hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本で流行する梅毒のゲノムタイピングによる分子疫学研究の確立

今年度も多くの梅毒患者が来院し、検体を収集した。本研究では1)日本由来T. pallidumのゲノム解析と、識別能の高い系統解析が可能となる2) MLST(multi-locus sequence typing)法の確立による分子疫学研究を提案していた。2019年1月まで、当院で52例から検体を収集している。DNAの抽出や、MLSTの解析については、今後行なっていく予定である。共同研究者が大分大学から大阪市立大学へ異動し、解析場所についても変更し、新たな共同研究基盤を作った。これまでの遺伝子解析結果は、当院から得られた、非HIV患者の腸粘膜よりDNAを抽出した。今年度、当施設でおこなった解析では、ATCCの標準株の検出感度は検出感度は10100copies/μLで、上記の患者でもPCRでの腸結核の診断が可能であった。特に皮疹などの明らかな2期梅毒の症状の患者でも検出できることがわかった。また、別の症例でこちらは粘膜からの遺伝子抽出は行っていないが、稀な病態である梅毒性胃炎の症例をJMA journalに報告している。また、大阪市立大での遺伝子解析で、2例の陰部スワブ検体のひとつから、MLSTの解析も可能な十分なDNAを得ることができた。しかしながら、梅毒血清反応陽性の10例の血液検体では遺伝子を得ることができなかった。血液検査から分子疫学に必要な量のDNAを得られていない。当初予定していた、国内の他施設からの検体集めについては解析が進められていないことや、共同研究者の異動などで実施できていないのが現状である。今後は現在得られている、残りの検体についてDNAの抽出と遺伝子解析を行っていく予定である。また血清の検体も得られており、当初予定していたデジタルPCRを利用した、遺伝子の検出などを行えるよう準備していく。今年度は、昨年度に引き続き、当施設で検体を集めることができた。現在までに50例以上の症例が集まっており、稀な症例については学術誌で報告も行っている。DNAの抽出と遺伝子解析を行っており、PCRの感度などわかっているが、当初から難しいと考えられた、血液検査からのDNA抽出は成功していないのが現状である。一方、スワブ検体からは必要なDNAが得られていると考えられ、まずは、MLST法の確立するための準備をすることができた。当初解析を行う予定であった共同研究者の異動があり、新たな基盤を作る必要があったが、今年度は実験をはじめることができている。デジタルPCRなどの機器については実施場所の目処がつけられており解析を行っていきたいと考えている。検体集めについては規模を広げていないが、当施設だけでも50検体以上の血液検体を集められている。抽出に成功したDNAを用いて、遺伝子配列情報を利用したMLST解析を確立することを目指す。本研究のMLST法では、従来のCDCシステムと整合性を保つためTP0136, TP0548, 23S rRNA genesの3遺伝子を用いるのに加え、Treponema近縁種や公共データベースでの予備的な探索でGroEL,RecA, GlpK, AdK, GDH, PyrG, RplBの遺伝子を候補としながら、日本由来株を十分な識別能で解析可能かを検証していく。成果により再検証するが、T. pallidumの多様性が低く、ハウスキーピング遺伝子のみで識別能が不十分な場合、CDCシステムのRFLP解析に使用されているtpr/arp領域を使用する予定である。現在、解析していない他の検体についても実験を行っていく。近年、原理的には試料中のDNAが1コピーでも検出でき、絶対定量が可能となるデジタルPCR法がliquid biopsyとして注目されており、本法が梅毒患者の血液にも応用可能と推測されているが、これについては使える機器の目処が立っており、実験を実施していきたい2015年度の東京都の梅毒報告症例数は5年前の6倍と激増した。当施設においても梅毒患者は増えており、検体を集めているところである。本研究では1)日本由来T. pallidumのゲノム解析と、識別能の高い系統解析が可能となる2) MLST(multi-locus sequence typing)法の確立による分子疫学研究を提案しているが、現在のところ検体を集めている状況である。2017年10月まで、当院で20例から検体を収集している。一方で、当初予定していた、国内の他施設からの検体集めについては解析が進められていないことや、共同研究者の異動などで実施できていないのが現状である。しかしながら患者の増加から、国内のものは症例数としては当院だけでも集まっている。共同研究者が大分大学から大阪市立大学へ異動し、解析場所についても変更し、新たな共同研究基盤を作っていく必要がある状況となった。可能であれば、海外からの検体を集めることを考えているが、今年度はシャーガス病のエルサルバトルのプロジェクトへ参加しており、そのネットワークから海外からも検体を集める方法を探っているところである。2017年度はアルゼンチンからの留学生を指導し、実験の基本的な技術を習得させ、帰国した。当プロジェクトについても説明しており、アルゼンチンにおいてもプロジェクトの拡大を行う準備を行なった。系統解析を行う予定である共同研究者とは、今年度も他のプロジェクトで同様の技術をつかった研究を行なっており準備はできている。

来年度はこ新しい基盤を作っていくが、本研究ではデジタルPCR法による全血からのT. pallidum由来遺伝子の検出法を確立することを目的としているが、これについても実験を行える場所が見つかっている。倫理委員会の申請を行い、20例ほどの検体が集められているが、DNAの抽出方法などが決定されておらず、解析は行えていない。どれほどの数で十分なDNAの抽出が得られるかわらず、検体が貴重であることから、マウスの睾丸を利用した古典的な培養法などで検体を増やすことができないかを考えているところである。当初予定していた、解析方法の再考や、共同研究者の異動などが多く、婦人科や泌尿器科からの検体収取を行なっていない。また、当初解析を行う予定であった共同研究者についても異動があり、新たな基盤を作る必要があり、現在その準備を行っているところである。しかしながらデジタルPCRなどの機器については実施場所の目処がつけられており、今後進めていきたい。解析ができていないため、検体集めについては規模を広げていないが、当施設だけでも20検体以上の血液検体を集められており、今後につなげていく予定である。今年度も多くの梅毒患者が来院し、検体を収集した。本研究では1)日本由来T. pallidumのゲノム解析と、識別能の高い系統解析が可能となる2) MLST(multi-locus sequence typing)法の確立による分子疫学研究を提案していた。2019年1月まで、当院で52例から検体を収集している。DNAの抽出や、MLSTの解析については、今後行なっていく予定である。共同研究者が大分大学から大阪市立大学へ異動し、解析場所についても変更し、新たな共同研究基盤を作った。これまでの遺伝子解析結果は、当院から得られた、非HIV患者の腸粘膜よりDNAを抽出した。今年度、当施設でおこなった解析では、ATCCの標準株の検出感度は検出感度は10100copies/μLで、上記の患者でもPCRでの腸結核の診断が可能であった。特に皮疹などの明らかな2期梅毒の症状の患者でも検出できることがわかった。また、別の症例でこちらは粘膜からの遺伝子抽出は行っていないが、稀な病態である梅毒性胃炎の症例をJMA journalに報告している。また、大阪市立大での遺伝子解析で、2例の陰部スワブ検体のひとつから、MLSTの解析も可能な十分なDNAを得ることができた。しかしながら、梅毒血清反応陽性の10例の血液検体では遺伝子を得ることができなかった。血液検査から分子疫学に必要な量のDNAを得られていない。当初予定していた、国内の他施設からの検体集めについては解析が進められていないことや、共同研究者の異動などで実施できていないのが現状である。今後は現在得られている、残りの検体についてDNAの抽出と遺伝子解析を行っていく予定である。また血清の検体も得られており、当初予定していたデジタルPCRを利用した、遺伝子の検出などを行えるよう準備していく。今年度は、昨年度に引き続き、当施設で検体を集めることができた。現在までに50例以上の症例が集まっており、稀な症例については学術誌で報告も行っている。
紅藻類の無配生殖化と雑種強勢に関する進化生態学的研究

