hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトにおける咀嚼機能障害が高次脳機能に及ぼす影響

随意運動に関与する脳部位で,歯がある人と義歯装着した人で脳の賦活を認め,歯がない人では賦活を認めなかった.有歯顎群と無歯顎群の賦活の違を認めたことは,歯の喪失による感覚入力の変化が影響したものであり,歯の喪失はヒトの高次脳機能に影響を与えることがわかった.H23年度の本研究では,「歯の喪失による咀嚼障害は脳機能活動に影響を与える」との仮説のもと,若年健常有歯顎者群と高齢健常有歯顎者群において基礎的データ採取を3T-fMRIを用いて咀嚼時の脳内賦活部位の同定を行ってきた.若年健常有歯顎者群と高齢健常有歯顎者群のボランティア各15名を用い,何も行わない30秒間の安静と,30秒間の咀嚼運動を行わせ,これを交互に3回繰り返し,咀嚼運動と安静の差分変化を機能画像として取り出すブロックデザインを用いて検討した.その結果,咀嚼様運動では,両群ともに一次運動野,体性感覚野,補足運動野で賦活が認められた.咀嚼運動では,一次運動野,体性感覚野,補足運動野,視床,大脳基底核,小脳において両群同様の賦活を認めた.これに加えて高齢有歯顎群では,前頭連合野,運動前野の補足運動野に賦活の広がりが認められた.H24年度はこの実験結果をもとに,歯の喪失した無歯顎者(無歯顎者群)における無歯顎状態での咀嚼を行い脳賦活部位を観察する.加えて,無歯顎群に補綴治療を行い,義歯装着してから咀嚼を行い(無歯顎義歯装着群)脳賦活部位を観察しする.有歯顎者による咀嚼をコントロールとして,無歯顎による咀嚼を咀嚼障害状態,義歯装着による咀嚼機能を回復状態での脳機能活動状態の相違点の検出する予定である.実験デザインは有歯顎者と同様に無歯顎状態で何も行わない30秒間の安静と,30秒間の咀嚼運動を行わせ,これを交互に3回繰り返し,咀嚼運動と安静の差分変化を機能画像として取り出す.同様に同一被検者を用いて義歯を装着した状態での検討を行う予定である.歯の喪失による咀嚼障害は脳機能活動に影響を与える可能性を明らかにすることを目的に本研究を行っている.その検討データには、若年健常有歯顎者群と高齢健常有歯顎者群において基礎的データ採取と歯の喪失した無歯顎者(無歯顎者群)における無歯顎状態での咀嚼を行い,無歯顎群に対して口腔機能回復を補綴治療にて行った際のデータ比較を検討している.実験タスクには咀嚼運動を行わせており,fMRI検討を行う際に禁忌とされる頭部の動きが必ず生じてしまう.そのため,ボクセル範囲よりも小さい1mm以下の頭部動揺までを有効データとして採用し,それ以上の動揺を認めた者に関してはデータを棄却している.この棄却データが予想以上より多く、数多くのデータを取る必要性が迫られ、実験にやや遅れを認めている.また,東日本大震災後より機器の不具合が頻発し、思うようにデーターを取ることが困難であったことが実験計画より遅れを認める原因である.実験開始直前に,東日本大震災が発生し、計測機器であるfMRIが故障し実験が行うことが出来なかった.また修繕にも時間を要し現時の実験計画に遅れを来しているため.次年度は、本年度に集めたデータの中で頭部動揺によって棄却したデーター分を再度データ収集し,研究結果の精度を上げていく予定である.頭部動揺に対しては昨年度作製した岩手医大式頭部固定装置を用い撮像を行っていく.また,平成23・24年度に行った実験結果の解析をふまえ,歯の喪失が高次脳機能に及ぼす影響と歯の欠損に対し補綴治療を行うことでの変化について検討し,報告していく予定である.本年度行った咀嚼運動による脳賦活部位の同定であるが、fMRIを用いた脳機能研究に頭部の動きがあってはならない、しかし口腔機能をさせることで頭部に微細な動きが出てしまうことがわかった。そこで昨年度より開発に取り組んでいるfMRI頭部固定装置を実用化させたいと思っている。この装置が完成した段階で残りの実験条件である無歯顎者と無歯顎者が義歯を装着した状態でのデータ収集を進めたいと考えている.次年度の研究費の使用としては,新たに収集したデータの管理を行うための記録装置や,研究成果の報告をするための経費として使用する予定である.研究費の使用計画としては,昨年度から取り組んでいる頭部固定装置の開発制作と無歯顎者にける全部床義歯の制作,および実験データ解析と解析結果の成果報告を行うために研究費を使用する予定である.
中国少数民族エスニックスポーツのスポーツ人類学的基礎的研究

