hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IL-2受容体サブユニット発現からみたT細胞増殖分化機構の解析

また、このγ鎖はリンパ球に特異的に発現していることも示唆された。さらに本研究ではγ鎖を精製することによってその部分アミノ酸配列を決定し、これをもとにγ鎖のcDNAクロンの単離に成功した。この単離したγ鎖cDNAをβ鎖cDNAと共に線維芽細胞(L929)に導入することによって中親和性ILー2Rを構築することができた。γ鎖遺伝子の構造からγ鎖がサイトカイン受容体ファミリ-の新たなメンバ-であることも分った。IL-2受容体サブユニットとしてすでにα鎖とβ鎖が知られ、受容体からの情報伝達にはβ鎖が機能していることが示されている。しかし、β鎖単独あるいはα鎖と共に発現させただけでは機能的なIL-2受容体の構築がみられない場合があり、完全なIL-2受容体構築にはα鎖、β鎖以外にもサブユニットが存在することが示唆されていた。我々はこれまでβ鎖に会合した細胞表面蛋白分子p64がIL-2受容体の第3のサブユニット、γ鎖である可能性を指摘してきた。本研究ではIL-2受容体のγ鎖(p64)の完全な遺伝子を単離し、IL-2受容体構築に関わるγ鎖の機能的役割を明らかにした。IL-2存在下でβ鎖に会合してくるγ鎖を免疫沈降法、電気泳動法の組み合わせにより精製し、アミノ酸配列を決めた。それをもとにγ鎖cDNAを単離し、解析した。その結果、γ鎖はサイトカイン受容体スーパーファミリーに属し、血球系細胞に特異的に発現していることが明らかとなった。α鎖β鎖γ鎖からなるヘテロ三量体、あるいはβ鎖γ鎖からなるヘテロ二量体を線維芽細胞に再構築させると、高親和性あるいは中親和性IL-2受容体をそれぞれ形成し、IL-2結合後IL-2を細胞内へインターナリゼーションした。以上の結果より、γ鎖は、β鎖とともに高親和性あるいは中親和性IL-2受容体の形成及びIL-2のインターナリゼーションに必須な分子であることを証明した。IL-2受容体のサブユニットのcDNAを導入して、高親和性あるいは中親和性受容体を再構成した線維芽細胞でIL-2刺激によりチロシンキナーゼの活性化、及び核内転写因子c-myc,c-fos,c-jun遺伝子の発現誘導が認められた。α鎖β鎖のみ発現している細胞ではこれらのシグナル伝達は認められないことから、IL-2受容体のサブユニットとしてβ鎖とγ鎖がシグナル伝達に必須の分子であることが明らかとなった。
腸管内微生物性抗原に対する免疫寛容の成立・維持に関わる調節性T細胞の研究

潰瘍性大腸炎やクローン病等の慢性炎症性腸疾患(IBD)の中には、腸管内常在微生物性抗原に対する宿主の免疫応答の調節異常に関連するものがあることが、最近の様々な疾患モデル(遺伝子欠失、細胞移入)、臨床研究の進展により明らかになりつつある。これらのモデルに共通することは、無菌状態飼育ではIBDは発症しないか、極めて軽症である。即ち、これらの報告は欠失遺伝子の機能喪失により招来される免疫担当細胞相互間のホメオスターシスの破綻が、腸管の場で、IBDとして顕在化することを示唆している。これまでの動物モデルにおいては、腸管腔内の細菌性抗原が、如何なる免疫制御機構の破綻を介して、主にTh1細胞の浸潤を特徴とする病理変化を引き起こすのか抗原特異的な解析は不可能であった。我々は、BALB/c,SCIDマウス、モデル抗原産生大腸菌、抗原特異的CD4T細胞を用いて、抗原特異的にヒトの潰瘍性大腸炎類似の腸炎を誘導できる事、抗原特異的Th1細胞のみならず,Th2細胞も腸炎を惹起し得ること、腸炎惹起T細胞の局在を明らかにした。このモデルを用いて腸管内微生物性抗原に対する細胞性免疫を調節する細胞を同定し、その組織内局在と機能を明らかにした。また、本腸炎モデルにおける免疫調節性T細胞の誘導における、抗原提示細胞の果たす役割も明らかにした。
無限次元の群における非コンパクト部分群のコンパクト性

『無限次元の群における非コンパクト部分群がコンパクト的に振舞う現象』を指導原理として、等質多様体の不連続群の理論とユニタリ表現の分岐則を結びつける例を具体的に計算し、その視点をより明確にするべく以下の研究を行った。1.離散群の作用がいつ固有不連続となるかを判定する有効な方法をみつけることは、非リーマン等質空間における不連続群論で重要な問題である。変換群が簡約リー群の場合は、この問題に対する大きな進展が最近なされたが、一方、Auslander予想に現れるようなアファイン変換群に対しては原理的な理解がなされていない。そこで、より一般的な原理を探るための実験として、R^nにおけるZ^<n-1>の固有不連続な冪零作用を初等的な計算で分類し、その変形空間を具体的に決定した。3次元のローレンツ空間形に関するGoldman予想とは異なり、変形空間において固有不連続性が不安定になる特異点が存在するという発見は特に注目すべき点と考える(論文準備中)。また、この手法を推し進めて、吉野太郎氏は冪零等質空間への群作用に関するLipsman予想を4次元の場合に肯定的に解決した。2.非リーマン等質空間の不連続群に関する未解決問題の提起、格子の存在問題の現状、種々の手法などについての総説を著し(論文[1])、日本数学会で概説講演を行った。3.擬リーマン空間形において(局所的)共形変換群のユニタリ表現を等長部分群に制限したときのスペクトラムを計算した。この結果は、非コンパクトな部分群への制限に連続スペクトラムが現れないというコンパクト的な現象を、擬リーマン多様体上で幾何的に実現したものであり、解析的にはあるウルトラ双曲型の偏微分方程式と楕円型作用素の同時スペクトル展開を具体的に決定することに対応する(論文[2,3,4,5])。20世紀においては、リーマン多様体における大域的な理論が大きく花開き、かなり出遅れてシンプレクティック幾何における大域理論が始まった。一方、擬リーマン構造に対する大域的な理論はまだ殆ど生まれていない。その特別な場合として、擬リーマン等質空間をモデルとした多様体の大域的な理論は、当該研究者(1988)によって開始され、その後、米仏日などでさまざまな数学の分野との関わりが見出され始められている。そこにおいて特に重要な問題は、離散群の作用がいつ固有不連続に作用するかを深く解明することである。さらに広く、この問題を、「無限次元の群の中で、非コンパクト群がコンパクト的に振舞いうる現象として把握しよう」というのが当該研究の特徴的な視点であり、これはまた、ユニタリ表現における分岐則の問題とも微かに関連があるように思われる。今年度は、この視点をより明確にするために2つのプロジェクトを推し進めた。(1)コンパクトなクリフォード・クライン形の存在問題の現状とその研究に使われる種々の分野の手法、非リーマン等質空間の不連続群に関して何がどの程度まで解き明かされたか、今後の挑戦課題にはどういうものがあるかなどを長篇の概説としてまとめ、『21世紀への挑戦』(共著図書)として著した。また、専門家向きの総説([1])を出版した。(2)不定符号をもつ定曲率空問と球面の直積の共形コンパクト化の上で、無限次元表現を構成し、(共形変換群,等長変換群)という組に関するユニタリ表現の分岐則を考え、群が非コンパクトであるにもかかわらずスペクトラムが離散的になるというコンパクト的な現象を発見した。なおこの例は、解析的には、あるウルトラ双曲型の偏微分方程式の大域解全体からなる(無限次元の)空間に、(通常の)ラプラシアンを作用させて同時スペクトル展開を具体的に決定したと解釈できる。得られた結果を論文[2],[3],[4]で発表した。

