hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特異な活性を有する海洋天然分子の構造と機能

本研究では、当研究室においてこれまでに種々の海洋生物から分離した特異な生物活性を有する新規化合物の中で、次の4種の天然分子について不斉炭素の立体化学の決定と標的分子の特定、活性発現機構と機能の解明に関する研究を以下の通り行った。1)theonella属海綿から分離したマクロリドTheonezolideAはウサギ血小板の形態変化を誘起する特異な作用をもつ。この化合物に含まれる絶対配置未決定の22個の不斉炭素のうち、C4-C17部分に含まれる2組の1,3-ジオールの立体化学を解明する目的でモデル化合物の合成を行い、その1,3-ジオールはいずれもシン配置であることを明らかにした。2)別種のTheonella属海綿から分離した環状ペプチドKeramamide Bは、多くの異常アミノ酸から構成され、低濃度で好中球における活性酸素の生成を抑制する作用をもつ。今回、本海綿よりマイナ-成分として新規環状ペプチド4種Keramamide E,G,H,およびJを分離し、構造決定を行った。これらは化学構造と活性酸素生成抑制作用との関連を検討する上で有用な化合物である。3)Eudistoma属ホヤ由来のβ-カルボリンアルカロイドに関する構造活性相関の結果開発した合成化合物MSBDは強力な筋小胞体Ca遊離促進作用をもつ。今回、その標的蛋白分子を特定するためのリガンド(フォトアフィニティラベルおよびアフィニティクロマト)の調製を目的として、βカルボリン骨格へのスペーサーの導入を検討した。9位にアルキル鎖を伸長した化合物をCa遊離促進作用が減少したため、現在3位へのスペーサーの導入を検討している。4)Amphidinium属の渦鞭毛藻より分離した27員環マクロリドAmphidinolideLは腫瘍細胞に対して顕著な殺細胞活性を示す。この化合物のC16-C20フラグメントに含まれる3個の不斉炭素の立体化学を解明する目的で、C16-C26フラグメントの合成研究を行い、一つの立体異性体の炭素骨格の構築に成功した。
不登校児童生徒への対応にみる公教育の変容に関する実証的研究

本研究の目的は、不登校児童生徒への対応を契機として日本の公教育制度や教育行政組織の規範および行動にいかなる変化が現れているのかを明らかにするとともに、不登校に関する諸問題を日本の義務教育制度の歴史的分析を通して解釈しなおすことである。平成25年度の主な研究実績は以下の2点である。1.先進的な不登校対策を実施している自治体に関する事例調査今年度は、(1)教育委員会が「フリースクール」等のNPOとの協働による不登校対策を実施している神奈川県、(2)構造改革特別区域制度を活用し不登校経験者のみが入学可能な京都市立洛風中学校と東京シューレ葛飾中学校、(3)高等学校における不登校生徒を支援する大阪府高等学校適応指導教室について、それぞれ資料収集および聞き取り調査を行った。上記のうち、「神奈川県学校・フリースクール等連携協議会」の設立過程を査読付き論文として発表した。従来、学校および教育行政と「フリースクール」は、義務教育制度に対する認識や不登校児童生徒への支援をめぐって反目しあう関係にあった。その両者が協働するに至った主な要因として、非教員経験者である教育委員会事務局職員が「フリースクール」と共有できる不登校対策の目標を設定し、「境界接続者」として教育委員会事務局と「フリースクール」の双方に対し非公式かつ継続的なコミュニケーションによる動機づけを行っていたことがあげられる。また、当時の教育委員会事務局内部の人事構成やNPOとの協働を推進する県知事の政策も、間接的に当該職員の行動を促進していたと考えられる。2.質問紙調査教育支援センター(適応指導教室)および「フリースクール」に対する質問紙調査を実施した。当初は各400か所ずつの抽出調査を予定していたが、結果的に約1,800か所に質問票を郵送した。現在は集計中であるが、不登校児童生徒が通う学校外機関に関する初の官民比較調査として、平成26年度中の公表を予定している。(抄録なし)本研究の目的は、不登校児童生徒への対応を契機として日本の公教育制度や教育行政組織の規範および行動にいかなる変化が現れているのかを明らかにするとともに、不登校に関する諸問題を日本の義務教育制度の歴史的分析を通して解釈しなおすことである。(抄録なし)
睡眠時無呼吸症候群によるインスリン抵抗性の分子機構の解明

