hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モンゴル語の付属語の自立性に関する研究

付属語(「小辞」「助詞」とも呼ばれる)は自立語と接辞の中間的なふるまいを示す要素である。本研究では、モンゴル語の個々の付属語について、および、接辞のうち典型的な接辞とは異なるふるまいを示すものについて、母音調和やアクセントなどの観点から自立度を記述した。そして付属語の自立度が一様ではないことを示した。また、モンゴル語の付属語の品詞分類における位置づけや、通言語的な観点からみた特徴についても考察した。先行研究で付属語に分類されているもののうち,preverb,後置詞,否定小辞について主に記述した。preverbと後置詞の記述は本研究課題開始前より実施しているが,データ提供者の数を増やして詳しいデータを得ることで,新しい事実を発見することができた。否定小辞については,これまで否定小辞に分類されてきたものの中に,自立度が高いものが含まれていることが分かった。このことは,従来の「小辞」の分類や定義に問題があることを示している。また,-chlan「のように」,-lt「すること」,-s「と言う」の記述も行なった。これら3つは,音韻的には付属形式(接辞)として認められるが,句や節に対して付加される点で付属語に似ている。これらのうち,-chlan「のように」と-lt「すること」は,本研究課題開始前より記述を進めているが,今年度の調査でより詳しいデータを得ることができた。-s「と言う」については,接辞でありながら発話全体に付きうることが分かった。これらのデータは,モンゴル語において付属語と付属形式を区別することができるか,もしできるとすればどこに境界線を引けるか,という問題を考察する際に有用である。さらに,モンゴル語のこれまでの品詞分類において,付属語がどのような扱いをされてきたかを整理した。先行研究では様々な基準による様々な品詞分類が提唱されているが,各々の品詞分類がどのような理念に基づいてなされているか(どのような基準をどのような理由で重視しているか)が明示されていることは稀で,それを理解するためには丁寧に読み解く必要がある。今年度は,付属語の一つである「小辞」を「副詞」に含めて分類する先行研究に着目し,その分類の前提となっている考え方を抽出した。こうした作業は,今後,付属語をモンゴル語全体の中で適切に位置づける上で必要となるものである。モンゴル語には「否定小辞」と呼ばれる複数の付属語があるが,これらに自立度の違いが見られることが昨年度の研究で明らかになった。今年度はこれついて,学会で口頭発表を行なった。また今年度は,形容詞を修飾する不変化詞の記述を行なった。先行研究によっては,形容詞修飾の機能を有する不変化詞と,動詞修飾の機能を有する不変化詞(preverb)を異なるものとして扱っている。しかし不変化詞の中には,両方の機能を有するものがあることが分かった。付属語の分類を考える際に,このような不変化詞をどこに位置づけるかが今後の課題となる。さらに,自立語と付属語の区分を検討する流れの中で,品詞分類全体における不変化詞の位置づけについても考察した。特に,「動詞修飾機能をもつ不変化詞(preverb)」と「動詞修飾機能をもつ名詞の主格形」を峻別することの重要性を明らかにした。名詞(=格接辞による屈折形をもつ)の一部は,格接辞を伴わない形(主格形)で動詞修飾をすることができる。一方,preverbという不変化詞も動詞修飾機能を有する。両者は,格接辞をとらない形で動詞修飾をする点で共通しており,先行研究の中にはそうした「形と機能の関係」の共通性に着目して,両者を一つの範疇にまとめてしまうものがある。しかし,名詞の一語形である主格形が動詞修飾機能をもつことと,そもそも格変化しない不変化詞が動詞修飾機能をもつことを同列に扱う事は,問題があることが浮かび上がった。本年度も,個々の「付属語」の記述を進めた。特に,「人称所属小辞」と呼ばれるいくつかの形式を扱った。先行研究のなかには,人称所属小辞の自立度が低いことを指摘するものもあれば,その自立度がある程度高いことを指摘するものもあり,記述が一致していない。こうした状況を踏まえ,詳しい調査を行ない現象を整理することを試みた。まず,母音調和の観点から観察を行なった。その際「人称所属小辞の母音が母音調和に従って音価を変えるか」という従来の研究にみられる視点に加えて,「人称所属小辞の直後に現れる要素の母音がどの音価をとるか」という視点も導入した。その結果,人称所属小辞が(少なくとも母音調和の観点からは)自立性を有していることが分かった。これと並行して,アクセントの観点からも観察を行なった。その結果,(上述の観察結果とは異なり)人称所属小辞がおおむね接辞と同じふるまいを示し,この点からは自立度が低いことが確認された(人称所属小辞のうちいくつかのものは,一音節語に後続する場合と二音節以上の語に後続する場合とで,アクセントに関するふるまいが異なることも分かった)。このように,母音調和とアクセントのどちらに着目するかによって異なる結果が出てくる。こうした特徴をもつ人称所属小辞をモンゴル語全体の中にどのように位置づけるべきかについて,今後考察を深める必要がある。また本年度は,上述のような個別言語的な考察に加え,言語学全般に関わる問題についての考察も行なった。

「付属語」とほぼ同義で用いられることが多い用語に“clitic"がある。まず,両者の異同を整理する作業を行なった。その上で先行研究を見直してみると,両者を同義で用いることによって不要な混乱が生じている事例があることが確認された。このように用語間の違いを整理することは,モンゴル語の「付属語」を通言語的な観点から論じるためにも有益であると考えられる。モンゴル語の個々の付属語についての調査が進み,データが蓄積されてきた。また,用語を整理することを通じて,個別言語的な事象だけではなく言語学全般に関わる問題についても考察が進んだ。昨年度までに続き,モンゴル語の付属語/clitic(の可能性がある種々の形式)の記述を行なった。その中でも特に,連体修飾機能を有する語を形成する-xの特徴を明らかにすることができた。-xは名詞の格接辞や後置詞の後に現れることが以前から知られている。しかし本研究での観察の結果,-xが動詞の副動詞語尾(連用修飾機能を有する動詞語形を形成する屈折接辞)の一つである-talの後にも付加されることが分かった。このように,名詞や後置詞だけではなく動詞にも付きうる-xは「様々な品詞の語に付きうる」という付属語/cliticの特徴を有している。-xは接辞として分類されることが多いが,モンゴル語の付属語/cliticの研究を今後進めるにあたって,考察対象に含める余地があることが分かった。上述のような個々の付属語/cliticの記述に加え,付属語/cliticに関する理論的な研究も進めた。昨年度に続き,研究者によって付属語/cliticの定義がどのように異なるかを整理する作業を進めた。また先行研究では,付属語/cliticを自立語と接辞から区別するいくつかのテストが提唱されている。そうしたテストが本当に有効であるのか,もし有効であるならばどのような根拠に基づいてか,という観点からの考察も進めた。例えば上述のように,付属語/cliticの特徴として,様々な品詞の語に付きうることがしばしば挙げられる。しかし,その特徴を生み出す要因は言語により様々であり,その要因の違いを無視して結果(様々な品詞の語に付きうるという事実)だけに着目することがどの程度妥当であるかについてこれまでほとんど議論されることがなかった。このことを,代表的なcliticとしてしばしば先行研究で挙げられる英語の's (is, has)と,モンゴル語の付属語/cliticであるl「しか」を比較して論じた。研究者によって付属語/cliticの定義がどのように異なるかを整理する作業を昨年度から行なっているが,その作業に予想以上に時間がかかっている。また,本年度は国内のみで調査を行なったが,モンゴルで現地調査を行なう場合と比べてデータ収集の効率がやや落ちている。モンゴル語の付属語/clitic(の可能性がある種々の形式)の特徴を引き続き記述した。今年度の主要な実績は次の二つである。(1)付属語/cliticは句を単位として付くという特徴を一般に持つ。動詞から名詞を派生する接辞-ltは,語だけではなく句を単位として付くこともあることから,モンゴル語の付属語/cliticについて論じる際に視野に入れるべきものである。この-ltに関して,本研究課題で得たデータに基づいて次のような考察結果を発表した:-
法律と文学:晩唐における「判決」のレトリック

