hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実代数幾何的手法を用いた最適化型信号処理の深化

凸最適化に基づく信号処理手法は,信号処理に現れる諸問題を凸最適化問題として定式化し,その解法を信号処理アルゴリズムとして活用する手法である.この手法は,推定対象の「観測情報」と「先験情報」を同時に活用する柔軟な枠組みとして,スパース信号処理やデータサイエンスなどの発展において中心的な役割を果たしている.この手法のさらなる発展のためには「新たな最適化問題」に対する解法を確立することが重要な課題となる.本研究は,この課題に現れる種々の困難を,最適化理論と実代数幾何のアプローチを用いて解決し,信号処理工学の学術的発展に資することを目的としている.本年度は,(全域では不連続な)区分的連続関数の推定問題に対して,不連続点の位置を推定後,関数全体を推定する手法を提案した.前者の不連続点推定は一般には困難な問題であるが,区分的連続部分が「有限個の既知基底関数の線形結合である」ことを仮定することにより,効率的な不連続点推定法が実現できることを明らかにしている.さらに,スパース適応フィルタリングに現れる「スパース性を制御するパラメータの自動設計問題」において,自動設計問題を区分的二次関数の最小化問題に帰着する手法も提案している.この他,スパース適応フィルタリングのための定式化も新たに提案し,直前の推定値を活用する戦略とスパース性を活用する戦略を同時に実現する方法を提案している.この定式化においても,区分的二次関数の最小化問題に帰着する手法を活用している.実代数幾何に現れる関数は区分的連続性を満たすことが知られているため,今後これらの成果と実代数幾何の手法を組み合わせることにより,さらなる発展が期待できる.当初予定していた通りのペースで進んでいることに加え,上述した成果も得られており,おおむね順調であると考えている.当初の予定の通り,実行可能問題に対する平均射影法の収束解析を拡張する.実行可能問題は,複数の制約集合が与えられたとき,その共通部分に属する点を一つ求める問題である.平均射影法の一反復は,現時点での候補解から各制約集合に対する距離射影を算出し,それらの平均を更新先に採用するというものである.実代数的集合の実行可能問題に対しては,平均射影法の収束解析が提案されている.この結果を拡張し,より一般的な実行可能問題に対して平均射影法の収束解析を与えることを目指す.凸最適化に基づく信号処理手法は,信号処理に現れる諸問題を凸最適化問題として定式化し,その解法を信号処理アルゴリズムとして活用する手法である.この手法は,推定対象の「観測情報」と「先験情報」を同時に活用する柔軟な枠組みとして,スパース信号処理やデータサイエンスなどの発展において中心的な役割を果たしている.この手法のさらなる発展のためには「新たな最適化問題」に対する解法を確立することが重要な課題となる.本研究は,この課題に現れる種々の困難を,最適化理論と実代数幾何のアプローチを用いて解決し,信号処理工学の学術的発展に資することを目的としている.本年度は,(全域では不連続な)区分的連続関数の推定問題に対して,不連続点の位置を推定後,関数全体を推定する手法を提案した.前者の不連続点推定は一般には困難な問題であるが,区分的連続部分が「有限個の既知基底関数の線形結合である」ことを仮定することにより,効率的な不連続点推定法が実現できることを明らかにしている.さらに,スパース適応フィルタリングに現れる「スパース性を制御するパラメータの自動設計問題」において,自動設計問題を区分的二次関数の最小化問題に帰着する手法も提案している.この他,スパース適応フィルタリングのための定式化も新たに提案し,直前の推定値を活用する戦略とスパース性を活用する戦略を同時に実現する方法を提案している.この定式化においても,区分的二次関数の最小化問題に帰着する手法を活用している.実代数幾何に現れる関数は区分的連続性を満たすことが知られているため,今後これらの成果と実代数幾何の手法を組み合わせることにより,さらなる発展が期待できる.当初予定していた通りのペースで進んでいることに加え,上述した成果も得られており,おおむね順調であると考えている.当初の予定の通り,実行可能問題に対する平均射影法の収束解析を拡張する.実行可能問題は,複数の制約集合が与えられたとき,その共通部分に属する点を一つ求める問題である.平均射影法の一反復は,現時点での候補解から各制約集合に対する距離射影を算出し,それらの平均を更新先に採用するというものである.実代数的集合の実行可能問題に対しては,平均射影法の収束解析が提案されている.この結果を拡張し,より一般的な実行可能問題に対して平均射影法の収束解析を与えることを目指す.現在は理論研究が中心となっており,ノートPCの購入を見送ったため次年度使用額が生じた.令和元年度中にMacbook Pro (451200円)を購入することとし,その購入費用に当てる予定である.
神経伝達物質の合成と老化・神経細胞死との関わり

本研究は、カテコールアミン生合成律速酵素であるチロシン水酸化酵素遺伝子を、誘導的遺伝子破壊法を用いて成獣マウスの脳で任意の時点に破壊することにより神経伝達物質を合成できなくなったニューロンが、神経細胞死を起こすかどうかを調べることを目的としている。この研究は、老化によって起こる神経伝達物質の減少がアルツハイマー病やパーキンソン病における選択的細胞死に関わっているかを知ることができるため、これらの疾患と老化との関連を探るために重要な知見を与えるものと期待される。DNA組換え酵素Creに、エストロゲン受容体のリガンド結合部位を融合させたCre-ERTを用いることにより、DNA組換え活性を薬剤で誘導可能とした。これまでに、チロシン水酸化酵素遺伝子のイントロン内にloxP配列を導入したマウスの作製と、Cre-ERTをチロシン水酸化酵素のプロモータ制御下に発現するマウスの作製に成功した。Cre-ERTの発現マウスは、チロシン水酸化酵素の第1エキソンにin-frameでCrc-ERTを挿入したCre-ERTノックインマウスと、チロシン水酸化酵素遺伝子のプロモータにCre-ERTをつないだトランスジェニックマウスの2種を作製した。今後Cre-ERT発現マウスでのCreの発現分布について解析するとともに、loxPマウスとかけ合わせて、薬剤誘導的にチロシン水酸化酵素を破壊して神経機能に対する影響を調べる。チロシン水酸化酵素を破壊された神経細胞が、伝達物質を合成できない状態で生存し続けることができるかどうかについて検討する。
CXCケモカインによるエナメル上皮幹細胞の動態と運命決定機構の解明