睡眠時無呼吸症候群(sleep apnea syndrome, SAS)は独立した糖尿病の危険因子であることが報告されている。SAS患者は睡眠中に低酸素状態の繰り返しである間歇的低酸素(intermittent hypoxia:IH)環境に曝露される。疫学的にもSASとインスリン抵抗性との関連性が報告されているが、その具体的な機序は未解明である。近年、肝臓由来分泌蛋白であるヘパトカインがインスリン抵抗性をもたらすと報告されており、ラット肝細胞であるH4IIEをIH曝露させたところ、ヘパトカインの一種であるSelenoprotein PのmRNAの発現亢進を認めた。こうした背景から本研究計画では「SASによるIHでヘパトカイン発現が上昇し、SAS患者のインスリン抵抗性の要因となる」という仮説に至った。平成27年度の実験において(2)上記Selenoprotein P遺伝子について初代培養ヒト肝細胞であるHepG2を用いて同じくIH被曝させたところ、同様の結果が得られた。以上より、SASがSelenoprotein Pの発現上昇を通じてインスリン抵抗性に関与する可能性が示唆された。H27年度の予定していた実験計画を概ね順調に進行させ、結果を得られている。SASは睡眠中に無呼吸を繰り返すため、患者は低酸素状態の繰り返しである間歇的低酸素(intermittent hypoxia:IH)環境に曝露される。疫学的にもSASとインスリン抵抗性との関連が報告されているが、具体的な機序は未解明である。近年、肝臓由来分泌蛋白であるヘパトカインがインスリン抵抗性をもたらすことが報告されており、ラット肝細胞をIH曝露させたところ、ヘパトカインの一種であるSelenoprotein PのmRNA発現亢進を認めた。そのことから、本研究計画は「SASによるIHでヘパトカインmRNA発現が亢進し、SAS患者のインスリン抵抗性の要因になる」という仮説に至った。H27年度の実験において(1)Selenoprotein以外のヘパトカインの発現はIHによる上昇が認めない(2)ラット肝細胞以外のヒト肝細胞で同様の現象を認める(3)培地中のSelenoprotein Pの濃度もIHにより上昇を認めることが明らかとなった。H28年度の実験においてSEPP1 mRNA発現上昇のメカニズムの検討するため、転写活性を測定した。IHによる転写活性の上昇は認めなかった。そこで、遺伝子発現調節に関わるmicro RNAをリアルタイムRT-PCR法で測定したところ、IH群では対照群に比べ有意にmiR-203発現が低下しており、miR-203 inhibitorの導入により、対照群とIH群のmRNA発現量の有意差が消失した。以上から、SAS患者の肝細胞ではIHによってmiR-203が減少し、mRNA分解の制御機構が減弱するためにSEPP1の発現上昇が起こる可能性が考えられた。当初、2年間の研究計画で臨床現場におけるSAS患者の血液検査検体を確保して、へパトカイン濃度を測定し検証する予定であった。しかし、研究者の家庭の事情により上記予定が進行せず、in vitroでの研究を主体として上記実験を施行した。また、研究期間を延長してさらに実験研究を続行することになった。睡眠時無呼吸症候群とインスリン抵抗性との関連機序を明らかにするため、インスリン抵抗性に関与するヘパトカインの一種であるSelenoproteinに着目して実験検証を行った。H27,28年は肝細胞のIH曝露により、Selenoproteinの分泌増加やmRNAの発現亢進がもたらされることを明らかにした。mRNA発現上昇のメカニズムを検討するため、転写活性を測定したが上昇を認めなかった。遺伝子発現調節に関わるmicro RNAをリアルタイムRT-PCR法で測定したところ、IH群では有意にmiR-203発現が低下した。miR203inhibitorの導入によりmRNA発現量の有意差が消失したことから、IHによってmiR-203が減少し、mRNA分解の制御機構が減弱するためにSEPP1の発現上昇が起こる可能性が考えられた。H29年度は肝細胞の増殖について検証を行った。肝細胞をIH曝露させたところ、対象群と比較して細胞数が有意に増加した。肝細胞の増殖因子であるHepatocarcinoma-intestine-pancreas/pancreatic associated protein (HIP/PAP)のmRNA発現がIH曝露群において有意に上昇しており、HIP/PAPのsiRNA導入により肝細胞増殖の有意差が消失したことから、IH曝露によりHIP/PAPの発現が上昇し、細胞数が増加する可能性が考えらた。HIP/PAPの発現上昇のメカニズムについて検証を行ったところ、SEPP1と同様に転写活性は変化なく、miR-203 inhibitorの導入によりmRNA発現量の有意差が消失した。以上のことから、IHはHIP/PAP mRNAの発現上昇をもたらし、SEPP1の発現の高まった肝細胞の増殖が起こることで、インスリン抵抗性が更に増悪する可能性が考えられた。H28年度の実験において、1) IHによるへパトカイン発現変化のメカニズムの解明を行うIH被曝で発現に変化があったへパトカインについては、それらの遺伝子の種々の長さの5'上流域を分離し、Luciferase遺伝子などのレポーター遺伝子と結合させたプラスミドを作製する。レポータープラスミドをヒト肝臓由来の培養細胞にリポフェクション法で導入し、細胞をIH被曝した後にレポーターアッセイを行なって、IHによる遺伝子発現変化に必要な遺伝子上のcis領域を明らかにする。

2) SAS患者におけるヘパトカインの検証研究者の所属科である呼吸器血液内科において、年間70名程度の新規SAS患者の診断と、治療導入、加療を行っている。倫理委員会の承認を得た上で、SAS患者の採血検体を収集し、Selenoprotein Pについて患者検体においても同様のことが起こっているかどうかを、患者血清中のへパトカインの濃度をELISA法により測定する。同時に患者血清より血糖値、インスリン濃度を測定しインスリン抵抗性について評価し、SASの重症度と血中ヘパトカイン濃度、インスリン抵抗性との関連を検証する.肝臓からのSelenoprotein Pの分泌増加にあたっては、mRNA発現亢進以外にも、肝細胞数の増加も大きな要因となる。研究者のこれまでの実験からIHにより膵β細胞の増殖を認めていることから、同様の現象が肝細胞においても起こるかどうか、また起こった場合はその機序についても検証を予定している。呼吸器内科学当初予定していたH27年度分の臨床検体(血清)のSelenoprotein Pの測定にあたり必要なELISAキットの購入が,採取と測定時期遅れのため未購入であり,次年度使用額が生じた.研究者の家庭の事情より、in vitroを主体とした実験研究を主体に行うこととなり、当初予定した予定の支出より少なく、次年度使用額が生じた次年度に予定しているSelenoprotein Pの発現上昇の機序解明にあたり、転写活性の検証や転写活性以外の原因の検証を行う。また、睡眠時無呼吸患者から採取した検体のSelenoprotein Pの濃度測定やそのデータ解析にあたり、必要な物品を購入予定である。研究期間を3年間に延長し、今後、現在の実験結果からさらに詳しく、肝臓からのSelenoprotein Pの分泌上昇につき研究をすすめる予定である。
マイボーム腺機能不全モデルでのPPARγ活性化、遺伝子導入による治療効果の検討