本研究は、受入研究者が目下、国際共同研究として進めている「東アジアにおける犯罪と社会」の一環として位置づける。研究の具体的内容は、(1)「絶対悪と相対悪の歴史的考察、(2)「官僚制度と犯罪」、(3)「宗教と犯罪」(4)「性差と犯罪」(5)「犯罪の比較地域史的研究」の五つの研究領域を設定し、それを東アジア世界における時代と地域を座標軸にする座標平面で考察することである。「中国中世における文学と犯罪」との課題をかかげる本研究は、上記の五領域にすべてかかわる。つまり文学作品、散文・詩・さらに文章表現のなかで「罪」「犯罪」をどのように表現し、またテーマとして取り扱っているのかを解明する。罪には、CrimeとSinの二種がある。これは西洋社会では、明確に区別され、その用語は異なるが、中国においてはその区別はない。文学作品は、それを区別し作品のテーマとしていることがあり、また中国文学において、「正義」はどのようにその作品のなかで位置づけられているのか、逆に「悪」「罪悪」「違法」を文学は、いかに主題とするのか。こういったことを本研究で考えてみたい。また別に、研究分担者であるKerstin Stormは唐代の「判」をテーマとして特別研究員に採用されている。「判」は、唐人の法観念を伺う重要な資料として注目されているが、分担者とともに、いまこの資料を分析し、また注釈をつけることで、「東アジアにおける犯罪と社会」の研究の一端とする。以上の目的でとりくんだ本年度の研究実績として、冨谷は2012年9月3日から5日にかけてドイツミュンスター大学で国際シンポジウムを主催し、そこにStomも参加し、研究発表を行い、またその後、報告書の編輯に取り組んだ。Stormの発表は、唐元〓の錯字判に関するもので、ここでは、唐律と罪の処断に関する問題を明確に論じた。kerstin Stormは2012年7月に来日し、JSPS外国人特別研究員として、精力的に研究活動を行い、上記の如く、ドイツでのシンポジウムに参加し、またその後、論文の執筆にも励んだ。具体的には、レトリックについては、重要な政治家元積(779-831)によって書かれた判詞に焦点を当て、法律がこれらの文章に大きな役割を果たしたことを示すことができた。ドイツでは、2012年9月3日からの国際のシンポジウムを参加し、論文"Decisions on Crimes in the pan of Yuan Zhen(779-831)";Public Notion of Crime and Law in EastAsia研究報告(京都:2012)をその後発表した。単年度であり、また1月に研究員を辞退した故、今後の研究は、ドイツでおこなう。それは引き続き、唐代の判牘の注釈である。
古代エジプト数学歴史記述の再検討

