hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Rhoファミリーによる細胞骨格と細胞接着の制御機構

私共は既に、Rho-キナーゼの基質としてMBS及びadducinを報告しているが、本研究では、Rho-キナーゼによるリン酸化を特異的に認識する抗リン酸化抗体、リン酸化部位に変異を導入した変異遺伝子・蛋白質を作成し、Rho-キナーゼによるこれらの基質のリン酸化が生理的にどのような役割を果たすかを解析した。その結果、リン酸化MBSは細胞質分裂時の分裂溝・ストレスファイバー・膜ラッフリング部位に濃縮すること、また、リン酸化adducinは膜ラッフリング部位や移動中の細胞の先端に濃縮し、細胞運動に関与することをそれぞれ明らかにした。また私共は既に、IQGAPがカドヘリン・β-カテニン複合体に結合することで、細胞間接着をネガティブに制御することも報告している。本研究においては、細胞間接着におけるIQGAPの機能をRacやCdc42がどのように制御しているか、解析を行った。その結果、活性型RacやCdc42はIQGAPによる細胞間接着の乖離を抑制し、RacやCdc42はIQGAPの機能をネガティブに調節し、結果として細胞間接着をポジティブに制御していることを示した。現在HGFによる細胞遊走などの生理的現象においてもRac、Cdc42、IQGAPによる細胞間接着の調節が関与していることを示唆するデータを得ている。以上、本研究の研究目標はほぼ達成できたと考えられる。Rhoファミリー低分子量GTPase(Rho,Rac,Cdc42)は、細胞外シグナルの下流で主にアクチン細胞骨格と細胞接着を制御していると考えられている。私共は既に、RacとCdc42の標的蛋白質としてIQGAP1を、Rhoの標的蛋白質としてRho-キナーゼとMBSを同定している。本研究では、細胞骨格及び細胞接着制御機構を明らかにすることを目的とし、Rhoファミリー低分子量GTPase及びその標的蛋白質の機能解析を行った。私共は既に、IQGAP1がβ-カテニンと直接結合し、カドヘリン・カテニン複合体からα-カテニンを解離させることにより細胞間接着を負に制御することを明らかにしている。また、活性型RacとCdc42がIQGAP1の機能を阻害し、細胞間接着を正に制御することも明らかにしている。本研究では、このRac/Cdc42/IQGAP1による細胞間接着の制御システムがhepatocyte growthfactor(HGF)により誘導されるcell scattering(細胞分散)時の細胞間接着の破壊に関与しているか否か検討した。その結果、Cdc42、Rac及びIQGAP1はα-カテニンの動態制御を介して、cell scattering時の細胞間接着の破壊に関与していることが明らかとなった。また、RacとCdc42の活性化動態を特異的にモニターするassay系の開発に成功し、細胞間接着の再構築時におけるRacとCdc42の活性動態を明らかにした。一方、私共は既に、Rho-キナーゼの基質としてMBSやMLC、adducin、ERMなどを報告しているが、本研究では、新たにRho-キナーゼの基質としてCRMP-2、MAP2、tau、calponin、EF-1αを同定した。さらに、私共はRho-キナーゼによるCRMP-2のリン酸化がLPAによる神経細胞の成長円錐の退縮に重要な役割を果たしていることを明らかにした。
全身性エリテマトーデスの病因としての内在性レトロウイルス-遺伝子治療への可能性-

本研究課題において、私達が明らかにしてきたことを列記する。1)多くののSLE患者のリンパ球にて、ヒト内在性レトロウイルス(HERV)clone4-1のmRNAは転写されており、一部の患者ではこのウイルス抗原と抗体が同定されるがこうしたことは、健常者や慢性関節リウマチ患者などではみられない。2)SLE患者で転写されているclone4-1は、第11番目染色体に局在しているclone4-1と極めて相同性が高く、このclone4-1の転写・翻訳過程には、HERV遺伝子のメチル化の障害とストップコドンの不活化が関与していると考えられた。3)Clone4-1のmRNA量をRQ-PCR法で定量するとこのmRNA量は、SLEの治療による活動性の低下によって減少する。4)Clone4-1由来の合成ペプチドは、試験管内でT細胞活性化、T細胞アネルギー、多クローン性B細胞活性化などSLEで認められる免疫異常を誘導しうる。以上の研究結果は、マウスSLEモデルなどの研究から明らかにされているようにヒトSLEの発症にもHERVが何らかのかたちで関与していることを示唆している。こうした結果を踏まえ、さらにHERVのSLE発症における役割を明確にするために現在SLE患者由来clone4-1を用いたDNAimmunization法によるSLEモデルマウス作成を試みている。これらのことは、将来のSLEの遺伝子治療に連なる可能性がある。本研究(課題番号11670456)での、今年度の主な研究成果は以下の通りである。(1)全身性エリテマトーデス(SLE)患者では、ヒト内在性レトロウイルス(HERV)clone4-1のgag、env領域遺伝子のmRNAへの転写が認められる。(2)SLE患者リンパ球にはclone4-1 gagウイルス蛋白が同定されているが、転写されているSLE患者clone4-1のgag領域遺伝子には、報告されているprototypeのclone4-1に存在しているstop codonが共通して破壊されており、これが、clone4-1蛋白への翻訳に関連していると考えられる。(3)GeneBank databaseを用いて検索すると、SLEで転写されているclone4-1は、第11番染色体短腕側に局在しているclone4-1と相同性が高く、この部分のHERVが転写されている可能性が高い。(4)健常者で、この転写がみられないのは、methylationによる転写阻止が関連している可能性が高い。(5)SLEでのclone4-1のmRNA量をRQ-PCR(TaqMan法)にて解析すると、治療による病態の改善で、その量に著しい低下がみられる。(6)Clone4-1由来のウイルス合成ペプチドは、T細胞の活性化、不応性(anergy)、多クローン性B細胞活性化などSLEに特徴的なリンパ球機能異常を誘導しうる。以上の結果を踏まえて、clone4-1 gag遺伝子挿入発現ベクターを用いた、細胞およびマウスへの移入実験を計画中である。12年度私達は、ヒト内在性レトロウイルス(human endogenous retrovirus;HERV)の一種であるclone4-1の全身性エリテマトーデス(SLE)の病因に及ぼす影響につき検討を加えてきた。平成12年度の本研究の結果以下の点が明らかとなった。1)SLE患者のHERV clone4-1遺伝子には、メチル化の障害がありこれが転写抑制を阻止し、健常者ではほとんどその転写をみないclone4-1の転写が促進されている。2)SLE患者のclone4-1遺伝子には共通した変異によりストップコドンの不活性化があり、これが、clone4-1の翻訳促進に関与している。こうしたことによって、SLEではclone4-1のウイルス抗原やその抗体が産生されている。3)合成されたHERV clone4-1ペプチドを用いた研究から、clone4-1遺伝子産物は、SLE患者に認められるT細胞やB細胞機能異常を誘導できることがわかった。以上に述べた本年度研究成果と、従来からの私達の研究成果は、ヒトSLEの病因におけるHERVの役割の重要性を示唆するものと考えられる。
デコンディション症例における体力・体組成・栄養状態の変化と運動療法の意義

