グラフト共重合体(PAA-g-PNIPAAm/Dex, PAND)を検討した。E5/PAND複合体を脂質膜に作用させたところ、温度変化とカップリングした膜の形態変化が可能であることが示唆された。一連の成果は学術誌および国内外の学会において発信に務めた。本年度は基礎的知見の収集につとめた。具体的には(1)高分子材料を脂質膜に修飾・複合化する方法として、ARGET ATRPによる"grafting from"法による修飾、(2)高分子材料と膜破壊ペプチドのナノ複合体の作用における脂質膜構造の役割,(3)混合グラフト共重合体・膜破壊ペプチドのナノ複合体による脂質膜形態の操作,について検討することができた。特に、一連の成果は国内外の学会において発信することができ、査読付き学術誌への掲載にも至った。ARGET ATRPによる"grafting from"法による高分子の脂質膜表面への修飾において、電気泳動移動度の塩濃度依存性の解析から、本手法により調製した高分子修飾リポソームは細胞のように「やわらかい」微粒子としての性質をもつことが示唆されている。細胞系のモデル微粒子としても有用であることが期待され、さらに検討を進めたい。高分子材料と膜破壊ペプチドのナノ複合体の作用においては、流動性の異なる膜や、混合膜における挙動を検討した。細胞膜も複数種の脂質から構成されており、本研究により得られた知見は細胞系への展開に向けても有用であると考えられる。基礎的な知見を継続的に収集するとともに、初年度に得られた知見をもとに薬物送達・マーカーのサンプリングといった生体材料システムへの展開を目指す。本研究では、リン脂質や膜破壊ペプチド、またこれらと高分子材料との複合体を取り扱うが、両親媒性分子としての性質を示すものが多い。これらの物性について、溶液の表面張力測定などを通して詳細に解析することで、その作用機序の解明につとめたい。すなわち、界面科学的な手法から、高分子ナノ複合体の作用を特徴づけるパラメータの抽出を目指す。あわせてNMR、GPC、光散乱、CDスペクトルといった種々の解析手法を用いる。さらに、本研究で設計した高分子とのナノ複合体を実際の細胞系に作用させること、あるいはデバイス化を通して生体材料システムへの展開を目指す。たとえば、脂質膜疎水端の安定化機構を細胞表層で作用させることで表層からの高効率な薬物の導入が期待される。また、マイクロ流路内や固体基板表面に高分子やペプチドを修飾する実験系についてもあわせて検討を進める。一連の研究成果は、国内外の学会や論文かによって加速して取り組みたい。

さらに、カチオンくし型共重合体存在下において、この膜に対する選択性を維持しつつ、液体的な脂質膜においてE5の膜透過性の活性化がみられた。さらに、細胞膜のモデルであるDOPC/DPPC/Chol膜においても膜透過性の解析を行うことができた。また、高分子材料の設計としてカチオン性くし型共重合体の側鎖に温度応答性高分子を導入した混合グラフト共重合体(PAA-g-PNIPAAm/Dex, PAND)を検討した。E5/PAND複合体を脂質膜に作用させたところ、温度変化とカップリングした膜の形態変化が可能であることが示唆された。一連の成果は学術誌および国内外の学会において発信に務めた。本研究課題は、高分子材料と膜破壊ペプチドのナノ複合体を設計し、これを種々の脂質膜に作用させることで環境変化を認識した生体膜構造転移を制御することを目指すものである。本年度は基礎的知見の収集につとめた。具体的には(1)高分子材料を脂質膜に修飾・複合化する方法として、ARGET ATRPによる"grafting from"法による修飾、(2)高分子材料と膜破壊ペプチドのナノ複合体の作用における脂質膜構造の役割,(3)混合グラフト共重合体・膜破壊ペプチドのナノ複合体による脂質膜形態の操作,について検討することができた。特に、一連の成果は国内外の学会において発信することができ、査読付き学術誌への掲載にも至った。ARGET ATRPによる"grafting from"法による高分子の脂質膜表面への修飾において、電気泳動移動度の塩濃度依存性の解析から、本手法により調製した高分子修飾リポソームは細胞のように「やわらかい」微粒子としての性質をもつことが示唆されている。細胞系のモデル微粒子としても有用であることが期待され、さらに検討を進めたい。高分子材料と膜破壊ペプチドのナノ複合体の作用においては、流動性の異なる膜や、混合膜における挙動を検討した。細胞膜も複数種の脂質から構成されており、本研究により得られた知見は細胞系への展開に向けても有用であると考えられる。基礎的な知見を継続的に収集するとともに、初年度に得られた知見をもとに薬物送達・マーカーのサンプリングといった生体材料システムへの展開を目指す。本研究では、リン脂質や膜破壊ペプチド、またこれらと高分子材料との複合体を取り扱うが、両親媒性分子としての性質を示すものが多い。これらの物性について、溶液の表面張力測定などを通して詳細に解析することで、その作用機序の解明につとめたい。すなわち、界面科学的な手法から、高分子ナノ複合体の作用を特徴づけるパラメータの抽出を目指す。あわせてNMR、GPC、光散乱、CDスペクトルといった種々の解析手法を用いる。さらに、本研究で設計した高分子とのナノ複合体を実際の細胞系に作用させること、あるいはデバイス化を通して生体材料システムへの展開を目指す。たとえば、脂質膜疎水端の安定化機構を細胞表層で作用させることで表層からの高効率な薬物の導入が期待される。
機械学習による乱流ビッグデータの特徴抽出手法の構築

