hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2次元ペロブスカイト酸化物における電子相関の圧力制御

特に,強磁性相近傍でp波の対称性をもつ超伝導が期待されている.ところで,高温超伝導体La_<2-X>Sr_XCuO_4と同じ結晶構造を持つ超伝導体Sr_2RuO_4(Tc1.4K)は電子対の対称性がp波と考えられている.そこで,我々は圧力を手段としこの物質の電子相関の制御を試みた.その結果,加圧と共に超伝導が抑制され強磁性相関が発達している可能性を,面内の電気抵抗の圧力温度依存性から明らかに出来た.一方,我々が圧力実験から電子状態の2次元性を明らかにしたように,エキゾチックな超伝導を示すRuやCu酸化物では常伝導状態は2次元性で特徴づけられる.しかし,一般に常伝導電子状態での低次元性は,3次元の長距離秩序である超伝導や磁気相を抑制することが知られている.そこで,圧力実験で直接格子間隔を変化させ,この矛盾を明らかにした.具体的には,我々は異方的圧力実験の手法を開発し,これらの系で電子状態の2次元性を変化させたときの超伝導転移温度の変化を調べた.その結果,La_<2-X>Sr_XCuO_4(Tc=38K)で2次元性を強めることでTcを50K以上に高めることに成功した.そして,このTcの圧力変化が2次元性の指標である面間カップリングでスケールできる事を示した.
キラル11族金属錯体による新奇の環状アゾメチンイリドの活性化と立体多様性合成

アゾメチンイリドと活性アルケンと1,3ー双極子環化付加反応によりピロリジン誘導体が合成できる。一方,ピロリンエステルは環状アゾメチンイリド前駆体であり,これらは還元によりピロリジンのビルディングブロックとなる。先行研究では,マレイミドとの反応では1,3ー双極子環化付加反応が,ニトロアルケンとの反応では1,4ー共役付加反応が進行するという知見を得ている。本研究ではピロリンエステルとエノンやニトロイソキサゾールなどの活性アルケンとの反応を独自のキラル銀錯体触媒を用いて検討を行った。まず,ピロリンエステルとベンザルアセトンのようなエノンとの反応では1,4ー共役反応が立体選択的に進行し,単一のジアステレオマーが高エナンチオ選択的に生成した。この反応の適用限界を研究したところ,ベンザルアセトン誘導体としてベンゼン環に電子吸引性基および供与性置換基が結合した化合物が使用することができ,置換基の電子的性質にかかわらず,高立体選択的かつ高収率で生成物が得られた。また,ピロリンエステルの置換基として電子豊富および不足のアリール置換基のいずれも使用することは可能である。生成物をシアノボロヒドリドを用いて水素化したところ,分子内環化・水素化の連続により,縮環ピロリジジンエステルが単一のジアステレオマーとして生成した。この縮環ピロリジジンは生物活性が期待される化合物である。次に,独自のキラル銀錯体触媒を用いてピロリンエステルとニトロイソキサゾールとの反応を検討した。1,4ー共役付加反応が立体選択的に進行し,単一のジアステレオマーが高エナンチオ選択的に生成した。本反応により,ピロリンとイソキサゾールの二つのヘテロ環部位を持つ光学活性ハイブリッド分子の構築が可能となり,その生物活性に興味が持たれる。不斉1,4ー共役付加反応が分子のハイブリッド化に有効な手段であることを明らかにした研究と位置づけられる。オキサゾリンおよびチアゾリンエステルを環状アゾメチンイリド前駆体として用いて,置換ニトロアルケンとの反応を研究した。まず,オキサゾリンと置換にトロアルケンとの反応を,酢酸銅ととキラルオキサゾリン配位子のフェロセン誘導体(FcPHOX)の錯体を触媒として用いると,共役付加反応が進行し,二つのジアステレオマーが生成した。一方はニトロアルケンの置換基とオキサゾリンの窒素の立体化学がsynであり,もう一方は,antiの生成物が生成していることをNMRで確認した。配位子を種々検討し,不斉反反応の立体選択性の最適化を行った。電子的に中性及び電子豊富なFcPHOX配位子基のときは,生成物の立体化学はsynの生成物が主として生成し,エナンチオマー過剰率は88% eeー93% eeであった。3,5ージトリフルオロメチルホスフィンが置換した電子不足ののFcPHOXを用いると,生成物の立体化学は反転し,90% drの選択性でanti体が,97% eeの非常に高い値エナンチオマー過剰率で主生成物として得られた。チアゾリンエステルと置換ニトロアルケンとの反応も,同様に反応が進行し,電子豊富なFcPHOXではsyn体が,電子不足FcPHOXではantiが生成する立体選択性が観察された。この反応は,様々な置換基をもつオキサゾリンエステルおよびチアゾリンエステルに適用可能であり,多様な化合物の合成が可能であるだけでなく,立体異性体の作り分けも可能であり,立体的に多様な化合物の合成も可能である。オキサゾリンエステルとニトロアルケンとの付加物を,Raneyニッケルを用いて還元を行うと,ニトロ基がアミノ基へと還元され,分子内のエステルとの交換反応をへて,スピロラクタムが生成した。この化合物は,非天然型の四級アミノ酸であり,生物活性が期待されるので,今後,付加物の変換反応に関しても研究を行う。ピロリンエステルとニトロアルケンとの反応を,先行研究として行ってきており,本研究では,ピロリンエステルのオキサゾリンやチアゾリンエステルへの拡張を目指した。当初,オキサゾリンやチアゾリンの酸素およびイオウ原子の反応への関与を懸念していたが,ピロリンエステル同様に反応が高立体選択的に進行した。しかも,用いるホスフィン配位子の電子的性質に応じて,生成物の立体化学を制御できることが判明した。この結果は,立体多様性合成が可能であることを示し,多くの誘導体の合成が可能なので,創薬研究分野に貢献できると確信している。エピボキシジンは,イソオキサゾール置換基を持つアザノルボルナンであり,生物活性を有するため創薬の観点から注目されている。本年度の研究として,ピロリンエステルを環状アゾメチンイリド前駆体として,アルケニルニトロイソオキサゾールを活性アルケンとして用いて,1,3ー双極子環化付加反応によるイソオキサゾール置換基を持つアザノルボルナン誘導体の合成を計画した。この反応では,一段階で光学活性アザノルボルナンが合成できるので,合成化学的な価値は高い。この計画を実行するに先立ち,グリシンイミノエステルを鎖状アゾメチンイリド前駆体として用いて,予備的な実験を行った。当研究室で開発をしたキラル銀ThioClickFerrophos(P,S-配位子)