世界各地から単離された広塩性紅藻セイヨウアヤギヌについて遺伝子解析と交雑実験を行った結果、以下のことが明らかになった。(1)異なる系統群で何度も無配生殖化が起こった;(2)解析した無配生殖株の7割以上はヘテロ接合体(フロリダとオーストラリアの株は異質3倍体);(3)遺伝子型がホモの無配生殖株は有性生殖を行うことがある;(4)遺伝的に分化した有性生殖株の間で交雑を行った場合、F_1胞子体が無配生殖化する場合がある。Caloglossa monostichaの2交配群間の交雑で生じた無配生殖株は、正常な胞子体と同様に2倍体であること、雄株と雌株のゲノムを有するヘテロ接合体であること、雌株を近隣から単離した別株に換えて交雑しても無配生殖化が起こることが明らかになった。天然で単離されたCaloglossa leprieuriiの無配生殖株について、核コードのアクチン遺伝子の遺伝子型を調べたところ、ギアナ、メキシコ、インド、マレーシア、サウスカロライナ株には遺伝子型がそれぞれ1つずつしか見つからなかったのに対し、オーストラリア株とフロリダ株にはそれぞれ3つの遺伝子型が見つかった。有性生殖株の遺伝子型と比較したところ、フロリダ株の3つの遺伝子型は、それぞれフロリダ、ペルー、中米&マダガスカルの有性生殖株の遺伝子型と類似していることなどが示された。以上の結果から、本種の無配生殖化は、遺伝的に分化した集団間の交雑によって生じた可能性が強く示唆された。しかし、オーストラリア株とフロリダ株以外の無配生殖株は交雑由来である可能性は低く、他にも無配生殖化を引き起こすメカニズムが存在すると考えられる。オーストラリアで単離されたCaloglossa vieillardiiの無配生殖株2株と有性生殖株の配偶体5株・胞子体2株を12、14、16、18、20°Cで培養したところ、有性生殖株は14°C以上で成熟したのに対し、無配生殖株はすべての条件で成熟した。有性生殖集団の分布のはずれであるオーストラリア南部に無配生殖集団が生育しているのは、低温で成熟可能であるためと考えられる。本研究によって、天然に生育する無配生殖種が交雑によって生じた可能性が示され、海藻の生殖メカニズムの一つとして認識すべきと考えられる。これは、海藻の生態や生殖戦略を考える上で非常に意義のある発見であると同時に、海藻の養殖や種苗生産への応用も期待される。アクチン遺伝子配列の解析により、天然で単離されたフロリダの無配生殖株において3つの遺伝子型があることが示された。そこで核相分析をしたところ、遺伝的に近縁なフロリダ産雌性配偶体は1Nだったのに対し、同じく遺伝的に近縁なマダガスカル産雄性配偶体は2Nであり、フロリダ産無配生殖株は3Nであることがわかった。このことより、フロリダ産無配生殖株は交雑によって異数倍数体となったために、正常な減数分裂ができず、無配生殖化した可能性が示唆された。フロリダ産無配生殖株と遺伝的に近縁な雄性生殖株(フロリダ2株、サウスカロライナ2株、テネシー1株、ニュージャージー1株、ペルー1株、マダガスカル1株、グアテマラ1株、メキシコ1株)を用いて交雑実験を行ったところ、サウスカロライナ、テネシー、ニュージャージー株間では稔性のあるF1配偶体が形成された。一方、マダガスカル産の雄性配偶体1株とサウスカロライナ産の雌性配偶体2株間では四分胞子体が生じたが、四分胞子はほとんど発芽できず、わずかに発芽した個体はふたたび四分胞子体となった。これらの培養株について核相分析をしたところ、サウスカロライナ株は1N、マダガスカル産雄性配偶体は2Nであり、両者の間で生じた四分胞子体は2Nであることがわかった。このことから、マダガスカル産雄性配偶体の精子形成時に減数分裂が起こっている可能性が考えられるが、紅藻では精子形成時の減数分裂は報告されておらず、今後の詳細な解析が必要である。本研究の結果は、本藻における無配生殖化は生活史における倍数性の変化が関与していることを示唆している。この現象は陸上植物では一般的であるが、藻類で示された例はほとんどなく、藻類生活史の多様性メカニズムを解明するカギとなるものと期待される。セイヨウアヤギヌの無配生殖株は、フロリダ(3株)、サウスカロライナ、メキシコ(7株)、エルサルバドル、ギアナ、ブラジル、インド、オーストラリア、マレーシア(2株)から単離されている。これらのアクチン遺伝子配列を解析したところ、サウスカロライナ、メキシコ(1株)、マレーシア(2株)、インドの無配生殖株は遺伝子型がホモであり、それ以外の無配生殖株はヘテロだった。無配生殖株の繁殖様式を観察したところ、ヘテロの無配生殖株は常に胞子体だけで繁殖を繰り返すのに対し、ホモの無配生殖株からはしばしば配偶体も生じることが分かった(ただし、ホモのメキシコ株はごく最近単離されたため配偶体形成は未確認。

