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イタリア中部の古代ローマ美術・考古学調査

また、検出した遺構に関しては、イタリア当局との緊密な連携の下、文化遺産としての将来的な有効活用をも視野に入れた、保存処置の作業も開始した。こうした分野に関しては、イタリアに一日の長があり、そのノウハウの一端に触れることができたのは、非常に有意義であった。なお出土遺物については、今年度に限ってみても、各種の土器、建築部材、大理石製の彫像片、青銅貨や各種青銅器を中心とする金属製品、ガラス製品、各種の有機遺物など、およそ7m^3にのぼる資料を採集しており、現在精力的に整理作業を進めている。今年度は、既調査範囲に隣接して150m^2の範囲で新たに発掘区を拡張したほか、昨年度の調査未了部分で作業を継続した。また、遺跡全域の広がりを推定するために、調査範囲に隣接して、北、東および西の区域で系統的に表面踏査を行った。この踏査により、およそ3,500m^2の範囲において遺物の分布が確認されており、未調査部分を考慮に入れると、優に5,000m^2を超える大規模な遺跡であることが推測される。本年度までの調査において、この遺構を大きく五つの建設年代に区分できることが明らかになってきた。出土遺物や壁体の構成、床モザイクの意匠などから、主要な構造物に関しては、紀元前1世紀頃から4世紀頃の時期をあてることができる。特に床モザイクに関しては、配色や意匠の異なるものが認められ、時期を異にした大規模な改修が複数回加えられていることが既に判明しているが、各期の具体的な時期比安に関しては、まだ検討を要する部分も残る。また、当該建物の中枢を構成すると考えられる回廊に関しては、今年度の調査においてもその規模を推定根拠は得られなかった。しかしその形態や規模から推測する限りにおいては、遺跡の全体像を考える上で、この回廊の位置づけが重要な役割を果たすことが、より鮮明になってきた。なおVano13と呼称される部屋より、直径30cmから45cmほどのコンクリート造の短い円柱が数本確認された。この円柱跡は浴場のヒポコーストの床を支えるものなのか、あるいはまったく別の目的のものなのか、いつの建設時期に入れるべきか、現在のことろ不明である。遺物は、建築部材、建築装飾材を中心に多く出土している。そのほかの遺物としては、アンフォラやテッラ・シジラ-タのほか日常雑器に類する土器が主体であるが、大理石の小型彫像の破片や、装身具、青銅貨、金属器、ガラス製品など、種類は多岐にわたり、現在整理作業を進めている。今年度は、既調査区に隣接して225m^2の範囲を新たに発掘したほか、昨年度の調査未了部分の調査を継続した。現在までのところ、この別荘は大きく以下の五時期に区分できる。第1期は、具体的な年代を示す要素は乏しいが、遺構の前後関係から、少なくとも後述の第2期以前である一連の壁体が検出されている。ただし現在までのところその時期に属すると考えられるものは少くない。第2期は、紀元前1世紀の末から紀元後2世紀の初頭に比定される、幾何学紋様の白黒モザイク床面を有する建物によって構成される。この時期において回廊を中心とする建物の基本的プランは確定する。その規模や、彩色漆喰による壁面装飾、大理石製のオーナメントなどから、この別荘が当時の有力者層によるものであることがうかがえる。第3期は、4世紀頃に比定される。この時期に別荘は全面的な改修を受ける。中庭と回廊を中心とする基本的レイアウトは踏襲されるが、その周囲の部屋のレイアウトは改められ、内装も多色の大理石を用いたものに改められる。第4期は、4世紀末から5世紀初頭に比定される。
減災分野等極限環境用ロバスト圧電センサ・アクチュエータの創製

圧電セラミックスはセンサやアクチュエータとして広く利用されているが脆弱という問題がある.浅沼らはこの問題を解決するためアルミニウムにそれを複合化するという画期的試みに成功した.本研究ではその複合体(Piezo-Al)が災害時にも機能する革新的デバイス創製を可能にするという位置付けのもと,高性能Piezo-Al創製のメカニズムとそれにより発現出来る諸特性を明らかにした.またデバイス創製の低コスト化,高性能化,さらにPiezo-Alの特性を利用した衝撃検知システムの構築にも成功した.圧電セラミックスはセンサやアクチュエータとして広く利用されているが脆弱という問題がある.浅沼らはこの問題を解決するためアルミニウムにそれを複合化するという画期的試みに成功した.本研究ではその複合体(Piezo-Al)が災害時にも機能する革新的デバイス創製を可能にするという位置付けのもと,高性能Piezo-Al創製のメカニズムとそれにより発現出来る諸特性を明らかにした.またデバイス創製の低コスト化,高性能化,さらにPiezo-Alの特性を利用した衝撃検知システムの構築にも成功した.1)IFIB法によるPiezo-Al(圧電ファイバ/アルミニウム複合材料)の創製プロセスの解明申請者が考案した界面層・形成接合(IFIB)法の詳細解明の一環として、圧電ファイバに負荷される圧縮熱残留応力を評価した。軸方向の応力は、それの代りにFBG(Fiber Bragg Grating)センサを埋め込むことにより評価し、径方向の応力は電子線モアレ法により評価した。その結果、径方向、軸方向とも、1GPaを越える高い圧縮応力が負荷されていることが明らかになり、また、それらはほぼ同等であることから、繊維は静水圧的な応力状態にあることがわかった。2)中空ファイバ利用による低コスト創製プロセスの確立とその解明中空圧電ファイバの中空部に充填されたAl-Cu合金の銅濃度を評価することにより、その充填が昇温時に共晶温度直上に達した時と温度保持中の2段階に分かれて起こることを明らかにした。3)量産・低コスト化のための小型ホットプレス装置開発と大気中創製・量産の可能性検討小型ホットプレス装置による大気中での圧電デバイス創製に向けて、先ずは光ファイバを用いてモデル実験を行い、その結果、光ファイバに機械的・化学的損傷を与えることなくそれをアルミニウム中に複合化可能な条件を見出した。さらに、従来型ホットプレス装置で作製した試料と接合強さを比較し、同等レベルの接合強さ(約50MPa)が得られることを明らかにした。4)エネルギーハーベスト、ワイヤレス化と小型動ひずみワイヤレスセンサの開発弘前大学との共同研究によりワイヤレスタイヤセンサの開発を行った。これは、本圧電デバイスの出力電圧の異方性を利用し、タイヤの状態を監視するセンサである。現段階では、本圧電デバイスのみによる電力供給では不十分であるため、弘前大学で開発した磁歪素子により電力供給を行った。また、エネルギーハーベスト研究の一環として、防波構造物中への本圧電デバイスの適用を提案し、実験用の造波水槽を設置した。1)界面層形成・接合法によるPiezo-Alの破断ひずみ・出力電圧の顕著な向上のメカニズム解明と最適デバイス化界面層形成・接合法を用いることにより、圧電ファイバには高い圧縮熱残留応力が作用することが明らかとなっている。この圧縮応力が出力電圧特性に及ぼす影響を調べるため、熱処理および機械加工によりそれを緩和するという実験を試み、それらが出力電圧特性に影響を及ぼすことを明らかにした。2)センサ・アクチュエータ特性の詳細評価これまでセンサ・アクチュエータ特性の評価は主に振動試験により行ってきたが、この振動試験システムを改良し,従来の3倍のひずみを負荷することを可能とし、また、加振周波数帯域を2倍に向上させた。この試験システムによりセンサ特性を評価した結果、高ひずみ領域でも線形性を維持できることが明らかになった。3)マトリックス材の高強度化および圧電ファイバの高繊維体積率化による特性向上検討これまで純アルミニウムであったマトリックス材を超ジュラルミンに置き換えることを試み、圧電ファイバを機械的・化学的に損傷することなく複合化することに成功した。その結果、引張強さは400 MPa弱に達し、脆弱な圧電ファイバがその引張強さに及ぼす悪影響はほとんど無視できるレベルであることが明らかになった。また、さらにエネルギーハーベストデバイスの開発に向け、圧電ファイバの高体積率化について検討するため、光ファイバを用いたモデル実験を行った。その結果、体積率を0.55%から17%へと向上させる目処が立った。その出力電力はワイヤレス通信モジュールの駆動が可能な数十mWレベルに達すると見積もれるため、それを実現できる見通しが立った。1)結晶方位解析による出力電圧向上メカニズム解明先行研究では,界面層形成・接合法で作製した金属コア圧電セラミックスファイバ/アルミニウム複合材料(Piezo-Alと略称)は,圧縮残留応力を熱処理で緩和することにより出力電圧が向上することを明らかにした.今年度はその詳細なメカニズムの解明を試みた.具体的には,報告例が極めて少ない圧電セラミックスに対するEBSD(Electron Back Scatter Diffraction patterns)法を用いた結晶方位解析とそのPiezo-Alへの適用に成功し,その結果,分極と圧縮残留応力との関係および熱処理による出力電圧向上のメカニズムを明らかにした.2)出力異方性解析および衝撃検知システム構築Piezo-Alの出力電圧には,先行研究における振動試験,衝撃試験の結果から,ひずみ方向性依存があることが示され,このような有益な特性はPiezo-Al特有の電極構造に起因するものであることを,有限要素解析により示した.

