hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
公共事業政策の評価と合意形成の社会心理学的研究-手続き的公正理論の応用-

更に、公共事業関連の負の要因とその解決策に関する国民の認知を検討するために、地域的偏りが生じないように全国の16の市町村において選挙人名簿に基づいて成人4,000人を任意抽出し、郵送調査によって検討を進めている。公共事業政策を一般市民が評価する場合には、行政が政策を決定したり事業を実施する際の手続きや手法が適切かどうかを判断する意思決定評価と、政策によってもたらされる結果が適切かどうかを判断する結果評価に分かれると仮定し、昨年度の調査データ(N=814)を利用して一般市民の評価構造を因子分析によって探ったところ、意思決定領域において3次元(手続き的公正、住民尊重、行政尊重)、結果領域において4次元(利益、社会全体の弊害、住民負担、分配的公正)が見出された。これらはほぼ我々が理論的に仮定した評価構造に一致するものだった。続いて我々は、クラスター分析によって公共事業政策に対する態度の違いによって回答者の分類を試みたところ、推進派、批判派、社会全体派、統合派の4グループが見いだされた。社会全体派とは、環境や国の予算など全社会的観点から事業の善し悪しを評価しようとする姿勢を持つ人たち、統合派とは利益とコストの両面を考慮して総合的に事業を評価しようとする人たちである。全体として、回答者たちは現在の公共事業政策には懐疑的だったが、評価の観点からみると推進派と統合派で回答者全体の2/3を占めており、一方、批判派は2割弱に過ぎず、このことは日本の一般市民の多くは単に公共事業を否定するのではなく、建設的な視点からこれを評価しようとする姿勢を持っていることをうかがわせるものである。また、推進派は与党自民党支持者に多く、野党第1党の民主党支持者には統合派が多く、共産党支持者には批判脈が多かった。本年はこの分析結果を受けて、更に、公共事業に対する評価の観点が国と地域に対する人々の態度によってどのように影響されるかを探るために、地域的偏りが生じないよう全国から16の市町村を選択し、選挙人名簿に基づいて成人3,000人を任意抽出して郵送調査による検討を進めている。昨年度までの調査データの解析を試みた。全国を大都市、地方都市、郡部の3領域にわけ、偏りがないように15地域を選抜した上で、その市町の選挙人名簿を元に、成人3,000名を無作為抽出して調査票を送付したところ、772名から回答を得た。この調査は、社会的公正感、政府に対する信頼、公共事業政策に対する評価などを測定したもので、回答に基づいてそれら変数間の関係を分析した。まず、日本社会に対する公正感、政府に対する信頼、公共事業政策などに対する評価は全体として厳しいものであった。また、公共事業政策評価は、事業そのものの評価と事業主体である行政の評価に分かれること、前者に関しては肯定的評価と否定的評価が独立性の高い別次元となることなどが見いだされた。また、政府に対して一般的信頼を持たない回答者ほど、公共事業政策をあらゆる面で否定的に評価する傾向が見られ、このことは、人々が政府に対する判断をもとに、公共事業政策の評価を行っていること、即ち、ヒューリステックな認知過程を示唆している。また、政府に対する一般的信頼は、ミクロ、マクロ、地域、職業の4水準における社会的公正感によって強められることも確認された。
新規モデルラットを用いたウエスト症候群の発症機序の解明

年齢依存性てんかん性脳症に似た症状を示すラットの病態解析を行なった。生後5週齢変異ラットの頭部MRI検査を行ったところ,下丘から視床,視床下部にかけてT2強調画像で高信号領域を認めた。この病変はヘテロよりもホモで広範であった。そこで同様に,生後3週齢から11週齢までのラットを用いて頭部MRI検査を行ったところ,離乳時期である3週齢ですでに淡く高信号が認められ,5週齢で病変はさらに広がっていた。しかし,7週齢で高信号領域は縮小し始め,9週齢ではほぼ消失していた。次にラット脳の組織切片を作成後,HE染色にて病理組織解析を行った。5週齢ヘテロ,および,ホモラットの下丘から視床にかけて,MRIでT2高信号を示した部位で組織異常を認めた。同様に生後3週齢から11週齢までのラット脳の病理組織解析を行った。その結果、3週齢以降で下丘から視床にかけて組織異常が認められたが,7週齢から9週齢で病変はほぼ解消していた。酸化ストレスマーカーである8-OHdG,および,4-HNEに対する抗体を用いて脳病変部組織の免疫染色を行ったところ,ヘテロ,ホモの視床が強く染まることが示された。WTとホモラットより作成した線維芽細胞の初代培養細胞を用いて,アポトーシスを解析した。過酸化水素処理3時間後に細胞を解析すると,ホモラットの細胞はアポトーシスを起こしやすいことが示された。疾患ラットを用いた病態解析において多方面からの検討が進んでいる。脳の組織異常の詳細について、様々な抗体を用いた免疫染色を行い、障害を受けている細胞の同定を行う。疾患ラットの変異型原因遺伝子から、どのような経路・経過で組織異常につながるのか、シグナルの流れを分子レベルで解析を行う計画である。申請者らは、点突然変異誘発剤処理したラットから生まれた系統群の表現型解析研究を続けた結果、難治性てんかんウエスト症候群からレノックス・ガストー症候群への変容に似た経過を示す疾患ラットの系統を見出した。次世代シークエンス解析で調べたところ、唯一見つかった変異遺伝子はこれまでにヒトのウエスト症候群で報告のない新しい遺伝子であった。本年度は、ウエスト症候群およびレノックス・ガストー症候群患者に当該遺伝子の変異を持つ人が存在するかを調べるために、ヒト患者DNAを用いて遺伝子変異解析を行った。当大学医学部小児神経科との共同研究で、小児難治性てんかんの患者および両親の血液を採取し、DNAを抽出した。当該遺伝子の各エキソンを挟み込むプライマーを作成し、ABI3100蛍光シークエンサーにより当該遺伝子の変異検索を行った。これまでのところ、エキソン領域にアミノ酸置換を伴うDNA変異は検出されなかった。イントロン領域に5個のSNPを見出した。複数の患者検体で、エキソンの近傍にデータベースの配列とは異なる配列が存在することを見出した。当該DNA断片をプラスミドにクローニングしシークエンス解析することにより、その異なるDNAの配列を解読した。その結果、ある一定の配列が繰り返して複数コピー挿入されており、コピー数は人によって異なっていた。この繰り返し配列のコピー数増加が当該遺伝子の発現に悪い影響を及ぼし、疾患発症を引き起こしているのかは現在不明である。また、疾患ラットの病態解析をするために、各週齢における変異ラットの臓器を摘出し、臓器の保存と病理組織切片の作成を続けている。ヒト患者における遺伝子解析と疾患ラットを用いた解析が、それぞれ進んでいる。今の所、どちらの系も順調に進んでいると感じている。申請者らは、点突然変異誘発剤処理したラットから生まれた系統群の表現型解析研究を続けた結果、難治性てんかんに酷似した症状を示す疾患ラットの系統を見出した。次世代シークエンス解析で調べたところ、唯一見つかった変異遺伝子はこれまでにヒトの難治性てんかんで報告のない新しい遺伝子であった。ヒトにおける遺伝子変異解析:昨年度に、てんかん患者に当該遺伝子の変異を持つ人が存在するかを調べるためヒト患者DNAを用いて遺伝子変異解析を行ったところ、イントロンのエキソン近傍に、ある一定の配列が繰り返して複数コピー挿入されておりコピー数は人によって異なっている事を見出した。本年度は、この繰り返し配列のコピー数増加が疾患発症と関わっているのか、健常人DNAを用いて解析を行った。現在のところ、患者群では約49%にリピート数の増加が見られたが、健常人群では約21%であった。変異蛋白の機能解析:疾患ラットで見つかった変異型遺伝子と正常型遺伝子のcDNA発現ベクターを構築し、ヒト培養細胞に導入後、発現蛋白をFLAG-Tagを用いて精製した。当該蛋白活性を測定する市販のキットが見つかったので、それを用いて活性測定を行ったところ、変異型は正常型に比べて活性が50%以下へ低下していた。ドミナントネガティブ効果は確認されなかった。各臓器における当該遺伝子の発現解析:生後1ヶ月、4ヶ月、12ヶ月の疾患ラットと野生型ラットから脳、心臓、腎臓、肝臓を摘出し、蛋白を抽出後、当該蛋白に対する抗体を用いてウエスタンブロットを行なった。疾患ラットにおける当該蛋白の発現は野生型ラットの発現パターンとほぼ同じであった。