錯体触媒を用いると,アゾメチンイリドとアルケニルニトロイソオキサゾールとの1,3ー双極子環化付加反応は,トリエチルアミンの存在下,室温,テトラヒドロフラン中で円滑に進行し,対応するendo体の環化付加物,即ちピロリジン化合物が好収率,好ジアステレオかつエナンチオ選択的に生成する知見を得た。この反応の最適化を行い,種々のアゾメチンイリドとアルケニルニトロイソオキサゾールを用いて,反応の適応限界を検討したところ,反応基質のアリール基の電子的および立体的な性質にはほとんど依存したいという結果を得た。以上の知見を基に,次にピロリンエステルとアルケニルニトロイソオキサゾールとの1,3ー双極子環化付加反応を検討したところ,予想した1,3ー双極子環化付加反応は進行せず,ピロリンエステルのアルケニルニトロイソオキサゾールへの共役付加反応が進行した。この反応で生成する時アウテレオマーはanti-体の付加物だけであり,しかもエナンチオ過剰率は90% eeを超えていたので,共役付加物の合成的な価値を考慮して,研究を継続することにした。昨年度は,キラル銀および銅錯体触媒を用いて,ピロリンエステル,オキサゾリンエステルなどの環状アゾメチンイリド前駆体とニトロアルケンとの不斉共役付加反応を研究した。生成物は,Raneyニッケルなどで還元をするとスピロラクタムなど生物活性を持つ可能性の化合物への変換が可能であることを示した。本年度は,新たな活性アルケンとしてアルケニルニトロイソオキサゾールを採用して,鎖状アゾメチンイリドとの不斉1,3ー双極子環化付加反応が可能である知見を得た。ピロリンエステルとの反応は,予想外に不斉共役付加反応が進行したが,この反応の収率や立体選択性は高く,共役付加生成物の合成化学的な価値を探索することで,この反応の合成化学的価値が高くなると確信している。現在,生成物を塩基または酸触媒で処理をすることによる分子内環化反応を検討している。この反応が成功すれば,当初の目的のイソキノリン骨格を持つアザノルボルナン,すなわち,エピボキシジン誘導体の合成が可能になり,創薬分野への貢献が出来る。活性アルケンとして,環状スルホン化合物との反応の研究段階に入っており,キラル銀および銅錯体触媒を用いると1,3ー双極子環化付加反応が円滑に進行して,ピロリジンとスルホランの二環式化合物が生成する知見を得ている。鎖状環状アゾメチンイリドとの反応に関しては結果を一部報告した。この化合物の,生物活性に期待が持たれるので,反応の最適化と適用限界に関して研究している。以上のように,アゾメチンイリドの反応相手である活性アルケンの新規開拓が順調に進行しており,これによる新規化合物の合成と創薬分野への応用に貢献できると期待できる。アゾメチンイリドと活性アルケンと1,3ー双極子環化付加反応によりピロリジン誘導体が合成できる。一方,ピロリンエステルは環状アゾメチンイリド前駆体であり,これらは還元によりピロリジンのビルディングブロックとなる。先行研究では,マレイミドとの反応では1,3ー双極子環化付加反応が,ニトロアルケンとの反応では1,4ー共役付加反応が進行するという知見を得ている。本研究ではピロリンエステルとエノンやニトロイソキサゾールなどの活性アルケンとの反応を独自のキラル銀錯体触媒を用いて検討を行った。まず,ピロリンエステルとベンザルアセトンのようなエノンとの反応では1,4ー共役反応が立体選択的に進行し,単一のジアステレオマーが高エナンチオ選択的に生成した。
エンドサイトーシス制御破綻による腫瘍悪性化の遺伝学的解析