本研究は、中国少数民族が伝承する民族スポーツについてのデータベースづくりを目的としている。しかし、中国全土に展開する55少数民族の全体について目的を遂行することは今回の研究計画によっては困難であるため、本研究はその第一段階として、対象を雲南省と広西壮族自治区に居住する少数民族に限定することとした。研究は2年にわたって進められたが、平成2年度は、民族スポーツについてこれまでに公刊されている研究論文・調査報告を収集し、これらを一覧表にした文献目録を作成することに当てられ、平成3年度は、これら諸文献さらに研究代表者が中国においておこなったフィールドワークに基づいて、民族単位の民族スポーツ誌を作成すること、さらに両年度の成果を報告書の形にとりまとめることに当てられた。その結果、1015件の文献と、8民族44種目から成る民族スポーツ誌とで構成された報告書が作成された。中国におけるこうした民族スポーツに対する関心は、中華人民共和国成立後に展開された中心民族たる漢族による諸民族融和政策を背景としている。即ち、それは、全国4数民族伝統体育運動会の開催(第1回1953年)という形をとって実現をみるが、1982年の第2回大会後は4年毎の開催と定例化し、この全国大会への参加準備の意味をこめて、とりわけ1980年代から全国の省と市レベルの体育運動委員会が民族スポーツの調査・研究に着手した経緯をもっている。しかし、そうした調査・研究の多くは未刊行であることが判明し、今回のデータベースにもることができなかった。今後の課題とした残された点である。中国の雲南省と広西省に居住する少数民族に伝承されるエスニックスポ-ツについての調査・研究文献目録を作成することが,本年度の研究課題である。課題を遂ぼすにあたっては,1)国内に所蔵される民族学と体育学の図書・雑誌から関係する文献を抽出してカ-ド化することと,2)中国側研究協力者による当該文献のカ-ド化,とをとりまとめる形で作業が進められた。平成2年11月には訪中し,中国側研究協力者の作業状況を確認し,研究遂行上の打合わせをおこなった。そしてその折,北京に同年9月に完成した中国体育博物館を訪ね,エスニックスポ-ツ担当学芸員より資料の提供を受けた。文献目録のカ-ドは終了したが,その過程で次の話点が判明した。1)中国にはまだ無形民俗文化財という制度はないが,少数民族のエスニックスポ-ツは全国規模と各省規模で定期的に開催される「少数民族伝統体育運動会」の形で,国家による保存の庇護を受けている。2)中国の体育学会は少数民族のエスニックスポ-ツを研究するスポ-ツ人類学分野をまだもたない。3)そこで,調査・研究は国家体育運動委員会文史工作委員会と国家体育運動委員会群家体育司が中心になっておこなっているが,その多くは未刊行である。本研究は「中国少数民族エスニックスポ-ツのスポ-ツ人類学的基礎的研究」の題の下に、2ケ年度にわたって,雲南省と広西省に居住する少数民族のエスニックスポ-ツについて、その資料集を作成することを目的としている。目的遂行のために,初之度(平成2年度)は、当該民族のエスニックスポ-ツに関してこれまでに公刊された研究・調査の文献目録がまとめられ,2年度(平成3年度)は,この目録に基づいて収集された文献,そして中国側研究協力者による情報提供,および研究代表者による当該民族地域におけるフィ-ルドワ-クから、民族スポ-ツ誌を作成し,加えて,文献目録と合わせた成果報告書をとりまとめることがおこなわれた。民族スポ-ツ誌のとりまとめに際しては,16民族80余種が対象とされた。全体を通観すると,これらエスニックスポ-ツは,これをおこなう民族の独特の生活・文化と深く関り,そして多くの所で,民族のアイデンティティ-を確認・再生産する社会的機能を有している。また,エスニックスポ-ツは,当該民族にのみ通用する,いわば民族的に閉じられた文化コ-ドに沿って展開しているといってよい。

この点は,今日われわれが日常的に接する野球やテニスなど国際化した(つまり超民族的な)近代スポ-ツには見い出しがたい特微である。今回の研究は雲南省と広西省に限定されたが,もとより,これをもって本研究課題の意図が全うされたわけではない。中国の他地域における同様の研究作業が望まれるし,さらには,日本を含めた世界のエスニックスポ-ツについてのデ-タベ-ス化が急がれるのである。民族の伝統的文化遺産としてのエスニックスポ-ツが,世界の各地で,近代化に伴って急速に消滅しつつあるからである。
ベクトル束のモジュライと調和写像の一般化

グラスマン多様体への調和写像の線型方程式による特徴づけを利用して、対称空間上に等径関数を構成し、さらにラドン変換により、それら等径関数が球面上の等径関数に変換されることを示した。また、複素射影空間から複素射影空間への定エネルギー密度関数をもつ調和写像のモジュライ空間を線形代数的データを用いて記述した。最後に、エルミート対称空間から複素グラスマン多様体への正則写像に関しても同様の結果を得ることができた。昨年度までにリーマン多様体からグラスマン多様体への写像が調和写像となるための必要十分条件を得ることに成功していた。この定理は、グラスマン多様体が球面であるときには、極小曲面に関する「高橋の定理」を含み、またグラスマン多様体が複素射影空間である場合には小平埋め込み定理を例として含む。この理論を利用して、一般論はおろか具体例すらあまり知られていなかった調和写像の例を組織的に構成できた。また、ある条件をみたす調和写像のモジュライ空間を線形代数的なデータを使って記述した。この構成はインスタントンに対するADHM構成法とよく似ているが、両者ともに非線型方程式の背後に線型方程式が存在することにその因がある。また、最終的に、「高橋型の定理」をリーマン多様体からコンパクト型の対称空間への調和写像に対する定理として拡張することができた。これらに関する結果は、すでにひとつの論文にまとめられた。また、昨年度までに「ツイスター切断の幾何学」の類似をコンパクト対称空間上で展開した結果、ほとんどのコンパクト型の既約対称空間において、全測地的部分多様体の組を発見し、ベクトル束の切断から得られる関数が、グラスマン多様体上では等径関数となっていることを示していた。今年度はさらに同様の方法で得られる関数がほとんどの場合、等径関数となっていることを示せた。この関数が部分多様体の族を与え、このうち唯一っ極小部分多様体が存在することを示すこともできた。ただし例外的な場合があり、この場合、上記のように構成された関数は等径関数ではない。ところが、もうひとつ独立な関数を構成でき、このふたつがベクトル空間に値をもつ等径関数となることを示せた。この例外的な現象は、最初の切断から、さらに新しいベクトル東上の切断を構成でき、その新しい切断がより大きな対称性を持つことに起因している。これらに関する結果は、現在論文を準備中である。最後に、四元数ケーラー多様体の典型的な例である四元数射影空間において、実8次元の場合に、U(1)作用を考えその商である実7次元多様体にcalibratedG2構造を与えることに成功した。これは、いかなるU(1)作用でも定義される構造だが、特別なU(1)作用では、いわゆるG2構造になるものと期待している。昨年度までにコンパクト対称空間上のベクトル束とその切断を利用して、全測地的部分多様体の組と等径関数を構成し、新たな調和写像の例として等径部分多様体の族内にただひとつ極小部分多様体が存在することを示したが、今年度はこれらの部分多様体の族に対して定義される不変量がベクトル束とその接続から得られる不変量により計算されることを示した。代数幾何学や位相幾何学においては、ベクトル束とその切断に対して、切断の零点集合はベクトル束の位相不変量と密接な関係にあり、深く研究されている対象であるが、微分幾何学的不変量にもまた、上記のような関係が存在することはまだ研究されていないものと思われる。この不変量の計算においては、昨年度までのグラスマン多様体への調和写像の研究がその基礎となっている。これらに関する結果は現在執筆中の論文にまとめられている。次に、例外型リー群F4を等長変換群とする対称空間において、微分幾何学的に定義される四元数ケーラー構造を特徴付けるベクトル束の特性類を用いて、整係数コホモロジー群の生成元を説明することに成功した。これも昨年度までに得られたグラスマン多様体への全測地的はめ込みの理論の元になったツイスター切断の幾何学が重要な役割を負っている。これらに関する結果はすでに論文にまとめられ、国際的学術誌への掲載が決定している。また、ケーラー多様体から複素グラスマン多様体へのエネルギー密度が一定の正則写像のモジュライ空間を線形代数的データにより記述することにも成功した。正則写像は調和写像となるので、グラスマン多様体への調和写像の理論を応用することが出来るが、計量と正則構造から得られる一意的な接続の存在が方程式の個数を減らし、記述を特別なものにしている。この結果は国際研究集会の紀要として発表されることが決定している最後に複素射影直線から複素射影空間へのエネルギー密度一定の調和写像が一意的であることを、次数が低い場合に示すことができた。昨年度までに、ベクトル束とその特別な性質を持つ切断を利用して、対称空間上に組織的に等径関数を構成することに成功していたが、今年度はさらにラドン変換を定義して、これらの関数が球面上の等径関数に変換されることを示した。球面上の等径関数はよく研究されている対象であるが、このような関係が存在することを指摘したのは本研究が初めてである。