流れ場の時空間データの機械学習を試み,以下の成果を得た.(1)畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と多層パーセプトロン(MLP)あるいはLong Short Term Memory (LSTM)を組み合わせによりチャネル乱流の断面流速分布の時空間発展の機械学習を行い,乱流の時空間発展が良好に予測できることを示した.また,二次元乱流に対してCNNを用いた超解像解析を行い,極めて粗い場から元データが再現できることを示した.(2)二次元円柱周り流れに対してCNNを用いた縮約を試み,低次元化されたモードに対してSINDyを適用し,モードの時間発展の常微分方程式が導出できることを示し,CNNとLSTMを用いた学習からは異なるレイノルズ数の流れや角柱周り流れなどへの転移学習が可能であることを示した.(3)抵抗低減を目的とした円管内脈動乱流の室内実験を実施し,ランダムな脈動波形の自動計測及びMLPを用いた脈動波形の抵抗低減効果予測モデルの製作を行い,最大で38.6%の抵抗低減効果を確認した.また,ポンプ電圧を用いた抵抗低減効果の学習を行い、高い予測精度を確認した.(4)スカラー濃度の乱流拡散現象における点源推定を目標として,瞬時濃度分布画像に基づく拡散源距離の予測を畳込みCNNにより実現するための検証を行った.また,MLPを用いて,粘弾性流体チャネル乱流における構成応力場推定の実現可能性を調査した.また,様々な熱流体機械に関連する乱流およびマルチフィジックス流体現象を数値シミュレーションする方法の開発,脈動制御を付与した円管内乱流のDNSによる渦構造の存在割合と摩擦抵抗係数の時間変化における相関の発見,回転/制御チャネル乱流に対してResolvent解析の適用可能性調査など,本研究の位置づけと更なる発展に必要な研究を行った.流れ場における二次元空間データの回帰と時空間発展の予測,単純な流れに対する低次元モードの抽出をそれら低次元モードを支配する方程式の導出に成功し,三次元乱流場を扱うための準備が整ったため.また,上述の通り,本研究の位置づけと更なる発展に必要な研究も大きく進展したため.2019年度は,構築した多層ニューラルネットワークの三次元データへの適用可能性を探るべく,チャネル乱流における三次元時空間データの機械学習および低次元モードの抽出を試みる.また,類似の研究が世界的なブームになりつつあるため,本研究で2018年度に得られた数々の研究成果を複数の国際会議にて発表し,世界中の他の研究チームからのフィードバックを得ることにより,研究内容の更なる充実を図る.さらに,2018年度から引き続き,粒子画像流速測定(PIV)で得られる不完全な実験データに対する機械学習の検討や,単純チャネル乱流に異なる効果を重畳した乱流場のDNSによる時空間データの蓄積を進める.流れ場の時空間データの機械学習を試み,以下の成果を得た.(1)畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と多層パーセプトロン(MLP)あるいはLong Short Term Memory (LSTM)を組み合わせによりチャネル乱流の断面流速分布の時空間発展の機械学習を行い,乱流の時空間発展が良好に予測できることを示した.また,二次元乱流に対してCNNを用いた超解像解析を行い,極めて粗い場から元データが再現できることを示した.(2)二次元円柱周り流れに対してCNNを用いた縮約を試み,低次元化されたモードに対してSINDyを適用し,モードの時間発展の常微分方程式が導出できることを示し,CNNとLSTMを用いた学習からは異なるレイノルズ数の流れや角柱周り流れなどへの転移学習が可能であることを示した.(3)抵抗低減を目的とした円管内脈動乱流の室内実験を実施し,ランダムな脈動波形の自動計測及びMLPを用いた脈動波形の抵抗低減効果予測モデルの製作を行い,最大で38.6%の抵抗低減効果を確認した.また,ポンプ電圧を用いた抵抗低減効果の学習を行い、高い予測精度を確認した.(4)スカラー濃度の乱流拡散現象における点源推定を目標として,瞬時濃度分布画像に基づく拡散源距離の予測を畳込みCNNにより実現するための検証を行った.また,MLPを用いて,粘弾性流体チャネル乱流における構成応力場推定の実現可能性を調査した.また,様々な熱流体機械に関連する乱流およびマルチフィジックス流体現象を数値シミュレーションする方法の開発,脈動制御を付与した円管内乱流のDNSによる渦構造の存在割合と摩擦抵抗係数の時間変化における相関の発見,回転/制御チャネル乱流に対してResolvent解析の適用可能性調査など,本研究の位置づけと更なる発展に必要な研究を行った.流れ場における二次元空間データの回帰と時空間発展の予測,単純な流れに対する低次元モードの抽出をそれら低次元モードを支配する方程式の導出に成功し,三次元乱流場を扱うための準備が整ったため.また,上述の通り,本研究の位置づけと更なる発展に必要な研究も大きく進展したため.2019年度は,構築した多層ニューラルネットワークの三次元データへの適用可能性を探るべく,チャネル乱流における三次元時空間データの機械学習および低次元モードの抽出を試みる.また,類似の研究が世界的なブームになりつつあるため,本研究で2018年度に得られた数々の研究成果を複数の国際会議にて発表し,世界中の他の研究チームからのフィードバックを得ることにより,研究内容の更なる充実を図る.さらに,2018年度から引き続き,粒子画像流速測定(PIV)で得られる不完全な実験データに対する機械学習の検討や,単純チャネル乱流に異なる効果を重畳した乱流場のDNSによる時空間データの蓄積を進める.