この結果は、非コンパクトな部分群への制限に連続スペクトラムが現れないというコンパクト的な現象を、擬リーマン多様体上で幾何的に実現したものであり、解析的にはあるウルトラ双曲型の偏微分方程式と楕円型作用素の同時スペクトル展開を具体的に決定することに対応する(論文[2,3,4,5])。
カルシウムシグナル調節を介した新規代謝制御機構の解明

肥満は各種生活習慣病のリスクを高めることから制御機構の解明は重要である。私達は、カルシウムセンサーNCS-1の全身欠損(KO)マウスが顕著な肥満を呈することから、カルシウムシグナル調節を介した新規代謝制御機構を明らかにすることを目的とした。個体レベルの解析により、摂食、運動量は変わらないが、エネルギー代謝がKOマウスで低下していること、また細胞レベルの解析により、それがミトコンドリア呼吸量低下によることを見出した。さらにメタボローム解析から、KOマウスではエネルギー代謝に関わる因子が低下し、一方、肥満蓄積に寄与する因子が増加することにより、肥満に陥っていることが明らかとなった。肥満は各種生活習慣病のリスクを高めることから、その発症・抑制経路を明らかにすることは極めて重要である。申請者らは、細胞内Ca2+シグナル調節に関わるCa2+センサーNCS-1の全身欠損(KO/NCS1-/-)マウスの解析から、KOマウスが顕著な肥満を発症すること、すなわちNCS-1が肥満調節に寄与するという知見を得た。また、強力な肥満抑制ホルモンであるレプチンの下流にNCS-1が存在する可能性も浮上している。本研究では、NCS1-/-マウスの肥満の原因を個体・細胞・分子レベルで探ることにより、NCS-1の標的分子やレプチンとの関連を含めた新しい肥満抑制経路を見出し、細胞内Ca2+シグナル変化による肥満調節機構の詳細を明らかにすることを目的とする。昨年度までの研究で、マウス用代謝総合システムを用いてNCS1-/-マウスに認められる肥満の原因を個体レベルで解析した。その結果、摂食量・節水量は野生型(WT)とKOで差は認められず、また自発運動量を赤外線ビームによりモニターしたところ、これも両グループで差は認められなかった。一方、エネルギー消費量に関して、酸素消費量および二酸化炭素排出量を測定したところ、WTに較べKOで顕著に低下していることがわかった。また、直腸温度もKOで低かったことから、エネルギー代謝が低下していることにより、KOマウスが肥満になっていることが明らかとなった。今後は、KOマウスにおいて、なぜエネルギー代謝が低下しているのかについて、細胞・分子レベルで明らかにしていく予定である。当初より、KOマウスがなぜ肥満に陥るかについて、個体・細胞・分子レベルで解析することを予定しており、昨年度、個体レべルでの解析を行った結果、摂食量、運動量はWTとKOで変わらないが、エネルギー代謝が顕著に異なるという最も焦点となる結果を見出したから。申請者らは、細胞内Ca2+シグナル調節に関わるCa2+センサーNCS-1の全身欠損(KO)マウスが顕著な肥満を発症することを見出した。本研究では、NCS1 KOマウスの肥満の原因を、個体・細胞・分子レベルで探ることにより、NCS-1の標的分子を含めた新しい肥満調節経路を見出し、細胞内Ca2+シグナル調節による新規の代謝制御機構の詳細を明らかにすることを目的とした。これまでの研究で、代謝ケージを用いた個体レベルでの解析により、摂食、運動量は変わらないが、エネルギー代謝(酸素消費量及び二酸化炭素排出量)がKOマウスで顕著に低下しているという興味深い結果が得られた。そこで昨年度では、KOマウスにおいて、なぜエネルギー代謝が低下しているかについて、細胞レベルで検討を行った。方法は、細胞外フラックスアナライザーを用いて酸素消費量を測定し、ミトストレステストという方法によりミトコンドリア呼吸の主要な指標(基礎呼吸、ATP産生、プロトンリーク、最大呼吸、予備呼吸能)を解析した。その結果、野生型(WT)に比べてKOマウス細胞では、全ての指標が低下していることが明らかとなった。しかし、それぞれの容量比はほぼ同じであったことから、ミトコンドリア機能というよりは、ミトコンドリア量が低下していると考えられた。実際、ミトコンドリアマーカー(Complex1-V)の量を比較するとKOで低下していた。すなわち、KOマウスではミトコンドリアの生合成が何らかの原因により低下することにより、エネルギー代謝が低下し、肥満に落ちいったと考えられる。今後は、これらの分子メカニズムおよび細胞内Ca2+シグナルの関連について検討を行う予定である。NCS-1 KOマウスによる顕著な肥満の原因として、個体レベルでの解析からエネルギー代謝が低下していること、さらに細胞レベルでの解析からミトコンドリア呼吸量が低下しているためであるという最も重要なメカニズムが明らかとなった。従って順調に進展していると考える。肥満は各種生活習慣病のリスクを高めることから、その発症・抑制経路を明らかにすることは重要である。本研究では、NCS1 KOマウスの肥満の原因を、個体・細胞・分子レベルで探ることにより、細胞内Ca2+シグナル調節による新規の代謝制御機構の詳細を明らかにすることを目的とした。これまでの研究で、1)代謝ケージを用いた個体レベルでの解析により、摂食、運動量は変わらないが、エネルギー代謝(酸素消費量及び二酸化炭素排出量)がKOマウスで顕著に低下していることがわかった。2)また、KOマウスにおけるエネルギー代謝低下の原因をミトコンドリア機能を評価することにより、細胞レベルで測定した。その結果、野生型(WT)に比べてKOマウス細胞では、ミトコンドリア呼吸の主要な指標(基礎呼吸、ATP産生、プロトンリーク、最大呼吸、予備呼吸能)全てが低下していることがわかった。

