hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多機能アダプター蛋白質GGAの細胞内小胞輸送における役割

GGAおよびGGAと構造的に類似するTom1ファミリーに関して以下のことを明らかにした。1.GGAのGATドメインに低分子量GTPaseのARFが結合することを明らかにした。さらに、突然変異体を用いた解析から、ARFはGATドメインのN末端側のサブドメイン(N-GATサブドメイン)に結合する可能性を示した。2.GGA1のGATドメインとARFの複合体のX線結晶構造解析を行ない、GATドメインとARFの結合様式を明らかにし、突然変異体を用いた解析と矛盾しないことを示した。3.GGAのGATドメインにユビキチンが結合し、GGA自体がユビキチン化されることを発見した。また、ユビキチンの結合がGGAのユビキチン化に必須であることを示した。4.突然変異体を用いた解析とX線結晶構造解析のデータを考えあわせることにより、ユビキチンはGATドメインのC末端側のサブドメイン(C-GATサブドメイン)に結合する可能性を示した。5.Tom1やTom1L1のGATドメインにも,ユビキチンが結合することを証明した。6.Tom1のGATドメインには,別のユビキチン結合性タンパク質Tollipが結合することを発見した。Tollipはエンドソームに局在し,そこにTom1をリクルートするとともに,ユビキチン化タンパク質もリクルートすることを証明した。これらの相互作用によりユビキチン化タンパク質の細胞内輸送やリソソームでの分解は複雑な調節を受ける可能性を示した。7.GGA3-GATドメイン,およびTom1-GATドメインとUbの複合体のX線結晶構造解析を行ない,生化学的データおよびNMRによる構造データと比較することにより,GATドメインには2ケ所のUb結合部位が存在することが明らかにした。この結合様式から,GATドメインによるUb化タンパク質の細胞内輸送やリソソームでの分解の調節に関するモデルを提唱した。GGAは、様々なタンパク質と相互作用することにより,マンノース6リン酸受容体(M6PR)等のトランスゴルジネットワーク(TGN)からエンドソームへの輸送を調節するクラスリンのアダプタータンパク質である。哺乳動物には、GGA1,GGA2,GGA3の3種類のアイソフォームが存在する。本研究では、GGAに関して以下のことを明らかにした。5.ARFとユビキチンは、GATドメインに同時に結合しうることを示した。GGAは様々なタンパク質と相互作用することにより、マンノース6リン酸受容体(M6PR)等のトランスゴルジネットワークからエンドソームへの輸送を調節するクラスリンのアダプタータンパク質である。哺乳動物にはGGA1,GGA2,GGA3の3種類のアイソフォームが存在する。

GGAは共通のドメイン構成を有し、N末端側からVHS、GAT、ヒンジ、GAEのドメインからなる。本研究者らは最近、GGAのGATドメインにユビキチンが結合することを発見した。GATはGGA and Tom1の略であり、Tom1やTom1L1等のタンパク質にも存在するドメインである。そこで本研究では、以下のことを明らかにした。2.Tom1のGATドメインには別のユビキチン結合性タンパク質Tollipが結合することを発見した。3.ユビキチンとTollipがTom1のGATドメインに排他的に結合することを証明した。4.Tollipはエンドソームに局在し、そこにTom1をリクルートするとともに、ユビキチン化タンパク質もリクルートすることを証明した。5.GGA3およびTom1のGATドメインとユビキチンの複合体のX線結晶構造解析を行い、相互作用の様式を解明した。ユビキチン(Ub)は,プロテアソームでのタンパク質分解だけでなく,タンパク質の細胞内輸送やリソソームでの分解の過程においても重要なシグナルとして機能する.細胞膜に存在する受容体がUb化されるかどうかによって,エンドサイトーシスされた後に細胞膜へとリサイクルされるのか、それともリソソームへ輸送されて分解されるのかが決まる.これらの過程は,Ub結合モジュールを有する様々なアダプタータンパク質による調節を受ける.本研究では、最近発見した新規のUb結合モジュール(GATドメイン)を有するGGAおよびTom1ファミリーのタンパク質に焦点をあて,その構造と機能の相関を中心にして研究を行なった.1.GATドメインとUbとの複合体のX線結晶構造解析GGA3-GATドメイン,およびTom1--GATドメインとUbの複合体のX線結晶構造解析を行なった.生化学的データおよびNMRによる構造データと比較することにより,GATドメインには2ケ所のUb結合部位が存在することが明らかになった.この結合様式から,GATドメインによるUb化タンパク質の細胞内輸送やリソソームでの分解の調節に関するモデルを提唱した.2.Tom1ファミリータンパク質と,Tollip,クラスリンおよびUb化タンパク質との相互作用の解析Tom1ファミリータンパク質は,GATドメインを介してUbと結合するだけでなく,Tollipとも相互作用することを明らかにした.TollipはC2ドメインを介してエンドソーム膜と結合し,Tom1ファミリータンパク質はTollipを介してエンドソーム膜に結合することを明らかにした.さらに,Tom1ファミリータンパク質はC末端領域を介してクラスリンと結合することを示した.Tollip自体もUbと結合できることから,これらの相互作用によりUb化タンパク質の細胞内輸送やリソソームでの分解は複雑な調節を受ける可能性を示した.
日本海沿岸社会の地域特性と言語に関する類型論的研究