急性疾患後や侵襲大の手術後等にはphysical deconditioning(以下、デコンディション)が生じやすい。この状態に対する適切な改善治療としては、近年、運動療法だけでは不十分と推定されており、消耗状態や低栄養状態等を勘案した包括的治療体系が必要ではないかと考えられるようになった。しかし、このことを追求した研究は過去・現在ともに乏しい。本研究では、デコンディション患者における運動能力・ADL改善度と治療期間中の栄養状態との関連性を分析した。その結果、体組成が全般的低値を示すような低栄養患者を除き、大部分の患者ではリハ治療期間中のデコンディション改善度とTP値・Alb値・食事摂取量・総栄養投与量との間には明白な関連性を認めなかった。平成18年度は症例データ収集の年度としてその目標症例数を2030例と見積もっていたが,平成19年3月1日現在の検討症例数は計36例にのぼり,うち必要とするデータが全てそろった症例は21例であった.すなわち,症例データ数については当初の目標数を達成できている.本研究に携わる時間としてはおよそ57時間/週であり,これも当初の予定通りである.現時点でのデータを分析(握力,10m歩行試験,立位バランス試験,反復起立試験およびBarthel Indexに対し,各種体組成項目(筋肉量・推定骨量・脂肪量・体水分量・基礎代謝量)の相関性などを検討)したところ,体組成値が全般的に低い患者では各種運動指標の改善があってもBarthel Indexは停滞経過を示す傾向がみられた.全般的に低い例では能力障害の効果が現れにくいか,運動能力の改善があるレベルで頭打ちするようであると考察している.以上の中間結果については平成19年度に発表予定としていた学術集会の演題内容としてまとめ,現在2つの学術集会(平成19年6月;日本リハビリテーション医学会学術集会.同じく平成19年6月;World congress of International Society of Physical and Rehabilitation Medicine)で採択されており参加者の意見を拝聴したい.今後の分析では,なぜ体組成値の低い患者で能力改善が悪いのかを明らかにしたいが,現在個々の症例の栄養状態分析を後方視的にすすめており,栄養状態の良し悪しとの相関性が見いだせる可能性があると推察している.これを肯定する結果がえられれば,栄養状態に応じた運動療法アプローチのあり方を提案する必要性が生じ,また前方視的には,体組成値の低い症例に栄養状態改善を積極的に併用させた運動療法の効果を検討する必要が生じると考えている.平成18年度,19年度の2年間において,症例データ収集では120例近くを達成した。握力,10m歩行試験,立位バランス試験,反復起立試験,Barthel Index,各種体組成項目(筋肉量、推定骨量、脂肪量、体水分量、基礎代謝量),TP、Alb等の血液データ,および食事摂取量や非経口的栄養投与についてデータ蓄積できた。これらのデータを平成20年1月より解析中であるが,現時点で注目できる点は以下のとおりである。2)各種体組成項目は,その値が低いと各種運動評価項目の回復が遅い傾向がある様である。3)運動評価項目のスコアが顕著に改善しても,体組成項目は変化しない。リハビリテーション医療の立場からみたdeconditioningは単なる廃用性の運動機能障害のみとは言いがたい。体力消耗や低栄養といった代謝的、栄養学的問題も強く関与していると考えるが,現在のデータ分析途上では,これらを明らかにできるような結果が表れていると考えられる。また,本研究結果は最終的に,deconditioningに対する適切な治療指針を,運動学と代謝、栄養学の両者を織りまぜた形で包括的に示せるものと考えている。平成20年度は,以上の点をさらに明解となるように分析を進め,学会発表(現在,日本リハビリテーション医学会,欧州運動学障害医学会に演題採択されている)を行うとともに,現在記載中の学術論文をさらに進めたい。本年度は,学会発表にかかる諸費用,および論文記載、投稿にかかる費用(文献検索,英文添削,印刷費等)を本研究補助金で賄わせていただきたい。平成1819年度、約120例のdeconditioning患者(以下廃用患者)のデータ収集(運動能力<10m歩行試験・立位バランス試験・反復起立試験>、ADL<Barthel Index>、体組成<体重・体脂肪・筋肉量>、血液データ<TP値・Alb値等>、食欲、投与栄養量)を行えたが、うち解析に十分なデータのそろっていた69例を対象に、平成20年度はデータ整理・分析を行った。男性34名、女性35名、平均年齢73.6歳(5592歳)、リハ治療期間は平均9.3日(415日)であった。経口栄養量が不足する患者では、不足分は非経口的に補われていた。【結果】リハ治療開始時において;#

1体組成が低い場合、リハ治療期間中の運動能力の回復が遅い傾向あり;#2 TP値・Alb値は、リハ治療期間中の運動能力・ADLの改善度とは無関係。リハ治療期間中において;#3体組成は、リハ治療期間中、どの症例でも顕著な変化を認めず;#4 TP値・Alb値の変化は、リハ治療期間中の運動能力・ADLの改善度とは無関係;#5食欲の程度は、リハ治療期間中の運動能力・ADLの改善度とは無関係。【考察】#1、2より、低栄養状態に加えその影響が体組成に及ぶほどの場合、これは運動能力・ADL改善に対しマイナス因子としての影響が大きいと推察されたが、この状態をTP値・Alb値のみで把握するのは困難と考えられた。また、#4、5より、リハ治療期間中のTP値・Alb値の変動や食欲の状態によって運動能力・ADLの改善度は推察困難と考えられた。また、体組成が変化しなくとも(#3)あるいは総栄養投与量が満たされていても、運動能力・ADLは変化に富むことが示されたが、このことから廃用患者では、運動能力・ADLの改善には筋肉量増加以外の要因(スキルの向上など)の関与が大きいと推察された。
微視的溶媒和による無輻射過程の制御機構の解明