近年、がんの発生や進展にエンドサイトーシス制御破綻が重要な役割を果たす可能性が指摘されてきたが、そのメカニズムについては長らく不明であった。瀧野氏は、ショウジョウバエ上皮をモデル系とした遺伝学的スクリニーングによって、初期エンドソームの形成・機能に関わる低分子量Gタンパク質rab5遺伝子に変異をもつ細胞が周辺細胞に対して“細胞非自律的"に増殖能を付与することを明らかにした。また、rab5変異が駆動する細胞非自律的な増殖促進機構を遺伝学的に解析した結果、rab5変異細胞は細胞膜上にEiger(TNF)とEGFRを蓄積してJNK経路とRas経路をそれぞれ活性化することを明らかにした。さらに、JNK経路とその下流のコンポーネントであるCdc42、Ras経路が協調してがん抑制経路Hippo経路を不活化し、その標的遺伝子Unpaired(IL-6ホモログ分子)の発現が誘導されることで、周辺細胞の増殖が促進されることを明らかにした(Takino et al., Dev. Biol., 2014)。本研究は、エンドサイトーシス破綻が駆動するがん進展メカニズムの理解に貢献すると期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。がんの発生・進展過程において、細胞間の相互作用を介したがん原性変異の協調が重要な役割を果たしていると考えられている。我々は、がんの発生・進展を駆動する細胞間コミュニケーションの分子基盤を生体レベルで解明するため、ショウジョウバエ上皮をモデル系とした遺伝学的スクリーニングを行った。具体的には、まずショウジョウバエ複眼原基の上皮組織において、活性化型Ras (RasVl2)を発現する細胞クローンを誘導すると、良性腫瘍が形成される。このRas誘導性良性腫瘍に対してさらなる突然変異を導入し、変異細胞自身ではなく周りの正常細胞群が過剰に増殖する変異体(non-cell autonomeus groyth (nag)変異体)をスクリーニングした。その結果、初期エンドソームの形成・機能に関わる低分子量Gタンパク質rab5遺伝子の変異体が単離された。rab5変異が駆動する細胞非自律的な増殖促進機構を遺伝学的に解析した結果、rab5変異細胞内でc-Jun N-terminal Kinase (JNK)経路とRas経路が活性化されることがわかった。これら両経路が協調してがん抑制経路Hippo経路を不活化し、その標的遺伝子Unpaired (Upd)(IL-6ホモログ)の発現が誘導されることで、周辺細胞の増殖が促進されることが明らかとなった。rab5変異細胞群がいかにして、周囲の正常細胞群に増殖能を付与するのかそのメカニズム一端を解明することができた。2014年3月20日現在諭文投稿中である。当初の予定では25年度中に論文の受理を目指していたため、若干の遅滞は否めないが、おおむね順調に進展している。rab5変異細胞群と正常細胞の細胞間相互作用を介した細胞増殖機構を明らかにする中で、JNK経路とRas経路の活性が重要であることをつきとめたが、これにRhoファミリーGタンパク質であるCdc42が関わることが示唆されているため、そのメカニズムに関してさらに詳細な解析を行う。また、最近報告があったrab5と細胞競合の関わりに関しても解析を行う。
アスパラギン特異的エンドペプチダ-ゼの構造と生理的役割に関する研究

本年度実施計画1、2はほぼ達成でき、研究の第一目的である本酵素のプロテア-ゼとしての位置付けを推定することができた。1.完熟タチナタマメ粉末の粗抽出液より、疎水性クロマト、チオ-ルアフィニテ-クロマト、疎水性クロマト、陽イオン交換クロマト、さらにHPLC用カラム単体使用での疎水性クロマト、高速ゲルろ過、再高速ゲルろ過の以上7段の精製操作を行いSDSーPAGE及び逆相HPLCクロマトでほぼ単一のバンド及びピ-クを与える精製酵素画分を5%の活性(DNPーPEAN・NH_2基質使用)収率で得た。尚、都合3回の疎水性クロマトは濃縮、脱塩をも兼ねており次の精製ステップを迅速に行なう為に有効であった。また精製溶媒に0.01%Brij35を含有させることで酵素の安定化も図ることができた。多段精製のため最終収率は低いが再現的に精製のできる事も確認した。2.至適pH(6付近)、環元Sー3ートリメチルアミノプロピルリゾチ-ムの消化ペプチド解析による切断特異性(Asnのみに特異的),各種プロテア-ゼ阻害剤の感受性(SH酵素様である)等の諸性質解析は部分精製酵素や未熟種子からの部分精製酵素と同等の結果が得られた。本酵素のアミノ酸配列分析ではアミノ末端より25残基(EVGTRXAVLAGSNGYGNYRHQADV)の配列を決定する事ができた。アミノ酸配列デ-タベ-ス(PRF)のホモロジ-検索をこの部分配列で行なうと既存のSH酵素(パパイン等)との相同性は認められなかったが、Schistosoma mansoniのSHプロテア-ゼで抗原蛋白質ともなっているSm32の配列と高い相同性(18/19)が観察された。このプロテア-ゼの一次配列も典型的なSHプロテア-ゼとは類似性が乏しく、この酵素とと同様に本酵素は新たなタイプのSHプロテア-ゼに分類されるベきものと推定された。蛋白質が必要なことからペプチドマップ等でのより一層の配列分析は今後に残された。
東日本大震災に対する価値観に関する実証的研究