サウスカロライナ株は長期にわたって生殖器官を形成していない)。昨年度実施した交雑実験において、遺伝的に異なる有性生殖株間の交雑により無配生殖化が誘導され、生じたヘテロ無配生殖個体から配偶体の形成は確認されていないことから、遺伝子型(ホモorヘテロ)と無配生殖株の繁殖様式には何らかの相関があると考えられる。また、ヘテロ無配生殖株が単離された集団からは、同じハプロタイプの配偶体は見つかっていないのに対して、ホモ無配生殖株は同じハプロタイプの配偶体と同所的に生育している。これらの結果から、本藻には少なくとも、遺伝的に異なる個体間交雑による無配生殖化と、有性生殖株からの突発的な無配生殖化の2通りのメカニズムが存在することが示唆された。本研究により、陸上植物で報告されている異種間交雑による無配生殖化現象が、紅藻類でも起きていることが明らかになった。この現象が藻類で示された例はほとんどなく、藻類生活史の多様性メカニズムを解明するカギになるものと期待される。
風波界面・植生キャノピー混成流における組織乱流構造と物質輸送機構の解明

本研究は,地球温暖化現象の素過程を解明するために,水・空気界面での組織乱流構造とそれに伴う物質輸送機構を解明し,さらに河床に植生を有する開水路乱流の組織構造と物質輸送の関係をPIVなどの画像解析とLIFの濃度同時計測で解明した.風波界面開水路には,ラングミュアー循環流が発生し,流れが3次元になることをステレオPIVを用いて解明し,また,(1)平均流成分,(2)波動成分,(3)乱れ成分間のエネルギー輸送を考察した本研究は,地球温暖化現象の素過程を解明するために,水・空気界面での組織乱流構造とそれに伴う物質輸送機構を解明し,さらに河床に植生を有する開水路乱流の組織構造と物質輸送の関係をPIVなどの画像解析とLIFの濃度同時計測で解明した.風波界面開水路には,ラングミュアー循環流が発生し,流れが3次元になることをステレオPIVを用いて解明し,また,(1)平均流成分,(2)波動成分,(3)乱れ成分間のエネルギー輸送を考察した21世紀は環境問題が最重要課題であり,その中でも地球温暖化問題を解決するには大気中の炭酸ガス含有量の削減が世界的に急務であり,地球上の炭酸ガスの大気循環プロセスを解明し,地球温暖化過程を的確に予測することが求められている.この素過程の重要な一部として水層と空気層の異層界面における炭酸ガス交換や輸送特性を解明することが不可欠であり,多くの工学・理学分野の研究対象となっている.しかし,これらの既往研究のほとんどが大気・海洋の界面ダイナミクスをメインとした地球物理学の分野であり,水層を閉鎖性のタンク状態と仮定していることが多い.一方,水理水工学の分野では水層として河川流を考えるとき,水層流と空気層流の共存流れ(気液混成流という)が重要で,河床シアーと界面シアーが同時に作用するため乱流現象はより複雑になる.既往研究では界面乱流と植生粗面に起因する河床せん断乱流は,別個に各分野で研究されてきたが,実河川の乱流・水域環境を総合的に評価するにはこれらの現象を同時に扱う必要がある.植生河床を有する風波界面流れは気液界面が時間的に変形しながら植生層と相互作用する複雑なマルチフェイズ現象であるから,室内実験や数値計算が容易ではなく,その乱流構造や物質輸送特性に関する解明はほとんど進展していないのが現状である.そこで本研究の初年度は,風波界面乱流と植生界面乱流を別個にその乱流構造を解明し,次年度の研究につなげることにした.その結果,剛体植生と柔軟植生の乱流構造をレーザー流速計,画像流速計PIVまた新規購入の超音波ドップラー流速計ADVを駆使して解明し,その成果をJournal of Hydro-environment Researchに発表し,高い評価が得られた.水理水工学の分野では水層として河川流を考えるとき,水層流と空気層流の共存流れ(気液混成流という)が重要で,河床シアーと界面シアーが同時に作用するため乱流現象はより複雑になる.既往研究では界面乱流と植生粗面に起因する河床せん断乱流は,別個に各分野で研究されてきたが,実河川の乱流・水域環境を総合的に評価するにはこれらの現象を同時に扱う必要がある.さらに,CO_2・O_2の吸収や赤潮・青潮の集積など水環境問題を詳細に検討するためには,3次元的な物質輸送メカニズムの理解が必要不可欠である.そこで2年目となる本研究では風波領域に対して3方向からレーザーライトシート(LLS)を照射し,風波を伴う閉鎖性水域の3次元的な流れ特性を解明した.本年度は,海洋で観測されているラングミュアー循環流に注目し.実験室で再現させ,その動特性を解明した.すなわち,流れの横断面の可視化計測を高速度PIVによって行い,循環流の時間平均構造や位相平均構造の特性を明らかにするとともに,渦構造の客観的な抽出に成功し,そのスケールを定量評価した.また本実験結果を安定解析し,ラングミュアー循環流形成に関わる支配パラメーターや循環流が流れ場に及ぼす影響を解明した.一方,植生せん断乱流に関する研究は,植生長さを変化させた5種類の柔軟植生モデルを用いて水路実験を行い,柔軟植生と剛体植生の特性を比較検討した.抵抗則を支配する植生のパラメーターについて検討し,植生密度と植生の剛性によって流れ抵抗が変化することを明らかにした.柔軟植生の揺動状態パターンを解明し,限界摩擦速度を用いた判定法を提案した.これらの成果は,2009年12月刊行のJournal of Hydraulic Researchに出版し,高い評価が得られている.21世紀は環境問題が最重要課題であり、その中でも地球温暖化問題を解決するには大気中の炭酸ガス含有量の削減が世界的に急務であり、地球上の炭酸ガスの大気循環プロセスを解明し、地球温暖化過程を的確に予測することが求められている。この素過程の重要な一部として水層と空気層の異層界面における炭酸ガス交換や輸送特性を解明することが不可欠であり、多くの工学・理学分野の研究対象となっている。昨年度までは、2次元風波乱流場の主特性を解明し、さらに3次元乱流場すなわちラングミュアー循環流のダイナミクスを2次元PIVを駆使して、解明してきた。しかし、2次元PIVでは3次元立体構造が重要なラングミュアー循環流を解明することはかなり困難であるとの結論に至った。そこで、本年度の最終年では、2台のカメラを用いた3次元ステレオPIVシステムの開発に精力を注ぎ、これを用いてラングミュアー循環流の3次元構造とそれに伴う物質輸送を解明した。