また,Piezo-Alの出力の距離減衰は,幾何減衰モデルで表すことが可能で,衝撃エネルギーの平方根に比例し,ひずみ方向に依存し位相が変化することが明らかになった.さらに,この出力電圧異方性を利用して衝撃検知システムの構築を試み,その結果,測定精度を維持しつつ従来型よりセンサ数を低減した衝撃検知システムの構築に成功した.また,ウェーブレット変換を用い推定誤差を5 mm以下にすることに成功した.3)エネルギーハーベストのための出力電力評価エネルギーハーベスターとしての能力を明らかにするため,Piezo-Alの出力電力の評価を行った.振動試験や圧縮振動試験を行い,出力電力は,ひずみの2乗と振動周波数の何れにも比例し増加すること,および外部抵抗と内部抵抗の値が一致する点で最大となることを示した.これにより最大3.4 mWの出力電力が得られることを試算できた.26年度が最終年度であるため、記入しない。工学26年度が最終年度であるため、記入しない。中空圧電ファイバを用いたデバイスの評価は遅れぎみであるが、全体的には順調に進展している。破断伸び向上のメカニズム解明が遅れぎみであるが、全体的には順調に進展している。26年度が最終年度であるため、記入しない。本材料の実用化に向け、大気中で作製した材料の圧電特性を評価し、また、振動発電ワイヤレスタイヤセンサおよび粘度センサのモジュール設計、製作を行い、実験室レベルのタイヤ回転実験等を進める。さらに水理実験による防波構造物のモニタリングや波からのエネルギーハーベストを可能とするため、繊維の高体積化を検討する。高体積率化デバイスでのエネルギーハーベストを行い、ワイヤレスひずみセンサの実現を試みる。また、圧縮応力と出力電圧との関連性を、結晶方位解析および残留分極測定より明らかにする。防波構造物の水理実験に関する周辺機器(波圧計、波高計、流速計等)を購入する。また、粘度センサにおけるベンチマークとして市販の粘度計を購入し、有意差の検証を行う。また、成果発表のため、学会参加登録費および論文投稿費を支出する。界面層形成・接合法によるPiezo-Alの破断ひずみおよび出力電圧向上のメカニズム解明に関して進捗が遅れたことが原因である。この遅延は、当初は破断ひずみおよび出力電圧特性に大きく影響を与える圧縮応力が圧電ファイバに負荷された際に結晶の配向が生じ、その結果出力電圧特性が変化することが考えられた為、結晶方位解析を行うためのイオンスライサによる試験片の加工条件および電子線後方散乱回折法(EBSD)の観察条件の適正範囲の設定に予定を越える時間を要した為である。これらのことにより、本来当該年度に購入し、評価に用いる予定であったアコースティックエミッション(AE)センサ、AEセンサ用アンプなどの測定機器の導入が遅れ、繰越金が生じた。上記理由に記したように、AEセンサおよびAEセンサ用アンプを購入する。
サンゴ-褐虫藻共生成立・不成立に関わる遺伝子発現ネットワーク情報の構築

サンゴ礁は地球温暖化の影響を受けやすく、海水温が上昇すると白化現象を起こし死滅する。サンゴの生存の鍵となるのは、共生する褐虫藻であり、高水温ストレスで体内の褐虫藻が減少するとサンゴは衰弱する。本研究の目的は「サンゴー褐虫藻の共生・白化に直結する遺伝子の同定と、それらを取り巻く遺伝子発現ネットワークの構築」とする。そのために、稚サンゴに褐虫藻を共生させ、共生成立・白化時に発現変動するタンパク質の情報を得る。また遺伝子ノックダウンにより共生成立に関わる遺伝子を特定する。最終的にそれらの情報を元に共生・白化に関わる遺伝子発現ネットワークを作成し、その分子プロセスの全容を理解することを目指す。
都市空間における各種の地下式鉄筋コンクリート施設の耐震・耐衝撃・耐熱性能評価