種々の大気海洋指標を用いた,気候変動と西日本域降水量との関連性の解明

気候変動や異常気象の発生が降水量変動に与える影響が危惧されている.本研究では気候変動と降水量変動との関係について統計的手法による解析を行った.具体的にはまず,大規模の気候場を表す指標として南方振動指数(SOI),太平洋数十年振動指数(PDOI),北太平洋指数(NPI),インド洋ダイポールモード指数(DMI)といった4つの気候指標を用いた.過去約100年間にこれら4つの気候指標が各月および各年単位で示したパターンを,非線形分類手法(自己組織化マップ)を用いて分類した.さらに,これら気候指標のパターンと福岡市の降水量及び気温との対応関係を調べた.その結果,4つの気候指標が特定のパターンを示した月に,対応する福岡市の降水量が通常より少なくなる傾向等がみられた、また,これら指標が年規模で示したパターンを調べた場合,SOI,NPIが通常年より高く,PDOI,DMIが通常年より低い値であった年の翌年は,福岡市の気温が通常年より低くなる傾向がみられた.また,西日本における重要な降雨期である梅雨期を対象にして,日本周辺の気象場の分類も行った,具体的には,日本列島周辺の気象場・成層状態を多次元格子点情報を利用し,非線形分類手法(自己組織化マップ)を適用することでパターン分類した,その結果,気象場・成層状態のパターンと西日本域の降水特性との関係が明らかになった,特に,西日本の豪雨と,湿舌と下層ジェットの水平分布のパターン,梅雨前線帯内の対流活動と関連がある対流不安定成層・中立成層のパターンとの間に明瞭な関係を得ることができた.気候変動や異常気象の発生が降水量変動に与える影響が危惧されている.本研究では気候変動と降水量変動との関係について統計的手法による解析を行った.具体的にはまず,大規模の気候場を表す指標として南方振動指数(SOI),太平洋数十年振動指数(PDOI),北太平洋指数(NPI),インド洋ダイポールモード指数(DMI)といった4つの気候指標を用いた.過去約100年間にこれら4つの気候指標が各月および各年単位で示したパターンを,非線形分類手法(自己組織化マップ)を用いて分類した.さらに,これら気候指標のパターンと福岡市の降水量及び気温との対応関係を調べた.その結果,4つの気候指標が特定のパターンを示した月に,対応する福岡市の降水量が通常より少なくなる傾向等がみられた、また,これら指標が年規模で示したパターンを調べた場合,SOI,NPIが通常年より高く,PDOI,DMIが通常年より低い値であった年の翌年は,福岡市の気温が通常年より低くなる傾向がみられた.また,西日本における重要な降雨期である梅雨期を対象にして,日本周辺の気象場の分類も行った,具体的には,日本列島周辺の気象場・成層状態を多次元格子点情報を利用し,非線形分類手法(自己組織化マップ)を適用することでパターン分類した,その結果,気象場・成層状態のパターンと西日本域の降水特性との関係が明らかになった,特に,西日本の豪雨と,湿舌と下層ジェットの水平分布のパターン,梅雨前線帯内の対流活動と関連がある対流不安定成層・中立成層のパターンとの間に明瞭な関係を得ることができた.本年度の研究ではまず,大規模の気候場と日本周辺の気象場の,異なる2つの空間スケールでの気候・気象場のパターン分類を行った.大規模の気候場を表す指標として南方振動指数(SOI),太平洋数十年振動指数(PDOI),北太平洋指数(NPI),インド洋ダイポールモード指数(DMI)といった4つの気候指標を用い,これら指標が示していた過去の気候パターンを非線形分類手法(自己組織化マップ)で分類した.これにより,西日本域の降水変動と比較するための大規模気候パターンの抽出を行った.また,4つの気候指標が特定のパターンを示した月に,対応する福岡市の降水量が通常より少なくなる傾向等がみられた.また,西日本における重要な降雨期である梅雨期を対象にして,日本周辺の気象場の分類も行った.具体的には,日本列島周辺の気象場・成層状態を多次元格子点情報を利用し,非線形分類手法(自己組織化マップ)を適用することでパターン分類した.その結果,気象場・成層状態のパターンと西日本域の降水特性との関係が明らかになった.特に,西日本の豪雨と,湿舌と下層ジェットの水平分布のパターン,梅雨前線帯内の対流活動と関連がある対流不安定成層・中立成層のパターンとの間に明瞭な関係を得ることができた.今後の方針は,(1)大規模気候場の分類結果(2)日本周辺の気象場の分類結果(3)各気候・気象場に対応する西日本域の降水分布,の関連を統計的検定等を活用して明らかにする.本研究では、4つの気候指標が過去約100年間に示したパターンの分類を行った。解析に用いた4つの気候指標は、南方振動指数(SOI)、太平洋数十年振動指数(PDOI)、北太平洋指数(NPI)、インド洋ダイポールモード指数(DMI)である。これら指標の各年の平均値を計算し、自己組織化マップという非線形分類手法を用いて、それら指標の各年平均値が過去約100年間の間に示したパターンの分類を行った。さらに、これら気候指標のパターンと福岡市の年降水量及び年平均気温との対応関係を調べた。その結果、SOI、NPIが通常年より非常に高く、PDOI、DMIが通常年より非常に低い値であった年の翌年は福岡市の気温、特に4月9月にかけての気温が通常年より低くなる傾向があった。