そこで同様に,生後3週齢から11週齢までのラットを用いて頭部MRI検査を行ったところ,離乳時期である3週齢ですでに淡く高信号が認められ,5週齢で病変はさらに広がっていた。しかし,7週齢で高信号領域は縮小し始め,9週齢ではほぼ消失していた。次にラット脳の組織切片を作成後,HE染色にて病理組織解析を行った。5週齢ヘテロ,および,ホモラットの下丘から視床にかけて,MRIでT2高信号を示した部位で組織異常を認めた。同様に生後3週齢から11週齢までのラット脳の病理組織解析を行った。その結果、3週齢以降で下丘から視床にかけて組織異常が認められたが,7週齢から9週齢で病変はほぼ解消していた。酸化ストレスマーカーである8-OHdG,および,4-HNEに対する抗体を用いて脳病変部組織の免疫染色を行ったところ,ヘテロ,ホモの視床が強く染まることが示された。WTとホモラットより作成した線維芽細胞の初代培養細胞を用いて,アポトーシスを解析した。過酸化水素処理3時間後に細胞を解析すると,ホモラットの細胞はアポトーシスを起こしやすいことが示された。疾患ラットを用いた病態解析において多方面からの検討が進んでいる。(1)本遺伝子とヒト疾患発症との関わりの解明;ヒトのてんかん患者に本遺伝子の変異を持つ患者が存在するか、患者検体の収集と遺伝子解析を継続する。イントロン領域に見つかった繰り返し配列について、詳細に調査する。(2)変異蛋白の機能解析;当該正常型遺伝子、および、変異型遺伝子のcDNA発現ベクターを構築し、蛋白を精製後、機能解析を行う。当該遺伝子がコードする蛋白の機能が評価可能な測定系を考案する。(3)各臓器における当該遺伝子の発現解析;疾患ラットと野生型ラットから摘出した臓器を用いて、RNAと蛋白を抽出する。RT-PCRとウエスタンブロットにより、疾患ラットの臓器における当該遺伝子産物の発現量を比較検討する。本疾患モデルラットを用いて、血液の生化学検査や病理解析を行う。本疾患モデルラット、および、野生型ラットから組織を摘出後、RNAを抽出し、マイクロアレイによる遺伝子発現解析を行う。cDNA発現ベクターより発現させた変異型蛋白質、および、正常型蛋白質を用いて蛋白・蛋白の相互作用の解析を進め、疾患発症の分子メカニズムを検討する。脳の組織異常の詳細について、様々な抗体を用いた免疫染色を行い、障害を受けている細胞の同定を行う。疾患ラットの変異型原因遺伝子から、どのような経路・経過で組織異常につながるのか、シグナルの流れを分子レベルで解析を行う計画である。
血管新生因子・内皮機能が妊娠高血圧症候群や妊娠糖尿病発症へ及ぼす影響の疫学的検討

BOSHI研究参加対象者のうちHbA1cとグリコアルブミンを測定したところ、HbAlcの平均は4.7(4.6-4.9)%で、グリコアルブミンの平均は15.2(12.8(17.6)%であり、両者の相関係数は0.13と低かった。エコチル調査の追加調査では、妊娠16週のグリコアルブミン値で均等5分割して検討をした。登録時の妊婦の身長に有意な群間差は認めず、妊婦の妊娠初期・中期・後期の体重並びに血圧に関しては有意な群間差を認めた。妊婦の身長・妊婦の分娩直前の体重・在胎期間で補正しても、児の出生時の体重に群間差を認め、グリコアルブミン値が大きいほど出生体重が大きかった。BOSHI研究では、参加者のうち835検体でグリコアルブミンを測定できた。同検体におけるHbAlcは4.7(4.6-4.9)%で、グリコアルブミンは15.2(12.8(17.6)%であり、両者の相関係数は0.13と低かった。BOSHI研究の対象者530名のうち、初産婦は315名、1経産は152名で、2経産は63名であった。経産回数では、年齢、飲酒歴、出産時週数に有意差が見られた。外来血圧の比較では、収縮期・拡張期血圧ともに妊娠中を通して経産回数が増加するほど高値を示し、拡張期血圧では有意であった(P=0.054/P<0.0001:収縮期/拡張期血圧)。一方、家庭血圧では妊娠中を通して経産回数と血圧の間に有意な関連は認められなかった(P=0.6/P=0.2:収縮期/拡張期血圧)。エコチル調査では、宮城県内で平成23年末までに6,712名の妊婦の参加があった。データベース化の終了している全体調査参加者4,714人のうち、追加調査参加者は817名であった。追加調査参加者のうち、1月末までに409名から採血検査の試料を確保できた。採血検査の試料からグリコアルブミンを追加的に検査した。グリコアルブミンは15.2(13.9-16.5)%であり、妊娠前期に測定された245人では15.1(14.0-16.2)%、HbAlcは4.8(4.7-5.0)%だった。両者の相関係数は0.28と低かった。エコチル調査では、宮城県内で平成26年2月末までに9,181名の妊婦の参加があった。宮城県内では追加調査自体への参加者数は3,723名となり、713名からは妊娠初期からの採血検査の試料を確保できた。それぞれの対象者の身長と分娩直前の体重の中央値と四分位範囲は、158.0(154.0-162.0)cm、158.0(154.0-162.0)cm、158.0(154.0-162.0)cm、63.7(58.4-70.0)kg、63.9(58.4-70.5)kg、63.6(58.2-68.8)kgであり、群間に有意な群間差はなかった。妊娠初期のグリコアルブミンは14.3(13.3-15.2)%であり、妊娠中期のグリコアルブミンは、14.2(13.3-15.5)%であり、分布に妊娠初期・中後期で有意な差は認められなかった。BOSHI研究では、妊娠高血圧症候群に進展していない579人の妊婦の外来血圧と家庭血圧をそれぞれ均等三分割して評価し、児の出生体重と比較した。児の体重は日本人の分布に基づき10%tile未満のSGAと90%tile以上のLGAとそれ以外のAGAに分類し、母体年齢、妊娠前BMI,妊娠期間中の体重増加、PIH既往、飲酒歴、喫煙歴高血圧と糖尿病の家族歴、児の性別で補正して評価したところ、579人の妊婦を対象とすると、外来血圧とSGAやLGAとの優位な関連は認めなかったが、家庭拡張期血圧が高い群ではSGAに対するオッズ比が3.6倍(95%CI:1.4-9.4)と高値であった。エコチル調査の追加調査には、宮城ユニットセンターにおいてエコチル調査に参加した9,217名のうち、3,795名が参加した。

