hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ回路設計のための超大規模グラフに関する研究

直交半直線交差グラフ(平面上の水平あるいは垂直な半直線の集合を点集合とし,直交する二つの半直線に対応する点対を辺で結んで得られるグラフ)の理論を更に発展させました.このグラフはナノ回路の耐故障設計に応用されますが,超大規模グラフになるため効率的なデータ構造と高速なアルゴリズムが必要になります.まず,OBDD(Ordered Binary Decision Diagram)が超大規模直交半直線交差グラフの効率的なデータ構造であることを明らかにしました.また,ナノ回路の耐故障設計において重要な役割を演じる「グラフの双辞書式順序問題」を凸グラフに対して解く高速な並列アルゴリズムを提案しています.・直交半直線交差グラフとそのナノ回路設計への応用に関する解説を学会誌に発表しました.・直交半直線交差グラフに対して(重み付き)支配集合,(重み付き)誘導マッチング問題,及び強辺彩色問題などを解く多項式時間のアルゴリズムを学術雑誌に発表しました.その他にも以下のような重要な発見がありました.・グラフ上の動的回避ゲームにおいて1人の追跡者に必勝戦略が存在するための必要十分条件はグラフが2方向直交半直線木であることを明らかにしました.これは,2方向直交半直線交差木の新しい特徴付けになります.さらに,通常の回避ゲームにおいて2人の追跡者に必勝戦略が存在するための必要十分条件も明らかにしています.・与えられたグラフの族Fに対して頻出極大部分グラフを列挙する問題の計算複雑度は,Fがパス幅5以下の2つの木から成る場合でさえもNP困難であることを明らかにしました.また,Fが2方向直交半直線交差木から成る場合には多項式時間で解くアルゴリズムを提案しています.以下のような結果を学術雑誌に発表しました.1)2方向直交半直線交差グラフに対して重み最小の支配集合を求める多項式時間のアルゴリズムを学術雑誌に発表しました.2)最大次数が3であるグラフに対して最小の非可逆2転換集合を求める問題がグラフ的マトロイドのパリティ問題に効率的に帰着できることを学術雑誌に発表しました.この結果は非可逆2転換集合問題に関する一つの懸案を解決しています.3)特別な構造をしたキャタピラ(パス幅1の木)の調和彩色数を学術雑誌に発表しました.4)直交半直線交差木を認識する線形時間のアルゴリズムを学術雑誌に発表しました.このアルゴリズムは直交半直線交差木のいくつかの特徴付け(必要十分条件)に基づいています.この論文では,3方向直交半直線交差木と2方向直交半直線交差木は等価であること及び(3方向)直交半直線交差グラフのいくつかの必要条件も示しています.その他にも以下のような重要な発見がありました.5)ナノ回路の耐故障設計において重要な問題である部分グラフ同型問題が木と2部置換グラフに対してNP完全であることを明らかにしました.6)2部置換グラフの2部最密部分グラフ問題に対して多項式時間近似アルゴリズムを提案しました.7)グラフ上の回避ゲームにおいて必要な追跡者の数がグラフのパス幅によって制限されることを明らかにすると共に,必要な追跡者の数は3であるがパス幅が任意の大きさであるグラフが存在することも明らかにしました.直交半直線交差木の特徴付けを与えて,直交半直線交差グラフの理論を大きく発展させました.以下のような重要な発見がありました.1)直交半直線交差グラフの特別な場合である鎖グラフに対して,最大マッチングと点集合の双辞書式順序を求めるNCアルゴリズム(多項式個のプロセッサを用いて対数多項式時間で終了する効率的な並列アルゴリズム)を提案しました.後者のNCアルゴリズムは直交半直線交差グラフの最大完全2部部分グラフを求めるNCアルゴリズムにサブルーチンとして用いることができます.この問題はナノ回路の耐故障設計において重要な問題の一つです.2)直交半直線交差グラフの特別な場合である2部置換グラフの2部最密部分グラフ問題に対する近似アルゴリズムの高速化に成功しました.3)ナノ回路の耐故障設計において重要な問題の一つである部分グラフ同型問題が2部置換木と2部置換グラフに対してさえもNP完全であることを明らかにしました.4)データマイニングなどにおいて重要な問題である木の最大共通部分木問題の木のパス幅に関する計算複雑度を解明しました.その他にも以下のような結果を学術誌に発表しました.5)グラフ上の回避ゲームにおいて必要な追跡者の数がグラフのパス幅によって制限されることを明らかにすると共に,必要な追跡者の数は3であるがパス幅が任意の大きさであるグラフが存在することも明らかにしました.なお,動的回避ゲームにおいて必要な追跡者の数が1であるための必要十分条件はグラフが2方向直交半直線交差木であることである,という興味深い結果が既に知られています.ナノ回路の耐故障設計において重要である直交半直線交差グラフに関する部分グラフ同型問題及び最大完全2部部分グラフ問題等の重要な組合せ問題に対して直列・並列計算複雑度の理論を大きく発展させました.平成28年度の研究成果で未発表のものに今年度新たに得られた研究成果も加えて発表しました.今年度も引続き直交半直線交差グラフ(平面上の水平あるいは垂直な半直線の集合を点集合とし,直交する二つの半直線に対応する点対を辺で結んで得られるグラフ)の理論を発展させました.直交半直線交差グラフは次世代集積回路の革新的な技術として注目を集めているナノ回路の耐故障設計に応用されますが,超大規模グラフであるため効率的なデータ構造と高速なアルゴリズムが必要になります.