プロジェクトでは、国内外の研究者が連携し、日本海沿岸地域をフィールドに臨地調査を実施し、相互に情報交換と討論を重ねるとともに公開研究会を開催し、その成果の公表をすすめた(『日本海沿岸社会の地域特性と文化(平成18年科研費報告書)』)。加えて既存データをも含めたデータベースの構築をおこない、その成果は、『朝鮮半島言語地図(平成18年科研費報告書)』、『富山湾沿岸グロットグラム調査報告書(平成19年度科研費報告書)』、『日本海沿岸の自然環境とことば(平成19年度科研費報告書)』、『富山県方言文法地図(平成1820年度科研費報告書)』として公開した。また、20年度には、構築したデータベースをもとに、合宿形式の研究会議を実施して、地理情報システムによる分析ならびに言語と言語外要因との関係について、方法論的検討をおこない、最終報告として『日本海沿岸社会とことば(平成1820年度科研費報告書)』を刊行し、研究課題についての研究を進展させた。本研究プロジェクトは、日本海沿岸社会で認められる言語現象を、考古学や文化人類学、社会言語学等の関連分野との協業によって明らかし、日本海沿岸社会の言語特性を類型論的に把握することを目的としている。平成18年7月には、富山大学にて調査スケジュールの調整および、調査項目とする日本海沿岸地域の自然環境ならびに社会環境の認識に関わる環境認識語彙や音声・文法項目について討議し、東ユーラシア温帯沿海部にあって、日本列島における最も多様な環境の接点(Eco-junction)である北陸・富山県内にで共同のフィールドワークを実施した。また、この会議では、日本海沿岸社会の言語特性把握のため、GISによる言語情報の可視化についても討議し、既成の言語情報のデータベース化を推進することになった。本年度は、全国各地に存在する既存の方言集ならびに小倉進平著『朝鮮方言の研究』のデータベース化に取り組み、その成果『朝鮮半島言語地図』(科研費報告書中井精一・亀山大輔:研究協力者)を刊行した。7月以降、以下のような編制にて日本海沿岸の各地域でフィールドワークをおこない、日本海沿岸社会の言語特性把握に努め、次年度にむけての成果を上げた。北海道・東北エリア:中井精一、内山純蔵北陸・近畿エリア:中井精一、真田信治、内山純蔵、大西拓一郎、松丸真大、鳥谷善史山陰・北部九州エリア:中井精一、大西拓一郎、松丸真大、鳥谷善史韓国:東南部エリア:中井精一、大西拓一郎、松丸真大、鳥谷善史南九州・沖縄エリア:中井精一、Daniel Long、鳥谷善史平成19年2月には、第2回の研究会議を富山大学で実施するとともに、関連分野の研究者を招聘して公開研究会を開催し、研究の成果を広く社会に還元した。平成19年度は、日本海沿岸地域の北陸、山陰および韓国東南部、沖縄エリアを中心にフィールドワークを実施し、データの収集に努めた。・北陸:中井精一、内山純蔵、大西拓一郎、松丸真大、高岡弘幸(高知女子大学)、・山陰:中井精一、鳥谷善史、岸江信介(徳島大学)・韓国:東南部エリア:中井精一、李舜炯(研究協力者・韓国慶北大学校)、市島佑起子(研究協力者・韓国釜慶大学校)、亀山大輔(研究協力者・韓国新羅大学校)平成20年2月には、プロジェクトメンバーが富山大学に集合し、合宿形式の研究会議を実施して、収集したデータをもとに地理情報システムによる分析ならびに言語と言語外要因との関係について、検討をおこなった。また、構築したデータベースをもとに、中井精一『富山湾沿岸グロットグラム調査報告書(平成19年度科研費報告書)』富山大学人文学部(139頁)2008年を刊行した。なお、延期をよぎなくされていた韓国東南部エリアにおけるデータ収集は、李舜炯(韓国慶北大学校)、市島佑起子(韓国釜慶大学校)、亀山大輔(韓国新羅大学校)の協力によって進展し、中井精一・永森理一郎・伊東奈穂編『日本海沿岸の自然環境とことば(平成19年度科研費報告書)』富山大学人文学部(161頁)2009年として報告し、言語学・社会言語学をはじめ、考古学や文化人類学、地理学や民俗学の研究者が成果を報告し、研究課題についての研究を進展させた。

本プロジェクトは、日本海沿岸社会で認められる言語現象を、考古学や文化人類学、社会言語学等の関連分野との協業によって明らかにし、日本海沿岸社会の言語特性を類型論的に把握することを目的としている。平成20年8月には、大西拓一郎(連携研究者)、松丸真大(連携研究者)、鳥谷善史(連携研究者)および阿部貴人(研究協力者)、亀山大輔(研究協力者)が構築したデータベースをもとに、プロジェクトメンバーが天理大学に集合し、合宿形式の研究会議を実施して、地理情報システムによる分析ならびに言語と言語外要因との関係について、最終報告にむけた方法論的検討をおこなった。本年度は最終年度であるため、構築したデータベースをもとに、小西いずみ・中井精一編(2009)『富山県方言文法地図』平成1820年度科学研究費(基盤研究(B)(1)「日本海沿岸社会の地域特性と言語に関する類型論的研究」成果報告書)(76頁)を刊行するとともに、最終報告として、中井精一編2009)『日本海沿岸社会とことば』平成1820年度科学研究費(基盤研究(B)(1)「日本海沿岸社会の地域特性と言語に関する類型論的研究」成果報告書)(215頁)を刊行し、言語学・社会言語学をはじめ、考古学や文化人類学、地理学や民俗学の研究者が成果を報告し、研究課題についての研究を進展させた。
胚性幹(ES)細胞におけるDNA二重鎖切断修復の特徴

通常の体細胞の細胞周期に比べて、ES細胞ではS期,G2/M期の割合が高いため、ES細胞では主にS/G2期で働く相同組換えによってDNA二重鎖切断修復が行われると考えられている。また、体細胞ではDNA損傷時には細胞周期をG1/S期に停止してDNAを修復する機構が働いているが、ES細胞ではG1期停止が見られない。このように、ES細胞は、体細胞とは異なった機構によって細胞周期チェックポイント/DNA損傷修復が行われていると予測できる。本年度は、S期にDNA二重鎖切断を誘導する薬剤(アドリアマイシン,カンプトテシンなど)によってES細胞の自己複製能が低下するメカニズムの探究を中心に研究を展開した。マウスES細胞をアドリアマイシンやカンプトテシンで処理すると、ES細胞の自己複製・未分化維持に必須であるNanog遺伝子の発現が低下すると共に、ES細胞特異的に発現するERasの発現減少が認められた。shRNAによってNanogの発現をノックダウンすると、同時にERasの発現も低下したことから、生存シグナルに関わるERasがNanogの下流因子であることが示唆された。現在、ERasプロモーターを解析し、Nanogによる転写制御を検討中である。これらDNA二重鎖切断の誘導では、p53によって制御されるアポトーシス因子Noxaの発現誘導とカスパーゼ3の切断型が検出され、Nanog-ERas生存シグナルの抑制と対照的に、細胞死シグナルの充進も観察された。通常の体細胞の細胞周期に比べて、ES細胞ではG1期,G2期の細胞がかなり少なく、S期とM期の割合が高い。そのため、ES細胞では、主に相同組換えによってDNA二重鎖切断修復が行われると考えられているが、非相同末端連結(NHEJ)の関与の程度については不明である。また、体細胞ではDNA損傷時には細胞周期をG1期に停止してDNAを修復する機構が存在しているが、ES細胞ではG1停止が見られない。本研究課題では、ES細胞のDNA二重鎖切断損傷時におけるNHEJによる修復の程度と、ES細胞から分化した細胞におけるNHEJへの重点の切り替わりについて究明している。本年度は、霊長類カニクイザルES細胞培養において、比較的短期間のMEFフィーダーフリー培養によって細胞分子生物学的解析を容易にし、p21発現を中心に検討した。NCS添加によってDSBを誘導すると、その指標であるリン酸化H2AX(γ-H2AX)が検出されたが、P21タンパク質は検出されず、細胞周期解析でもG1期停止は認められなかった。しかし、p21 mRNAは増加しており、Ser15-p53のリン酸化とp53の蓄積も認められた。そこで、p21タンパク質がカニクイザルやマウスES細胞では特異的に分解されている可能性を考え、プロテアソーム系阻害剤(Lactacystin,MG-132)を加えて検討している。また、DNA鎖切断にも関わる活性酸素種(ROS)のES細胞における代謝能をDCFやNACなどを用いて調べている。
アシンメトリック多孔性構造の合理的構築と協同的対称性制御