妊娠中のグリコアルブミン値は実際に2,384名に測定することができ、全体調査の参加者と、追加調査の参加者、値を測定した参加者の間に、身長や、妊娠初期後期の体重・血圧に明らかな群間差は認めず、分娩時の記録も同等であった。妊娠16週のグリコアルブミン値で均等5分割して検討をしたところ、登録時の身長に有意な群間差は認められなかった。妊娠初期・中期・後期の体重並びに血圧に関しては有意な群間差を認め、グリコアルブミン値が小さいほど体重・血圧が高値だった。一方、グリコアルブミン値と児の体重との間には有意な関連を認めなかったが、妊婦の身長・妊婦の分娩直前の体重・在胎期間で補正した場合、出生時のみの体重に群間差を認め、グリコアルブミン値が大きいほど出生体重が大きかった。BOSHI研究に参加した妊婦のうち平均年齢31.3歳の530人に対し、妊娠初期・中期・後期の白衣効果を評価したところ、それぞれ4.1/3.8mmHg, 3.4/1.6mmHg, 1.8/2.4mmHgであった。妊娠初期では、初産婦・経産婦に有意差が認められ、収縮期血圧で、それぞれ5.1±0.6mmHg、2.8±0.7mmHgであった。東日本大震災が生じた2011年3月に実際に血圧を測定した妊婦は133人であり、これを含む1,137人の妊婦の血圧を分析した。2011年3月以外の血圧の平均値は105.9/63.2mmHgであり、東日本大震災直前の3月11日の朝の血圧は105.0/64.1mmHgと変化はなかった。一方、3月12日の朝の血圧は110.7/63.6mmHgと、収縮期血圧が上昇していた。26年度が最終年度であるため、記入しない。産婦人科学26年度が最終年度であるため、記入しない。主にBOSHI研究の結果に基づき論文報告を行えた。エコチル調査の追加調査では順調に参加者をリクルートできた。主にBOSHI研究、エコチル調査の追加調査ともに順調に分析・データ収取が行いえた。今後は、技能補佐員を拡充して調査継続を行い、測定項目の拡充を図る。今後は、電話・手紙などの方法を用い、連絡を取って、登録の推進を図る。本年度は、情報収集並びに検査の遂行を研究代表者が自ら行ったために、直接経費の一部を次年度使用することになった。次年度は技能補佐員とともに検査を行うことで追跡調査を加速させ、また、可能な測定項目を増加し、データベースの一層の拡充を図る。次年度使用額は、倫理委員会での審査が進捗せずに生じたものである。次年度使用額は、次年度に倫理委員会の更新承認を得て追加調査を加速させるために必要な経費として、平成26年度請求額と合わせて使用する予定である。
熱帯新大陸における広鼻猿類の種分化に関する研究

本研究は、昭和57・59・61・63・平成2年度におもにコロンビア国とブラジル国でおこなった。広鼻猿類の種分化に関する現地調査の総括に相当する。コロンビア国のラベンダ地域において、新生代中新世の中期(約1400万年前)にあたる地層から、広鼻猿類を中心とした哺乳類の化石の発見につとめ、地質図の作成や絶対年代の決定をこころみ、多大な成果をあげることができた。ブラジル国において、またコロンビア国においても、自然史系の博物館に収蔵されている広鼻猿類の骨格標本を計測・観察して、膨大な資料を収集してきた。1.発見した化石標本の解析と記載ほぼ完全に歯列をそなえた下顎骨をはじめとして、約10個体ぶんに相当する200点をこえる遊離歯が採集された。そのなかには、これまで未発見の上顎歯と乳歯がふくまれていた。化石標本は、かなり著しい形態変異を示すが、現生リスザルSaimiriに類似するように思われた。研究分担者・瀬戸口烈司、前分担者・茂原信生、分担者・高井正成は、アメリカ合衆国の共同研究者とともに、リスザルの歯列にみられる形態変異を詳細に検討し、化石Neosaimiriとの系統関係を推定する論文を国際雑誌に公表した(論文2を参照)。上記3氏はさらに、現地参加の研究者と共同で、中新世の翼手類化石を新属新種Kiotomopslopegiとして報告した(論文3を参照)。高井正成は、既報の広鼻猿類の化石NeosaimiriとLaventianaを同類として一括し、光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡をもちいて観察をおこない、みごとな立体写真をそえた記載を完了した。Neosaimiriの大臼歯はリスザルより大型であるが、切歯は小型であり、両者の間に明確な属レベルの差異が存在すること、前者が後者の祖先集団であることながが認定された。高井は、以上の成果をまとめ、学位請求論文として京都大学理学研究科へ提出した(論文6を参照)。論文は審査を合格し、公表のため整理されている。2.地質図の作成と絶対年代の決定コロンビア国立地質鉱山研究所および国立コロンビア大学地質学教室の協力をえて、ラベンタ地域の踏査を徹底的におこない、詳細な地質図と柱状図を作成し、広鼻猿類の化石を産出する数地点の層準を明確にした。以上の成果は、多色版の地質図と説明書として報告される予定である(論文4を参照)。調査地域に分布する含火山灰層からジルコンの抽出につとめ、フイッション・トラック法による絶対年代の測定をこころみた。12層準から採集した資料のうち、資料002は13.6±0.7Ma、資料003は13.6±0.7Ma、資料004は12.6±0.5Maを示した(Maは100万年前)。以上の絶対年代は、上記研究所・ヌニェス研究員を招へいし、京都大学霊長類研究所でおこなわれた南アメリカ関係者の討議に提供され、化石動物相による相対年代とよく調和するとして評価された(論文5を参照)。3.広鼻猿の形態解析ブラジル、ペル-、コロンビア国などの自然史博物館に収蔵されている広鼻猿類の骨格標本を観察・計測し、化石との比較のための基礎資料とした。とくに、研究分担者・小林秀司は、ティティ属の種間および種内の形態変異を検討し、統計的な手法をもちいて系統関係を追究した。小林は、ティティ属を5系統群に大別し、それぞれの系統群を形態群に細分する、新しい系統分類を提案している。さらに核型の多様性、毛皮の色彩変異、生態的な知見などもくわえ、ティティ属の起源、分化、分散などに関する新仮説を提示し、学位申請論文としてまとめている。また、Neosaimiriの歯列全体の形質を現生リスザル以外の広鼻猿類と比較することによって、系統関係を明確にする吟味がなされている。走査型電子顕微鏡による観察と、レ-ザ-式3次元計測器による測定とを組合せた検討がすすめられている。上記3氏はさらに、現地参加の研究者と共同で、中新世の翼手類化石を新属新種Kiotomops