しかし、それぞれの容量比はほぼ同じであったことから、ミトコンドリア機能というよりは、ミトコンドリア量が低下していると考えられた。すなわち、KOマウスではミトコンドリアの生合成が何らかの原因により低下することにより、エネルギー代謝が低下し、肥満に落ちいったと考えられる。そこで今回、分子レベルで何が生じているか解析するため、WTおよびKOマウスにおける褐色脂肪組織、白色脂肪組織及び肝臓を用いてメタボローム解析を行った。その結果、KOマウスでは褐色脂肪組織においてATPなどのエネルギー代謝に関わる因子が低下しており、一方、白色脂肪組織においてAcCOA, PalCoA, Tryglycerideなどの肥満蓄積に寄与する因子が増加しており、これらの両方の要因で顕著な肥満に落ちいっていることが明らかとなった。肥満は各種生活習慣病のリスクを高めることから制御機構の解明は重要である。私達は、カルシウムセンサーNCS-1の全身欠損(KO)マウスが顕著な肥満を呈することから、カルシウムシグナル調節を介した新規代謝制御機構を明らかにすることを目的とした。個体レベルの解析により、摂食、運動量は変わらないが、エネルギー代謝がKOマウスで低下していること、また細胞レベルの解析により、それがミトコンドリア呼吸量低下によることを見出した。さらにメタボローム解析から、KOマウスではエネルギー代謝に関わる因子が低下し、一方、肥満蓄積に寄与する因子が増加することにより、肥満に陥っていることが明らかとなった。今後は、WTとKOマウス個体の間で認められるエネルギー代謝の差が、神経系の制御によるものか、脂肪細胞内での差によるものかについて、細胞レベルで解析していく予定である。具体的には、褐色脂肪細胞を培養し、細胞レベルでのエネルギー代謝(解糖、TCA回路、ミトコンドリア呼吸)の状態を評価するため、“細胞外フラックスアナライザー"を用いて解析する。解糖系が亢進すると乳酸が生成されて細胞外の酸性化速度が上昇し、一方、ミトコンドリア呼吸が亢進すると酸素消費速度が上昇する。従って、この2つのパラメータを同時に測定することにより、どちらの代謝経路が優勢か、またエネルギー代謝状態の高低などを評価できる。さらに様々な呼吸阻害剤添加により、ミトコンドリアの機能(基礎呼吸・ATP代謝回転・プロトンリーク・最大呼吸量)が評価できる。今後は、分子レベルで何が生じているか解析するため、WTおよびKOマウスにおける褐色脂肪組織、白色脂肪組織及び肝臓を用いてメタボローム解析を行う予定である。また、Ca2+シグナルとの関連を明らかにするため、Ca2+シグナル関連因子との相互作用を調べる予定である。細胞生理学新生児マウスを購入予定であったが、他の試薬が入手できず、実験が延期になった。日齢依存的であるため、購入はしなかった。ドイツでの国際研究会参加が招待講演で、宿泊費や旅費の大部分が免除されたため次年度使用額が生じた。なお、物品費が予定より多くなったため、繰越金はそれほど多くはない。
超高真空・高分解能電子顕微鏡法による表面・ヘテロ膜成長過程の研究

高分解能・超高真空電子顕微鏡を用いて、表面・吸着膜成長過程の"その場"観察を、透過顕微鏡法と反射顕微鏡法によって、原子レベルで行った。A.シリコン(111)表面での金属原子の吸着過程、B.金表面の再配列構造とその上での金の層成長過程、C.グラファイト下地での金微粒子の核成長過程を明らかにした。Aでは、a)Pd原子が/3x/3構造をつくり、この構造が三個のPd原子のトライマーが回転した配置を持つことを見出した。また、b)CuやAuが吸着してできる"5x5"非整合構造や5x2構造について、吸着がSi(111)7x7表面のステップで優先的に起こること、吸着に依って余剰となったSi原子が拡散してステップの下側へも吸着層が広がっていくことが見出された。吸着層の成長の定量的解析から、吸着層のSi原子はダングリング結合を3本もつmissing top layer構造であることを明かとした。Bでは、金の(001)と(110)表面に形成される、それぞれ、5x1および2x1再配列構造を高分解能プロファイル顕微鏡法で観察し、原子変位の詳細を明かとした。これらの表面に金が層成長する過程を高分解能プロファイル顕微鏡法で観察し、(110)面では2原子層の(111)表面では1原子層の成長が起こることを示した。Cでは、グラファイト下地上に蒸着された金原子が核成長する過程で、個々の金原子が表面を拡散してクラスターを形成し、次第に大きくなって多重双晶粒子へと成長していく過程を高分解能顕微鏡観察できた。また、固相微粒子の液体様の振舞い、ならびに、液化現象についても調べた。超高真空電子顕微鏡を使って膜成長過程の"その場観察"を行ない,成長初期の構造や成長様式の研究を行なうため,蒸着装置と画像解析装置を整備した.蒸着装置は,予備排気室を持ち,そこをターボ分子ポンプで排気した後に超高真空電子顕微鏡内に導入するように工夫した.そのまめ,金属や半導体などの蒸着物を能率よく交換でき,種々の物質の成長過程を系統的に観察できる.一方,画像解析装置では,膜成長過程を連続記録したビデオテープから,一コマ一コマを取り出して,構造変化の詳細を観察できる.このシステムについては, J.Phys.に投稿する予定である.現在までに,蒸着装置を用いて,予備的ではあるが, 1)金や,鉛のグラファイト下地上での核成長過程の観察, 2)シリコン表面の金の吸着過程の観察をおこなった. 1)の観察では,金の微粒子が正二十面体の多重双晶粒子となり,方位を変えながら次第に成長する様や,液滴様の合体をする様子が,原子レベルではじめて捉えられた.また粒子が大きく成長すると, (111)面や(110)面で囲まれた形状となる場合, (111)面では1原子層ごとの成長が起こり, (110)面では2原子層高さのステップ構造が見られた. (110)面の構造は, 2x1再配列構造で,成長過程と表面の再配列構造が密接な関係を持つことが示された.また, 2)の観察では,金の吸着とともにシリコン(111)表面の7x7再配列構造が5x2構造に変化していき,この吸着が,とくにステップの高い側に起こることや,反位相境界に優先的に起こることが判った.高分解能・超高真空電子顕微鏡を用いて、表面・吸着膜成長過程の"その場"観察を、透過顕微鏡法と反射顕微鏡法によって、原子レベルで行った。

Aでは、a)Pd原子が/3x/3構造をつくり、この構造が三個のPd原子のトライマーが回転した配置を持つことを見出した。また、b)CuやAuが吸着してできる"5x5"非整合構造や5x2構造について、吸着がSi(111)7x7表面のステップで優先的に起こること、吸着に依って余剰となったSi原子が拡散してステップの下側へも吸着層が広がっていくことが見出された。吸着層の成長の定量的解析から、吸着層のSi原子はダングリング結合を3本もつmissing top layer構造であることを明かとした。Bでは、金の(001)と(110)表面に形成される、それぞれ、5x1および2x1再配列構造を高分解能プロファイル顕微鏡法で観察し、原子変位の詳細を明かとした。これらの表面に金が層成長する過程を高分解能プロファイル顕微鏡法で観察し、(110)面では2原子層の(111)表面では1原子層の成長が起こることを示した。Cでは、グラファイト下地上に蒸着された金原子が核成長する過程で、個々の金原子が表面を拡散してクラスターを形成し、次第に大きくなって多重双昌粒子へと成長していく過程を高分解能顕微鏡観察できた。また、固相微粒子の液体様の振舞い、ならびに、液化現象についても調べた。
「環境情報としてのユニバーサルサイン計画」についての調査研究