本申請課題では、金属錯体を集積して目的に応じた機能空間を合理的に構築し、柔軟なアシンメトリック空間とゲスト分子の配列や相の変化を利用して、空間とゲスト分子のダイナミクスが連動する特異な機能・物性を探求する。本年度は、主に次の4つの項目について、研究を展開した。(1)非対称な錯体配位子、架橋配位子および補助配位子を用いたアシンメトリック多孔性金属錯体の合成:昨年度に開発した発光性架橋配位子を用いて、発光性の極性構造を有する配位高分子の合成に成功した。また、正方錐型錯体配位子を用いた配位高分子においては、極性一次元構造の構築に成功し、誘電応答を観測した。(2)骨格構造の段階的修飾:界面構造の修飾を企図して、レイヤーバイレイヤー法により、異なるピラードレイヤー構造を有する配位高分子の交互積層構造の構築に取り組んだ。各層の厚みを変えることで、単独の層とは異なる吸着挙動が発現することを見出した。(3)多核環状錯体とポリ酸の複合化:環状金属錯体と異なるサイズのポリ酸を同一細孔構造内の異なる位置に配置した、異方的な壁面構造を有する多孔性イオン結晶を用いて、二酸化炭素の吸着能を評価した。相互作用点となるポリ酸の種類と配置により、大きく吸着特性が変化することを見出した。(4)リン脂質界面における金属錯体薄膜形成:発光性の親脂質性錯体配位子を開発し、それをリポソーム外表面に選択的に組み込み、その発光挙動の観測に成功した。錯体配位子を組み込んだリポソームに亜鉛イオンを添加するとリポソームが変形する様子を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて直接観察に成功した。研究計画の各項目は、ほぼ予定通りに進展している。(1)では、発光性の極性構造を有する配位高分子、ならびに極性一次元構造の配位高分子の合成に成功しため、偏光発光特性および非線形光学特性の発現に向けての展開が可能になった。(2)では、粒子サイズ制御と表面修飾に加えて、ナノ積層構造への展開も可能になった。積層構造をプログラムすることで、アシンメトリック空間の構築が可能になる。(3)では、系統的に合成した多孔性イオン結晶を用いて、ガス吸着能の評価に展開できた。細孔内壁に異なるポリ酸を合理的に配置することで、異方的な細孔構造とゲスト分子との相互作用の評価を行い、二酸化炭素吸着特性を向上させる指針を得た。(4)では、発光性の親脂質性金属錯体を開発し、リポソーム表面の可視化と配位高分子形成によるリポソームの変形の直接観察に成功した。この手法の確立により、リポソーム膜表面におけるドメイン形成・崩壊や流動性の変化の直接観察への展開も可能になる。これまでの成果を基盤として、以下の4項目を引き続き推進し、空間アシンメトリーと構造変化、それに伴うゲスト分子の配列や相変化のダイナミクスの研究を展開する。論文未発表のデータが多いので、今年度は積極的な論文発表を目指す。(1)非対称な錯体配位子、架橋配位子および補助配位子を用いたアシンメトリック多孔性金属錯体の合成:昨年度に開発した発光性の極性構造を有する配位高分子、ならびに極性一次元構造の配位高分子の機能・物性を評価する。特に、誘電特性ならびに非線形光学特性の評価を進める。偏光発光特性については、共同研究でその評価を進め、並行してキラル配位子を導入した化合物の合成も進める。(2)骨格構造の段階的修飾:昨年度に引き続き、積層パターンをプログラムすることでシート構造間の対称性を制御して異方的な場を構築し、ゲスト分子との相互作用の制御、それに応じた物性の制御を検討する。また、ゲスト応答性に関しては、粒子サイズ効果も併せて検討する。(3)多核環状錯体とポリ酸の複合化:二酸化炭素吸着能に加えて、メタンの選択的吸着と変換反応の実現を目指して、構造並びにポリ酸の組み合わせを最適化する。(4)リン脂質界面における金属錯体薄膜形成:リポソーム表面における配位高分子膜の形成反応とリポソームの変形ならびに発光特性変化の相関を、直接観察から明らかにする。更に、ドメイン形成・崩壊や流動性の変化の直接観察にも展開する。(1)非対称な錯体配位子、架橋配位子および補助配位子を用いたアシンメトリック多孔性金属錯体の合成:複数の新規非対称配位子および発光性架橋配位子の開発に成功した。また、反転対称性を消した正方錐型錯体配位子を用いた配位高分子においては、ゲスト分子の挿入による反転対称性の消失と発光波長と強度の制御に成功した。(2)骨格構造の段階的修飾:ピラードレイヤー構造を有する化合物の配位不飽和な金属イオンまた、多孔性金属錯体(DUT-8)の結晶を微細化すると、サイズによりゲスト吸着挙動が変わり、ナノ結晶ではゲストを吸着しないclosed formとなることを見出した。(3)多核環状錯体とポリ酸の複合化:複数の環状金属錯体を開発し、それらを用いて簡便な方法でポリ酸と多孔性イオン結晶を得ることに成功した。

更に、異なるサイズのポリ酸を同一細孔構造内の異なる位置に配置することで、異方的な壁面構造を有する多孔性構造の構築に成功した。(4)リン脂質界面における金属錯体薄膜形成:コレステロール誘導体または長鎖アルキルを配位子として導入した親脂質性金属錯体を開発し、2種類のリン脂質を用いたリポソームの脂質ドメインへの選択的な金属錯体の組込みに成功した。また、組み込んだ分子間の光励起エネルギー移動がドメインサイズと脂質膜中の分子配向に大きく依存することを、実験的に明らかにした。研究計画の各項目は、ほぼ予定通りに進展している。(1)では、非対称架橋配位子に加えて、発光性の架橋配位子の開発にも成功したため、アシンメトリック多孔性構造における偏光発光特性の発現への展開を早めることができた。(2)では、多孔性金属錯体固溶体における物性制御に加えて、ガス吸着能の結晶サイズによるON/OFF制御にも成功した。これも想定以上の進捗であり、粒子サイズ依存を軸とした研究展開も可能になった。(3)では、環状金属錯体とポリ酸から多孔性イオン結晶を1段階反応で合成する簡便な手法の開発に成功した。細孔内壁に異なるポリ酸を合理的に配置することにも成功し、異方的な細孔構造とゲスト分子との相互作用の評価への展開が可能になった。(4)では、2種類の親脂質性金属錯体を用いたリポソームの脂質ドメインへの選択的な金属錯体の組込みに成功した。ドメインを利用することで、脂質膜上で金属錯体を密に配置することが可能になった。また、組み込んだ分子間の光励起エネルギー移動の評価法およびその制御法を確立することで、今後の系統的な物性・機能研究の展開が可能になった。本申請課題では、金属錯体を集積して目的に応じた機能空間を合理的に構築し、柔軟なアシンメトリック空間とゲスト分子の配列や相の変化を利用して、空間とゲスト分子のダイナミクスが連動する特異な機能・物性を探求する。本年度は、昨年度に引き続き次の4つの項目について、研究を展開した。(1)非対称な錯体配位子、架橋配位子および補助配位子を用いたアシンメトリック多孔性金属錯体の合成:非対称な発光性ホウ素錯体配位子の開発し、反転対称性を消した正方錐型錯体配位子を用いた配位高分子の軸配位子としての導入した。また、この配位高分子の発光特性のゲスト分子依存性を見出した。(2)骨格構造の段階的修飾:Layer-by-layers法により、金属中心が異なる二次元FePtおよびFePd配位高分子の積層構造プログラミングに取り組み、固溶体層の形成に成功した。(3)多核環状錯体とポリ酸の複合化:基盤となる環状金属錯体の拡張に成功し、それらをポリ酸とイオン結晶化することで、細孔サイズが1.8 - 2.5 nmの多孔性イオン結晶を得た。更に、2種類の異なるサイズのポリ酸をサイズに応じて環状構造間および環状構造内に配置することで、異方的な壁面構造を有する多孔性イオン結晶を構築し、二酸化炭素吸着能を評価した。(4)リポソームを基盤とする異方的空間の構築:リポソームにイオンチャネルを組み込むことで、リポソーム内部で配位高分子を直接合成することに成功した。リポソーム内部では、バルクとは異なり、異方的に成長したナノ結晶が得られることを明らかにした。更に、この手法でPrussian Blue (PB)を内包させたリポソーム複合体は、バルクのPBよりも高いCs吸着能を示し、結晶サイズならびに結晶表面とリポソーム界面の吸着への寄与が示唆された。
衛星観測温室効果ガスデータの検証・補正手法の高度化に関する研究

