hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英語習得が及ぼす思考過程への影響

言語は話者の思考過程に影響を及ぼすと仮定し、英語を習得した日本人バイリンガルの認知レベルに第二言語がもたらす影響が見られるか調査した。具体的な活動内容として、Imai and Gentner(1997)とCook, Bassetti, Kasai, Sasaki, & Takahashi(2006)が用いた『形と材質』の心理実験を用い、第二言語として習得した英語が日本人の思考過程に影響を及ぼすことを立証した。また、心理実験の傾向を再検証するために磁気共鳴画像(fMRI)を用い実験中の脳血流を調査した。当研究は、Imai & Gentner,(1997,2002)の用いた『形と材質』の実験を英語能力が異なる日本人被験者に実施し、英語を習得することによって生じる思考過程の変化を調査するものである。先行研究から、英語母語者と日本語母語者では、物を識別する際に形と材質に分かれ異なった識別方法をすることが報告されており、当研究では第二言語が及ぼす影響を調べるため、高い英語運営能力を保持する日本人(high bilingual)、中級の英語運営能力を保持する日本人(intermediate bilingual)、低い英語運営能力を保持する日本人(low bilingua1)の3グループの被験者を対象に実験を行う。本年度は、低い英語運営能力を保持する日本人(low bilingual)グループを中心に、先行研究を再検証する心理実験を行った。これは、実験器具の提示方法、及び実験環境の平均化を計るためのもので、先行研究で使われていた実験器具をパワーポイントによるスライドショーに組み込むものである。これにより同じ研究環境で多くの被験者を対象に実験を行うことが可能になった。また、先行研究と同じ結果が得られ、今後の実験に有益に反映できることが判明した。平行して、Functional Magnetic Resonance lmaging(磁気共鳴画像fMRI)による血流測定を使った実験のパイロット実験を行い今後の準備段階を整えた。スクリーンに映し出される映像の画質や、適切な実験時間等を調べるため、6人の被験者を対象に実験を行った。この結果はイギリスで開催されたEuropean Second Language Association学会のワークショップにおいて、研究途中経過として発表し、同分野の研究者の意見を仰いだ。先行研究であるImai&Gentner,(1997,2002)の用いた『形と材質』の実験を英語能力が異なる日本人被験者に実施し、英語を習得することによって生じる思考過程の変化を調査することが当研究の目的である。英語母語者と日本語母語者では、物を識別する際に形と材質に分かれ異なった識別方法をすることが報告されており、当研究では第二言語習得が及ぼす影響を調べるため、英語力の異なる日本人被験者にこの実験を行い、英語を習得することが思考過程に何らかの影響を及ぼすかを調べる。本年度は、効率よく被験者を獲得できるように心理実験の改良を中心に行った。これまでは実験道具を実際に提示する形出実験を行ってきたが、実験環境がコントロールできなきことや、一回に一人の被験者しか実験できなかった。ゆえに実験道具をデジタル化しコンピューター上で提示できるよう改良し、デジタル化したことにより実験の性質が失われていないかを統計分析して確認した。また、オリジナルの実験道具では多岐にわたる様々な素材を使用していたが、素材を絞り込む形で新しい実験バージョンも作成し試験的な調査を行った。実験は日本人を中心に行われたが、並行してアメリカ人、イギリス人、フランス人、中国人にも実施しそれぞれの話者がこの実験にどのように反応するかデータ収集を行った。結果の一部はフランスで開催されたEuropean Second Language Association学会と、その後に開催されたワークショップにおいて、研究途中経過として発表し、同分野の研究者の意見を仰いだ。Imai and Gentner(1997)とCook, Bassetti, Kasai, Sasaki, & Takahashi(2006)が用いた『形と材質』の心理実験を英語力の異なる被験者に実施し、高いレベルで英語を習得した日本人バイリンガル話者は、英語力が低い被験者と異なる傾向を示すことを発見した。また、留学経験はないが日本国内で英語を学習したことで高い英語力を保持する被験者も、認知レベルがバイリンガル話者と同じ傾向にあることが分かった。つまりは、外国の文化や生活習慣を経験せずとも、国内で英語を習得することで認知レベルが影響を受け、日本語しか話さないモノリンガル話者とは思考過程が異なることが判明した。留学などの長期外国滞在を終え帰国した者が、ジェスチャーを多く使うなどして日本人らしくない行動をとることが、外国の文化や生活習慣によって影響を受けると考えられてきたが、純粋に言語が話者の認知レベルに影響を及ぼすことでこのような変化が起こることがわかった。

英語教育が盛んな日本において、英語を習得することが学習者の内面にどのような影響を及ぼすかを調査した当研究は今後の日本の英語教育に大きく貢献できると考える。例えば、これまで筆記試験で測定してきた英語力を、学習者の認知のレベルを調べることで習得状況を知ることができるかもしれない。上記の心理実験と並行して、磁気共鳴画像(fMRI)を用い実験中の脳血流を調査し、脳画像を用い心理実験から得られた結果を再検証した。
人工股関節置換術後に生ずる大腿骨ひずみの生力学的検討

セメントレス・ストレイト・テイパ-ドステムの最良の形を検討するために実験を行った。基礎実験により、本実験に適した合成大腿骨モデルの決定、荷重付加装置の設定、ひずみゲージを用いたひずみ測定装置の設定を行い、実験系を確率した。実験用に作成したステムを大腿骨モデルに挿入して、骨頭に荷重を加えた際のモデル表面ひずみをひずみゲージを用いて測定した。そのひずみ値によってステムの固着性を評価した。1.6種類の長さの異なったステムを用いてステムの至適長さを検討した。ステムが6cm以下では応力が大腿骨モデル近位部に集中しステムの固定は不安定となった。ステム長が18cmを超えると大腿骨モデル内に応力の不均一化が起こりステムは不安定となった。セメントレス・ストレイト・テイパ-ドステム(KKSシステム)においてはステム長15cmが至適と考えられた。2.髄腔内支持部を近位部、遠位部、全域とした3種類の形状の異なったステムを用いて、ステムの安定に必要な部分の検討を行った。遠位部支持のステムでは遠位部のひずみが大きくなりステムの固定は不安定であった。近位部支持と全域支持のステムでは相互に似たひずみ分布を示し、ステムの固定性に対し近位部支持が重要であった。3.近位部外側陥凹型、平坦(標準)型、突出型の3種類の近位部外側形状の異なったステムを用いて、近位部外側の形態について検討した。陥凹型ステムでは大腿骨モデルへの荷重の伝達が不良であった。突出型ステムは、大腿骨モデル外側への力の伝達は良好であったが、内側近位部への力の伝達は不十分であった。大腿骨モデル内外側への荷重伝達のバランスは、平坦(標準)型ステムにおいてすぐれていた。実験装置の完成:【.encircled1.】大腿骨モデルをセメント固定し、通常の両脚起立を想定した条件で骨頭に荷重をかける装置を開発した。【.encircled2.】大腿骨表面ひずみをストレインゲージを用いたひずみ計により測定し、その結果をコンピュータ記録するシステムを完成した。実験方法および経過:ヒトさらし骨大腿骨と数種類の合成樹脂大腿骨モデルの内外側8ケ所づつ計16ケ所にストレインゲージを貼り、ひずみの量、分布を測定した。この結果から本実験系に適したヒト大腿骨とほぼ同様な物理特性を有する合成樹脂大腿骨モデル1種を選択した。結果:現在、臨床に用いられているセメントレス人工股関節大腿コンポーネントを挿入し荷重を加えて表面ひずみを測定した結果、近位部においては著しく減少していることが判明した。このことは現在用いられている大腿コンポーネントの形状には改良すべき点のあることが示唆された。今後の実験のため長さ6種類、太さ2種類のアルミ製大腿コンポーネントを作製した。実験装置の整備、実験方法の確立、予備実験はすでに終了していたので平成6年度は(1)6種類のステム長、(2)支持部位を3種類(近位、遠位、全域)としててステム、(3)近位部の形態を3種類(フィン付、フィンなし、ストレート)としたステム、の3通りの実験を推進させた。(1)については千葉が第21回臨床バイオメカニクス学会、第25回人工関節研究会で、(2)については本間が千葉と同じく2度の学会で、(3)については下村が第29回関東整災学会において発表した。