研究目的:「健康な成人男子だけでなく、女性や子ども、高齢者や外国人など、さまざまなニーズを持つ人たちが、使いやすいように、街やモノを最初からデザインする。」というユニバーサルデザインの考え方をベースにして、環境情報をわかりやすく伝えるための方法として「ユニバーサルサイン計画」の提案を考えています。このために基本的かつ必要な材料を収集・整理し、利用方法の探索を研究の目的とします。研究方法:主に都市内の商業施設に設置されているサイン類について、現場での目視観察および映像写真により、構成要素の種類と数量の調査を行い、利用対象ならびに情報内容の分類、外観の評価を行います。探索行動や移動目的が比較的明瞭に観察可能な施設を選び、調査・観察が来訪者の行動を妨げないように配慮しつつ、定量調査と定性評基づき4つの指標化を試みます。研究成果:調査によって得られた資料は、今後の利用方法も考慮しデータベース化を図るよう出来得るかぎり電子化する方針です。デジタルデータによる資料蓄積の観点から、すべてのデータをコンピュータに取り込み、多方面にかつビジュアルに活用する方法を模索しています。このため『I情報精度、II配置密度、III造形純度、IV管理難度』という4つの指標を抽出することが必要であると考えています。目下のところ、デジタルデータのアーカイブス化に手こずっており、ソフトの選定や操作による閲覧などによりデータ開示の方法を目指しているところです。情報の内容整理、設置場所の検討、デザインの統一と表現、メンテナンスなどについて、具体的な資料整理を行い、平成20年度の「日本サイン学会大会」にて、成果を発表する予定です。
動脈管における膜電依存性カリウムチャンネルの酸素感受性に関する基礎的研究

新生仔動脈管や肺動脈に主に発現する膜電位依存性カリウムチャネル(Kv)αサブユニットはKv1.5、βサブユニットはKvβ1.2である。酸素濃度の変化をシグナルとしてKvを制御するメカニズムの研究のために、Kv1.5(膜タンパク質)とKvβ1.2(細胞質可溶性タンパク質)の相互作用、翻訳後修飾および結合するタンパク質の検出・同定は重要である。このためヒト胎仔腎細胞(HEK293)に一過性に単独又は共発現、またKv1.5を恒常的に発現するHEK293を作製した。Kv遣伝子を導入したHEK 293におけるKv1.5およびKvβ1.2の細胞内局在を共焦点レーザースキャン顕微鏡を用いて観察したところ、Kv1.5は主に細胞膜上、Kvβ1.2は細胞質に分布するが、共発現するとよく一致し主に細胞膜に局在した。Kvを含む複合体を細胞膜から抽出、精製、濃縮し、Blue native電気泳動法により巨大分子の状態で泳動分離する方法を確立した。Kv1.5複合体は630kDa、Kvβ1.2複合体は530kDa、Kv1.5/Kvβ1.2複合体は800kDaに分離された。Kv1.5およびKvβ1.2はいずれも4量体を形成するとされるが、アミノ酸配列から算出される4量体の分子量(Kv1.5:263kDa,Kvβ1.2:182kDa)より本複合体は大きいことから、翻訳後修飾並びに相互作用するタンパク質の存在が示唆された。Kv1.5多量体は還元型SDSゲル電気泳動では分子量300400kDa、単量体は95kDaおよび90kDaを示した。Kv1.5にPNGase Fを用いた脱糖鎖を行ったところN-結合型グリカン修飾が示された。Kvβ1.2単量体は分子量45kDaが主であった。Kv1.5およびKvb1.2多量体の形成にはS-S結合が寄与する可能性が示された。アルキル化剤(TCEPおよびAMS)を用いた実験から、Kvβ1.2には分子内S-S結合が存在している可能性が示された。低酸素条件にした動脈管および肺動脈のグルタチオン化およびニトロチロシン化の検討を行った。抗グルタチオン抗体では差はなかったが、抗ニトロチロシン抗体の結果から、DAでは中膜の内腔側に特徴的な染色がみられ、低酸素条件のDAでやや濃かった。

新生仔動脈管や肺動脈に主に発現する電位依存性TKチャンネルαサブユニット(KTv1.5)およびβサブユニット(Kvβ1.2)を血管平滑筋細胞やヒト胎仔腎細胞(HEK293)に導入するために、2遺伝子を同時に発現させられるpIRESベクターを用いて単一および同時に発現する哺乳動物発現コンストラクト(C末にタグペプチドを添付)を作製した。これらのコンストラクトを用いてKv1.5およびKvβ1.2をHEK293に発現させ、抗タグ抗体を用いて免疫共沈しWesternブロット法で検討した。Kv1.5は分子量300400kDa、95kDaおよび9OkDaを示したことから、翻訳後修飾をされている可能性が強い。また、Kvβ1.2は分子量45kDaが主であるが、わずかに低分子量のKvβ1.2も発現しており、やはりなんらかの翻訳後修飾を受けている可能性が示された。なお、この免疫沈降法によりKv1.5およびKvβ1.2は共沈することを明らかにした。さらに免疫蛍光染色しレーザースキャン共焦点顕微鏡を用いてKv遺伝子を導入したHEK293におけるKv1.5およびKvβ1.2の細胞内局在を観察したところ、Kv1.5は主に細胞膜上に分布し、Kvβ1.2は細胞質に分布するが、共発現するとその分布は一致し主に細胞膜上に局在するようになることを明らかにした。酸化剤を用いた実験として、膜透過性酸化剤(t-BHP)をKv1.5およびKvβ1.2を発現しているHEKT293に添加したところ、両Kvタンパク質の発現量の低下が認められた。また、アルキル化剤(TCEPおよびAMS)を用いた実験により、Kvβ1.2には分子内S-S結合が存在している可能性が示された。活性酸素が細胞内シグナルとして働き、電位依存性Kチャネル(Kv)を制御しているという仮説を証明するために、膜タンパク質であるαサブユニット(Kv1.5)と細胞質可溶性タンパク質であるβサブユニット(Kvβ1.2)の相互作用および関連タンパク質群の検出・同定は重要である。このためKvを含む複合体を、非イオン性界面活性剤を用いて細胞膜から抽出、抗体を利用したアフィニティ精製、限外ろ過法により濃縮、Blue native電気泳動法を用いて巨大分子構造のままで泳動分離する方法を確立した。新生仔動脈管や肺動脈に主に発現するKv1.5およびKvβ1.2の哺乳動物発現コンストラクト(C末にタグペプチド)を作製し、ヒト胎仔腎細胞(HEK293)に一過性に単独又は共発現させ、またKv1.5を恒常的に発現するHEK293を確立し、これらを試料として用いた。Kv1.5複合体はおよそ630kDa、Kvβ1.2複合体はおよそ530kDa、Kv1.5/Kvβ1.2複合体はおよそ800kDaに分離された。Kv1.5およびKvβ1.2はいずれも4量体を形成するとされるが、アミノ酸配列から算出される4量体の分子量(Kv1.5:263kDa,Kvβ1.2:182kDa)より本複合体は大きいことから、翻訳後修飾並びに複合体に結合するタンパク質の存在が示唆された。これによりHEK293におけるKv1.5およびKvβ1.2の細胞内局在の一致を裏付けるタンパク質間相互作用を確認できた。酸化還元状態が多量体の形成に及ぼす影響を調べたところ、Kv1.5多量体の形成には細胞内の酸化還元状態が寄与する可能性が示された。酵素的脱糖鎖を行ったところN-結合型グリカンの存在が示された。Kvβ1.2複合体にはグルタチオン化される成分の存在が示唆された。活性酸素などのシグナルにチャネル複合体が反応する生化学的証拠が集積しつつある。
植生景観構造を考慮した東ユーラシア永久凍土変化の広域評価