これらに関する結果はすでに論文としてまとめられ、投稿中である。また、これから派生して、球面上の等径関数が、不変接続とも関連があることが理解できたので、これに関しても論文を作成する予定である。次にリーマン多様体からグラスマン多様体への調和写像に関する一般化された高橋の定理を利用して、複素射影空間から複素射影空間への調和写像に関する結果を得た。第一に、複素射影直線から複素射影空間への定エネルギー密度関数をもつ調和写像は標準的なものに限るという板東-大仁田の定理の別証明を得た。次に複素射影空間から複素射影空間への定エネルギー密度関数をもつ正則写像は標準的なものに限るという結果を得た。これはCalabiによる結果の一部であるが、やはり別証明を与えている。最後に複素射影空間から複素射影空間への定エネルギー密度関数をもつ調和写像に関して、この写像が複素直線束の標準的な接続を保つならば、Tothの定義した多項式写像といわれる調和写像になることを示すことができた。この結果は、Tothにおいては若干人工的ではあるが、論理展開のためには必要不可欠である多項式写像といわれる対象が、自然なものであることを示している。さらにTothの結果を利用すれば、前記二つの「剛性定理」とは異なり、モジュライ空間の存在を示すこともできる。これらの結果は現在執筆中の論文にまとめられている。
幼児・児童における心的動詞のあいまい性理解の発達

本研究では、子どものあいまいさ表現とメタ言語表現の理解について調査を行った。5つの調査では児童大学生を対象に、未知な果物の味について話し手が説明している文章を提示し、文末表現のあいまいさの程度を評定させた。参加者は点推定法、区間推定法、多重尺度図法により評定を行った。調査の結果、小学生はあいまいさ表現のみ理解しており、一方中高生はメタ言語表現を理解していたが、あいまいさ表現とあわせて理解することはできなかった。大学生は、あいまいさ表現とメタ言語表現に基づいてあいまいさの程度を判断していた。これらの研究結果より、中高生における国語教育を通したメタ言語的理解の獲得が重要であることが示唆された。本研究は、「あいまいな表現をあいまいなまま理解する」といった「あいまい性の理解」の発達課程を明らかにするために、心的動詞表現の持つ「あいまい性」がどのように理解されるようになるのかについて、2つのあいまい性の点から調査を行うことを目的としている。平成22年度は、「あいまい性の理解」を測定するために使用する「あいまいさ表現」の選定とその基準作りを行った。先行研究より「あいまいさ表現」として心的動詞(思う・知る・わかる)・文末モダリティ形式(かもしれない・にちがいない・らしい・だろう)を選定し、これらの「あいまいさ表現」について大学生を対象とした質問紙調査を研究協力者(塩田裕史)とともに実施した。今回の調査では、先行研究より新たな知見を取り入れ、「情報の既知・未知の影響」を考慮に入れたあいまいさ評定を行った。また予備調査(調査1・2)では、メタ言語的理解の指標の1つとして「抽象語基礎調査(SCTAW標準抽象語理解力検査)」の使用を検討し、大学生を対象に調査を実施した。具体的には、7つの心的動詞と文末モダリティ表現を使用し、文の命題内容が未知・既知である場合、確信度判断(点推定・区間推定・多重比較法)の評定結果にどのような影響を与えるかを確認した。調査の結果、「あいまい性理解」には情報の未知・既知の要因が評定値に影響を与えること、評定値は7つの心的動詞と文末モダリティ表現によって表わされる「あいまい性」によって段階的に配置されることが確認された。しかし、多重比較法については2011年度においても引き続き質問紙調査を行い、調査13の結果と合わせて2011年度9月に調査予定の子ども対象の質問紙の到達目標(基準)とする本研究は、「あいまいな表現をあいまいなまま理解する」といった「あいまい性の理解」の発達過程を明らかにするために、心的動詞表現の持つ「あいまい性」がどのように理解されるようになるのかについて、2つのあいまい性の点から調査を行うことを目的としている。[研究成果]2010年度の研究より、あいまいさを表す文末表現の確信度評定は、(1)組み合わされる命題の未知・既知、(2)命題を提示する主体(発話者)の種類、という2つの要因によって確信度が変化することが予想された。そこで平成23年度(2011年度)は、この2点について質問紙調査により再検討を行った。具体的には、大学生を対象に2種類の質問紙調査を行い(調査4:2011年8月、調査7:2012年1,月に実施)、(1)組み合わされる命題の未知・既知、(2)命題を提示する主体(発話者)の種類、という2つの要因が確信度判断に影響を与えることを明らかにした。また、同様の傾向が子どもにも見られるのかを確認するために、予備調査として小学校4・5・6年生を対象とした2種類の質問紙調査を行った(調査5・6:2011年8月9月に実施)。予備調査の結果から、一部の子どもに大人とは異なるあいまいさ(確信度)判断を行う子どもが見られた。この予備調査の結果については、日本発達心理学会第23回大会(2012年3月9日名古屋)にて発表を行っている(補足:本予備調査は、学内共同研究ワークショップ(尚絅学院大学共同研究20092010年度)の質問紙調査の一部に、回答の練習問題として挿入して実施している。そのため、学会発表原稿には科学研究費による研究としての記載を行っていない)。また、2010に実施した大学生対象の質問紙の結果(調査3)は、日本心理学会第76回大会(2012年9月11日13日神奈川)にて発表予定である。本研究は、語の意味理解における「あいまいさ表現」の理解の発達過程を明らかにすること、2つのあいまい性の理解(あいまいさの程度とあいまいさの幅)のうちこれまで十分に明らかにすることができなかったあいまいさの幅に着目しその理解の発達を明らかにすることを目的としている。