本年度は古代エジプト数学の末期であるデモティック文字で書かれた数学を検討した.デモティック数学の現存資料は多くはなく,大半をパーカーが編纂した.なかでもカイロパピルスは第2中間期のリンドパピルスに匹敵する形式と内容を持つ.紀元前3世紀頃に書かれたこのパピルスは,1938-39年にトゥーナ・アル=ガベルで発見された40問からなる問題テクストの断片である.リンドパピルスと比べると,2/N表などはないが,面積変換問題,「壁に立てかけた棒」問題などがある.このパピルスは「壁に立てかけた棒」問題や開平法などにおいてバビロニア数学の影響の可能性がある.そのパピルスを含めこの時代(前3世紀ー後3世紀)のエジプトの数学は3種あることが指摘できる.(1)エジプトの伝統数学を継承したデモティック数学.(2)アルキメデスなどのギリシャ語で書かれた高等数学.エウクレイデスやアポロニオスはエジプトで活躍したとされている.ただし現存パピルスはエウクレイデス『原論』の断片に限られ,さらにそのうちの一つはアレクサンドリアからの遠方エレファンティネ島で発見され,当時高等数学が広範囲のエジプトで研究されていたことがわかる.(3)ギリシャ語による実用数学パピルス.これは(1)と同様な内容を持ち(2)とは内容が異なる.いわゆる単位分数(自然数の逆数)分解を中心にした計算マニュアルである.さらに(3)にはコプト数学を含めることができる(ただし現存するのは後代のもの).上記(1)(3)は書記が書いた計算マニュアルあるいはテクストで,「書記数学」と呼ぶことができる.以上とは異なる「行政数学」という広義の数学も存在する.これは建築や税や会計などの表になった数値の羅列に過ぎないが,数字がどのように利用されているかなど,数的処理(とりわけ単位分数分解計算)そして数学文化をそこから確認することができる.古代エジプト数学の原典テクストはリンドパピルスにみられる中王国期のものが大半で,それから1000年以上も後のグレコ・ローマン期のものが僅かにあるに過ぎない.従来の研究はこの中王国期のテクストが対象で,しかも現代数学的に解釈がなされるのが主流であった.つまり数式を用い円周率などの計算の再現である.しかし本研究は,一度現代的視点を離れ,時代に即した解釈を試みるものである.純粋な数学テクストが少ないことから,この研究は非数学文献に見られる計算法なども視野に入れ文化史的研究にも繋がることになる.明らかにできたことは次の点である.1.古代エジプトの数学は単位分数計算に尽きるとも言われてきたが,そもそも単位分数という概念自体が存在しないことを言語面からも数学面からも確認できた.また分数分解表は,その背景に理論があるなしに関して長い論争が続いてきたが,それに代わり,数から派生した派生数(これが単位分数と従来呼ばれてきた)と考えることによって,エジプトに特有の数論のようなものが垣間見えることが判明した(ただし資料不足で現実に存在したかは確定できない).2.純粋数学に関しては資料不足ではあるが,書記のメモ,文学作品,経済文書に数量的痕跡をわずかに見ることができる.これに関しては書簡である第9王朝のアナスタシパピルスIに見える数学問題が著名で,それを総合的に分析した.いわゆる数学テクスト以外を数学的に分析する視点は少なからずの新たな知見を生むと思われる.3.収支計算を記したブラクパピルス18には,引き算の結果が今日で言うゼロとなる計算が含まれ,そのゼロを表す記号が見える.それはnfr(完全な)またはjw(不足している)で,このテクストはおおよそ原リンドパピルスの時代のものと想定され,リンドパピルスには見られないものの,その時代にゼロ記号が存在したことと考えられなくもない.本年度は講義担当がきわめて多く,それに大半の時間を要した.また1次資料収集に時間がかかり,十分な解読には至らなかった.本年度はエジプト数学に関する2冊の研究書が出版され,それらの内容を確認すると同時に,それらを参考にしながら次の点を明らかにした.(1)エジプト数学ではリンド・パピルス,モスクワ・パピルスが有名であるが,それらを補完する意味で中王国のラフン・パピルスの数学も重要である.これはカフン・パピルス,イッラフン・パピルス,ペトリ・パピルスなどとも呼ばれ,名前の混乱もありさほど研究対象とはなってこなかった.問題テクストと表テクストからなり(グリフィス編集),リンド・パピルス,モスクワ・パピルスと類似した問題(アハ問題,バク問題など)が含まれる.表テクストは2/N(Nは3から21までの奇数)の単位分数分解表で,リンド・パピルスと同じ数値を持つ.ただし大きな数の表記法は2種存在する.(2)エジプト数学の施行者は主として書記階級で,彼らの仕事を第19王朝頃のアナスタシ・パピルスなどを通じ確認した.たとえば書記ホリの書簡ではオベリスクの建造・運搬について言及され,それらは実際の数値計算問題となっている.このような数学テクスト以外の文脈で計算問題の具体例を確認した.(3)古代エジプト数学研究ではノイゲバウアーの研究成果は重要である.彼と古代数学史家フォーゲルとはほぼ同時代人であり,また同じテーマ(エジプトの単位分数計算)を研究の端緒とすることから両者には多くの論争が見られる.彼らの問題点を抑え,とりわけノイゲバウアーの方法を歴史的に確認した.

彼はゲッチンゲン派数学者として数学の統一目指し,それが歴史記述,たとえば単位分数分解にも見られることなど.今後の数学史記述はこのノイゲバウアーの成果(ホルスの目の解釈など)を踏まえた上で,初歩的で自然界とは関係ないとしたエジプト数学を文化的文脈に即して解釈していかねばならないことを確認した.研究環境が変わり落ち着くのに時間を要した.また海外でイムハウゼン,ミシェル,レイマーなどエジプト数学研究者の関係書籍が立て続けに出版され,本研究の前にそれらを検討しておくのに時間を要した.エジプト数学史記述に関してはノイゲバウアーの方法への言及を避けることはできない.彼はエジプト数学は初歩的な内容で科学的とは言えないと考え,「古代科学はごく少人数の人物によって作られた.そしてそれらの人物はたまたまエジプト人ではなかっただけのことである」と述べている.そしてエジプト数学史研究を離れ,「科学的」とされるバビロニア天文学・数学研究へと方向を変えていった.また彼はエジプトの単位分数分解に注目し,その背景にある理論を「現代数学の立場から」見出そうとした.エジプト数学に理論を見出すという研究路線は今日でも多くの研究者が引き継いでいるが,この研究視点が根本的に間違いであることをいくつかの事例で検討した.またリンド・パピルスに添えられているわずかな言葉からエジプト数学の目的が垣間見られることを明らかにした.たとえば「汝に同じように言われたときは,すべて,この問題と同じように汝はせよ」(問題66など)からわかるように,リンド・パピルスは明らかに書記が手許においた計算マニュアルである.パピルスにあるいくつかの計算誤りを訂正したのは,おそらく筆写したイアフ・メス・スゥの後の人物であろうことも示した.問題15では,計算間違いが指摘され,「間違い」と加えられている.リンド・パピルスよりも少し古いモスクワ・パピルスの内容も検討した.以上のパピルス2点はともに近郊で発見されているので,同じ文化的社会的背景のもとで書かれたと思われるが,書体も文体も異なる.一方いくつかの単語は共通しているので,共通の計算文化が誕生しつつあることを示した.モスクワ・パピルスでは問題10と14が研究者の間で論点となっている.そのうち今回は問題14のテクストを,そこに見られるイル・ケル・エクという文体を中心に検討した.研究上でもっとも問題点となったのはテクストの入手であり,その点で時間を要した.僅かな断片が様々なところに記述され,それらテクストの収集が容易ではなかった.最近マリアンヌ・ミシェルやイムハウゼンが古代エジプト数学に関する書籍を出版し,またミアテッロが精力的に研究論文を出版し,それらを原典に即して再検討することに時間を要した.以上の点で,当初の研究計画が遅れてしまった.本年度は古代エジプト数学の末期であるデモティック文字で書かれた数学を検討した.デモティック数学の現存資料は多くはなく,大半をパーカーが編纂した.なかでもカイロパピルスは第2中間期のリンドパピルスに匹敵する形式と内容を持つ.紀元前3世紀頃に書かれたこのパピルスは,1938-39年にトゥーナ・アル=ガベルで発見された40問からなる問題テクストの断片である.リンドパピルスと比べると,2/N表などはないが,面積変換問題,「壁に立てかけた棒」問題などがある.このパピルスは「壁に立てかけた棒」問題や開平法などにおいてバビロニア数学の影響の可能性がある.
ドコサエキサエン酸摂取に伴う過酸化脂質生成とその解毒排出に及ぼす運動の影響