また、気候・気象場と降水場との関連をより詳細に検討するために、豪雨を引き起こす気象場の検出に関する研究も行った。具体的には、自己組織化マップ手法を用いて、北部九州を対象として梅雨期の成層状態のパターン分類を行った。この研究では、自己組織化マップを適用することで、他次元の成層状態を一塊の情報としてとらえ、二次元の平面上へと分類する。その結果、梅雨期の成層状態に関する特徴的なパターンを把握することができた、次に、1999年6月29日に福岡都市圏を襲った豪雨イベントを対象にして、SOMによる成層状態の診断を行い、そのパターンを対象領域内に表現した。その結果SOMの特性に着目することによって、この豪雨イベントに対する成層状態を比較的容易に判断することができた。上記のアプローチを福岡のみでなく他都市にも適用することで更に、気候・気象場と西日本降水量との関連を検討していく必要がある。
「感情交流」アプローチによる聴き取り調査の実施と語られざる戦争体験の収集

歴史認識の感情規定性に迫る調査手法としての「感情交流アプローチ」の可能性を確認するために、日本各地の戦争経験者9名、その遺族4名、戦後世代7名などから聴き取り調査を実施した。中国においても、戦犯処理の関係者や研究者への調査を実施した。結果として、語りに強い感情が伴うことで他者との身体的共鳴が感得されやすいこと、感情的に語ることを抑制せずむしろ促進させる環境づくりが必要であること、自己の感情分析を経た他者分析は他者の感情に通じる隘路となりうるという知見を導き出した。今年度は特に島根県に在住する元兵士の会のメンバーからの聴き取りを集中的に実施した。具体的には、戦争の加害経験を証言する島根県内の元兵士3名(複数回の聴き取りを実施した対象者あり)、その遺族4名のほか、島根県以外の元兵士3名、加害証言を引き継ぐ戦後世代5名、中国で戦争関連施設を訪問した市民など多様な対象者から聴き取り調査を行った。また、裏付け史料の収集活動も複数回実施した。中国では、北京において1950年代の中国で日本人戦犯の教育にあたっていた戦犯管理所元職員1名から聴き取り調査を実施したほか、撫順、瀋陽、哈爾浜などで戦犯の教育に関する史料収集や現地調査を実施し、戦争被害関連の研究者との研究交流も行った。こうした調査の内容や分析の結果を、学生との勉強会を通じて還元する機会も複数回持つことができた。島根県の元兵士の会への聴き取りを続けているなか、中心的メンバーN氏の体調悪化が進行したことから、優先順位を高めてかなり集中的な訪問・聴き取り調査を実施した。戦時中の自らの行為を深刻な「罪」として認識していたN氏にとって、戦後は「戦争を可能にした戦前の社会関係」を転換するために地域社会のなかに根を張りながら歩むことで、個人としての贖罪も果たそうとしていた。「最期の時」までその反省を貫くことが被害者の無念に対する最低限の向き合い方であるという真摯な姿勢は、彼らの証言活動をサポートする戦後世代に戦争責任の捉え方を再考させ、認識や感情にも大きな変化をもたらすものだった。こうした変化を記録する調査者の側の感情や認識をも合わせて捉えて分析していくなかで、日本/中国、加害者/被害者といった歴史認識問題を規定する基本的区分線を相対化させる手がかりを、示唆的ながら掴むことができたことは一定の成果であった。前年度は戦争経験者への聴き取り調査を集中的に実施したことから、今年度はその整理および分析作業に重点を置いた。また、本研究は、研究分担者が研究代表を務め、昨年度に終了した別の挑戦的萌芽研究(「「東アジア共通の歴史認識」構築にむけた「感情交流」アプローチの応用研究」研究課題番号:23652160)の継続研究と位置付けていることもあり、これまでの研究成果に関する取りまとめを行い、複数の論考を発表した。インタビュー記録に関する整理・分析とそれをもとにした研究会を重ねた結果、戦争体験の語りを捉えるうえで、これまで軽視されてこなかった感情のあり方に着目することで、体験の新たな面が見えてくることが確認できた。従来は、語りから導かれる事実関係や記憶の正誤が問題視される傾向にあったが、語り手にとって重要なのはその体験の全体性である。彼らにとって、その圧倒的な体験は達意の言葉で表現できないことが多い。戦争中の軍隊の中でも、戦後の労働社会にあっても、家庭生活にあっても、感情的になったり、感情を表現したりすることを抑圧され、自己規制してきたからである。したがって、晩年になり、彼ららがかろうじて体験を伝えようとした際に表出された感情や身体的動揺などが、語りの内容以上の何かを物語っていることが少なくない。そのことを語り手自身も意識していないことから、丁寧にインタビューを重ねて、感情のあり方についても振り返ってもらうことで、彼らが何を伝えようとしていたのかが少しずつ見えてきた。そのようによってしか表現されない語りをすくい取る技法をさらに高めていく必要があることを確認した。歴史学、社会学90歳代を迎えている戦争体験者への聴き取り調査という研究の性格上、対象者の高齢化という現実に制約される要素が大きく、今年度は島根県の元兵士への調査を集中的に実施することを余儀なくされた。インテンシブな聴き取りを継続的・集中的に実施し、ライフコースの最晩年において戦争体験が有する意味に迫ることができたことは一つの成果であった。また、別の戦争体験者からも、90歳代を間近に控えた今だからこそ語り出した経験を聴き取ることができ、「語られざる戦争体験」が語られ始める条件の一つとして、次世代への継承願望があげられることが見えてきた。「個人の戦争経験」が「共同体の戦争体験」あるいは「共同体を越えた戦争体験」として通時的に認識され直されるとき、封印されていた語りが駆動し始めるのである。