本研究の目的は、組成・構造・内部状態を規定した気相クラスターを対象とした実験的研究によって、溶質と溶媒間の微視的相互作用によって無輻射過程がどのように制御されるかを明らかにすることにある。3年間の研究期間において、質量選別光イオン化法および高速時間分解分光の活用により下記の結果を得た。1.溶媒の種類によって蛍光収率が大きく変化するアクリジンおよびアクリドンについて、水和クラスターにおける無輻射過程を研究した。まず、電子遷移のスペクトルシフトや赤外スペクトルを密度汎関数法による計算結果と比較することによりクラスターの水和構造を決定した。さらに、蛍光寿命がサイズや水和サイトに顕著に依存することを見出し、この無輻射過程制御のメカニズムが、近接する(n,π^*),(π,π^*)状態のエネルギー関係が微視的水和形態の差異に対応して変化するためであることを定量的に明らかにした。2.エキシマー生成などの多様な無輻射過程が進行すると報告されているベンゼン多量体について、その電子スペクトルを再検討した。多数の同位体置換種について質量選別ホールバーニング分光を適用し、スペクトルの詳細な解析から従来の帰属が誤りであることを確証した。3・4量体について新たな帰属を提唱し、今まで矛盾していた各種の研究結果が合理的に説明しうることを示した。さらに、クラスターの構造と励起子交換相互作用に関して初めて実験的な情報を得た。3.ピコ秒ポンプ-プローブ法を用いた回転コヒーレンス分光によって、シアノアントラセンとさまざまな溶媒からなるクラスターの構造を決定した。特に、炭素・アセトニトリル・フロロホルムのような非水素結合性の極性分子について溶媒和構造を初めて実験的に明らかにし、芳香族シアノ化合物クラスターにおける反応性と溶媒和構造との相関を議論する上での基盤を提供した。研究初年度である本年度は、新たに高出力の色素レーザーを導入し、高感度な多重共鳴レーザー分光実験を実施できるシステムの構築を行った。また、飛行時間型質量分析器の立ち上げを行なった。以上の研究環境の整備にもとづいて、下記の結果を得た。1.溶液中では溶媒によって項間交差の反応速度が大きく変化するアクリジンおよびアクリドンについて、単体および水クラスターの気相電子スペクトルを初めて観測した。アクリジンでは、電子励起後に項間交差反応が進行していることを増感りん光法を用いて直接的に確認した。アクリドンでは、溶媒和によって蛍光量子収率が急激に大きくなることがピコ秒時間分解計測から明らかになった。また、クラスターの水和構造を明らかにするため、2重共鳴法により赤外スペクトルを測定した。特にアクリドンでは、水和ネットワークの段階的変化を示唆する結果が得られている。2.ベンゼン2量体について、電子励起状態におけるバンドオリジンの分裂や分子間振動構造を解明するため、共鳴光イオン化スペクトルおよび蛍光検出2重共鳴スペクトルの測定を行った。3. π型水素結合を有する芳香族分子クラスターにおける、溶媒分子の3次元内部回転運動を解析する手法の確立を行った。ベンゼン・水ならびにアントラセン・アンモニアを対象とし、分子間ポテンシャルの形状とエネルギー準位構造の相関を明らかにした。

4.ピコ秒時間分解ポンプ-プローブ法を用いた回転コヒーレンス分光によって、シアノアントラセンとアルゴンよりなるクラスターの構造を決定し、類似の系であるアントラセンクラスターとは異なり、いわゆるwetタイプの溶媒構造が安定であることを明らかにした。本研究の目的は、組成・構造・内部状態を規定した気相クラスターを対象とした実験的研究によって、溶質と溶媒間の微視的相互作用によって無輻射過程がどのように制御されるかを明らかにすることにある。研究第2年である本年度は、色素レーザー用の倍波発生装置を導入して波長可変な2つの紫外光を利用した多重共鳴分光実験が可能となった。また、現有の高速レーザーシステムに改良を加え、より強力かつ安定度の高いピコ秒パルス光を発生できるようにした。以上の研究環境の整備にもとづいて、下記の結果を得た。1.溶媒の種類によって無輻射過程の反応速度が大きく変化するアクリジンおよびアクリドンについて、単体および水クラスターの気相電子スペクトルを観測した。まず、質量選別光イオン化法によって溶媒和数の確定を行った。さらに、2重共鳴法により測定した赤外スペクトルを密度汎関数法による計算結果と比較することにより、クラスターの水和構造を決定した。特にアクリドンでは、水和ネットワークは溶媒数に対応して段階的に変化することが示された。ピコ秒時間分解蛍光寿命測定の結果、両分子ともにわずか数個の水分子の溶媒和が劇的に蛍光量子収率を増加させることが明らかになった。この現象は近接する2つの電子状態のエネルギー関係が微視的水和によって逆転することに起因していることを、実験的・理論的に示した。2.ベンゼンクラスターについて、質量選別光イオン化法によって電子スペクトルを測定した。同位体置換効果の詳細な解析から、従来のスペクトルの帰属が誤りであることが明らかになった。3.ピコ秒時間分解ポンプ-プローブ法を用いた回転コヒーレンス分光によって、シアノアントラセンとそのクラスター(水・アルゴン)の構造を決定した。様々な改良によってスペクトルのS/N比向上を実現し、クラスターの構造解明のための一般的手法として利用できることを示した。研究最終年である本年度は、質量選別光イオン化法および高速時間分解分光の活用により下記の結果を得た。1.溶媒の種類によって蛍光収率が大きく変化するアクリジンおよびアクリドンについて、水和クラスターにおける無輻射過程を研究した。まず、電子遷移のスペクトルシフトや赤外スペクトルを密度汎関数法による計算結果と比較することによりクラスターの水和構造を決定した。さらに、蛍光寿命がサイズや水和サイトに顕著に依存することを見出し、この無輻射過程抑制のメカニズムが、近接する(n,π^*),(π,π^*)状態のエネルギー関係が微視的水和形態の差異に対応して変化するためであることを定量的に明らかにした。2.エキシマー生成などの多様な無輻射過程が進行すると報告されているベンゼン多量体について、その電子スペクトルを再検討した。多数の同位体置換種について質量選別ホールバーニング分光を適用し、スペクトルの詳細な解析から従来の帰属が誤りであることを確証した。
高次運動機能障害の分子病理理解に資するマウス・デジタル脳遺伝子発現解析