魚に多いドコサヘキサエン酸(DHA)は生活習慣病の予防に効果的である。しかし,DHAの摂取は体内で生活習慣病の一因と考えられる過酸化脂質を増加させることも知られている。一方,強い運動は体内の過酸化脂質を増加させるが,逆に,適度な運動は体内の抗酸化能を増強させることが報告されている。本研究では,生活習慣病予防の基本である運動とDHA摂取との関係について検討した。その結果,習慣的な運動や適度な運動は,DHA摂取による過酸化脂質の生成を抑制する可能性が示唆された。生活習慣病予防における根本的な対策は「食事」と「運動」の二つしかない。魚食を中心とした日本型食生活は世界一の長寿食とされ、魚油に多く含まれるドコサヘキサエン酸(DHA)の循環器疾患に対する予防効果はほぼ明らかである。また、ジョギングや速歩程度の有酸素運動(中強度)の有効性もほぼ明らかである。しかし、DHAと中強度運動の併用効果については知られていない。一方、運動は体内の活性酸素種を増加させることが知られているが、DHAの摂取も体内組織(肝臓や腎臓など)の過酸化脂質生成を亢進させることから、DHAと中強度運動の併用は生体内の過酸化脂質生成をより増幅し、生体に種々の傷害を与える可能性が考えられる。従って、その防御機構が存在すると推察される。中でも傷害性の高いアルデヒド類は代謝、無毒化(抱合体化)され尿中へ排出されると推察され、このような酸化ストレスの軽減あるいは消去(とくに解毒・排出)は、動脈硬化発症の予防、治療の面からも重要である。それにも関わらず、DHA由来酸化物の解毒・排出に関する知見は少なく、運動とDHA摂取との関係について酸化ストレスの面から研究した報告は見当たらない。そこで本研究は、一次予防医療に関わる看護教育研究を兼ね、看護科学生(准看護師)、教職員を対象に実施し、DHA摂取に伴う過酸化脂質の生成とその解毒・排出に及ぼす運動の影響について検討した。その結果、メタボリックシンドロームの指標に対する良好な改善効果が得られた。一方、運動は体内の活性酸素種を増加させること、また、DHAの摂取も体内組織(肝臓や腎臓など)の過酸化脂質生成を亢進させることが知られている。その防御機構として、傷害性の高いアルデヒド類は代謝、無毒化(抱合体化)され尿中へ排出されると我々は考えている。このような酸化ストレスの軽減あるいは消去(とくに解毒・排出)は、動脈硬化発症の予防、治療の面からも重要である。そこで先に(平成19年度)、DHAと中強度運動の併用の影響を検討するためにヒト試験を実施したところ、DHA摂取に伴う過酸化脂質生成に対して中強度の有酸素運動は大きな影響を与えること、さらに、性別と年齢によってその影響は異なることが分かった(未発表)。そこで、平成20年度は、生体内の過酸化脂質生成を増大させ生体に種々の傷害を与える可能性が考えられる高強度の運動と、DHA摂取の併用の影響についてヒト試験を行い検討した。その結果、中強度運動と同様の影響が観察された(未発表)。

そこで先に(平成19年度)、DHAと中強度運動の併用の影響を検討するためにヒト試験を実施したところ、DHA摂取に伴う過酸化脂質生成に対して中強度の有酸素運動は大きな影響を与えること、さらに、性別と年齢によってその影響は異なることが分かった(未発表)。そこで、平成20年度は、生体内の過酸化脂質生成を増大させ生体に種々の傷害を与える可能性が考えられる高強度の運動と、DHA摂取の併用の影響についてヒト試験を行い検討した。その結果、中強度運動と同様の影響が観察された(未発表)。さらに、平成21年度はメカニズムについて検討し、運動習慣に伴い体内の抗酸化能増強を介した過酸化脂質生成抑制が起こることが示唆された(未発表)。現在も検討中。
糖鎖認識ユビキチンリガーゼファミリーの解析による新規糖鎖機能の解明

研究代表者らは糖タンパク質糖鎖を認識してユビキチン化するレクチン様ユビキチンリガーゼCF(Fbs1)を発見し、その標的分子の解析などにより、SCF(Fbs1)は小胞体で高次構造形成に失敗したタンパク質の分解処理機構である「小胞体関連分解(ERAD)」に関わるリガーゼであることを報告してきている。SCF複合体の基質結合サブユニットF-boxタンパク質のひとつFbs1には5種のホモログが存在するが、糖鎖結合能の有無も含めこれらの機能は未知である。これらの標的分子の同定により細胞内における機能の解析を行うことを目的として研究を進めた。これらF-boxタンパク質に複数のタグをつけたものを細胞に発現させ、タグによりF-boxタンパク質を精製し、それらの結合タンパク質を単離した後、TOF-MSにより結合タンパク質の同定を行い翠析を進めている。これらの解析により、Fbs1ホモログが糖鎖修飾を持たないタンパク質を基質とる可能性を見出している。また、解析の過程に於いて、大部分のFbs1はSCF複合体としてではなく、Skp1との二量体として存在し、小胞体膜上に存在するFbs1のみSCF複合体として存在することを見出した。さらに、Fbs1がユビキチンリガーゼとしての機能だけではなく、シャペロンとして機能するという新たな知見を得た。またFbs1の詳細な糖鎖認識機構についてもさらに解析を進め糖タンパク質との複合体の結晶構造解析を行い報告した。糖タンパク質糖鎖を認識してユビキチン化するレクチン様ユビキチンリガーゼSCF(Fbs1)を細胞質分画より発見し、その標的分子の解析などにより、SCF(Fbs1)は小胞体で高次構造形成に失敗したタンパク質の分解処理機構である「小胞体関連分解(ERAD)」に関わるリガーゼであることを報告してきている。これらの標的分子の同定等により細胞内における機能の解析を行うことを目的として研究を進めた。今年度は以下の事項について研究を行なった。1.複合型糖鎖を認識するユビキチンリガーゼの標的分子の同定複数のタグをつけたF-boxタンパク質のF-boxドメインを欠失した発現ベクターを作製し、種々の細胞に発現させ、結合タンパク質を複数個単離した。現在、TOF-MSを用いて、これらのタンパク質の同定を行っている。2.Fbs1がユビキチンリガーゼ複合体以外の機能を持つ可能性Fbs1が他のF-boxタンパク質と異なり、SCF複合体を形成しにくいことを偶然見出した。詳細な検討の結果、細胞質に存在する大部分のFbs1はSCF複合体としてではなく、Skp1との二量体として存在し、小胞体膜上に存在するFbs1のみSCF複合体として存在することを見出した。さらに、Fbs1-Skp1複合体は糖タンパク質が凝集体を形成するのを阻害するシャペロン活性があることを見出した。糖タンパク質糖鎖を認識してユビキチン化するレクチン様ユビキチンリガーゼSCF(Fbs1)を発見し、その標的分子の解析などにより、SCF(Fbs1)は小胞体で高次構造形成に失敗したタンパク質の分解処理機構である「小胞体関連分解(ERAD)」に関わるリガーゼであることを報告してきている。昨年度は、大部分のFbs1はSCF複合体としてではなく、Skp1との二量体として存在し、小胞体膜上に存在するFbs1のみSCF複合体として存在することを見出し、これがシャペロンとして機能するという新たな機能を見出した。今年度は、さらに、Fbs1が他の蛋白質と複合体を形成し、細胞接着に関与することを示唆するデータを得た。