lopegiとして報告した(論文3を参照)。高井正成は、既報の広鼻猿類の化石NeosaimiriとLaventianaを同類として一括し、光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡をもちいて観察をおこない、みごとな立体写真をそえた記載を完了した。Neosaimiriの大臼歯はリスザルより大型であるが、切歯は小型であり、両者の間に明確な属レベルの差異が存在すること、前者が後者の祖先集団であることながが認定された。高井は、以上の成果をまとめ、学位請求論文として京都大学理学研究科へ提出した(論文6を参照)。論文は審査を合格し、公表のため整理されている。2.地質図の作成と絶対年代の決定コロンビア国立地質鉱山研究所および国立コロンビア大学地質学教室の協力をえて、ラベンタ地域の踏査を徹底的におこない、詳細な地質図と柱状図を作成し、広鼻猿類の化石を産出する数地点の層準を明確にした。以上の成果は、多色版の地質図と説明書として報告される予定である(論文4を参照)。調査地域に分布する含火山灰層からジルコンの抽出につとめ、フイッション・トラック法による絶対年代の測定をこころみた。12層準から採集した資料のうち、資料002は13.6±0.7Ma、資料003は13.6±0.7Ma、資料004は12.6±0.5Maを示した(Maは100万年前)。以上の絶対年代は、上記研究所・ヌニェス研究員を招へいし、京都大学霊長類研究所でおこなわれた南アメリカ関係者の討議に提供され、化石動物相による相対年代とよく調和するとして評価された(論文5を参照)。3.広鼻猿の形態解析ブラジル、ペル-、コロンビア国などの自然史博物館に収蔵されている広鼻猿類の骨格標本を観察・計測し、化石との比較のための基礎資料とした。とくに、研究分担者・小林秀司は、ティティ属の種間および種内の形態変異を検討し、統計的な手法をもちいて系統関係を追究した。小林は、ティティ属を5系統群に大別し、それぞれの系統群を形態群に細分する、新しい系統分類を提案している。さらに核型の多様性、毛皮の色彩変異、生態的な知見などもくわえ、ティティ属の起源、分化、分散などに関する新仮説を提示し、学位申請論文としてまとめている。また、Neosaimiriの歯列全体の形質を現生リスザル以外の広鼻猿類と比較することによって、系統関係を明確にする吟味がなされている。走査型電子顕微鏡による観察と、レ-ザ-式3次元計測器による測定とを組合せた検討がすすめられている。本調査は昭和57、59、61、63年度調査に引き続く現地調査である。本年度はコロンビアにおいて博物館標本の形態学的調査と古生物学的発堀調査、絶対年代確定や地質図作成等の地質学的調査を、ブラジルにおいて博物館標本にもとづく形態学調段を行った。1)発堀調査昭和63年度の調査でリスザルの祖先の化石が発見された地点の地層を中心に、水洗選別法を用いて化石のふるい分けを行い、あわせて周辺部の有望な地層を重点的に発堀調査した結果、リスザルの直接の祖先の歯の化石を200個発見した。2)地質学的調査絶対年代を詳細にするために地質のサンプリングを行った。また調査地域及びその周辺部の徹底的な踏査を行い詳細な地質図、地質柱状図を作成し、化石の産出層準を確定した。3)形態学的調査博物館に収蔵されている骨格標本をもちいて種間種内での形態的変異を研究した。さらに、いままでに発見した霊長類化石とのあいだで詳細な形態比較を行い広鼻猿類の系統関係を推定するための基礎的なデ-タを収集した。
筋および腱の力学的特性（いわゆるバネ）とその持久性における機能的役割と可塑性

(研究1)伸張性および等尺性収縮の繰り返しが関節スティッフネスに及ぼす影響筋疲労を誘発する伸張性収縮および腱疲労(伸展性の増加)を誘発する等尺性収縮の繰り返しが、関節スティッフネスに及ぼす影響を比較した。両課題により関節スティッフネスの有意な低下は認められなかったが、関節スティッフネスの変化率はドロップジャンプ中の足関節可動範囲の変化率と高い相関関係がみられた。さらに、その足関節可動範囲の変化率は等尺性条件では筋電図活動の変化と関連がみられたが、伸張性条件ではそのような関係は認められず他の要因(筋特性の変化など)が関わっている可能性が示唆された。(研究2)跳躍運動の繰り返しによる関節スティッフネス低下の機序最大努力によるホッピング運動(50回x5セット)の前後で、ドロップジャンプ中の関節スティッフネス、腱スティッフネス、伸張反射の影響を含まないアクテイブ筋スティッフネス、および伸張反射の影響を含むアクテイブ筋スティッフネスの変化を検証した。その結果、疲労後に関節スティッフネスおよび両条件によるアクティブ筋スティッフネスが有意に低下し、腱スティッフネスには変化が見られなかった。さらに、関節スティッフネスの変化率と伸張反射の影響を含むアクテイブ筋スティッフネスの変化率との間にのみ、有意な相関関係が認められた。しかし、この結果は跳躍運動の繰り返しが、伸張反射の影響を含むアクティブ筋スティッフネスに強く影響したのではなく、跳躍運動中の角速度が近似していたことに起因していることが推察された。2014年に公表した収縮条件下での筋スティッフネス、2018年に公表した伸張反射の影響を含む筋スティッフネスの両測定法を応用し、さまざまな条件により疲労を誘発させた際の一過性の関節スティッフネスおよび筋および腱の力学的特性の変化に関する知見を集めることができた。収縮条件下での筋スティッフネスの測定法を応用し、関節スティッフネスおよび筋および腱の力学的特性における長期的なプライオメトリックトレーニングによる慢性変化を検証する。さらに、伸張速度とアクティブ筋スティッフネスとの関連に付いても、検証を加える予定である。(研究1)Active筋スティッフネスに及ぼす筋線維組成の影響先行研究により、走および跳運動などのパフォーマンスや効率が、筋線維組成と密接に関連していることが示されている。一方、筋および腱の力学的特性もパフォーマンスや効率と関連していることから、筋線維組成と筋および腱の力学的特性との間にも関連がみられることが予想される。49名の成人男性を対象に、足底屈筋群におけるパッシブ筋ステイッフネス、アクテイブ筋ステイッフネス、腱ステイッフネスを超音波法により測定した。さらに、電気刺激中における最大張力までの到達時間(Time to peak torque; TPT)を筋線維組成の推定に用いた。その結果、TPTはパッシブ筋、アクテイブ筋および腱ステイッフネスと、いずれも有意な相関関係はみられなかった。以上の結果、ヒト生体において筋および腱の力学的特性は筋線維組成と関連しないことが明らかになった。(研究2)伸張反射の影響を含むActive筋スティッフネスの定量法の開発本研究では、伸張速度を低くして、伸張開始から110msまでの範囲を分析対象とすることで、伸張反射の影響を含むActive筋スティッフネスを定量可能か否かを検証した。その結果、両手法によるActive筋スティッフネスの値には有意な差が認められず、両者の間に有意な相関は見られなかった。しかし、低い伸張速度条件において分析範囲を60msと110msで分けて評価したActive筋スティッフネスは、両者の間に有意な相関が見られた。これらの結果より、低速度での伸張により伸張開始から110msまでの範囲を分析対象とすることで、伸張反射の影響を含むActive筋スティッフネスが定量可能であることが示された。2014年に発表した収縮条件下での筋スティッフネス(Active筋スティッフネス)に加えて、新たに伸張反射の影響を含むActive筋スティッフネスの定量法を開発することができた。両手法によるActive筋スティッフネスの機能的役割や可塑性に関する研究を進めることが可能になった。