現在補足実験を行いつつ論文執筆中である(投稿雑誌名は未定)。3年間にわたる研究.討議の結果、下記要点につき結論を得た。1.ステムの長さについて(千葉和宏が主に担当)・日本人大腿骨には15cmの長さが生力学的にみて最もふさわしい。・挿入するステムの長さを変えると、大腿骨表面ひずみに対する影響はステム先端部に表われず、近位部に大きく現われた。2.ステム髄腔支持部との関連について(本間隆之が主に担当)・近位部支持型が理想である。・しかし現実にはある程度の長さ(15cm)がないと近位部支持型にはなり得ない。3.ステム近位部の形状について(下村哲史が主に担当)・近位部外側に張り出し(フィン型)を有する形状が生力学的見地からみて有利である。
温和条件下でのカルボン酸の蛍光分析システムの開発

9-ブロモメチルアクリジンによりラベル化した脂肪酸の誘導体のマススペクトルは、その構造解析に非常に有用な情報を与えることを明らかとした。脂肪酸誘導体のマススペクトルは比較的強い強度の分子イオンと規則的フラグメントイオンを与え、特にその2重結合や水酸基、及び分岐の位置の推定に非常に有効で、本誘導体化法のLC-MSへの応用が非常に有効であることが期待できた。更に、この試薬はヒドロキシ、及びヒドロペルオキシ脂肪酸とも他の脂肪酸と同様に、温和な条件下で迅速に誘導体化が可能であることを明らかとした。また、これら誘導体の蛍光強度は他の脂肪酸誘導体とほぼ同じであることを明らかとした。更に、これら極性の高い脂肪酸誘導体の分析で問題となる試薬分解物由来のピーク、及び実際の試料中には大量に共存する未酸化の脂肪酸の影響を除くための分析システムの構築を行なった。まず、試料を予備分離カラムに導入し大まかな分離を行い、更に必要な画分のみを六方バルブを用いたカラムスイッチングにより分離カラムに導入し、精密な分離をした後蛍光検出器により検出を行なった。このシステムにより分析の障害になる成分の殆どを除去することが可能で、ピコモルレベルの分析を再現性良く、短時間で行なうことが可能であった。ヒト血漿中にリノール酸、及びオレイン酸のヒドロキシド、及びヒドロペルオキシドをそれぞれ添加し、インキュベートした際の変化を追跡し、ヒドロキシ脂肪酸は減少しないこと、更にヒドロペルオシドは還元されヒドロキシ脂肪酸となることを明らかとし、また、血漿にホスファチジルコリンヒドロペルオシドを添加し、インキュベートした際に、その減少分の2.53%に相当するヒドロキシ脂肪酸が生成することをはじめて明らかとした。9-ブロモメチルアクリジンにより穏和な条件下で脂肪酸を蛍光ラベル化した後、カラムクロマトグラフィ-により分離し、EIマス及びFABマススペクトルの測定を行い、以下の事を明らかとした。i)9-ブロモメチルアクリジンと脂肪酸の反応により生成した蛍光性誘導体・9-アクリジニルメチル(9-AM)エステルは、FAB-マス測定では、〔M+1〕^+が非常に大きく現われ、脂肪酸の炭素鎖上の開裂に基づくフラグメントイオンの生成はあまり認められず、脂肪酸の分子量決定に非常に有効であった。ii)9-AMエステルのEI(電子衝激)マススペクトルでは、(1)分子イオン(M^+)が比較的大きく現われた。(2)飽和脂肪酸では、メチレン基(-CH_2-)単位の開裂による14マスユニット(MU)間融のフラグメントイオンが規則的に現われた。(3)不飽和脂肪酸では、14MU間融のイオンに加え、二重結合を含む位置では特徴的に26MU間融のフラグメントパタ-ンを示した。(4)水酸基を含むヒドロキシ酸では、(2)(3)に加え、水酸基を含む位置で、29或は30MU間融のフラグメントパタ-ンを特徴的に示した。以上の結果より、脂肪酸の9-AMエステルは、HPLC等の分離・分析手法を用いて各脂肪酸誘導体を分離・定量した後、オンライン或はオフラインでマスに導くことにより、脂肪酸の定量のみならず、その構造解析も可能となることが強く示された。特に、水酸基を有する脂肪酸では、これ以上の誘導体化を必要としなかったことから、簡便な方法となり得るものと期待できた。通常の脂肪酸および高度不飽和脂肪酸の9ーBrMaによるラベル化の条件およびMassによるラベル化物の化学構造式の確認,更にそれらのHPLSでの分離定量条件の確立を行った。本法の応用範囲を更に拡大すべく同一分子内に水酸基とカルボキシル基を同時に有するプロスタグランジン類とオカダ酸のラベル化とHPLCによる分離定量条件の検討を行った。