秘められていた経験を初めて語るときには感情や認識の動揺や揺れが見られ、その意味を合わせて聴き取ることで、体験というものがどのように構築されているのかを考察する手がかりとすることができた。一方、福島県で戦争体験の聴き取りを重ねていた民間研究者との共同調査は、上記の調査を優先するため実施できなかった。本研究の感情交流アプローチの可能性を検証するためには、本研究における調査対象者と類似した戦争体験者への聴き取りを実施してきた研究者との共同研究が重要な意義をもつ。今年度の加害者調査を継続しながらも、次年度に実施できるよう計画を調整していきたい。なお、本研究は、研究分担者の張宏波が研究代表を務める別の研究課題(「『東アジア共通の歴史認識』構築にむけた『感情交流』アプローチの応用研究」)の継続研究と位置付けており、研究の目的や手法が共通しているため、同研究で残された課題を引き継いで取り組んでいくことにしたい。当初は、次年度の計画として、今年度の加害者調査に対照させる意味で、中国における被害者調査を実施する予定であった。しかし、今年度の聴き取り調査を想定以上に重点的に実施したため、本来今年度に実施する予定であった調査を次年度に移行する必要性に迫られている。また、今年度実施した加害者調査も継続して実施する予定であることから、大幅に研究計画を組み替えて、予定していた河北省興隆県における日本人キリスト者の戦争関与に関する本格的な現地調査は見送る予定でいる。それに代えて、本研究で対象としてきた元日本人戦犯に関する研究拠点の整備が進められている遼寧省大連市の大学を訪れ、感情交流の意義を確認する短期の研究交流を実施する。福島県での調査に関しても、当初より計画を縮小して実施する予定である。戦争体験者の超高齢化という現実に即した形で、聴き取りの蓄積を最優先しながら進めていきたい。基金経理でもあることから、精算処理の関係上、少額が次年度分に繰り越し処理されたもの。次年度分の研究費も、応募時の申請額に比べて減額されているため、すべての計画を実行することは困難な部分があり、縮小を余儀なくされる。具体的な準備のなかでどのように縮小するかは決定していく。また、今年度まで続けてきた加害者調査も継続を要する課題でもあるため、それとの関連で全体計画を修正していきたい。
Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ　ｈｉｒａｅ由来Ｖ型ＡＴＰａｓｅの回転機構の解明

私はこれまで、Enterococcus hirae由来のV1(EhV1)の回転運動を観察し、ATP濃度に依存せずに120°毎に3つの停止点を示しながら1方向に回転することを明らかにした。これらの停止点で固定子(A3B3)の3つの触媒サイトではATP加水分解の反応素過程(ATP結合、ATP開裂、ADPの解離、Piの解離)のいずれかが起こっている。これら反応素過程と機械的な回転運動は強く共役しているため、どの停止点でどの反応素過程が起こっているか同定することは非常に重要である。そこで、蛍光でラベル化されたATP(Cy3-ATP)と回転軸DFに結合させた金コロイドの回転を同時に計測することによって、ATPの結合及びADPの解離と機械的な回転運動の関係を調べた。結果として、Cy3-ATPの結合及びCy3-ADPの解離はそれぞれ最初の120°ステップ(0°120°)と最後の120°ステップ(240°360°)と同期していることが分かった。次に、120°ステップのどのタイミングでそれらの反応が起こっているか調べるため、ステップ直前直後の2点の蛍光強度を詳細に解析した。0°dwellの最後の点と120°dwellの最初の点の間で、蛍光強度は急激に上がっていた。対して、240°dwellの最後の点と360°dwellの最初の点の間では、蛍光強度が下がっていなかった。更に、カメラの撮影速度を60 fpsから150 fpsに上げると、360°dwellの最初の点の蛍光強度は上がった。これら結果はATPの結合は120°ステップと厳密に同期していることを示している。また、ATPの結合が0°で起こると、ADPは360°で解離することも示している。そのため、ATPの結合に起因してADPの解離が起こっており、ATPの結合とADPの解離には明確な順番が存在していることが明らかとなった。27年度が最終年度であるため、記入しない。EhV1を構成する3つの触媒サブユニットにおいて1回転中にどの停止角度で反応素過程が起こっているのかは未だ理解されていない。そこでV1を構成する3つの触媒サブユニットであるAサブユニットの1つにATP結合と他の反応素過程のいずれかが遅くなる変異体を導入し、2つの遅くなった反応素過程の角度を同定することが目的である。まず、ATP結合と他の反応素過程が遅くなる変異体の作製に成功した。その変異体(F425E)はATP結合速度(kon)が1/4000、の解離、Piの解離の速度のいずれかは1/20となっている。そのAサブユニットの変異体(F425E)をEhV1に1つだけ導入したハイブリッド分子を作製した。そのハイブリッドでは、F425Eの遅くなった反応素過程に対応する停止が長くなり、ATP結合角度や他の反応素過程の停止角度が同定可能となる。ハイブリッドの各停止点を停止時間が短い順にshort、middle、longとすると、shortとmiddleの停止時間はATP濃度によってほとんど変化しなかったが、longはATP濃度によって変化したこの結果はlongがF425E変異体のATP結合待ちの停止に対応することを示している。また、middleはF425E変異体のもう一つの遅い反応素過程に対応すると考えられる。よって、ATPの結合角度を0°とした時、240°でもう一つの遅い反応素過程が起こことが示唆される。