本研究の目的は、東日本大震災がいかなる社会変容をもたらす出来事として、社会成員に捉えられているかを、実証的に明らかにすることである。以上の目的に即して、政治意識、公共性、復興政策、社会政策、原発事故への不安感、ボランティア行動や寄付などの利他行為について、全国と被災三県を対象にして大規模調査をおこなうとともに、宮城県石巻市、宮城県女川町、岩手県釜石市、岩手県大槌町における質的な調査もあわせて実施し、大災害がもたらす意識構造の変容についての理論的洞察を得た。本研究の目的は、東日本大震災がいかなる社会変容をもたらす出来事として社会成員に捉えられているかを実証的に明らかにすることである。東日本大震災は、甚大な被害だけでなく、社会全体の変容をもたらす出来事とみなされている。実際、この災害をきっかけに、政府部門、非政府部門を問わず、社会構想が語られているが、その基礎となるべき、「社会成員がこのたびの災害をいかに捉えているか」という実証的な研究は存在していない。以上の問題関心のもと本研究は、(1)東日本大震災を契機にどのような問題が顕在したと社会成員は捉えているか、(2)復興に際して、いかなる公共政策、市民参画が必要であると社会成員は考えているか、の2点を計量調査から析出する。またその意識が、複数の変数のなかでいかに規定されているかを分析する。2012(平成24)年度は、調査票の確定をおこなうため、前年度におこなったインターネット調査の内容を検討しつつ、これまでおこなわれてきた内外の関連既存調査(SSM調査、国民生活選好度調査、British Social Attitudes Survey、GSS調査、JGSS調査、ISSP調査、など)のサーベイを実施するとともに、研究者力、らの聞き取り調査を震災で調査をおこなっている研究者にヒアリングをおこない、調査票作成の参考にした。以上の作業を進めながら、何回かの研究会活動をおこない、8月を目処に「東日本大震災についての社会調査」と題する調査票を確定した。実査は、被災地調査も含まれているため、11月のおよそ3週間程度で行った。調査票確定の直前に、実査の委託先を決定するために相見積(あいみつもり)を行った。その後実査委託先の担当者と、最終的な調査票の内容確認および調査票の読み合わせをおこない、調査票のレイアウトも決定した。そのうえで、次年度に本格的なデータ分析に入っていくことができるように、データのチェック、整理・修正、自由回答欄がある場合はコード化の作業をおこなう。また、簡単な集計の作業をおこなう。それにくわえて、効率的な分析がおこなうことができるよう、作業仮説の練り直しのための研究会活動を二ヶ月に一回程度実施した。今年度は、2012年に実施した「東日本大震災からの復興に関する総合的社会調査」データのチェック、整理・修正、自由回答欄がある場合はコード化の作業をおこないつつ、年度の前半に、簡単な集計の作業をおこない、インターネットでその成果を発表した。さらに、年度の後半からは、次のテーマでメンバー各自の関心に基づいて分析をおこなった。具体的なテーマは、1災害経験と災害認識の実態、2復興政策の優先順位と政府の責任、3復興政策と国家観、4復興後の「生活の質」と社会階層、5復興後の個人的な生活展望と復興政策、6地域と復興政策、などである。以上の分析結果の検討と共有をおこなうため、研究会活動を東京にて二ヶ月に一回程度おこなった。また、研究成果を日本社会学会でおこなうとともに、次年度に開催された世界社会学会議(於:横浜)のエントリーをおこなった。さらに、前年度にひきつづき、被災地での状況変化を観察するため、宮城県石巻市、宮城県女川町、岩手県釜石市、岩手県大槌町のそれぞれで、仮設団地のコミュニティ形成、仮設商店街の形成・運営、高齢者や障がい者福祉、住宅再建といったテーマについて、行政職員などにインテンシブなヒアリング調査をおこなった。また、前年度におこなった調査データの解釈について、学会・シンポジウムなどの場で討議し、復興の取り組みに活かせるように努めた。最終年度である2014年度は、各自が設定した問題関心にもとづき、初年度に実施した全国調査・被災三県(岩手・宮城・福島)調査データの追加分析をおこなった。また、インターネットで被災以後の社会意識において継続調査をおこなった。また、各自の研究成果を報告・確認するため、2月に1度のペースで研究会をおこなった。それぞれの研究は、政治意識/公共性の変容、復興政策と社会政策の対立/相補性、原発事故の不安感、ボランティア行動への意識についてであった。また、岩手県釜石市と大槌町において、現地調査とインテンシブなヒアリング調査をおこなった。

そこでのテーマは、津波被害からの復興ということで土地利用用途が大きく変わるなか、住宅再建、産業拠点、死者への祭礼空間をどのように設定し意味づけているかを、過去の災害と比較しつつ分析をおこなっている。本調査については、当地の行政関係者や宗教関係者との協力関係はもちろんのこと、都市計画、建築、医療・看護など他分野の研究者とも協働しつつ分析をおこなっており、現在でもこの調査について継続して取り組んでいる。本研究では、大震災を契機にした社会意識の変容を、調査員による全国・三県調査およびインターネットでの継続調査で把握することを試み、災害がいかなる社会変動をもたらすかという理論的な知見を得ることができた。また、その研究データを、被災地自治体や復興にたずさわる専門家にたえず開示・フィードバックしつつ、その分析を進めていったことも明記しておきたい。こうした研究の進め方は、社会学のアクションリサーチのあり方の1つとして、有意義な蓄積になったと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、社会成員が、震災後の社会として何を望ましいと考えているか、そしてそうした意識の背景にいかなる社会的公正感が横たわっているか、を調べることを目的としたものである。前年度に、全国および被災三県を対象にした調査を実施し、今年度に、その分析へと移行したことで、おおむね順調な進展があったと考えてよいだろう。また、被災三県といっても当然その内部にグラデーションがあるため、被災地への現地調査を集中的におこなうことができたことも今年度の達成であった。社会学2014(平成26)年度は、本研究プロジェクトの中心である「東日本大震災に関する社会調査」の分析作業のとりまとめにかかる。研究分担者および研究協力者は、学会や論文発表などの対外的成果に集中的に取り組む予定である。関連既存調査のサーベイ実施、研究者からの聞き取り調査や調査票作成をおこなった。研究会活動も複数回おこなうことができた。おおむね交付申請書記載の通り、順調に進展している。2013(平成25)年度は、本研究プロジェクトの中心である「東日本大震災に関する社会調査」の分析作業を開始する。研究分担者および研究協力者は、夏をめどに、調査内容を概観するための一時的な分析を終わらせる。平成24年度の科研費では若干であるが残額が発生した。基金分の科研費として、次年度に有効利用したい。
ジェンダー関係にみる都市「居住空間」の生産