炎症や老化によるマイボーム腺機能の低下によるドライアイの病態解明のため、さまざまな週数のマウスを眼組織、涙液分泌、角膜障害、マイボーム腺の形態の検討を行った。具体的には生後8週、1才、1才9ヶ月、2才、2才6ヶ月のマウスそれぞれの、眼球、上眼瞼、下眼瞼を摘出し免疫組織学的に検討を行った。ドライアイでは眼表面の炎症の関与が示唆されており、TGFβシグナル伝達経路が活性化されている事が予想される。また、マイボーム腺の分化にPPARγが必要であり、老化とともにPPARγの発現が低下する事がしられている。老化によるマイボーム機能不全ではTGFβ活性化、PPARγの発現の低下などを予想していたが、しかしながら、生後8週、1才、1才9ヶ月、2才、2才6ヶ月のマウスから摘出した眼球、上眼瞼、下眼瞼を免疫染組織学的検討をしたところ、明らかな有意差を証明する事ができなかった。同様に、マイボーム腺機能不全の発症時期の同定も困難であった。涙液分泌量については測定法が定まらず測定できなかった。老齢マウスの確保が難しく限られた中では、予想するようなマイボーム腺機能の低下によるドライアイの病態解明、ドライアイの根本的な治療法の研究=マイボーム腺機能の再生、回復に標的を置いた治療法の研究成果を出す事ができなかった。マイボーム腺機能不全病態の解明マイボーム腺機能不全病態モデル1.加齢性モデル現在、引き続き加齢性マイボーム腺機能障害モデルを作成中であるが順調に飼育されている。今後、高週令の加齢性マイボーム腺機能障害モデルが増加する予定である。同モデルを用いてまず免疫染色でマイボーム腺の形態変化を若年モデルと比較検討する予定である。2.化学外傷モデル加齢性モデルが機能しない場合に備えアルカリ外傷によるマイボーム腺機能障害モデルも作成中である。このモデルは1N NaOHを点眼することで得られた。免疫染色で、このモデルではマイボーム腺が形態的に障害されていることを確認した。また、化学外傷性マイボーム腺機能障害モデルではマイボーム腺でのPeroxisome Proliferator-Activated Receptor γ(PPARγ)の発現が現弱していた。マイボーム腺機能障害はPPARγの発現が減弱している可能性が示唆された。現在は加齢性マイボーム腺機能障モデルの飼育と平行して化学外傷性マイボーム腺機能障モデルを用いて実験を行っている。マイボーム腺機能不全病態モデルでのシグナル伝達経路の活性化化学外傷性マイボーム腺機能障モデルを用いて活性化あるいは抑制されいるシグナル伝達経路の検索を準備中である。これまでの予備実験ではTransforming growthfactor(TGF)βの関連シグナル伝達経路であるSmad経路が活性化されている可能性が示唆されている。その他にもP38MAPK, ERK, JNKの経路についても検索を予定している。方法として免疫染色、ウェスタンブロットを用いる予定である。有力な活性化分子が見いだせない時にはRNA arrayの使用も視野に入れている。作成に1年を超える動物モデルを設定しているので、その期間が必要であるマイボーム腺機能不全病態の解明1、加齢性モデルについて、現在引き続き加齢性マイボーム腺機能障害モデル作成中である。今後高週齢の加齢性マイボーム腺機能障害モデル、若年モデルとをマイボーム腺の形態変化を免疫染色などで比較検討する予定である。2化学外傷モデルについて、加齢性モデルが機能しない場合に備えアルカリ外傷によるマイボーム腺機能障害モデルも作成し、マイボーム腺が形態的に障害されている事を確認した。また化学外傷性マイボーム腺機能障害モデルではマイボーム腺でのPeroxisome Proliferator-Activated Receptor γ(PPAR-γ)発現が減弱していた。マイボーム腺機能障害はPPAR-γの発現が減弱している可能性が示唆された。現在は、加齢マイボーム腺機能障害モデルの飼育と平行して化学外傷性マイボーム腺機能障害も出るを用いて実験を行っている。マイボーム腺機能障害モデルでのシグナル伝達経路の活性化化学外傷性マイボーム腺機能障害モデルを用いて活性化あるいは抑制されているシグナル伝達経路の検索を現在も準備中である。これまでの予備実験ではTransforming growthfactor(TGF)β関連シグナル伝達経路であるSmsd経路が活性化されている可能性が示唆されている。その他にもP38MAPK ERKJNKの経路についても検索を予定している。検討している方法は、免疫染色、ウェスタンブロッドを用いる予定である。作成に加齢など1年を超える動物モデルを設定しているので、その期間が必要である。マイボーム腺機能不全病態の解明1、加齢性モデルについて現在引き続き加齢性マイボーム腺機能障害モデル作成中である。高月齢の加齢性マイボーム腺機能障害モデルのマイボーム腺の形態変化を、若年モデルと比較検討予定である。加齢性モデルが機能しない場合に備えて、アルカリ外傷によりマイボーム腺が形態的に障害されると言われており、化学外傷性マイボーム腺機能障害モデルについても、同様に形態変化を比較検討する予定である。マイボーム腺機能障害モデルでのシグナル伝達経路の変化加齢性マイボーム腺機能障害、化学外傷性マイボーム腺機能障害モデルを用いて、活性あるいは抑制されているシグナル伝達経路の検索を現在検討中である。加齢性マイボーム腺機能障害モデルについて数(匹数)の確保が難しく、現在も準備中である。

高月齢マウスは期間も必要であるとともに、死亡してしまう場合もあり、研究が順調には進んでいないため。炎症や老化によるマイボーム腺機能の低下によるドライアイの病態解明のため、さまざまな週数のマウスを眼組織、涙液分泌、角膜障害、マイボーム腺の形態の検討を行った。具体的には生後8週、1才、1才9ヶ月、2才、2才6ヶ月のマウスそれぞれの、眼球、上眼瞼、下眼瞼を摘出し免疫組織学的に検討を行った。ドライアイでは眼表面の炎症の関与が示唆されており、TGFβシグナル伝達経路が活性化されている事が予想される。また、マイボーム腺の分化にPPARγが必要であり、老化とともにPPARγの発現が低下する事がしられている。老化によるマイボーム機能不全ではTGFβ活性化、PPARγの発現の低下などを予想していたが、しかしながら、生後8週、1才、1才9ヶ月、2才、2才6ヶ月のマウスから摘出した眼球、上眼瞼、下眼瞼を免疫染組織学的検討をしたところ、明らかな有意差を証明する事ができなかった。同様に、マイボーム腺機能不全の発症時期の同定も困難であった。涙液分泌量については測定法が定まらず測定できなかった。老齢マウスの確保が難しく限られた中では、予想するようなマイボーム腺機能の低下によるドライアイの病態解明、ドライアイの根本的な治療法の研究=マイボーム腺機能の再生、回復に標的を置いた治療法の研究成果を出す事ができなかった。引き続き、動物モデルを作成し免疫染色、ウェスタンブロットで検討する加齢性機能障害モデルと並行して化学外傷による機能障害モデルも用意する引き続き、動物モデルを作成し免疫染色、ウェスタンブロットでも検討する。加齢性機能障害モデルと平行して化学外傷による機能障害モデルでの実験を進めていく。引き続き、動物モデルを作成し、免疫染色、ウエスタンブロットでも検討予定である。加齢性機能障害モデルとともに、化学外傷性機能障害モデルでの実験を検討する。加齢マウスの死亡などにより計画的に実験を進めることができず、計画に少し遅れを生じたため、助成金の使用が翌年となったため。
深層学習による園芸施設環境モニタリングデータからの高次情報の抽出

園芸施設から得られる多量の施設環境記録データから、環境制御ノウハウ、機器性能の劣化、ヒューマンエラーの発生等の高次情報を抽出する。高次情報の抽出のため、前処理方法、深層学習により効果的に弁別・変換するためのANN構造・学習アルゴリズム等について検討する。このような高次情報を利用することで、施設植物生産の生産性の改善、事故等のリスク軽減、日本の多棟分散施設における環境計測器等の機器設置コストの軽減に資することが期待される。
気道ウイルス感染誘発慢性閉塞性肺疾患急性増悪の病態と治療法の研究