産業用の容器構造やエネルギー施設等の重要施設においては、耐震問題以外にも種々の要因による苛酷な条件(衝撃荷重や高温問題)に対する安全性向上の観点からも、地上式から、半地下方式や完全埋設式(地下式)の検討が進められている。一方、これらの構造物に関しては、要求される耐震・耐衝撃・耐熱問題に関しての総合的な性能評価手法が確立されている段階ではない。本研究においては、上記のような問題に対して以下のような展開を実施した。1)自然及び人為的な要因による各種の苛酷な条件下における、鉄筋コンクリート構造物の挙動評価手法の開発(主として地下式のRC構造物を対象とし、具体的には直下型を始めとする大地震、落石や近隣道路からの耐落下物による衝撃荷重や事故等による衝撃問題に対する解析手法の開発)、2)各種の高温事項に対する挙動評価手法の開発。なお、これらの問題は個別ではなく、主に対象とする耐震・耐衝撃等の動的問題は、温度依存、水分依存、時間依存、等と達成したモデル化と一貫した解析手法が要求され、本研究では、この点も含めた、包括的かつ具体的な数値解析手法を開発した。具体的な研究内容としては、鉄筋コンクリート連続体構造に対する破壊解析手法を開発・検証・実行することで、1)安定した数値計算に基づく時刻歴の破壊解析を開発した。また、2)高温事象に関して、温度と水分の挙動を含めた詳細なシミュレーション手法を開発し、構造問題とリンクした評価を可能とした。これらにより、事故/故意による、爆発および各種の高温事象による構造物の損傷評価・耐力余裕度の評価、さらにはごの問題に対する合理的構造の瀬討を可能とするための基本的な手法を開発することができた。耐衝撃・耐熱問題のように、苛酷な事象に対する構造物の安全性評価に関しては実験が極めて困難であり、また、従来は数値解析に際しても、計算上の不安定により定量的な評価が困難な状況であった。本研究成果により、最新の数値シミュレーション技術により、これらの問題に対して直接に定量的な評価を可能とするもので、各種の地下式構造物の安全性評価に対する意義があると考える。今後、これらの成果の検証や応用に関して展開を実施する予定である。地下式のRC構造物をはじめとする、鉄筋コンクリート連続体構造における耐苛酷事象下での性能を(耐震・耐衝撃・耐熱)、周辺地盤と鉄筋コンクリート連続体構造を含む系に関する破壊解析手法を開発・検証・実行することを目的としている。具体的な研究・開発の内容としては、1)内部からの爆発現象に関し、周辺地盤を考慮した時刻歴の破壊解析を可能とする。また、2)高温事象に関して、温度と水分の挙動を含めた詳細なシミュレーション手法を確立し、構造問題とリンクした評価を可能とすることを目指すものである。これにより、事故/故意による、爆発および各種の高温事象による構造物の損傷評価・耐力余裕度の評価、さらにはこの問題に対する合理的構造の検討を可能とする。本年度は、コンクリート構造部分に関して、過渡荷重及び温度荷重に対する弾塑性解析手法の基礎的部分を開発した。具体的には、申請者の既往研究により、シェル要素をベースとした手法を基にして、ここでは新たに3次元要素で基礎式を展開し、数値解析コードを試作した。また、実験値(海外文献による)を元にした材料の構成関係の組み込みを実施した(モデルの妥当性検証のための解析は現在進行中である)。また、温度依存の構成関係モデルに関しては、2次元で展開済のものに対して、3次元問題へ拡張するための基礎式の定式化を実施した。

現在、実構造物への適用可能性を検討中である。並行して、小型のコンクリート試験体により、載荷速度をパラメータとした材料実験、透水係数と湿分の同時測定を小型の装置で可能とする装置の試作を実施した。材料実験により、モデルコード中の数値モデルに対するパラメータ同定を実施した。地下式のRC構造物をはじめとする、鉄筋コンクリート連続体構造における耐苛酷事象下での性能を(耐震・耐衝撃・耐熱)評価するための破壊解析手法を開発・検証・実行することを目的としている。具体的な研究・開発の内容としては、1)衝突等の現象に関し、時刻歴の破壊解析を可能とする。また、2)高温事象に関して、温度と水分の挙動を含めた詳細なシミュレーション手法を確立し、構造問題とリンクした評価を可能とすることを目指すものである。これにより、事故/故意による、衝撃および各種の高温事象による構造物の損傷評価・耐力余裕度の評価、さらにはこの問題に対する合理的構造の検討を可能とする。前年度は、コンクリート構造部分に関して、過渡荷重及び温度荷重に対する弾塑性解析手法の基礎的部分を開発した。具体的には、申請者の既往研究により、シェル要素をベースとした手法を基にして、ここでは新たに3次元要素で基礎式を展開し、数値解析コードを試作した。また、実験データに基づく材料の構成関係の組み込みを実施した(妥当性検証は現在進行中である)。また、温度依存の構成関係モデルに関しては、2次元で展開済のものに対して、3次元問題へ拡張するための基礎式の定式化を実施した。本年度は、ここまでの内容を継続して実施すると共に、並行して、実規模での数値解析を実現可能とする為の高速な解析手法を検討した。また、従来の解析手法では困難であった、局所破壊後の解析を安定に実施する為の有限差分による解析手法を理論展開した。そこでは、大変形/大ひずみ/大回転を考慮し、急速な要素の変形が進行して軟化した場合に、局所的な力の釣り合い条件を保持したまま、計算の続行に困難をきたす要素を自動的に消去、あるいは再メッシュする手法を展開し、大規模3次元解析への適合性を検討した。地下式をはじめとする、鉄筋コンクリート連続体における耐苛酷事象下(事故/故意による、衝撃および各種の高温事象耐震・耐衝撃・耐熱)での性能評価のための、破壊解析手法を開発・検証・実行することを目的としている。前年度までは、コンクリート構造部分に関して、過渡荷重及び温度荷重に対する弾塑性解析手法の基礎的部分を開発した。また、実験データに基づく材料の構成関係の組み込みを実施した。並行して、実規模での数値解析を実現可能とする為の高速な解析手法を検討した。
膜外シグナルによる膜内ペプチドの会合調節を利用した膜電流制御システムの構築