都市の「居住空間」とジェンダーとの関係を明らかにするために、名古屋市郊外住宅の開発過程とそこに組み込まれたジェンダー関係を検討した。都市は人々が日常生活を営む単なる入れ物ではなく、行為主体として活動し、社会的・経済的・文化的変化が生み出される場所である。事例のひとつとして、名古屋市における学級開放活動、トワイライトスクール事業を取り上げた。2006年度時点で191校の小学校で実施されており、そのうち16校では時間延長モデル事業が行われている。放課後学級活動であるこの事業は、退職した校長が中心となり運営指導者として派遣されている。またアシスタントパートナーとして有償ボランティアが常時子供たちの目の届くところにいる。また伝統芸能や伝承遊び、紙工作等の体験学習の体験学習の指導を地域スタッフが来校して教えることもある。この事業は小学校で実施される活動であるがゆえに公的事業の色彩が強く、それが保護者と児童の安心感につながっている。また地域居住者と子供たちとの交流の場として機能し始めている。一方で、従来就労支援として進められてきた学童保育は、こうした学級開放活動の広がりにより運営上困難な状況に追い込まれてきている。時間延長モデル事業は、共働き世帯への支援の可能性を秘めているものの、学童保育が果たしている第二の家庭としての役割を担っているわけではない。トワイライトスクール事業は、地域社会への開放の役割は果たしてきているものの、女性の社会進出への支援にはなお課題が多いのである。子供たちにとって、家庭と学校以外の場が地域居住者によって開かれることがトワイライトスクール事業の可能性である。再生産空間として位置づけられてきた地域社会が、生産空間としての機能を持ち、地域居住者と子供たちが主体となって、トワイライトスクールを通じて「居住空間」の形成に寄与することが可能となるのである。「居住空間」とジェンダーとの関係を明らかにするために、名古屋郊外住宅の開発過程とそこに組み込まれたジェンダー関係を検討してきた。その事例の一つとして名古屋市における学級開放活動、トワイライトスクール事業に関する調査を中心に研究を進めた。放課後学級活動であるこの事業は退職した校長が中心となり運営指導者として派遣されている。また伝統芸能や伝承遊び、紙工作等の体験学習の指導を地域スタッフが来校することもある。トワイライトスクールは小学校で実施される活動であるがゆえに、公的事業の色彩が強く、それが保護者と児童の安心感につながっている。それとともに、地域居住者と子供たちとの交流の場として機能し始めている。トワイライトスクールでは延長保育等の共働き世帯への支援は検討されておらず、地域社会への開放の役割は果たしても、女性の社会進出への支援にはつながっているとはいいがたい。子供たちにとって、家庭と学校以外の場が地域居住者によって開かれることがこの事業の可能性である。再生産空間として位置づけられてきた地域社会が、生産空間としての機能を地域居住者と子供たちの両者にトワイライトスクールを通じた「居住空間」の形成に寄与することが可能となるのである。本研究の目的は、名古屋近郊の住宅地を事例に、都市の「居住空間」とジェンダーとの関係を明らかにすることにある。名古屋近郊では、高蔵寺ニュータウン開発など1960年代から大規模なニュータウン開発が進展した。1960年代に開発が始められた大規模ニュータウンでは、高齢化の問題が切実な課題の一つとなっている。一方、名古屋の近郊住宅地は、幹線道路の整備を進めながら現在なお拡大を続けている。都市開発の過程が異なることも一因となり、名古屋近郊地域では多様な課題を抱えている。開発が顕著な地域として日進市をあげる。日進市は「ひと・みどり・ふれあいがつくる高環境生活都市」-安全・安心な暮らしと真に豊かな暮らしのできる都市をめざして-という将来像をかかげている。年齢別人口を見ると、男女ともに30歳代が最も多く、産業分類別就業者人口を見ると、第3次産業が7割を占めている。一世帯あたり人員は2.7人(平成17年)であり、日進市は名古屋市の通勤圏として30歳代の核家族を中心とした郊外住宅地が形成されていると考えられる。『市民活動に関するアンケート』(平成14年)によると、居住者の市民活動への参加経験はある、19.9%、少しある17.8%となっている。活動の中心は女性であるが、男性の参加も見られる。居住者は活動の経済的な基盤をまかなうための補助金や活動支援センターの整備を望んでいる。基盤作りを進めることで、この地域の活動はさらに発展すると考えられる。本研究で用いる「居住空間」とは、生産と再生産を空間的に結合する行為主体として生活をする人々が、住宅地を基盤としながら、それを文化的・社会的に創造しつづける空間のことを意味する。居住者の活動への参加が日進地域を形成する一因となっているのである。

またアシスタントパートナーとして有償ボランティアが常時子供たちの目の届くところにいる。また伝統芸能や伝承遊び、紙工作等の体験学習の体験学習の指導を地域スタッフが来校して教えることもある。この事業は小学校で実施される活動であるがゆえに公的事業の色彩が強く、それが保護者と児童の安心感につながっている。また地域居住者と子供たちとの交流の場として機能し始めている。一方で、従来就労支援として進められてきた学童保育は、こうした学級開放活動の広がりにより運営上困難な状況に追い込まれてきている。時間延長モデル事業は、共働き世帯への支援の可能性を秘めているものの、学童保育が果たしている第二の家庭としての役割を担っているわけではない。トワイライトスクール事業は、地域社会への開放の役割は果たしてきているものの、女性の社会進出への支援にはなお課題が多いのである。子供たちにとって、家庭と学校以外の場が地域居住者によって開かれることがトワイライトスクール事業の可能性である。再生産空間として位置づけられてきた地域社会が、生産空間としての機能を持ち、地域居住者と子供たちが主体となって、トワイライトスクールを通じて「居住空間」の形成に寄与することが可能となるのである。
家族性ALSの大家系における新しい遺伝子座の検索

筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis以下ALS)は進行性の難治性神経疾患で、その予後はきわめて不良である。ALS発症者の5-10%は家族性であることが知られており、通常、常染色体優性遺伝形式をとる。近年、家族性ALSにおいてCu/Zn superoxide dismutase(以下Cu/Zn SOD)遺伝子の変異が報告され、それによる運動ニューロン選択的細胞死の機序の解明が待たれている。しかしながら家族性ALSの病因におけるCu/Zn SOD遺伝子異常の普遍性を論じるためには、Cu/Zn SOD遺伝子異常の見つからない家族性ALS家系の原因遺伝子の検討が必要である。本研究はCu/Zn SOD遺伝子異常の見られない家族性ALSの大家系(4世代、15名のALS患者)において、その新しい遺伝子座を検索することを目的とする。インフォームドコンセントを得てから患者およびその家族から末梢リンパ球を採取し、DNAを抽出すると共に、EBVトランスフォーム下リンパ芽球株を樹立した。患者およびその家族のDNAを利用して、最初にこれまでに遺伝子座が明らかになっている運動ニューロン疾患あるいはその類似疾患(劣性遺伝形式を含む)の遺伝子座における連鎖を検討したがいずれも連鎖は否定的であり、新たな遺伝子座に連鎖する可能性が示唆された。現在、全ゲノムにわたる検討を継続している。その一方で、上記家系をふくめた多数の家族性ALS家系の遺伝子解析を行うことにより、わが国ではじめてCu/Zn SOD遺伝子変異をホモ接合性に持つALS患者を発見した。また、孤発性ALSの患者においてグルタミン酸トランスポーターのサブタイプのうちEAAT2遺伝子に点突然変異を同定した。本年度は家族性ALS家系の構成者に対して、既に得られている臨床的な情報に加えて生活習慣を含めた詳細な調査を行った。その後、インフォームドコンセントを得てから患者およびその家族から末梢リンパ球を採取し、DNAを抽出すると共に、EBVトランスフォーム下リンパ芽球株を樹立している。患者およびその家族のDNAを利用して、これまでに遺伝子座が明らかになっている運動ニューロン疾患あるいはその類似疾患(劣性遺伝形式を含む)の遺伝子座との連鎖を検討しているが、これまでのところ有意な連鎖はみられていない。

本研究はCu/Zn SOD遺伝子異常の見られない家族性ALSの大家系(4世代、15名のALS患者)において、その新しい遺伝子座を検索することを目的とする。本年度はインフォームドコンセントを得てから患者およびその家族から末梢リンパ球を採取し、DNAを抽出すると共に、EBVトランスフォーム下リンパ芽球株を樹立した。患者およびその家族のDNAを利用して、最初にこれまでに遺伝子座が明らかになっている運動ニューロン疾患あるいはその類似疾患(劣性遺伝形式を含む)の遺伝子座における連鎖を検討したがいずれも連鎖は否定的であり、新たな遺伝子座に連鎖する可能性が示唆された。現在、全ゲノムにわたる検討を継続している。その一方で、上記家系をふくめた多数の家族性ALS家系の遺伝子解析を行うことにより、わが国ではじめてCu/Zn SOD遺伝子変異をホモ接合性に持つALS患者を発見した。
植物体のしなやかさを生み出す非セルロース性細胞壁成分の構造力学的・化学的特性

本研究では、優れた力学特性が植物体に付与される仕組みを明らかにするために、植物細胞壁の非セルロース性成分による細胞形態制御や細胞間接着、細胞壁構築の分子機構を解明することを目的としている。アラビノガラクタン-プロテイン(AGP)は植物特有の細胞外糖タンパク質であり、細胞壁最内層(原形質膜表面)に存在する。2018年度は、微生物から単離された強力なAG糖鎖分解酵素遺伝子を利用したAGP機能攪乱植物の作出を行った。デキサメタゾン処理によりAG糖鎖の主鎖の破壊が起きる植物はすでに作出しており、加えて、AG糖鎖の側鎖や末端グルクロン酸残基が分解される植物を作出した。AG糖鎖構造と組織・細胞形態、植物体の物性の関係を整理し、次年度以降に機能に重要な糖鎖構造を解析する予定である。AG糖鎖の働きに関与する新規因子の発見を目指して、上記のAG糖鎖主鎖破壊植物から変異体プールを作成したが、導入遺伝子の発現量が安定せず、良好なプールが得られなかった。そこで別のプールを作成し、AG糖鎖特異的な阻害剤であるヤリブ試薬を利用した変異体選抜を開始した。ペクチンには、HGとRG-I、RG-IIの3領域が存在するが、組織形態の決定や細胞形態の制御におけるこれら3領域の分子機能の違いがわかっていない。そこで2018年度は、HGとRG-IIの合成が異常なシロイヌナズナ変異体を取り寄せ、ホモライン化を行い、基本的な植物体の形質として胚軸と根の成長を調べた。HGの変異体のうち、主要なHG合成酵素を欠損した変異体は生育が極めて悪いことがわかった。RG-Iの主鎖合成に関わるRRTは4つあり、多重変異体作出の準備段階として、掛け合わせとゲノム編集を行った。2018年度は、研究項目「優れた力学特性を生む細胞伸展性・形態形成の自律的制御機構の解明」で予定していた、AG糖鎖機能攪乱シロイヌナズナからの変異体プールの作成と変異体選抜を、ヤリブ試薬を利用した選抜にするなどの変更を行ったが、AG糖鎖の機能に関わる変異体を単離・同定する目標には順調に向かっている。研究項目「力学的最適解を生む細胞接着の形成・キャンセル制御機構の解明」については、一部のペクチン変異体の取得が遅れているものの、大半のペクチン変異体を取得できており、次年度以降は当初の計画通りに進めることができると考えている。研究項目「重力に抗する植物の動的な体作りの仕組みの解明」は、当初の計画通りの実験ができていないが、実験試料の調製は進んでおり、次年度以降に実施予定である。AGPは細胞壁の微量成分であるにも関わらず、成長や分化など植物の様々な生理現象に関与する。阻害剤であるヤリブ試薬を用いた研究からは、組織形態や細胞形態の制御に関わることが示唆されている。微生物の分解酵素の発現により複雑なAG糖鎖が段階的に失われるシロイヌナズナを用いて、組織形態の制御や茎の物性に重要な糖鎖構造を特定する。AGPによる組織形態や細胞形態の制御を解明するために、AG糖鎖に特異的に結合するヤリブ試薬に高感受性または耐性のシロイヌナズナ変異体を選抜し、原因遺伝子から、AGPの分子機能に関わる因子を発見、同定する。ペクチンには、HG、RG-I、RG-IIの3領域があるが、細胞接着における個々の領域の役割の違いが分かっていない。また最近、HGの脱メチルエステル化が等方成長から異方成長への転換に関わることが提案されている。本研究では、これまで得られていなかったRG-Iの合成異常変異体を作出し、各種のペクチン変異体で、植物体の物性と細胞の形態、カルシウム・ホウ素の架橋度を調べ、これらの関係を整理する。また、これらをパラメーターとして利用して、力学的に優れた構造が形成されるメカニズムをモデリングを利用して考察する。太古の昔に水中から陸上に進出した植物には、1 gの重力に抗するための細胞構造や組織形態があると考えられる。加えて、これらの構造の形成、維持に必要な優れた部材としての細胞壁分子が存在すると期待される。そこで、細胞壁や細胞骨格に異常を持つ様々なシロイヌナズナ変異体を遠心過重力環境で育成し、重力に抗する力学構造に重要な細胞・組織構造や優れた部材としての細胞壁分子を探索、同定する。