また、Fbs1がSCFを形成しにくい特性を利用して、Fbs1ホモログを改変し、リガーゼ活性を低下させることで、新たな基質分子をスクリーニングし、現在TOF-MSを利用して、これらの新規標的分子の同定を進めている。これらの解析により、Fbs1ホモログが糖鎖修飾を持たない蛋白質を基質とする可能性を見出した。
口腔癌の上皮間葉移行に伴うエピジェネティックな変化を指標とした新規治標的の検索

口腔扁平上皮癌細胞に、TGF-β刺激により上皮間葉移行(EMT)を誘導することに成功した。TGF-β刺激によりEMTを誘導し、上皮型マーカーであるE-cadherinと、間葉型マーカーの指標であるN-cadherinの発現をRNAレベルにてreal time PCR法を用いて解析したところ、E-cadherinの減弱と、N-cadherinの増強が確認できた。また、網羅的なDNAメチル化解析からEMTによる形質変化によってメチル化が誘導される遺伝子としてGPR-37を、脱メチル化が誘発されるLOM2、PALLDを同定した。悪性腫瘍の治療成績は、医療技術の発展、癌に対する臨床的・基礎的研究の進歩により飛躍的に進歩し、早期発見・早期治療がなされればその予後は良好なものとなる。そこで、今回我々は癌の背景粘膜の段階から蓄積される口腔癌のエピジェネティックな異常に着目し、分子レベルでの口腔癌の超早期診断マーカーを確立する事を目的とする。つまり、1種々の外部環境刺激に誘発される異常メチル化遺伝子の比較、2担癌患者と非担癌患者の口腔粘膜におけるメチル化の比較、3候補遺伝子の機能解析、4候補遺伝子の超早期診断マーカーとしての有用性の検討を行う。これらの解析から口腔癌の発癌過程に伴い誘発されるエピジェネティックな異常と、癌リスクマーカーの確立を図る。上記の研究目的に従って平成25年度は、上皮間葉移行誘導前、後における網羅的メチル化の解析を行った。すなわち、pre-EMT細胞、post-EMT細胞より、DNAを抽出し、HumanMethylation27BeadChip (Illumina社)を用いて網羅的なDNAメチル化の解析を行った。網羅的DNAメチル化解析より、上皮間葉移行に伴う異常メチル化候補遺伝子を抽出した。さらに、pre-EMT細胞、post-EMT細胞より、RNAを抽出し異常メチル化候補遺伝子の遺伝子発現を解析した。メチル化解析と、遺伝子発現解析から得られた結果を統合し、上皮間葉誘導に伴い高頻度にメチル化の変化を受ける遺伝子の同定を行い、DAVID website (http://niaid.abcc.ncifcrf.gov/summary.jsp)を用いて異常メチル化候補遺伝子の分子生物学的機能について解析した。平成24年度は1)口腔扁平上皮癌細胞株を用いたEMTモデルシステムの構築を行った。口腔扁平上皮癌細胞株を用い、TGF-βを5ng/mlの濃度で3週間添加した(post-EMT細胞)。経時的な細胞形態を観察した。TGF-βにてEMTを誘導後3週間後の細胞の細胞増殖能について観察した。また、浸潤能についてはInvasion chamber (BD社)を用いて検討した。比較対象としてはTGF-βによってEMTを誘導する前の細胞を用いた。(pre-EMT細胞)。2) EMT誘導後の口腔扁平上皮癌細胞の形質の検討を行った。pre-EMT細胞、post-EMT細胞よりRNAを抽出し、cDNAを合成し、上皮型マーカーの指標であるE-cadherinと、間葉型マーカーの指標であるN-cadherinの発現をRNAレベルにてreal time PCR法を用いて解析した。pre-EMT細胞、post-EMT細胞よりタンパクを抽出し、E-cadherinと、N-cadherinの発現をタンパクレベルにてWestern blot法を用いて解析した。そこで、今回我々は癌の背景粘膜の段階から蓄積される口腔癌のエピジェネティックな異常に着目し、分子レベルでの口腔癌の超早期診断マーカーを確立する事を目的とした。これらの解析から口腔癌の発癌過程に伴い誘発されるエピジェネティックな異常と、癌リスクマーカーの確立を図ることを目的とした。

上記の研究目的に従って平成26年度は、これまでの解析の結果から同定された候補遺伝子のメチル化についてBisulfite-sequencing法を用いて結果の検証を行った。解析結果がHumanMethylation27BeadChipにおける解析結果を反映するものであるかを確認するために行った。また、候補遺伝子の機能解析のために同定された候補遺伝子を口腔扁平上皮癌細胞株にレトロウイルスベクターを用いて強制発現させ、細胞増殖、抗癌剤(5-FU、CDDP、タキソテール)に対する影響をMTTアッセイを用いて検討した。転移能については、Migration assayを用いて検討した。候補遺伝子の生物学的機能について意味付けを行うこととした。さらに、研究の総括として得られた結果を学会にて成果発表し、論文作成の準備を行った。腫瘍分子生物学口腔扁平上皮癌細胞に上皮間葉移行を誘導させるにあたり、各細胞によってTGF-βの濃度設定を決定するのに時間がかかったため。平成26年度は、1)異常メチル化候補遺伝子のバリデーションを行う。方法として、候補遺伝子のメチル化についてBisulfite-sequencing法を用いて結果の検証を行う。解析結果がHumanMethylation27BeadChipにおける解析結果を反映するものであるかを確認する。2)候補遺伝子の機能解析を行う。方法として同定された候補遺伝子を口腔扁平上皮癌細胞株にレトロウイルスベクターを用いて強制発現させる。細胞増殖、抗癌剤(5-FU、CDDP、タキソテール)に対する影響をMTTアッセイを用いて検討する。転移能については、Migration assayを用いて検討する。候補遺伝子の生物学的機能について意味付けする。3)研究の総括として得られた結果を学会にて成果発表し、論文作成を行う。平成25年度は1)上皮間葉移行誘導前、後における網羅的メチル化の解析を行う1、pre-EMT細胞、post-EMT細胞より、DNAを抽出する。抽出したDNAはバイサルファイト処理を行う。その後、HumanMethylation27BeadChip (Illumina社)を用いて網羅的なDNAメチル化の解析を行う。2、BeadStudio Methylation Module (Illumina社)を用いて、得られたデータを解析しEMT誘導に伴うDNAメチル化の異常が存在するかを明らかにする。2)上皮間葉移行誘導前、後における遺伝子発現解析。1、pre-EMT細胞、post-EMT細胞より、RNAを抽出する。ReversetranscriptionしてcDNAを合成し、Human Gene 1.0 ST Arrayを用いて遺伝子発現を解析する。2、1)における結果と統合し、遺伝子発現と相関するメチル化候補遺伝子に着目する。3)癌幹細胞にて高頻度に異常メチル化に制御を受ける遺伝子群の検索。1)、2)から得られた結果を解析し、上皮間葉誘導に伴い高頻度にメチル化の変化を受ける遺伝子の同定を行う。DAVID
メダカを用いた破骨-造骨連動における重力応答機構の解明