脳には、その複雑な構造を維持し機能を発揮するために、全遺伝子の85%以上が発現している。研究代表者らは、3次元空間での遺伝子発現分布を、脳全体を俯瞰する形で網羅的に測定するTT法を開発した。更に小型動物の微細な動きを観測する高精度MC法(hMC)を開発し、軽微な歩行異常と正常との違いを生体力学モデルのパラメータの違いとして表すことに成功した。これらの手法を用いて、遺伝的な運動異常を示すヒト疾患のモデルマウスの解析を行い、病初期におけるパラメータの変化と一群の遺伝子の存在位置の変化を見出した。二つの独自開発技術、すなわち、脳に発現する全ての遺伝子の発現分布を、解剖学的形態を俯瞰する仮想3次元ex vivo空間で測定する方法:Transcriptome Tomography(TT法)と、小型動物の動きを高精度解析するモーションキャプチャー法(hMC法)を用い、意志に基づく運動(随意運動)が進行性に障害され、不随意運動が現れるハンチントン病(HD)モデルマウスについて、発症前後で経時的に、脳内遺伝子発現分布と上下肢・体幹の動きを測定し、脳機能障害と運動異常との関連を解析する。これにより、脳高次機能障害での不随意運動の分子病態について、治療薬開発などに繋がる新知見を得て、最終的には随意運動中枢機能とその病態理解をめざして研究を行っている。結果はデータベース化して公開する。2014年度は、生後5週のHDモデルマウスについて、上記2つの方法及び脳MRIを実施し、脳の形態、遺伝子発現と、歩行や姿勢制御についてのタスクを負荷した場合の動きを測定した、同一週令のコントロールマウスと比較した。5週令では従来、行動異常や遺伝子発現異常は観察されていない。確かにMRIではコントロールに比べ著明な変化を認めなかった。ところが新規法で高精細にデータを取得することで、発症のごく初期の遺伝子発現レベルの変化、行動異常を検知することができた。このように新規所見を得ることができたので、当初の研究計画を一部変更し、次年度は更に、週令の若いマウスでの比較を試み、発症前に起こる分子レベルでの異常と、それによる随意運動障害の分子病理を解析する。研究実施者らが独自に開発した2つの方法、1遺伝子発現分布を網羅的に俯瞰する形で3次元空間で解析するトランスクリプトーム・トモグラフィー法(TT法)と、2小型動物の運動を高精度解析するモーションキャプチャー法(hMC法)を用いてハンチントン病(HD)モデルマウスの運動と遺伝子発現測定を行い、これを正常マウスと比較して、発症の病態についての解析を行なっている。2014年度から引き続いて、5週令マウスについての解析を行った。モーションキャプチャーの解析から、従来運動機能について問題ないとされていた5週令について異常が認められたが、更にこの時点のマウスについて遺伝子発現解析から、当初考えていたようにHDの病態を反映する遺伝子発現変化が、細胞死の亢進による神経細胞の減少を示すものではなく、発生過程の変化による可能性があるという予期せぬ実験結果を得た。それに対応すべく遺伝子発現測定実験方法の一部をマイクロアレー法からqRT-PCR法を変更して結果の確認を行った。TT法で作成した3次元遺伝子発現地図の解析に用いるため、解剖学的脳領域ごとの遺伝子発現情報を、成体マウス情報で再計算して求めた。これによってHDモデルマウス病変部位で特徴的に発現している遺伝子の特徴について解析できるようになった。更にTT法で得られた発現データを用いて遺伝子発現の類似性について共発現解析を行い、HDモデルマウスに特徴的共発現パターンを求める解析を行った。HDモデルマウスについて、これまでに報告のない予期せぬ実験結果のため、研究方法に変更を加えたが、全体として順調に進展している。研究実施者らが独自に開発した2つの方法1遺伝子発現分布を網羅的に俯瞰する形で3次元空間で解析するトランスクリプトーム・トモグラフィー法(TT法)と、2小型動物の運動を高精度解析するモーションキャプチャー法(hMC法)を用いてハンチントン病(HD)マウスモデルの運動と遺伝子発現測定を行い、これを正常マウスと比較して、発症の病態について解析を行っている。2015年度に、従来運動機能について問題がないと考えられていた幼弱マウスについて、hMC法で軽度の運動及び行動異常を認め、更に、TT法では、当初考えられていた細胞死による神経細胞の減少ではなく、発生過程を支配する遺伝子の発現パターンにすでに大きな変化を認めることを見つけたので、今年度も引き続き、これらの遺伝子群に注目して研究を行った。変化を認めた遺伝子群について、qRT-PCR法を用いてマイクロアレー法で得た結果を確認した。これらの遺伝子発現分布の3次元マップ位置をさらに明確に得るため、詳細なTT法測定を行って結果を再度検証した。また、同時に採取したMRI画像と発現発現地図を重ね合わせる事で遺伝子発現位置を確認し、正常マウスと比較を行って、病態と遺伝子発現分布変化について検討した。また、これらの測定値について、WEB上のブラウザ経由で解析し、結果を表示できるプラットフォームを整備した。研究成果を論文化する際には、そのプラットフォーム上で遺伝子発現分布変化を表示する準備を行った。予期せぬ研究結果を得たため、研究方法に変更を加え、追加解析が必要となったため、一部予定より遅れる部分があるが、全体として新規結果をまとめる方向で、順調に進展している。研究実施者らが独自に開発した2つの方法