(1)クリッカーシステムを用いた多重尺度法の開発と実験プログラムの作成: 2010年度2011年度に大学生を対象として質問紙調査により、命題を提示する主体(発話者)の種類によって確信度が変化する可能性があるのかについて検討した。そこで2012年度2013年度にかけて、大人・児童の双方に使用可能なクリッカーシステムを用いた多重尺度法(Multiple-Scale Technique, MUSCAT;吉川,1994)の開発と実験プログラムの作成を行った。(2)対象者の追加:あいまいさ理解との関係を明らかにするためには、小学生大学生にかけての情報のなわばりの理解の発達過程をとらえる必要があるとし、中学生・高校生を対象とした追加の調査を行った。そこで2013年度はクリッカーを使用した3つの調査の実施を行った。具体的には、2013年7月に調査9を実施し、この結果をもとに小学生高校生を対象とした尺度の開発を行った。そして2014年1月に小学生を対象とした調査10を、2014年3月に中学生・高校生を対象とした調査11を実施した。本研究は、語の意味理解における「あいまいさ表現」の理解の発達過程を明らかにすること、2つのあいまい性の理解(あいまいさの程度とあいまいさの幅)のうちこれまで十分に明らかにすることができなかったあいまいさの幅に着目しその理解の発達を明らかにすることを目的としている。(1)クリッカーシステムを用いた多重尺度法の作成について:本計画では、2010年2011年の大学生を対象とした調査を踏まえ、調査参加者への負担を軽減するために、調査方式を個別式から集団式へ変更した。具体的には、小学生にも操作が容易であり集団を対象にした一斉調査に適しているクリッカーシステムを使用した一斉調査システムを作成することに方向転換を行うことにした。そこで、2012年度から2013年度にかけて大人・児童の双方に使用可能なクリッカーシステムを用いた多重尺度法(吉川,1994)の作成を行った。(2)新たな要因の追加について:本計画では、メタ言語的理解の発達とことばの持つあいまい性の理解との間の関連性について検討するために、メタ言語理解の指標として「抽象語の理解」に着目し、あいまいさを表す文末表現の理解との関係を検討した。しかし、2010年度2011年度の調査結果より、あいまいさを表す文末表現の理解に対してメタ言語理解の指標である「抽象語の理解」の発達とは別の要因による影響がみられた。そこで、2011年度中旬下旬(調査4・調査7)に大学生を対象に質問紙調査において検討した結果、神尾(1998)の情報のなわ張り理論に見られるような、会話における情報の所属である「なわ張り」を子どもがどのように認識し提示文を判断しているかについて検討する必要が明らかになった。そこで2012年度より、情報のなわばり理解を測定する質問項目を作成し、情報のなわばり理解がどのようにされているのかについて調査を行った。当初の計画では、表計算ソフトであるExcel内にあるVBAプログラムを利用し個別式の実験調査を行う予定であった。しかし、調査参加者への負担を軽減するために、調査方式を個別式から集団式へ変更することにした。そこで本年度計画では、2010年2012年の大学生を対象とした調査を踏まえ、クリッカーシステムを使用した一斉調査システムを作成することに方向転換を行うことにした。クリッカーシステムは09のボタン押しによってリアルタイムに調査参加者の回答を収集しフィードバックすることが可能である。また、小学生にも操作が容易であり集団を対象にした一斉調査に適している。
内部観測に基づくロボットによる身体像の獲得と模倣の実現