タンパク質などのリガンドの存在、あるいは膜界面におけるタンパク質間の相互認識をチャネル電流変化として捉える系の開発を目指して、グラミシジンのC末端側にピオチンを導入したハイブリッドペプチド(Gram-Bio 1)を合成した。電解質(1M KCl)に0.1μM程度のストレプトアピジンを添加することにより、このチャネル電流は、数分で顕著に抑制されることが分かった。また、電解質にビオチンヒドラジドを添加することにより、電流レベルほぼ元のレベルに復帰した。電流抑制効果はストレプトアビジンの濃度に相関しており、チャネルペプチドの機能化により、結合定数が10^<8-9> M^<-1>程度の特異的なタンパク質間の相互作用をリアルタイムで感知可能な系が創出できた。また、グラミシジンの代わりにアラメチシンをチャネルペプチドとして用いた場合にも同様の結果が得られた。チャネルの平均開口時間を検討した結果、ストレプトアビジン添加により、1の膜内での移動速度が低下することで導電性の二量体の形成確率が低下したか、もしくは、ストレプトアビジンとビオチンの結合により1が膜外に引き抜かれたことが、開口時間の減少につながったと推測された。一方、ビオチンの代わりにアダマンタン、あるいはストレプタグIIとよばれるストレプトアビジン結合ペプチド)をグラミシジンのC末端に導入したペプチドを調製した。しかし、β-シクロデキストリンやストレプトアビジンをこれらの系に添加しても、膜電流の顕著な抑制は認められなかった。これらのリガンド-レセプター間の結合定数は10^5 M^<-1>以下と推定され、グラミシジンを用いる系でタンパク質相互作用を検討しようとする場合には10^<8-9> M^<-1>程度の結合定数が必要である可能性が示唆された。膜外構造スイッチによる膜電流調節:イオンチャネルペプチド、アラメチシンに適当な膜外配列を導入することにより、膜外構造の相違が膜電流に反映できることを示した。また、外界からの刺激に呼応して膜外構造が変化する系として、互いにヘリックス一巻き分離れた位置となるように二つのN^ε,N^ε-ビス(カルボキシメチル)リジンを配置し、Baldwinらのヘリックスペプチドをもとに人工的にデザインしたペプチド、および、亜鉛フィンガー蛋白質Sp1由来ペプチドが有望であることを見いだした。また、N^ε,N^ε-ビス(カルボキシメチル)リジン含有ペプチドの簡易合成法を新たに開発した。さらに、これらのヘリックスを膜外配列として持つアラメチシン誘導体の合成に成功し、現在、そのチャネル活性を検討中である。膜界面における相互認識とチャネル電流:タンパク質などのリガンドの存在、あるいは膜界面におけるタンパク質問の相互認識をチャネル電流変化として捉える系の開発を目指して、アラメチシンのC末端側にビオチンを導入したハイブリッドペプチドを合成した。電解質にストレプトアビジンを添加することにより、これらのチャネル電流は、添加後、数分で顕著に抑制されることが分かった。更に一般的な系として、ヤギ由来のビオチンに対する抗体を系に添加したときも、添加後、数分でチャネル電流は顕著に抑制された。以上の結果は、20残基あまりのチャネルペプチドの機能化により、解離定数が10^<-9>M程度の特異的なタンパク質間の相互作用をリアルタイムで感知可能な系が創出できたことを示している。今後、これらの知見をもとに、さらに高機能の人工レセプター、人工イオンチャネル系の創出を行いたい。
銀行システムの脆弱性と最適金融政策に関する研究

平成24年度は,(1)銀行間市場の不完全性に起因する銀行危機やその最適金融政策に関する研究,(2)銀行システムの競争度とその脆弱性に関する研究,を行い成果を得た.それらは論文としてまとめられ,国際的査読付雑誌Journal of Economic Dynamics and Control, Economics Lettersにそれぞれ採択された.平成25年度は,(3)銀行間市場の不完全性と銀行危機・ファイヤセールに関する研究,(4)バブルと技術選択に関する共同研究を行い成果を得た.これらはWorking Paperとして公表されている.平成24年度は,(1)銀行間市場の不完全性に起因する銀行危機やその最適金融政策に関する研究,(2)銀行システムの競争度とその脆弱性に関する研究,を行い成果を得た.それらは論文としてまとめられ,国際的査読付雑誌Journal of Economic Dynamics and Control, Economics Lettersにそれぞれ採択された.平成25年度は,(3)銀行間市場の不完全性と銀行危機・ファイヤセールに関する研究,(4)バブルと技術選択に関する共同研究を行い成果を得た.これらはWorking Paperとして公表されている.本年度は、金融市場の不完全性がある経済でのバブル経済の動学的な振る舞いを分析し、また銀行危機と資産価格の大幅な減少を理論的に分析した。3の研究では、銀行間市場が不完全な経済における中央銀行の``最後の貸し手"機能について分析し、ゼロインフレ政策と流動性不足に陥った銀行に対して銀行間市場金利で資金を貸し出す政策を組み合わせることでセカンドベストが達成できることを示した。また4の研究では預金市場で銀行が独占力をもつ経済モデルを構築し、銀行の競争度と脆弱性との間にトレードオフの関係があることを示した。さらにバブルと経済成長に関する研究を香港市立大学の國枝准教授、京都大学の柴田教授と共に行ってきた。バブルの存在が新たな生産技術変化を促すことで、バブルと投資及び消費に関する正の関係性がある事を無期限モデルの枠組みの中で示した。この理論的結果は歴史的なエピソードと整合的であり、バブルの性質を説明する上で説得的であると考えられる。これらの研究は論文Takuma Kunieda, Tarishi Matsuoka, Akihisa Shibta(Department of Economics and Finance, Working Paper: 2013039, May 2, 2013)としてまとめられ公開されている。現在この論文は国際査読付雑誌に投稿中である。25年度が最終年度であるため、記入しない。申請者の今後の研究は以下の2つを柱に進める。1つ目は銀行市場の不完備性の問題である。歴史的に、銀行危機と資産価格の下落は共に関連して生じる。昨年度の研究により、申請者はDiamond-Dybvigモデルを拡張し、銀行間市場の不完備性によって銀行危機が資産価格の下落を引き起こす経済モデルを構築した。今年度はその理論を精緻化する作業を行い、理論の導く結論と現実のデータとを突き合わせて、経済モデルの妥当性を検証する。2つ目は金融市場の不完全性とバブルに関する研究である。バブルに関する古典的な経済モデルでは、バブルは経済が過剰投資の状態にある時のみ存在し、かつ過剰投資を和らげ効率的な配分を達成する役割があることが示されている。今後は、金融市場が不完全である経済モデルを考え、どの様な条件のもとでこのバブルが非効率性を生じさせるか、非効率が生じているならばどのような政府規制が望ましいかを分析とする。さらに、バブルが資本蓄積を促すものであるか否かの分析を行う。古典的な研究ではバブルは資本蓄積を阻害するという結果が支配的であった。しかしながら、歴史的にはバブルは資本蓄積を促すことが知られている。金融市場の不完全性によって、この「パズル」がいかに解かれるかを理論的に検証する。
シヌクレインファミリーの神経変性・細胞死への関与