1遺伝子発現分布を網羅的に俯瞰する形で3次元空間で解析するトランスクリプトーム・トモグラフィー法(TT法)と、2小型動物の運動を高精度解析するモーションキャプチャー法(hMC法)を用いてハンチントン病(HD)マウスモデルの運動と遺伝子発現測定を行い、これを正常マウスと比較して、発症の病態について解析を行っている。2015年度に、従来運動機能について問題がないと考えられていた幼弱マウスについて、hMC法で軽度の運動及び行動異常を認め、更に、TT法では、当初考えられていた細胞死による神経細胞の減少ではなく、発生過程を支配する遺伝子の発現パターンにすでに大きな変化を認めることを見つけたので、これらの遺伝子群に注目して研究を行った。昨年度までに、複数の実験試料測定を複数の方法で行い、モデルマウスに見られる発現分布異常を確認してきた。最終年度である本年度は、組織染色手法とRNA-seq法をもちいて、遺伝子のスプライス変化に注目して解析を行った。更にこうした変化が、脳の発達のどの時期から始まるのかについて、新な実験を試みた。それらの実験に資するため、モデルマウスを再度胚から調整して確認実験を行った。結果については現在も解析中であるが、本来限局した発現パターンを示す遺伝子が大脳皮質に広く分布しており、こうした遺伝子を発現するはずの神経細胞の機能分化の障害が、ハンチントン病の初期の運動・行動異常と関係していると考えられた。現在結果を論文としてまとめている。脳には、その複雑な構造を維持し機能を発揮するために、全遺伝子の85%以上が発現している。研究代表者らは、3次元空間での遺伝子発現分布を、脳全体を俯瞰する形で網羅的に測定するTT法を開発した。更に小型動物の微細な動きを観測する高精度MC法(hMC)を開発し、軽微な歩行異常と正常との違いを生体力学モデルのパラメータの違いとして表すことに成功した。これらの手法を用いて、遺伝的な運動異常を示すヒト疾患のモデルマウスの解析を行い、病初期におけるパラメータの変化と一群の遺伝子の存在位置の変化を見出した。本年度の研究計画のうち1)解析プログラムの改良-1.遺伝子発現解析プログラムの改良については、脳領域選定法を変更する必要があるので(下記理由)開発がやや遅れているが-2.MC解析法の改良は予定どうり進んだ。2)運動データと遺伝子発現データの取得を、予定を変更して5週令で行った。2)を変更したことにより、従来法では観察できなかった病初期の行動異常と、遺伝子発現異常について観測できた。1)ー1の解析プログラムの改良はこうした病初期の変化を精細に解析できる方法を検討中である。このように1)ー1の遅れはあるが、予想以上に従来法では観察できなかった病態を明らかにできる可能性を示すことができ、全体としておおむね順調に進展している。今年度得られた結果について、再度実験解析を行いこれを確認する。その後結果を論文としてまとめ、更に網羅的解析結果についてデータべース上で公開する。疾患関連遺伝子の脳内分布の変化について、モデルマウスと正常マウスについて、組織学的な方法も含めて比較解析して、TT法などによるこれまでの結果と比較検討して、論文にまとめる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
高分子ブレンドによるアミノ酸系低分子ハイドロゲルの特性評価

本研究では、L-アミノ酸系低分子ハイドロゲル化剤が形成する低分子ハイドロゲルの物性を向上させるために、種々の共有結合性高分子をブレンドし、新規ハイドロゲル材料の開発を目的とする。そして、高分子を低分子ハイドロゲル網目へ組み込むことによって、低分子ハイドロゲルの機械的特性や熱的特性等を向上でき、さらには、低分子ハイドロゲルの物性を高分子のブレンドによってコントロールできるような組み合わせを見出す。そのために、低分子ハイドロゲルの特性に及ぼす高分子の添加効果について詳細に検討する。
T-2トキシン誘発表皮細胞アポトーシスの発現機構

T-2 toxinはFusarium属真菌の産生するマイコトキシンで、リンパ造血系臓器にapoptosisによる組織傷害を惹起することで知られている。研究分担者のアルバレンケはこれまで、T-2 toxinを直接塗布したラット背部皮膚でも表皮細胞にapoptosisが惹起されることを初めて明らかにし、apoptosisの発現に関与する諸因子についてin vivoで検討を加えてきた。本研究では、真皮の影響を除去し、T-2 toxinの表皮細胞への直接作用を明らかにすべく、ラット由来表皮細胞初代培養系を確立した。ついで、この初代培養系に0.25μg/mlのT-2 toxinを添加し、0.512時間後にかけて表皮細胞を単離して、細胞の生存率、形態変化およびRT-PCR法によるapoptosis関連遺伝子およびcytokine遺伝子のmRNAの発現の推移を検索した。その結果、細胞生存率は添加12時間後に40%に減少した。また、形態学的には、細胞体の萎縮と核濃縮を特徴とする表皮細胞のapoptosisが6時間後から認められ、その数は12時間後に最大値に達した。一方で、細胞増殖活性の指標であるPCNA陽性表皮細胞数は3から12時間後にかけて顕著に減少した。さらに、今回検索したapoptosis関連遺伝子およびcytokine関連遺伝子のうち、c-fos、c-junおよびTNF-αmRNAの発現は、apoptosisの発現に先立つ添加0.5時間後から顕著に増加した。こうした所見から、T-2 toxin誘発表皮細胞apoptosisにはc-fos、c-junおよびTNF-αが密接に関与していることが示唆された。また、こうしたin vitroの所見は上記のin vivoでの所見と良く対応していた。現在、この2年間で得られた研究成果を2編にまとめて国際学術誌に投稿すべく、準備中である。
中高生の科学的分析思考力を育てる数学的モデリングチャレンジプログラムの開発実施

日本で初めての中高生を対象とした数学的モデリング・チャレンジのプログラムを京都で開催し,その教育的効果を検証するとともに,実施上の問題点について考察した。1回目は2013年2月に中学3年生8名が,2回目は2014年2月に高校1年生21名が,3回目は2015年2月に中高生33名が,それぞれ参加し,ボブスレー問題や電力会社収支問題などの現実問題に数学を使って挑戦した。その結果,参加した生徒は数学の有用性を再認識するとともに数学を使った問題解決に挑む楽しさを感じ取っていた。そして,このプログラム実施によって,周辺の数学科教員に数学的モデリング教材についてより明確に認知してもらうことにも繋がった。京都教育大学において,平成26年2月16日(日)に高校1年生を対象に数学的モデリングチャレンジを開催した。参加したのは,近隣4高校からの計21人の生徒である。3人がチームとなり,社会的問題コースと理科的問題コースに分かれて,昼休みをはさんで約6時間のプログラムに挑んだ。社会的問題コースでは,京都府を6つの選挙区に分ける問題に取り組み,表計算ソフトExcelを用いた様々な解析に挑戦した。理科的問題コースでは,2人乗りボブスレー問題を取り上げ,グラフ電卓と距離センサーを用いた実験結果の解析とこの問題解決に挑戦した。近隣の高校69校に参加募集案内を送付したが,残念ながら数学的モデリングについての認知度も低く,多くの参加者を得ることができなかった。しかし,参加した生徒からは多くの肯定的な感想が得られ,今後の中高生の科学的分析思考力を育てる数学的モデリングチャレンジプログラムの可能性が窺えるものとなった。また,多くの高校へ募集案内を送付したことは,京都地域の高校数学科教員への数学的モデリング普及の一歩となったものと考えられる。一方,研究分担者2人と研究協力者1人が数学的モデリングをテーマとした国際会議ICTMA16(ブラジル・ブルメナウ)に参加して研究発表を行い,数学的モデリングの教材開発やモデリング・チャレンジ・プログラムについての情報交換を行った。この平成25年度数学的モデリングチャレンジの実施内容の一部については,国内の数学教育学会春季年会においても発表した。また,一般への広報は,文教速報の平成26年3月10日号で行った。休日である2013年2月16日(土)に,中学3年生を募集して数学的モデリングチャレンジを試行的に実施した。午前10時から午後4時までの日程で,Aコース(社会的問題への挑戦)とBコース(理科的問題への挑戦)に分かれて,それぞれの数学的モデリングを含む問題解決活動に取り組ませた。公立,国立の3つの附属中学校3年生に募集案内をしたが,入試等の学校行事や数学的モデリングの低認知度などもあり,参加生徒は8人にとどまった。しかし,この種のプログラムは日本初であり,参加生徒の問題解決活動や認識変容など多くの示唆が得られるものとなった。また,理科コースに参加した生徒の1グループは,購入したグラフ電卓を事前に予習するなど,数学的モデリングチャレンジにおけるICT機器使用に道を開く先導的な取り組みともなった。さらに,このプログラムの実施にあたっては,大学教員10名,学校現場教員3名が係わり,当日に参加見学した現場教員3名も加わるとともに,スタッフとして協力した大学ゼミ4回生6人も含めて,教育関係者の研修,プログラムの普及へと繋がる成果も見られた。今回のプログラム実施内容については,数学教育学会の秋,春の定例会において,それぞれ経過を発表し,公開討論の機会を持った。2013年7月の国際会議ICTMA16(ブラジル)においても発表する予定である。アメリカのHIMCMはネットによる分散実施であったため,直接の現地調査はできなかったが,世界数学教育国際会議ICME12には参加して諸外国の現状を調査することができた。高校生対象の数学的モデリングチャレンジについては,平成24年度の中学生プログラムの結果を受けて,担当者を中心に平成25年度実施に向けて企画立案中である。京都教育大学において,平成27年2月15日(日)に中学2年生と高校1年生を対象に数学的モデリングチャレンジ京都を開催した。参加した生徒は,近隣の3中学校から18人,5高校から15人で,中学2年生Jコースと高校1年生Hコースに分かれて,昼休みをはさんで約6時間のチャレンジプログラムに挑んだ。Jコースでは,データ解析・予測を扱った。午前は,京都市の年最高気温のデータから様々な一次関数近似を行い,2050年や2100年の年最高気温を推測する内容を扱い,グラフ電卓の使用方法も理解させた。午後は,日本の子どもの出生数データから,2020年や2050年の子どもの出生数を予測する問題解決に挑戦した。