・ナノ回路の耐故障設計において重要な役割を果たす「直交半直線交差グラフの部分グラフ同型問題」が,直交半直線グラフの非常に簡単な場合である2部置換木と2部置換グラフに対してさえもNP完全であるあることを発表しました.これは「直交半直線交差グラフの部分グラフ同型問題」が非常に難しい問題であることを示しています.・「グラフの双辞書式順序問題」を直交半直線交差グラフの特別な場合である2部凸グラフに対して解くNCアルゴリズム(多項式個のプロセッサを用いて対数多項式時間で終了する高速な並列アルゴリズム)を発表しました.「直交半直線交差グラフの双辞書式順序問題」を解く並列アルゴリズムはナノ回路の耐故障設計において重要な役割を果たす「直交半直線交差グラフの均衡完全2部部分グラフ問題」を解く並列アルゴリズムのサブルーチンとして用いられることから,この結果は「直交半直線交差グラフの均衡完全2部部分グラフ問題」を解くNCアルゴリズムを設計するという懸案の解決に向けての大きな一歩です.研究期間全体の研究成果としては,超大規模直交半直線交差グラフに対する効率的なデータ構造と高速なアルゴリズムに関して大きな進捗があり,研究の目的を達成しております.直交半直線交差グラフ(平面上の水平あるいは垂直な半直線の集合を点集合とし,直交する二つの半直線に対応する点対を辺で結んで得られるグラフ)の理論を更に発展させました.このグラフはナノ回路の耐故障設計に応用されますが,超大規模グラフになるため効率的なデータ構造と高速なアルゴリズムが必要になります.まず,OBDD(Ordered Binary Decision Diagram)が超大規模直交半直線交差グラフの効率的なデータ構造であることを明らかにしました.また,ナノ回路の耐故障設計において重要な役割を演じる「グラフの双辞書式順序問題」を凸グラフに対して解く高速な並列アルゴリズムを提案しています.OBDDが大規模な直交半直線交差グラフの効率的な表現方法であることを明らかにしています.直交半直線交差グラフに対する効率的な並列アルゴリズムの設計を進めます.直交半直線交差グラフの特徴付けなどの構造理論の構築を進めると共に,様々な組合せ問題に関する直列・並列計算理論の構築を進めます.情報学ナノ回路設計への応用を目指して,大規模な直交半直線交差グラフに対する効率的な並列アルゴリズムやOBDDに基づいたアルゴリズムの設計を進めます.人件費を節約するなど効率的に使用したためです.人件費を節約するなど効率的に使用したためです.人件費を節約するなど効率的に使用したためです.今年度の未発表である研究成果を発表するための旅費等として使用する予定です.今年度の未発表である研究成果を発表するための旅費等として使用する予定です.今年度の未発表である研究成果を発表するための旅費等として使用する予定です.
歯科鋳造用埋没材の硬化時膨張の制御機能に関する研究所

62年の研究で歯科鋳造用埋没材の硬化時膨張は練和条件によって、一度膨張が発現した後、経時的に反転し減少することを報告した。一つの硬化時膨張の経時的反転減少は練和条件によって異なる。クエン酸ナトリウム溶液で練和したものは硬化時間が長く埋没材中のせっこうの結晶は大きく、数も多くなり硬化時膨張の経時的減少を示さない。一方標準混水比で練和速度を速くすると、硬化時間は早くなり、膨張の経時的減少を示した。このようなことから、発現した膨張の反転減少率は硬化時間と相関関係がある。さらに埋没材硬化体中のせっこうの結晶が小さいもの程、また空隙率が大きいもの程、減少する割合が大きいことが判明した。この硬化時間の変化する基本的要素は(1)埋没材中のせっこうの溶解度をかえる。(2)せっこうの結晶核の数をかえる(3)せっこうの結晶速度をかえることである。硬化時間と膨張の反転減少との間に相関関係があることは上記の要素を考慮しなければならない。その確認実験を混水比、練和速度、練和時間、遅延剤の添加などにから、せっこうの結晶形態、膨張発現までの誘導期の時間などとの関係より進めた。その結果、混水比を一定にして練和速度を速くすると誘導期は短縮され、結晶形態も細かくなり、硬化時間の短縮と膨張の反転減少がおこる。一方遅延剤を添加すると逆に誘導期は延長し、結晶の成長も遅れるが、結晶はあまり細かくならず、膨張の反転減少を示さない。これらの結果を鋳造体の鋳造精度より臨床的検討を加えた、硬化時膨張の反転減少の大きいものは鋳造精度が劣り、反転減少しないものは鋳造精度は良好であった。膨張の反転減少に伴なって、原型のワックスが応力をうけ、変形することも考えられ、直ちにこの減少が直接鋳造精度に影響をおよぼすとはいえないが、重大な要因となることは事実であろう。従って膨張が経時的に現象させない練和条件を採用して埋没することが必要である。歯科精密鋳造は鋳造用合金の鋳造時収縮を埋没材の硬化時,加熱時膨張を応用して補償するという考えのもとに発展している.したがって埋没材の硬化時膨張の不安定は歯科精密鋳造に大きく影響を与える.この硬化時膨張値は埋没材の練和条件すなわち混水比,練和速度練和時間などによって影響を受けることが判明している.さらに興味あることは一度発現した硬化時膨張が練和条件によって経時的に反転して,減少していくことを見い出した.そしてこの膨張の経時的な反転率は埋没材の最大硬化時膨張が発現するまでの時間が120分以内のものはその発現した膨張の経時的反転現象の割合が大きく,しかも硬化時間が短くなる程反転率が大きい.これは埋没材硬化体の密度が影響していると考えられたので硬化体中の空隙の発生状況を観察すると共に石こうの硬化時間調節剤の一種であるクエン酸ナトリウム溶液で練和して,埋没材の硬化時膨張の反転現象を測定した.その結果,水で練和した場合に比較して, 0.05%クエン酸ナトリウム溶液で練和した埋没材の最大硬化時膨張発現までの時間は延長し,それに伴い硬化時膨張値は大きくなり,経時的反転の割合は著しく減少する結果を示しこのことにより硬化時間と大きな相関関係があることが判明した.またクエン酸ナトリウム溶液で練和した埋没材の硬化体を走査電子顕微鏡で観察したところ二水塩の結晶は大きく,それに伴って空隙率が同一条件で水で練和した場合に比較して,より大きいことが判明した.さらに硬化時膨張の反転率の影響が鋳造精度にどの程度影響を及ぼすかを確認するため実際に鋳造実験を試みたところその影響は大きく,硬化時膨張の反転率の大きいもの程鋳造精度は劣り合金の収縮を補償できない.62年の研究で歯科鋳造用埋没材の硬化時膨張は練和条件によって、一度膨張が発現した後、経時的に反転し減少することを報告した。

一方遅延剤を添加すると逆に誘導期は延長し、結晶の成長も遅れるが、結晶はあまり細かくならず、膨張の反転減少を示さない。これらの結果を鋳造体の鋳造精度より臨床的検討を加えた、硬化時膨張の反転減少の大きいものは鋳造精度が劣り、反転減少しないものは鋳造精度は良好であった。膨張の反転減少に伴なって、原型のワックスが応力をうけ、変形することも考えられ、直ちにこの減少が直接鋳造精度に影響をおよぼすとはいえないが、重大な要因となることは事実であろう。従って膨張が経時的に現象させない練和条件を採用して埋没することが必要である。
日本に於けるサービス産業の比重増加に芸術関連サービス産業が及ぼす役割の時系列解析