ラベル化はこれまで9ーBrMaを用いた場合最良の結果を与えたDMF,DMSOを用い完全無水条件などをはじめ種々のラベル化条件を検討したが,分子内水酸基のためラベル化と同時に9ーBrMa試薬自身の分解が同時に進行し多数の蛍光物質を大量に生成(副成)しHPLCによるラベル化目的物の分離定量が末だ上手く行っていない。ラベル化条件、HPLC分析条件の更なる検討を必要とする。以上とは別に分子内に水酸基を持たない脂肪酸類の9ーBrMa誘導体のHOLCによる分離定量はこれまで水ーメタノ-ル混液のグラジエント法によって行っていたが今回あらかじめ水ーメタノ-ル混液にオクタン,ヘキサン等炭化水素を飽和させた溶媒でカラムを十分に洗滌しておくことにより,水ーメタノ-ル炭化水素飽和液という均一溶媒を用いることにより短時間で非常に良好な分離が得られることを見い出したので,現在本法による分析条件の確立に力を注いでいる。本年度は、ヒドロキシ酸の反応条件、及び分離条件について検討した。9-Br・Maによる飽和、不飽和脂肪酸のラベル化条件と同じ条件でのヒドロキシ脂肪酸のラベル化について、ヒドロキシ脂肪酸としてリシノ-ル酸を用いDMF中、テトラエチルアンモニウム炭酸塩存在下、9-Br・Maと反応を行なったところ反応は飽和、不飽和脂肪酸同様、10分以内に完了し、良好な定量性も認められた。更に、リシノ-ル酸、12-ヒドロキシオクタデカン酸、及び16-ヒドロキシヘキサデカン酸の各誘導体の逆相系カラム(ODS)によるHPLC溶出挙動を検討した。その結果、これらの脂肪酸の溶出位置は炭素数10の飽和脂肪酸誘導体と近い保持時間を示した。そこで、夾雑する多量の脂肪酸の影響を除く目的で、オンライン上でのクリ-ンアップと分離カラムへの導入システムの構築を試みた。その結果、クリ-ンアップ用のカラムとして4.6mm id×50mmのC8カラムを用い六万バルブによる流路切り替えにより目的の区間のみを分離カラムであるODSカラムに導入することにより、実験に用いた各ヒドロキシ酸を、試薬に由来するピ-クやその他夾雑する飽和、及び不飽和脂肪酸のピ-クの影響を受けずに分離・検出することが可能となった。近年、生体内の過酸化脂質と老化やある種の疾患との関連が示唆されてきている。生体内で生じた過酸化脂質は主にグルタチオンペルオキシダ-ゼによりヒドロキシ酸へと還元され無毒化される。したがって、生体内のヒドロキシ酸レベルは脂質過酸化に連動している可能性がある。また、多様な生理活性を有するプロスタグランジンもヒドロキシ基を有しており、本法は、これら生体内では徴量と考えられる極性の高いヒドロキシ酸やプロスタグランジンを夾雑物質の影響を除いて分離・検出する手段として非常に有効であると考えられる。
イネの湛水条件下における養水分吸収の分子機構の解明

土壌が極度な低酸素状態に陥ると、土壌の還元化が進み、植物の生育に必要な必須栄養素の存在形態が変化することが知られている。そのため植物が低酸素状態で正常に生育するためには、養分形態の変化に応じた吸収機構が必要であると考えられる。日本で栽培が盛んなイネは、幼苗期に苗箱という好気的な条件で育成され、その後土壌が低酸素かつ還元化された水田へと移植される。それにも関わらず、イネは目立った障害も示さずに生育する。このことから、イネは根において好気と嫌気環境の双方に応じた養分吸収を行っていることが推測される。本研究ではイネの低酸素環境で変化する養水分吸収機構の解明を目的とした。初年度、次年度のにおけるマイクロアレイ解析やLaser microdissection(LM)を用いたRT-PCRによる再現性の確認から低酸素環境下で表皮・外皮付近や中心柱で発現誘導される遺伝子を選抜した。さらに、これらの一部の遺伝子においては、遺伝子のプロモーター領域及びGFPを用いた組織局在解析を行い根端の外皮で強く発現していることなどLMを用いた場合よりもさらに詳細な組織局在を明らかにした。また、このような遺伝子には変異体において低酸素環境下で根の形態が変化するものも存在し、イネの養水分吸収や水田で正常に生育出来る要因を明らかにするためにも重要であると考えられる。今後はさらに解析を進めることで、養水分吸収との関連を明にして行く予定である。養水分吸収に関わる遺伝子は過去に数多く報告されてきているものの、それらが低酸素に応答するかどうかは明らかにされていない。そこでまず、低酸で誘導される養水分吸収関連遺伝子の一次スクリーニングを目的として、好気条件下で栽培したイネと地下部に低酸素処理を施したイネの根端を用いた44kイネオリゴDNAマイクロアレイを行った。得られた結果に対して統計処理を施したところ、低酸素条件で転写産物量が減少したものが1185遺伝子、低酸素で転写産物量が増加したものが1350遺伝子存在した(p-value<0.01)。今年度は、マイクロアレイによって得られた遺伝子をさらに選抜するために、低酸素における経時的な遺伝子発現解析と共に、Laser Microdissection法を用いて根における組織特異的な発現解析を中心に行った。また、この発現解析の結果選抜された遺伝子についてTos17やT-DNA挿入系統の収集に着手してきた。次年度は、これらの遺伝子破壊系統の低酸素条件下における表現型を確認し、機能解析を行うことで養水分吸収機構の変化のメカニズムを明らかにしていく予定である。一昨年度は、低酸素に応答する養水分吸収関連遺伝子のスクリーニングのために44kイネオリゴDNAマイクロアレイまた、それと同時にRT-PCRによる再現性、経時的な遺伝子発現変動を見ると共に、Lasermicrodissection法を用いた局在解析を行った。そのため昨年度は、これら遺伝子発現、局在の再現性を確認することから開始した。その結果、一昨年度に低酸素及び局在を同定した16遺伝子については再現性が確認された。次に2次スクリーニングとして、一昨年度同定した低酸素応答性の養水分関連遺伝子16系統のうち10系統について長期的な低酸素処理を施す事で、その表現形の観察を行った。しかしながら、これら遺伝子の遺伝子破壊系統において、低酸素条件下での野生型との間に顕著な差は見られなかった。本年度は、昨年用いなかった6系統及びTos17やT-DNA挿入系統がなかったため、作製したRNAiなどの形質転換体に関しても同様のスクリーニングを行い表現形の確認する予定である。

それにも関わらず、イネは目立った障害も示さずに生育する。このことから、イネは根において好気と嫌気環境の双方に応じた養分吸収を行っていることが推測される。本研究ではイネの低酸素環境で変化する養水分吸収機構の解明を目的とした。初年度、次年度のにおけるマイクロアレイ解析やLaser microdissection(LM)を用いたRT-PCRによる再現性の確認から低酸素環境下で表皮・外皮付近や中心柱で発現誘導される遺伝子を選抜した。さらに、これらの一部の遺伝子においては、遺伝子のプロモーター領域及びGFPを用いた組織局在解析を行い根端の外皮で強く発現していることなどLMを用いた場合よりもさらに詳細な組織局在を明らかにした。また、このような遺伝子には変異体において低酸素環境下で根の形態が変化するものも存在し、イネの養水分吸収や水田で正常に生育出来る要因を明らかにするためにも重要であると考えられる。今後はさらに解析を進めることで、養水分吸収との関連を明にして行く予定である。
癌特異的糖転移酵素遺伝子を標的とする癌治療法の開発