Hコースでは,最密充填問題を取り上げ,スーパーの買物用プラスティックバッグに「みかん」のような球体の商品がどれだけ入るのかという問題場面を扱った。午前は, 1辺が10cmの正方形に直径1cmの円がどれぐらい重なり合うことなく敷き詰められるのか,内寸が15cmの立方体アクリルケースには直径は3cmのスチロールボールがどのくらい入るのか、という問題を考えさせた。午後は, 25cm×34cmサイズのビニル袋に,同じスチロールボールがいくつ入るのかという問題に挑戦した。参加者からは「数学をどのようにして生活に活かせばいいのか分かったような気がした」「自分の社会について考えていかないといけないのかなと思った」「数学にこのような面があるのだなと思った」「今日の経験で数学が日常生活に活かせそうだと思った」等の感想があり,このプログラムの趣旨である科学的探求心の育成に繋がっていたようである。この平成26年度数学的モデリングチャレンジ京都の実施内容について,一般への広報は,文教ニュース平成27年3月2日号と文教速報平成27年3月6日号で行った。数学教育高校生を対象とした数学的モデリングチャレンジのプログラムを実施することができた。近隣高校49校に募集案内と数学的モデリングの情報提供を送付することができた。国内の数学教育学会において発表を行えた。国際会議ICTMA16に参加し,発表と情報交換を行うことができた。中学生を対象とした数学的モデリングチャレンジのプログラムを試行的に実施することができた。数学教育学会において2度の発表を行えた。国際会議ICTME12において国際的な動向を調査することができた。平成26年度も,京都教育大学を会場として,中学生と高校生を対象とした数学的モデリングのチャレンジプログラムを本格的に実施する。1日または2日のプログラム内容とし,できるだけ多くの生徒が参加できるようなプログラムとしたい。また,興味関心のある中高の先生方を対象とした研修会も同時開催できれば,この研究のねらいとする教育の普及に繋がるものと期待できる。このプログラム実施後には,その結果分析と考察を行い,翌年度以降のプログラムの継続実施についての課題等を明確にする。また,3年間の研究成果をまとめ,日本科学教育学会等の国内の学会で公表する。また,翌年の国際会議ICTMA17(イギリス)等でも発表を行い,情報交換を行いたい。高校生を対象とした数学的モデリングチャレンジのプログラムの実施を試みる。実施内容は,休祝日での一日プログラムとし,Aコース(社会的問題への挑戦)とBコース(理科的問題への挑戦)を準備し,それぞれに数学的モデリングを含む問題解決活動に取り組ませることを考える。扱う問題内容によって,必要ならば,埼玉大学等の大学生を対象にパイロット的に事前実施し,その状況を分析し,高校生を対象とする課題としてより相応しいものにする。募集対象は,京都教育大学附属高校生,京都府内の公立・私立高校生とし,約30人とする。数学的モデリングをテーマとした国際会議ICTMA16(ブラジル)に参加し,このプログラムの実施内容等について発表を行うことにより,数学的モデリングの教材開発やモデリング・チャレンジ・プログラムについての情報交換をする。
マングローブの耐塩性成分としてのテルペノイドに関する研究

これまでの耐塩性に関する研究は、細胞内に蓄積するグリンシンベタイン等の浸透圧調整物質が中心であり、細胞膜の構造変化や、それに関与する遺伝子についての研究は、ほとんど行われることはなかった。しかしながら、マングローブの幼植物に塩ストレスを負荷すると、葉と根の両器官でテルペノイド、すなわちトリテルペンの濃度が上昇することの研究を通じ、トリテルペンが、塩ストレス対応因子として機能する可能性を見いだした。このように、マングローブに塩を負荷すると、細胞膜の構造が変化することに着目し、細胞膜の脂質成分の一つと考えられるトリテルペンの生理的役割や機能を解明することから、マングローブの耐塩性メカニズムの一端を明らかにしようとしていることが、本研究の目的である。沖縄に自生するメヒルギ、オヒルギ、ヤエヤマヒルギの実生苗を研究材料として、塩を与えるとトリテルペンがどのように変化するかの実験を行い、その実験から、耐塩性に関する7つのオキシドスクワレン・サイクルの遺伝子が特定できた。それらはメヒルギについては多機能トリテルペン合成酵素とシクアルテノール合成酵素、オヒルギからはβ-アミリン合成酵素とルペオール合成酵素であった。ヤエヤマヒルギについては二つの多機能トリテルペン合成酵素とシクロアルテノール合成酵素であったが、その中でイソプレノイド合成に関与するいくつかのアンチ耐塩性の遺伝子が見出され、これらの遺伝子については、本研究で新たに見出されたものであった。これらの研究結果は、2つの学会誌に投稿し、1つは受理・印刷された。また、3回の国際学会と1回の国際的ワークショップ、1回の日本国内中央学会、1回の日本国内地方学会の合計6回の学会等でのプレゼンテーションが行われた。ヤエヤマヒルギについては二つの多機能トリテルペン合成酵素とシクロアルテノール合成酵素についてであった。それらの研究結果は、2つの学会誌に投稿し、国際学会で一度、日本国内の中央学会で一度ポスタープレゼンテーションをした。次年度も国際学会は、最低でも一度の講演あるいはポスタープレゼンテーションを予定している。
CC付きビデオを利用したマルチメディア型データベースの構築