日本の温室効果ガス観測技術衛星(GOSAT)は、対流圏から大気上端までの温室効果ガスのカラム平均濃度を導出する世界初の専用衛星であり、9年分以上の観測データが公開されている。GOSATにより、衛星を用いた短波長赤外スペクトルからの高精度温室効果ガス導出法、データ質検証法、大気輸送モデルの逆計算による地表面フラックス推定法が確立され、幅広い研究に道を開いた。より研究成果を得るためには、更なるGOSATデータの高精度化が必須で、導出手法の改良には大きな労力を要する。本研究は比較的短時間に高精度化が実現可能な、衛星データ検証・補正手法の高度化に関する研究を行った。検証及び衛星データのデータ質の解析とデータスクリーニング法の開発では、主要な検証データであるTCCONデータのデータ質を確認するために、複数のガス種の時系列プロットを同時に表示できる作図ツールを開発し、outlierと現象の区別が容易に検討出来るようなった。日本周辺では、総観規模の変動とその地域の現象とを分離して理解できるケースを見いだすことが出来た。相関解析におけるデータセット同期手法と相関解析手法の改善では、これまで提唱された同期手法を用いた同期ツールを開発し、どの同期手法が有効であるか一目で把握出来るようになった。二酸化炭素では濃度モデルデータを用いた場合が、最もマッチアップ数を増加させることが出来ること分かった。検証に用いる地点の大気の特徴、また検証に求められる精度によって手法を適切に選択する必要があることが分かった。相関解析では、重みの有/無を変えて解析できるツールを開発した。現在のGOSATデータを用いた場合、相関解析結果には大きな差異が無かった。補正手法の改良では、同時に導出される物理量との相関関係の洗い直しを行った。GOSATデータのバージョンが複数存在する場合の補正を行い、その結果の検討を行った。検証及び衛星データのデータ質の解析とデータスクリーニング法の開発は、検証データの部分がかなり進捗し、衛星データの部分は次年度に行うことにした。全体として順調に進捗した。相関解析におけるデータセット同期手法と相関解析手法の改善は予定以上に進捗した。補正手法の改良は、相関解析におけるデータセット同期手法と相関解析手法の改善が進んだ分、進捗が幾分遅れた。衛星データの検証手法の検討として、衛星データと検証データの同期法の違いによる検証結果の比較を行った。異なる同期法による検証結果は大きく異ならないことが分かり、同じ空気塊であれば同期したデータセット数が最大となる同期法が最も良いことが分かった。補正手法の改良では、全TCCONサイトを補正に使った場合、補正係数の決定精度が向上することも実証できた。2016年9月から一般公開が始まったXH2Oの補正を初めて試みた。最適な補正係数の選択には検討の余地があるものの、XCO2と同程度の数と精度の補正係数の決定をすることができた。GOSATデータを用いた検証・補正法の改善の確認として、上記補正手法の改良結果を用いて補正を行った。全TCCONサイトを補正に使った場合、XCH4はXCO2と同じ数の補正係数で補正できるようになり、補正前後でGOSATデータのバイアスがこれまでの結果と異なり明瞭に改善できたことが分かった。XH2Oでも、補正前後でGOSATデータのバイアスが明瞭に改善することが確認できた。GOSAT XH2Oによる補正は初めて行った暫定的結果であり、次年度は補正係数の選択の検討と補正の効果を確認する必要がある。XH2OはXCO2やXCH4と比較して、気象現象に大きく影響されるので変動が大きく、異なる視点で解析が必要である。しかしXH2Oが加わることにより、改善されたXCO2、XCH4、XH2Oデータを用いて時空間解析することにより、より踏み込んだ人為起源と自然起源との区別ができる可能性が出てきた。衛星データの検証手法の検討は概ね順調に推移した。補正手法の改良とGOSATデータを用いた検証・補正法の改善の確認では、XH2Oについて新たに実施したことが、予定以上に進捗した。改善されたデータの詳細解析は、その次年度に実施することにした。主要な検証データであるTCCONデータのデータ質を確認するために、複数のガス種の時系列プロットを同時に表示できるツールを開発し、outlierと現象の区別が容易に検討出来るようになった。衛星データと検証データの同期手法の検討では、CO2では濃度モデルデータを用いた場合が、同期したデータセット数を最も増加させることが出来ることが分かった。現在のGOSATデータを用いた場合、重みの有/無は相関解析結果に大きな違いが無いことが分かった。次に、同期手法の違いによる検証結果の比較を行った。同期手法による検証結果の違いは大きくないことが分かり、同じ空気塊であれば同期したデータセット数が最大となる同期手法が最も良いことが分かった。統一されたバージョンで処理されたGOSATデータ(Ver. 02.72)を用いてCO2及びCH4の経験的補正を行った。補正係数は、複数のバージョンが存在する場合と比較して幾分変化したが、補正結果は良好な結果、つまり、バイアスが改善され、バラツキも幾分良くなった。2016年9月から一般公開が始まったH2Oの補正を試みた。同時に導出される物理量との相関関係を調査し、パラメータの選択を行った。