第5回芸術家調査の実査を行い、過去のデータとの統合してデータベースの拡充を図り、芸術家の世帯形態別に年収の分析を行った。これらの研究結果は国内外の学会で研究発表を行った。国勢調査の全世帯数の10%抽出のミクロデータの目的外利用許可(昭和55年平成17年の6回分)が最終年度直前に認められ、データベース構築後、世帯形態別に一次処理を済ませた。政府の各種政策は、その立案過程の合理性とその政策結果の評価が、より一層求められるようになってきた。文化政策については、従来、文化価値を扱うために、統計的数量分析が難しいと考えられておりその統計の政府統計としての体系的整備も十分に行われて来たとは言い難い。この欠点を補うために、現行の政府の文化芸術行政のための基礎的統計データの整備を目的としている。そのために、本研究は(1)芸術文化の供給がどのような構造を持っておりそれと文化政策に必要な統計データ体系のシステムを供給者の視点から設計検討する。更に(2)その芸術文化の担い手としての供給サイドは、単一体ではなく、芸術家をはじめとする個人では、業主的な存在と被雇用者的な者とがあり、団体もまた、法人格を持つものとそうでないものとがある。しかも事業主体としては極めて不安定な存在として、事業単位毎に、ちょうど建設業におけるコンソシアムのような企業構造を持っている。従って、そこで従事する人たちは極めて入り組んだ形で派遣出向、外注等の関係で営まれていることなどを視野に入れて構造を分析する。更に事態を複雑にしているのは、(3)文化産業従事者が、その仕事で十分な生計を立てるのが実態的に難しく、そのためにこうした人々の生計を支えるのが世帯の他の構成員であることが多い。こうした点を実証するのが研究目的である。政府の各種政策は、立案過程の合理性とその政策結果の評価が、より一層求められるようになってきた。文化政策については、政策対象が文化価値という抽象的なものであるために、従来、統計的計量分析が難しいと考えられており、政府統計としてこの方面の統計データが体系的に十分整備されてきたとは言えない。この点を補うために、本研究は、政府の文化芸術行政のための基礎的統計データの整備とその分析を目的としている。本研究プロジェクトは「芸術家調査」班と「国勢調査ミクロ統計分析」班から成る。(1)「芸術家調査」班プロの舞台演奏芸術家を対象とした「芸術家調査」の実査を行った。実査に当たっては、各種芸術家名鑑を利用して、最新情報の芸術家母集団リストとなる芸術家データベースを構築し、郵送調査用の個人宛の名簿整理を行った。実査は、芸術家の「生活実態調査」と「経歴調査」の二種類の調査票で郵送調査法により行った。また、オーケストラ連盟、オーケストラ協議会、東京二期会、関西二期会へ出向き、ヒアリングを行い、調査協力依頼をお願いするとともに、音楽実演家の生活実態をつぶさに調査した。これと平行して、これまで15年間に5年ごとに行った4回の芸術家調査データの再整備を始めた。その際、これまで紙媒体で保管していたアンケート調査票の原票を、スキャナを使って全て画像データに変換した。これにより、物理的にかなりのスペースを占めていた原票の廃棄が可能になったのと同時に、調査データのデータベースとの突き合わせが瞬時に行えるようになり、データベースの再構築作業効率が飛躍的に向上した。(2)「国勢調査ミクロ統計分析」班国勢調査の目的外使用申請のための準備として、公表されている政府統計(国勢調査、就業構造基本調査、事業所・企業統計調査、サービス業基本調査、特定サービス産業実態調査など)を検証した後、目的外使用申請手続きの書類作成に必要な調査項目、結果の表章形式の検討を行った。実際の目的外使用申請は研究2年目の2008年度に行う。本研究は、政府の文化芸術行政のための基礎的統計データの整備とその分析を目的としており、研究プロジェクトは「芸術家調査」班と「国勢調査ミクロ統計分析」班から成る。1.「芸術家調査」班前年度末に実査したプロの舞台演奏芸術家を対象とした「芸術家調査」の回収を行い、収集したデータの整理と入力作業を行った。更に、基本統計量を計算しながら、データの誤記入の修正や整合性の検証を行い、調査データのデータベースをSAS上に構築した。これと平行して、これまで15年間に5年ごとに行ってきた4回の芸術家調査のデータベースの再整備を昨年に引き続き継続した。2.「国勢調査ミクロ統計分析」班国勢調査のミクロデータの目的外使用による日本の芸術家集団の分析を目的としている。昨年に引き続き申請のための準備として、公表されている政府統計(国勢調査、就業構造基本調査、事業所・企業統計調査、サービス業基本調査、特定サービス産業実態調査など)をつぶさに調査した。総務省統計局への目的外使用申請手続きの検討を行ったが、国勢調査は他の指定統計と異なり特別扱いで、制度上は目的外使用の制度があるものの、現実には極めて困難な状況であることが判明。

本年度4月に施行された「新統計法」により、「オーダーメード集計」による国勢調査データの使用が可能になったので、この制度に基づいて分析作業をすることにした。本年度のできるだけ早い時期にこれを実現させて、解析作業を始める。本研究は、政府の文化芸術行政のための基礎的統計データの整備とその分析を目的としており、研究プロジェクトは「芸術家調査」班と「国勢調査ミクロ統計分析」班から成る。1「芸術家調査」班前年度までに構築した芸術家の調査データのデータベースを使って、世帯属性や所属団体の特性を考慮した所得構造の分析を行った。これらの結果は、22年度の国内外の学会で報告することが決まっている。また、前年度からの継続作業として、これまで25年間に5年ごとに行ってきた4回の芸術家調査のデータベースの再整備も行った。2「国勢調査ミクロ統計分析」班国勢調査のミクロデータの「目的外使用」による日本の芸術家集団の分析を目的としている。本科研プロジェクトの初年度以来、目的外使用の申請のための準備を綿密、かっ周到に行ってきたが、ようやく平成22年2月1日に総務省統計局から使用許可を得て、昭和55年から過去6回分の国勢調査のミクロデータ(10%抽出)をテキストファイルの形式で入手した。このテキストファイルは既に平成21年度内にSASデータセットへの変換が終了しており、解析作業のための準備を進めている。「芸術家調査」班(1)第5回芸術家調査データのデータベースを使って集計・分析作業を行った。現在研究成果をとりまとめ中。その結果の一部を平成22年6月の国際文化経済学会(コペンハーゲンで開催)、同年7月の日本の文化経済学会(兵庫県立大学で開催)など、国内外の学会において、研究成果を報告した。(2)過去25年間に我々の科研プロジェクトで5年ごとに実査をしてきた第1回4回の芸術家調査データの再整備を行うと同時に、本科研で実査分の第5回芸術家調査を統合してデータベースを完成した。「国勢調査ミクロ統計分析」班国勢調査のミクロデータのいわゆる「目的外使用」申請が認可され、平成22年2月に過去6回分(30年間)の国勢調査のミクロデータ(10%世帯抽出)を入手することができた。使用期間は1年間。テキストファイルの膨大な元データ(各回次約1800万人2000万人)のデータベースをSAS環境で構築。その中から芸術関連従事者の個票データだけを抽出して、世帯構成の属性を算出。ほぼ同じ時期をカバーしている我々の5回分の芸術家調査の結果との比較を試みた。更に、国勢調査ミクロデータの使用認可の際に認められた範囲内で、各種の文化芸術に関する集計・分析を行った。
老化過程におけるミトコンドリア・クリステ構造のリアルタイムイメージング