複合糖質糖鎖は癌関連抗原として、診断・治療に応用されてきた。近年、糖鎖合成酵素または糖鎖修飾酵素遺伝子の単離が進展し、これらの遺伝子を用いた癌細胞の糖鎖リモデリングを行うことにより、癌細胞の悪性形質が修飾可能なことが明らかになってきた。そこで、(1)糖鎖合成酵素遺伝子を標的とした糖鎖修飾に基づく癌細胞の脱癌化の可能性について検討した。その結果、GM1合成酵素遺伝子を導入したマウスSwisss3T3細胞においては増殖抑制とPDGFリセプターのリン酸化の低下が認められた。更に、ラット褐色細胞腫PC12においてもGM1合成酵素遺伝子を強発現させることによりTrkAとMAPKのリン酸化が低下することが明らかとなった。以上のようなGM1発現による癌細胞の形質変化は、ラフト・カベオラの構造的変化に因るものと考えられた。また、ヒト肺癌細胞株約40種(小細胞性肺癌および非小細胞性肺癌)におけるフコシルGM1とその合成酵素の遺伝子発現を検討した結果、小細胞性肺癌にはフコシルGM1の特異的発現が認められ、フコシルGM1及びその合成酵素遺伝子が癌治療の分子標的となりうるかを検討中である。(2)糖鎖合成酵素及び糖鎖修飾酵素遺伝子のチップにより癌細胞特異的糖鎖合成酵素遺伝子を網羅的に検索し、新たな診断・治療法の開発を検討中である。クローニングされている133種の糖鎖合成酵素及び糖鎖修飾酵素遺伝子のオリゴマーマイクロアレイ(glycochip)を作成し、現在、特異的糖鎖合成酵素遺伝子が発現している癌細胞株を用いて、glycochipの精度と感度を検討中である。癌細胞における糖鎖合成酵素遺伝子発現を網羅的に検討することにより、複数の癌細胞特異的糖鎖合成酵素遺伝子の同時発現が癌の転移や予後に関与する可能性を明らかにすることができると考えられる。
新しい工事測量システムと補助機器の設計

1.最近の地上測量機器、電子集積回路、写真測量などの進歩をとり入れた、新しい効率的な工事測量の方法の実用可能なことを示した。工事測量の種類は千差万別であるから、基準点測量、細部測量、写真測量について考察し、なるべく一般的に利用できるシステムを心掛け、必要な補助機器についても設計方針を示した。2.基準点測量に使用する機器と測量方法光波測距儀とトランシットが一体となった器械、すなわち、トータルステーションと通称されているものの中で、中下級のものを用いればよく、角と距離の両方を測り、その代りに器械設置点数を減ずるシステムを採用すれば、精度は在来の方法に比べて等しいかあるいは良くなること、効率の向上することを示した。このときに使用する補助機器はデータ集録器を特別に作るのがよく、その製作例を示した。このデータ集録器の特徴は、観測が終れば直ちに誤差の検査のできることと、必要な指定事項が完全に記録されることである。3.地上細部測量の方法と補助機器上記のトータルステーションを主要器械として用いればよい。データ集録器は異なった機能を持たすべきである。すなわち、設置測量、後方交会法、前方交会法、多数の地形点測量などに便利なようにプログラムを作っておく必要がある。そのためのプログラムの構成方針ならびにプログラムの例を多数示した。なお、光波測距儀用プリズムとしては、求心ポール付きのものあるいは薄形プリズムのものが有用であることも示した。4.写真測量の利用と計算処理写真測量結果から自動的に座標を求める方法、大型計算の効率化などについても解決法を示した。以上によって、新しい方法によって効率化のはかれることを示した。
分子シミュレーションと膜透過理論による高透過選択性膜の探索と設計

膜の分離機構の解析と透過選択性の評価に強力な分子シミュレーション法である境界制御型非平衡分子動力学法に新しい境界制御アルゴリズム(供給側にμVT-MC法・透過側にGibbs-MC)を適用し、透過側ガス組成が未知である混含ガスの透過を適切に再現する手法を開発した。この新しい分子シミュレーション法を用いてモデル混合ガスの透過シミュレーションを行った結果、弱吸着成分の拡散係数が小さいと透過分離係数が増加することが分かった。つまり、本研究で提案してきた高透過かつ高分離選択性を実現する膜設計指針の有効性を、分子シミュレーションによって実証した。さらに、細孔内の透過分子の密度が飽和状態に近くなると、拡散係数の小さい成分による透過の抑制効果が大きくなり、透過分子の拡散速度の差に由来する分離係数の増加が期待できないことが分かった。また、分離膜への応用が期待されているメソポーラスシリカに着目し、モンテカルロ法を用いて細孔表面修飾メソポーラスシリカ/アルコール/水系の吸着挙動を解析した。その結果、細孔表面の修飾により疎水性に切り替えたメソポーラスシリカでは、純ガスでは水を全く吸着しないが、混合ガスではアルコール分子と共に凝縮性吸着を起こした。これは、両親媒性であるアルコール分子が疎水性細孔壁表面に吸着することによって、アルコール分子がもつ親水基で細孔壁表面の親水性が増加するためであることが分かった。次に、膜透過を表す理論として妥当であると報告されているMaxwell-Stefan(MS)式に着目し、分子シミュレーションの結果を基にMS式の本質を分子レベルで解析した。その結果、透過分子間と透過分子-膜間の相互作用で透過分子に働く力より見積もられる透過ポテンシャルバリアとMS式の拡散係数は反比例に関係があることが分かった。さらに、透過方向に対するバリア間距離が透過分子サイズの整数倍でなければ、透過分子間の衝突により働く透過方向の分力が働くために、透過ポテンシャルバリアが減少することが分かった。
高速精度保証付き数値計算に関する研究