東ユーラシアの永久凍土分布地域において、植生調査、活動層分布と永久凍土融解地形の測量、水文分析などの現地調査、衛星データ解析による地形変動や植生変化領域の解析、陸面過程・河川流出モデルの改良に基づく、凍土荒廃プロセスの地域特性と空間分布の評価を行った。特筆すべき成果として、植生構造の変遷が凍土(活動層)変動と密接に関係し、衛星・近接リモセンの併用で凍土融解による地形変化現象の詳細な構造を示すとともに、永久凍土の荒廃状況を凍土水文分析から初めて示したこと、凍土温度変化に地表の植生層と地下氷の効果を加味したモデルを開発し、その適用可能性を広げたことが上げられる。平成26年度は年度計画に従い、4つの研究グループ連携で下記の課題を開始した。また、これまでの研究実績と構想について国内外での成果発表や意見交換を積極的に行い、研究立上げとして初年度は順調に進捗した。1.植生ー土壌パラメータデータの収集・整備(植生ー凍土G、広域モデルG連携):研究対象地域での未訳の関連研究文献で、特に重要な研究資料となる、Soloviev(1959)を英文翻訳し、当時の観測データおよび地形区分や植生区分、土壌の熱伝導率等の物理パラメータ等の情報の整理を開始した。2.現地観測による熱・水・炭素解析(植生ー凍土G、水文ー凍土G、空間分布G連携):710月の現地調査によって、モンゴル、ヤクーツク、ティクシにおいて、植生調査ならびに活動層分布と土壌の物理パラメータの取得を行った。平成26年度までの観測データを収集し、ヤクーツクでは植生構造の変遷と凍土(活動層)変動との関係の解析を開始した。また、東シベリアとモンゴルに展開されている凍土地温・土壌水分分布観測網の観測データの収集を順調に行い、各地域での凍土温度変動の解析も開始した。3.衛星データの収集・解析手法の検討(空間分布G、水文ー凍土G連携):ALOSのAVNIR2とPALSARデータから、レナ川中流地域における植生変化、水域変化、湛水域変化の抽出と地図化を行った。また、凍土融解によるサーモカルスト(地形沈降)湖の統計的特徴について、LANDSAT8で水域分布と段丘面ごとによる地形解析を開始した。4.陸面モデルの改良(広域モデルG担当・全グループ連携):陸面モデル(CHANGE)の現時点でのパフォーマンスを確認し、河川氷発達・流出と河川水貯熱の過程を新たに取り込んだモデル実験を開始した。また、長期気象データに基づくシミュレーション結果から、凍土温度・活動層厚変化に果たす積雪の重要性を明らかにした。本年度は年度計画に従い、昨年度から引き続き4つの研究グループ連携で、下記の研究課題に関する調査を実施した。また、国内外での成果発表や、関連する海外の研究者との意見交換も積極的に行い、継続して順調に進捗した。1.土壌・凍土パラメータデータの収集(植生ー凍土G、広域モデルG連携):未訳資料である安定同位体を利用した凍土研究文献(Vacilychk, 2000)を英文翻訳した。また、これまでの文献資料から、観測データおよび土壌の物理パラメータ等の情報の整理を進めた。2.現地観測による熱・水循環と凍土環境解析(植生ー凍土G、水文ー凍土G、空間分布G連携):510月の現地観測調査によって、モンゴル、東シベリアにおいて、植生調査ならびに活動層分布と土壌の物理パラメータの取得を継続した。モンゴルでは凍土地域の湧水サンプル取得を行い、地下水による凍土融解状態の解析を開始した。東シベリアとモンゴルに展開されている凍土観測網のデータの収集も順調に行い、各地域での凍土温度変動の解析をさらに進めた。3.衛星データの収集・解析(空間分布G、水文ー凍土G連携):ALOSのInSAR用データをモンゴル、東シベリアで収集し、地形変化の抽出を開始した。また、ALOS2-PALSAR2データの収集も開始し、ALOS-PALSARデータから続く2006年2015年までの植生・水域変化図の作成を開始した。LANDSATデータによる水域区分も行い、規模ー頻度関係の経年変化の解析を進めた。4.陸面モデルの改良(広域モデルG担当・全G連携):陸面モデルの河川水文・凍土活動層変化に関するモデル実験を継続し、土壌物理パラメータの設定や河川貯熱過程の改良を進めた。また、長期気候データ解析と組み合わせたシミュレーション結果から、近年の東シベリアでの凍土温度・活動層厚変化に、夏季降水の寄与が大きくなっていることを明らかにした。