内部観測ロボットが多種の感覚様式を用いて身体像を構築するためには,異なる感覚様式のセンサによって自身の身体を知覚し,その対応を自分で発見できる必要がある.これに対し,平成15年度では身体像構築の第一歩として,視・触覚を有するロボットが,知識が与えられない状況でこれらの知覚を結び付ける手法を提案したが,結び付けられる知覚,すなわち自分自身を触る(ダブルタッチ)際の知覚と自身の身体による視覚的な閉塞(自己閉塞)の知覚があらかじめ設計者によって量子化される必要があった.しかし,ロボットが人間の皮膚のように,埋め込まれたセンサが密集する柔らかい身体表面,すなわち擬人化触覚センサを持つとき,この量子化は一般に簡単でない.そこで平成16年度では,擬人化触覚センサを持つロボットを試作し,ロボットがダブルタッチの経験を通じて,結び付けのための量子化を自律的に行う手法を提案した.自分自身に注目するときのロボットの知覚は姿勢に関して不変であるとみなすことができる,という平成15年度の結果を適用すると,ロボットの姿勢を擬人化触覚センサのセンサデータについて回帰した関数は,ダブルタッチ時のそれらの関係を抽出したものとなる.従って,モジュール型の関数近似器である正規化ガウシアンネットワークを用いることで,各モジュールをダブルタッチの量子とすることが可能であると期待される.提案手法を試作したロボットに適用し,ダブルタッチを量子化できることを確認した.さらに,獲得された量子を用いて,平成15年度で提案した結び付けの手法を適用し,最終的に,実ロボットが自身の身体の同じ部位に対する接触と注視の結び付けが可能であることを示した.内部観測ロボットが多種の感覚様式を用いて身体像を構築するためには,異なる感覚様式のセンサによって自身の身体を知覚し,その対応を自分で発見できる必要がある.つまり,各感覚様式のセンサには身体と環境の両方が知覚され,ロボットははじめ,これを区別することができないので,まず(1)各感覚様式のセンサで知覚される自身の身体と環境を区別することを学習することが必要である.次に,各感覚様式では,広がりをもった身体が知覚されるので,(2)異なる感覚様式間において,そのうちのどの部分が対応するのかを学習する必要がある.そこで平成15年度では,(1)に関して,身体と環境を知覚するセンサデータの分散の分布をそれぞれの知覚に対応する二つ正規分布からなる混合分布とみなし,現在の観測のどちらの分布に属するかを識別することで,注目領域のセンサデータが身体を知覚したものか否かを識別する手法を提案した.提案手法を実ロボットに適用し,複数のセンサ特徴が相補的に利用されることで,ロボットの身体表面の特性によらない身体の発見が可能であることを確認した.(2)に関して,視・触覚の対応付けを考えるとき,知識が与えられない状況では,触っているものを常には注視するとは限らないので,すなわち,対応する知覚は必ずしも共起しないので,通常の統計的学習では対応学習が困難であるという問題(結び付け問題)がある.そこで平成15年度では,自分自身を触る(ダブルタッチ)際の知覚と自身の身体による視覚的な閉塞(自己閉塞)の知覚が共起する傾向に身体性に起因する偏りがあることに注目し,共起する傾向の強いものから優先的に対応づけていく学習則を提案した.シミュレーション上で提案学習則を簡単な構造のロボットに適用し,最終的に,自身の身体の同じ部位に対する接触と注視を結びつけることができることを示した.内部観測ロボットが多種の感覚様式を用いて身体像を構築するためには,異なる感覚様式のセンサによって自身の身体を知覚し,その対応を自分で発見できる必要がある.これに対し,平成15年度では身体像構築の第一歩として,視・触覚を有するロボットが,知識が与えられない状況でこれらの知覚を結び付ける手法を提案したが,結び付けられる知覚,すなわち自分自身を触る(ダブルタッチ)際の知覚と自身の身体による視覚的な閉塞(自己閉塞)の知覚があらかじめ設計者によって量子化される必要があった.しかし,ロボットが人間の皮膚のように,埋め込まれたセンサが密集する柔らかい身体表面,すなわち擬人化触覚センサを持つとき,この量子化は一般に簡単でない.そこで平成16年度では,擬人化触覚センサを持つロボットを試作し,ロボットがダブルタッチの経験を通じて,結び付けのための量子化を自律的に行う手法を提案した.自分自身に注目するときのロボットの知覚は姿勢に関して不変であるとみなすことができる,という平成15年度の結果を適用すると,ロボットの姿勢を擬人化触覚センサのセンサデータについて回帰した関数は,ダブルタッチ時のそれらの関係を抽出したものとなる.従って,モジュール型の関数近似器である正規化ガウシアンネットワークを用いることで,各モジュールをダブルタッチの量子とすることが可能であると期待される.提案手法を試作したロボットに適用し,ダブルタッチを量子化できることを確認した.さらに,獲得された量子を用いて,平成15年度で提案した結び付けの手法を適用し,最終的に,実ロボットが自身の身体の同じ部位に対する接触と注視の結び付けが可能であることを示した.
分子イメージングとがん治療戦略:イメージングによるインビボ組織染色を目指して

本研究では、"がんの分子機構"や"がんの個性"に関する情報を、ポジトロンCTをはじめとする分子イメージング法を用いてインビボで画像として捉え、がんの治療戦略に役立てることを目的とし、以下の成果を得た。1.分子標的治療に関する研究動物実験において、FLT(核酸誘導体)は腫瘍細胞の増殖能を反映し、Iressaなど分子標的療法の早期治療効果判定に有用である可能性が示された。2.放射線治療に関する研究担がんモデルラットにおいて、放射線照射による炎症反応が惹起される前にFDGにより放射線治療の効果を評価しうる可能性が示唆された。3.がんの分子機構を標的とする新規分子イメージング剤の開発(1)がんの血管新生能の評価を目的とした分子イメージング用薬剤として、チミジンホスホリラーゼ(TP)阻害作用を有する核酸誘導体の合成、及びC-11, I-123標識に成功した。これらの化合物は母体化合物と同等のTP阻害能を有した。(2)Celecoxibの放射性ヨウ素標識体(IMTP)のシクロオキシゲナーゼ-2イメージング用薬剤としての有用性が示唆された。また、非特異的集積の低減を目指して設計・合成した、新規ヨウ素標識体はCOX-2に高い選択性と阻害活性、非特異的結合の低下を示し、[^<123>I]FIMAがCOX-2選択的イメージング剤となる得ることが示唆された。本研究では、"がんの分子機構"や"がんの個性"に関する情報を、ポジトロンCTをはじめとする分子イメージング法を用いてインビボで画像として捉え、がんの治療戦略に役立てることを目的とし、本年度は以下の検討を行った。1.分子標的治療に関する研究A431腫瘍細胞を移植したヌードマウスにおいて、Iressa治療(200mg/kg/day)により、FLT(核酸誘導体:腫瘍の増殖能の指標)の腫瘍集積は有意に低下した。一方、FDGの腫瘍集積には変化はなかった。これらの結果から、FLTは腫瘍細胞の増殖能を反映し、Iressaなど分子標的療法の早期治療効果判定に有用である可能性が示された。2.放射線治療に関する研究担がんモデルラットを用いて放射線治療(20Gy)を行い、治療群・非治療群におけるFDGの腫瘍集積を調べた。その結果、FDGの腫瘍集積は、放射線治療後超早期(2時間後)に有意に低下した。これらの結果は、放射線照射による炎症反応が惹起される前に、FDGにより放射線治療の効果を評価しうる可能性を示している。3.がんの分子機構を標的とする新規イメージング剤の開発がんの血管新生能の評価を目的として、血管新生阻害を有する核酸誘導体を分子イメージング用放射性薬剤として設計・合成した。また、本化合物の放射性標識体の合成に成功した。他方、Celecoxibの放射性ヨウ素標識体(IMTP)を合成し、シクロオキシゲナーゼ-2の分子イメージング用放射性薬剤としての有用性を検討した。その結果、IMTPは速やかな血中クリアランスと優れた標的/血液比を示し、本化合物のCOX-2選択的イメージング剤としての可能性が示された。1.がんの血管新生能の評価を可能とする新規イメージング剤の開発昨年度までに、がんの血管新生能の評価を目的として、チミジンホスホリラーゼ(TP)阻害作用を有する核酸誘導体を分子イメージング用放射性薬剤として設計・合成した。本年度は、本化合物のTP阻害作用を測定した。その結果、本化合物は既存の代表的TP阻害剤と同等のTP阻害能を有することが明らかとなった。また、本化合物の放射性標識体の合成について種々の条件検討を行った結果、標識効率の向上に成功した。2.がんの転移・浸潤能の評価を可能とする新規イメージング剤の開発Membrane-