ミトコンドリアは老化と寿命制御の中核的オルガネラである。各呼吸鎖複合体はクリステ膜上に存在するが、その構造は200 nmの光学限界以下である為、そのダイナミズムとミトコンドリア機能との相関は不明である。本研究では、超解像STED顕微鏡を用いて、膜電位感受性色素(TMRM)で染色したミトコンドリアの内部構造(内膜クリステ)変化を数10 nmの解像度で経時的に観察する手法を確立した。さらに各呼吸鎖複合体のサブユニットを蛍光タンパク質でラベルしてクリステ上での局在を観察したところ、複合体IとIII、IVが近接したスーパーコンプレックスの存在を示唆する画像を得ることができた。ミトコンドリア内膜の一部はひだ状のクリステ構造をとり、ミトコンドリア機能との相関が示唆されている。しかし、ミトコンドリア短径は光学限界の200 nmに近く、生細胞でクリステ構造を観察することはできなかった。近年、超微細構造の観察が可能な分解能50 nm以下のG-STED(Time-gated stimulated emission depletion)顕微鏡が開発された。そこで、G-STED顕微鏡を用いて生細胞クリステの可視化を試みた。ヒト肺がん細胞A549をミトコンドリア膜電位感受性色素TMRMで染色することにより、生細胞でミトコンドリア内クリステに相当するひだ状構造が観察できた。3D画像は電顕によって観察されたクリステ構造に類似する。マトリックス局在YFPはひだの間に入り込み、外膜特異的タンパクはひだの外周を囲んでいた。また、MICOS構成タンパクであるCHCHD3の発現抑制により粒化したミトコンドリアでは、ひだ状構造の弛緩が認められた。経時的解析により、クリステは高速(サブ秒)に変形していることが確認された。従来は主にミトコンドリアの外観から機能と構造の変化が議論されてきたが、今後は内部構造との機能相関が解析可能となった。本研究で明らかにしようとしているテーマは、老化と長寿におけるクリステ構造変化の総合的知見を得ることにある。そのために(1)リアルタイムでのクリステ観察に適した蛍光タンパク発現ベクターを開発し、特異的な蛍光色素と組み合わせ、超解像レーザー顕微鏡下で生きた細胞のクリステ構造変化を観察可能にする。(2)細胞変性と細胞老化におけるミトコンドリア膜電位とクリステ構造の変化を明らかにする。本年度は(1)を完了したことから研究目標の半分を達成し、当初計画よりも進展している。エネルギー産生の中心である呼吸鎖はクリステ膜上に存在するが、クリステの構造は光学限界以下で、その動的変化を生細胞で観察することができなかった。この為、クリステ構造変化とミトコンドリア機能との相関は全く不明である。そこで、本研究では超解像レーザー顕微鏡で生細胞におけるクリステ構造の可視化に挑戦し、クリステ構造変化とエネルギー産生を主体とするミトコンドリア機能との相関を明らかにする。現在までに超解像STED顕微鏡を用いて、数10 nmの解像度で生きたミトコンドリアの内部構造(内膜クリステ)を観察する手法を確立した。これにより、核様体、外膜、マトリックスなどと内膜クリステを区別して観察することが可能になり、呼吸鎖複合体などのATP産生に関与する分子と内膜クリステとの位置関係をライブで観察可能となった。また、内膜クリステが高速に変化していることが明らかとなり、その生物学的意義の解明を進めている。さらに呼吸鎖スーパー・コンプレックスの可視化も検討中である。A549ヒト肺がん細胞をミトコンドリア膜電位特異的蛍光色素(TMRM)で染色後、G-STED顕微鏡で画像取得し、deconvolutionソフトによりノイズを除去した。必要に応じてマトリックス局在YFPや外膜特異的タンパク、各呼吸鎖複合体サブユニットなどのAcGFP融合タンパク発現ベクターで形質転換したA549細胞を用いた。また、MICOS構成タンパクCHCHD3はsiRNAでknockdownした。その結果、G-STED顕微鏡によってミトコンドリア内部におよそ90 nm幅のTMRM陽性となるひだ状構造が観察された。その3D画像は電顕によって観察されたクリステ構造に類似していた。このとき、マトリックス局在YFPはひだ状構造の間に入り込み、外膜特異的タンパクはひだ状構造の外周を囲んでいた。また、CHCHD3の発現抑制により粒化したミトコンドリアでは、ひだ状構造の弛緩が認められた。これらの観察結果は、TMRM陽性ひだ状構造が内膜クリステであることを示している。さらに呼吸鎖複合体IからVの各サブユニットはひだ状構造の近傍にあるが完全には共局在しなかった。これはAcGFPでマークした各呼吸鎖サブユニットが、内膜貫通部分ではなく、外側のマトリックスや膜間腔内に存在する為と考えられる。また、経時的解析から内膜クリステは高速(サブ秒)に変形していることが確認された。今回の結果は、従来は主にミトコンドリアの外観から機能と構造の変化が議論されてきたが、今後は内部構造との機能相関が解析可能であることを示している。ミトコンドリアは老化と寿命制御の中核的オルガネラであり、エネルギー産生の中心である。