つぎに、植生キャノピー流れに関しては、これまで十分に発達した植生場を研究対象にしたものが大半であるが、平坦河床から植生帯に移行したとき、流れがどのように遷移し、エジェクション・スイープなどの組織渦がどのように発生・発達するのかは不明のままであった。そこで、本年度の最終年では、平坦河床から植生キャノピーに移行したときの乱流特性や組織渦の発生・発達ダイナミクスを連続的なPIVを駆使して解明した。本研究で得られた主要な結論は以下のようであり、国際会議やジャーナルに発表し、高い評価が得られている。1)ラングミュアー循環流の発生は、主流速の横断方向シェアが重要であり、アスペクト比と風速が支配パラメータであることがわかった。2)植生キャノピーの発達過程は、流下方向について4つに領域区分され、時間平均統計量と乱流統計量では十分に発達し安定するまでの距離が異なることが明らかとなった。
皮膚悪性黒色腫におけるCD4陽性腫瘍浸潤リンパ球を用いた養子免疫療法に関する研究

CD4陽性T細胞を体外で増殖させ、増殖した細胞が、悪性黒色腫細胞に対してどのような影響を及ぼすのか、あるいは、その産生するサイトカインによりが悪性黒色腫細胞どのような影響を受けるのかということを検討するために実験を行なった。5人の健康成人の末梢血よりCD4陽性T細胞をant-CD4、Dynabeadsを用いて選択的に分離し、anti-CD3とIL-2の存在下に培養し以下の結果を得た。(1)培養した細胞は1週間で約50倍まで増殖した。(2)増殖した細胞の表面形質は、CD2+,CD3+,CD4+,CD8-,CD25+,CD29+,CD56-T細胞であった。(3)増殖細胞の直接的な抗腫瘍活性は非常に弱いが、一部の細胞はNK活性、LAK活性を有していた。(4)増殖細胞の培養上清は悪性黒色腫培養細胞の増殖を著明に抑制した。(5)増殖細胞の培養上清はclassI,classII,ICAM-1の発現を著明に増強した。(6)増殖細胞の培養上清中にはIL-2,IL-6,IFN-gが大量に存在した。以上の結果よりCD4陽性T細胞を用いた癌の養子免疫療法は、これまでのNK細胞、LAK細胞、CD8陽性T細胞を用いた養子免疫療法の欠点である宿主のlocal helpを有効に増強させる効果的な方法であり、従来の養子免疫療法と併用しうる可能性を示唆した。
氷霧生成に伴う汚染物質の動態の基礎的研究

凍結によ亜硝酸が溶存酸素による酸化される反応の促進機構は、多結晶氷の氷粒界に閉じ込められた未凍結溶液中で亜硝酸と溶存酸素が非常に高濃度により、-3°C亜硝酸が2400倍濃縮されていることがわかった。また、氷の溶質排除作用を利用した揮発性物質の揮散の研究を行った結果、全体が凍結した後に揮発性の溶質が時間と共に気相へ揮散することがわかった。これは、凍結濃縮による氷表面に溶質が濃縮され、凍結電位により表面のPHが低下して電気的に中性の酸が形成され、氷分子の凍結による構造化で溶質分子と水分子の結合力が弱められた結果、揮散が起こると考えられた。調べた物質の中で揮発速度は、ギ酸>酢酸>ブロピオン酸>酪酸>>塩化水素>>硝酸の順であった。揮散のしやしさは、酸解離定数により大きく支配されるが、沸点の違い、気体のなりやさが関係していることがわかった。また、つまり水分子と溶質分子の相互作用の強さも関係している可能性がある。実試料のサンプリングを行い、分析を行った結果、冬期の試料の亜硝酸濃度が夏や霧の値より小さいことがわかり、自然界においても凍結による亜硝酸から硝酸に変化していることが示唆された。また、冬期の塩化物イオンについては夏季より低いことがわかり、凍結による揮散も考えらるが、さらに研究が必要であろう。一方南極やグリーンランドの雪の分析結果からギ酸や酢酸の揮散の可能性が指摘されており、今後、自然界で凍結過程により物質がどのように変化するかを調べる必要がある。凍結による水中溶存物質の凍結による変化について基礎的な検討を行った。酢酸ナトリウムの弱酸性溶液の凍結による酢酸の試料からの揮散・損失について詳しく検討を行った。その結果,中性またはアルカリ性では酢酸の減少は観察されず,また酸性が強い条件でも揮散量が減少し,pH4前後の弱酸性で最も揮散が多いことがわかった。また,揮散は下から凍結したときにのみ観察された。また,凍結の初めからの揮散を調べた結果,凍結の途中では揮発は起こらず,全体が凍結つまり一番上部が凍結したときに少し揮散が起こり,その後凍結状態を保ったまま放置しておくと数十時間の間,徐々に気相へ抜けていることがわっかた。これは凍結濃縮により氷から未凍結溶液へ排除された酢酸イオンが高濃度となり,凍結電位(氷が正になると推定される)を中和するために氷から溶液へ水素イオンが移動し,酢酸が強くなった結果,氷表面から揮散すると考えられる。溶存気体の氷への溶解度が水中におけるものよりも低く,その結果凍結中に氷-溶液界面に気泡が生成する。酢酸はその中にも含まれると考えられるが,その気泡がつぶれるときにも揮散することが予想される。しかし,表面から氷を融解した場合と,氷表面を純水で覆って揮発を押さえるようにして融解した場合を比較したが,大きな差は見られなかった。このことは凍結した氷表面より酢酸が揮散すると,より氷内部より酢酸イオンが表面に移動し少しづつ揮散すると考えると説明できる。次年度はこれら結果をふまえさらに,揮散の機構を明らかにし,ギ酸,プロピオン酸,塩酸,臭化水素酸,アンモニアなど他の物質についてもその機構を確認する予定である。以上の結果は,近年問題となっている酸性雨の凍結条件で重要な結果であると考えられ,環境中の物質動態のプロセスの1つとして評価する必要があると考えられる。凍結により亜硝酸が溶存酸素により酸化される反応の促進

機構は,多結晶氷の氷粒界に閉じ込められた未凍結溶液中で亜硝酸と溶存酸素が非常に高濃度になり,-3°Cで亜硝酸が2400倍濃縮されていることがわかった。また,氷の溶質排除作用を利用した揮発性物質の揮散の研究を行った結果,全体が凍結した後に揮発性の溶質が時間と共に気相へ揮散することがわかった。これは,凍結濃縮により氷表面に溶質が濃縮され,凍結電位により表面のpHが低下して電気的に中性の酸が形成され,氷分子の凍結による構造化で溶質分子と水分子の結合力が弱められた結果,揮散が起こると考えられた。調べた物質の中で揮発速度は,ギ酸>酢酸>プロピオン酸>酪酸>>塩化水素>>硝酸の順であった。揮散のしやすさは,酸解離定数により大きく支配されるが,沸点の違い,気体へのなりやすさが関係していることがわかった。また,つまり水分子と溶質分子の相互作用の強さも関係している可能性がある。実試料のサンプリングを行い,分析を行った結果,冬期の試料の亜硝酸濃度が夏や霧の値より小さいことがわかり,自然界においても凍結により亜硝酸から硝酸に変化していることが示唆された。また,冬期の塩化物イオンについては夏季よりも低いことがわかり,凍結による揮散も考えられるが,さらに研究が必要であろう。一方南極やグリーンランドの雪の分析結果からギ酸や酢酸の可能性が指摘されており,今後,自然界で凍結過程により物質がどのように変化するかを調べる必要がある。
神経振動子結合系によるリズムパターンの学習モデル