そのため、ATPの結合に起因してADPの解離が起こっており、ATPの結合とADPの解離には明確な順番が存在していることが明らかとなった。当初研究目的に対してやや遅れている理由として、下記のようなことが挙げられる。1.当初、腸内連鎖球菌V1(EhV1)のトルクのみを求める予定であったが、EhV1の2つの回転状態が何に起因するのかを確かめるため、EhVoV1との回転トルクを評価を行っていたこと。2.ハイブリッドEhV1を作製するため、野生型に対して2つの反応素過程が遅い変異体の作製を試みていたが、予定よりも変異体の探索に時間を要した。3.ハイブリッドEhV1の作製方法として、別の回転分子モーターであるF1の方法に倣い行った。具体的には、不安定な温度条件下で野生型と変異体を混ぜておくことにより、ハイブリッドEhV1の形成を試みた。しかし、同じ方法でのハイブリッド作製は難しく別の方法を模索していた。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は下記のような順で研究を推進する1.野生型と変異体のハイブリッドの作製に成功し、ATPの結合角度を0°としたときに、もう1つの遅い反応素過程が240°で起こる事が分かった。今後は、ATPγSによる回転計測、Pi高濃度条件下による回転計測を行い、変異体のATP結合ではない遅い反応素過程の同定を行う。2.1.の後、ATP結合とADP解離の角度を明らかとするため、蛍光ラベルされたATPを用いて、回転と蛍光の同時計測を行う。
運動脈バイパスグラフト内の圧・流量関係に基くグラフトの機能評価に関する研究

1.正常冠動脈,大伏在静脈グラフト(SVG),内胸動脈グラフト(LITA)内での圧-流速関係を分析し,以下の研究成果を得たのでその概要を報告する。2.〔研究方法〕正常左冠動脈12本,左冠動脈へのSVGグラフト11本,左冠動脈へのLITAグラフト7本を対象に,心カテ時に20MHzDoppler catheterを用いて,正常冠動脈及び各グラフト内の冠流速(V)波形を記録した。同時にmultisensor catheterにより大動脈圧(P)の測定も合せて行い,得られた拡張期各時相のVとPの一次回帰式よりV=0となるPの値を有効下流圧(Pfz)として求めた。次いで次式より冠血管抵抗(CR)値を求めた。3.〔結果〕正常冠動脈(対照群),SVG群及びLITA群でのPfzとCR値を以下に一括して示した。正常冠動脈(対照群)SVG群LITA群3群間のPfz値には有意差はなかったが,SVG群のCR値は対照群及びLITA群のそれよりも有意に高値を示した。4.〔考察及び結語〕Pfzは心筋内冠血管トーヌス,即ち心筋内レベルでの冠血管抵抗を反映することが知られている。従って,3群でのPfz値に有意差がなかったことは,先のCRは正常冠動脈及び各グラフトのconfuitとしての抵抗値をそのまま反映したものと判断してよい。以上,グラフト内の圧-流量関係から得られたCR値からはLITAがSVGよりも優れたグラフト機能を有することが示唆された。1.研究対象冠動脈バイパス手術症例(CABG)15例,健常例10例を研究対象とした。研究方法冠動脈造影時にCABG群ではバイパスグラフト内に,健常例では左冠動脈主幹部内に超音波ドプラカテーテル(DC-201,Millor社)を挿入し,先ず定常状態下での冠流速波形を記録した。同時にmultisensor catheter(VPC series,Millor社現有部品)を大動脈内に挿入し,大動脈内流速及び圧の同時測定も合せて行った。(1)定常状態下での冠動脈(バイパスグラフト)内圧・流量関係の検討大伏在静脈使用グラフト(SVG)内,内胸動脈使用グラフト(IMA)内及び正常左冠動脈内の圧(大動脈圧で代用)と流速関係を拡張期各時相で求め,両者の一次回帰式から,以下の各パラメータを算出した。◎有効下流圧:先の一次回帰式の流速がゼロの時点での大動脈圧(Pfz)◎冠循環抵抗単位(CRU):先の一次回帰式の傾きの逆数測定結果グラフト内及び左冠動脈内の圧と流速間には,例外なく極めて良好な線形関係がみられた。各群のPfz値はSVG群56±22-Hg,IMA群52±27-Hg,健常群58±12-Hgで3群間に有意差はなかった。CRU値はSVG群か7.4±2.6(mmHg/U)で,IMA群(4.7±2.3),及び健常群(4.3±2.7)よりも有意に高値を示したが,IMA群と健常群間には有意差はなかった。以上から定常時のCRUの比較からはIMAがSVGより優れていることが示唆されたが,次年度には更に,ストレス等の各条件下での各グラフト機能の評価を予定している。1.冠動脈バイパスグラフト内の圧・流速関係の分析からグフトのconduitとしての機能評価を行った。2.左冠動脈へのバイパスグラフト18本(大伏在静脈グラフト〔SVG〕11本、内胸動脈グラフト〔LITA〕7本)、正常左冠動脈(対照)12本の計30本を研究対象とした。