東シベリアとモンゴルに展開されている凍土観測網のデータの収集も順調に行い、各地域での凍土温度変動の解析をさらに進めた。3.衛星データの収集・解析(空間分布G、水文ー凍土G連携):ALOSのInSAR用データをモンゴル、東シベリアで収集し、地形変化の抽出を開始した。また、ALOS2-PALSAR2データの収集も開始し、ALOS-PALSARデータから続く2006年2015年までの植生・水域変化図の作成を開始した。LANDSATデータによる水域区分も行い、規模ー頻度関係の経年変化の解析を進めた。4.陸面モデルの改良(広域モデルG担当・全G連携):陸面モデルの河川水文・凍土活動層変化に関するモデル実験を継続し、土壌物理パラメータの設定や河川貯熱過程の改良を進めた。また、長期気候データ解析と組み合わせたシミュレーション結果から、近年の東シベリアでの凍土温度・活動層厚変化に、夏季降水の寄与が大きくなっていることを明らかにした。平成28年度は年度計画に従い、4つの研究グループ連携で下記の課題を発展的に継続した。また、関連する成果について国際永久凍土学会(ポツダム、ドイツで開催)等国内外で発表や論文公表に行い、引き続き順調に進捗した。1.植生ー土壌パラメータデータの収集・整備(植生ー凍土G、広域モデルG連携):研究対象地域での地形区分や植生区分、土壌の熱伝導率等の物理パラメータ等が整理され、それらに基づく永久凍土分布や温度変化、地形変化の解析を実施した。2.現地観測による熱・水・炭素解析(植生ー凍土G、水文ー凍土G、空間分布G連携):710月にモンゴル、ロシアのヤクーツク・エレギーにおいて、植生調査ならびに活動層分布と永久凍土融解地形の測量などの現地調査を行った。自動観測データを収集し、ヤクーツク・エレギーでは植生構造の変遷による水・熱・炭素収支と凍土(活動層)変動との関係の解析を進めた。また、東シベリアとモンゴルに展開されている凍土地温・土壌水分分布観測網の観測データの収集を順調に行い、各地域での凍土温度変動の解析も進めた。3.衛星データの収集・解析手法の検討(空間分布G、水文ー凍土G連携):2016年度に撮影されたALOS2-PALSARデータと、COSMO-SkyMedのXバンドSARデータを入手し、レナ川中流地域における植生変化、水域変化、地形変化の抽出と地図化を進めた。また、凍土融解によるサーモカルスト(地形沈降)湖の統計的特徴について、9月の現地調査でUAVを用いた写真測量にもとづく地形解析を進めた。4.陸面モデルの改良(広域モデルG担当・全グループ連携):陸面モデル(CHANGE)の吹雪による雪の除去過程や、地表の植生(コケ層)と有機物層の熱・水輸送過程を改良し、その数値実験から地温と活動層厚の再現性の向上が図られた。また、凍土層内の氷の存在を陽に含む改良を開始した。本年度も、510月でロシア・モンゴルでの共同の現地調査を活発に行い、研究全体の連携を強めて研究を進めることができた。モンゴル全土とロシア・東シベリアの集中観測点、分布観測網の観測データも順調に取得でき、植生ー凍土、水文ー凍土、凍土広域分布の解析がさらに進展した。ヤクーツク地域では、植生・地形・凍土調査を実施し、活動層厚の変化が地形変化(サーモカルスト)と対応していることが明らかとなった。空間分布解析では、ALOS2とCOSMO-
軽度高血圧の改善に有効な運動プログラム開発に関する研究

境界域及び軽度高血圧者53名を、A;運動及び減塩実施群、B;運動実施群、C;減塩実施群の3群に分け、1年間血圧の変動を観察するとともに、運動負荷試験を実施し、負荷時収縮期血圧、心拍数、Rate Pressure Productを指標として、運動及び減塩による降圧効果の比較検討をした。その結果、1.安静時血圧は、1年後各群とも開始時に比し有意な低下を認めめた。収縮期血圧は、A群;10.50±11.98mmHg(P<0.05),B群;16.27±9.32mmHg(P<0.01)C群;12.72±11.91mmHg(P<0.01)の低下であり、拡張期血圧は、A群;6.90±7.69mmHg(P<0.05),B群;2.53±4.84mmHg(P<0.01)、C群;7.89±6.89mmHg(P<0.01)の低下であった。2.WHO基準による血圧区分でみると、A群20名中11名(55%),B群15名中7名(46.7%),C群18名7名(38.9%)が、正常域に低下した。3.運動負荷時のRDPは、運動実施群ではすべてのLoadにおいて、開始時に比し有意な減少を認めたが、非実施群では軽いLoadのみに有意な減少をみた。負荷時の心拍数は、運動実施群に明かな減少を認めたが、非実施群には減少が認められず、むしろ上昇傾向がみられた。4.運動実施群の週当り実施頻度は、A群2.70±10.3,B群2.90±1.10,であり、運動は自転車エルゴメーターによる1回1520分の心拍数120拍程度の強度であった。減塩実施群の食塩摂取量は、A群11.20±5.38g/日から9.01±3.24g/日へ・C群12.06±2.99g/日から9.33±2.68g/日へと1年後にいずれも有意に減少した。(P<0.05)これらのことから、軽度高血圧者に対する運動の降圧効果は、安静時血圧の改善とともに、酸素供給系の改善をもたらすことが示され、高血圧者の身体適性の増をはかるためにも有効であることが、明かとなった。
鉄鋼材料の疲労初期過程における原子間力顕微鏡その場観察と挙動定量化

本研究では,疲労き裂発生過程に焦点を絞り,原子間力顕微鏡(AFM)を用いて疲労過程その場観察を行い,突出し/入込みからき裂に至る過程をナノオーダーの変化として定量的に評価することを目的とする.疲労初期過程は材料の組織や特性に敏感であり,かつ,破断寿命のほとんどを占めるものの,現象的に未だ不明な部分が多い.今年度は固溶強化,析出強化といった種々の冶金的強化方法により強度を変化させた実験室溶解鋼を面外曲げ両振り疲労試験に供試し,実用上問題となる長寿命域の応力レべルにおいて,適宜繰り返し負荷を中断,走査型電子顕微鏡観察と原子間力顕微鏡による表面プロファイル変化測定を通じて,一回の繰り返し応力で生じる現象を検討した.本年度までに得られた知見を下にまとめる.1.AFMにより破断寿命に比べて極めて初期の10^3回(N/Nf=0.001)の繰り返し数からフェライト粒表面に50nm程度に成長したすべり帯の三次元プロファイルが定量的に測定でき,その2000回毎の成長が測定できた.2.すべり帯の成長は速いもので500nm/20000cycle=0.25Å/cycle程度であり,一回の負荷ではその不可逆性は起こっていない.3.低炭素鋼ではフェライト粒表面に発生するすべり帯は500nm程度まで成長し,粒内及び粒界のき裂発生に大きく関与する.4.すべりに対する影響の異なるSi及びNiを固溶したフェライト-パーライト鋼でそれぞれに特徴的なすべり帯が観察された.今後は,変形現象である突出し/入込みから破壊現象であるき裂の生成への変化過程を支配しているクライテリオンを検討する.また,それら過程は結晶粒径に強く依存すると考えられるため,材料間の比較解析も併せて行う.本研究では,疲労き裂発生過程に焦点を絞り,原子間力顕微鏡(AFM)を用いて疲労過程その場観察を行い,突出し/入込みからき裂に至る過程をナノオーダーの変化として定量的に評価することを目的とする.疲労初期過程は材料の組織や特性に敏感であり,かつ,破断寿命のほとんどを占めるものの,現象的に未だ不明な部分が多い.今年度は固溶強化,析出強化といった種々の冶金的強化方法により強度を変化させた実験室溶解鋼を面外曲げ両振り疲労試験に供試し,実用上問題となる長寿命域の応力レべルにおいて,適宜繰り返し負荷を中断,走査型電子顕微鏡観察と原子間力顕微鏡による表面プロファイル変化測定を通じて,一回の繰り返し応力で生じる現象を検討した.本年度までに得られた知見を下にまとめる.1.AFMにより破断寿命に比べて極めて初期の10^3回(N/Nf=0.001)の繰り返し数からフェライト粒表面に50nm程度に成長したすべり帯の三次元プロファイルが定量的に測定でき,その2000回毎の成長が測定できた.2.すべり帯の成長は速いもので500nm/20000cycle=0.25Å/cycle程度であり,一回の負荷ではその不可逆性は起こっていない.3.低炭素鋼ではフェライト粒表面に発生するすべり帯は500nm程度まで成長し,粒内及び粒界のき裂発生に大きく関与する.4.すべりに対する影響の異なるSi及びNiを固溶したフェライト-パーライト鋼でそれぞれに特徴的なすべり帯が観察された.今後は,変形現象である突出し/入込みから破壊現象であるき裂の生成への変化過程を支配しているクライテリオンを検討する.また,それら過程は結晶粒径に強く依存すると考えられるため,材料間の比較解析も併せて行う.
年縞堆積物DNAによる景観復元の探求