各呼吸鎖複合体はクリステ膜上に存在するが、クリステの構造はおよそ200 nmの光学限界以下で、その動的変化を生細胞で観察することができなかった。この為、クリステ構造変化と短時間のミトコンドリア機能変化とそれに伴うと考えられるクリステ構造変化との相関は全く不明である。近年、分解能50 nmに迫るG-STED(Time-gated stimulated emission depletion)顕微鏡が開発され、微細な蛍光画像の取得が可能となった。そこで、本研究ではG-STED顕微鏡を用いて、クリステ構造変化とエネルギー産生を主体とするミトコンドリア機能との相関を明らかにする。本研究で超解像STED顕微鏡を用いて、数10ナノ・メートルの解像度でミトコンドリア膜電位感受性色素(TMRM)により染色した生きたミトコンドリアの内部構造(内膜クリステ)を観察する手法を確立した。本年度、各呼吸鎖複合体のサブユニットにGFPまたはDsRedなどの蛍光タンパク質でラベルした融合タンパク質を発現し、クリステ上での局在を観察したところ、複合体IとIII、IVなどの間で近接している画像を得ることができた。これは複合体が集合したスーパーコンプレックスが初めて可視化されたものと考えられる。ミトコンドリアは老化と寿命制御の中核的オルガネラである。各呼吸鎖複合体はクリステ膜上に存在するが、その構造は200 nmの光学限界以下である為、そのダイナミズムとミトコンドリア機能との相関は不明である。本研究では、超解像STED顕微鏡を用いて、膜電位感受性色素(TMRM)で染色したミトコンドリアの内部構造(内膜クリステ)変化を数10 nmの解像度で経時的に観察する手法を確立した。さらに各呼吸鎖複合体のサブユニットを蛍光タンパク質でラベルしてクリステ上での局在を観察したところ、複合体IとIII、IVが近接したスーパーコンプレックスの存在を示唆する画像を得ることができた。(1)ミトコンドリア呼吸鎖複合体の超解像顕微鏡による可視化で、スーパーコンプレックスを生細胞で観察する。(2)遺伝子発現調節モデルや薬物モデルを用いて、ミトコンドリア機能変性とクリステを含むサブミトコンドリア構造変化との関連性を明らかにしていく。(3)ミトコンドリア病細胞、老化細胞などを本年度に確立した手法と(1)、(2)の手法を用いて観察し、疾患と老化におけるサブミトコンドリア構造変化の総合的知見を得る。内膜クリステの高速変化(サブ秒)に関する生物学的意義の解明は老化プロセスを含めた生命の本質に迫る可能性があるオリジナリティーの高い研究である。さらに生細胞での電子伝達系複合体スーパー・コンプレックスの可視化とそのミトコンドリア機能との相関を解析する研究も同様に高いオリジナリティーがある。現在、この2つの研究が進行中である。生体調節機能本年度は予定を上回り、効率的に実験が進行したため。予定を上回り、研究が進展した為。次の研究ステップに必要な消耗品の購入に充てる。また、昨年度の研究成果を学会等で積極的に発表していく。計画内で発展させた研究テーマに研究費を投入する。
パーソナリティ障害における対人関係機能による対人相互作用過程の解明

平成28年度は,当初の計画通りに大学生を対象とした1件のペア評定式質問紙調査を新たに実施し,さらに前年度に引き続いて実施した1件の縦断web調査を完遂した。まず,ペア評定式質問紙調査の結果から,各パーソナリティ障害傾向は,友人間の関係性に対する評価における様々なパターンの差異と関連することが示され,関係性に対する認知およびその友人間における差異がそれぞれの特徴的な対人関係上の困難に結びついていることが明らかとなった。そして,18歳から69歳の男女を対象とした半年間隔の縦断web調査の結果から,20代および30代は他の年代よりも境界性・自己愛性・依存性・回避性・猜疑性・統合失調型パーソナリティ障害傾向得点が高いことが示され,これらのパーソナリティ障害が青年期や成人期の早期により顕著にみられることが確認された。また,特に境界性パーソナリティ障害傾向が精神的健康を縦断的に予測することと,回避性パーソナリティ障害傾向が精神的健康の縦断的影響を受けることも示された。一連の研究の成果より,各パーソナリティ障害傾向と関連する自己評価や関係性の認知の背景にある不安定な対人欲求や,意識的な欲求と行動の不一致,および友人との心理的距離のとり方における葛藤が,個人の精神的健康や対人的適応を阻害する一因であることが示された。また,上記の対人的特徴は友人からの評価とも密接に関連し,各パーソナリティ障害傾向が高い個人における自己評価と他者評価の間の様々なパターンの差異を引き起こすことが示された。さらに,境界性・回避性パーソナリティ障害傾向が青年の精神的健康や社会的適応に対して特に強い影響をもつ要因であることも示されたが,精神的健康度と対人関係上の困難はそれほど強く関連していなかったことから,精神的健康と対人的不適応は異なる次元の適応指標として捉える必要があるといえる。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は,当初の計画通りに大学生を対象とした2件の集合実施形式調査と1件のペア評定式質問紙調査を実施し,さらに広範な年代の男女を対象とした1件のweb調査に着手した。まず,2件の集合実施形式調査の結果から,高パーソナリティ障害傾向者における対人関係上の不適応が,他者との関係性に対する不安定な認知や,欲求と一致しない対処行動によって生じていることが明らかとなった。そして,大学生の同性友人ペアを対象としたペア評定式質問紙調査の結果から,高パーソナリティ障害傾向者と友人との間で相互の評価に差異があり,高パーソナリティ障害傾向者は友人から必ずしも否定的に評価されていないことが示された。これら3件の研究によって,高パーソナリティ障害傾向者における個人内の対人不適応のプロセスのみならず,対人間の相互の評価についてもそのプロセスを明らかにしたことで,介入に際したアセスメントに対して新たなアプローチを提供するための基盤を構築しつつあるといえる。以上の研究の遂行と並行して,本研究の対象者を大学生としていることの妥当性や,研究対象としている5類型のパーソナリティ障害について,全パーソナリティ障害の中での概念的位置づけを明示するために,当初の計画には含まれていなかったweb調査を実施した。具体的には,全パーソナリティ障害の背景にある共通因子の抽出と,年代間のパーソナリティ障害の傾向比較,および各パーソナリティ障害の精神的健康への縦断的影響について検討するために,半年間隔(2回)の縦断的web調査を行う。調査の実施およびデータ収集は株式会社クロス・マーケティングに委託している。平成27年11月に1回目の調査を実施したため,平成28年度56月頃に2回目の調査を実施する予定である。平成27年度は,当初の予定通りに3件の調査研究を実施し,加えて当初の計画には含まれていなかった1件のweb調査を実施した。いずれの研究においても有用な知見が得られたため,それらの成果をもとに論文化を進めている。以上のことから,研究がおおむね順調に進展していると評価した。

さらに,境界性・回避性パーソナリティ障害傾向が青年の精神的健康や社会的適応に対して特に強い影響をもつ要因であることも示されたが,精神的健康度と対人関係上の困難はそれほど強く関連していなかったことから,精神的健康と対人的不適応は異なる次元の適応指標として捉える必要があるといえる。平成28年度も引き続き,調査の実施と論文執筆を行う。調査については,高パーソナリティ障害傾向者における友人間の社会的認知の差異に関するさらなる知見を得るために,大学生を対象としたペア評定式質問紙調査を新たに1件実施する。これと並行して,当初の計画には含まれていなかったが,本研究の対象者を大学生としていることの妥当性や,研究対象としている5類型のパーソナリティ障害の全パーソナリティ障害中での概念的位置づけを明示するために,平成27年度に実施した縦断的web調査の2回目を実施する。論文執筆については,実施済みの研究の成果を論文化して投稿する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
飛騨外緑帯、古生代火山岩類の地球化学