胎生14, 16, 18日および生後3日のマウスの歯胚におけるCXCR4, CXCR7, CXCL12 mRNAの局在を比較するために、in situ hybridization法により各シグナルの分布を確認した。その結果、CXCR4およびCXCR7 mRNAシグナルは胎生14日の切歯歯胚では星状網、唇側および舌側の内外エナメル上皮の細胞内に共存しているが、胎生16日から18日にかけてCXCR4 mRNAシグナルはapical bud内部の細胞に限局して存在するのに対し、CXCR7 mRNAシグナルはapicalbud内部と唇側の内エナメル上皮および外エナメル上皮細胞、形成端部の歯小嚢細胞に分布する事が解った。さらに生後3日の唇側の内エナメル上皮組織ではCXCR7 mRNAシグナルはCXCR4 mRNAが発現しているTA (Transient ampliyfying cells)領域の細胞内では消失していたが、前エナメル芽細胞内では確認され、分化したエナメル芽細胞内では消失していた。一方CXCL12 mRNAシグナルは胎生14日から生後3日においてapical bud周囲の歯乳頭細胞と歯小嚢細胞、および外エナメル上皮に接する歯小嚢細胞内でも存在していた。以上の結果からマウスの歯の発生ではCXCR4とCXCR7, CXCL12によるCXCケモカインシグナルが作用すること、内エナメル上皮細胞は発現する受容体を変化することによりCXCL12に対する応答を転換させ、細胞の分化を調節する可能性がある事、および歯小嚢細胞ではCXCL12/CXCR7シグナルによる新たな機能が存在する事が示唆された。胎生14,16,18日のマウス切歯歯胚および臼歯歯胚よりtotal RNAを抽出し、RT-PCR法によってCXCR4, CXCR7, CXCL12のmRNAの発現を確認した。その結果、全ての胎齢のマウス歯胚においてCXCR4, CXCR7, CXCL12のmRNAが発現していた。また、PCRによって得られたマウスCXCR7 cDNA断片を精製し、クローニング用ベクターに挿入した。精製・回収したベクターを使用してDIG標識RNA probeを作成した。CXCR4, CXCR7 mRNAの局在を明らかにするために、胎生14, 16, 18日および生後3日のマウスの頭部サンプルより凍結切片を作成し、in situ hybridization法によりマウス切歯歯胚および臼歯歯胚におけるCXCR4, CXCR7 mRNAの局在を確認した。その結果、両シグナルはエナメル上皮細胞に限局していたものの局在の一部は異なっていた。さらに蛍光免疫組織化学法により同時期の歯胚についてCXCR4, CXCR7タンパクの局在を確認した。その結果、CXCR4, CXCR7タンパクはmRNAのシグナルとほぼ同一の発現パターンを示した。CXCL12に結合したCXCR4もしくはCXCR7のそれぞれの異なる2種類の受容体の歯胚由来上皮細胞に対する機能について検索するために、pEF1alpha-DsRedvectorおよびpIRES2-ZsGreen1 vectorにフルレングスのCXCR4もしくはCXCR7 DNAを組み込んだ発現ベクターを作成した。作成した発現ベクターをマウス切歯由来細胞株mHAT9aに遺伝子導入するための最適な条件について検討した。申請者の所属大学の異動により研究体制のセットアップが再度必要となったためやや進捗状況が遅れている。歯胚の発生開始期である胎生11日および生後3週、5週齢のマウスの歯の組織におけるCXCR4, CXCR7, CXCL12 mRNAとタンパクの局在についてはまだ検索途中であるため随時実験を進行する。また歯胚の器官培養法を用いたCXCR4およびCXCR7の機能獲得実験および、各選択的阻害薬を用いたシグナル抑制実験について随時実施継続する。研究実施者の異動により実験器具、サンプル、顕微鏡などの運搬が必要となった。これらの移動が年度をまたぐこととなったため予定していた移動費として次年度必要額が生じた。
携帯電話を活用した聴覚障害学生のためのモバイルラーニングに関する研究

(1)学習コンテンツの開発携帯電話でスタンドアローン実行が可能な国語,英語,社会,数学,情報,理科などの教科の基本問題集(エクササイズ)を第13次に分けて作成した(合計97教材).第3次の教材は3段階にレベル分けして作成し,学生がやさしい問題から段階的に取り組めるようにした.また,評価やアンケート結果に基づき,繰り返し・中断・再開・採点などの基本機能に加えて,解答の解説(略解)を参照できるようにした.(2)配信と評価短大と聾学校高等部5校へ教材を試験的に3期に分けて配信し,延べ196名の聴覚障害学生に利用してもらった.この際,学生の得点,繰り返し利用回数及び総所要時間をデータベースに自動記録した.また,Webアンケートに回答してもらった.3度の配信評価を通しての主な結果は以下の通りである.a)多肢選択式で解答する教材は多くの学生が取り組んだが,記入式の教材の中には利用者数が少ないものがあった.原因として,入力が煩わしい,数学で筆記用具を必要とした等が考えられる.b)意図した通り,ほとんどの教材が10分以内に終了し,ちょっとした合間に取り組むことができた.c)アンケート結果から,7割近い学生が携帯電話による新しい学習スタイルを支持していた.(3)応用展開a)携帯電話の赤外線で制御するロボット教材を開発し,学生に利用してもらった.b)パソコンとUSBで接続した携帯電話へ,アプリケーションを直接ダウンロードする方式を検討し,従来方式と同等の学習コンテンツが利用できることを確認した.c)携帯電話に搭載されている非接触ICチップ(Felica)を活用するアプリケーション開発を行い,Felicaのリーダー/ライターと携帯電話の間で,データ書き込み/読み出しが可能となった.この結果,パソコン学習とのシームレスな接続などへの応用に関する重要な足がかりが得られた.(1)学習コンテンツの開発携帯電話でスタンドアローン実行が可能な国語,英語,社会,数学,情報,理科などの教科の基本問題集(エクササイズ)を第13次に分けて作成した(合計97教材).第3次の教材は3段階にレベル分けして作成し,学生がやさしい問題から段階的に取り組めるようにした.また,評価やアンケート結果に基づき,繰り返し・中断・再開・採点などの基本機能に加えて,解答の解説(略解)を参照できるようにした.(2)配信と評価短大と聾学校高等部5校へ教材を試験的に3期に分けて配信し,延べ196名の聴覚障害学生に利用してもらった.この際,学生の得点,繰り返し利用回数及び総所要時間をデータベースに自動記録した.また,Webアンケートに回答してもらった.3度の配信評価を通しての主な結果は以下の通りである.a)多肢選択式で解答する教材は多くの学生が取り組んだが,記入式の教材の中には利用者数が少ないものがあった.原因として,入力が煩わしい,数学で筆記用具を必要とした等が考えられる.b)意図した通り,ほとんどの教材が10分以内に終了し,ちょっとした合間に取り組むことができた.c)アンケート結果から,7割近い学生が携帯電話による新しい学習スタイルを支持していた.(3)応用展開a)携帯電話の赤外線で制御するロボット教材を開発し,学生に利用してもらった.b)パソコンとUSBで接続した携帯電話へ,アプリケーションを直接ダウンロードする方式を検討し,従来方式と同等の学習コンテンツが利用できることを確認した.c)携帯電話に搭載されている非接触ICチップ(Felica)を活用するアプリケーション開発を行い,Felicaのリーダー/ライターと携帯電話の間で,データ書き込み/読み出しが可能となった.この結果,パソコン学習とのシームレスな接続などへの応用に関する重要な足がかりが得られた.本研究は携帯電話をモバイルラーニング(m-Learningと表記)機器として位置づけ,学習コンテンツを効果的・継続的に提供するシステムをデザインしていくことを目的として,以下のような研究を行った.(1)m-Learning教材の開発・公開ための環境整備携帯電話用Java/Flashアプリケーションの実行が可能なプログラム開発環境をパソコンへインストールし,HTTP通信を含むデバッグやエミュレーションなどを行えるようにした.学習コンテンツを配信するためのWebサーバを購入・設置し,ダウンロードサイトを立ち上げた.初年度は国語,英語,社会,数学,情報,理科の教科からいくつかの分野を選定し,基本問題集を作成した.これらは学生の基礎学力の向上・チェックに役立ち,また,就職試験の対策などにも利用できる.解答方式は携帯電話からの入力であることを考慮して,多肢選択方式及び短い語句の記入方式とした.また,JavaアプリケーションにHTTPを実装し,サーバとのデータ送受信を可能とした.(3)Webアプリケーションの作成クライアント(携帯電話のJavaアプリ)から送られたデータの受取り,データベースへの記録,データベースの読み出しと処理,処理結果(平均点やランキング)をクライアントへ返すなどの処理を行わせるため,サーバ側でASPプログラミングを行った.(4)検証と評価研究代表者の所属する短大と聾学校高等部3校へ試験的に配信し,延べ112名の聴覚障害学生・生徒に利用してもらった.この際,学生・生徒の教材個別の得点及びチャレンジ回数をデータベースに記録した.また,教材の利用終了後,画面表示の見やすさ,解答のしやすさ,携帯電話による学習に対する意見などを調査するために,携帯電話からオンラインアンケートに回答してもらった.(1)学習コンテンツの開発国語,英語,社会,数学,情報,理科の教科の基本問題集を多数作成した(合計49教材).