コーパス言語学の分野では、音声データにも焦点が当てられるようになり、CD-ROMを使って音声の聞ける口語英語コーパスが作成されている。しかし、現在発表されている口語英語のコーパスでは、英語が使われる場面の映像を見ることができない。口語英語を研究し教育に活かすためには、文字・音声データだけではなく、英語が使われる場面の映像データにアクセスできることが求められる。本研究では、英語字幕信号(closed caption、以下、CCと略記)付きビデオソフトを利用したマルチメディア型データベースを構築した。これまでに、34作品のCC付きビデオソフトからCCデータ収集し、データベースに登録した。マルチメディア型のCCデータベースでは、検索された語句が使われる場面をビデオソフトで再生することができるため、英語の音声や身ぶり言語の研究に応用できる。CC付きビデオ・ソフトは、レーザーディスク・ソフトに比べてタイトル数が圧倒的に多い。また、米国テレビ放送では、毎日、CC付きテレビ番組が数多く放送されており、それらをCC付きでビデオテープに録画することができる。さらに、日本での衛星放送の一部の番組にもCC信号が入れられている。テレビ放送のCCデータをマルチメディア型データベースに登録すれば、ビデオの生テープ代だけで大量のCCデータを収集・保存することができるのである。筆者の開発したデータベースは、大規模なマルチメディア型データベースを少ない予算で構築することが可能となり、音声・映像を利用した英語の研究と教育に大きな貢献が期待できる。
河口域生態系における有機物起源解析法の高度化:化合物別安定同位体比の応用

生物地球化学的物質循環上重要な各種の有機・無機化合物の炭素・窒素・酸素安定同位体比を手掛かりとして、河口域における物質の起源と変換プロセスを明らかにする研究手法を開発検証した。またこうした手法により得られるデータを効果的に利用して陸域から海域への物質輸送の在り方を評価するためのモデルによる解析手法を開発・提案した。河口域生態系の物質循環機能を理解し、その健全性の評価に資することを目的として、生態系における炭素・窒素循環プロセスを解析するための安定同位体比技術を応用した手法の構築を進めた。本研究課題は平成20年度末まで継続する予定であるが、平成19年度内に実施する予定であった調査計画の一部を、他のプロジェクトの計画変更の影響を受けて平成20年度に延期する必要が生じたため、平成19年度の交付金の一部を20年度に繰越して使用することとした。このたび繰越分の研究が完了したため、本実績報告書を提出する。現段階では、夏季の豊水期(台風シーズン、19年910月)および夏季の渇水期(20年67月)における観測と試料採集活動を変更後の予定通り実施し、目的を達成した。本研究課題が終了する平成20年度末までに、得られている試料の分析、データ解析を進め、成果を得る見通しである。またこれらの調査と並行して、すでに得られている溶存無機炭素の炭素安定同位体比および硝酸イオンの窒素・酸素安定同位体比のデータの解析を行った。二酸化炭素のガス交換を考慮した炭素安定同位体比の同位体マスバランスモデル、および河川内プロセスと外部負荷の影響を区別できるように工夫された窒素・酸素安定同位体比のスパイラリングモデルを新規に開発して適用することにより、マングローブからの無機炭素流出と流域からの硝酸塩負荷を定量的に解析する見通しを得た。なお、平成19年度交付金の繰越による研究は当初は本年6月30日に終了する予定であったが、研究室のセミナーの休講日数を最小限に留めるために調査日程を研究船航海の日程に合わせたため、調査の一部が7月上旬にずれ込んだことをお断りしておく。河口域生態系における有機物(主としてデトリタス性有機物)の起源と動態を明らかにするために化合物別安定同位体比を応用する手法の開発を進めた。平成20年度においては、特にデトリタス性有機物に含まれるアミノ酸の分子種別窒素同位体比を測定するために必要となる試料処理方法を検討し、灘定法を確立した。現地調査は平成20年5月と6月に岩手県大槌湾において、また同年67月と12月に沖縄県石垣島・西表島にて実施した。河口域・沿岸海域において懸濁態有機物と代表的な起源生物の試料の収集を実施すると共に、生態系の炭素・窒素循環様式を明らかにするために、溶存無機炭酸並びに硝酸イオンの時系列試料を採集し、炭素・窒素・酸素同位体比分析に供した。またマングローブからの有機炭素流出を評価するために、溶存有機炭素と懸濁態有機炭素濃度の時系列試料を収集した。得られた試料の有機物画分に関するバルク並びに化合物別安定同位体比については測定に時間を要するためまだ完了しておらず、分析中もしくはデータ処理中の段階であるが、沿岸堆積物の窒素同位体比から陸水由来の窒素汚染を評価する可能性に関して後述の論文(Umezawa et al.2008)において検討を加えた。溶存無機炭素の時系列試料については分析を終了した。溶存無機炭素の炭素同位体比を用いてマングローブ生態系からの無機炭素の流出量を定量的に評価する手法を開発し、後述の論文(Miyaima et al.2009)中に報告した。硝酸の窒素・酸素同位体比の時系列試料についても大半の分析が終了している。このデータからは、当初の計画では想定されなかったことであるが、南西諸島における大気降下物(越境汚染)由来の窒素負荷の影響が季節により顕著であることが示された。この事実は近年の南西諸島におけるサンゴ礁生態系の劣化の問題を考察するにあたり重要な示唆をもつものである。
脳内のボディ・イメージ関連システムとミラーシステムとの関係