日本列島の古生層といわれた地層は、近年の研究によって中世大のオリストストロームであることが明らかになった。しかし飛騨外縁帯には、浅海相を示す古生層が分布し、その延長の可能性のある地層は南部北上に分布している。本研究は、グリーン・タフ地域の基盤として、これらの地層の性質と、相互の関連を明らかにすることを目的としている。岐阜県高山市の東方には、荒域川層が分布している。主として玄武岩かはなるが、その上位にはフェシック凝灰岩がのる。これらの地層は化石らは下部炭系とされている。荒域川層を中心として地質調査を行い。玄武岩とフェルシック凝灰岩の分布を明らかにした。その結果によると、フェルシック凝灰岩は数枚の単位層からなり、三ノ瀬礫岩によって斜交不整合に覆われていると考えられる。玄武岩については薄片を作成し、残存輝石を探したが、見出すことができなかった。そこで比較的新鮮なものを選び、X線蛍光分析法によって全岩分析を行った。得られた値を、記載されている日本れとうの古期岩類の化学組成を比較したところ、南部北上の古生層の化学組成と最もよい類似が認められた。福井県九頭竜川流域に分布している此木谷層は、主として玄武岩類からなる。化石により、岩灰系とされている。薄片による観察の結果、残存輝石を含む比較的新鮮な試料を得ることができた。それらの化学組成ならびにX線微小部分分析装置による輝石の化学分析の結果を検討したところ、これらの玄武岩は島孤的なツレアイト玄武岩に属することが明らかになった。本研究で得られた成果は、いまだデータが少ないが、荒域川層と此木谷層は同じ地層であり、その北方延長は南部北上へ連続するという考えと矛盾しない。
間歇的低酸素時の肺マクロファージβ3受容体による肺循環調節での肺交感神経の役割

申請者らは間歇的低酸素(IH)慢性負荷ラット(IH負荷ラット)での肺交感神経活動と肺M1マクロファージβ3アドレナリン受容体(AR)の機能連携による肺小動脈拡張機構を明らかにしたが、マクロファージβ1及びβ2AR並びに肺小動脈のβ1、β2及びβ3ARの役割は未解明であった。肺胞洗浄法でM1マクロファージを回収後、Western blot法でβ1、β2ARの発現を調べた。IH負荷ラットのβ1、β2ARの発現は、β3ARと異なり、正常ラットと比較して有意な変化を示さなかった。また、IH負荷ラットの回収マクロファージに非選択的β1・β2AR刺激薬isoproterenolを投与すると、選択的β3AR刺激薬の場合とは逆に、NO放出は減少した。他方、血管内皮のβ受容体を免疫組織化学染色で調べたところ、β1、β3ARの発現はIH負荷で有意な減少、β2ARの発現は有意ではないが増加傾向を示した。IH負荷ラットの抑制された低酸素性肺血管収縮応答(HPV)に対し、選択的β3AR遮断薬SR5920Aは抑制されたHPVを正常ラットレベルまで回復させたが、水溶性選択的β1AR遮断薬Atenorolは無効化であった。しかし、水溶性β1・β2AR遮断剤Nadololは、β3AR遮断薬と同様にHPVを回復させた。以上から、IH負荷ラットでは、M1マクロファージβ3ARだけでなく、肺小動脈のβ2ARによるHPV抑制機構も備わっている可能性が示唆された。前年度に、マクロファージの慢性的消去は、IH負荷ラットの肺高血圧症を増悪することを示した。今回、β3AR遮断及びβ1、2AR遮断はIH負荷ラットの肺高血圧症を増悪させたが、β1AR遮断は無効化であった。この結果は、IH負荷ラットでは、M1マクロファージβ3AR並びに肺小動脈β2AR機構の活性化が肺高血圧症の発症を抑制していることを示唆した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。睡眠時無呼吸症候群では、継続的な低酸素ではなく、間歇的低酸素(IH)に暴露されることが病態の根幹をなすといわれている。申請者らは、最近、IH負荷ラットでは、血中カテコラミン濃度の慢性的な増大に伴い、肺M1マクロファージのβ3アドレナリン受容体(AR)を介した一酸化窒素(NO)放出機構が誘導されるため、急性低酸素負荷で起こるHPVが強く抑制されることを見出した。そこで、28年度は、課題1)IH負荷ラットで新たに見出された肺M1マクロファージβ3ARを介したHPV抑制機構は、急性低酸素負時の肺交感神経性活動増大で作動・活性化するのか、課題2)IHによる肺へのβ3AR高発現M1マクロファージの分化誘導に肺交感神経活動はどの程度関与するのかを調べることを目的とした。課題1を明らかにするため、星状神経節から分岐する神経束で、肺支配の特異性が高い神経束を分離・切除後、遠心端を電気刺激し、β3ARを介した肺血管拡張が起こるかを調べた。その結果、この刺激法では肺交感神経の選択的な刺激になっておらず、他臓器、特に心臓への影響は無視できないことが判明した。また、課題2を研究するため、予定した実験法である肺移植による肺の完全除神経を評価した結果、除神経は完全ではあるが、手術に伴う炎症反応による肺のマクロファージ発現の変化が長期に持続し、対照との比較が困難であることが判明した。以上から、肺交感神経活動の選択的な効果を明らかにするには、実験法そのものを見直す必要があると考えた。研究実績の概要に述べたように、肺交感神経活動の特異的効果を調べるため、1年間かけて予定した実験法で色々な角度から研究を進めてきたが、最終的に予定した実験法では目的が達成できないとの結論に達した。そのため、28年度の研究計画を予定通りに進めることはできなかった。申請者らは、間歇的低酸素(IH)を慢性負荷したラットでは、急性低酸素負荷で起こる低酸素性肺血管収縮(HPV)が、肺マクロファージに誘導されたβ3アドレナリン受容体(AR)を介した一酸化窒素(NO)放出機構の肺血管拡張作用によって強く抑制されることを見出した。本研究の目的は、1)IH負荷後ラットへの急性低酸素負荷時に観察された肺M1マクロファージβ3AR-NO放出機構を介したHPV抑制は、肺交感神経性活動の低酸素性増大により引き起こされるのか、2)このM1マクロファージの肺血管拡張・HPV抑制作用は、IHの慢性負荷で活性化する肺高血圧症誘導機構に対して抑制的に働くのかを究明することである。目的1)を明らかにするため、肺交感神経の除神経群と非除神経群間でHPVの抑制度を比較するという手法を選択した。28年度は肺移植による肺交感神経の完全除神経法を試みたが、手術に伴う炎症反応による肺マクロファージ発現の変化が影響し、対照との比較が上手くいかなかった。そこで、29年度は、新たな肺交感神経の特異的除神経法としてアデノ随伴ウイルスベクターを用いた遺伝子導入による交感神経特異的タンパク質遺伝子のsilencing法を試みた。その結果、他臓器で用いているベクターの直接注入は肺では上手くいかず、吸入法による導入を試みているが、安定した導入ができていないのが現状である。