本研究は、国内の年縞堆積物を対象として環境DNA分析を実施して、化学成分や微化石から復元できない動植物相や人間活動履歴情報を網羅的に把握することができるのか、その検証をはじめて試みることである。そのために、気候環境や文化人類学的に景観の異なる北海道藻琴湖および、静岡県浜名湖に堆積する完新世(過去約1万年間)の湖底堆積物(年縞)を対象として、環境DNAの解析手法を援用して、景観を構成する生物相や人間活動履歴を時系列変化として復元する。最終年度となった平成30年度においては、その前年度に採集した北海道藻琴湖および、静岡県浜名湖の年縞堆積物の堆積学的、古生物学的研究を進めた。その一方、DNAの損傷程度の確認および、分析フローの確立を目的として、堆積年代の異なるスポットサンプルによる、メタ解析によるDNA分析を世界ではじめて実施した。その結果、藻琴湖においては、かつて生息していたイトウの在不在を議論できる可能性が見いだされた。浜名湖においては、従来の方法にて湖水環境が一変した西暦1498年の前と後、また、太陽活動と関連する小氷期の気候変動を復元できた。しかしながら、このような環境変化における海水魚の出現頻度については、明瞭な関係を見出すことができなかった。この原因については、湖沼ごとにDNAの損傷程度が異なることが推定され、時代をさかのぼるにつれ、損傷する傾向以外に、堆積環境による損傷程度に違いがあることが示唆された。平成29年度においては、その材料となる北海道藻琴湖および、静岡県浜名湖に堆積する年縞の採取のため、掘削調査を実施した。浜名湖は2017年7月に、藻琴湖は2018年2月に調査を実施した。その結果、両湖において良質な年縞堆積物を無事に採取することができた。また、8月には関係者ミーティングを実施して、研究の具体的な進め方について協議した。とくに、DNAの損傷程度の確認および、分析フローの確立を目的として、堆積年代の異なるスポットサンプルによる、メタ解析によるDNA分析を一次的に実施する方針を確認した。その際のターゲットを魚類を中心とする動物相とすることで進めることとした。藻琴湖については家畜として飼育されている豚牛の出現と、かつて生息していたイトウとの関係を議論することとしている。一方、浜名湖においては、湖水環境が一変した西暦1498年の前と後での海水魚の出現頻度についての検討を行うこととした。本年度に実施予定であった年縞堆積物のサンプリングは順調に実施することができている。一方、年縞中のDNA損傷の程度を明らかにするための、スポットサンプルを持ちいたメタ解析によるDNA分析の実施には至らず、方法の確立には至っていない。平成30年度は、DNA分析の実施検討を行い、復元検証のための方法の確立とともに、抽出できる情報の整理に取り組む。その後、年縞DNAによって復元された景観を構成する動植物相の在不在データを、従来の古環境学的解析(化学成分、微化石)データや、考古学・自然人類学的データと比較検討し、当該地域の景観変遷を論じる。遅れているDNA分析の実施体制については、研究分担者と密に連絡を取り合っている段階であり、問題ないことは確認している。平成29年度に実施予定であったDNA分析によるメタ解析を平成30年度実施に先送りしたため次年度使用額が生じている。このDNA分析を中心とする実験については、平成30年度請求分と合わせて実施することとしている。
神経系の情報コーディング処理デバイスに関する研究

本研究は,脳の神経回路網の機能を実現するための情報処理原理,すなわち神経系の情報コーディングを解明し,情報コーディング処理デバイスを開発し,その情報処理原理に基づくハードウェア情報処理システムを実際に製作することを目的としており,以下のテーマについて検討を行なった。1.ニューロンレベルでのニューラルコーディングの解明。2.ニューロンモデルの開発,および,3.時系列パターン認識のためのニューラルネットワーク。その結果,1.(1)PSPの膜電位依存性を導入した非同期カオスニューロンモデルにより,絶対不応性を有するデバイスを開発した。(雑誌論文1番目)(2)細胞体の振幅のカオス的出力パルス時系列は,軸索を伝達することで,カオスの振幅-間隔変換により,複雑な間隔時系列に変換されることを明らかにした。(雑誌論文3番目)2.(1)閾作用,無減衰・波形整形作用を有し,カオス現象も有する軸索モデルを実現した。(雑誌論文2番目)(2)パルス形ハードウェアバーストニューロンデバイスを開発した。(雑誌論文4番目)(3)ニューラルネットワークに適したパルス形ハードウェアニューロンデバイスをIC化した。(雑誌論文6,7番目)(4)IC化可能なパルス形ハードウェアバーストニューロンデバイスを提案した。(雑誌論文9番目)(5)非同期カオスニューロンデバイスをアナログ回路により実現した。(雑誌論文8番目)3.時系列識別のためのニューラルネットワークモデルを使用し,マウス脳波の識別実験を計算機シミュレーションで行った結果,時間的あるいは空間的に伸縮した波形に対して正しく識別できることを示し,結総数も少ないことからハードウェア化に適していることを明らかにした(雑誌論文5番目)。本研究は,脳の神経回路網の機能を実現するための情報処理原理,すなわち神経系の情報コーディングを解明し,その情報処理原理に基づくハードウェア情報処理システムを実際に製作することを目的としている。本年度は,1.ニューロンを,シナプス,細胞体,軸索に大別し,ニューロンレベルでのニューラルコーディングの解明について研究を行うとともに,2.ニューロンモデルの開発,および,3.時系列パターン認識のためのニューラルネットワークについて研究を行った。その結果,1.(1)我々が検討を行っているΛ形トランジスタを用いたパルス形ニューロンモデルにシナプスを考慮したモデルが,カオスニューロンモデルの条件を満足することを明らかにした。(2)非同期カオスニューロンモデルにPSPの膜電位依存性を導入したことにより,絶対不応性を有するモデルが得られることを明らかにした。(雑誌論文1番目)(3)閾作用,無減衰・波形整形作用を有し,カオス現象も有する軸索モデルを,コイルを用いることなく簡単な回路構成で実現できることを明らかにした。(雑誌論文2番目)(4)細胞体の振幅のカオス的出力パルス時系列は,軸索を伝達することで,カオスの振幅-間隔変換により,複雑な間隔時系列に変換されることを明らかにした。(雑誌論文3番目)2.(1)パルス形ハードウェアバーストニューロンモデルを提案し,拡張BVP方程式と対応することを明らかにした。(雑誌論文4番目)(2)VDECを通し,Λ形トランジスタのIC化を行った。3.(1)時系列パターン認織のためのニューラルネットワークを提案し,その構造や原理を明らかにした。(論文投稿中)本研究は,脳の神経回路網の機能を実現するための情報処理原理,すなわち神経系の情報コーディングを解明し,その情報処理原理に基づくハードウェア情報処理システムを実際に製作することを目的としている。本年度は,昨年度得られた結果を基に,1.ニューロンレベルでのニューラルコーディングの解明について研究を行うと共に,2.ニューロンモデルの開発,および,3.時系列パターン認識のためのニューラルネットワークについて研究を行った。その結果,1.(1)ニューロンの出力パルスの固有の振幅,及び固有の幅のばらつきは,シナプス荷重により補正できることを明らかにした。