type 1 matrix metalloproteinase (MT1一mm)は、がんの細胞膜に発現し、分泌型mmあるMMP-2の活性化を引き起こすなど、がんの浸潤・転移に関与する酵素である。そこで、MT1-MMPを標的としたイメージング剤の開発により、がんの悪性度をイメージングできると考え、以下の検討を行った。すなわち、抗MT1-MMP抗体を母体化合物とし、[99mTc]標識抗MT1-MMP抗体を設計、合成した。ついで、C6 glioma移植ラットを作製し、[99mTc]標識抗MT1-MMP抗体の体内分布を調べた。その結果、腫瘍への放射能集積は経時的に上昇し、投与48時間後には測定した臓器中で最も高い集積を示した。この時点における腫瘍血液比は1.52であった。以上の結果より[99mTc]標識抗MT1-MMP抗体は腫瘍への集積性を示し、本薬剤のMT1-MMPイメージング薬剤としての有用性が示唆された。本研究では、“がんの分子機構"や“がんの個性"を、ポジトロンCTをはじめとする分子イメージング法を用いて画像として捉え、がんの治療戦略に役立てることを目的とし、本年度は以下の検討を行った。1)がんの血管新生能の評価を目的として、チミジンホスホリラーゼ(TP)阻害作用を有する核酸誘導体を分子イメージングプローブとして設計し、昨年度までに11C-標識体を合成した。本年度は、より汎用性に優れるSPECTイメージングを目指して、123I-標識体の合成を試みた。その結果、極めて高いTP阻害作用を有する新規SPECT用薬剤5I6IIMU-HC1の合成に成功し、さらに、ウラシルの5位に簡便迅速かつ高収率で放射性ヨウ素を導入することができた。3)シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)を標的とするイメージング剤の非特異的集積の低減を目指し、構造中にカルボン酸を有するLumiracoxibの放射性ヨウ素標識誘導体([123I]FIMA)を設計し、その合成・評価を行った。その結果、FIMAはCOX-2に高い選択性と阻害活性を有し、[123I]FIMAがCOX-2選択的イメージング剤となる得ることを見出した。
超多数アンサンブル将来気候予測情報を用いた水災リスクの確率評価と最大規模評価

本研究で対象とする4つのサブ課題について、平成30年度の研究成果の概要をまとめる。1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析:日本全国の一級河川109水系を対象とし、d4PDF過去実験データと観測データ(解析雨量)の降水極値の頻度分布の違いを統計的に分析した。その結果、109水系のうち47水系では両者の頻度分布が同じという仮説が棄却された。特に九州および四国の河川流域ではd4PDF過去実験データによる極値降水量が観測値によるそれよりも小さな値を示すことが分かった。2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:日本全域109水系流域を対象とする1km空間分解能の分布型降雨流出モデルを構築し、それぞれの流域における代表的な既往洪水を再現できるようモデルパラメータを同定した。3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:GCMsによる流出発生量のバイアス補正の開発に取り組むため、チャオプラヤ川流域を対象として、河川流量を再現できるように陸面モデルのパラメータを調整し、それによって20年分の流出発生量を参照流量として得た。次に、この陸面水文モデルによる流出発生量と気象庁気象研究所の20km分解能AGCMの流出発生量を用いてクオンタイルマッピングによるバイアス補正の対応関係を得た。4)日本および東南アジアの大都市圏流域における水害リスクの分析:レッドリバーを対象として分布型降雨流出モデルを構築し、d4PDFを用いて地球温暖化による河川流量極値および最大規模洪水の変化を分析した。その結果、4度上昇実験のもとでレッドリバーの年最大流量が過去実験よりも大きく増加することがわかった。一方で、現状のハノイ市でのレッドリバーの流下能力を調査した結果、現状の流下能力は高く水害リスクは低いことがわかった。1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析:d4PDと観測値の極値降水量の頻度分布の比較を、日本全国の一級河川109水系を対象に実施することができた。その結果、特に九州および四国の河川流域では、d4PDF過去実験データによる極値降水量が観測値によるそれよりも小さな値を示すことが分かり、降雨流出計算のためにはバイアス補正が必要であることを確認した。また、ハノイを流れるレッドリバーに着目し、d4PDFの4度上昇実験による降水極値が大きく増加することを確認した。2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:日本全国109水系流域を対象とする1km空間分解能の分布型降雨流出モデルの構築を完了することができた。3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:観測データが豊富なチャオプラヤ川流域を対象として河川流量を再現できるように陸面モデルのパラメータを調整し、それによって20年分の流出発生量を参照流量として得た。この参照データを用いて、気象庁気象研究所の20km分解能AGCMの流出発生量のバイアス補正手法を検討することができた。4)日本および東南アジアの大都市圏流域における水害リスクの分析:ハノイを流れるレッドリバーの河川流量が地球温暖化時に大きく変化する可能性があることが分かった。そこでレッドリバーに着目し、より精度の高い流量計算を実現するために分布型降雨流出モデルを構築して、d4PDFを用いて地球温暖化による河川流量極値および最大規模洪水の変化を分析した。その結果、4度上昇実験のもとでレッドリバーの年最大流量が過去実験よりも大きく増加することがわかるとともに、ハノイ市の治水レベルは高く、水害リスクは低いことがわかった。1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析:年最大日降水量など日本全国の一級河川109水系でd4PDF過去実験データと観測データを比較分析した結果、特に九州および四国の河川流域ではd4PDF過去実験データによる極値降水量が観測値によるそれよりも小さな値を示した。今年度は、d4PDF降水量のバイアス補正手法を検討し、補正した雨量を降雨流出計算に用いる。2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:日本全国109水系の分布型降雨流出モデルが完成した。この分布型降雨流出モデルを用い、d4PDFの過去実験・4度上昇実験の降水データを入力データとして全国109水系流域の洪水流出計算を実施し、流量極値の変化と最大規模洪水の変化を分析する。3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:チャオプラヤ川流域を対象として、独自に構築した陸面水文モデルによる流出発生量と気象庁気象研究所の20km分解能AGCMの流出発生量の20年間の流況曲線を土地利用ごとにまとめて比較したところ、それらは違いが見られ、バイアス補正の必要性が明らかとなった。また、土地利用だけでなく流域ごとにも両者の特性が異なることが分かった。これらの情報をもとに、土地利用や標高などを利用してAGCMの流出発生量のバイアスを補正する手法の開発に取り組む。4)日本および東南アジアの大都市圏流域における水害リスクの分析:レッドリバーにおいて4度上昇時に予測される河川流量は増大することが分かったが、現地調査により現状のハノイ市でのレッドリバーの現状の流下能力は高く水害リスクは低いことがわかった。そこで今年度はチャオプラヤ川流域とバンコク市周辺を対象とし、同様の分析を実施する。そのための共同研究をチュラロンコン大学と実施する。本研究で対象とする4つのサブ課題について、平成29年度の研究成果の概要をまとめる。