慢性閉塞性肺疾患の急性増悪にはライノウイルス感染による気道喀痰増加が関与するが、機序は不明であった。ライノウイルス感染で培養ヒト気管上皮細胞および粘膜下腺細胞はMUC5ACを加えた7種類のムチンmRNAを合成し、培養液ムチン量も増加した。転写因子NF-κBやp44/42mitogen-activated protein kinase、Srcなどの経路の関与が示唆された。ライノウイルスが気道上皮細胞を直接刺激して、ムチン合成・分泌亢進をもたらすと示唆された。2.気道上皮細胞のライノウイルス感染の際の防御能を調べる目的で、ヒト培養上皮細胞のベータ・デフェンシン(HBD)合成に対するライノウイルス感染の効果を測定した。ヒト培養上皮細胞はライノウイルス感染でHBD-1およびHBD-3の合成が増加した。ライノウイルスは気道上皮細胞の傷害作用が弱く、むしろ、防御能亢進に作用すると示唆された。3.プロトンポンプ阻害薬のライノウイルス感染阻害効果を調べた。プロトンポンプ阻害薬ランソプラゾールは、感染受容体の発現抑制、およびウイルス進入経路である酸性エンドゾーム減少を介してヒト気管上皮細胞培養液へのライノウイルスおよびサイトカイン放出、細胞内ライノウイルスRNA合成を抑制し、ライノウイルス感染阻害効果が示唆された。4.マクロライドのRS(Respiratory Syncytial)ウイルス感染阻害効果を調べた。エリスロマイシン、クラリスロマイシン、バフィロマイシンはヒト気管上皮細胞培養液へのRSウイルス放出を抑制し、RSウイルス感染阻害効果が示唆された。1.慢性閉塞性肺疾患の急性増悪にはライノウイルス感染による気道喀痰増加が関与する。気道喀痰増加にはムチン合成が関係するが、ライノウイルス感染の作用は不明であった。培養ヒト気管上皮細胞および粘膜下腺細胞のムチン合成に対するライノウイルス感染の作用を調べた。培養ヒト気管上皮細胞および粘膜下腺細胞はそれぞれMUC1-3、MUC5AC、MUC5B、MUC6 6種類およびMUC7を加えた7種類のムチンmRMを合成した。ライノウイルス感染は気管上皮細胞の発現する6種類すべてのムチンmRNA合成と、気管粘膜下腺細胞におけるMCU5AcmRNAを含む4種類のムチンmRNA合成を亢進した。培養液ムチン量もライノウイルス感染で増加した。細胞内シグナルについて、阻害薬を用いた研究の結果、気管上皮細胞および気管粘膜下腺細胞における分泌型ムチンMUC5ACの合成・分泌に、転写因子NF-κBやp44/42mitogen-activated protein kinase、Srcなどの経路の関与が示唆された。また、マクロライド抗生物質エリスロマイシンが気管上皮細胞のムチン分泌を抑制した。2.気道上皮細胞のライノウイルス感染の際の防御能を調べる目的で、ヒト培養上皮細胞のベータ・デフェンシン合成に対するライノウイルス感染の効果を測定した。ヒト培養上皮細胞はヒト・ベータ・デフェンシン(HBD)-1、HBD-2およびHBD-3を合成し、ライノウイルス感染でHBD-1およびHBD-3の合成が増加した。1.プロトンポンプ阻害薬のライノウイルス感染抑制作用を調べた。プロトンポンプ阻害薬ランソプラゾールはヒト気管上皮細胞におけるライノウイルス培養液放出量および細胞内ライノウイルスRNA細胞内複製を減少させた。ライノウイルス感染受容体である細胞接着分子(ICAM-1)の気道上皮細胞における合成を抑制し、ライノウイルスRNAの細胞質内進入経路である酸性エンドゾームを減少させたことより、ランソプラゾールは感染受容体発現低下およびライノウイルスRNAの細胞質内進入抑制を介して、気道上皮における感染を抑制したと示唆された。

また、ライノウイルス感染による、インターロイキン(IL)-1やIL-6などの炎症性サイトカイン放出が抑制され、ランソプラゾールの気道炎症抑制作用も明らかとなった。2.エリスロマイシンを含むマクロライドのRespiratory Syncytial(RS)ウイルス感染抑制作用を検討した。エリスロマイシン、クラリスロマイシンおよびバフィロマイシンはヒト気管上皮細胞におけるRSウイルス培養液放出量を減少させた。また、感染受容体RhoAの阻害薬であるN-acetyl-S-geranylgeranyl-L-cysteine(AGGC)も同様にRSウイルス培養液放出量を減少させた。マクロライドのRhoA抑制を介したRSウイルス感染抑制作用が示唆された。また、RSウイルス感染による、IL-1やIL-6などの炎症性サイトカイン放出が抑制され、マクロライドの気道炎症抑制作用も明らかとなった。
銀河ハローのX線による観測的研究と次世代X線分光素子のための信号処理系の開発

銀河ハローは銀河の進化と密接に関連していると考えられているが、その温度、密度といった物理パラメータは依然謎に包まれている。X線天文衛星すざくはハローからの放射輝線を用いた詳細な分光観測が可能でありハローの2次元的な物理状態分布を決定することを可能とする。また、背景天体を用いた吸収線観測と放射輝線観測を組み合わせた複合解析により、視線方向(+1次元)の物理状態分布を決定出来る。私は、この解析手法の先駆者であるコロラド大学のYao氏の元で、PKS2155-304方向に対して複合解析を行い、この方向の銀河ハローがkpcスケールで広がっているということを初めて示した。この結果と、Yao氏との共同研究による1つ目の複合解析結果を比較することにより、我々の銀河の周りを温度200万度程度、密度0.001個/ccの高温ガスが数kpcスケールで取り囲んでいる、という新たな描像が浮かび上がった。エネルギー収支を用いた計算結果は、これらの高温ガスのエネルギー源が銀河系内の超新星爆発、及び大質量星の星風であることを示唆しており、今後の銀河ハローの研究を通じて銀河のエネルギー、物質循環史の解明が進展すると期待される。また、銀河中心方向に対しても複合解析を行い、銀河中心方向、lkpc程度の領域におよそ400万度の高温ガスが局在している可能性を明らかにした。この結果は、銀河の内外に存在する高温ガスの起源が2つある可能性を示唆しており、高温ガスの研究を通じて、解明の進んでいない銀河中心領域の進化史にも進展が期待される。これらをまとめて論文とした。
酸化物クラスターを基盤としたグリーンな選択酸化反応系の構築