骨は形成と吸収を繰り返すことで恒常性を維持する。宇宙という無重力状態になると骨量が減少するため恒常性維持には重力が重要であると考えられる。本研究では国際宇宙ステーションで行った実験結果をまとめあげ、発現遺伝子のデータを基盤として、地上実験を進めた。重力影響を調べるため加重力環境でメダカを飼育する実験系を作り骨組織の形成をマイクロCTを用いて詳細に調べた。その結果、背骨が曲がる変形が見られ、三半規管に存在する耳石の形成異常が観察された。重力環境が骨組織の形成を制御していることが示された。骨芽細胞と破骨細胞が光る遺伝子改変メダカで調べると、これらの細胞に異常がみられることが示された。無重力環境下における骨吸収活性化に対してグルココルチコイドシグナルの関与が示唆されたこと、またグルココルチコイドの骨に対する生理学的・病理学的作用は十分に解明されていないという研究背景から、グルココルチコイドシグナルが骨代謝に及ぼす影響に注目し、骨に関連する遺伝子改変メダカを用いることで未知なる骨吸収機構の解析を試みた。破骨細胞の分化や活性に関連する遺伝子改変メダカの作製と、メダカの鰭条骨を骨折させて、その部位に出現する破骨細胞と骨芽細胞を経時観察できる骨折修復モデルを用いて骨吸収機構を調べた。メダカ骨代謝においてグルココルチコイドがどのように作用するか調べるために、メダカにグルココルチコイド製剤を濃度別に投与する実験を行ったところ、グルココルチコイド製剤は骨代謝が盛んな咽頭歯骨で濃度依存的に破骨細胞と骨芽細胞を減少させることが示唆された。グルココルチコイド受容体欠損メダカを作製したところ、骨折によって動員される破骨細胞と骨芽細胞の量に変化が生じ、骨代謝にグルココルチコイドシグナルが重要であることが示された。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。骨の代謝を制御する詳細なメカニズムは明らかではない。宇宙空間で骨量が減少するため、重力は骨代謝に関わる一つの要因と考えられる。我々は過去2回宇宙実験を行った。その解析結果から、破骨細胞は活性化しており、ストレス応答として知られるGR(グルココルチコイド受容体)のシグナル伝達が微小重力環境で上昇していることを見出した。そこで、重力ストレスに関連した破骨細胞の性質を調べる。我々のグループは2014年において、国際宇宙ステーションにある「きぼう」日本実験棟で骨芽細胞と破骨細胞が蛍光で光る遺伝子を組み込んだメダカを、8日間の連続で顕微鏡を用いて観察し、両細胞の蛍光シグナルが無重力下で急速に活性化されていることを明らかにした(代表研究者、工藤明教授)。また、無重力に応答する遺伝子を網羅的に解析した結果、骨関連遺伝子の他に5つの遺伝子、c-fos, jun-B-like, pai-1, ddit4, tsc22d3が発現上昇することを見出した。今回の成果は、世界で初めて宇宙で8日間顕微鏡連続撮影したことによるもので、宇宙空間を利用した無重力での骨量減少を解明する新たな手掛かりが得られたことになる。動物モデルが無い老人性骨粗鬆(そしょう)症の原因解明に繋がることが期待できる。重力研究にメダカをモデル動物として用いるため、メダカの破骨細胞の基礎的な性質を明らかにする実験を行った。骨の関連遺伝子を欠損したノックアウトメダカを解析した結果、全身における破骨細胞の新たな分化様式を見出した。無重力環境下における骨吸収の活性化はGCのシグナル活性化が原因であるという仮説を立て、GC(グルココルチコイド)の作用を調べた。破骨細胞トランスジェニックメダカにGCのアクチベーターであるプレトニゾンを投与した結果、通常では破骨細胞が全く観察されない鱗に多量の破骨細胞が濃度依存的に出現することを明らかにした。国際宇宙ステーションを利用した微小重力環境への遺伝子発現応答を解析し、論文として発表した。そこで明らかになった発現上昇する遺伝子群からグルココルチコイドに着目し、メダカの生体に対する破骨細胞の応答性を調べた。さらにそれに関連した遺伝子改変動物も作製中である。新しい職場に移って1年が経過し、研究に必要な機材が揃いつつあり、今後さらに研究が進むことが期待される。

破骨細胞の分化や活性に関連する遺伝子改変メダカの作製と、メダカの鰭条骨を骨折させて、その部位に出現する破骨細胞と骨芽細胞を経時観察できる骨折修復モデルを用いて骨吸収機構を調べた。メダカ骨代謝においてグルココルチコイドがどのように作用するか調べるために、メダカにグルココルチコイド製剤を濃度別に投与する実験を行ったところ、グルココルチコイド製剤は骨代謝が盛んな咽頭歯骨で濃度依存的に破骨細胞と骨芽細胞を減少させることが示唆された。グルココルチコイド受容体欠損メダカを作製したところ、骨折によって動員される破骨細胞と骨芽細胞の量に変化が生じ、骨代謝にグルココルチコイドシグナルが重要であることが示された。2回の宇宙実験から微小重力環境に遺伝子発現が変化する遺伝子を明らかにした。それに関連する遺伝子改変メダカを作製する。また、過剰のグルココルチコイドによって鱗(うろこ)に破骨細胞が誘導されてくることを示した。そのメカニズムを明らかにすることを目標とする。実験結果を元に新しい破骨細胞の活性化メカニズムを解明する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト歯肉線維芽細胞の細胞周期に同調したTIMP-1の核内移行