(2)軸索遅延とシナプス遅延がニューロンの性質に与える効果は異なることを明らかにした。(3)通常の連続発火を示すニューロンの出力信号でも,回帰結合がある簡単なニューラルネットワークで,バースト発火現象が生じることを明らかにした。2.(1)Λ形トランジスタを用いたパルス形ハードウェアニューロンモデルについて論文をまとめる(論文投稿中)と共に,IC設計をVDECを通し行った。(2)他のパルス形ハードウェアニューロンモデルとして八木型のモデルを提案し(雑誌論文1番目),IC設計をVDECを通し行った。(3)パルス形ハードウェアバーストニューロンモデルのIC化可能なモデルを提案した(論文投稿中)。3.(1)前年度提案した時系列識別のためのニューラルネットワークモデルを使用し,単チャネルのマウス脳波の識別実験を計算機シミュレーションで行った結果,時間的あるいは空間的に伸縮した波形に対して正しく識別できることを示し,結線数も少ないことからハードウェア化に適していることを明らかにした(雑誌論文2番目)。本研究は,脳の神経回路網の機能を実現するための情報処理原理,すなわち神経系の情報コーディングを解明し,情報コーディング処理デバイスを開発し,その情報処理原理に基づくハードウェア情報処理システムを実際に製作することを目的としている。本年度は,本研究の成果のまとめとして,以下のテーマの成果を発表した。1.ニューロンレベルでのニューラルコーディングの解明。2.ニューロンモデルの開発,および,3.時系列パターン認識のためのニューラルネットワーク。その結果,1.(1)CMOSプロセスに適したシナプス回路を提案し,国内の研究会,国際会議にて発表を行なった(論文投稿予定)。(2)樹状突起モデルを提案し,逆伝搬特性と空間的加算特性について,国内の研究会,国際会議にて発表を行なった(論文投稿予定)。(3)回帰型ニューラルネットワークを構成し,時空間情報が統合,維持すること,および,一方向伝搬の回帰型ニューラルネットワークで短期記憶を持つことができることを明らかにした。2.(1)ニューラルネットワークに適したパルス形ハードウェアニューロンモデルをIC化し,その成果を国内外に発表した(雑誌論文14番目,図書1番目)。3.(1)時系列識別のためのニューラルネットワークモデルを使用し,画像認識等の応用について検討を行い,国内の研究会,国際会議にて発表を行なった(論文投稿予定)。
CD-ROMによるバルザックのデータベース

研究課題は「CD-ROMによるバルザックのデータベース」であった。印刷メディアで1万ページ以上になるバルザックの『人間喜劇』のコンコーダンスは、前後コンテクストつきの形では、その約7倍の分量に膨れ上がる。これは出版が不可能であるばかりか、個人用としてもプリント・アウトすることができない量である。当然、CD-ROMのような大容量の記憶メディアが使われるべきである。ところで、科学研究費交付申請時から、記憶メディアをめぐる環境は一変した。それは大容量光磁気ディスク-MO-の登場である。『人間喜劇』のコンコーダンスは、約210メガバイトであるから、現在急速に普及しつつある230メガバイトのMO1枚にちょうど収まる。また、この媒体は、書き換え可能であるという利点において、CD-ROMに勝る。この利点は、版を重ねる度に誤植などの小さな修正を絶えず加えるべきコンコーダンスにとっては無視できない。そういう理由で、この2年間の利用環境の変化に応じて、CD-ROMはMOにとって代わられた。MOドライブの価格も急激に低下し、一般のパソコン・ユーザーの間に普及している。一方、コンコーダンス本体にも、修正を加えて、第2版が完成した。第1版においては生起する語・語形を、単純にアルファベット順に並べてあったが、第2版では、語形をいったんレンマに戻し、レンマを見出し語として、すべての変化形を並べ直した。この作業は、あらゆる正規・不正規の語形変化をともなう文学作品については、相当な大事業であった。多様な動詞変化は当然であるが、『人間喜劇』では正しくないフランスを話す登場人物も少なくない。それらは、当然、動詞変化をレンマ化する既存のプログラムにはかからない。部分的にはすべて手作業でこれを行う必要があった。こうして第2版が完成し、MO化され、その配布が始まっている。国内のみならず、フランスのパリ市立「バルザック記念館」からも要望が届いている。第2版のための210ページあまりのインデックス(印刷メディア)も完成した。過去に配分を受けた科学研究費によって、バルザックの『人間喜劇』のコンコーダンスが電子的に完成したのは、平成五年のことである。現在このコンコーダンスはフロッピ-・ディスク150枚に収まっている。研究計画書でも述べたように、平成六年度の計画は、「データの拡張」、すなわち小説作品以外のバルザックのテクストをコンコーダンスに編入するため、OCRなどを利用して、これらを入力することであった。バルザックは多くに書簡を残した。これらは日記を付ける習慣を持たなかったこの小説家を研究する際、不可欠の貴重な参考文献である。死ぬ五カ月前にバルザック夫人となったポーランドの貴族ハンスカ夫人あての書簡は、全四巻の分厚い書簡集にまとめられている。また家族などを含むその他の書簡は、別の出版社から全五巻刊行されている。合わせて九巻になる。これらを入力した。まず、ハンスカ夫人宛の書簡は、そのすべてをOCRで入力した。その際、謝金により資料整理を手伝ってもらったのは、仕事をおおいに捗らせた。必然的に残る機械的誤読は、手作業で訂正した。一方、その他の書簡については、『人間喜劇』のデータを提供したフランスのデータベースFRANTEXTから、その見返りとして、全五巻のうち最初の四巻のデータが提供された。したがってOCRによる入力は、第五巻のみに限られた。以上のような経過により、予定通り、書簡データの入力は完成した。