この際,各教科の教材は3段階にレベル分けして作成し,学生がやさしい問題から段階的に取り組めるようにした.また,前年度の評価やアンケート結果に基づき,繰り返し・中断・再開・採点などの基本機能に加えて,解答の解説(略解)を参照できるようにした.(2)検証と評価研究代表者の所属する大学と聾学校高等部4校へ教材を試験的に配信し,95名の聴覚障害学生に利用してもらった.この際,学生の教材個別の得点,繰り返し利用回数及び総所要時間をデータベースに自動記録した.また,教材の利用終了後,Webアンケートに回答してもらった.主な結果は以下の通りである.a)多肢選択式で解答する教材は多くの学生が取り組んだが,英語や数学の記入式の教材の中には利用者数が少ないものがあった.原因として,入力が煩わしい,筆記用具を必要とした等が考えられる.b)意図した通り,10分以内の短時間に終了する教材が多く,ちょっとした合間に取り組むことができた.c)アンケート結果から,70%近い学生が携帯電話による新しい学習スタイルを支持していた.(3)応用展開a)携帯電話の赤外線で制御するロボットを開発し,様々な機会に,学生・生徒に紹介し,利用してもらった.b)パソコンとUSBで接続した携帯電話へ,アプリケーションを直接ダウンロードする方式を検討し,従来方式と同等の学習コンテンツが利用できることを確認した.c)携帯電話に搭載されている非接触ICカード(Felica)を活用するアプリケーション開発を行い,Felicaのリーダー/ライターと携帯電話のFelicaの双方から,データ書き込み/読み出しが可能となった.この結果,パソコン学習とのシームレスな接続などに関する重要な足がかりが得られた.
入院患者の疾病別市町村間流出入に基づく2次医療圏の評価法に関する研究

宮城県の仙南医療圏、仙台医療圏、県北医療圏、石巻医療圏、気仙沼医療圏の5つの2次医療圏、および、奈良県の北和医療圏、中和医療圏、南和医療圏3つの2次医療圏につき入院患者の疾病別市町村間流動から評価を行った。資料として用いたのは各県が昭和60年に行った患者調査のデ-タファイルである。検討した疾病は、宮城県については、新生物、精神障害、脳血管疾患、呼吸系の疾患、消化系の疾患、筋骨格系及び結合組織の疾患、骨折の7疾患、奈良県については、新生物、精神障害、消化系の疾患、損傷及び中毒の4疾患である。これらの疾患は、いずれも入院患者数が千名程度以上のまとまりのある疾患である。これらの疾病別の圏域別入院自足率を上記の8つの2次医療圏毎に算出すると、仙南(51,58,77,76,86,70,89)、仙台(100,97,99,99,100,98,99)、県北(53,65,87,84,85,78,87)、石巻(49,77,85,80,94,66,89)、気仙沼(81,94,96,93,96,93,99)、北和(93,86,96,94)、中和(69,55,88,81)、南和(49,27,70,76)であった。以上の括孤内の数値は、各々先に挙げた疾患別の入院自足率(単位%)である。これらの数値から、高次の医療機能を必要とする新生物について、医療機能の地域集積性を高める為の地域偏在があることが明らかである。また、精神病床の地域偏在も顕著である。これらのことから、2次医療圏といっても、仙台や北和のように全ての疾患にわたり90%以上の自足率を示す謂わば「2.5次」医療圏と、気仙沼や中和のようにほぼ全ての疾患にわたり70%以上の自足率を示す「2次」医療圏と、その他の医療圏のように新生物のような疾患に対しては50%程度の自足率を示す「1.5次」医療圏の3種があることがわかった。
空間点過程を用いた無線通信ネットワークの性能評価