さらに、関節スティッフネスの変化率と伸張反射の影響を含むアクテイブ筋スティッフネスの変化率との間にのみ、有意な相関関係が認められた。しかし、この結果は跳躍運動の繰り返しが、伸張反射の影響を含むアクティブ筋スティッフネスに強く影響したのではなく、跳躍運動中の角速度が近似していたことに起因していることが推察された。2014年に公表した収縮条件下での筋スティッフネス、2018年に公表した伸張反射の影響を含む筋スティッフネスの両測定法を応用し、さまざまな条件により疲労を誘発させた際の一過性の関節スティッフネスおよび筋および腱の力学的特性の変化に関する知見を集めることができた。伸張反射の影響を含まないActive筋スティッフネスと伸張反射の影響を含むActive筋スティッフネスが、それぞれパフォーマンスに及ぼす影響やトレーニングなどに伴う可塑性の相違などを明らかにしていきたい。収縮条件下での筋スティッフネスの測定法を応用し、関節スティッフネスおよび筋および腱の力学的特性における長期的なプライオメトリックトレーニングによる慢性変化を検証する。さらに、伸張速度とアクティブ筋スティッフネスとの関連に付いても、検証を加える予定である。
環境浄化のためのDNA組換え微生物の育成とその活用

本研究は環境汚染物質分解酵素の遺伝子DNAの単離・解析を進めるグル-プ、構造の解析の知見をもとに高分解能をもつ組換え体を育成するグル-プ、遺伝子増幅法などにより微生物の環境中でのモニタリングを検討するグル-プが有機的に組合された形で進められており、今年度の成果は次の通りである。1.<分解酵素遺伝子の単離と構造解析>___ー:青木は含窒素難分解物質クロロアニリン分解におけるkey酵素、カテコ-ルジオキシゲナ-ゼ遺伝子のクロ-ン化に努めるとともに本酵素を多量精製し、そのアミノ酸配列の決定を進めている。浄原は防腐剤2,4,6ートリクロロフェノ-ル分解菌の脱塩素酵素遺伝子が含まれている可能性の高いEcoRI断片のサブクロ-ニングを行なっている。2.<高分解能をもつ組換え体の育成>___ー:諸星はリグニン関連化合物の分解資化菌であるPseudomonas paucimobilisのもつ分解酵素、βーエ-テラ-ゼ遺伝子のクロ-ニングを行ない大腸菌内で発現させた。高木は塩化ビフェニル分離菌Pseudomonassp.の遺伝子の単離、塩基配列の決定を進め、決定した配列とトルエン分解系の遺伝子に相同性を見出した。児玉は1ークロロブタン資化菌Rhodococcus sp.の脱ハロゲン酵素遺伝子の発現と塩基配列の決定を行ない、脱ハロゲン酵素遺伝子の改変を目的として変異株を造成した。3.<環境中におけるモニタリング>___ー:松本はモデルとしてγーBHC分解菌を用い、最確値法で簡便かつ迅速に接種した被検定菌を選択的に検出限界数個/g soilでほぼ100%回収することが出来た。遠藤はDNAプロ-ブ法、PCR法および両方法を組み合わせる手法でDNAの挙動把握を試み、いずれも高感度かつ特異性が高いことを明らかにした。矢木は水銀化合物分解遺伝子をもつ組換え体を作成し、その遺伝子が土壌中で100個/g程度の検出限界で環境中での挙動を追跡する有効なマ-カ-であることを示した。
全盲者の内的視線誘導システムの開発