1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析:d4PDFに含まれる降水や陸面水文過程に関連する日本列島全域のデータを整備した。次に、淀川流域、庄内川流域、荒川流域を対象としてd4PDFから得た降水極値データのバイアス補正の有無を検討した。その結果、流域平均年最大24時間降水量等の極値分布は、観測値とd4PDFデータとでよい対応が見られ、両者の頻度分布は同じという仮説は統計的に棄却されなかった。そこで、この三流域については降雨流出計算をする上での降水強度のバイアス補正は適用しなくてもよいと判断した。2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:日本列島全域を対象とする1km空間分解能の流域地形モデルを構築し、分布型降雨流出モデルの構築準備を進めた。次に、分布型降雨流出モデルのモデルパラメータを流域ごとに調整するために、パラメータ同定計算アルゴリズムの高速化を検討した。3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:インドシナ半島全域を対象とする10km空間分解能の分布型河川流追跡モデルを構築し、バイアス補正なしのd4PDFデータを用いた過去実験(6000年分)と4度上昇実験(5400年分)の河川流量を算定して、流量極値の変化を空間的に示した。次に、流量極値の顕著な将来変化が見られたベトナムのレッドリバー流域を対象とし、分布型降雨流出モデルの構築を進めた。4)日本および東南アジアの大都市圏流域における水害リスクの分析:庄内川流域と淀川流域を対象とし、気候変動による水害リスクカーブの変化をd4PDFデータを用いて分析した。また、ハノイを含むレッドリバー下流域を対象として、水害被害額を算定するための根拠資料の収集を開始した。本研究で対象とする4つのサブ課題について、現在までの進捗状況は以下の通りであり、順調に進展している。1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析:淀川流域、庄内川流域、荒川流域を対象とし、流域平均年最大短時間降水量の極値分布を調べ、極値分布についてはバイアス補正を適用せずにd4PDFを利用できる可能性を確認した。現在、日本全国の河川流域について同様の分析を進めている。2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:日本列島全域を対象とする1km空間分解能の流域地形モデルの構築を終了した。また、大量の降雨流出計算を実施するために入出力データ処理・流量計算・データ解析を自動実行するスクリプトを開発した。3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析:インドシナ半島全域を対象とする10km空間分解能の分布型河川流追跡モデルを構築し、バイアス補正なしのd4PDFデータを用いた過去実験6000年分と4度上昇実験5400年分の河川流量の計算を実施した。次に、4度上昇実験での海水表面温度の設定が年最大流量の頻度分布に与える影響を分析した後、年最大流量の平均値の将来変化を統計的に分析して、河川流量極値が変化する可能性のある流域を抽出した。
ATP合成酵素におけるエネルギー共役機構の解明と回転モデルの検証

研究業績の概要:ATP合成酵素(F_1F_0)は、8種のサブユニットからなる複雑な高次構造を持ち電子伝達系で形成されたベクトリアルな水素イオンの酵素内の移動をATP合成のエネルギー源とするというユニーク機能発現機構を有し、生物界に普遍的に存在する。この酵素は逆反応としてATPを加水分解して得られるエネルギーを利用し、H^+を排出するポンプ機能を有している。しかし、このエネルギー共役の機構の分子レベルでの解明はなされていない。本研究の課題では、大腸菌ATP合成酵素のF_1-ATPase部分のうち特にαβ複合体がγサブユニットを軸とするモーター構造を有することを、回転を視覚化することにより検証するための基礎的研究をすること。またモーターを形成するATPaseサブユニットの分子間相互作用を新たな手法をもちいて明らかにし、生物分子モーターの構造的実体を明らかにすることである。平成9,10年度に渡り得られた成果は、(1)回転を可視化するための材料として固相に固定するATPaseの再構成系の確立を目指し、これに成功した(FEBSLett.427,64-68、).すなわち、精製したα,β,Hisタグを付加したγサブユニットを作製し試験管内で再構成し、活性ある複合体を作製できた。この複合体は、固相に結合する事ができ高い活性を持つことから、これまで試みられていない、γを固定した回転の可視化が初めて可能となった。(2)本酵素の膜結合性サブユニットの一つであるbサブユニットの細胞質への突出部分をもつ融合タンパク質を作製し、これにも再構成を行う実験系を確立できた。これらの実験系を用いて当初の目的である回転の可視化の系を確立する目途がたった。(3)本酵素のなかで立体的なサブユニットの配置が未解明なストーク領域についてサブユニットの相互作用を調べるために新たに酵母を用いるTwo-hybrid系を確立してある(B.B.A.(1996)1274,67-72).この系を用いてbとδサブユニットの相互作用異常変異を分離することも可能となった。(4)γとεとの相互作用部位を明らかにした。これらの研究成果は、ATP合成酵素の回転機構を支える構造を理解する上で、貴重なものと考えられる。生物界に普遍的に存在しエネルギー獲得機構にとって不可欠なATP合成酵素(F_1F_0)は、8種のサブユニットからなる複雑な高次構造を持ち電子伝達系で形成されるベクトリアルな水素イオンの酵素内の移動をATP合成のエネルギー源とするユニークな機能発現機構を有している。この酵素は逆反応としてATPを加水分解して得られるエネルギーを利用してH^+を排出するポンプ機能も有している。本研究では、(1)モーター構造が存在するとしてその構造の基礎をなす大腸菌ATP合成酵素のサブユニットの分子間相互作用を、これまで結晶構造の情報もなく解析の進んでいないγ,δ,ε及び膜結合サブユニットa、b,cに力点をおいて、新たな手法をもちいて明らかにする。