空間同期条件をかえて、補正前、経験的補正、高度補正、高度補正と経験的補正両方について比較したところ、空間同期条件を小さくした方がバイアスが改善されていることが明らかとなったが、補正手法の組み合わせによる違いは拮抗しており、高度補正のみが良い場合と両方を用いた場合が良い場合があった。結果としてH2Oの補正でもCO2と同程度の数と精度で補正係数の決定をすることができ、補正前後でGOSATデータのバイアスが明瞭に改善することが確認できた。日本の温室効果ガス観測技術衛星(GOSAT)は、対流圏から大気上端までの温室効果ガスのカラム平均濃度を導出する世界初の専用衛星であり、9年分以上の観測データが公開されている。GOSATにより、衛星を用いた短波長赤外スペクトルからの高精度温室効果ガス導出法、データ質検証法、大気輸送モデルの逆計算による地表面フラックス推定法が確立され、幅広い研究に道を開いた。より研究成果を得るためには、更なるGOSATデータの高精度化が必須で、導出手法の改良には大きな労力を要する。本研究は比較的短時間に高精度化が実現可能な、衛星データ検証・補正手法の高度化に関する研究を行った。検証及び衛星データのデータ質の解析とデータスクリーニング法の開発では、衛星データの部分を検討する。更に、補正手法の改良を継続する。そして、GOSATデータを用いた検証・補正法の改善の確認を行う。GOSATデータを用いた検証・補正法の改善の確認が出来れば、改善されたデータの詳細解析による特異現象(anomaly)の検出を試みる。XH2Oの補正手法の改良では補正係数の選択の最適化を行い、補正結果の再確認を行う。改善されたXCO2、XCH4、XH2Oデータの時空間の詳細解析を行い、特異現象の検出を試みる。検出に成功した場合、因果関係の解明を試みる。大気分光学研究の進捗が前後したために、使用計画が変化し差額が生じた。昨年度より次年度使用額は減少したが、研究の進捗が前後したため使用計画が変化して差額が生じた。今年度、着実に研究が進めば、差額が解消すると考えている。次年度は最終年度であるので、早期使用に心がけて、研究を進めて行きたい。
AFP調節遺伝子を用いた腫瘍細胞に特異的な毒素遺伝子発現による抗腫瘍効果の検討

我々は、細胞特異性のあるAFP遺伝子のエンハンサー/プロモーターの下流に殺細胞毒素遺伝子を有するプラスミドを作製し、AFP産生性腫瘍細胞に導入して、その効果をin vitroにて検討する研究を考察した。昨年度までにAFP調節遺伝子の標的細胞での転写活性の特異性を検討するために、レポーター遺伝子としてAFP遺伝子の5'側上流5.1kbを含むCAT遺伝子(pAF5.1CAT)を用い、特異的なCAT発現を認めた。本年度の実績は、1.AFPエンハンサー/プロモーター領域の下流に殺細胞遺伝子として、ジフテリア毒素A鎖の遺伝子を組み込んだプラスミド(pAF5.1DTA)を作製した.2.ヒトAFP産生性肝癌株(Huh-7,HepG2)と、非産生株(NUE,MKN-45)に、pAF5.1CATとcotransfectionし、CAT発現の抑制をもって抗腫瘍効果の検討を行った.Huh-7,HepG2において対照として加えた逆向きにつないだ毒素遺伝子を有するプラスミド(pAF5.1DTA-R)投与群に比較し、CAT発現が抑制されていた.AFP遺伝子のエンハンサー/プロモーターを用いることにより、標的細胞に特異的な毒素発現の可能性が示唆された.これを遺伝子治療に応用すべく、リポソームに包埋しin vivoでの有用性についても検討中である.我々は、細胞特異性のあるAFP遺伝子のエンハンサー/プロモーターの下流に殺細胞毒素遺伝子を有するプラスミドを作製し、AFP産生性腫瘍細胞に導入して、その効果をin vitroにて検討する研究を考察した。本年度の実績は、1.AFPエンハンサー/プロモーター領域の下流に殺細胞遺伝子として、ジフテリア毒素A鎖の遺伝子を組み込んだプラスミド(pAF5.1DTA)を作製した.2.ヒトAFP産生性肝癌株(Huh-7,HepG2)と、非産生株(NUE,MKN-45)に、pAF5.1CATとcotransfectionし、CAT発現の抑制をもって抗腫瘍効果の検討を行った.Huh-7,HepG2において対照として加えた逆向きにつないだ毒素遺伝子を有するプラスミド(pAF5.1DTA-R)投与群に比較し、CAT発現が抑制されていた.AFP遺伝子のエンハンサー/プロモーターを用いることにより、標的細胞に特異的な毒素発現の可能性が示唆された.これを遺伝子治療に応用すべく、リポソームに包埋しin vivoでの有用性についても検討中である.
酸素・電子滴定とESR分光によるヘムオキシゲナーゼ反応の再検討と結晶構造の解析

【ラットヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)の結晶構造】C末端の膜結合ドメインを除いた短縮型ラットHO-1とヘムの複合体の結晶構造を決定した。ラットHO-1の構造は8本のα-ヘリックスから成る。ヘムは2つのヘリックスに挟まれており、近位側(Aヘリックス)にはHis25が配位していたが、遠位側(Fヘリックス)には極性アミノ酸が存在せず、最も近いアミノ酸残基はG139とG143であった。G143のアミド・G139のカルボニルともヘム上の酸素と水素結合するのに充分近い距離に存在していた。HO反応はoxyferrylではなくferric peroxideが活性酸素と考えられている。oxyferrylの形成には遠位アミノ酸の側鎖が関与しているが、HOでは主鎖によって酸素が活性化されている可能性がある。【α-ヒドロキシヘムからα-ベルドヘムへの転換反応】HOによるヘム分解反応では、ヘム・α-ヒドロキシヘム・α-ベルドヘム・ビリベルジンの順に3段階の酸素依存性の反応が起こる。しかし、各ステップの化学反応の詳細な化学量論的な研究はされていなかった。特に第2ステップの反応(α-ヒドロキシヘム→α-ベルドヘム)については、分子状酸素のみで起こると主張するグループと外部からの電子の供給が必要であると主張するグループの対立がある。そこで、この反応の電子要求性について検討した。複合体中のα-ヒドロキシヘムはFe(III)high-spin体とFe(II)πneutral radical体の平衡状態にありCO添加により平衡はRadical体側に大きく傾くこと、この複合体は1当量の酸素によってベルドヘムに転換すること、生成したベルドヘムのヘム鉄は2価であることを明らかにした。これらのことから、HO-ヒドロキシヘム複合体からのベルドヘムへの変換はπradical体から始まり、このものは電子を必要とせずに酸素と反応してFe(II)ベルドヘムに変換されるものと結論された。
抗ハードケラチン抗体作製と幻影細胞の発現メカニズム解析およびその意義