本研究は精度保証付き数値計算の高速化に関する研究成果をまとめたものである。以下、本研究の目的と研究成果について述べる。1.本研究の目的と必要性浮動小数点演算による計算には(a)丸め誤差、(b)方程式を近似する離散化誤差、(c)反復解法を有限回で停止する打切り誤差が生じる。精度保証付き数値計算はすべての誤差を厳密にかつタイトに評価することを目的とする。本拠点形成においては、各種の計算システムの効率的でユニバーサルな精度保証方式を開発することを目標としている。特に、数値計算の基礎となる、線形計算において、近似解を求めるのとほぼ同じ計算量で精度保証することを目的としている。この目標は画期的なもので、従来は近似解を求める計算時間の1万倍に及ぶ計算量が精度保証に必要であった。2.研究成果著者はベクトルや行列の加減算と行列の乗算に対する区間演算が丸めの方向の指定を2回行うだけで実行でき、また、行列の加減算と乗算のライブラリをそのまま用いて実行できることを示した(ベクトル区間演算の提案)。また、近似計算の各ステップを区間演算に置き換えるのではなく、近似解を普通に計算した後、その近似解に対し、摂動定理などの事後誤差定理により、精度を計算する手法を採用した。これにより、近似解の計算時間の9倍の計算時間で精度保証できることを示した。更に、後退誤差解析を発展させた理論により、近似解を求めるのとほぼ同じ時間で連立一次方程式の数値解の精度保証ができることを示した。従来比、1000倍から10000倍の高速化である。また、IEEE754規格に従う各種計算機に適用できるユニバーサルな方式であり、PCクラスターにより蜜行列で3万次元、疎行列では数百万次元まで実際に扱えることを実証し、精度保証が一気に実用段階に達した。A,Bをn×n行列とする。このとき,IEEE754規格の倍精度浮動小数点数を実装するCPUにおいては(これは現代のほとんどすべての計算機に用いられているCPUがそうである),とすると,C【less than or equal】A*B【less than or equal】Dとなる。ただし,setround(up)は上への丸め,setround(down)は下への丸めとする。また,不等式は成分毎である。この事実をもちいると,多くの数値線形代数の問題について,数値解を求めるのとほぼ同じ計算時間(理論的な計算量のみならず,普段使っている(高速)数値計算パッケージを使った実際上の計算でも)で精度保証できることを示した:1.Aをn×n行列,bをn次元ベクトルとするとき,Ax=bの数値解x^^の高速精度保証法。この結果を記述した論文はNumerische Matematikという雑誌に掲載決定した。こうして,数値線形代数の分野の基本問題の精度保証が,数値解を求めるのと同程度の手間で計算できることを示すことができた。この結果により,数値計算結果の精度保証が日常的に行われるようになることが期待されるが,そのために更に各種の問題の高速精度保証アルゴリズムを開発するのが次年度以降の課題となる。本年度に得られた研究実績は次のようである.1.連立一次方程式の数値解の高速精度保証法,固有値問題の数値解の高速精度保証法を開発した.連立一次方程式の数値解の高速精度保証法は,LU分解の事前誤差評価を有効かつ巧みに用いるもので,その計算量はLU分解の計算量と同一となる.すなわち,精度保証の研究分野で30年来の未解決問題であった,数値解を求めるのと同じ手間で精度保証ができるようにするという問題に対し,連立一次方程式という基本的な問題において,決定的な解法を与えた.

また,固有値問題の数値解の精度保証も数値解を求めるよりも高速に精度保証ができることを明らかにした.これも画期的な成果である.2.以上の理論的な成果を実用的な数値計算ツールとして結晶させることを目的に高速精度保証付き数値計算を行うためのインタプリタを開発した.本インタプリタは密連立一次方程式,対称,非対称固有値問題などを始めとする数値線形代数の様々な問題の解を,最適化BLASを組み込んだLAPACK(現在最も高速かつ信頼性の高い数値計算用ライブラリ)で解くためのユーザフレンドリなインターフェースを提供して,高速に数値計算できる.そして,得られた数値解の精度が何桁あるかを高速に精度保証する機能をもつプログラミング言語である.これにより,精度保証付き数値計算の理論を知らなくても,連立一次方程式や固有値問題を高速に精度保証付きで求めることができるようになった.この成果は精度保証付き数値計算の爆発的普及のために非常に有効であろう.著者が開発した丸めのモード制御方式の精度保証付き数値計算技法を計算機クラスター上で実行できる形のアルゴリズムに展開し、8台、16台、64台のCPUをもつクラスター上に実装した。クラスター上での計算アルゴリズムとしては、計算複雑度と空間複雑度(メモリー量)の二つの観点から、幾つものバリエーションを考え、この二つの測度によってそのアルゴリズムを特徴づけた。大規模な問題においてはメモリー量が計算を実行する上でボトルネックになる場合があるが、理論的に最小に近いメモリー量で動く精度保証付き線形方程式解法アルゴリズムにおいては、実際の計算速度がかなり遅くなることがあり、若干メモリー量を多く必要とするアルゴリズムの方が理論的な計算複雑度に見合う実際的な計算速度を達成できることがわかった。これは、メモリーをぎりぎりまで節約すると、キャッシュの最適化を犠牲にしなければならないことによることが、実験結果の解析によって判明している。現在のコンピュータ技術やパソコンの価格から、数十台のCPUからなるクラスターは容易に配備できるが、この規模のPCクラスターによって約3万次元の密係数行列をもつ連立一次方程式の精度保証付き数値計算ができることが本年度の研究によって明らかになった。これは、多くの2次元の偏微分方程式の精度保証付き数値計算には十分な性能である。一方、3次元の偏微分方程式の精度保証付き数値計算を実施するには、単にPCクラスターの規模を大きくするだけでは、解決できない問題も明らかになった。すなわち、(1)問題の規模が大きくなるにつれ、出現する連立一次方程式の条件数も大きくなる。(2)問題の規模が大きくなると、丸め誤差の集積も莫大となる。などである。次年度においては、これらの問題を本質的に解決し、更に大規模な問題の精度保証付き数値計算ができるような理論と実際的手法を開発する予定である。数値計算結果の精度を数値計算により数学的な意味で厳密に導出することを精度保証付き数値計算という。高速というのは、与えられた計算環境の中で、数値解を計算するのとほぼ同じ計算時間で精度保証できることをいう。
腎癌のＦＡＢＰ７機能解明とトリグセリド代謝の検討ならびに発癌予防に向けた探索