前年度までに提案してきた位相振動子結合系に関する学習アルゴリズムを,神経振動子結合系に適用することにより,神経細胞間のシナプス荷重の学習則を導き,神経系の学習則モデルとして提案した.提案した学習則は,前シナプス細胞からの信号と後シナプス細胞の膜電位の時間変化の相関を用いる相関学習則の形で与えられる.これはヘッブ則を改良したモデルとして提案されているSutton-Barto (1982)の学習モデルを拡張した形になっており,生理学的にも妥当性のある学習則モデルと考えられる.さらに,生体の基本的な運動パターンはCPGと呼ばれる神経振動子結合系で制御していることが生理学実験によって知られているが,このような運動制御系のモデル化を行なった.そこでは,提案した学習則を用いて感覚器から神経振動子へのフィードバック信号の結合重みの学習を行なうと,制御対象の物理ダイナミクスが未知であっても,評価関数に基づいて適切な運動パターンの生成を行なうことが可能であることを示した.その妥当性はホッピングロボット等の学習制御のシミュレーション実験によって確認した.生理学実験においても,筋骨格系に存在する感覚器からCPGへのフィードバック信号がCPGの発火パターンに大きな影響を及ぼしていることが知られている.本研究は,生体におけるこのようなフィードバック信号が,運動パターンの学習制御を行なう上で重要な役割を果たしていることを説明するものである.本研究の成果の一部は国際学会(IWANN95, ICN95)において発表している.前年度までに提案してきた位相振動子結合系に関する学習アルゴリズムを,神経振動子結合系に適用することにより,神経細胞間のシナプス荷重の学習則を導き,神経系の学習則モデルとして提案した.提案した学習則は,前シナプス細胞からの信号と後シナプス細胞の膜電位の時間変化の相関を用いる相関学習則の形で与えられる.これはヘッブ則を改良したモデルとして提案されているSutton-Barto (1982)の学習モデルを拡張した形になっており,生理学的にも妥当性のある学習則モデルと考えられる.さらに,生体の基本的な運動パターンはCPGと呼ばれる神経振動子結合系で制御していることが生理学実験によって知られているが,このような運動制御系のモデル化を行なった.そこでは,提案した学習則を用いて感覚器から神経振動子へのフィードバック信号の結合重みの学習を行なうと,制御対象の物理ダイナミクスが未知であっても,評価関数に基づいて適切な運動パターンの生成を行なうことが可能であることを示した.その妥当性はホッピングロボット等の学習制御のシミュレーション実験によって確認した.生理学実験においても,筋骨格系に存在する感覚器からCPGへのフィードバック信号がCPGの発火パターンに大きな影響を及ぼしていることが知られている.本研究は,生体におけるこのようなフィードバック信号が,運動パターンの学習制御を行なう上で重要な役割を果たしていることを説明するものである.本研究の成果の一部は国際学会(IWANN95, ICN95)において発表している.
KRAS野生型大腸癌患者に対する抗EGFR抗体薬効果予測マーカータンパク質の探索

KRAS遺伝子野生型大腸癌患者における抗EGFR抗体薬抵抗性の原因として、遺伝子解析の他にもタンパク質の質的・量的変化が重要と考えられる。本申請課題では、質量分析計を用いて腫瘍組織中のタンパク質を網羅的に解析し、抗EGFR抗体薬による治療効果との関連性を評価することで、KRAS遺伝子野生型の大腸癌患者に対する抗EGFR抗体薬の効果予測に有用なマーカータンパク質を検出することを目的とした。まず、KRAS等の抗EGFR抗体薬の効果に関連する遺伝子が野生型であり、抗EGFR抗体薬の1つであるセツキシマブの感受性が異なる6種類の大腸癌細胞株(感受性株: C99、SW48部分耐性株: HT55、C10耐性株: COLO320DM、CACO2)より抽出した全タンパク質を細胞質および細胞膜タンパク質に分画化し、還元アルキル化後、トリプシンにより断片化した。得られたサンプルを脱塩・濃縮カラムおよび界面活性剤除去カラムにより精製・濃縮し、LC-TOF MSを用いて解析した。得られた全成分ピークを主成分解析および判別分析を行うことで、セツキシマブの感受性と相関する成分ピークを56種類抽出することができ、そのうち、ピーク強度とセツキシマブ感受性が有意に相関する3つの成分ピークを検出することができた。現在は、より高感度にセツキシマブ感受性を予測できる成分ピークを検出するために、カチオン交換カラムを用いた分画化等を含めた前処理方法の検討を行っている。また、LC-TOF MSにて検出された成分ピークのアミノ酸配列を同定するため、LC-MS/MSを用いた解析を行っている。今後、患者検体の測定を行い、細胞株より検出したセツキシマブ感受性予測ピークの臨床的有用性の評価を行う予定である。
周波数領域上でのフィードバック適応アクティブ音場制御系設計に関する研究