また、(2)F_1-ATPase部分のうち特に活性発現の最小単位であるαβγ複合体がγサブユニットを軸とするモーター構造を有することを、回転を視覚化することにより検証する。これらの成果に基づき仮説を実証し、生物分子モーターの構造的実体を明らかにする。以上の2点を研究の目的に設定した。本年度、(1)については、研究の進捗が著しく、試験管内再構成系とサブユニットの部分ペプチドを用いる分子集合阻害実験、モノクローナル抗体を用いたサブユニット相互作用部位の解析、酵母のtwo-hybrid法を用いた解析、の3つの新たな方法論を本酵素のサブユニット相互作用解明において導入することに成功した。此の結果、αβγサブユニット相互作用、b-δ相互作用を明らかに出来た。とくにこれまで明らかではなかったb-δ相互作用がF_1とF_0の連結に重要であり回転機構の支持構造を形成する可能性について示した事は1997年のゴ-ドン会議でも高く評価された。以上の結果を4編の英語論文として発表した。(2)については、東工大のグループが回転の可視化に成功し発表した。本研究では可視化に必要な本酵素の固相への固定化に成功した。この固相化の仕方は東工大グループものとは異なり、独自のアイデアに基づくもので、今後の研究進展に貢献するものと考えられる。研究業績の概要:生物界に普遍的に存在しエネルギー獲得機構にとって不可欠なATP合成酵素(F_1F_o)は、8種のサブユニットからなる複雑な高次構造を持ち電子伝達系で形成されたベクトリアルな水素イオンの酵素内の移動をATP合成のエネルギー源とするというユニーク機能発現機構を有している。この酵素は逆反応としてATPを加水分解して得られるエネルギーを利用してH^+を排出するポンプ機能を有している。しかし、このエネルギー共役の機構の分子レベルでの解明はなされていない。本研究の目的は、大腸菌ATP合成酵素のF_1-ATPase部分のうち特にαβ複合体がγサブユニットを軸とするモーター構造を有することを、回転を視覚化することにより検証するための基礎的研究をすること。またモーターを形成するATPaseサブユニットの分子間相互作用を新たな手法をもちいて明らかにし、生物分子モーターの構造的実体を明らかにすることである。本年度は、回転を可視化するための材料として固相に固定するATPaseの再構成系の確立を目指し、これに成功し論文とした(FEBS Lett.427,64-68、).すなわち、精製したα,β,Hisタグを付加したγサブユニットを作製し試験管内で再構成し、活性ある複合体を作製できた。この複合体は、固相に結合する事ができ高い活性を持つことから、これまで試みられていない、γを固定した回転の可視化が初めて可能となった。また最近本酵素の膜結合性サブユニットの一つであるbサブユニットの細胞質への突出部分をもつ融合タンパク質を作製し、これにも再構成を行う実験系を確立できた。これらの実験系を用いて当初の目的である回転の可視化の系を確立する目途がたった。一方、本酵素のなかで立体的なサブユニットの配置が未解明なストーク領域についてサブユニットの相互作用を調べるために新たに酵母を用いるTwo-hybrid系を確立してある(B.B.A.(1996)1274,67-72).この系を用いてbとδサブユニットの相互作用異常変異を分離することも可能となりすでに成果が出ている(論文準備中)。
Ｒｊ遺伝子保有ダイズとの共生成立を決定づける根粒菌分泌蛋白質の同定

rj_1遺伝子保有ダイズおよびnfr1変異ダイズにおいて、根粒菌はIII型分泌系依存的に根粒を形成した。このとき接種根では共生遺伝子ENOD40およびNINの発現上昇がみられた。これらの結果は、III型分泌系がマメ科植物-根粒菌共生に必須と考えられているNod factorとNFRから成る相互認証を経由せずに共生シグナル伝達を活性化し、根粒形成を誘導することを示唆している。本研究では、Rj遺伝子保有ダイズと根粒菌の共生系における根粒菌III型分泌系の役割を分子レベルで解明することを目指している。rj1遺伝子保有ダイズClark-rj1は根粒菌の分泌するNod factorの受容体NFR1(Nod factor receptor1)の変異体であり、ほとんどの根粒菌は根粒を形成することができないが、Bradyrhizobium elkanii USDA61株は例外的に根粒を形成することができる。日本のダイズ品種エンレイ由来のNFR変異体En1282で試験したところ、Clark-rj1と同様にUSDA61株は根粒を形成したが、III型分泌系破壊株(ΔT3SS)は全く根粒を形成しなかった。ダイズ側の遺伝子発現を調べたところ、根粒形成関連遺伝子ENOD40とGmNINの発現は、USDA61接種を接種したEn1282において上昇していたが、ΔT3SS接種では無接種と有意な差がみられなかった。これらの結果から、根粒菌III型分泌系はほとんどの根粒菌-マメ科植物共生系に必須と考えられているNod factor-NFRの相互認証過程を経由せずに下流の根粒形成シグナルを活性化し、共生を成立させることが示唆された。バイオインフォマティクス解析により、根粒菌Bradyrhizobium elkanii USDA61株ゲノムから4つの分泌蛋白質候補を選抜した。これらの分泌タンパク質をコードする遺伝子の破壊株を作製し、rj1遺伝子保有ダイズClark-rj1およびRj4遺伝子保有ダイズHillにて共生形質を検討したが、野生株との顕著な差はみられなかった。バイオインフォマティクス解析で検出できなかった分泌蛋白質の可能性を考慮し、現在異種相補試験によるスクリーニングを行っている。USDA61株はIII型分泌系依存的にrj1遺伝子保有ダイズに根粒形成することができる。rj1遺伝子が根粒菌nod-factorのマメ科植物側受容体(NFR1,Nod factor receptor 1)の変異遺伝子であるという報告にもとづき、日本のダイズ品種エンレイのNFR変異体En1282において再現性を検討した。その結果、USDA61株はEn1282に根粒を形成したが、III型分泌系破壊株は全く根粒を形成しなかった。すなわち、rj1遺伝子保有ダイズClark-rj1と同様に、エンレイbackgroundにおいても根粒菌はIII型分泌系依存的にNFR変異体へ根粒形成できることが明らかとなった。発現解析の結果、USDA61株を接種したダイズEnl282の根において、共生遺伝子ENOD40およびNINの発現上昇がみられた。これらの結果から、根粒菌III型分泌系は、マメ科植物-根粒菌共生に必須と考えられていたNod factorとNFRから成る相互認証過程を経由せずに、共生シグナル伝達を活性化し、根粒形成を誘導することが示唆された。