目的2)については29年度から研究を進めた。マクロファージの慢性的な消去を目的として、liposomalclodronate (15 mg/kg)を、IH慢性負荷(6週間)の間、4日毎にラット尾静脈から注入した。その結果、対照ラットと比較して、肺高血圧症の明らかな増悪を認めた。この結果は、IHの慢性負荷で誘導される肺マクロファージは、同時に活性化される肺高血圧症誘導機構に対して、抑制的に働いていることを示唆した。研究実績の概要に述べたように、肺交感神経活動の特異的効果を調べるため、28度は肺移植による肺除神経、29年度は遺伝子導入による交感神経特異的タンパク質遺伝子のsilencing法を試みたが、最終的にこれらの実験法では目的が達成できないとの結論に達した。そのため、目的1)に関する研究計画を予定通りに進めることはできなかった。申請者らは間歇的低酸素(IH)慢性負荷ラット(IH負荷ラット)での肺交感神経活動と肺M1マクロファージβ3アドレナリン受容体(AR)の機能連携による肺小動脈拡張機構を明らかにしたが、マクロファージβ1及びβ2AR並びに肺小動脈のβ1、β2及びβ3ARの役割は未解明であった。肺胞洗浄法でM1マクロファージを回収後、Western blot法でβ1、β2ARの発現を調べた。IH負荷ラットのβ1、β2ARの発現は、β3ARと異なり、正常ラットと比較して有意な変化を示さなかった。また、IH負荷ラットの回収マクロファージに非選択的β1・β2AR刺激薬isoproterenolを投与すると、選択的β3AR刺激薬の場合とは逆に、NO放出は減少した。他方、血管内皮のβ受容体を免疫組織化学染色で調べたところ、β1、β3ARの発現はIH負荷で有意な減少、β2ARの発現は有意ではないが増加傾向を示した。IH負荷ラットの抑制された低酸素性肺血管収縮応答(HPV)に対し、選択的β3AR遮断薬SR5920Aは抑制されたHPVを正常ラットレベルまで回復させたが、水溶性選択的β1AR遮断薬Atenorolは無効化であった。しかし、水溶性β1・β2AR遮断剤Nadololは、β3AR遮断薬と同様にHPVを回復させた。以上から、IH負荷ラットでは、M1マクロファージβ3ARだけでなく、肺小動脈のβ2ARによるHPV抑制機構も備わっている可能性が示唆された。前年度に、マクロファージの慢性的消去は、IH負荷ラットの肺高血圧症を増悪することを示した。今回、β3AR遮断及びβ1、2AR遮断はIH負荷ラットの肺高血圧症を増悪させたが、β1AR遮断は無効化であった。この結果は、IH負荷ラットでは、M1マクロファージβ3AR並びに肺小動脈β2AR機構の活性化が肺高血圧症の発症を抑制していることを示唆した。28年度の実験結果を踏まえ、29年度は新たな実験法で研究を進めることにした。まず、肺移植による肺全体の肺交感神経の除神経の代わりに、肺葉単位の除神経を試みる。下肺葉を養う肺葉動脈の全周を外科的に剥離後、10%フェノールを塗布する。もう一つの試みは、アデノ随伴ウイルスベクターを用いた遺伝子導入により、交感神経に特異的なタンパク質遺伝子のsilencingあるいはactivationを引き起こし、交感神経シグナルを特異的に調節するものである。この方法は、国立循環器病研究センター・循環動態制御部の神谷厚範氏によって既に開発されており、腎臓や心臓への応用は成功している。他臓器と異なり、肺へのベクター導入法は特別な検討が必要と考えられ、現時点では吸入法を予定している。
肺炎桿菌の多剤耐性化に関わる遺伝子の同定とそれらの耐性化メカニズムの解析

12株の肺炎桿菌高度多剤耐性変異株において、発現が上昇している多剤排出ポンプ遺伝子を同定した。これらのうち8株がKexDの発現上昇株であり、2株はKexGHの発現上昇株であった。残り2株のうち1株はkexAB発現上昇株であった。残りの1株はkexF発現上昇株(Nov2-2株)であった。この株ではkexFの上流領域(約3kbp)が大きく欠損していた。この変異株はこの領域の欠損により、kexFの発現が上昇し、多剤耐性化したと考えられる。肺炎桿菌はヒト腸管や環境中に存在する細菌であり、日和見感染の原因菌の一つである。この菌による感染症治療には第3世代セフェム系抗菌薬やニューキノロンが多く用いられるが、現在、これらの抗菌薬に対して耐性を獲得した多剤耐性肺炎桿菌が、世界中で報告されている。私は肺炎桿菌の多剤耐性に係る遺伝子を明らかにすることを目的として、以前に、抗菌薬に対する感受性が高い肺炎桿菌ATCC10031株から、抗菌薬多剤耐性変異株を分離した。そして、本年度はこれらの肺炎桿菌の多剤耐性変異株のうち、それらの多剤耐性化の原因遺伝子に関する解析をまだ行っていない9株について、原因遺伝子を明らかにすることを目指した。その結果、未解析だった9株のうち、8株について多剤排出ポンプ遺伝子の発現上昇が起こっていることが明らかになった。抗菌薬耐性上昇の原因遺伝子が不明であった肺炎桿菌変異株Nov2-2という株では、RND型多剤排出ポンプKexFの発現上昇が起こっていることが分かった。これはタンパク質レベル、mRNAレベルの両面において確認された。しかし、興味深いことに、kexFとオペロンを形成しているkexEではmRNAの発現上昇が認められなかった。その後のいくつかの解析結果から、kexEの上流に大きなゲノムの欠落などが生じているのではないかと推定している。また、Oxa128という株で、RND型多剤排出ポンプのペリプラズム成分kexAのmRNA発現上昇を確認した。その他の6株ではkexDあるいはkexGの発現が上昇していることを、RT-PCRにより確認した。今後は、それぞれの変異株で発現上昇が認められた遺伝子を破壊し、これらの遺伝子が真に多剤耐性変異株の多剤耐性化の原因遺伝子であるかどうかを明らかにする。そして昨年度までにはこれらの肺炎桿菌の多剤耐性変異株の中で高度多剤耐性を示した13株のうち、12株について発現が上昇した遺伝子を明らかにした。12株のうち1株はkexF遺伝子の発現上昇株(Nov2-2)であり、1株ではkexA遺伝子の発現上昇が認められた(Oxa128)。また2株ではkexGの発現上昇が認められ、残りの8株ではkexDの発現上昇が認められた。本年度はこれらの株のゲノム上に、どのような変異が生じたかという点を明らかにすることを目指した。その結果、多剤耐性変異株Nov2-2ではkexEの一部を含む約1.5kbpの領域が欠損していることが明らかとなった。今後、この1.5kbpの欠損によりkexFの発現上昇が生じた仕組みを明らかにしたいと考えている。kexA遺伝子の発現上昇が認められたOxa128においては、この遺伝子の上流域に複数の塩基が同時に置換している領域が存在している可能性があることが分かった。この領域は短いながらもパリンドロームを形成している。今後、この変異がどのような仕組みでkexA遺伝子の発現を上昇させているかを明らかにすることを目指す。kex6あるいはkexDの発現上昇株については、これらの遺伝子の周辺領域に変異は認められなかった。現在、これらの遺伝子の変異部位の同定については、ストラテジーを変更して解析を行う予定である。複数の抗菌薬に対して耐性を獲得した多剤耐性肺炎桿菌が、欧米を中心とした世界中で報告され問題となっている。私は肺炎桿菌の多剤耐性に係る遺伝子を明らかにすることを目的として、抗菌薬に対する感受性が高い肺炎桿菌ATCC10031株から、抗菌薬多剤耐性変異株を分離し、中でも高度多剤耐性を示した13株のうち、12株について発現が上昇した遺伝子を明らかにした。