本研究では,石灰化嚢胞性歯原性腫瘍,歯牙腫,石灰化上皮腫,エナメル上皮腫型頭蓋咽頭腫でみられる幻影細胞および陰影細胞出現とWntシグナル伝達経路の関与について免疫組織化学的に検索した.その結果,幻影細胞および陰影細胞はhair proteinsに対する抗体に強い陽性反応を示した.また近接した上皮細胞にβ-cateninの核および細胞質での発現増加,およびLef-1の核への局在を認めたことから,これらの細胞の出現にWntシグナル伝達経路の関与が考えられた.本研究では,石灰化嚢胞性歯原性腫瘍,歯牙腫,石灰化上皮腫,エナメル上皮腫型頭蓋咽頭腫でみられる幻影細胞および陰影細胞出現とWntシグナル伝達経路の関与について免疫組織化学的に検索した.その結果,幻影細胞および陰影細胞はhair proteinsに対する抗体に強い陽性反応を示した.また近接した上皮細胞にβ-cateninの核および細胞質での発現増加,およびLef-1の核への局在を認めたことから,これらの細胞の出現にWntシグナル伝達経路の関与が考えられた.我々はこれまで、独自に作成したhair proteinsに対する抗体を用い、石灰化嚢胞性歯原性腫瘍(石灰化歯原性嚢胞)、エナメル上皮腫型頭蓋咽頭腫および毛母腫に出現する幻影細胞あるいは陰影細胞にhard keratinsの発現を確認してきた。本研究では、type I acidic hard α-keratinsを特異的に認識する抗体を新たに作製し、歯原性腫瘍の一つで、組織奇形あるいは過誤腫とされている歯牙腫における幻影細胞の出現を検索して、これらの発生の異なる組織に由来する4種類の腫瘍が、いずれもhard keratins発現腫瘍であることを新たな知見のもとに証明するのが目的である。まず、先に作製した抗体を用いて、歯牙腫における幻影細胞の出現について免疫組織化学的に検索するとともに、その局在について病理組織学的に検討した。その結果、歯牙腫69例中46例(66.7%)に幻影細胞の出現を認めた。組織型では集合型が52例中41例(78.8%)、複雑型が17例中5例(29.4%)であった。幻影細胞は未熟なエナメル質に近接してみられ、Liese-Gang環様構造物中にもみられることが多かった。この歯牙腫における幻影細胞の出現頻度は従来の報告と比較して著しく高く、また幻影細胞を核とした石灰化物も多くみられ、歯牙腫の構成要素の一つとなっているものと考えられた。次に、type I acidichard α-keratinsに対する新たなモノクローナル抗体を作製するために免疫原を作製した。まず、ヒト毛髪から毛髪タンパクを抽出し、この抽出した蛋白をSDS-PAGEにより分離して、目的とするtype I acidichard α-keratins(40-45kD)のみを抽出した。しかし、得られた蛋白濃度がかなり低いことから、さらに精製して免疫原として使用する予定である。Wntシグナル伝達経路は初期胚発生における器官形成や腫瘍発生において重要な役割を果たすことが知られている.本研究では,これまで、独自に作成したhair proteinsに対する抗体を用い、石灰嚢胞性歯原性腫瘍(石灰化歯原性嚢胞),歯牙腫,毛母腫(石灰化上皮腫),エナメル上皮腫型頭蓋咽頭腫でみられる幻影細胞および陰影細胞の出現へのWntシグナル伝達経路の関与について免疫組織化学的に検索した.その結果,いずれの腫瘍においても幻影細胞および陰影細胞はhair proteinsに対する抗体に強い陽性反応を示し,これらの細胞の細胞質にhard keratinの高度な局在が示された。移行細胞を有する毛母腫を除いて,石灰化嚢胞性歯原性腫瘍,歯牙腫およびエナメル上皮腫型頭蓋咽頭腫における幻影細胞や陰影細胞の出現様式は突然であり,移行形態を有しない点で同じであった.また幻影細胞や陰影細胞に近接した上皮細胞では, β-cateninの核および細胞質での発現増加,およびLef-1の核への局在を認めた.これらの腫瘍では,腫瘍細胞の細胞質においてβ-cateninの集積が増加し,核内へ移行することによってLef-1と結合し, hair proteinのプロモーター領域の転写活性が生じ, hard keratinの産生が増加した結果,幻影細胞または陰影細胞が形成されることが考えられた.また、臨床で経験した唇顎口蓋裂の骨移植部に発生した封入嚢胞の1例では、hairproteinsに対する抗体を用いた免疫組織化学的検索により、その発生に毛髪の迷入が関与している可能性が示唆された。現在我々は、ヒト毛髪から抽出・精製した毛髪タンパクを免疫原としてマウスに使用し、type I acidichardα-keratinsに対する新たなモノクローナル抗体を作製中である。幻影細胞あるいは陰影細胞は角化異常細胞といわれ,歯原性腫瘍である石灰化嚢胞性歯原性腫瘍(石灰化歯原性嚢胞)や歯牙腫,毛母細胞に由来する毛母腫(石灰化上皮腫),および下垂体腫瘍であるエナメル上皮腫型頭蓋咽頭腫に出現する.本研究では,独自に作成したhair proteinsに対する抗体を用い、幻影細胞および陰影細胞の出現におけるWnt/β-catenin経路(canonical経路)の関与について免疫組織化学的に検索した.その結果,いずれの腫瘍においても幻影細胞および陰影細胞はhair proteinsに対する抗体に強い陽性反応を示し,これらの細胞の細胞質にhard keratinの高度な局在が示された。

移行細胞を有する毛母腫を除いて,石灰化嚢胞性歯原性腫瘍,歯牙腫およびエナメル上皮腫型頭蓋咽頭腫における幻影細胞や陰影細胞の出現様式は突然であり,移行形態を有しない点で同じであった.β-cateninは幻影細胞および陰影細胞周囲にみられる上皮細胞や好塩基性細胞の核および細胞質に強い発現を認め,細胞膜にもその局在を認めた.また毛母腫では移行細胞の一部にもβ-cateninの発現がみられた.この核および細胞質におけるβ-cateninの異常集積には,cadherin,APCおよびβ-cateninの変異が関与していることが推察された.また,同様の細胞においてLef-1の発現を核に認めたことから,これらのhard keratin腫瘍では,腫瘍細胞の細胞質においてβ-cateninの集積が増加し,核内へ移行することによってLef-1と結合し,hair proteinのプロモーター領域の転写活性が生じてhard keratinの産生が増加した結果.幻影細胞または陰影細胞が形成されることが考えられた.
転換期のアメリカ合衆国移民政策の社会学的分析-9.11事件以降の入管政策の強化と「非合法」移民への対応