本研究では,無線通信ネットワークの中でもセルラネットワークに着目し,基地局の位置を空間点過程(空間にランダムに配置された点の集合)を用いてモデル化することにより,ネットワークの解析と性能評価を行いました.特に,ジニブル点過程と呼ばれる,点同士が互いに負の相関をもった空間点過程を用いてセルラネットワークの基地局の配置をモデル化し,その解析を通してネットワークの性能評価を行いました.近年,無線通信ネットワークの性能評価モデルとして,空間点過程を用いて無線ノードの位置を表した確率幾何モデルが注目されています.これは,無線ネットワークの性能がノードの配置に大きく依存していること,および現実の無線ノードは規則正しく配置されている訳ではなく,地理的な要因等から,一見ランダムに見える配置をしていること等によります.しかし,多くの既存研究では,解析の容易さのために無線ノードが定常ポアソン点過程に従って配置されていることを仮定しています.このことは,無線ノードが互いに独立に配置されていることを意味し,ノードの位置の相関を無視していることになります.本研究の目的は,無線ノードの位置の相関を考慮した,一般的な空間点過程を用いることによって,より現実的な無線ネットワークの確率幾何モデルを考え,その解析を通して無線ネットワークの性能評価を行うことです.平成25年度は,先行研究で扱ったモデルをより現実的なものとなるように一般化しました.すなわち,基地局の密度や送信信号の強さ等が異なる複数種類の無線基地局を持つセルラ・ネットワークのモデルを考えました.ここでは,先行研究で扱ったジニブル点過程をさらに一般化したα-ジニブル点過程と呼ばれる点過程を用いています.モデル化においては,複数の互いに独立なα-ジニブル点過程を重ね合せることによって複数種類の基地局を表すモデル,および1つのα-ジニブル点過程の点ごとにマーク付けを行うことによって複数種類に分けるモデルの2種類のモデルを考えました.そして,これらのモデルに対して,被覆確率と呼ばれる性能評価指標を数値計算可能な形で導きました.さらに,実際に数値計算をすることによって,セルラ・ネットワークの性能評価を行い,実際にネットワークを設計する際の留意点について考察しました.本研究で扱っている空間確率モデルを用いた無線通信ネットワークの性能評価の分野においては,これまでポアソン点過程によるモデル化が主流でした.それに対して本研究の目的は,無線ノードの位置の相関を考慮した一般的な空間点過程を用いることによって,より現実的なモデルを提案し,その解析を通して無線ネットワークの性能評価を行うことです.平成26年度には主に次の2つの成果がありました.まず,前年度までにジニブル点過程,あるいはその一般化であるα-ジニブル点過程と呼ばれる空間点過程を用いてセルラ・ネットワークの基地局の配置をモデル化し,そうして得られた空間確率モデルに対して,被覆確率という性能評価尺度を数値計算可能な形で導出していたのですが,その数値計算には非常に多くの時間がかかることが確認されていました.そこで,Pade'近似と呼ばれる近似手法を用いて被覆確率の近似式を導きました.実際に数値実験をすることによって,比較的短い計算時間で精度の良い近似ができていることを確認しています.もう1つの成果は,セルラ・ネットワークの上りリンク(ユーザ端末から基地局への通信)の性能評価です.これまでの本研究の成果は,上で述べたものも含めて,下りリンク(基地局からユーザ端末への通信)に対するものでした.しかし,ポアソン点過程を用いた既存研究では上りリンクの解析もなされています.セルラ・ネットワークの上りリンクでは,セルの中心付近のユーザ端末は小さい電力で無線電波を送れば十分であるのに対して,セル端の端末は強い電力で無線電波を送らなければならないという送信電力制御が行われています.こうした送信電力制御を考慮した上りリンクのモデルを考え,被覆確率を数値計算可能な形で導出しました.また,数値実験を通していくつかの考察も行っています.本研究では,無線通信ネットワークの中でも特にセルラネットワークに着目し,基地局の位置を空間点過程(空間にランダムに配置された点の集合)を用いてモデル化することにより,ネットワークの解析と性能評価を行いました.このように空間点過程を用いて無線ネットワークをモデル化することの意義として,無線ネットワークの性能が無線ノードの位置に大きく影響すること,現実の無線ノードの不規則な配置を空間点過程により表現できること等が挙げられます.これまで,この分野の研究では,主に解析の容易さのために定常ポアソン点過程と呼ばれる最も基本的な点過程が用いられてきました.しかし,これは無線ノードが互いに独立に配置されていることを仮定していることになります.セルラネットワークの場合,基地局同士が互いに近くなり過ぎないように設計され,配置されている筈であり,点同士が互いに負の相関を持った空間点過程を用いることが望ましいと思われます.そこで,本研究ではジニブル点過程と呼ばれる,点同士が互いに負の相関を持った空間点過程を用いてセルラネットワークの基地局の配置をモデル化し,その解析を通してネットワークの性能評価を行いました.特に平成27年度には以下の成果がありました.まず,無線通信においては,シャドウィングやフェイディングといった無線電波の変動を考慮しないといけないのですが,これまでのジニブル点過程を用いたセルラネットワークの空間確率モデルの解析では,これにレイリーフェイディングと呼ばれる最も基本的な仮定をしていました.これを一般化し,仲上-mフェイディング(m=1の場合がレイリーフェイディングに相当)を仮定したモデルの解析と性能評価を行いました.

さらに,ここで用いた手法を一般化することにより,セルラネットワークの基地局が複数のアンテナをもつ場合の解析を行いました.本研究では,無線通信ネットワークの中でもセルラネットワークに着目し,基地局の位置を空間点過程(空間にランダムに配置された点の集合)を用いてモデル化することにより,ネットワークの解析と性能評価を行いました.特に,ジニブル点過程と呼ばれる,点同士が互いに負の相関をもった空間点過程を用いてセルラネットワークの基地局の配置をモデル化し,その解析を通してネットワークの性能評価を行いました.当初平成25年度に予定していた上りリンクの性能評価の成果発表が26年度になりましたが,実際の解析によって得られる結果等は25年度中にはほぼ検討が付いていました.また,25年度の研究を通して,精度および計算効率の良い近似式を導くという新たな課題が見つかり,26年度中に一定の成果を導くことができました.以上より,おおむね順調に進展していると自己評価しています.応用確率論本研究では,主にジニブル点過程,あるいはその一般化であるα-ジニブル点過程を用いてセルラ・ネットワークの基地局の配置を表し,得られた空間確率モデルの解析を通して性能評価を行ってきました.無線通信ではシャドウィングやフェイディングといった無線電波の変動を考慮しないといけないのですが,これまではこれにレイリーフェイディングと呼ばれる最も基本的な仮定をしています.今後の課題として,まずこれを一般化した仲上フェイディングを仮定したモデルを考えています.また,本研究では基地局,端末ともにアンテナを1つしか持たないモデルを考えてきましたが,複数のアンテナを持つモデルに拡張することも計画しています.さらに,アドホック・ネットワーク等のセルラ・ネットワーク以外の無線通信ネットワークも考える予定です.交付申請書の「研究実施計画」では,上記「実績の概要」で述べた通り,複数種類の無線基地局を持つセルラ・ネットワークに対して,αジニブル点過程を用いた確率幾何モデルを構築すること,さらに数値計算を通して性能評価を行うことを記載しており,この点については順調に進展しています.一方で,被覆確率と呼ばれる性能評価指標にある種の単調な性質が見られることから,その証明についても言及していましたが,これは現状では困難な状況であり,代替案を考えているところです.昨年9月に,本年5月にインドで行われる国際会議での招待講演の依頼があり,本研究に関する講演を行う予定です.そのための旅費の一部に充てるために残していた次第です.基地局がα-ジニブル点過程に従って配置されたセルラ・ネットワークにおいて,被覆確率がαに関して単調であることを示すのは困難かもしれません.しかし,無線ノードの位置の相関がネットワークの性能に影響を及ぼすことは間違いなく,別のモデル,あるいは別の点過程を用いて,この種の問題を考えます.一方,α-ジニブル点過程を用いたモデルでは,数値計算に多くの時間がかかることが確認されました.そこで,効率の良い近似法を考えることも課題に加えたいと思います.
宇宙暗黒物質から探る真空の構造