ヒト歯肉線維芽(Gin-1)細胞を抗TIMP-1モノクロナル抗体で免疫染色したところ、ほとんどの細胞核がGo期では陰性染色を呈したのに対し、S期では陽性染色を呈したというLiら(NagoyaJ.Med.Sci.58,133-142,1995)の結果を再確認した。そこで、Gin-1細胞を核画分と細胞質画分に分画し、それぞれの画分について抗TIMP-1モノクロナル抗体を用いたWesternblotting、TIMP-1のサンドイッチ酵素免疫測定法、MMPに対する阻害実験によって、このTIMP-1様タンパクがTIMP-1と同一であることを明らかにした。さらに、細胞質画分中のTIMP-1は48時間まで持続的な増加を示したのに対し、核画分中のTIMP-1は24時間でピークを呈し、その後は減少する傾向を示した。この事実は核の単位容量当りで示したTIMP-1濃度が細胞質のそれに比べ有意に高いという結果とともに、TIMP-1が単なる拡散によって核へ移行するのではなく、何らかの機構で積極的に核へ移送されていることを示唆している。また、抗TIMP-2および抗TIMP-3各モノクロナル抗体を用いたWestern blottingにより細胞質画分中には3つのTIMPの存在が認められたが、核画分にはTIMP-1の存在のみが認められた。この事実はTIMP-1のみが選択的に核へ移送されることを示唆している。そこで、ロ-ダミン標識TIMP-1の核内移行を検討したところ、明らかに時間および温度依存性であった。また、核内への移行がATPの添加で促進されるが、apyraseとNEMの添加で抑制される傾向がみられた。Gin-1細胞においては、一連の実験結果から、TIMP-1の核内移行がみられることが明らかになったが、この特異な現象が他の細胞においても普遍的に観察されるかどうかについて検索した。正常細胞としての細胞周期を示すWI-38細胞を用いて検討したところ、上述のGin-1細胞と同じ結果を得た。ところが、腫瘍細胞ではどのような条件下でもほとんどの細胞核が陽性染色を示した。NoritP-40によってGin-1細胞の細胞膜を溶解後、細胞質画分と核画分を分離した。ついで、Tween20で核膜を溶解し、核抽出液を得た。このようにして分画した細胞質画分と核抽出液から抗TIMP-1抗体アフィニティーカラムを用いてTIMP-1を部分精製し、SDS-PAGE後、イムノブロティングにより、泳動度および特異抗体に対する反応性においてヒトリコンビナントTIMP-1と同一であることを明かにした。さらに、細胞質画分と核抽出液について、より特異性の高いサンドイッチ酵素免疫測定法を用いてTIMP-1量およびゼラチナーゼ阻害活性を測定し、それぞれにTIMP-1およびMMPインヒビター活性の存在を確認するとともに、それらの値が、FCS非存在下48時間に比べ、いずれもFCS存在下24時間で有意に高いことを明らかにした。また、それらTIMP-1量および阻害活性を細胞質画分および核抽出液μ1当りで表すと、核中での値が細胞質のそれに比べ有意に高いことが明かになった。

さらに、細胞質および核画分へのTIMP-1の蓄積を細胞周期を追ってイムノブロティングで検索したところ、細胞質ではFCS存在下48時間まで連続的な増加を示したのに対し、核では、S期に相当する24時間で最高に達し、その後、有意な減少を示した。以上の事実は、いずれもTIMP-1が細胞周期に一致してアクティブに核へ移行していることを強く示唆している。現在、さらに核へ移行したTIMP-1の部分的なアミノ酸配列を決定し、真にTIMP-1かどうかを検索中である。昨年度、すでに、S期のGin-1細胞の細胞質および核両抽出液についてMMP(主としてMMP-9)阻害活性を測定し、それぞれのin vivoでの単位容量当たりの活性が細胞質画分のそれよりも有意に高いことを明らかにした。今回は、さらに、核抽出液によるMMPの阻害が容量依存性であること、抗TIMP-1モノクロナル抗体の添加でほぼ完全に解除されることを明らかにすることによってS期の核に陽染されるTIMP-1様タンパクがTIMP-1そのものであることを再確認した。一方、RT-PCRによって、Gin-1細胞がTIMP-1、TIMP-2およびTIMP-3すべてのmRNAを発現していること、このうちTIMP-1とTIMP-3は共にFCS刺激後69時間(midG1期)でその発現が最高に達するのに対し、TIMP-2は従来housekeeping遺伝子として知られているように、刺激や時間に関係なく一定量の発現を示した。それで、さらに、S期のGin-1細胞の細胞質および核両画分について、ウエスターン・ブロッティングを行ったところ、いずれも細胞質画分では陽性のバンドを示したが、核画分ではTIMP-1のみが陽性バンドを示した。この事実は、Gin-1細胞が3つのTIMPを発現しているにも拘わらず、そのうち核へ移行するのはTIMP-1のみであることを強く示唆している。現在、さらに、ロ-ダミン標識TIMP-1と核画分を用いてTIMP-1がどのような機構で核へ移行するかを検索中である。
高度生殖医療技術の標準化を実現する医療対応型全自動細胞診断システムの開発

不妊治療成績の向上には、精度の高い生殖細胞品質診断システムの開発が不可欠である。本研究では、(1)電気化学計測技術、(2)超精密自動位置決め技術、(3)高精度ミトコンドリア機能解析技術を応用した医療対応型全自動細胞品質診断システムを開発する。この自動細胞呼吸測定システムは、細胞の呼吸を自動的に高精度で解析し、卵子や受精卵の品質を評価することができる。多項目ミトコンドリア呼吸機能解析によりこの診断システムの有効性と安全性を検証し、生殖細胞を単一細胞レベルで診断できる次世代型細胞品質診断システムへの発展を目指す。本研究の成果は、生殖医療の「質」の向上に大きく貢献することが期待される。
Ｙｂ系重い電子化合物における価数ゆらぎと量子臨界現象