3.心カテ時に、20MHz Doppler catheterとmultisensor catheterを用いて各グラフト、正常左冠動脈内の流速(V)と大動脈圧(P)の同時計測を行った。4.得られたVとPの実測値から以下の各パラメータを求めた。◎有効下流圧(Pfz):拡張期におけるVとPの一次回帰式から求めたVがゼロとなる時点でのPの値◎冠血管抵抗(CR):VとPの一次回帰式の傾きの逆数もしくは次式により算出5.対照群(58±12.0)、SVG群(56±22.2)、LITA群(50±21.3)のPfz値間には有意差はなかった。SVG群のCR値は8.0±3.6と対照群(4.5±2.4)及びLITA群(5.3±2.8)のそれより有意に高値を示したが、対照群とLITA群のCR値間には有意差はなかった。6.Pfzは心筋内冠血管トーヌスを反映することが知られている。冠血管トーヌスは冠循環自己調節能に大きな役割を果たすが、このPfzに先の3群間で有意差のなかった事実は、CR値が心筋外冠血管及びグラフトのconduitとしての抵抗値をそのまま反映したものと考えてよい。7.冠動脈内圧-流量関係から求めた冠血管抵抗値の比較ではLITAがSVGより優れたconduit機能を有することが示唆された。
大脳皮質局所神経回路の要素の形態特性とダイナミクス解析

大脳新皮質には、基本的な単位である局所神経回路が存在し、それらが一団となって動作する事で高次脳機能が表現される事がこれまでの研究で明らかとなってきている。しかしながら、その回路がどのような配線構造をとるのか、どのような動作原理で機能するのか、未だ理解されるには至っていない。21年度は、大脳皮質の局所神経回路構築を解析する上で、一つの大事な問題であるシナプス結合に関して、より正確に定量的に解析する為の技術を向上させる為の工夫をし、それに関する技術的な論文を報告した。その概要を下記に示す。シナプスを定量的に解析する方法の一つに、連続超薄切片を電子顕微鏡を使って観察し、神経組織を3次元再構築し解析する方法が考えられる。私達は、この方法を使い、これまで、多くの神経細胞を解析してきたが、下記の2つの問題点に気がついた。1)超薄切片の厚みの正確な測定が、3次元再構築像の質を大きく左右する。2)切片面に平行あるいは平行に近い角度に存在するクレフト面を持つシナプス結合は、従来のシナプス結合の定義では見逃してしまう為、正確なシナプス入力の密度解析が出来ない。この2つの問題を改善する為に下記の方法を提唱したい。まず、超薄切片の厚み測定方法であるが、従来、minimum folding法、干渉光測定法、ミトコンドリアを利用した推測法が使われて来た。いずれも、正確な厚みを測定する方法とは言えない。今回、私達は、1nmの解像度を持つカラー3Dレーザ顕微鏡を使って超薄切片の厚みを測定し、信頼できる測定が可能である事を確認した。次に、シナプス結合の同定に関して、切片面に平行あるいは平行に近い角度のクレフト面を持つシナプス結合は、連続切片で、従来のシナプス結合の同定の為の定義の順序通りにシナプス結合の要素が観察できる場合はシナプス結合と判断して良い事を、tomography解析等により見出した。前年度に行ったラットの大脳皮質を使った電気生理スライス実験から、単一の非錐体細胞の樹状突起の形態面の分岐特性を把握している。その形態特性を正確に反映したシミュレーション用のコンピュテーション非錐体神経細胞を、シュミレーションソフト「Neuron」で作製した。それを使ってシミュレーション実験を行い、シナプス入力後のepspの樹状突起にそった減衰率(電流減衰、amplitude peakの減衰、rise time decay等)を測定した。その結果、シナプスが細胞体から200μm以上離れている樹状突起上にある場合は、どの分岐にあったとしても、細胞体で観察されるepsp反応のピークはほぼ一定であった。また、シナプスが細胞体から200μm以内に存在する場合は、細胞体で観察されるepsp反応は、遠方のシナプスと比較して2倍-3倍以下である事がわかった。このことから、同じ細胞の全ての樹状突起上に入力するシナプスは、細胞体の近傍の太い所を除いて、シナプスの入力位置に関わらず、どのシナプスでも、ほぼ同じ力量を持っている事が想像される。次に、epspが刺激位置から細胞体に伝導する際の減衰に関して、詳細を追ってみた。その結果、減衰が起きる原因が2つある事がわかった。一つは細胞内の抵抗、2つ自は刺激位置や分岐部分で遠位方向へ逃げる電流である。また、epscが細胞に伝導される効率は、50-95%程度である事がわかった。枝分かれの多いブランチ程悪く、枝分かれが少ないブランチ程良い事がわかった。以上の結果は、神経細胞の基本的な樹状突起の特性を示すものであり、シナプス信号の統合を理解する上で重要な情報であると考えている。

次に、シナプス結合の同定に関して、切片面に平行あるいは平行に近い角度のクレフト面を持つシナプス結合は、連続切片で、従来のシナプス結合の同定の為の定義の順序通りにシナプス結合の要素が観察できる場合はシナプス結合と判断して良い事を、tomography解析等により見出した。
グラフを分割，彩色，描画するアルゴリズムの効率化とそれらの応用