シヌクレインファミリーはα、β、γの三種類のタンパク質から成ることが明らかにされている。本研究は、アルツハイマー病、パーキンソン病、多系統萎縮症などの神経変性疾患に関与している可能性が示唆されているα-シヌクレイン、及びβ-シヌクレインの生理機能を明らかにする目的で行われ以下の結果を得た。1)作製したα-シヌクレイントランスジェニックマウス(α-Syn/Tg)を用いて、α-シヌクレイン過剰発現が、他の遺伝子発現に如何なる影響を与えるか、DNA arrayにより解析した。その結果、アポトーシス抑制タンパク質であるA20zincfinger proteinやFLIP-Lが2約倍に、転写因子であるegr-1やneuronal kenesin heavy chainなど、細胞の生存シグナルに関わる遺伝子群の発現低下が認められた。2)IMR-32細胞に野性型ヒトα-シヌクレイン、およびA30P,A53Tの変異α-シヌクレイン遺伝子を導入して、α-シヌクレイン高発現細胞株を樹立した。これらの細胞株を用いて、種々のアポートシス誘導剤により細胞死に与える影響をみた。アポトーシス誘導は、ビタミンK3、シスプラチン、ビタミンAにより行ったが、用いた細胞間では有意な差は認められなかった。3)哺乳動物に発現しているタンパク質の機能解析には、下等動物における存在意義を明らかにすることも重要な手がかりを与えるものと考えられる。そこで、爬虫類であるヘビ(シマヘビ)、および両生類であるびカエル(ウシガエル)の脳から、細胞抽出液を調製し、二次元ゲル電気泳動、in gel digestion, LS/MSを用いてタンパク化学的に解析し、Panシヌクレイン抗体に反応するシヌクレインファミリータンパク質を同定した。本研究は、アルツハイマー病、パーキンソン病、多系統萎縮症などの神経変性疾患に関与している可能性が示唆されているα-シヌクレイン、及び我々により最初に発見されたβ-シヌクレインの生理機能を明らかにする目的で行われているものである。本年度は以下の結果を得た。1 Nuero2A細胞に、ヒトα-シヌクレイン、ヒトβ-シヌクレイン遺伝子を導入し、安定高発現細胞株を樹立した。さらに、α-シヌクレインについては、A30P,A53Tの変異cDNAを挿入した発現ベクターを構築し、同様にしてNuero2A細胞を用いて安定高発現細胞株を樹立した。現在、種々の細胞死誘導試薬を用いて、細胞の形態変化、細胞死の感受性、及びシグナル伝達について野生型細胞群との間で比較検討した結果、形態変化や細胞死に対する影響が認められた。2哺乳動物に発現しているタンパク質の機能解析には、下等動物における存在意義を明らかにすることも重要な手がかりを与えるものと考えられる。そこで、爬虫類であるヘビ(アオダイショウ)、及両生類であるびカエル(ウシガエル)の脳からmRNAを調製し、cDNAライブラリーを作製した。特異的プローブを用いて、ライブラリーからファミリータンパク質のスクリーニングを行った結果、いくつかの陽性クローンを得た。これらについて、塩基配列の解析を続行している。3これまで、α-およびβ-シヌクレインが中枢神経系では、前シナプスに存在していることが証明されているが、β-シヌクレインがヒト正常アストロサイトにも発現していることを明らかにした。

1)作製したα-シヌクレイントランスジェニックマウス(α-Syn/Tg)を用いて、α-シヌクレイン過剰発現が、他の遺伝子発現に如何なる影響を与えるか、DNA arrayにより解析した。その結果、アポトーシス抑制タンパク質であるA20zincfinger proteinやFLIP-Lが2約倍に、転写因子であるegr-1やneuronal kenesin heavy chainなど、細胞の生存シグナルに関わる遺伝子群の発現低下が認められた。2)IMR-32細胞に野性型ヒトα-シヌクレイン、およびA30P, A53Tの変異α-シヌクレイン遺伝子を導入して、α-シヌクレイン高発現細胞株を樹立した。これらの細胞株を用いて、種々のアポトーシス誘導剤により細胞死に与える影響をみた。アポトーシス誘導は、ビタミンK3、シスプラチン、ビタミンAにより行ったが、用いた細胞間では有意な差は認められなかった。3)哺乳動物に発現しているタンパク質の機能解析には、下等動物における存在意義を明らかにすることも重要な手がかりを与えるものと考えられる。そこで、爬虫類であるヘビ(シマヘビ)、および両生類であるびカエル(ウシガエル)の脳から、細胞抽出液を調製し、二次元ゲル電気泳動、in gel digestion, LS/MSを用いてタンパク化学的に解析し、Panシヌクレイン抗体に反応するシヌクレインファミリータンパク質を同定した。
無細胞翻訳系による炭素-炭素結合形成技術の確立