Weakly Interacting Massive Particle (WIMP)は宇宙暗黒物質(DM)の候補として精力的に研究がされてきた。しかし、近年の直接検出実験の結果から、WIMP仮説は見直しが迫られている。本研究は「DMがWIMPなのかそうでないのかを、現在及び将来の精密測定実験、DMの直接および間接検出実験の組み合わせから明らかにすること」を目的とする。そのために、WIMP模型とそれ以外の模型それぞれについて、模型の特色が各種物理量に相関してどう表れるか、それが将来実験(HL-LHC実験やILC実験など)で探索可能か、を明らかにする。
高密度観測とシミュレーションによる次世代強震動予測

本研究課題では、高密度観測とシミュレーションに基づく次世代強震動予測を目的として、高密度強震観測記録データベースを構築し、強震動をマグニチュードや断層からの距離をパラメータとして経験的に予測する距離減衰式を導出するための研究を行った。この導出では、観測記録の質と量が研究成果に大きな影響を与える。しかしながら地震危険度解析上、重要となる大地震の断層近傍の観測記録は、未だ十分に得られているとは言えない。地震被害を引き起こす地震動の空間分布は、震源の複雑さ、放射特性、観測点の地盤特性によって大きなばらつきを有する。そのため、シミュレーション結果が観測記録に基づいて実証されれば、断層近傍の観測記録を補うことができ、物理的モデルを反映した高精度な次世代強震動予測モデルの導出が可能となる。本年度は、初年度に構築したデータベースに基づき、断層の上盤効果や破壊伝播指向性、観測点ごとの揺れやすさ係数など、距離減衰式の高度化に必要な要素を定量化した。また、高密度観測とシミュレーションに基づく次世代強震動予測に向けて、ランキング手法を取り入れ、既存の距離減衰式の評価を行った。距離減衰式による予測値と観測値との偏差を、周期帯域ごとに検討して妥当性を評価するとともに、既往の距離減衰式と比較して整合性を検討した。さらに、次世代距離減衰式導出に必要となる、深さ30mまでの平均S波速度を推定する経験的モデルを構築した。初年度は、高密度観測に基づく距離減衰式導出のため、強震観測記録を収集してデータベースを構築した。同時に観測点の情報および震源のカタログを準備し、代表的な地震の断層のモデル化を行った。また、多大な被害をもたらした2008年中国・Wenchuan地震を例に、統計的手法により断層近傍の地震動を計算し、観測記録と比較することによって手法の有効性を検証し、高密度観測とシミュレーションに基づく次世代強震動予測において、統計的手法が適用できる範囲を検討した。
動きの錯視の公共空間への活用とその表現効果の検証

本研究は、動きの錯視の表現効果を公共空間へ活用することを目的とした理論および制作の両側面からの研究である。錯視は凝視することで、その効果を確認することができる。そのため、本研究の目的の一つである遠距離サインに活用するには、見る側が運転者ではなく電車等の乗客を対象にしなければならない。この研究結果の基づき、走行速度(時速90km前後)、視点距離(3050m)が最も効果的な適正値であることが確認できた。一方、もう一つの研究テーマ「見て触って楽しむストリートアート」に向けた制作研究では、横幅7mの大作「Motion-illusion09・R&B・01」を発表し、公共空間における表現効果の検証においてビジュアルコミュニケーションとしての新たなツールの確認ができた。1.動きの錯視を含めた錯視の公共空間への活用事例の海外での調査を行った。ストックホルムを中心とした屋外のシンボルサイン、およびフィンランド国内全域に広がるロータリー形式の交差点を中心に、速度抑制を目的とした錯視的ハンプの視覚システムと各地域のシンボルサインについて現地の研究者との協力の下で調査を行った2.まもなく開通する新幹線向けの大型シンボルサインとして、動きの錯視の遠距離(視点距離50メートル前後)表現を目的にした縮小モデルによるシミュレーション、ならびに角速度等を考慮した新幹線走行速度と対応する表現効果の理論的検証作業を行った(継続中)。3.「見て触って楽しめるアート」をコンセプトとする錯視効果のおもしろさと触って楽しめる野外向けの遊び心を兼ね備えた作品制作に向けて、これまでの研究に素材と構造上の工夫を加えた実物大部分モデルの制作、および屋外の空間を想定した東京都美術館のオープン空間での公開実験のための制作を行った。○横長7メートルの作品の展示および表現効果の検証。開催場所:東京都美術館新企画室(吹き抜けオープンスペース)開催時期:4月23日5月7日1.動きの錯視の公共空間への活用(テーマ1):「見て触って楽しめるアート」をコンセプトとする錯視効果のおもしろさと触って楽しめる野外向けの遊び心を兼ね備えた作品制作および屋外の空間を想定した東京都美術館のオープン空間、ならびに福岡アジア美術館でのロビー空間での公開実験。「Motion-illusion 09・R&B・01」横幅7m×縦2.1mの作品制作および研究成果の発表。2.動きの錯視の公共空間への活用(テーマ2):動きの錯視の遠距離サインへの活用を目的に近々開通する九州新幹線の乗客を対象に展開を図ろうとして研究を進めている動くシンボルサイン「WELCOME TO KUMAMOTO」の最適理論値に基づく表現要素のシミュレーション等を含む小モデルによる実験。3.錯視の公共空間への活用(テーマ3):ストライプパターンを活用したイメージハンプの盛り上がり効果と実際に設置しているサイン曲線型ハンプとの組み合わせによる視覚効果の確認実験(佐賀大学構内)上記の研究内容についての成果報告○第59回モダンアート展新企画部門での発表(テーマ1)○アジア基礎造形学会チェジュ国際大会での口頭発表および論文発表、掲載(テーマ13)。○芸術工学会誌50号記念特別号への掲載(テーマ13)○日本基礎造形学会論文集・作品集「基礎造形018」に投稿、掲載(テーマ1)○日本基礎造形学会会津大会で口頭発表(テーマ13)これまでの研究成果の論文としてのまとめとして、専門書(共著)「アートとデザインの構成学」第8章「動きの錯視/騙される眼と視覚トリックのエッセンス」pp.94111のうち、本研究の主テーマである公共空間への活用の事例報告と可能性に関する内容をpp.104111に掲載した。主な掲載内容は、動きの錯視の公共空間への活用をテーマに取り組んできた研究のひとつである「見て触って楽しめるアート」の東京都美術館、福岡アジア美術館での公開実験ならびに「動くシンボルサイン」の公開実験(10m幅の大型サイン「SOJO」)から九州新幹線の開通に合わせ取り組んでいる表現要素の実験的研究等、電車の乗客を対象にしたユニークで動いて見えるシンボルサインの応用可能なエッセンスについて掲載した。また日本基礎造形学会論文集・作品集「基礎造形019」では、錯視効果を交通システムに活用し、交通事故抑制を目的とする論文として「イメージハンプにおける錯視効果の可能性に関する検証」を投稿しpp.2124に掲載、また報告論文では、眼球運動に伴う動きの錯視をテーマとする「カッティングプロッタを利用したオプティカルアート(2)を投稿し、pp.5051に掲載した。
高齢者に対するスピリチュアルケア評価指標の開発