サルの腹側運動前野や下頭頂小葉のPF野では、他の個体の手の動作を観察しているときに反応し、またそれと同じ動作を自ら行っているときにも活動するミラーニューロンが記録される。しかし、サルのミラーニューロンがいかなる役割を果たしているのか明らかではない。頭頂葉は、運動による感覚情報のフィードバックや内因的な運動指令をもとに運動をモニターする機能があると考えられるが、この自己の身体感覚に関わるシステムが、ミラーニューロンと回路を共有すると予測する。本研究は、ミラーニューロンが自己の運動のモニター機能にいかに関わっているか検討した。PF野から、手指の運動に関わるニューロン活動を記録し、ミラーニューロンが、自分の手の視覚的フィードバックに反応するかどうか調べた。CCDカメラで、サルの視線で手の運動の映像を撮影し、サルの目の前にあるモニターに映した。サルは、LEDの点滅に従って、モニターの画像を見ながら手を動かして、物体をつかむ課題を訓練された。この課題で、自分の手と物体が見える条件、LEDのみ見える条件、手の動きの画像に遅延を起こす条件を設定した。さらに、自分の手の運動の動画や実験者の手の運動の動画を注視させる課題も設定した。実験は、現在継続中であるが、物体をつかむ自分の手の運動の画像に反応していると思われるニューロンが認められ、一部はミラーニューロンのように他者の手の動作に視覚的に反応していた。また、このようなニューロンは、視覚フィードバックの映像が遅延する場合には、反応が抑制されることが明らかになった。以上のことから、頭頂葉におけるミラーニューロンが、自己の運動をモニターする働きをもち、また、自己と他者の動作をマッチさせる働きがあると考えられる。また、マカクザルの模倣にも関与すると推測される。
定性的検証手法の余代数による一般化と，定量的検証手法の導出

前々年度,申請者は「ランキング関数」という検証手法を圏論的に一般化・具体化する事で確率的遷移系に対し「γ縮尺劣マルチンゲール」と呼ばれる概念を得る事に成功した.これを用いると確率的遷移系の停止確率の下限を定量的に見積もることができる.今年度は京都大学の滝坂透氏,総合研究大学院大学の大藪雄一郎氏との共同研究の一環で,確率的プログラムの停止確率の下限をγ縮尺劣マルチンゲールを用い計算するアルゴリズムを提案し,それを実際に実装・実験を行ってその有用性を確かめた.申請者は具体的なアルゴリズムの導出および実装の一部を担当した.申請者の貢献度は20%程度である.結果をまとめた論文は国際会議ATVA 2018に採択された.確率的システムに対し,その終了までにかかるステップ数がある値以上になる確率を「テイル確率」と呼ぶ.東京大学の内藏理史と共同で,マルチンゲールを用いて確率的システムのテイル確率の上限を与える研究も行った.申請者の貢献度は10%程度である.結果をまとめた論文は国際会議TACAS 2019に採択された.また,大阪大学の榊原愛海氏および潮俊光教授と共同で離散事象システムのスーパバイザリ制御に関する研究も行った.本研究ではLTL[F]と呼ばれる線形時相論理(LTL)の定量的な拡張を考え,与えられたLTL[F]式の評価値がある閾値を超えるように離散事象システムを制御するスーパーバイザを構成する方法を与えた.申請者の貢献は50%程度である.結果をまとめた論文は今後査読付きの雑誌に投稿される予定である.また,前年度国際ワークショップCMCS 2018に投稿され採択されていた論文の発表が本年度申請者によって行われた.それ以外にも,国際会議CPS Week 2018およびETAPS 2018に参加し,議論及び動向調査を行った.また,前々年度,前年度,本年度の成果を博士論文として体系化した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今後重要になると予想されるサイバーフィジカルシステム等の検証では,システムの定性的な仕様だけでなく,定量的な仕様の検証も重要となる.本研究では既存の定性的検証手法を圏論を用い一般化し,別の定量的なシステムに対し具体化する事で新しい定量的検証手法を導出する事を目指す.前年度は「模倣」と「ranking function」という2種の検証手法を圏論的に一般化・具体化する事を目指し,一定の成果を得た.「模倣」については,Buechiオートマトンという定性的システムに対する既存の模倣の概念を,圏論的に一般化する事を目指した.その前段階としてまずBuechiオートマトンの「ふるまい」を圏論的に捉える事を目指し,成功した.この成果をまとめた論文を国際会議CONCUR2016に投稿し採択され,口頭発表を行った.そしてこの結果を用いBuechiオートマトンに対する既存の模倣の概念を圏論的に一般化し,確率的Buechiオートマトンと呼ばれる定量的システムへ新しい模倣の概念を定義する事に成功した.この結果は学術雑誌に投稿中である.「ranking function」についても同様に,非決定性オートマトンという定性的システムに対するranking functionの概念の圏論的な一般化に成功し,これを具体化する事で確率的オートマトンという定量的システムに対しranking functionの概念を得る事に成功した.確率的オートマトンに対しては既にranking functionと同様の概念が既に知られていたが,我々が得た概念はこの既存の概念とは異なる新しい物である事がわかった.この成果をまとめた論文を国際会議LICS2017に投稿し採択された.これらは申請者が主導し研究を行った.又,LICS2016,CAV2016,POPL2017などの国際会議に参加し,議論及び動向調査を行った.当初の計画に関連する理論的な研究において,予想もしなかった大きな進展が得られた.まず,研究計画の通りBuechiオートマトンと呼ばれる定性的システムのふるまいの圏論的な特徴付け,及びそれを用いたBuechiオートマトンに対する模倣と呼ばれる検証手法の圏論的な一般化と具体化を行い,新しい模倣の概念を確率的Buechiオートマトンと呼ばれる定量的変種に定義する事に成功した.これら成果をそれぞれ論文としてまとめ,国際会議及び学術雑誌に投稿し,前者は国際会議CONCUR 2016に採択され申請者が発表を行った.当初の研究計画ではこの後,Buechiオートマトンの一般化であるparityオートマトンへの拡張,及び応用を目指し得られた模倣の概念を用いた検証ツールの実装・評価を行うとしていたが,前年度の研究では代わりに模倣とは別のranking functionと呼ばれる検証手法について模倣と同様に圏論的な一般化と定量的システムへの具体化を行った.この成果も論文としてまとめ,国際会議LICS 2017に採択された.前者の「模倣」はシステムの安全性(safety)の検証に通常用いられるのに対し,後者の「ranking function」はシステムの活性(liveness)の検証に用いられる.したがって模倣だけでなくranking functionの概念を圏論的に一般化した事で将来の応用の範囲を広げることができたと考える.また,上述の通り国際会議論文2本が採択され,学術誌論文1本が投稿中である.