腎癌で特異的に発現する脳型脂肪酸結合蛋白質が細胞増殖に与える影響は他因子との影響で亢進にも抑制にも働くことが示唆され、癌の複雑な発生機序の一端が明らかになった。また、脳型脂肪酸結合蛋白質の発現で腫瘍形成促進効果がみられたので、この蛋白質は腎癌の治療標的として利用できる可能性がある。さらに、解糖系とトリグリセリド合成系を結ぶ代謝経路上にあるグリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼ1は、腎正常組織に比較して腎癌腫瘍組織で発現が弱く、腎癌の治療に利用できる可能性がある。腎癌細胞株TUHR14TKBへ脳型脂肪酸結合蛋白質(FABP7)の発現ベクターの形質転換によってFABP7を発現させると細胞増殖能と細胞遊走能が低下した。一方、腎癌細胞株786-OへFABP7の発現ベクターの形質転換によってFABP7を発現させると、培地が低牛血清濃度の条件下(1% FBS)でFABP7発現による細胞増殖能の亢進が見られたが、通常条件の培養でFABP7発現による細胞増殖能への影響は見られなく、さらにFABP7発現による細胞遊走能への影響が見られなかった。この事からFABP7は何か他の因子と相互作用して細胞増殖能や細胞遊走能を調節していることが示唆される。さらにTUHR14TKB株へFABP7を発現させた株の脂肪酸分画を測定したところ、FABP7発現株でドコサテトラエン酸とEPAの細胞内の濃度上昇が見られ、アラキドン酸の細胞内蓄積が高まっていた。そこでドコサテトラエン酸またはEPAを培地に添加すると、細胞増殖が亢進した。またドコサテトラエン酸を培地に添加すると、細胞遊走能の亢進が見られた。腎癌組織とその周辺にある正常腎の解糖系からトリアシルグリセロール生合成系へ向かう経路上の酵素であるグリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼのmRNA発現をリアルタイムPCRで測定した。その結果腎癌組織でNAD依存性グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼの発現の低下が見られた。この低下は腎癌で蓄積の見られる脂肪酸がトリアシルグリセロール生合成系をフィードバック阻害している可能性が考えられる。腎癌組織で発現の見られる一方腎癌細胞株で発現の見られない脳型脂肪酸結合蛋白質(FABP7)を腎癌細胞株TUHR14TKBに発現させると細胞増殖速度の低下が見られた。細胞周期を測定からG2/M期の進行が阻害されている可能性が示唆された。またFABP7発現細胞ではω6脂肪酸のドコサテトラエン酸の蓄積が高まり、ドコサテトラエン酸を培地中に加えると細胞増殖が阻害された。FABP7のG2/M進行阻害の解析やドコサテトラエン酸の細胞増殖阻害の解析より腎癌の進行を阻害させる機構の一端を明らかにできる可能性がある。腎癌細胞株では腎癌で発現の見られるFABP7の発現を失う傾向がある。そこで培養条件によりFABP7が発現するかを検討したところ、幹細胞用の培地でTUHR14TKB株と腎癌細胞株OS-RC-2を培養するとFABP7発現を検出できる様になる事を見出した。腎癌の性質が保存される細胞培養条件の探索に役に立つ知見を得た可能性がある。当初の腎癌細胞株のFABP7発現解析は腎癌細胞株786-Oや胎児の腎由来のHEK293細胞株で行ったが、これらの細胞株がTUHR14TKB株とは異なるFABP7発現の細胞増殖や細胞遊走能に与える影響が明らかになり、TIHR14TKB株の結果は全ての腎癌細胞に共通する性質ではなかった。しかしながらFABP7発現によるG2/M期の進行阻害の解析や腎癌細胞株のFABP7を発現する培養条件などの新しい知見を得る事が出来た。またFABP7発現株で蓄積の見られるω6脂肪酸のドコサテトラエン酸を培地に添加すると細胞増殖の阻害が見られた。一方で腎癌でのトリアシルグリセロール生合成に関わる酵素の解析の進捗はグリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼの発現解析のみと遅れており、予定していた腎癌組織のトリアシルグリセロール生合成に関わる主な酵素の発現解析やそれらの酵素の機能解析の計画の達成が難しい状況である。

FABP7の解析はほぼ予定通り進んでいる。腎癌細胞株786-OへFABP7発現ベクターを形質転換し、細胞増殖能と細胞遊走能を測定した。TUHR14TKB株のFABP7発現株の脂肪酸分画を行い、細胞内に蓄積している脂肪酸を同定し、FABP7発現によって蓄積した脂肪酸を培地に添加し、細胞増殖能や細胞遊走能へ与える影響を検討した。一方、腎癌のトリグリセリド生合成に関わる遺伝子の発現解析は遅れている。トリグリセリド合成系と解糖系を結ぶGPD1とGPD2のRT-PCRによるmRNA発現解析を行った。GPD1とGPD2のリアルタイムPCRを行い、測定の条件検討は行ったが、腎癌検体での解析はまだ行っていない。1-acylglycerol-3-phosphate O-acyltransferase 9(AGPAT9)とglycerol-3-phosphate acyltransferase, mitochondrial(GPAM)のプライマーを設計した段階である。FABP7発現株でこれまで知られているG2/M期の進行阻害に関与する遺伝子の発現がどうなっているかを測定し、FABP7発現株のG2/M期の進行阻害の証拠を積み上げると共にその進行阻害機構のシグナル伝達経路の解析を進める。また腎癌細胞株では腎癌組織で高頻度に検出されるFABP7の発現が検出されなくなる傾向が見られるが、少なくてもOS-RC-2株とTUHR14TKB株では幹細胞培地で培養するとFABP7発現が検出できる様になる。そこで幹細胞培地と通常の牛血清培地で培養した場合に癌化能等にどの様な変化が見られるかの検討を進める。腎癌組織のトリアシルグリセロール生合成に関わる酵素の解析を続けて進める予定である。出来る限りのトリアシルグリセロール生合成に関わる酵素の腎癌組織のmRNA発現をリアルタイムPCRで測定し、トリアシルグリセロール生合成が腎癌で阻害されており、それが腎癌で蓄積の見られる脂肪酸によるフィードバック阻害が起こっているのではないかの論拠の補強にしたい。泌尿器科癌これからは進捗の遅れているトリグリセリド生合成に関わる遺伝子の腎癌での発現解析を中心に進める予定である。NCBIの腎癌のリアルタイムPCRのデータを調べたところ、腎癌でGPD1とAGPAT9の発現が著しく(約10倍)低下しているので、これらの遺伝子の発現解析をまず進めたい。またGlycerol kinase(GK)も腎癌でかなり発現が低下しているので、この遺伝子の腎癌での発現解析も早急に進めたい。10例程度の腎癌とその周辺の正常域の比較データだが、NCBIの腎癌のリアルタイムPCRデータが存在するので、RT-PCRでの腎癌のmRNA発現解析はあまりインパクトを出せないため中止し、リアルタイムPCRでもっと多くの症例で腎癌とその周辺の正常組織の正確な遺伝子発現の検討を行う方向で研究を進める予定である。
高温オゾンガスによる過酸化物生成の高温X線回析その場測定

オゾン(O_3)を非平衡・高濃度に含むオゾン-酸素混合ガスは、純酸素の1万倍もの高い化学ボテンシャルを有するきわめて化学活性な酸化剤であり、高温状態に未分解のオゾンガスを多量に導入できれば純酸素ガス1気圧では到達し得ない酸化性雰囲気を達成し得るとの着想を得、高温分解性オゾンガスを用いた無機酸化物の新高温合成法を開発している。このためにはオゾンガス酸化性雰囲気に耐える高温X線回折計によるin-situ測定が望ましい。現有の高温X線回折装置を改造しオゾン発生器より高濃度6.5%O_3及び低濃度ガス2.8%O_3を直接試料に対して吹き付けるようにした。X線窓材料の選択、試料のみの加熱方法、温度制御、温度測定、水冷、防毒防爆対策、廃オゾンガス処理、等に実験的工夫を組み込み、入口と出口でオゾン量を新規導入のオゾン濃度計で測定できるその場測定装置を完成させた。純銀にオゾンを作用させると、Ag_2O以外に高酸素圧相Ag_2O_2を合成できることをすでに報告しているが、Ag_2O_2を合成できる最高温度は以前に報告した466Kよりも高い523Kであることを高温X線回折計によるin-situ測定で明らかにした。これは不完全な熱力学データの外挿値より100K以上高い温度であり、Ag_2O_2の熱力学データを再検討する必要性を示した。次に、報告例のないCr_2O_3に対して作用させると、2種類の過酸化クロムCr_2O_5,CrO_3の合成を検出したが以前に報告した3種類の他の過酸化クロムの直接合成は認めがたい。よってこれらはオゾン酸化後の冷却途中にCr_2O_5及びCrO_3が分解して生成したものと判断される。この成果はオゾン酸化に対し、その場測定の有用性を示した。その他過酸化物の合成が期待される種々の無機酸化物について、高温X線回折計によるその場測定法は効率よく探索する手段を与え、現在精力的に調査している。
東北の人材育成ネットワークを活用したESD.・SDGs地域学びあいモデルの創造