そこで別のプールを作成し、AG糖鎖特異的な阻害剤であるヤリブ試薬を利用した変異体選抜を開始した。ペクチンには、HGとRG-I、RG-IIの3領域が存在するが、組織形態の決定や細胞形態の制御におけるこれら3領域の分子機能の違いがわかっていない。そこで2018年度は、HGとRG-IIの合成が異常なシロイヌナズナ変異体を取り寄せ、ホモライン化を行い、基本的な植物体の形質として胚軸と根の成長を調べた。HGの変異体のうち、主要なHG合成酵素を欠損した変異体は生育が極めて悪いことがわかった。RG-Iの主鎖合成に関わるRRTは4つあり、多重変異体作出の準備段階として、掛け合わせとゲノム編集を行った。2018年度は、研究項目「優れた力学特性を生む細胞伸展性・形態形成の自律的制御機構の解明」で予定していた、AG糖鎖機能攪乱シロイヌナズナからの変異体プールの作成と変異体選抜を、ヤリブ試薬を利用した選抜にするなどの変更を行ったが、AG糖鎖の機能に関わる変異体を単離・同定する目標には順調に向かっている。研究項目「力学的最適解を生む細胞接着の形成・キャンセル制御機構の解明」については、一部のペクチン変異体の取得が遅れているものの、大半のペクチン変異体を取得できており、次年度以降は当初の計画通りに進めることができると考えている。研究項目「重力に抗する植物の動的な体作りの仕組みの解明」は、当初の計画通りの実験ができていないが、実験試料の調製は進んでおり、次年度以降に実施予定である。AGPは細胞壁の微量成分であるにも関わらず、成長や分化など植物の様々な生理現象に関与する。阻害剤であるヤリブ試薬を用いた研究からは、組織形態や細胞形態の制御に関わることが示唆されている。微生物の分解酵素の発現により複雑なAG糖鎖が段階的に失われるシロイヌナズナを用いて、組織形態の制御や茎の物性に重要な糖鎖構造を特定する。AGPによる組織形態や細胞形態の制御を解明するために、AG糖鎖に特異的に結合するヤリブ試薬に高感受性または耐性のシロイヌナズナ変異体を選抜し、原因遺伝子から、AGPの分子機能に関わる因子を発見、同定する。ペクチンには、HG、RG-I、RG-IIの3領域があるが、細胞接着における個々の領域の役割の違いが分かっていない。また最近、HGの脱メチルエステル化が等方成長から異方成長への転換に関わることが提案されている。本研究では、これまで得られていなかったRG-Iの合成異常変異体を作出し、各種のペクチン変異体で、植物体の物性と細胞の形態、カルシウム・ホウ素の架橋度を調べ、これらの関係を整理する。また、これらをパラメーターとして利用して、力学的に優れた構造が形成されるメカニズムをモデリングを利用して考察する。太古の昔に水中から陸上に進出した植物には、1 gの重力に抗するための細胞構造や組織形態があると考えられる。加えて、これらの構造の形成、維持に必要な優れた部材としての細胞壁分子が存在すると期待される。そこで、細胞壁や細胞骨格に異常を持つ様々なシロイヌナズナ変異体を遠心過重力環境で育成し、重力に抗する力学構造に重要な細胞・組織構造や優れた部材としての細胞壁分子を探索、同定する。
東アジア縁辺海の高解像度再解析(DREAMS)