平成30年度は、看護師によるスピリチュアルケアの実践指標(nurses' spiritual care practices:NSCP)として開発した尺度の交差妥当性を検討するために、全国215訪問看護ステーションの看護師811人を対象に質問紙調査を実施した。また、これまでの研究成果をもとに、看護の独自性をふまえた高齢者を対象とするスピリチュアルケアの評価指標の内容妥当性と実施可能性の検討を行い、今後の課題について整理した。NSCPは医療機関に勤務する看護師を対象とした調査をもとに開発した尺度であり、「前提となるケア」「信じる・共にいる」「協働」「存在探求へのケア」の4因子16項目からなる。今回、回答のあった182人の訪問看護師のデータを用い、これら4因子を一次因子、スピリチュアルケアを二次因子とする4因子二次因子モデルへのデータの適合性を確認的因子分析により検討した。その結果、適合度指標は統計的許容水準を満たし、本尺度の交差妥当性および内的整合性が確認された。また、下位因子の得点比較では「存在探求へのケア」が最も低く、医療機関の看護師調査と同様の結果であった。さらに、看護師および訪問看護師の経験年数とNSCPの得点には有意な関係は認められなかったが、スピリチュアルケアの学習経験がある者はない者に比して合計得点および「前提となるケア」「協働」「存在探求へのケア」の得点が有意に高かった。なお、本調査結果は6月に学会発表をしたのち論文投稿を予定している。これまでの研究成果から、NSCPは看護の独自性をふまえた高齢者を対象とするスピリチュアルケア実践のプロセス評価の指標として妥当であると考えられた。しかし、「存在探求へのケア」については看護師の実践力向上が課題であり、スピリチュアルケアに関する学習や実施したケアを振り返る機会を設けることの必要性が示唆された。本研究の目的は、高齢者を対象としたスピリチュアルケアシステムの構築を図ることをねらいに、看護の独自性をふまえた高齢者を対象とするスピリチュアルケアの評価指標を作成することである。平成26年度は、その第一段階としてまず、スピリチュアルケアの評価指標に関する理論的基盤の作成に向けた文献検討を行った。その結果、1.スピリチュアルケアの有効性の評価は対象者に期待される成果であるが、多くの場合その評価が困難であること、2.直接的効果・感情的効果・哲学的効果に分類することで対象者におけるスピリチュアルケアの効果を把握しやすいこと、3.スピリチュアルケアには2つの次元があり、看護師が日常的に支援するのは、対象者のスピリチュアリティを大切にした「基盤となるケア」であること、4.日々のケアの中で看護師がスピリチュアリティを意識しながら経験と自己研鑽を重ねることが効果的なスピリチュアルケアに繋がること、5.看護におけるスピリチュルケアの患者および看護師への効果の検討が課題であること、などが明らかになった。また、スピリチュアルケアの評価指標の検討において、研究が先行するケアリングの測定用具が参考になることが示唆された。次に、スピリチュアルケアの評価指標に有用な要素の抽出を目的とした看護師を対象とする調査に先立ち、高齢がん患者への緩和ケア・スピリチュアルケアの豊富な経験を有するがん看護専門看護師や高齢者へのスピリチュアルケアを積極的に実践している臨床看護師とスピリチュアルケアに関する評価についての討論会を行った。スピリチュアルケアの評価について、高齢者(家族)へのケアの視点、チームの連携・協働の視点、看護師自身の視点の3つの視点からの検討が必要と考えられたが、高齢者へのスピリチュアルケアの現状は、看護師がスピリチュアルケアに難しさを感じており、チームで実践するに至っていないことが指摘された。平成27年度は、平成26年度の研究成果をふまえて、2つの調査を実施した。1つは、看護師による高齢患者へのスピリチュアルケアの実践を評価する尺度を開発することを目的とする質問紙調査であった。医療施設4施設の看護師1233人を対象に、基本属性とスピリチュアルケア実践について尋ねた。スピリチュアルケア実践を測定する項目は、先行研究を参考に、「スピリチュアリティを理解する」、「患者・家族の気持ちの表出を支える」、「患者を尊重したかかわり」、「他者と協同する」の4因子23項目を準備した。分析項目に欠損のない989人を分析対象とし、項目の精選を行ったのち、21項目で4因子二次因子モデルを仮定しデータへの適合度を構造方程式モデリングによる確認的因子分析で検討した。分析の結果、スピリチュアルケアの実践を評価する尺度の因子構造の側面からみた構成概念妥当性が検証された。2つは、スピリチュアルケアの評価指標作成の一資料とすることをねらいに、高齢透析患者のスピリチュアリティの状態、および看護師に期待するケアの内容を明らかにすることを目的に、透析外来をもつ3施設で外来透析を行っている高齢患者25名を対象に、「高齢者版スピリチュアリティ健康尺度」(竹田ら2007)の項目およびインタビューガイドを用いた半構成面接調査を行った。現在、高齢患者の看護師に期待するケアについての語りを分析しているところである。スピリチュアルケアの評価指標に関する理論的基盤の作成に向けた文献検討については、成果発表の準備中である。高齢患者を対象とした面接調査研究は引き続き分析が必要である。フィールドワークについては、訪問施設の選定および交渉が終わった段階である。