初年度、本研究の遂行には、装置的な要件(下方視してもずり落ちないバランスと文字情報を画面上で視認できる画像解像度)と実験中の工夫(モニター映像だけでの被験者の誘導、健常被験者では赤外線のみを通す遮蔽板の使用)が必要だとわかった。そこで、健常者実験を省略して全盲被験者で本装置を試用したところ、キャリブレーションができず、実験を断念せざるを得なかった。第二年度、これらを解決するためにデバイス交換と視線監視を用いない支援方式を模索した。まず、視線計測器搭載のヘッドマウントディスプレイであるFoveによる本研究目的に向けたシステム改良を試み、これに以前に開発した視線から視野を推定するシステムを導入し、ある程度の視線管理ができることがわかった。一方、視線監視を用いない方法の模索について、既存の遠隔支援システムについて調査し、他の類似システムの開発者と面談し、問題点を共有した。その後、OtonGlassという文字画像読み上げデバイスを改造することで本研究の一部が実現すると考え、その開発者らとともにAMED事業に応募し採択された。そして、最終年度となる本年度では、Foveの視野計測精度を既存システムと比較したが、残念ながら満足できるものではなかった。また、OtonGlassを使った遠隔支援システムを実現し、試用した。さらに、全盲者のキャリブレーションに失敗した他の理由として「見かけの視線と自身の注意の方向の一致性が保たれている」という全盲被験者特性の前提を疑い、既存の非接触型視線計測器を用いて、見た目の視線を正中正面に向けた場合に音でフィードバックするシステムを作成し試行したところ、全盲被験者が、必ずしも正中正面の視線を認識していないことがわかり、この矯正訓練の必要性を認識し、これを実現するための研究を次年度からの基盤研究Cに提案し、採択された。視覚障害者への音声ガイドの心得として「ここ」や「そこ」などの場所を示す指示語を用いないということがある。そのため、視覚障害者への空間的ガイドを音声で行う場合の効率は非常に悪い。一方、視覚障害者の中には全盲になっても眼球運動が保たれる場合が少なくない。そして、その見かけの視線と自身の注意の方向の一致性が保たれている場合がある。そこで、このような視覚障害者が視線計測装置を装用し、見かけの視線が指し示す場所を「そこ」という指示語でガイドされた場合、このようなシステムが彼らへの空間的ガイドの一助となるのではないかと考えた。そこで今回、1)ヘッドマウント型であること、2)被験者前方の映像をモニターできること、3)その映像に視線情報を重ねられること、4)これらの映像を遠隔から観察できることを選定条件とし、視線計測器EMR-9(Nac社製)を用意した。また、いきなり視覚障害者に適用するのではなく、健常者を被験者とし、その視線方向を遮蔽するとともに眼球運動をモニターし、音声ガイドの方法を確立したのちに、視覚障害者への適用を予定した。しかし、視線方向の遮蔽は、視線方向の映像を捉えるカメラへ影響を及ぼしやすく、セッティングに予想外の困難があった。そこで、倫理審査の承認の後、3名の視覚健常者に研究協力を依頼し、本機を用いた試用実験を行い、以下の対策が必要であることを明らかにした。a)下方視しても装置がずり落ちないこと、b)文字情報であっても画面上で音読できるようにするために、より高精細な映像がモニターできるか、文書をカメラに近づけてもピントが合うこと、c)実験中、誘導者はモニター映像だけを見て被験者を直接見ないようにすること、d)遮蔽板を眼前に置けるように赤外線を通し可視光を通さないフィルターを用いること、e)遮蔽を改善するのと並行して視覚障害者に対する試行実験を行うこと。視線計測器EMR-9には、インターネットを介する遠隔でのモニターを可能にするシステムが別途用意されており、将来性をも考えてこれを選定した。しかし、被験者前方の映像が640x480ピクセルと粗く、自動焦点機能を有していなかったため、対象の映像の詳細を拡大しようとカメラに対象を近づけた場合、画像がぼやけてしまった。また、前方映像用カメラと眼球撮影用カメラの位置関係が、装着する遮蔽板を大きなものとせざるを得ない条件となってしまい、装置にこの遮蔽板を追加することにより本来の装置のの重量バランスを崩し、とくに食事場面を想定した実験では、前かがみになることでずり落ちやすくなってしまった。初年度の経験からa)下方視しても装置がずり落ちないこと、b)文字情報を画面上で音読できるようにするために、映像がより高精細になるか、至近距離でもピントが合うこと、c)実験中、誘導者はモニター映像だけを見るようにすること、d)遮蔽板を眼前に置けるように赤外線を通し可視光を通さないフィルターを用いることが本装置に必要なことがわかった。しかし、装置の改良は予算的に困難であったため、次に予定していた見かけの視線と自身の注意の方向の一致性が保たれていると考えられる全盲の被験者に対して本装置を試用した。被験者は、自分の人差し指の先の方向に見た目上の視線を向けることのできる1名であった。しかし、キャリブレーションが精度よくできず、結果的に実験を断念せざるを得なかった。この結果を鑑み、2つの解決案を考えた。一つは、デバイスの交換で、もう一つは、視線監視を用いない方法の模索であった。

前者については、予算内で購入可能な廉価版ゲーム機であるFoveを購入し、本研究目的に向けたシステム改良に着手した。その結果、本装置を使って、被験者の視線を継続的に記録するシステムを独自に開発した。以前に開発した視線計測から視野を推定するシステムのソフトをこれに導入して、視線管理が比較的良い精度で実現できることがわかった。一方、後者については、既存の遠隔支援システムについて調査し、このシステムを最適化する研究とその継続性を模索した。その結果、Nin-Ninという遠隔操作ロボットの視覚障害者への活用、パナソニックの遠隔支援の実証実験が本研究と同様のアイデアであることがわかり、それぞれの開発者と面談し、問題点を共有した。その一方で、OtonGlassという文字画像読みげデバイスが発売され、これを改造することで本研究の一部が実現すると考え、開発者らとともにAMED事業に応募し採択された。健常者における実験が、デバイスの問題で暗礁に乗り上げたため、本来、健常者データで最適化された状態で行うべき、1名の視覚障害当事者の被験者への実験を試行した。今回のデバイスの問題は、視覚障害者を被験者とした場合は、回避できるものと考えたが、実際はキャリブレーションに失敗し、データを取得することすらかなわなかった。そこで、これ以上、無駄な実験を行うことは倫理的に問題であると判断し、本デバイスでの研究を一旦止め、他のデバイスによる再試行と、別の方法での遠隔支援の手法について模索することとした。その結果、新しい実験系の構築と別の遠隔支援の方法について多くの知見が得られた。当初の予定とは異なるものの、遠隔から視覚障害者の視線に基づいた支援システムを構築するという観点では、それぞれに重要な一歩を踏み出すことができた。初年度、本研究の遂行には、装置的な要件(下方視してもずり落ちないバランスと文字情報を画面上で視認できる画像解像度)と実験中の工夫(モニター映像だけでの被験者の誘導、健常被験者では赤外線のみを通す遮蔽板の使用)が必要だとわかった。そこで、健常者実験を省略して全盲被験者で本装置を試用したところ、キャリブレーションができず、実験を断念せざるを得なかった。第二年度、これらを解決するためにデバイス交換と視線監視を用いない支援方式を模索した。まず、視線計測器搭載のヘッドマウントディスプレイであるFoveによる本研究目的に向けたシステム改良を試み、これに以前に開発した視線から視野を推定するシステムを導入し、ある程度の視線管理ができることがわかった。一方、視線監視を用いない方法の模索について、既存の遠隔支援システムについて調査し、他の類似システムの開発者と面談し、問題点を共有した。その後、OtonGlassという文字画像読み上げデバイスを改造することで本研究の一部が実現すると考え、その開発者らとともにAMED事業に応募し採択された。そして、最終年度となる本年度では、Foveの視野計測精度を既存システムと比較したが、残念ながら満足できるものではなかった。また、OtonGlassを使った遠隔支援システムを実現し、試用した。さらに、全盲者のキャリブレーションに失敗した他の理由として「見かけの視線と自身の注意の方向の一致性が保たれている」という全盲被験者
ラット腎移植後急性拒絶反応における組織傷害軽減のための新たなる挑戦