申請者は、生体の翻訳の機能で炭素-炭素結合を形成させることで、多様な構造を有するライブラリの構築およびスクリーニングをmRNAディスプレイ法によって可能とすることを目指した。初年度の前半でこの研究を追求したが達成には至らなかったため、側鎖に特殊な構造を有するアミノ酸が導入されたペプチドライブラリを構築・スクリーニングする、という研究へと方向転換し、初年度の後半および第2年度の研究を通してこれを達成した。本年度は、前年度の研究で得られたヒト脱アセチル化酵素SIRT2の阻害ペプチドをさらに深く評価する研究を行った。まず、SIRT2阻害ペプチドS2iL8およびS2iD7のいくつかの変異型を合成してSIRT2への結合能および阻害能を評価することで、これらペプチドの強力な結合能の構造的基盤を明らかとした。この結果は学術誌へ論文投稿し掲載された。また、本研究の基盤技術となるフレキシザイムというリボザイムについての総説も学術誌に掲載された。また、阻害ペプチドの分子構造の徹底的な改造を行なうことによって、IK^<Tac>TY(K^<Tac>=チオアセチルリシン)というペプチドを創出し、10μMで細胞内のSIRT1を阻害し、p53のアセチル化レベルを亢進させることに成功した。この成果は現在論文投稿準備中である。さらに、東京大学の濡木研究室との共同研究を通してSIRT2阻害ペプチS2iL5とSIRT2との共結晶構造の解明にも成功した。この結果から、in vitroでの活性評価の結果を裏付けるデータだけでなく、SIRT2の基質特異性に関わるような新たな知見も得られた。これら結晶構造解析の成果についても、現在論文投稿準備中である。このように、本年度の研究を通して、一報の論文掲載とさらに二報分の論文の研究成果をあげた。三年間の研究を通じて、当初の目的であった炭素-炭素結合を形成することはできなかったものの、特殊なペプチドライブラリの構築およびスクリーニング技術の発展に貢献し、興味深い構造を有する強力な阻害剤の獲得に成功した。研究開始当初は、翻訳合成によって特殊な構造を有するペプチドを合成する技術の確立が目的であった。しかしながら研究を進行させて行く中で、研究室全体として特殊ペプチドのスクリーニング技術の研究が活発になりまた進展してきた。その結果申請者も当初の目的であった特殊ペプチドの合成だけでなく、ライブラリ構築とスクリーニングも行い、実際に翻訳後修飾酵素に対する阻害ペプチドを獲得することにまで至ったため。本研究で得られた特殊ペプチド阻害剤は、現在までのところ標的のSIRT2をin vitroでは阻害するものの細胞内では阻害できていない。このため、ペプチドの細胞内移行性やプロテアーゼ耐性などの各種性質を向上させる必要があると考えられる。本研究の終盤で我々はペプチドとSIRT2の共結晶構造の解明に成功しており、どのような相互作用を通じてペプチドがSIRT2と強く結合しているのかを明らかにすることができた。今後はこの情報をもとにペプチド配列の最適化・最小化を行うことで細胞内でのSIRT2阻害を達成できると考えている。また、本研究の当初の目的であったリボソーム内での炭素-炭素結合の形成であるが、これについてはアシルtRNAの反応性の向上やリボソームの改変などを行なうことによって達成できるのではないかと考える。所属研究室では、通常の20種類のアミノ酸とは異なる化合物(特殊アミノ酸)をリボソーム内で連結することで、多様な化合物ライブラリーを構築することを目指している。本研究では、炭素-炭素結合(以下C-C結合)形成をリボソーム内で行うことにより構造多様性の高い化合物ライブラリーを構築する技術の確立を目指した。また、主鎖構造はアミド結合であるものの特殊な側鎖を有するペプチドライブラリーを構築し、そこからの生理活性ペプチドの探索も行った。まず、カルボアニオンを形成しやすいアシルtRNAを用いてC-C結合形成を試みたが、炭素-炭素結合は形成されなかった。続いて、リボソームのP部位側の基質の求電子性を向上させることでC-C結合形成を試みた。求電子性の高い基質として、ギ酸などが連結した複数種のアシルtRNAを用いたが、いずれの場合にもC-C結合の形成は見られなかった。続いて、トリフルオロアセチルリシン(^<Tfa>K)という特殊なアミノ酸を含有するペプチドライブラリーを翻訳によって構築し、mRNAディスプレイ法によるスクリーニングを行うことで、サーチュイン(脱アセチル化酵素)の阻害ペプチドの探索を行った。この結果、SIRT2に対して強く結合するペプチド配列を得ることに成功した。SIRT2は近年、神経変性疾患などの疾患との関連が明らかにされており、今回取得したペプチドは、こうした疾患への治療薬としての可能性や疾患発症におけるSIRT2の役割の解明などに役立つことが期待される。本研究では、炭素-炭素結合形成をリボソーム内で行うことでアミド結合だけではないより多様性の高い構造を持つ化合物を翻訳で合成する技術を確立し、高い多様性の化合物ライブラリーを迅速に構築しスクリーニングできるという翻訳系の利点を活かして、生理活性化合物探索を加速させることを目指していた。前年度の報告では、炭素-炭素結合形成を試みたものの目的の達成には至らず、代わりに主鎖はアミド結合であるものの側鎖に非天然型の構造を有する特殊アミノ酸を導入したペプチドライブラリーを構築し、翻訳後修飾酵素を標的とした阻害剤探索を行った。具体的には、脱アセチル化酵素の一種であるSIRT2を標的とし、すでに標的の活性部位に結合して阻害効果を発揮することが知られているトリフルオロアセチルリシン残基(TfaLys.Z)を含むペプチドライブラリーからのスクリーニングを行った。

その結果、TfaLys周辺に高い相同性を持つペプチド配列群が得られた。本年度は、これらの配列の中から2つのペプチド配列を選んで固相上で合成し、その活性を以下に述べる方法で調べた。まず、上記2つのペプチドの標的酵素SIRT2への結合能をSPR(Surface Plasmon Resonance)法によって測定した。この結果、いずれのペプチドもK_d≒4nMという非常に強い結合能を示すことが明らかとなった。続いて、蛍光を指標としたin vitroのSIRT2活性測定キットを用いてペプチドの阻害能を調べたところ、いずれのペプチドもK_dとほぼ一致するIC_<50>≒3nMという強い阻害能を示した。さらに同様のアッセイによって、SIRT1とSIRT3に対する阻害活性も評価したところ、いずれのペプチドもSIRT2特異的であることが明らかとなった。以上のように本年度の実験から、スクリーニングで得られたペプチドが少なくともin vitroでは非常に強くかつ特異的にSIRT2を阻害することが明らかとなった。申請者は、生体の翻訳の機能で炭素-炭素結合を形成させることで、多様な構造を有するライブラリの構築およびスクリーニングをmRNAディスプレイ法によって可能とすることを目指した。初年度の前半でこの研究を追求したが達成には至らなかったため、側鎖に特殊な構造を有するアミノ酸が導入されたペプチドライブラリを構築・スクリーニングする、という研究へと方向転換し、初年度の後半および第2年度の研究を通してこれを達成した。本年度は、前年度の研究で得られたヒト脱アセチル化酵素SIRT2の阻害ペプチドをさらに深く評価する研究を行った。まず、SIRT2阻害ペプチドS2iL8およびS2iD7のいくつかの変異型を合成してSIRT2への結合能および阻害能を評価することで、これらペプチドの強力な結合能の構造的基盤を明らかとした。この結果は学術誌へ論文投稿し掲載された。また、本研究の基盤技術となるフレキシザイムというリボザイムについての総説も学術誌に掲載された。また、阻害ペプチドの分子構造の徹底的な改造を行なうことによって、IK^<Tac>TY(K^<Tac>=チオアセチルリシン)というペプチドを創出し、10μMで細胞内のSIRT1を阻害し、p53のアセチル化レベルを亢進させることに成功した。この成果は現在論文投稿準備中である。さらに、東京大学の濡木研究室との共同研究を通してSIRT2阻害ペプチS2iL5とSIRT2との共結晶構造の解明にも成功した。この結果から、in vitroでの活性評価の結果を裏付けるデータだけでなく、SIRT2の基質特異性に関わるような新たな知見も得られた。これら結晶構造解析の成果についても、現在論文投稿準備中である。このように、本年度の研究を通して、一報の論文掲載とさらに二報分の論文の研究成果をあげた。
生存のための読み書き能力の比較社会史研究