また、本研究を進める中で、看護師のスピリチュアルケア実践に対する評価指標を検討するためには、高齢者自身による評価の視点が不可欠であると考えられ、一部計画の修正が必要となった。本研究の目的は、看護の独自性をふまえた高齢者に対するスピリチュアルケアの評価指標を作成することである。平成28年度は、平成27年度に実施した高齢外来透析患者を対象とした半構成面接調査の分析と高齢入院患者および看護師を対象とした2つの調査を実施した。さらにフィールドワークとして、スピリチュアルケアワーカーが常勤するA病院の視察等を行った。高齢透析患者を対象とした調査では、スピリチュアルケアへの示唆を得るために「看護師に望むこと」について21名の語りを分析した。半数以上の対象者が現状の看護に満足しており望むことは語らなかった。しかしその理由から、患者が大切にされていると思えるような会話や細やかな配慮、態度など、スピリチュアルケアの中でも「基盤となるケア」が望まれていることが示された。一方、看護師に思いを聞いて欲しいと望まない患者もいた。高齢患者自身が入院中に受けたスピリチュアルケアに対する評価について明らかにすることを目的に、B県内の回復期リハビリテーション病棟及び老人保健施設に入院中の高齢患者を対象に調査を実施した。現在、回答を得た68名について分析中である。看護師によるスピリチュアルケアの実践を測定する尺度の妥当性を検討することを目的に、35施設2239名の看護師を対象とする無記名自記式質問紙調査を実施した。現在、調査票が回収できた1058名の回答について分析中である。A病院の視察では、スピリチュアルケアの専門家を中心に多職種がチームでスピリチュアルケアを実践していること、その前提に病院全体に患者のスピリチュアリティを大切に考える風土があることが伺えた。また看護師が行うスピリチュアルケアについて、「特別なことではなく、基本的な事、当たり前の事をきちんとすることが大切」といった意見が聞かれた。ケアのアウトカム評価は数値化が難しく課題であるとのことであった。平成28年度に実施を予定していた調査およびフィールドワークを終え、現在データの分析及び成果発表の準備をしている。これらの研究成果をもとに平成28年度29年度でスピリチュアルケアの評価指標(案)を作成し、内容妥当性、実施可能性の検討を行う予定であったが、これについてはこれから順次進めていく状況である。本研究の目的は、看護の独自性をふまえた高齢者を対象とするスピリチュアルケアの評価指標を作成することである。平成29年度は、前年度までに実施した質問紙調査の分析を行った。看護師1058人を対象とした調査により、看護師によるスピリチュアルケアの実践指標(nurses' spiritual care practices;NSCP)を開発し、その実践指標の尺度としての妥当性と信頼性を検討することを目的に、前提となるケア、信じる・共にいる、協働、存在探求へのケアの4因子を一次因子、スピリチュアルケアを二次因子とするモデルを仮定し、このモデルの構成概念妥当性を検討した。さらに道徳的感受性との関連で併存的妥当性、ヒューマンケアとの関連で収束的妥当性を検討した。
モデル動物を用いたbcl-2ファミリー分子の遺伝学的研究

ショウジョウバエ複眼特異的にBaxと相同性の高いDrob-1を発現するトランスジェニックフライは、Drob-1の発現量に依存して複眼を構成する細胞の細胞死が誘導され、rough eyeと呼ばれる外部形態を呈する。このショウジョウバエと全ゲノムの半数以上をカバーする染色体欠失系統(deficiency kit)とをかけ合わせ、Drob-1の過剰発現によるrough eye表現型を増悪あるいは改善するドミナントモディファイアーを選別した。次に、選別された染色体欠失領域とオーバーラップするsmall deficiency系統との交配を行い、原因遺伝子領域を狭めていった結果Drob-1によるrough eye表現型をほぼ完全に回復させる1つの遺伝子領域を同定している。上記スクリーニングによって狭められた原因遺伝子領域に存在する遺伝子(ショウジョウバエゲノムプロジェクトにより全ての遺伝子が推定されている)について、ショウジョウバエS2細胞を用いたRNA干渉法(RNAi;2本鎖RNAを導入することでその標的遺伝子のノックアウト状態がつくり出せる)によりその原因遺伝子の特定を行っている。RNAiに関しても改良を加えており非常に効率よく生体レベルで内在性の遺伝子をノックダウンすることも可能になった。培養細胞及びトランスジェニックショウジョウバエのを用いて両方で原因遺伝子の特定を進めている。
PETを用いたレーザー心筋血行再建術の評価法

(方法)全麻下、人工呼吸下のビーグル犬を開胸し、心臓に達した後、まず^<13>NH_3を用いたpositron emmision tomography(PET)にて局所血流を測定し(梗塞前)とした。次に左前下行枝を第一対角枝の末梢で結紮し心筋梗塞(MI)を作成した。その後再びPETで局所血流を測定した(梗塞後)。コントロール群はその後閉胸し麻酔を覚醒させた。一方レーザー群は心筋梗塞部にCO2レーザー55wattで1/cm2の割合で平均10箇所に左室腔に達する穴を開けた。その後にPETで局所血流を測定(レーザー後)、その後閉胸し麻酔を覚醒させた。その後は2週間、2ヶ月後の2回PETによる局所血流測定し、屠殺し心臓を組織顕微鏡検査のために摘出した。酵素学的測定法を用いてMatrix Metallo-proteinase(MMP),platelet-derived endothelial cell growthfactor(PDECGF)を測定。またFactor IIIによる微小血管数を測定した。(結果)^<13>NH_3の吸収量を非梗塞部位との比で計算し、それを梗塞前値を100%として表すと、コントロール群では梗塞後、2週後、2ヶ月後は25%、62%、49%でありレーザー群では梗塞後、レーザー後、2週後、2ヶ月後は36%、29%、73%、67%と両者間で差はなかった。またレーザー後は局所血流は増加しなかった。組織学的検討ではレーザーで開けた穴は2ヶ月後完全に開存しているものはなく、肉芽組織、繊維組織で満たされていた。穴またはそれに接して多くの新生血管の造成が認められた。MMP-2,MMP-9,PDECGFは梗塞部位で産生が増し、レーザー群はコントロール群と比較し有意に高値を示した。微小血管数はレーザー群はコントロール群と比較し有意に高値を示した。(結論)レーザー心筋血行再建術(TMLR)は急性期の心筋の局所血流を増加させなかった。穴は2ヶ月後では完全に開存しているものはなく肉芽組織で閉塞していた。TMLRはMMP、PDECGFなどの発現により微小血管新生を有意に促進した。当初計画していた家兎を用いて心筋梗塞を作成し、CO2レーザーで心筋に数個の穴をあける実験を行った。しかしながら、現有していたCO2レーザーが購入から10数年が経過しており設定された60Wの出力が実際は高々25Wまでしかなく、この出力では家兎の心筋に穴をあけることが出来ないことが判明した。このためCO2レーザーの修理を行い出力の回復を試たみが、購入以来10数年が経過しており部品が既に無く修理不可能ということであった。このため新たにCO2レーザーの関与手続きを現在行っているところである。このため当初の計画の変更を余儀なくされた。家兎10羽を用いて全身麻酔下に開胸し心臓を露出、左前下行枝を結紮した。心電図ではSTの上昇が見られたが、一過性であり死後摘出した心臓の病理学的検討でも明らかな心筋梗塞の像が乏しく、今後、心筋梗塞作成のため冠動脈の結紮部位の検討が必要である。