12株のうち1株はkexF遺伝子の発現上昇株(変異株Nov2-2)であり、1株ではkexA遺伝子の発現上昇が認められた(変異株Oxa128)。また2株ではkexGの発現上昇が認められ、残りの8株ではkexDの発現上昇が認められた。変異株Nov2-2ではkexEの一部を含む約1.5kbpの領域が欠損していること、kexGあるいはkexDの発現上昇株では、これらの遺伝子の周辺領域に変異が発生していないことを明らかにした。そこで、各変異株における変異部位(変異遺伝子)の同定を目指した。変異株Oxa128では、kexA遺伝子の上流域に点変異が存在していることを新たに明らかにした。この変異型の制御領域を持つプラスミドを肺炎桿菌ATCC10031に導入した時、ゲノム由来のkexAの発現上昇が起こった。従って、この変異はkexAの発現上昇と関係していることが示唆された。kexD発現上昇株とkexG発現上昇株については、次世代シーケンサーを利用して変異部位の同定を試みた。kexG発現上昇株において、推定の発現制御遺伝子の変異を見出した。従って、kexG発現上昇株では今後この遺伝子を中心に詳細な解析を行う。kexD発現上昇株においては、これまでに変異がある可能性が高い4つの遺伝子について、サンガー法でシーケンスの確認を行ったが、実際には変異は存在しなかった。今後、残りの候補遺伝子について、変異の有無を確認する必要がある。本課題において、私は次の3つの項目について調べること計画した。(1)発現上昇が認められた遺伝子が真に耐性上昇の原因遺伝子であるかどうか確認する。(2)これらの遺伝子発現上昇に関係する遺伝子発現制御系を探索する。(3)抗菌薬耐性上昇の原因遺伝子が未同定の多剤耐性変異株9株について、原因遺伝子を探索する。学部の改築等の理由から一部の機器類の使用が制限されたため、課題を進める順序を変更し、(3)→(2)→(1)の順で行うこととした。現時点までに項目(3)はほぼ達成できた。項目(2)については現在、別のストラテジーによる探索を行っている(次項目「今後の研究の推進方策」を参照。)。(1)については現在遺伝子破壊に着手したところである。3年間での研究計画において3項目のうち1.5項目ぐらいは完了したと判断した。そのため、やや遅れ気味という評価とした。24年度が最終年度であるため、記入しない。1)当初の予定通り、発現上昇が認められた遺伝子の破壊を行う。2)多剤耐性変異株Nov2-2において見出されたゲノム上の約1.5kbpの領域の欠損が下流遺伝子の発現に与える影響について調べる。具体的にはこの欠損領域を含む領域をプラスミドにクローニングし、その下流にレポーター遺伝子としてGFP遺伝子を組み込む。その上で、上流域をdeletionし、GFPを介した発現の変化を調べる。3)kexGあるいはkexDの発現上昇株については、これらの遺伝子の周辺領域に変異は認められなかった。そのためこれら遺伝子の発現上昇の原因を調べるにあたり、計画調書の「研究が当初計画どおり通りに進まない時の対応」を行うべきであると考えた。しかし、計画書を書いたときと比較し、次世代シーケンサーの利用がより安価で身近なものとなってきている。そこで、現在、次世代シーケンサーを利用したゲノム変異解析の適用を考えている。
体内埋込型完全人工心臓の開発に関する基礎的研究

本年度は、これまでに行ってきたポンプを体外に置く方式について、基本的な循環動態の連続的計測を行い、全置換型人工心臓の現状における問題点を明らかにした。また、同時に定期的に、内分泌、血液生化学及び循環血液量などを測定し、循環パラメータとの関連を求めた。また、これに基づき、人工心臓の駆動条件を変化させ、これに伴う各測定値の変化を観察した。先ず、右心拍出量を正常範囲内で一定に保つ定常制御下ではこれまでに報告してきた。中心静脈圧の上昇などの右心不全様状態に加えて、大動脈圧の上昇、総末梢抵抗の上昇、更に、末期には左心房圧の上昇などの異常を生じている可能性が指摘された。このような異常に対する人工心臓の制御法については、右心拍出量を増加、減少させるなどして循環動態の変化を見た。心拍出量を増加させると右房圧は若干低下するが、動脈圧は更に上昇した。また心拍出量を減少させた場合には上記とは逆の効果を生じ、右心房圧と動脈圧の両者を同時に適正化することは、単純な右心拍出量のみの制御では困難であることが推測された。このような循環生理状態は、いわゆる"人"の高血圧状態に類似しており、人工心臓のどのような点がこのような状態を生ぜしめているのか、極めて興味のある点であり、今後更に検討が必要であると考えられた。また、内分泌検査の結果では、レニン・アンギオテンシン系、カテコールアミンなど直接影響を及ぼし得ると考えられる因子については循環動態との間で明らかな相関はみられなかった。運動負荷時の変化については、現在、慢性実験の為の管理台を兼ねたトレッドミルを作成し検討中である。機械駆動方式については、これまでの検討の結果から、房室隔膜駆動方式が循環動態の上から優れていることが明らかになったため、組み込む血液ポンプ、駆動モータなどのハードウェアの形状、性能および制御のソフトウェアなどについて検討中である。