本研究で検討した、周波数領域上での部分的モデルマッチングによる適応アクテイブ制御手法は、制御対象モデルの構築を必要とせず、数-数十点の周波数特性のみでフィードバック音場制御系を構築する手法であり、人間の聴覚特性が周波数特性で特徴付けられることが直接利用できるため非常に効果的な制御手法の可能性があった。本研究での成果は以下の通りである。1.周波数領域上での部分的モデルマッチングに基づく音場制御。ここでは、マッチングの対象となる規範音場モデルの決定とマッチング周波数の数、及び範囲の選定について、基礎的な検討を行うとともに、シミュレーションを中心に検討した。2.周波数領域上での部分的モデルマッチングに基づく音場制御の2自由度系としての構成。騒音特性が複雑な場合、周波数帯域を分割し、複数の制御器で制御系を構成するほうが実際的である。そのためのマッチングアルゴリズムの開発を行い、実験を通じ普通の部屋で効果的な音場制御結果が得られていることを確認した。3.オーディオサーボの構成。上記の結果を利用して、音を入力指令とするサーボ系を開発中である。4.非線形系の適応アルゴリズムの開発。音場は一般には複雑な非線形システムであり、線形の周波数領域での取り扱いには限界がある。それらを見据えた基礎的な検討を行うとともに、一般的な制振制御システムについても検討した。上記成果は、日本機械学会論文集C編などに論文を発表及び発表予定(投稿中及び投稿準備中)である。また國際会議等でも成果を発表及び発表予定している。なお、本研究に関連した研究発表で発表者(大学院生板山敦)は2002年度計測自動制御学会本部学術奨励賞を受賞している。ここで用いている音場制御は、反射音、残響音などの音場特性改善を目的とするものであり、本研究では特にアクテイブスピーカを制御音源として用いる方法を用いている。与えられた再生音場で理想とする音場特性を実現する試みはこれまでも研究されてきた。しかし、このようにして作られてきた音場は再生する部屋の音場特性に大きく影響される。従って、再生する部屋の音場を考慮に入れたフィードバック形式での音場制御が実際には必要となる。これまで提案されているインパルス応答を畳み込む方式では、数千タップを超える高次のコントローラが必要となり、制御機器が極めて高価となる恐れがあった。本研究は、このようなフィードバック形式の音場制御をより安価な制御機器で実現することを目的として始められたものである。そのため、ここでは、これまで振動制御、プロセス制御など広範な制御対象に対して用いられてきた、周波数領域上での部分的モデルマッチングに基づく制御系設計手法を応用することで上記目的を実現することを試みている。マッチングの対象となる規範音場モデルの構成ができれば、理論上は、低次のコントローラで上記目的が達成されるはずであり、その点を理論・実験の両面から検討している。なお、途中経過として発表した、"周波数領域での部分的モデルマッチングに基づく音場制御"、板山、三池、公文、水本、岩井、第20回計測自動制御学会九州支部学術講演会予稿集、に関し、発表者の大学院生板山敦が計測自動制御学会学術奨励賞を2003年2月に受賞している。現在、その2自由度制御系方式等への拡張を含め学会発表・投稿等を準備している段階である。

ここでは、マッチングの対象となる規範音場モデルの決定とマッチング周波数の数、及び範囲の選定について、基礎的な検討を行うとともに、シミュレーションを中心に検討した。この結果は、第20回計測自動制学会九州学術講演会で報告し、発表者(大学院生)が計測自動制御学会学術奨励賞を受賞した。2.周波数領域上での部分的モデルマッチングに基づく音場制御の2自由度系としての構成騒音特性が複雑な場合、周波数帯域を分割し、複数の制御器で制御系を構成するほうが実際的である。そのためのマッチングアルゴリズムの開発を行い、実験を通じ普通の部屋で効果的な音場制御結果が得られていることを確認した。なお、1及び2の結果をまとめ、現在、日本機械学会論文集C編に2編の論文を投稿中である。また結果の一部を國際会議で発表している。3.オーディオサーボの構成上記の結果を利用して、音を入力指令とするサーボ系を開発中である。結果の一部は国際会議で発表している。4.非線形系の適応アルゴリズムの開発音場は一般には複雑な非線形システムであり、線形の周波数領域での取り扱いには限界がある。それらを見据えた基礎的な検討を行い、成果の一部を国際会議等で発表した。
バリア破綻による皮膚炎発症の機序:表皮セラミド欠損マウスを用いた解析

表皮セラミド合成酵素欠損マウス(K5. SPT-KO)は表皮バリア機能の破綻を生じ、同時にランゲルハンス細胞の活性化、および真皮に多数のγδ-17細胞を認め、発症した皮疹は乾癬様であった。IL-23/ IL-17軸の活性化があり、抗IL-12/ 23p40抗体の処理によってγδ-17細胞の減少および皮疹の軽減が認められた。以上の結果、表皮バリア破壊がγδ-17細胞を含む皮膚免疫系を活性化し乾癬様の皮膚症状を誘導することを示す。1)応募者らは、セラミドを含むスフィンゴ脂質生合成の律速酵素であるserine palmitoyl-CoA transferase(SPT)の遺伝子をCre-loxPシステムによって表皮角化細胞特異的に破壊したノックアウトマウス(K5. sptlc2-/-)を作成している。このマウスは生ド時においては、保水量の低下が認められるもTEWL(Transepidermal water loss)の異常はなく、バリア障害は起きていない。2)しかし、テープストリッピングにより野生型マウスに比べ著明なバリア修復障害が明らかになった。この事実は、セラミドde novo生合成酵素活性が急性のバリア修復機構に重要であることを示す。3)このマウスのテープストリッピング3日後の皮疹の遺伝子発現パターンをreal time RT-PCR法で解析した結果、野生型マウスに比べIL23/Th17シグナルに関連する遺伝子のup-regulationを認めた。4)一方、生後2週目以降、このマウスのバリア障害が発症し、同時に鱗屑をつける紅斑が多発してくる。このときの、表皮ランゲルハンス細胞は形態的、あるいはCD86,CD80の高発現していることより、成熟活性化していることが明らかになった。5)このマウスの皮疹よりサイトカインプロファイリングを施行し、IL-23/Th17シグナルが活性化していることが明らかになった。6)同時に行った皮膚所属リンパ節で、IL-17A,IL-22のup-regulationが示された。7)このリンパ節細胞を用いた細胞内FACS解析によって、IL-17を産生する細胞はCD4陽性細胞(Th17)とともに、多数のγδT細胞であることが明らかになった。この事実をまとめて、表皮セラミドの欠損に引き続く皮膚炎発症には、ランゲルハンス細胞の成熟活性化およびIL-17産生するとりわけγδT細胞が重要な働きをしていることを示唆している。アトピー性皮膚炎に代表される、バリア破綻に誘導される皮膚の炎症・免疫応答を検討するために、応募者らは表皮角化細胞特異的セラミド合成酵素遺伝子破壊マウスK5.sptlc2-/-を用いた研究を行ってきた。このマウスは生後2週目よりバリア機能が破綻し、それに伴って皮膚炎を発症する。そこにランゲルハンス細胞の活性化とTh17,γδT17の関与を示唆する結果を昨年度報告している。本年度の研究実績の概要を以下に述べる。1)未だバリア機能に異常の認められない新生仔K5.sptlc2-/-マウスの皮膚にテープストリッピングをするとバリア機能の回復が遅延する。これはバリア障害に反応したセラミドの合成がバリアの速やかな修復に必須であることを示す。そこで、テープストリッピング刺激後、皮膚の遺伝子発現の変化を野生型新生仔マウスと比較した。K5.sptlc2-/-マウスにおいては正常コントロールに較べIL-17A,IL-23p19,IL-1a,TNFa,IFNaの発現が有意に高値を示した。2)新生仔K5.sptlc2-/-マウスから分離した培養表皮角化細胞についてマイクロアレー解析した結果、TSLP,amphiregulin,aquaporin3の遺伝子発現が野生型マウスにくらべ有意に上昇していた。これは、セラミドの生合成抑制によるconstitutiveな変化を示す。3)とくにTSLP遺伝子発現はさらにテープストリッピングによって上昇することも明らかになった。これは、バリア破壊がTSP上昇を介したTh2シフトへの可能性を示唆する。4)K5.sptlc2-/-マウスは生後2週より表皮の肥厚を伴った炎症性変化が著明になる。このときの皮疹部における遺伝子発現を検討したところ、IL-17A,IL-17F,IL-22,IL-23に加えてIL-4やIFNgのmRNAが上昇しており、Th17のみならず、Tb1,Th2を含む多彩な炎症が発症に関与することを示唆している。アトピー性皮膚炎および乾癬の皮疹では表皮セラミドの減少が知られている。また乾癬においては最近セラミドの生合成に関わる酵素、serine palmityoiltransferase (SPT)の活性が低下していることが報告された。応募者らは表皮特異的SPT遺伝子破壊マウスK5.sptlc2-/-を用いた研究を行ってきた。