さらに心筋梗塞作成家兎の長期生存を試みたが、現在までのところ呼吸管理に問題があり成功していない。これらの問題を解決する方法として、家兎を成犬に変更することを考えている。4月からビ-グル犬を用いて、全身麻酔下に開胸し、左前下行枝のレベルで冠動脈を閉塞し、心筋梗塞を作成。CO2レーザーを用いて心筋に穴をあけた群とあけない群に分け、両者間でPETを用いて急性期での心筋血流量を測定する。さらには生存犬を作成し2ケ月後、同じく全身麻酔下に開胸し同様にPETにより慢性期での心筋血流量の測定を行う。その後、心筋を摘出し、免疫組織化学染色法を用いて血管新生の程度を検討する計画である。(方法)全麻下、人工呼吸下のビーグル犬を開胸し、心臓に達した後、まず^<13>NH_3を用いたpositron emmision tomography(PET)にて局所血流を測定し(梗塞前)とした。次に左前下行枝を第一対角枝の末梢で結紮し心筋梗塞(MI)を作成した。その後再びPETで局所血流を測定した(梗塞後)。コントロール群はその後閉胸し麻酔を覚醒させた。一方レーザー群は心筋梗塞部にCO2レーザー55wattで1/cm2の割合で平均10箇所に左室腔に達する穴を開けた。その後にPETで局所血流を測定(レーザー後)、その後閉胸し麻酔を覚醒させた。その後は2週間、2ヶ月後の2回PETによる局所血流測定し、屠殺し心臓を組織顕微鏡検査のために摘出した。酵素学的測定法を用いてMatrix Metallo-proteinase(MMP),platelet-derived endothelial cell growthfactor(PDECGF)を測定。またFactor IIIによる微小血管数を測定した。(結果)^<13>NH_3の吸収量を非梗塞部位との比で計算し、それを梗塞前値を100%として表すと、コントロール群では梗塞後、2週後、2ヶ月後は25%、62%、49%でありレーザー群では梗塞後、レーザー後、2週後、2ヶ月後は36%、29%、73%、67%と両者間で差はなかった。またレーザー後は局所血流は増加しなかった。組織学的検討ではレーザーで開けた穴は2ヶ月後完全に開存しているものはなく、肉芽組織、繊維組織で満たされていた。穴またはそれに接して多くの新生血管の造成が認められた。MMP-2,MMP-9,PDECGFは梗塞部位で産生が増し、レーザー群はコントロール群と比較し優位に高値を示した。微小血管数はレーザー群はコントロール群と比較し優位に高値を示した。(結論)レーザー心筋血行再建術(TMLR)は急性期の心筋の局所血流を増加させなかった。穴は2ヶ月後では完全に開存しているものはなく肉芽組織で閉塞していた。TMLRはMMP、PDECGFなどの発現により微小血管新生を優位に促進した。
線虫の個体の大きさ制御の分子機構

我々は、以前、変異により線虫C. elegansを大型化する遺伝子egl-4がGキナーゼを、小型化する遺伝子sma-5がMAPキナーゼをコードすることを明らかにしたが、不明であったこれらの基質その他の信号伝達経路を明らかにすることを主な目的とした。酵母ツーハイブリッド系によるスクリーニングの結果、EGL-4及びSMA-5と相互作用する因子をそれぞれ6種類及び2種類同定した。前者の3つ(DRN-1、C52B9.4、COL-167)の変異体の体積は野生型より有意に小さく、これらが大きさの制御に関与することが示唆される。種々の発現系を検討した結果、カイコ抽出液を用いる試験管内翻訳系により、全長のEGL-4タンパク質の発現、精製に成功した。これを用いて、タンパク質リン酸化活性の証明、基質の探索を行う予定である。A. EGL-4キナーセの信号伝達経路の解明A-1)EGL-4のリン酸化基質の同定:大腸菌及びP.pastorisでのEGL-4の発現は成功しなかった。酵母S.cerevisiaeでは発現するので、現在その精製を行っている。A-2)酵母のツーハイブリッジ系により、Rasタンパク質ホモログ(DRN-1)、7回膜貫通タンパク(C52B9.4)など、EGL-4と相互作用する6種類のC.elegansのタンパク質を同定した。ツーハイブリッド系において、これらどちらも、基質と相互作用するとされるEGL-4のN末端付近に結合することを示した。A-3)DRN-1、C52B9.4の変異体を入手し、いずれも成虫の体積が野生型より有意に小さいことを明らかにした。この結果は、これらの因子が大きさの製御に関与することを示唆する。B-1)酵母のツーハイブリッド系により、SMA-5と相互作用する2つの因子(卵黄タンパク質ビテロジェニン及びリボソームタンパクL22のホモログ)を同定した。C.新たな大型変異体の分離とその原因遺伝子の解析計画した方法を変更し、原因遺伝子の同定が格段に容易な、Mos1トランスポゾンの挿入による変異誘導法を用いいることとし、他の変異体の分離を既に行って新しい方法が有効であることを確認した。A-1) EGL-4のリン酸化基質の同定:カイコ抽出液を用いる試験管内翻訳系により、FLAGタグをつけた全長のEGL-4タンパク質の発現、精製に成功した。A-2)酵母のツーハイブリッド系により、Rasタンパク質ホモログ(DRN-1)、7回膜貫通タンパク(C52B9.4)など、EGL-4と相互作用する6種類のC. elegansのタンパク質を同定した。ツーハイブリッド系において、これらはどちらも、基質と相互作用するとされるEGL-4のN末端付近に結合することを示した。これらの4つ及びEGL-4のN末端断片とGSTまたはMBPとの融合タンパクを大腸菌で発現することに成功した。これらを用いて、両者の試験管内での直接の結合を検証している。A-3) DRN-1、C52B9.4の変異体を入手し、いずれも成虫の体積が野生型より有意に小さいことを明らかにした。この結果は、これらの因子が大きさの制御に関与することを示唆する。B-1)酵母のツーハイブリッド系により、SMA-5と相互作用する新たな因子の同定を1年間に渡って試みたが、成功しなかった。C.新たな大型変異体の分離とその原因遺伝子の解析原因遺伝子の同定がEMS変異誘導よりも容易な、Mos1トランスポゾンによる変異誘導法を用い、野生型より体積が有意に大きい変異体4株を分離した。そのうちのより大きい2株について調べたが、Mos1が検出されず、原因遺伝子の同定ができなかった。