(1)過酸化水素を酸化剤とした効率的エポキシ化反応触媒(a)ペルオキソタングステート単離した二核タングステンペルオキソ錯体K_2[{W(=O)(O_2)2(H_2O)}_2(μ-O)]・2H_2Oを触媒として用いると、基質に対して等量の過酸化水素のみを酸化剤とした水溶媒中でのアリルアルコール類のエポキシ化反応が官能基・位置・ジアステレオ選択的及び立体特異的に進行した。また、二核タングステンペルオキソ錯体はイオン性修飾シリカに担持することが可能であった。(b)欠損型ポリオキソメタレート欠損型ポリオキソメタレート[γ-SiW_<10>O_<34>(H_2O)_2]^<4->が、過酸化水素を酸化剤としたオレフィン類のエポキシ化反応に対して、≧99%のエポキシド選択率・過酸化水素有効利用率、高い立体特異性を示し、再利用可能な触媒であった。また、新規なS字型二量体[{γ-SiW_<10>O_<32>(H_2O)_2}_2(μ-O)_2]^<8->が、過酸化水素を酸化剤としたシクロアルカノンのバイヤービリガー反応の高機能触媒となった。(c)バナジウム及ぴチタンニ置換シリコタングステート{VO-(μ-OH)_2-VO}二核構造を持つポリオキソメタレート[γ-1,2-H_2SiV_2W_<10>O_<40>]^<4->が基質と等量の過酸化水素のみを酸化剤としたオレフィン類のエポキシ化反応に対して、高収率・高過酸化水素有効利用率を示す触媒となり、これまでにない立体特異性・ジアステレオ選択性・位置選択性を示した。また、チタンニ置換シリコタングステート[{γ-SiTi_2W_<10>O_<36>(OH)_2}_2(μ-O)_2]^<8->が、立体特異的エポキシ化反応触媒として機能した。(2)分子状酸素を酸化剤とした効率的エポキシ化反応伯媒となるbis(μ-oxo)架橋二核鉄サイトを有するポリオキソメタレートBis(μ-oxo)架橋二核鉄サイトを有するポリオキソメタレートが分子状酸素のみを酸化剤とした均一系アルケン類の酸素付加反応の触媒として機能した。シクロオクテンのエポキシ化反応において、エポキシド選択率≧98%、ターンオーバー数≧10000となった。(3)形状選択性を示すミクロ構造ポリオキソメタレート触媒Keggin型ポリオキソメタレート[SiW_<12>O_<40>]^<4->とクロム三核カチオン[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_2]^+との自己組織化により、細孔径5x8 Å程度のチャネル構造を有する化合物K_3[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3][α-SiW_<12>O_<40>]・16H_2Oを合成した。この化合物は、水や炭素鎖二つ以下の有機極性分子を可逆的に吸収した。高選択的なゲスト取り込みが可能であり、有機ゲストの炭素鎖一つの違いを区別できた。(2)分子状酸素を酸化剤とした効率的エポキシ化反応伯媒となるbis(μ-oxo)架橋

二核鉄サイトを有するポリオキソメタレートBis(μ-oxo)架橋二核鉄サイトを有するポリオキソメタレートが分子状酸素のみを酸化剤とした均一系アルケン類の酸素付加反応の触媒として機能した。シクロオクテンのエポキシ化反応において、エポキシド選択率≧98%、ターンオーバー数≧10000となった。(3)形状選択性を示すミクロ構造ポリオキソメタレート触媒Keggin型ポリオキソメタレート[SiW_<12>O_<40>]^<4->とクロム三核カチオン[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_2]^+との自己組織化により、細孔径5x8 Å程度のチャネル構造を有する化合物K_3[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3][α-SiW_<12>O_<40>]・16H_2Oを合成した。この化合物は、水や炭素鎖二つ以下の有機極性分子を可逆的に吸収した。高選択的なゲスト取り込みが可能であり、有機ゲストの炭素鎖一つの違いを区別できた。まず,二核タングステンペルオキソ錯体K2[{W(=O)(O_2)_2(H_2O)}_2(μ-O)]・2H_2O(W2)の固体触媒への展開について検討した.本研究ではジヒドロイミダゾリウムカチオン部位を有するイオン性液体で表面修飾したSiO_2を新規に調製し,W2触媒の固定化を行った.この固定化触媒を用いて各種オレフィン類を基質として反応を行うと反応は高選択的に進行し,アリル酸化生成物や生成したエポキシドの逐次的加水分解によるグリコールなどはほとんど生成しなかった.本反応系では,内部オレフィンに対して特に高活性を示した.cis-およびtrans-オレフィンは,二重結合周りの立体を保持したまま立体特異的に反応が進行したことから,非ラジカル的な活性酸素種により進行しているものと考えられる.アリル型アルコールのジアステレオ選択性は,W2を用いた液相均一系でのエポキシ化反応の場合と同程度であった,固定化触媒では反応中の溶液への活性成分W2の溶出は認められず,触媒の再使用も可能であった.次にRu(OH)_x/A1_2O_3を触媒として用いると,各種ニトリル類のアミド類への選択的水和反応が水のみを溶媒として効率良く進行することを見出した.本反応系は,生成物の単離操作の段階でも有機溶媒の使用を一切必要としない優れた反応系である.さらに,生成物と触媒は容易に回収でき,活性・選択性を低下させることなしに触媒の再使用が可能であった.さらに,Dawson型ポリオキソメタレート[α-P_2W_<18>O_<62>]^<6->及び一部の[WO_6]ユニットを[VO_6]ユニットに交換した置換体(D_<3h>対称)と,マクロカチオン(D_<3h>対称)との複合化を行い,ポリオキソメタレートの対称性及び負電荷の違いが,複合体の結晶構造や分子収着特性に与える影響を検討した.[γ-SiW_<10>O_<36>]^<8->とメタバナジン酸ナトリウムの酸性水溶液中での反応により、稜共有バナジウム2置換の構造を有する[γ-1,2-SiV_2W_<10>O_<40>]^<6->(1)を合成した。t-ブタノール/アセトニトリル混合溶媒中、1-オクテン/過酸化水素比を1:1の条件下でエポキシ化を行ったところ、1では選択率【greater than or equal】99%、収率93%で相当するエポキシドを得ることができた。一方、バナジウム置換数、結合様式の異なるバナジウム置換ポリオキソタングステートは同条件下でほとんど活性を示さなかった。1は、プロピレンやブテンのアルケンを含むエポキシ化を効率よく促進する。また1は、ジエン類のエポキシ化反応において、これまでに全く報告されてない特異的な位置選択性を示した。
運動負荷が血液中の免疫系の細胞に及ぼす影響について