そこにランゲルハンス細胞の活性化が誘導されTh17,γδT細胞が所属リンパ節において増加する事実、および皮疹部のサイトカインの解析結果を1昨年度および昨年度報告した。最近、乾癬においてはIL-17産生性γδT細胞の関与が報告されている。従って、このマウスに生じる皮膚病変のみならず免疫学的変調も乾癬と類似するものと考えた。本年度の研究実績の概要を以下に述べる。1)このノックアウトマウスにおける皮疹部および所属リンパ節で増加するIL-17産生性γδT細胞(γδ-17)はVγ5が陰性であることより、表皮由来γδT細胞由来ではないことが明らかになった。2)このマウス皮疹部ではIL-12/23p40およびIL-23p19の遺伝子発現の上昇が見られたが、IL-12p35は正常マウスのレベルと変わらなかった。また皮疹部ではIL-23を産生するCD11c陽性細胞(樹状細胞)が多数浸潤している。3)IL-17産生性γδT細胞はIL-22も産生していることがFACS解析により明らかになった。4)このマウス皮疹の表皮細胞はStat3が活性化していることが免疫組織学的に証明された。5)このマウスに抗IL-12/23p40抗体を投与することによって皮膚に浸潤するγδT細胞の数が減少し、皮疹も軽快する。以上より、表皮セラミド減少に伴うγδ-17の誘導機構および皮疹発症の関与が明らかになり、乾癬モデルとなりうることが示された。
障害の歴史性に関する学際統合研究　ー比較史的な日本観察ー

近年、欧米では前近代をも射程に身心機能の損傷と社会文化的に構築されたものという二つの局面を複合させて障害を捉え、人種、性(身体上)、民族の差異よりも、障害の有無が人間の区別・差別には重要とされる。日本では、かかる視角の研究はなく、障害は近代の画期性が重視される。しかし福祉問題の将来が懸念されるなか、比較史的観点も踏まえた障害の人類史的発想に立つ総合的理解は喫緊の課題だ。以上の問題意識より、疾病や傷害などから障害という、人を根源的に二分(正常・健常と異常・障害)する特異な見方が生じる経緯について、日本をめぐり、前近代から近代へと通時的に、また多様な観点から総合的に解析する。障害という概念は近代以降に成立したとされるが、前近代をも射程に入れ、身心機能の損傷と社会文化的に構築された二つの局面を複合させた障害が日本の歴史で果たした役割を検討する。また誰でもなり得る「障害」に人を根源的に二分するような特異な見方が生じる経緯について、政治・社会・民俗・文化・医学などの多様な観点から総合的に解析し、比較史的観点も踏まえた「障害史学」を構想することで総合的な理解をめざす。極めて独創的な着眼点から、障害を近代固有のものとしてではなく人類史の上から把握し、政治・社会・文化・医学など幅広い分野から総合的に考察しようとする、非常にスケールの大きく且つ重要な研究である。従来の国民国家論批判という視角から脱却して豊かな創造性が感じられ、社会的にも大変に有意義な研究と考える。研究計画にも具体性があり、十分な成果が期待できる。
セキュアコンピューティングのための型システム