最近、Nitric Oxide(NO)産生酵素の一つであるInducible Nitric Oxide Synthase(i-NOS)が、実験的腎移植の拒絶反応時に大量に誘発されている事実があきらかにされ、移植腎組織内でのNO産生の亢進(ONOO^-、Peroxynitrite)が組織障害の誘因の一つと考えられている。一方、近年、慢性拒絶反応におけるラジカルスカベンジャーであるManganese Superoxide Dismutase(MnSOD)の体内動態とPeroxynitrite、および組織障害との関連が特に注目されている。しかし、急性拒絶反応での詳細については未だ不明でありたその動態の解明は不可欠と思われる。そこで、今回ラット同腫腎移植による急性拒絶反応モデル(alloラット)を用いi-NOSて、NO産生亢進による組織、細胞障害の清を明らかにした。次に、i-NOS阻害剤のAminoguanidine(AG)投与によるNO代謝産物の産生阻害に基づいた組織細胞障害度の差異を明らかにし、早期治療、予防の可能性について検討を加え以下の結論を得た。ラット同腫腎移植拒絶反応では、組織におけるi-NOS活性の著しい上昇に伴い、血中NOの著明な増加が認められ、Banff分類のGrade3に相当する重篤な組織障害が示された。この際、測定し得た組織内のMnSOD活性は著しく低下しており、組織内における不活性されたチロシンニトロ化MnSODの明らかな増加が認められた。これによりNOの最終代謝産物であるNitrotyrosineの尿細管への蓄積により、組織障害の悪循環が誘発されている可能性が示唆された。一方、i-NOS阻害剤のAG投与により、血中NOの上昇は抑制され、腎機能も温存された。組織学的にも、組織、細胞障害の程度が著しく軽減されたことより急性拒絶反応に対する早期治療、予防の実現の可能性が期待された。1)ラット同種腎移植による急性拒絶反応モデル(alloラット)の作製Brown Norway→Lewisへの移植により作製したallograft(n=8)において,組織学的に急性拒絶反応像(Banff分類,grade23)が証明された。なを,血清学的にも尿素窒素,クレアチニンの有意の上昇が認められた。2)移植腎組織中Nitrotyrosineの発現alloラットにおいて,尿細管の内腔側で抗Nitrotyrosine抗体による強度の染色が認められ,傷害部位は尿細管であることが確認された。3)移植腎組織中MnSOD活性の測定,MnSOD蛋白定量alloラットにおいて,isoラット(Lewis→Lewis)に比較してMnSOD蛋白量の差は認められなかったが,MnSOD活性は有意に低下していた。一方,alloラットにおいて,抗Nitrotyrosine抗体による免疫沈降法によりニトロ化されたMnSOD蛋白の有意の増加が認められた。以上より,alloラットの移植腎組織中ではNitrotyrosineが尿細管傷害に関与しており,MnSOD活性は低下し,逆にニトロ化され失活したMnSOD蛋白が増加していることが明らかとなった。今后は,MnSODの投与による移植腎傷害の早期治療,予防の可能性についても検討する予定である。移植腎の長期生着のためには、急性拒絶反応の発症を早期に診断し、徹底した早期治療を施す事により、拒絶反応の遷延化を防止することが重要である。

最近、NO産生酵素の一つであるinducible nitric oxide synthase (iNOS)が、実験的同種心、肺、膵及び腎移植の急性拒絶反応時に大量に誘発されている事実が明らかにされ、移植組織内でのNO産生の亢進(Nitrotyrosine)が組織障害の誘因の一つと考えられている。我々はこれまでに、ラット腎移植後急性拒絶反応モデルを用いて、組織浸潤したマクロファージによりiNOSの発現が亢進し、大量に産生されたNOにより、Banff分類のGrade3に担当する重篤な組織障害が誘発される一方、iNOS阻害剤(アミノグアニジン)の投与により組織障害の軽減が得られる事を明らかにしてきた。さらに、Nitrotyrosineの発現に関与しているラジカルスカベンジャーであるmanganese superoxide dismutase (MnSOD)の体内動態に関しても検討を加え、急性拒絶反応時に著しいMnSOD活性の低下が認められ、不活化されたチロシンニトロ化MnSODの増加をきたし、尿細管障害に至る事実を明らかにした。
安全性に関わる概念の体系化とデータベース化に関する研究

巨大システムの安全性やヒューマン・エラーの重要性、確率論的安全評価手法の整備、事故例や保守・修理記録および機器信頼度データベースの構築と利用、知識工学的手法やモジュール化などによるフォールト・ツリーの自動生成、安全支援システムの研究などを考えると、人間のメンタルモデルとしての安全関連概念の体系化が重要になってくる。これを言い換えると、安全分野における潮流の「定量から定性への回帰」である。本研究では、安全性にとって重要な因果関係の把握、特に原因の網羅の観点から、安全関連概念の体系化を試み、計算機上でのフォールト・ツリーの自動生成に適用し、その有効性を明らかにした。まず、安全性と信頼性関係の文献から約5000の語句を収集したのち、フローと基本装置について考察し、中立的で抽象的な概念を創出した。次に複数個の基本装置からなるようなシステムに対し、そのブロック図表現と意味ネットワーク表現を与えた。これにより、比較的少数個の概念から、複雑なシステムのモデル化が可能になる。続いて、これらの概念を用いることにより、原因探索方向のルール型知識の表現ができることを示した。最後に、このようにして得られたシステムモデルとルール型知識のデータベース化と利用を考え、原因網羅のための再帰的探索アルゴリズムを明らかにし、その適用によって本研究の概念整理の有効性を示した。最近の確率論的安全評価手法の普及,システムの巨大化と複雑化,人工知能研究の進展を考えたとき,安全性を確保する上での安全関連概念の体系化の重要性については,多言を要しない.本年度の研究では,安全関連概念の現状調査を行うと共に,知識工学,システムのモデル化,およびフォールト・ツリーの自動生成との関係を考察し,次年度の研究方向を明らかにした.1.約5000語の語句を抽出し,フローという基本概念を基にし,概念の分類を試みた.フローの候補として物質概念を取り上げ,フローの属性の一部として数値概念を考察した.フローのソース,通過およびシンクの場所としての装置概念を考え,人間についても考察した.2.知識工学について調査し,概念の体系化との関わりを示した.3.フォールト・ツリーの自動生成を念頭に置き,工学システムの意味ネットワークによるモデル化手法を与えた.ここに,ネットワークの1つの節点は,フローまたは装置に対応し,枝はフローと装置間の関係を表す.この関係として,使用,供給,および開閉を導入し,フロー間の属性の単調関係により,これらを詳細化した.具体的な反応器系を取り上げ,システム・モデルの一例を与えた.以上の研究から,漠然と体系化を進めるのではなく,フォールト・ツリーの自動生成という試金石を持ち,明確な目的を持つことの重要性が明らかとなった.次年度では,このアプローチを更に発展させ,研究を続ける.なお,意味ネットワーク中の事実概念だけではなく,人間の発見的手順に関する概念をも,対象にできるようになると思われる.巨大システムの安全性やヒューマン・エラーの重要性、確率論的安全評価手法の整備、事故例や保守・修理記録および機器信頼度データベースの構築と利用、知識工学的手法やモジュール化などによるフォールト・ツリーの自動生成、安全支援システムの研究などを考えると、人間のメンタルモデルとしての安全関連概念の体系化が重要になってくる。最後に、このようにして得られたシステムモデルとルール型知識のデータべース化と利用を考え、原因網羅のための再帰的探索アルゴリズムを明らかにし、その適用によって本研究の概念整理の有効性を示した。
ホトトギス属植物の花被における無秩序な斑点形成に関する分子メカニズムの解明