免疫学の急速な発展のに伴い、ヒトの免疫系の機構が明らかになりつつあり、最近では運動と免疫の関係も研究されるようになってきた。適度な運動が免疫力を高め、過度な運動では逆にその機能を低下させることが知られている。しかし、その機構に関しては十分な検討が行われておらず、不明な点が多く残されている。そこで、本研究は急性の運動負荷や運動トレーニング、日常的な運動習慣などが抹消血中の免疫系の細胞に及ぼす影響を検討することを目的とした。本研究でははじめに、指先からの微量採血法による末梢血中の免疫系細胞の分離方法を検討した。また、好中球、NK細胞、リンパ球、単球等の分離と培養方法の検討を行い、サイトカイン等によるこれらの細胞の活性化に関して検討を行った。運動やその他の生活習慣に関しては、自己記入式のアンケート調査用紙の作成を行い、何回かの修正を加えて、本研究用の調査用紙を作成した。アンケート調査では被験者の運動習慣および生活習慣に関する十分な情報収集が行えた。その結果、運動習慣のある人ではNK細胞数が多い傾向が見られ、Niemanらの報告と一致する結果であった。単球に関しては、運動習慣のある人で高くなる傾向を示した。急性の運動負荷では、NK細胞の変化が顕著で、過去の報告と一致した結果であった。しかし、単球に関しては、比較的軽度の負荷で変化が見られた。この理由については現在検討中である。健康の維持・増進を目的に行われる運動処方では、運動能力の向上とともに、生体防御能を安全に向上させる必要がある。しかし、運動負荷と免疫能の変化について十分な検討が行われていない。本研究は、急性の運動負荷や運動トレーニング、日常的な運動習慣などが血液中の免疫系の細胞に及ぼす影響を検討することを目的した。本年度の研究では、まず抹消血からの免疫系の分離と、培養方法、培養条件の検討を行った。採血は肘正中皮下静脈からの採血と指先からの少量の血液サンプルの採取方法を検討した。免疫系の細胞は、好中球、NK細胞、についての実験方法の検討が終了した。リンパ球および単球について現在検討中である。また、関連するサイトカインの測定方法についても検討中である。運動やその他の生活習慣についての自己記入式のアンケート調査調査用紙を作成し、予備調査を行っている。予備調査では、自己記入式で必要な情報が十分得られるか否かを、数回の調査と修正を繰り返して作成する。さらに、運動負荷方法に関しては、軽度の運動負荷ではウォーキングを、中程度の運動負荷では軽スポーツなどについて、重度の運動ではマラソンや球技系のスポーツに関して、上記の項目に関して検討を行っている。
イオンチャネル関連疾患における遺伝型‐表現型予測法の開発に関する研究

本研究課題では、ともに電位依存性Na+チャネル(Nav1.1チャネル)をコードするSCN1A遺伝子変異に起因する二疾患、SCN1A関連てんかん性脳症と全般てんかん熱性けいれんプラスにおける遺伝子型-表現型予測モデルの構築を通し、遺伝性疾患の遺伝子型-表現型予測へ情報学的手法(機械学習法・データマイニング)を応用することの有用性を検討した。その結果、変異に伴って生じたアミノ酸の物理化学的特性変化を予測因子とした表現型予測モデル、特に疎水性、等電荷点、極性を予測因子に含むモデルで高い分類精度が得られ、情報学的手法を活用した遺伝子型-表現型予測構築手法の有用性が示された。本研究課題では、発症時の臨床症状が極めて酷似し、ともに電位依存性Na+チャネル(Nav1.1チャネル)をコードするSCN1A遺伝子変異に起因する2疾患、SCN1A関連てんかん性脳症(SRIEE)(Dravet症候群, Lennox-Gastaut症候群など)と全般てんかん熱性けいれんプラス(GEFS+)の遺伝子型-表現型相関解析を通して、遺伝性疾患における遺伝子型-表現型予測への情報学的手法(データマイニングおよび機械学習法・確率モデル)の応用を模索している。この中で本年度は、サポートベクタマシン,ランダムフォレスト,決定木などから本研究課題に適合する確率モデルの評価を行った。加えて、アミノ酸の生物物理学・生化学的特性データベースに対する上記疾患由来変異のデータマイニング解析により、野生型Nav1.1チャネルとGain-of-function/Loss-of-functionを呈す変異型Nav1.1チャネル間では疎水性・等電荷点において統計的に有意な変化を示すといった、対象2疾患における遺伝子型-表現型相関の一端を解明した。SCN1A(OMIM *182389)は、電位依存性ナトリウムイオンチャネル(Nav1.1)をコードする遺伝子であり、全般てんかん熱性けいれんプラス(OMIM#604223)や乳児重症ミオクロニーてんかん(Dravet症候群, OMIM#609208)に代表されるSCN1A関連乳児てんかん性脳症(SRIEE)の責任遺伝子となっている。一方で、同じSCN1Aの変異が原因でありながら、予後良好な熱性けいれんから重篤で進行性のSRIEEまで幅広い病態関わるなど遺伝子型-表現型の相関は不明瞭である。そこで本研究では、バイオインフォマティクスを活用して、これらSCN1A関連てんかん変異における遺伝子型-表現型の相関の解明と遺伝子変異から重篤なてんかん類型への移行リスクを見積もる予測手法の開発を目的とした。当該年度は、変異前後(野生型と変異型)におけるアミノ酸の物理化学的特性変化及び変異の局在などから遺伝子型-表現型の相関を解析するとともに、見出された遺伝子型-表現型相関を基に表現型予測モデルの構築を行った。その結果、疎水性や等電荷点などいくつかのアミノ酸の物理化学的性質変化の大きさが表現型と有意に相関にすることを見出した。さらに、表現型との相関が得られた物理化学的性質変化とバイオインフォマティクス的手法を基に表現型予測モデルを構築・評価したところ、本研究で構築した表現型予測モデルは、既存の変異型タンパク質の機能予測法を適用した予測モデルと比べても、SRIEE由来変異の高い分類精度が得られた。これらの成果の一部はJoint Conference on Informatics in Biology, Medicine and Pharmacologyにて報告した。いくつかの物理化学的特性において、遺伝子変異前後での変化の大きさが表現型(てんかんの重篤度)とよく相関することを見出し、遺伝子変異前後での差異と物理化学的特性の組み合わせを学習データとしてSVMsを適用した予測モデルの構築・評価を行った(これらの成果はJoint Conference on Informatics in Biology, Medicine and Pharmacologyのポスターセッションにて報告)。加えて、既存の変異型タンパク質の機能予測法(PolyPhenhttp://genetics.bwh.harvard.edu/pph/)を適用した予測モデルを合わせて構築し、本手法との比較により、本手法の利点・欠点およびその改善点を知ることができた。以上より、本研究はおおむね順調に進展している。今後は、初年度に構築したアミノ酸の物理化学的特性変化に基づく表現型(遺伝的リスク)予測モデルを他のイオンチャネル病、特にSCN1Aと配列相同性が高い家族性周期性四肢麻痺の責任遺伝子SCN4A (OMIM*603967)やQT延長症候群の責任遺伝子SCN5A(OMIM*600163)などへの適用を行うとともに、本申請課題遂行に際して文献や公共データベースから取得したてんかん関連遺伝子、変異、配列、SNP情報等を活用し、データベースとして情報の集約を行う予定である。当該年度の研究は、おおむね順調に進展したが、支出額が交付申請時の見込み額を500円程下回ったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は小額であるため、次年度交付申請額と合わせて、平成25年度の研究計画として予定していた表現型予測システムの構築に費やす見込みである。
地域在住高齢者の食行動とそれを取り巻く心理社会的要因の探索に関する調査研究