本研究の第一の価値は、アメリカ合衆国での1年間の滞在による集中的な情報収集・分析と複数の地点における多様な社会的フィールドワークを通じて、転換期にある合衆国の移民政策を、合衆国の激しく揺れ動く状況の中から徹底して内在的に理解することに努めたことにある。本研究の第二の価値は、移民政策に関して、政策立案者、政策執行者、経済利害団体、移民集団といった特定の視点を超えて、それぞれの論理を多元的に析出したことだ。この結果、単なる上からの政策論でも、下からの運動論でもない立体的な構図が浮かび上がってきた。その一つは、移民規制機関である本土安全保障省の形成が、政策立案者の意図を超えて、自律的な法執行の動きを開始することであり、このことが特定集団へのインパクトを生み出す点だ。本研究の第三の価値は、NY市、同市郊外諸地域、中西部農村地帯、そしてカリフォルニア州の建設業といった形で、多様な地域特性を視野に入れて、その地域構造がどのように移民政策の実際に影響を与え、同時に地域ごとに異なる移民集団の反応が発生するかという、連邦レベルの移民政策の社会的影響の地域間比較研究を実施した点だ。このことを通して、移民政策が地域的な文脈によって連邦政府からの介入が直裁に出る場合と、それが地域的力関係によって大きく変形する場合があることを示せた。最後に、これらの分析を通して、移民政策過程が、単なる利害団体政治でも、あるいは新しい監視社会型の変容した国家権力による操作でもなく、新しい組織構造と常に変動しつつある各地のエスニック構成や経済構造との相互作用の中で、ダイナミックに展開しあるいは編み出されることが示すことが出来た。本年度は、合衆国の移民政策の転換の国境地帯への影響の現地調査と、移民政策の実施担当組織や国内規制に関する情報収集を行った。第一に、アメリカーメキシコ間の国境の管理強化が、移民の越境パターンにいかなる影響を与えるのかを解明する目的のために、サンディエゴーティファナ地域を焦点に調査を計画実施した。国境のメキシコ側の都市移動してきた移民たちが、規制強化の結果、輸出工業における工業労働者として定着しているのか、あるいは国境を越えた親族などの社会関係によって越境への傾向を維持していくのか、を調査票に基づいて最近移動してきたメキシコ人労働者に聞き取り調査を実施した。3名のメキシコ人研究補助者を同行し、労働者住宅街において対象設定と調査票の施行のために、パイロット調査を8月9月に実施した。これに基づき調査票を改善した上、11月から2月までに研究補助員により本調査を実施し、約300名の調査票を収集することができた。現在、この調査票はコーディング作業中であり、来年度前半はこの調査結果を基に、メキシコ人移住労働者の就労と移動の傾向とその要因を計量的に分析する予定である。第二に、10月よりプリンストン大学社会学部と移民・開発研究所Center for Migration and Developmentで客員として研究に従事し、合衆国の2001年以降の本土安全保障省の成立に伴う規制組織の再編成の実態、国内での非合法移民への取締りの実態、ニューヨーク近郊での移民への地域住民での反応について、専門家への聞き取りと資料収集と分析を行い、平成17年度前半における現地での規制担当者や移民権利の運動家などの聴き取り調査の前提となる制度と政策に関する分析を行った。平成17年度は、連邦の移民担当官庁、地方自治体、移民団体や移民支援団体に聞き取りを実施し、移民政策の背景にある論理と、それの与える影響の各地方での多様性を分析した。第一に、本土安全保障省(Department of Homeland Security)の本庁および地方出先機関での調査では、従来の移民帰化局(INS)とは異なり、移民にサービスを提供する部門と非正規入国・滞在を取り締まる部門に機能分化した結果、取締りの自己目的化が進行することが発見され、組織形態が政策執行に影響を色濃く与えていることがわかってきた。第二に、地域の自治体および移民関係団体との調査では、このような規制強化の方向が、地域レベルで一様に観察されるのではないことが明らかになった。

まず、ニューヨーク市では、一方でテロ攻撃の中心として、大きな注目を浴び、事件直後には移民集団に対しての徹底した取締りが実行されながら、その後は市の政治・行政機構が様々な移民自体の影響力の下、一面的な規制を修正させ、移民監視と地方警察の間の再分離などの政策が打ち出されてきている。これに対し、その周辺の郊外地域においては、一方で閑静な住宅地域における住宅ブームの結果としての建設等の日雇い労働者の急増への反発で地域レベルでの取締りが実行される例や、逆に地域の要望とは別に連邦の出先機関が実績づくりのために取り締まりを強化する地域など、コミュニティレベルでの差が明確になった。さらに、新たな移民集中地域であるアイオワ州などでの聞き取りでは、地域の精肉加工業者らの利害により、むしろ2001年以降労働現場においてはほとんど規制らしい規制が行われていない実態が浮かび上がってきた。このような地域の政治・権力構造、利害団体・エスニック団体の編成が多様な移民への対応に与える影響を、とくに雇用関係・労働市場の水準で分析することが平成18年度の調査課題となる。(1)4月から6月にかけて、H18年3月に合衆国における現地調査において収集した、移民運動に関連した移民関係団体のインタビューの音声・画像データを整理分析した。この上で、2005年春以降急激に活発化している移民法改正をめぐる論争について、連邦議会での議論を中心に、移民規制賛成派の保守的団体と、移民団体、人権擁護団体、移民雇用者の利益団体等の移民擁護派の団体の動きを、現地調査で収集した文書およびinternetにより収集した米国新聞記事等によって時系列的に分析した。その際、非正規移民の正規化あるいはゲストワーカー・プログラムの制度化という移民の国内での滞在・就労権の承認、国境管理政策の二側面が、保守派と中間派の問でどのように争点化したかに注目して検討した。(2)8月から9月にかけては、2006年春の運動を主導した団体が、その後どのように運動の成果を検討し、また今後の移民政策の動向に対する戦略を構想しているかに関して、南カリフォルニアを中心に聴き取りを行った。(3)10月以降は、第一に、連邦レベルでの移民の入国データの時系列的・国別の分析、および近年急激に地域的に分散化している新規の移民の分布状況を分析し、統計的に90年代以降のアメリカの移民状況を数量的に整理する作業を行った。第二に、移民政策の転換の影響を、異なる地域的な文脈のなかでの移民政策の影響を、1)建設業における移民労働の下請け企業での雇用と日雇い労働の拡大の傾向、2)中西部食肉産業における移民労働者と取り締まりの政治的な意味、3)多言語教育への反発の地域的な差異、の3点に関して分析し、形式的な移民管理集権化の傾向のなかで、媒介要因としての地域的権力構造の重要性が確認できた。
離散構造を利用した超高次元データ解析法とその応用