グラフの分割,彩色あるいは描画する問題の最適解や近似解を求める効率のよいアルゴリズムを開発するとともに,それらを実用的な問題に応用した.代表的な成果の一例を挙げる.点重み付きグラフGと正整数pが与えられたときに,何本かの辺を除去してGをp個の連結成分に分割し,各成分の点重みの合計をできるだけ公平にするアルゴリズムを木幅限定グラフに対し開発した.グラフの分割,彩色あるいは描画する問題の最適解や近似解を求める効率のよいアルゴリズムを開発するとともに,それらを実用的な問題に応用した.代表的な成果の一例を挙げる.点重み付きグラフGと正整数pが与えられたときに,何本かの辺を除去してGをp個の連結成分に分割し,各成分の点重みの合計をできるだけ公平にするアルゴリズムを木幅限定グラフに対し開発した.本研究では,グラフ問題の中でも特に重要な,グラフの分割,彩色,描画問題に的を絞り,それらの最適解を求めるアルゴリズムや近似解を求めるアルゴリズムなどを開発するとともに,具体的な現実問題への展開をはかった.まず分割では,需要・供給分割問題を一般グラフに対し擬多項式時間で解くアルゴリズムを設計した.供給点が1個しかない場合には直並列グラフや部分k木に対してFPTAS(完全多項式時間近似スキーム)が存在することを示した.また,均等分割問題を一般グラフに対し擬多項式時間で解くアルゴリズムを設計するとともに,木に対しては多項式時間アルゴリズムを開発した.次に彩色では,リスト辺彩色が存在するための十分条件を求めるとともに,その条件を満たすならばリスト辺彩色を効率よく求めるアルゴリズムを開発した.また,木の最小コスト辺彩色を求める問題がグラフのマッチングを応用して解けることを示し,極めて高速なアルゴリズムを設計した.最後に描画については,VLSIのレイアウトの配線や略地図作成などに現れるグラフ描画を扱った.VLSIのレイアウトでは数千個ものモジュールをVLSIチップ上にうまく配置して,配線で結ばれるモジュールは互いに隣接させ,しかも各モジュールの面積要求も満足させたい.本研究では,内部矩形描画,面積指定8角形描画,折れ曲り数最小直交描画の他に,開矩形勢力描画という新しい描画形式を定式化し,それらが存在するための必要十分条件を求めた.開矩形勢力描画では,直線分で描画された各辺によって定義される軸平行長方形内に他の点が存在しなく,見易い描画である.この開矩形勢力描画を求める線形時間アルゴリズムを求めた.インターネットのルート制御,Webでの情報圧縮,VLSI設計,並列計算のタスクスケジュリング,電力制御,略地図作成等のいろいろな分野で現れる問題が,点とそれらを結ぶ辺からなるグラフの問題として定式化できる.本研究では,グラフ問題の中でも特に重要な,グラフの分割,彩色,描画問題に的を絞り,それらの最適解を求めるアルゴリズムや近似解を求めるアルゴリズムなどを開発するとともに,具体的な現実問題への展開を図った.まず分割では,木に関する需要・供給分割問題で辺に向きと重みがある場合に対し,擬多項式時間アルゴリズムを与えるとともに,多項式時間完全近似スキーム(FPTAS)を与えた.次に彩色では,木のコスト辺彩色問題は新しく作られた二部グラフの完全マッチング問題に帰着できることを示して,効率のよいアルゴリズムを与えた.最後に描画については,内部3連結平面グラフでその分解木に葉が4枚ある場合に対し,2n x 4nの大きさの格子凸描画を求める線形時間アルゴリズムを与えて,従来の大きさを大幅に改善した.なお格子凸描画とは,すべての面が凸多角形になるように,グラフの点を平面格子点に配置したものである.本研究では,グラフ問題の中でも特に重要な,グラフの分割,彩色,描画問題に的を絞り,それらの最適解を求めるアルゴリズムや近似解を求めるアルゴリズムなどを開発・発展させた.描画問題では,平面グラフで格子凸描画するアルゴリズムを発展させた.内部3連結平面グラフGの分解木T(G)に葉がちょうど4枚あるとき,Gを2nx2nの大きさの整数格子内に線形時間で格子凸描画するアルゴリズムに成功した.グラフの彩色問題では,直並列グラフGの帯域幅連続多重彩色でスパンが最小なものを求める問題に対して,擬多項式時間厳密アルゴリズムおよび完全多項式時間近似スキームを与え,これらの結果を部分K-木,即ち,木幅が定数であるグラフに拡張した.グラフの分割問題では,分割問題を線形時間で解くアルゴリズム,最大分割問題を擬多項式時間で解くアルゴリズム,そして最大分割問題を解くFPTAS (Fully Polynominal-Time Approximation Scheme)という3つのアルゴリズムを与えることに成功した.本年度は「重み付きグラフの公平連結分割」「グラフの全域配送林」「辺容量付き電力需給ネットワーク」の各分野で研究成果が得られた.1.各点に非負整数重みが付いているグラフGと正整数pが与えられたとき,Gから何本かの辺を除去して,Gをp個の互いに共通な点を持たない連結部分グラフに分割し,部分グラフの点重みの合計の最大と最小の差をできるだけ小さくしたい.このような分割をGのp-公平連結分割という.本研究では,p-公平連結分割が直並列グラフや部分k-木に対して擬多項式時間で求まり,特に点重みが全て1であるときには多項式時間で求まることを示した.2.グラフGにはソースがq個あるとし,各ソースには供給量と呼ばれる非負整数が割り当てられ,ソース以外の点は全てシンクであり,需要量と呼ばれる非負整数が割り当てられ,各辺には容量と呼ばれる非負整数が割り当てられているとする.