本研究は、日本全国に居住する高齢者1,200人を対象とした無作為抽出標本調査結果を用いて(回答率70.8%)、地域高齢者の食行動の実態を把握することを目的とし、以下の成果を得た。(1)食事の準備は、男性では、独居者を除き、主に配偶者(妻)が担い、女性では、居住形態に関係なく本人が担っていた。(2)買い物時の交通手段は、男女ともに自家用車が最も多いが、年齢が高くなるに従い、自家用車以外の交通手段が増え、その手段は男女で異なる傾向が示された。(3)孤食の頻度が多い男性は食事に関する満足感や食品摂取多様性が低い傾向にあった。女性では、これらの関連は認められなかった。本研究では、現代の高齢者の食のサポートのあり方を模索するため、高齢者が“どのように"食生活を送っているのかという点に着目し、食行動の実態把握、食を取り巻く心理社会的背景および健康アウトカムとの関連について検討することを目的としている。平成25年度は、前年度の予備的検討の結果をもとに調査内容を調整し、高齢者の食の実態についてアンケート調査を実施した。無作為抽出により全国6084歳の高齢男女を抽出し、郵送調査を実施した。調査の内容は、高齢者の食行動の項目として、食事を誰と食べているのか、食事の準備状況、欠食の状況、買い物時の交通手段等、食を取り巻く要因として、近隣環境、暮らし向き、精神的・心理的特性、満足度等、健康アウトカムとして生活機能等、その他基本的属性などであった。調査により得られたデータを分析したところ、食事の準備については、女性では居住形態にかかわらず本人が、男性では独居者を除き妻が担っていた。食事を誰と食べているかについては、家族と同居しながらも一人で食事をする者が男女ともに一定数確認され、その割合は男性に比べ女性で多かった。買い物時の交通手段について性別・年齢別に検討したところ、交通手段は男女ともに自家用車が最も多かったが、年齢が高くなるに従い、自家用車の利用率は低くなり、男性と女性では使用する交通手段に違いが確認された。高齢者の食行動は、基本属性により異なることが示唆された。健康寿命の延伸を考える上で、食生活の充実は必須の条件である。高齢者が“何を食べているのか"や“どの栄養素が重要なのか"などについては知見が蓄積されており、食生活改善のための介入が行われている。しかしながら、良好な食生活の長期的な定着は困難であるなどいくつかの課題が残されているうえ、高齢者の食を取り巻く環境の多様化が進み、既存の方策では対応できないケースが見受けられる。本研究ではこれらをふまえ、現代の高齢者における食のサポートのあり方を模索する目的で、高齢者が“どのように“食生活を送っているのかに着目し、食行動の実態把握および食を取り巻く心理社会的背景および健康アウトカムとの関連について検討する。初年度は、高齢者の食行動に関する全国アンケートの実施および調査準備を行った。当初の予定では、都市部および過疎地域の二地域での調査を計画していたが、文献レビューなどの結果、調査対象を大都市、中都市、町村とより幅広い地域に変更した。本調査の実施にあたり、まず既存データを用いて地域に在住する高齢者の食行動に関する予備分析を実施し、本調査で利用する調査項目の選定を行った。次に、小人数を対象に予備調査を実施し、アンケート項目を調整し、本調査の最終的な調査項目を構成した。調査項目は、高齢者の食行動に関する項目を中心に構成した。また、食を取り巻く要因として、社会的要因、精神的健康、心理特性、生活習慣、健康アウトカム、その他基本的な属性等を取り上げた。本調査の実施のため、無作為抽出により全国6084歳の高齢者を抽出した。本研究は、現代の高齢者の食のサポートのあり方を模索するため、高齢者が“どのように"食生活を送っているのかという点に着目し、食行動の実態把握、食を取り巻く心理社会的背景について検討することを目的とした。全国6084歳の高齢男女を対象として無作為抽出標本調査を実施した。食行動として、食事の準備状況、孤食の状況、買い物時の交通手段等、食を取り巻く要因として、近隣環境、暮らし向き、精神的・心理的特性、食に関する満足度等について調査した。基礎的検討の結果について記す。1食事の準備は、男性は配偶者に依存し、女性は居住形態にかかわらず自立していること、2家族と同居であっても孤食者が確認され、その割合は男性に比べ女性で多いこと、3買い物時の交通手段は男女ともに自家用車が最も多いが、年齢が高くなるとともに、男性と女性では使用する交通手段に違いが出ることなどが確認された。食行動と心理社会的要因の関連について記す。

性格特性と食行動(10品目の食品摂取多様性)との関連を検討したしたところ、開放性と食品摂取多様性に正の関連が認められ、開放性が高い者(知的好奇心が高い)ほど多様な食品群を摂取していることが示された。食事に関するQOLとその関連要因を検討したところ、経済状態、食事に関する問題、咀嚼能力が関連し、経済状態が良好、食の制限がない、咀嚼能力が高いことがQOLの高さに関連することが示された。これらの結果は国内外の学会にて公表した。上記成果は、現代高齢者の食事に関する家族内外における支援方略を策定するうえで重要な基礎資料足りうると考えられる。公衆衛生学・健康科学地域に在住する高齢者を対象に調査を実施し、データを収集した。データセットの作成後、高齢者における食行動について基礎的な分析を実施した。分析の結果は、次年度に関連学会で学会発表および論文発表の予定であり、報告準備を進めている。現在までの研究の進行状況はおおむね良好であると考えられる。初年度は計画(既存データの分析、予備調査の実施、本調査の実施)に従い進行した。初年度前半は、本調査の実施のため、既存コホートデータを用いて食行動に関する予備分析を実施した。既存データの分析により、地域に在住する高齢者における食事の準備状況(食料品などの購入や交通の手段など)や個食の状況、食品摂取多様性の状況について把握し本調査項目の選定に供した。本調査の項目として、高齢者の食行動に関する項目および食を取り巻く要因と考えられる項目で調査項目を構成した。すなわち、高齢者の食行動の項目としては、食事を誰と食べているのか、食事の準備状況(食材の入手法、外食・配食サービスの利用等)、欠食の状況、食欲、食品摂取の多様性、食に関する満足度等について、また、食を取り巻く要因として、近隣の環境、暮らし向き、精神的・心理的特性、ソーシャルネットワーク、一般的な生活習慣(飲酒、喫煙、運動習慣、睡眠等)、健康アウトカムとして生活機能(BADL、IADL)、体格指数、その他基本的属性などを含め構成した。初年度の後半は、予備分析をもとに構成した調査票を検討する目的で、65歳上の男女小人数を対象とする予備調査を実施した。予備調査の結果をもとに、調査項目、調査票の体裁等の調整を行い、調査票を作成した。本調査の実施にあたり、無作為抽出により全国から6084歳の高齢者を抽出し、調査の対象とした。最終年度は、本調査により得られたデータの分析を進め、学会発表、論文報告の準備を進める。次年度の関連学会で、高齢者の食行動の実態、食と心理社会的背景、食と満足度について報告予定である。さらに、健康アウトカムとの関連について検討を進める。また、研究の不足点や新たな課題を検討するため、必要に応じ既存のフィールド等を使用し小規模な調査の実施を検討している。本研究の研究成果をまとめ、地域高齢者における食のサポートのあり方を提案する。本研究では、現代の高齢者が“どのように"食生活を送っているのかに着目し、食行動の実態把握、また、食行動と食を取り巻く心理社会的背景および健康アウトカムとの関連について検討し、現代高齢者の実態に合った食のサポートのあり方を模索することを目的としている。次年度以降は、本調査により得られたデータのクリーニング作業を進め、分析データセットの作成を行う。また、高齢者の食行動に関する基礎的な集計および食に関連する様々な要因との関連について分析を進める。
データ圧縮と高速文字列照合アルゴリズムを用いた知的全文検索システムの開発