平成30年度は研究会を2回開催した。香港を専門とする研究者により「現代香港における広東語」と題して現代の香港言語と中国語全体の状況について考察した。中国は多民族国家であり最大多数の方言を有する。その中で七大方言の一つである広東語は香港では話しことばであるが書きことばは北京語である。香港の言語状況は歴史的背景からの影響と戦後の中国大陸からの移民により広東語は事実上の公用語化となり学校教育の普及にも繋がると同時に非識字率も格段に下がっていった。広東語ネイティブの広東語と中国語の違いを生の発音で確認することもできた。海外調査はロンドン大学古典学研究所でリテラシーの文献と資料を収集した。オーストリアでは古代ローマ遺跡を訪れ、軍駐屯地の宿営地であったカルヌントゥム地域のローマ帝国の影響と市民の生活環境の変化について調査した。国内の調査では津藩校の崇廣堂にて藩士の子弟の教育について調査した。藩校廃止後は私立学校が開設され近代教育制度へ移行された通時的な教育現場の史跡の調査となった。研究分担者の研究実績は、ICTを活用した読み書き・文書管理研究の一環として行ったプロジェクト、1619世紀のスペイン植民地帝国における文書管理実践に関するインターネットを使った可視化(http://bunteku.sakura.ne.jp/hisGisMinpaku/)の成果を踏まえ、論文「近代ヒスパニック世界と文書ネットワーク・システムの成立と展開」研究者の集合知と可視化の試み」を執筆した(『近代ヒスパニック世界と文書ネットワーク』(吉江貴文(編)出版社:悠書館、総頁数:398頁(327-344)、2019年4月16日出版予定)。またコーディネートを務めた2017年度東京大学学術俯瞰講義「文化資源、文化遺産、世界遺産」OCW( UTokyoOpenCourseWare)が公開された。#4「文化資源の読み書き」(「Literacy for Cultural Resources」、#5「文化資源と情報技術の変化」(「Cultural Resources。」)今年度も研究会等にて引き続き地域的・通時的研究としてアジア圏の同国内でも複合語が混在する「中国語」と「広東語」に焦点をあて考察した。比較社会史の研究としても歴史的背景を読み解くことがやはり重点を持ち、さらに識字率の問題提起を明確にすることにつながることがよく理解できた。植民地時代もある地域の言語への影響はやはり多大で、多種多様に変化する生活環境による人類生存とリテラシーをめぐる関連性は言語からも大いに分析できる。人間の社会と文化にも影響を及ぼしながら、言語分布や文化人類学・心理学などの視点からも状況を把握すること、特に現地での調査、最新のものも含む史料・文献・情報の分析を精査することは、リテラシーの問題点を明示する上で重要であることはいうまでもない。発展途上国の開発援助にも示唆する論点も浮かび上がってくることも確信した。さらに本研究の比較研究において、江戸時代の藩校の教育とその取り巻く環境からの影響との関連性にも取り組むことができている。しかし総括に向けて、細分化した地域の分析と調査の追加となる部分があり、次年度に究明したいと考える。本研究の最終年度の総括に向けて、議論を重ね、問題点を精査・検討し、提示できるようにまず遂行する。問題は複雑化しているが、その中におけるリテラシーの分析で本研究における地域的でかつ、通時的な比較研究の資料を有効に活用し、手掛かりを探っていく。無文字社会から近現代までの広範囲な規模を視野に、さらに現代社会情勢から先進諸国と発展途上国における教養の質の向上、格差の問題などの解決策へと導くことができるよう本研究の社会史的比較研究の目的である人類の生存とリテラシーをめぐる問題を考察していく。人口動態としても今日、減少化するにつれて、言語そのものがなくなる地域もある。また情報化社会の多大な情報の正しい理解力を身に付けることが早急に要求されている昨今では、歴史の変動による研究からおもに教育学面から読み書き能力の発展とは何かという原点を探り、解決策となる論点を明示できるように推進していこうと考える。平成26年度は、年間4回の研究会を開催した。まず研究全体の方向性の打ち合わせをした上で、人文情報学を主導している研究者から、人文学と情報学との融合の重要性について、おもに仏教学のデータベースをもとに、識字率のデジタルデータ化の基盤を考察することができた。またイスラム中東地域の諸言語圏のイスラム世界の政治文化研究で、オスマン・トルコ帝国を専門とする研究者より、通時的研究につながるアラビア文字世界としてのイスラム世界や諸社会層の社会化とリテラシーについて、社会全体での識字率の低さ、さらに近世期におけるイスラム世界の印刷術の変遷など、イスラム世界から世界に広がる多文字世界が、通時的に諸社会の中で互いに文字と語彙を受容していることなど解説してもらい、古代から近世・近代期への変遷を知ることができた。さらに、現代の情報化社会の問題点となるコミュニケーションの重要性について、言語学・文化人類学者の専門家に、東アフリカ地方やインド洋諸島などのアフリカ諸語の研究を教示してもらい、従来の地中海世界を対象とした多言語の生み出す社会史の比較にも繋がる研究会となった。現地調査では、今年度は南イタリアにて、生の史料の現状を把握し、文書・碑文等をデジタル化し、保存・保管状況をも記録した。基本的データの集積は、後に、誰がどのようにして読んだか、あるいは読まなかったかという識字率の問題を考える手掛かりとなる。

今後も外部の研究協力者から、その書法の解明と研究の現状を解説してもらうつもりである。また、それぞれの社会について比較検討し、研究の主軸となる共通点と差異とを探りながら論点を明らかにする。それらに潜む問題点をめぐっては、文化人類学、認知考古学、心理学などの視点からも続けて検討を進めている。非アルファベット文化圏では、特に江戸時代の一貫教育で優秀な人材を育成した會津若松藩の藩校にて、史料を収集した。平成27年度は研究会を2回開催した。まず、日本と歴史的にも親近感があり、現在も日本と深い関係のあるモンゴル・中国の地域に焦点をあてた。東アジア史や漢字の研究者より、漢人=中国人という考えを基に漢字の変遷と普及について研究者と意見交換をした。漢字の語源も多種であり、その影響は朝鮮、日本とアジア広範囲に及び、とりわけ宗教や学問の分野では著しいものがある。次に古代オリエント史の研究分野から、楔形文字からギリシア文字、ローマ字への推移とともに、そこで変化していくリテラシーの動態について考察を進めた。実際に葦ペンを使用した楔形文字の書き方や保管法、算術(60進法)など当時の知識人が興した文字使用の実態の一部を知ることができた。文字数が数百・数千もある楔形文字やヒエログリフから二十数文字しかないアルファベット文字が開発されるなかで、行政管理のみならず人間の生存の機微を描く文学が生まれてくる。その研究状況は重要である。海外調査では、イタリア語の訛りが残るサルディーニャ島の遺跡と言語調査を行い、南フランス地方の文化遺産と碑文資料も調査した。国内調査では、江戸から明治へと優秀な人材を発掘した信州高遠藩の藩校「進徳館」や歴史博物館で資料収集をした。文武両道の特色ある教育と識字率との関係も探ることができた。平成27年度・研究分担者の研究実績は、読み書きの学際的研究のための方法論の研究を、読み書きの技術的・物理的側面、特にデジタル技術と人文知の相互作用に焦点を合わせ、人文情報学の研究者と共同で進めた。まず、人文学に基礎を置く学際的な研究・教育の展開を分析するために論文や書誌情報のデジタルデータを蓄積し、そのテキストマイニング・可視化を試みた。また、伝統的なものづくり、デジタル技術、そして読み書きの関係を江戸時代の祝祭の復元事業と連携しつつ分析し、やはりテキストマイニング・可視化の方法を検討した。昨年度と同様に研究会の開催により、地域面や通時的な研究内容が細分化され、より研究内容を各地域・各言語に把握することが進んでいる。全体を通しても細分化された地域・言語が歴史の変遷とともに社会の影響を受けながら、融合や変化をしていく様が少しずつ明らかになることで、歴史学の研究者に多様な論点を展開することができている。各々の時代の文化・教育・生活環境・宗教など影響された部分にリテラシーがどのように変化をしてきたことを分析していくとやはり共通点や相違点などが必ずあげられる。さらに言語学・文化人類学からも現代のコミュ二ケーション能力と技量に至るまでの社会史的分析を試みることの重要性も人類の生存と大いに関係していることが研究を遂行することで明確になってきている。
一細胞ゲノムおよびトランスクリプトーム解析によるがん細胞進化と不均質性生成の解明