価数搖動系β-YbAlB4および同じく価数搖動系の多形体α-YbAlB4を対象に、これらの物質の示す強い価数揺らぎの下での量子臨界現象、超伝導、メタ磁性的振舞いの機構の解明を目的とし研究を行っている。本年度は主に以下の結果を得た。まず、量子臨界性等の起源を明らかにする上で、そもそも何故、これらの系が200 - 300 Kの価数揺らぎの温度スケールより十分低温の約数10 K以下で、近藤格子的な振舞い、すなわちキュリーワイス的な磁化の増大や大きな比熱等を示すのかを明らかにする必要がある。この問いに対する知見がβ-YbAlB4のホール効果測定から得られた。興味深いことに、100 K以下の低温でホール抵抗が磁場に対して非線形になり、これがホール面と低キャリア密度の電子面からなる2バンドモデルによって説明されること、さらに、低温における重い電子の振舞いは低キャリア密度の電子面の寄与によると考えられることが分かった。この系の量子臨界性および超伝導の起源を探る上で重要な知見が得られたと考えられる。一方、α-YbAlB4のメタ磁性的な振舞いは、磁化容易軸のc軸方向に約3 Tの磁場中で生じる。電気抵抗測定からc軸方向に電流を流した際にメタ磁性磁場において顕著な非フェルミ液体性が確認されること、ab面内電流の場合に非フェルミ液体性は現れないものの、メタ磁性磁場以上の磁場で大きな負の磁気抵抗を示すなど、極めて異方的な振る舞いを示すことが分かった。また極低温比熱測定から、メタ磁性磁場において比熱は発散的な振舞いを示さないが、より高磁場で大きく抑制されること、さらに帯磁率、電気伝導測定の結果と組み合わせて得られるウィルソン比、門脇-ウッズ比は共にメタ磁性磁場の上下で概ね一定値をとるなど、従来の磁気量子臨界点とは異なる何らかの量子臨界性と関連していると考えられる特異な振舞いが明らかになってきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。重い電子系は、量子相転移近傍における新奇な現象を研究するうえで最適な系である。なかでも近年注目を集める、強い価数揺らぎの下での量子臨界現象と超伝導について、典型例の集中的な研究による機構の解明を目的として、Yb系重い電子物質初の超伝導体β-YbAlB_4とその関連物質α-YbAlB_4を対象に研究を行っている。これまでの研究からβ-YbAlB_4における量子臨界現象と超伝導は従来の重い電子系のものとは全く異なり、強い価数揺らぎを伴った状態から現れること、さらに金属では初めて自発的にゼロ磁場で量子臨界性が現れること等が分かってきた。これに対し、α-YbAlB_4のAlサイトを数%のFeで置換することで価数変化を伴う量子相転移および磁気秩序が出現することが分かってきた。本年度は、Fe置換されたα-YbAlB_4の価数転移と磁気転移の関係性を明らかにすべく、各置換量の試料に対し、磁場中の磁化、比熱、電気伝導度を測定した。その結果、磁気転移は磁場で抑制されるが、その際にβ-YbAlB_4および価数転移近傍の置換量のα-YbAlB_4と同様の非フェルミ液体性が現れないことが分かった。すなわち、これらの系の非フェルミ液体性および量子臨界性に価数が本質的な役割を果たしている可能性が高い。また、α-YbAlB_4のab面内の電気伝導度はc軸方向のそれに比べ10倍程度大きく、これまで重い電子系で見つかった異方性としては最も大きいと言ってよい非常に大きな異方性を示すことが分かった。これは伝導電子とf電子の混成がab面内方向に強いためと考えられるが、このことはバンド計算やYbサイトの対称性から導かれる結晶場基底状態からも支持され、β-YbAlB_4においても同様の異方的混成が期待される。この異方的混成が、β-YbAlB_4の非従来型の量子臨界性やα-YbAlB_4のメタ磁性にどのような影響を及ぼしているのか興味深い。

電気抵抗測定からc軸方向に電流を流した際にメタ磁性磁場において顕著な非フェルミ液体性が確認されること、ab面内電流の場合に非フェルミ液体性は現れないものの、メタ磁性磁場以上の磁場で大きな負の磁気抵抗を示すなど、極めて異方的な振る舞いを示すことが分かった。また極低温比熱測定から、メタ磁性磁場において比熱は発散的な振舞いを示さないが、より高磁場で大きく抑制されること、さらに帯磁率、電気伝導測定の結果と組み合わせて得られるウィルソン比、門脇-ウッズ比は共にメタ磁性磁場の上下で概ね一定値をとるなど、従来の磁気量子臨界点とは異なる何らかの量子臨界性と関連していると考えられる特異な振舞いが明らかになってきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。実験計画の遂行の順序については、初年度と次年度で前後する部分があり、また、α-YbAlB_4の異方的混成とメタ磁性に関する研究を優先的に行った等の計画の変更点はあるが、進捗状況としてはおおむね順調であると考えられる。引き続き、α-YbAlB_4のメタ磁性に関する研究を進める。同時に、前年度着手した熱膨張率測定、また、X線吸収による価数の同定を、Fe置換系のα-YbAlB_4に対して行うことで、この系における量子臨界現象と価数揺らぎの関係を明らかにする。また、圧力下精密磁化測定を立ち上げ、β-YbAlB_4におけるチューニングのいらない量子臨界現象から期待される量子臨界相の可能性について検証する。
農業生態系における野草・雑草群集の役割の見直しと適応的管理

本研究プロジェクトは、作物栽培・環境保全・植物進化・情報科学を専門とする異分野の研究者が連携し、野草ないし雑草とされてきた植物種群に注目して、作物生態系での動態と物質循環能を解析している。まず、様々な施肥管理に対する作物の養分吸収・分配や収量形成の応答の基本的な理解を行った。トウモロコシでは堆厩肥を活用した高生産の達成は可能であるが、コムギでは収量が必ずしも安定しないことが示唆された。その理由の1つとして、リン酸減肥やカリ減肥が収量に与える影響がトウモロコシに比べてコムギで大きいことが考えられた。今後は、作物による窒素、リンやカリウム等の養分吸収の測定と合わせて、作物成長における養分間の相互作用に関する解析を進めていく。また、耕地雑草群集において種多様性の画像自動識別システムを構築するために、予備的データとして複数種が混生する雑草群集の画像および植物種数データを収集した。今後、深層学習により植物パターン認識原理を応用し、画像自動識別システムの開発を進める。さらに、画像認識による雑草種の識別システムを構築するために、農耕地における主要な雑草9種を栽培し、実生撮影のためのシステムを構築した。また試験的に撮影した芽生えの写真を学習データとして、深層学習による分類器を作成した。その結果、ある程度の雑草種を識別できることが分かった。今後は、学習データ用の雑草種を増やすとともに、識別制度を向上させる予定である。耕地雑草群集において種多様性の画像自動識別システム構築には困難が予想されたが、様々なアイデアを出しながら予備的データとして複数種が混生する雑草群集の画像および植物種数データを収集することができた。また、農耕地における主要な雑草について、実生撮影のためのシステムを構築することもでき、深層学習による(ある程度の雑草種を識別できる)分類器を作成できた。野草ないし雑草とされてきた植物種群について、個々の種が持つ機能を解析していくために、特に、自然に展開する植生の種分類に関する研究に力を入れて進める。深層学習により植物パターン認識原理を応用し、画像自動識別システムの開発を進めるだけでなく、画像認識による雑草種の識別システムを構築するために、学習データ用の雑草種を増やすとともに、識別制度を向上させる予定である。植物体の養分分析などが前年度中に完了せず、次年度も引き続き行う。