本研究は,花被に斑点を無秩序に形成するユリ科ホトトギス属植物を材料に用いて,花被模様形成に関する分子メカニズムの解明を目的に行う.ホトトギス属植物の花被では薄赤紫の地色に濃赤紫色の斑点が形成されるが,花蕾の遮光処理により地色の発色のみを抑制できることが見出された.そこで,遮光条件下で発現する遺伝子をRT-PCR法およびRNA-seq法によりスクリーニングする.候補遺伝子については,WISH法により斑点特異的発現を確認する.さらに,特定された遺伝子の機能およびプロモーター解析を行い,花被の斑点形成に関する分子メカニズムを考察する.本研究により,花被の模様形成に関する新知見の獲得が期待できる.本研究は,花被に斑点を無秩序に形成するユリ科ホトトギス属植物を材料に用いて,花被模様形成に関する分子メカニズムの解明を目的に行う.ホトトギス属植物の花被では薄赤紫の地色に濃赤紫色の斑点が形成されるが,花蕾の遮光処理により地色の発色のみを抑制できることが見出された.そこで,遮光条件下で発現する遺伝子をRT-PCR法およびRNA-seq法によりスクリーニングする.候補遺伝子については,WISH法により斑点特異的発現を確認する.さらに,特定された遺伝子の機能およびプロモーター解析を行い,花被の斑点形成に関する分子メカニズムを考察する.本研究により,花被の模様形成に関する新知見の獲得が期待できる.
ウェーブレット，位相的データ解析，深層学習に基づいた画像特徴抽出とその理論構築

近年,深層学習(ディープ・ラーニング)が着目され,特に画像認識の性能の高さでは広く認知されているが,その数学的な理解には至っておらず,人間には深層学習で得られた特徴量の意味を解釈できない.そこで,本研究では,ウェーブレット解析と位相的データ解析とという特徴量に意味がある手法を援用して,画像から数学的に解釈可能な「良質な特徴量」を抽出する方法を開発する.そして,これらをもとに内視鏡画像から高精度に早期がんを検出する方法を開発する.これにより,早期がんの検出率向上が図れるだけでなく,優秀な医師の育成にもつながる.また,防犯カメラの解析にも適用すれば,犯罪捜査の支援にも大きく貢献する.近年,深層学習(ディープ・ラーニング)が着目され,特に画像認識の性能の高さでは広く認知されているが,その数学的な理解には至っておらず,人間には深層学習で得られた特徴量の意味を解釈できない.そこで,本研究では,ウェーブレット解析と位相的データ解析とという特徴量に意味がある手法を援用して,画像から数学的に解釈可能な「良質な特徴量」を抽出する方法を開発する.そして,これらをもとに内視鏡画像から高精度に早期がんを検出する方法を開発する.これにより,早期がんの検出率向上が図れるだけでなく,優秀な医師の育成にもつながる.また,防犯カメラの解析にも適用すれば,犯罪捜査の支援にも大きく貢献する.
作物の各器官におけるシンク・ソース機能に関する生理・生化学的研究

本研究は、作物のシンク機能およびソース機能の大きさの決定機構を明らかにすることを目的としている。1.出穂前の主要な炭水化物蓄積器官と考えられているイネ葉鞘では、Q酵素が、デンプン蓄積の主な役割を果たしていることが判明した。さらに、光合成同化産物の主要な転流形態であるショ糖の供給量に応じて、Q酵素の活性発現が変化していることが明らかになった。2.IRRIで開発された新らしい多収性イネ品種のシンク特性を調べたところ、完全粒を確保しながら成長を進行させる頂芽優勢性が欠如していることが明らかになった。3.ダイズのシンクである花房では、上部の花や莢が生育途中で落下してしまう。その機構として、花房基部に形成した若い莢から、花房上部に向かって、インドール酢酸のような植物ホルモン様物質が送られ、落花・落莢を起こしていることが示唆された。4.耐塩性の強いイネ品種では、ソースである葉身において、NaによるRubisco合成の阻害が小さいことが示された。さらに、耐塩性の強いイネ品種では根において、NaによるKの競争吸収阻害の程度が小さかった。5.イネの耐酸性品種では、吸収されたAlイオンが葉身にまで到達しないような機構が働いていることが示唆された。そのため、葉身における光合成速度が高く維持されているものと考えられた。I.イネの葉鞘と桿が、炭水化物の一時的貯蔵器官として働いている生化学的実態を明らかにするために、各種の炭水化物レベルの変動と、炭水化物代謝関連酵素の活性の変動を調べた。1)上位葉鞘では、出穂前20日頃からデンプル蓋積が急増し、下位葉鞘の3-4倍にも達した。しかし出穂と同時に減少し、穂における収量形成に貢献していることが示唆された。2)スクロースもデンプンと非常に似た変化を示し、スクロースも貯蔵炭水化物としての役割を果たしていると考えられたが、グルコースとフルクトースについては、そのような役割はないと考えられた。3)炭水化物代謝に関連するスターチシンターゼ、ブランチングエンザイム、スクロースシンターゼ活性上位葉で高く、下位葉で低いというデンプン蓋積と同様な傾向が認められ、これらが1)、2)で見られた炭水化物の消長と関係しているものと考えられた。4)特にスクロースフォスフェートシンターゼ活性は、出穂期に一時的に急増することから、貯蔵炭水化物の穂への転流と最も強く関連しているものと考えられた。5)これら酵素の活性は、植物体を異なる光強度のもとで生育させると強光条件ほど高くなる傾向を示し、光合成産物の供給量によって制御されているものと考えられた。II.ダイズにおけるシンク器官である花・莢の脱落率(落花・落莢率)と光合成産物供給量およびホルモンレべルとの関係を調ベた。1.落花・落莢率は、光合成産物の供給速度と密接に関係していた。2.同時にインドール酢酸、アブシジン酸レベルによる制御も行われており、光合成産物ホルモンレべルの相互作用によるシンク容量決定機構が示唆された。本年度も引き続き、イネにおける一時的シンク器官である葉鞘の生理学的シンク機能の実態解明にあたり、次のような結果を得た。1.光、温度などの環境条件が変化した時の葉鞘のデンプン含量の変化と各種の炭水化物代謝関連酵素活性の変化との関連性を調べた。a)光強度、温度、土壌窒素濃度の異なる環境条件下で植物体を栽培したとき、葉鞘のデンプン含量は条件に応じて変化した。各種の酵素活性を、デンプン含量の変化に対比させたところ、Q-酵素、スターチシンターゼ(STS)、ADPGPPaseの活性がデンプン含量の変化と密接に関係していたしたがって、これらの酵素が、環境条件による葉鞘の蓄積デンプンの変化に対応するキー酵素であることが示唆された。さらに、デンプン含量とともにショ糖濃度も酵素活性とよく対応しており、葉鞘に対する光合成同化物の供給量が、酵素の発現量に影響している可能性が示唆された。b)植物体を成育させる光条件を強→弱、弱→強と変化させたところ、それに応じてQ-酵素、STSの活性が変化した。