文字列に対する索引構造として,接尾辞木(suffix tree)や有向無閉路文字列グラフ(DAWG)がよく知られているが,我々はその両方の性質を持つ,よりコンパクトなデータ構造であるコンパクト有向無閉路文字列(CDAWG)に着目し,そのためのオンライン構築アルゴリズムを示した.また,文字列のすべての接頭辞に対するDAWGを合わせた構造に対する構築アルゴリズムを示し,与えられた文字列のすべての部分列を受理するオートマトン(部分列オートマトン)の状態数の下限の証明も行った.これらの結果はいずれも,アプリケーションの高速化の基盤技術として用いられている.また,日本語テキストなど,アルファベットサイズが大きい場合に有効なDAWGの実装技術として,三分木構造を活用したデータ構造を提唱し,その有効性を実証した.一方,これら文字列に対するデータ構造の性質をより探求するために,グラフ構造からそれに適合する文字列を推論するという逆問題を新たに提案し,DAWG,部分列オートマトン,そして接尾辞配列に対する線形時間アルゴリズムの開発した.さらに,文字列の代数的な性質として,1変数の文字列方程式の解の長さの上限を初めて明示的に証明することに成功した.データ圧縮に関しては,まず我々はテキストに対応したコンパクトな文脈自由文法を出力する枠組みにおいて,出力される文法のサイズの近似率を保証した,領域効率もよいアルゴリズムの開発とその解析に成功した.また,長さ優先で置換を行っていくヒューリスティクスに関しても,全行程を線形時間で行うことを可能にするアルゴリズムを与えた.また、大量のデータから現実的な時間内に有用な規則を抽出しようとするパターン発見アルゴリズムに関しても,より一般化したさまざまなパターンについてそれぞれ独自の高速ナルゴリズムを開発することに成功した.特に,誤りを許した近似パターンについても,効率のよいアルゴリズムを与え,その効果を計算機実験によって検証した.文字列に対する索引構造として,接尾辞木(suffix tree)や有向無閉路文字列グラフ(DAWG)がよく知られているが,我々はその両方の性質を持つ,よりコンパクトなデータ構造であるコンパクト有向無閉路文字列(CDAWG)に着目し,そのためのオンライン構築アルゴリズムを示した.また,文字列のすべての接頭辞に対するDAWGを合わせた構造に対する構築アルゴリズムを示し,与えられた文字列のすべての部分列を受理するオートマトン(部分列オートマトン)の状態数の下限の証明も行った.これらの結果はいずれも,アプリケーションの高速化の基盤技術として用いられている.また,日本語テキストなど,アルファベットサイズが大きい場合に有効なDAWGの実装技術として,三分木構造を活用したデータ構造を提唱し,その有効性を実証した.一方,これら文字列に対するデータ構造の性質をより探求するために,グラフ構造からそれに適合する文字列を推論するという逆問題を新たに提案し,DAWG,部分列オートマトン,そして接尾辞配列に対する線形時間アルゴリズムの開発した.さらに,文字列の代数的な性質として,1変数の文字列方程式の解の長さの上限を初めて明示的に証明することに成功した.データ圧縮に関しては,まず我々はテキストに対応したコンパクトな文脈自由文法を出力する枠組みにおいて,出力される文法のサイズの近似率を保証した,領域効率もよいアルゴリズムの開発とその解析に成功した.また,長さ優先で置換を行っていくヒューリスティクスに関しても,全行程を線形時間で行うことを可能にするアルゴリズムを与えた.また、大量のデータから現実的な時間内に有用な規則を抽出しようとするパターン発見アルゴリズムに関しても,より一般化したさまざまなパターンについてそれぞれ独自の高速ナルゴリズムを開発することに成功した.特に,誤りを許した近似パターンについても,効率のよいアルゴリズムを与え,その効果を計算機実験によって検証した.本研究は,情報検索を前提とした知識情報処理技術の開発と,そのために必要な理論の展開を目的とし,さらに,その基本となる照合アルゴリズムの高速化,圧縮技法の開発を通じて,実用的なシステムの構築を目指す.この目標を達成するために,以下の項目に力点をおいて研究を展開している.1.知的検索機能開発のための学習理論の展開2.圧縮データに対する高速パターン照合アルゴリズムの開発とそのパフォーマンス3.データ加工を前提とした圧縮技法の開発4.知的検索システムの実働化本年度は,圧縮データに対する高速パターン照合アルゴリズムの開発とそのパフォーマンスの解析について研究を行った.特に,辞書式圧縮を抽象化したコラージュシステムという一般的な枠組みに対して適用できる,複数パターン文字列に対するパターン照合アルゴリズムの開発に成功した.また,接尾辞木やDAWG, CDAWGという,文字列に対する索引構造を高速に構築するオンラインアルゴリズムの開発を行った.さらに,このアイディアを拡張し,対称CDAWGの構築にも成功した.一方,知的検索システムに使用される学習機能と知識発見に関して,テキストデータの特徴を抽出するために,知識の表現体系についての研究を行った.この表現体系に基づいて,和歌データベースからの知識発見を行った.また,高度な枝狩りヒューリスティクスを導入することによって,エピソードパターンを文字列集合から高速に発見するアルゴリズムの開発を行い,これを既存の知識発見システムに組み込んで,パフォーマンスの向上を実証した.本研究は、情報検索を前提とした知識情報処理技術の開発と、そのために必要な理論の停会を目的とし、さらに、その基本となる照合アルゴリズムの高速化、圧縮技法の開発を通じて、実用的なシステムの構築を目指す。この目標を達成するために、以下の項目に力点をおいて研究を展開している。1.知的検索機能開発のための学習理論の展開2.圧縮データに対する高速パターン照合アルゴリズムの開発とそのパフォーマンス3.データ加工を前提とした圧縮技法の開発4.知的検索システムの実働化本年度は、XMLファイルやHTMLファイルに代表される、半構造データに対する高速パターン照合