本研究は、1ESD/SDGsの授業カリキュラムの開発と2学校と地域のESD/SDGsに関する連携事業の事例収集、3ESD/SDGSの地域レベルでの学習モデル(地域ネットワークについてのテキストづくり)の3つの目標を掲げている。初年度は、1については協力校のネットワークづくりと授業実践の評価検討、2については学校と地域の連携実践の事例収集、3についてはモデル地域の選定による実践事例の整理、モデル化を行った。1学校のカリキュラムについては、東北地方のコンソーシアムの協力校並びにユネスコスクールから、協力校並びに協力教育委員会を選定し、3回のカリキュラム研究会を開催した。小学校では、気仙沼市教育委員会、平泉町教育委員会、只見町教育委員会、宮城教育大学付属小学校、高校では八戸北高、多賀城高校、富谷高校、気仙沼高校、東北学院中高、安達高校が参加し、実践報告を行った。またメンバーによる事例研究では、地理教育や海洋教育のカリキュラム開発を行った。2の実践事例収集では、東北学院中高での修学旅行で、現地NPO(RCE神戸)との連携事業の実践を行った。メンバーによる研究では、全国レベルでの学校と地域の連携の実践事例の整理が行われた(北海道、関東、大牟田、金沢)。3の地域ネットワークのモデル化作業では、年3回の研究会で、気仙沼市、大崎地域、仙台市、只見町、平泉町のネットワーク事例についての報告協議を行った。このモデル化の典型事例である気仙台市の円卓会議モデルでは、現地検討会が開催された。今年度の検討から、防災教育・海洋教育を軸とした気仙沼市のカリキュラム開発、世界遺産を軸にした平泉学カリキュラム開発、世界農業遺産の大崎のフイールドミュージアムのカリキュラム、只見のエコパークを軸にしたカリキュラム開発の方向性が絞られてきた。メンバーの研究では、大崎地域、只見地域での現地調査が行われた。1学校のカリキュラム開発については、幼稚園、小学校、中学校、高等学校、大学における協力校が合計20校あり、年3回程度の研究会で成果を発表し、共有化できた。また、カリキュラム開発の実践事例や教具開発の成果を協力校全体で共有化するため、報告書の印刷、教具(かるた教材)の増刷などを行った。2学校と地域の連携では、1のカリキュラムの中でも行われているが、独自の取り組みとしては、東北学院中高や多賀城高校、富谷高校、気仙沼高校の実践事例が成果としてあげられる。3地域ネットワークについては、気仙沼市が教育委員会を軸にして、円卓会議が15年以上実践され、それらが本研究メンバーの努力で記録化された。平泉町では、平泉学の整理が進み、平泉町の公報に掲載された。大崎地域では、世界農業遺産を活用した地域づくりのカリキュラム、農業遺産学習カリキュラム、持続可能な農業のためのカリキュラム、地域・学校教材カリキュラムの開発が進んでいる。研究会は、メンバーの研究会を年4回開催し、最終成果を意識しながら各自の分担研究を進めている。1の授業カリキュラム開発では、協力校での従業実践、授業カリキュラムの再編、教材・教具の開発を進めていく。初年度に購入したドローンを活用した地域教材の開発についてもモデル校を設定して、開発する。協力校による学びあいセミナーを4回開催し、お互いの授業実践を蓄積していく。2学校と地域の連携については、協力校での実践事例を掘り起こしていく予定である。昨年度の成果を科研費研究会並び協力校全体で共有化していく。3地域の人材育成のネットワークづくりでは、気仙沼、平泉、大崎、仙台、只見の5地域に的を絞って、モデル化とテキスト化のための準備を行う。今年度から地域ごとに担当を決め、地域の教育委員会と連携して、地域ヒアリング調査を行う予定にしている。従来から行っている、重点地域の授業サポートや学びあいセミナーの開催も行っていく。

1学校のカリキュラム開発については、幼稚園、小学校、中学校、高等学校、大学における協力校が合計20校あり、年3回程度の研究会で成果を発表し、共有化できた。また、カリキュラム開発の実践事例や教具開発の成果を協力校全体で共有化するため、報告書の印刷、教具(かるた教材)の増刷などを行った。2学校と地域の連携では、1のカリキュラムの中でも行われているが、独自の取り組みとしては、東北学院中高や多賀城高校、富谷高校、気仙沼高校の実践事例が成果としてあげられる。3地域ネットワークについては、気仙沼市が教育委員会を軸にして、円卓会議が15年以上実践され、それらが本研究メンバーの努力で記録化された。平泉町では、平泉学の整理が進み、平泉町の公報に掲載された。大崎地域では、世界農業遺産を活用した地域づくりのカリキュラム、農業遺産学習カリキュラム、持続可能な農業のためのカリキュラム、地域・学校教材カリキュラムの開発が進んでいる。研究会は、メンバーの研究会を年4回開催し、最終成果を意識しながら各自の分担研究を進めている。1の授業カリキュラム開発では、協力校での従業実践、授業カリキュラムの再編、教材・教具の開発を進めていく。初年度に購入したドローンを活用した地域教材の開発についてもモデル校を設定して、開発する。協力校による学びあいセミナーを4回開催し、お互いの授業実践を蓄積していく。2学校と地域の連携については、協力校での実践事例を掘り起こしていく予定である。昨年度の成果を科研費研究会並び協力校全体で共有化していく。3地域の人材育成のネットワークづくりでは、気仙沼、平泉、大崎、仙台、只見の5地域に的を絞って、モデル化とテキスト化のための準備を行う。今年度から地域ごとに担当を決め、地域の教育委員会と連携して、地域ヒアリング調査を行う予定にしている。従来から行っている、重点地域の授業サポートや学びあいセミナーの開催も行っていく。
遺伝性色素異常症と悪性黒色腫におけるチロシナーゼ関連蛋白の細胞内小胞輸送の解明