本研究は、極めて高次元なデータにおける組合せ的計算を伴う問題において、問題(組合せを評価する関数)が持つ離散構造を利用する事により、大域的な最適性を持つ解の効率的探索や,離散構造を事前知識とした解析を行うための計算に関する方法論の構築と、その応用における有用性の検証を目的とするものである.本研究では特に、連続関数における凸性に対応する劣モジュラ性と呼ばれる集合関数の離散構造に着目し、従来は厳密に計算する事が困難だと考えられてきた問題(NP困難問題など)への大域的/近似的最適解の計算のためのいくつかの基盤的アルゴリズムの構築を行った.また問題に内在する離散構造を事前知識として利用する事で、効率的・高精度な組合せ的計算を実現する方法に関して研究を行った.そして、遺伝子データ解析などのいくつかの重要な応用へ適用・検証を行い、応用的な有用性についても確認を行った.本研究は、極めて高次元なデータにおける組合せ的計算を伴う問題において、問題(組合せを評価する関数)が持つ離散構造を利用する事により、大域的な最適性を持つ解の効率的探索や,離散構造を事前知識とした解析を行うための計算に関する方法論の構築と、その応用における有用性の検証を目的とするものである.本研究では特に、連続関数における凸性に対応する劣モジュラ性と呼ばれる集合関数の離散構造に着目し、従来は厳密に計算する事が困難だと考えられてきた問題(NP困難問題など)への大域的/近似的最適解の計算のためのいくつかの基盤的アルゴリズムの構築を行った.また問題に内在する離散構造を事前知識として利用する事で、効率的・高精度な組合せ的計算を実現する方法に関して研究を行った.そして、遺伝子データ解析などのいくつかの重要な応用へ適用・検証を行い、応用的な有用性についても確認を行った.本研究は,昨今の著しいデータ取得技術の向上を背景に重要となっている,数千数十万次元といった極めて高次元なデータにおける組合せ的処理を伴う問題において,これらの問題(組合せを評価する関数)が持つ劣モジュラ性を主とした離散構造を利用する事により,大域的な最適性を持つ解を効率的に計算するための方法論の構築と,その応用における有用性の検証を目的とするものである.そして最終的には,従来は厳密に計算する事が困難だと考えられてきた応用に対し,現実的時間内に大域的な最適解の計算を可能とする枠組みの構築を目標とする.本年度は初年度であった事から,まず離散構造に基づいた組合せ的データ解析のためのアルゴリズム体系の構築に関して重点的に研究を進めた.特に応用的に重要と思われる,(1)劣モジュラ最大化,(2)制約付き劣モジュラ最小化,及び(3)劣モジュラ分数計画の3つの問題形式に対して,各々大域的な解の探索を効率的に実行するアルゴリズムの開発を行った.(2)及び(3)に関しては,分野で最もレベルの高い会議であるNIPSにおける採録(Nagano,Kawahara&Iwata(NIPS'10),及び国際雑誌(Pattern Recognition Letters)への掲載が各々行われた.本研究は,昨今の著しいデータ取得技術向上を背景に重要となる,数千数十万次元といった極めて高次元なデータにおける組合せ論的計算を伴うデータ解析において,扱う問題が持つ離散凸性を主とした離散構造を利用する事による,効率的な計算の枠組み構築を目的とする.更に本研究では,開発した枠組みの応用における有用性に関して,実験的な検証を行う.当該年度の主な研究事項は,以下のようである.(1)前年度に引き続き,離散構造に基づく組合せ論的計算に基づくデータ解析のための方法論体系の構築(2)具体的な応用に適したアルゴリズムの開発や,応用的に重要となる特殊構造を利用した高速化まず(1)に関しては,特に(i)サイズ制約下の劣モジュラ最小化,及び,(ii)離散DC計画問題について,各々厳密解を計算するための枠組みの提案を行った.(i)に関しては,劣モジュラ多面体と呼ばれる離散構造に関する理論的研究に基づき,効率的に(多項式時間で)一定の条件を満たす厳密解を計算する枠組みを提案した.また(ii)に関しては,劣モジュラ性と呼ばれる離散構造を用いて,分枝限定法の枠組みの中でこの問題の大域解を探索する方法を提案した.これらの成果は,機械学習分野における最もレベルの高い会議へ論文が採録され(Nagano,Kawahara&Aihara(ICML'11)及びKawahara&Washio(NIPS'11)),学術的にも高い評価を受けた.また(2)に関しては,主に離散凸構造を用いて,慶応大の武田朗子氏との連携による経済データ解析や,また画像処理のための基礎技術(エネルギー最小化)への高速な計算方法を開発した.これらの成果は,離散構造を用いたデータ解析の有用性を示す例として意義のあるものである.本研究は、極めて高次元なデータにおける組合せ的計算を伴う問題において、問題(組合せを評価する関数)が持つ離散構造を利用する事により、大域的な最適性を持つ解の効率的探索や、離散構造を事前知識とした解析を行うための計算に関する方法論の構築と、その応用における有用性の検証を目的とするものである.本研究では特に、連続関数における凸性に対応する劣モジュラ性と呼ばれる集合関数の離散構造に着目し、従来は厳密に計算する事が困難だと考えられてきた問題(NP困難問題など)への大域的/近似的最適解の計算のためのいくつかの基盤的アルゴリズムの構築を行ってきた.

この内容に関する成果は、機械学習分野におけるトップ国際会議であるNIPSやICMLなどへ、数年連続して論文が採録されるなど、国際的にも極めて高く評価されてきた.当該年度は特に、問題に内在する離散構造を事前知識として利用する事で、効率的・高精度な組合せ的計算を実現する方法に関して研究を行った.得られた方法は、遺伝子データ解析などのいくつかの重要な応用へ適用・検証を行い、応用的な有用性についても検証を行った.特に、ドイツのMax Planck研究所と共同で行った遺伝子データ解析(ゲノムワイド相関解析)への適用に関する研究は、経験的に極めて高速かつ高精度な解析方法が得られた。この内容は、バイオインフォマティクス分野のトップ国際会議であるISMB/ECCB'2013へも論文が採録されるなど、国際的にも高い評価が得られている.当初に計画した離散構造,特に劣モジュラ性と呼ばれる離散凸構造を用いた一連のアルゴリズム体系の構築が順調に進んでいる.その応用に関しては,当初想定していた遺伝子データに関する検討は十分に進んでいる状況ではないが,当初想定してはいなかった画像処理や経済データ解析などの応用で議論が進んでいる.24年度が最終年度であるため、記入しない。離散構造を用いたデータ解析のための一連のアルゴリズム体系の構築に関しては,今後も継続して進める.また,その有用性を示すための応用的研究に関しては,当初想定していた遺伝子データ解析も検討を継続する予定であるが,それ以外に関しても視野を広げ,開発してきたアルゴリズムの有用性を示すと思われるものは積極的に取り組んで行く予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
RAS抑制変異体を用いた腫瘍特異的同所性遺伝子治療モデル

1.CEAプロモーターを持つRAS抑制変異体N116Yアデノウイルスベクター(AdCEA-N116Y)は、CEA産生陽性のヒト膵癌細胞株PCI35、PCI43に対し有効な増殖抑制およびアポトーシス誘導効果を示した。ヌードマウスの脾臓にPCI43株を接種し肝転移を作るモデルにおいては、細胞接種5日目にAdCEA-N116Yを投与することで肝内転移結節数を有意に抑制できた。2.AdCMV-N116Yはin vitroでヒト膀胱癌細胞株UMUC-2およびKU-7に対し顕著な増殖抑制効果を示した。この腫瘍形質抑制効果はJNK活性化に関わるシグナル伝達経路の抑制による可能性が示唆された。またこのベクターは、膀胱に同所生着させたUMUC-2およびKU-7の増殖を強く抑えることが示された。