本研究の目的は,ソフトウェアが安全に正しく動作することを型システムを用いて静的に検証することである.主要な研究成果は以下の通り.1.並行プログラムの通信の整合性を検証するための型システムの構築並行プログラムにおいては,通信部分の記述に誤りやセキュリティ上の欠陥が混入しやすい.本研究では,そのような通信部分の整合性がとれているかどうかを型システムに基づいてプログラム実行前に検証するための手法を確立した.2.計算資源へのアクセス方法を検証するための型システムの構築プログラム中で,ファイル・ネットワーク・メモリなどの計算資源を用いる際には,通常,システムコールやAPIといった形で資源毎に提供されている操作群を使う.これらの操作群に対しては通常,操作間の呼び出し順序なども決まっている。本研究では,そのような操作間の順序に関する正しさを型システムに基づいて実行前に検証する手法,資源使用解析,を確立した.3.プログラムによる情報漏れを検証するための型システムの構築欠陥のあるプログラムあるいはウィルスのような悪意のあるプログラムの実行によって,パスワードや銀行の口座番号など,コンピュータに管理されている情報が漏洩する可能性がある.本研究では実行形式のプログラムや並行プログラムを対象として,そのようなプログラムからの情報漏洩の可能性を型システムを用いて実行前に検証する手法を確立した.4.定理証明器を用いた並行・分散プログラムの検証本特定領域の複数の班で共同開発した安全メールサーバプログラムの核部分の正しさを定理証明器Coqを用いて検証するとともに,その知見をいかして,一般の並行プログラムを検証するためのライブラリ群を構築した.近年のコンピュータネットワークの普及により,信頼できない相手からソフトウェアがWWWや電子メールを介して受け取る機会が増えている.本研究の目的は,そのような状況において受け取ったソフトウェアが既存のシステムに危害を及ぼさないことを型システムを用いて静的に保証することである.本年度の研究成果は以下の通り.1.並行プログラムのための統一的型システムの考案前年度までに特定の性質を保証するための型システムを数種類構築することに成功したが,現実には保証したい性質はシステムごとに異なり,保証する性質ごとに検証システムを構築するのは非現実的である.そこで,さまざまな性質を統一的に検証するための型システムを考案した.この型システムに基づいて検証システムを構築すれば,一部を変更するだけで,さまざまな性質を検証することが可能になる.2.ライブロックフリーダムを保証する型システムの考案並行プログラムにおいて,特定の通信がいずれ必ず成功することを保証する型システムを構築した.さらにその発展として,一定時間内に通信が必ず成功することを保証する型システムも構築した.3.考案済みの型システムの現実のプログラミング言語への応用前年度までに考案した個々の性質を保証するための型システムの現実のプログラムに対する有効性を検証し,必要であれば上記統一的型システムに改良を加えるために,現実のプログラミング言語に適用する試みを開始した.具体的には(1)並行プログラミング言語CMLのためのデッドロックフリーダムの検証器の構築,(2)Java言語のバイトコード中でのオブジェクトのロックの獲得・解放の整合性を検査するシステムの構築を開始した.本研究の目的は,ソフトウェアが安全に正しく動作することを型システムを用いて静的に検証することである.主要な研究成果は以下の通り.1.並行プログラムの通信の整合性を検証するための型システムの構築並行プログラムにおいては,通信部分の記述に誤りやセキュリティ上の欠陥が混入しやすい.本研究では,そのような通信部分の整合性がとれているかどうかを型システムに基づいてプログラム実行前に検証するための手法を確立した.2.計算資源へのアクセス方法を検証するための型システムの構築プログラム中で,ファイル・ネットワーク・メモリなどの計算資源を用いる際には,通常,システムコールやAPIといった形で資源毎に提供されている操作群を使う.これらの操作群に対しては通常,操作間の呼び出し順序なども決まっている。本研究では,そのような操作間の順序に関する正しさを型システムに基づいて実行前に検証する手法,資源使用解析,を確立した.3.プログラムによる情報漏れを検証するための型システムの構築欠陥のあるプログラムあるいはウィルスのような悪意のあるプログラムの実行によって,パスワードや銀行の口座番号など,コンピュータに管理されている情報が漏洩する可能性がある.本研究では実行形式のプログラムや並行プログラムを対象として,そのようなプログラムからの情報漏洩の可能性を型システムを用いて実行前に検証する手法を確立した.4.定理証明器を用いた並行・分散プログラムの検証本特定領域の複数の班で共同開発した安全メールサーバプログラムの核部分の正しさを定理証明器Coqを用いて検証するとともに,その知見をいかして,一般の並行プログラムを検証するためのライブラリ群を構築した.近年のコンピュータネットワークの普及により,信頼できない相手からソフトウェアがWWWや電子メールを介して受け取る機会が増えている.本研究の目的は,そのような状況において受け取ったソフトウェアが既存のシステムに危害を及ぼさないことを型システムを用いて静的に保証することである.本年度の研究成果は以下の通り.1.計算資源に対するアクセス方法の正しさの検証のための型システムの考案計算機システムにおいては,プログラムは記憶領域(メモリ),ネットワーク,CPU,ファイルなどさまざまな資源を共有して動作しており,あるプログラムが不正に資源にアクセスを行うと,計算機システム全体の動作に悪影響を与える.本研究では各プログラムが正しいプロトコルで資源にアクセスすることを検証するための型システムの確立に成功した.この型システムを用いることにより例えば,(1)新たにメモリを獲得したらいずれそのメモリを解放する.すでに解放したメモリ領域への読み書きを行わない,(2)ファイルを開いたらいずれ閉じる.閉じたあとは読み書きを行わない,(3)ある資源にアクセスする前には必ずその資源に関するロックを獲得してから行う.ロックを獲得したらいずれ解放する.

2.低レベル言語のための情報流解析の型システムの考案上の通信の整合性を検証とする型システムでは,π計算と呼ばれる複数のプロセスが通信チャネルを介して通信して同期をとるモデルを対象としたが,プログラミング言語によっては,Javaのようにロックの獲得・解放を通して同期や排他制御をとるモデルを採用しているものも多い.本研究ではJava言語のバイトコード中でのオブジェクトのロックの獲得・解放の整合性を検査する型システムを考案した.近年のコンピュータネットワークの普及により,信頼できない相手からソフトウェアがWWWや電子メールを介して受け取る機会が増えている.本研究の目的は,そのような状況において受け取ったソフトウェアが既存のシステムに危害を及ぼさないことを型システムを用いて静的に保証することである.本年度の研究成果は以下の通り.1.計算資源に対するアクセス方法の正しさの検証のための型システムの改良と実装計算機システムにおいては,プログラムは記憶領域(メモリ),ネットワーク,CPU,ファイルなどさまざまな資源を共有して動作しており,あるプログラムが不正に資源にアクセスを行うと,計算機システム全体の動作に悪影響を与える.そこで昨年度我々は,プログラムが正しいプロトコルで資源にアクセスすることを検証するための型システムをに開発した.本年度は,その型システムを改良するとともに,具体的な応用例としてJavaのバイトコードが正しくロックの獲得と解放を行っているかを検査するための検証器を作成した.2.低レベル言語のための情報流解析の型システムの拡張と実装昨年度研究を行ってきたJavaのバイトコードがパスワードなどの機密情報を漏らさないかを検査するための型システムを拡張し,実装を行った.3.メールサーバの形式的検証定理証明支援システムCoqを用い,メールサーバプログラムのモデル化および検証を行った.近年のコンピュータネットワークの普及により,信頼できない相手からソフトウェアがWWWや電子メールを介して受け取る機会が増えている.本研究の目的は,そのような状況において受け取ったソフトウェアが既存のシステムに危害を及ぼさないことを型システムを用いて静的に保証することである.本年度の研究成果は以下の通り.1.情報流解析の拡張・改良とそれに基づく検証器の実装並行プログラムが機密情報を漏らさないかどうかを解析するための一般的な型システムを構築し,その正しさを証明した.ロックや通信などの並行プリミティブを扱ったプログラムについて,情報漏洩の可能性を既存の並行プログラムの情報流解析と比べてより正確に判定することができる.
尿路病原性大腸菌の環境応答とマイクロコロニー形成誘導機構の解明

尿路病原性大腸菌は、尿路感染症の最も主要な起因菌であり、治療には各種抗菌剤が用いられる。しかしながら近年は、薬剤耐性菌が増加傾向にあるため、本感染症に対する予防法や治療法の発展が期待されている。本計画では、本菌の環境感知応答システムの解析を通して、感染部位における本菌の病原性発現の分子メカニズムについて明らかにすることを目指す。本研究により、尿路病原性大腸菌の病原性発現の条件や責任病原因子を同定することで、本菌による尿路感染症の難治化、慢性化予備軍のリスク予測や標的剤の設計、開発などに向けた応用研究への足掛かりとなる基盤を作製し、尿路感染症予防、治療法の発展に繋げたいと考えている。