1.メラニン生合成を行う細胞内小器官であるメラノソームは、成熟段階によってStage IからIVまで区別される。われわれはそれぞれの成熟段階にあるメラノソームを単離する方法を確立し、そこに発現している蛋白をプロテオミクスの手法を用いて網羅的に解析し、J Proteome Resに掲載した。2.手掌足底には人種を問わずメラノサイト数が非常に少なくその機能が減弱していることが以前から知られていたが、その意義については長年不明であった。われわれは以前にWntシグナルの1つであるDickkopf 1が、掌蹠のメラノサイトにおいて重要な役割を果たしていることをJ Cell Biolに掲載した。今回さらにDickkopf 1が正常メラノサイトの増殖や機能に及ぼす影響を解析し、J Invest Dermatolに掲載した。3.メラノーマの免疫療法ではさまざまな蛋白が標的蛋白として用いられており、黒色腫組織に強発現する蛋白の解析は、より有効な免疫療法を確立するためにも重要である。われわれはメラノーマ細胞株と患者組織を用いてmatrix metalloproteinase-7であるmatrilysinの発現を解析し、Br J Dermatolに掲載した。1.チロシナーゼ関連蛋白のメラノサイト内における発現の分布を調べるために、メラニン生合成を行う細胞内小器官であるメラノソームを単離する必要がある。われわれはメラノーマ細胞からメラノソームを単離する方法を確立し、細胞生物学の技術書として著明な米国のCurr.Protocols Cell Biolという著書に掲載された。2.メラノサイト構造蛋白であるMART-1蛋白の役割については長年不明であった。しかし悪性黒色腫患者の免疫療法の際、この蛋白が標的蛋白の一つとして用いられており、MART-1蛋白の機能解析は悪性黒色腫の治療においても重要である。ヒトメラノサイトおよびメラノーマ細胞を用いてMART-1蛋白の機能を解析し、J Biol Chemに掲載された。3.同じくメラノサイト構造蛋白であるPmel17/gp100蛋白が、小胞体からメラノソームに輸送される細胞内小胞輸送の機序についてはいくつかの報告があり論争中である。この蛋白はMART-1と同様に悪性黒色腫患者の免疫療法の際、この蛋白が標的蛋白の一つとして用いられており、この蛋白の細胞内輸送を含めた機能解析は悪性黒色腫の治療においても重要である。ヒトメラノサイトおよびメラノーマ細胞を用いてPmel17/gp100蛋白の細胞内輸送機構を解析し、J Cell Sciに掲載された。4.脂肪酸はチロシナーゼ蛋白の細胞内輸送を制御し、リノール酸はチロシナーゼ蛋白をユビキチン・プロテアソーム経路で分解することを発見し、Bio chem Jに掲載された。高齢化社会の到来でより美しく老いることが重要視されており、美白剤の開発は急務となっている。われわれの結果はこれらの開発に新しい知見をあたえるものと思われる。
能動的リソースマイニングに基づく異種情報統合基盤の研究

本研究課題では,ネットワーク上に存在する多様なリソース(情報資源)を探索的にマイニングする技術を情報統合の枠組みに融合し,柔軟かつ拡張性のある情報統合を可能とするリソースマイニングに基づく異種情報統合基盤について研究開発を行った.特に,情報統合を念頭においた知識抽出,異種情報源統合,動的な情報源に対する連続的マイニング等の技術を開発すると共に,情報統合のベースとなる能動的情報統合基盤にこれらを融合することを目指した.具体的には, 1)リソースマイニングを実現するためのマイニング要素技術,2)マイニングと情報統合に関わる応用研究,3)情報統合基盤システムの研究開発,の3つの視点より研究を行った.主な研究成果は以下の通り.[成果A]リソースマイニング要素技術として,外れ値検出, XMLに対するOLAP,時系列文書クラスタリング,ソーシャルブックマーク情報を用いたWeb探索手法等を開発.[成果B]各種マイニング応用処理等に対応するために情報統合基盤システムが必要とする拡張性や応用適応型処理等に関して検討し, StreamSpinnerを各種応用処理に適合させる方式を開発.[成果C]マイニングと情報統合に関わる応用研究として, Webからのレコード情報抽出, XML類似検索, Web一貫性管理技術等を開発.公表論文の一つは,この分野で最も権威のある国際会議に採択された.平成18年度の研究成果をもとに,以下の研究項目について研究開発を進めた.1.マイニングのための要素技術比率規則マインング:数値データの線形関係を比率規則として定式化し,サポートと確信度に基づく比率規則の抽出手法を開発.外れ値検出:高次元データやカテゴリカルデータからの外れ値検出手法を開発.XMLデータの対するOLAP:XMLデータの分析処理を可能にするXML-OLAP技術. XMLデータ上の多次元キューブの概念を定式化し,RDBを利用したOLAP演算の実現方式を開発.時系列文書クラスタリング:ニュース記事等の時系列文書の集約技術として,新規性に基づくクラスタリングと効率的更新処理を開発.集約最近傍検索のための索引手法:効率的な処理実現のための距離索引を用いた手法を開発.2.マイニングと情報統合に関する応用研究例示レコードに基づく情報抽出:文書情報源の選択に基づく効率的なレコード抽出手法を開発.XMLデータの類似検索:オントロジを用いたXMLデータの曖昧検索及びXMLデータの効率的類似結合処理を開発.Webコンテンツ一貫性管理:制約に基づくWebコンテンツ一貫性管理手法とそのための軽量ラッピング技術を開発.Web情報源分類:リンク解析に基づくWebサイト分類手法を開発.3.能動的情報統合基盤多様な情報源に対するマイニング処理を融合した情報統合を実現するための基盤システムを開発.本研究課題では,ネットワーク上に存在する多様なリソース(情報資源)を探索的にマイニングする技術を情報統合の枠組みに融合し,柔軟かつ拡張性のある情報統合を可能とするリソースマイニングに基づく異種情報統合基盤について研究開発を行った.特に,情報統合を念頭においた知識抽出,異種情報源統合,動的な情報源に対する連続的マイニング等の技術を開発すると共に,情報統合のベースとなる能動的情報統合基盤にこれらを融合することを目指した.具体的には, 1)リソースマイニングを実現するためのマイニング要素技術,2)マイニングと情報統合に関わる応用研究,3)情報統合基盤システムの研究開発,の3つの視点より研究を行った.主な研究成果は以下の通り.[成果A]リソースマイニング要素技術として,外れ値検出, XMLに対するOLAP,時系列文書クラスタリング,ソーシャルブックマーク情報を用いたWeb探索手法等を開発.[成果B]各種マイニング応用処理等に対応するために情報統合基盤システムが必要とする拡張性や応用適応型処理等に関して検討し, StreamSpinnerを各種応用処理に適合させる方式を開発.[成果C]マイニングと情報統合に関わる応用研究として, Webからのレコード情報抽出, XML類似検索, Web一貫性管理技術等を開発.公表論文の一つは,この分野で最も権威のある国際会議に採択された.