腫瘍内不均質性のダイナミクスを解明すべく、大腸がんマウスモデル再構成系において、腫瘍培養細胞の皮下導入直前、導入1ヶ月後、3ヶ月後で細胞を採取し、C1を用いて一細胞エキソームとトランスクリプトームをシークエンスした。結果、皮下導入前後でDNAの多様性は減少する一方、RNAの多様性は増大していた。さらに、RNAでの多様性の増加は、新しいがん細胞分集団の発生と対応していた。その分集団には、細胞増殖や上皮ー間葉転換、さらに幹細胞に関する遺伝子発現が異なるという特徴があり、そのダイナミクスが解明できた。しかもこれらの結果が、転移定着や他の臨床項目と関連していることも示唆された。がんの悪性化の原因はがん組織にみられる腫瘍内不均質性が関係すると考えられ、腫瘍内不均質化のメカニズム解明が求められている。しかし、がん組織を細胞塊として解析すると、がん細胞の特徴が平均化されてしまうため、不均質性を明らかにすることができない。そこで、不均質性の最小単位である単一細胞の状態を明らかにする、一細胞シークエンス解析が実施されている。従来の方法では、DNAもしくはRNAのみの解析が実施されたが、不均質性のメカニズムには、DNAおよびRNA両方の変化が絡むと考えられる。そこで、本研究では、腫瘍不均質性メカニズム解明のために、がん発達過程のDNAおよびRNAの変異及び変動を一細胞シークエンス技術によって同時に解析し、発達過程のオミックス変異の同定を試みる。本年度は、分担研究者の筆宝義隆博士が確立したヒト大腸がん進展のモデルマウス系における腫瘍培養細胞の皮下導入直前・直後・進展後、これら3時刻点でのDNAおよびRNAサンプルに対し、分担研究者の新井康仁博士の協力を得て1細胞シークエンスを実施した。また、腫瘍部位から一細胞を分離しない細胞塊(Bulk)シークエンスも、クオリティコントロールとして実施した。がんの発達過程におけるエキソーム、およびトランスクリプトーム・データの入手が完了した。さらに、本年度は、DNA解析、RNA解析ともに、解析に用いるデータの品質をチェックするため、1細胞シークエンスにより得られたデータと、Bulkのデータの比較を実施した。その結果、信頼性の低いサンプルデータを排除することに成功した。そのうえで、取得した塩基配列情報をもとに、DNA解析ではがん細胞の塩基配列の変異を検出し、RNA解析では全遺伝子の発現量を求めた。そして、変異情報および発現量情報をもとにがん細胞の変異の多様性の可視化に成功した。これにより、がん発達過程の変異および発現変動の可視化に成功した。がん細胞のシークエンスが完了し、DNA解析では各時点20-30細胞、RNA解析では各時点40-50細胞のシークエンスに成功した。それぞれのシークエンスデータに対し、品質チェックを行った。まず、DNA解析では、一細胞シークエンス解析により得られた塩基配列情報の網羅性を検出するため、各時点の全一細胞について、各座位でのマッピング情報をもとにLorenz curve解析を実施した。さらに、技術的なエラーを検出するための各細胞のAllelicdroprate(ADO rate)の算出など数理的分析を実施した。これら解析の結果をふまえて、各時点で信頼性の低いサンプルデータを排除することに成功した。また、RNA解析では、検出された遺伝子数をBulkと全一細胞シークエンスの結果比較することにより、正確性の低い細胞データの排除を試みた。その結果、得られたリード数が少ないにもかかわらず、検出される遺伝子数が大きいサンプルが検出され、これらを除去した。さらに、各時点において全一細胞データから求められた発現量(TPM)の平均とBulkのTPMをプロットし、比較した。その結果、全時点で相関係数0.7以上の高い相関を示した。一細胞データをまとめたものは、Bulkと同一の結果になると考えられるため、これらサンプルデータは発現量解析に用いても問題がないと考えられた。DNAおよびRNA解析で、それぞれデータの品質チェックを行い、解析に問題がないことが確認されたサンプルをピックアップし、さらに、数理的解析方法の1例として、ヒートマップ解析を実行した。これにより、がん細胞の変異の多様性を可視化することに成功した。以上のように、がん発達過程のDNAおよびRNAの変動の数値的データをそれぞれ入手し、可視化することに成功したが、まだDNAとRNAの情報統合には至っていない。昨年度、ヒト大腸がん進展のモデルマウス系における腫瘍培養細胞の皮下導入直前・直後・進展後、これら3時刻点でのDNAおよびRNAサンプルに対し、1細胞シークエンスを実施し、がんの発達過程におけるエキソーム、およびトランスクリプトームのデータを入手した。また、一細胞を分離しないバルク・シークエンスのデータも入手した。これらのデータに対し品質チェックを行い、信頼性の低いデータを排除し、DNA解析ではがん細胞の塩基配列の変異を検出し、RNA解析では全遺伝子の発現量を求めた。本年度、得られたRNAの発現量データを元に、細胞間で変動のある遺伝子の同定を行った。その結果、分化に関わる遺伝子など、興味深い遺伝子が同定された。また、時刻間で多様性が変化する遺伝子を分析した結果、いくつかがん関連遺伝子が関わっていた。また、大腸がんに重要な遺伝子や分化マーカーの発現量の細胞間変動および時刻変動を解析し、興味深い結果を得た。RNAトランスクリプトームの多様性の時刻変化も計算した。DNAデータに関しては、昨年度、暫定的な条件下で変異をコールしたが、今年度その方法をさらに改良し、再コールし直した。その後、その変異を用いて細胞間の系統樹作成まで行った。