日本周辺海域において高分解能・高精度のデータ同化システムを構築した。この新たな同化モデルは北西太平洋の親モデルと縁辺海域の子モデルで構成される。主要な経験的パラメーター(粘性係数や拡散係数、海面・海底摩擦係数など)はモデルグリーン関数を用いて最適化した。潮汐・潮流もデータ同化によって高精度化した。さらに衛星観測による海面高度・水温データを近似カルマンフィルターとナッジング法によって同化した。海面付近の変動や亜表層の水温変化、主要海峡の通過流量などと比較して、このモデル結果は従来の日本海モデルよりもかなり高精度である。特に東シナ海から日本海にかけての対馬暖流の再現性が高い。データの入出力を含むすべての計算手続きは自動化され、当該ホームページにて最新の予測結果を誰でも閲覧することが可能である。東アジア縁辺海を高解像度(約7.5kmメッシュ)で再現する海洋循環モデルを作成した。低解像度(1/4度)北西太平洋モデルを開境界条件とすることによって、従来の日本海予測モデルを大きく上回る再現性を得た。外洋域の影響が陸棚縁を伝播する波動としてより正確に再現されたようだ。感度実験の結果をグリーン関数として定義し、両モデルの経験的パラメーター(粘性・拡散・底摩擦係数、熱塩フラックスなど)を最適化したことが奏功した。例えば、この逆推定計算から従来の風応力データは約25%過大評価であることを明らかにした。黒潮の流量もより現実的である。潮汐変化も陽にシミュレーションしたが、開境界条件として用いた国立天文台潮汐モデルに無視できない誤差があり、今後修正を要する。本モデル結果と衛星高度計データとの相関は日本海・東シナ海のほぼ全域で0.60.9に達し、非同化モデルながら既に従来のデータ同化モデルを凌駕する高い予測性能を示す。対馬海峡の通過流量も現実的である。再解析データセット作成に不可欠な高精度の海洋モデルを得ることができたといえる。近似カルマンフィルターの作成にも着手し、予備的実験の結果も良好である。次年度の本格的なデータ同化実験に備え、各種観測データの収集・解析を進めた。衛星高度計・水温計データはすでに数値モデルの評価に利用している。対馬海峡のフェリーADCP,水温塩分データの補正も完了した。石川県舳倉島に設置した潮位計観測も順調であり、モデル潮位変化との比較は上述した通りである。海洋物理学的に新たな知見も得られた。黄海では潮汐残差流が強く、冬季は風成循環を弱める関係にあることが分かった。夏季は季節風が弱いため、潮汐残差流が海流の主因となる。日本海に流入した後の対馬暖流の流路や流量、二次循環などの特徴も詳しく調査し、定説となっていた三分枝説とは異なる描像(二群説)を提示した。縁辺海モデル(DREAMS_M)の潮汐計算条件を最適化した。モデルグリーン関数を用いた逆推定法を用いて、潮汐・潮流(M2,S2,K1,O1)の境界条件を修正することによって、東シナ海における潮汐の誤差が約1/3にまで低下した。力学的な整合性に優れた3次元予測モデルとしては過去最高の再現性を得たと判断される。また、主な海流や水温塩分の境界条件とする北西太平洋モデル(DREAMS_B)の同化結果と気象研究所予測モデル(MOVE-WNP)を比較し、黒潮や対馬暖流などの主な流量がよく一致することを確認した。ADCPによる観測値とも概ね一致しており、開境界条件として十分な精度を有することがわかった。ただし、津軽海峡の通過流に関してはモデル計算値が観測値を上回る傾向があり、更なる調査が必要である。東シナ海と日本海内部における主要な海洋変動(黄海の潮汐残差流、長江希釈水の東進や対馬暖流の鉛直構造など)も解析し、データ同化しない予測計算の状態でもかなり現実的な再現性を有することが示された。さらに沿岸域・浅海域のデータ同化性能向上を目指して、カルマンフィルターの近似方法を改善した。要点としては、(1)順圧モードの縮小近似の要素を流速そのものからモード流速へ変更し、さらに沿岸付近で誤差格子点の配置を見直す。(2)傾圧モードの観測行列を定義する際に、順圧成分をより正確に除去することが可能。(3)浅海域における成層状態の大きな季節変化に対応して、システム誤差に季節変化を考慮する必要がある。(4)海面変位を順圧モードと傾圧モードに分離する方法の改善、の以上4点である。最近の漂流ブイ観測結果から黄海南西部において漂流ブイの軌跡に潮汐残差流がほとんど作用していないと報告された。

この原因を数値モデルによって調査したところ、強制力を潮汐のみに限定した場合は、漂流ブイが残差流に追随するものの、風応力を付加した場合は、弱風であっても、移動距離に対して潮汐よりも風効果の方が支配的であることが分かった。また、DREAMS海洋モデルで加熱期に海面水温(SST)の再現性が悪い問題点(低温バイアス)が顕在化したため、静止衛星MTSATによって計測される約30分毎のSST観測データを、簡略化した大気海洋結合モデルに同化する実験を行ったざ最初にシミュレーションと観測データをcovariance matching法によって比較したところ、衛星データの日平均SSTはモデル計算結果よりも格段に精度が高いことが分かった。しかし、短周期変動成分は、逆にシミュレーションの方が正確であることが判明した。そこで、日平均値とアノマリー成分について、2段階のデータ同化を実行することとした。第一段階として、モデルとデータの日平均差を初期条件に還元し、日平均値の強い修正を行い、第二段階として、アノマリー成分について弱いナッジング同化を行ったところ、様々なSST観測データと比較してかなり現実的な同化結果を得ることができた。東日本大震災を受け、放射性物質の海洋拡散に対する備えとして、鹿児島県の川内原子力発電所付近を起源とする受動トレーサーの輸送過程をシミュレーションした。その結果川内原発から放出された物質は、あまり沖合へ拡散せず、東シナ海・太平洋・日本海の沿岸域に高濃度帯を形成する恐れがあり、さらに隣国にまで達する可能性があることがわかった。最適化した北西太平洋モデルを用いて、1981年から再解析計算を行った。日本海・東シナ海・黄海の縁辺海領域モデルについても、潮汐潮流の開境界条件・時間ステップの短縮化・間宮海峡への計算領域拡大など、様々なバグ修正やスキームの改善により、同等の解像度である従来の日本海同化モデル(Hirose et al., 2007)に比べて格段に高精度化した。特に、日本海の主温度躍層(100200m深)付近での水温バイアスや深層の塩分が改善している。非同化(シミュレーション)計算でも現実的な対馬暖流の変動を再現することができ、高い予測性能が見込まれる。ネスティング手法による的確な境界条件の効果が大きいとみられる。データ同化の結果において、九州西方(五島列島と甑島列島の中間)海域で局所的な強い海洋変動が存在し、数十日周期で暖水渦と冷水渦が交互に現れる特徴的な構造が見出された。データ同化計算は完全に自動化され、毎日当該ホームページが更新される。データ同化計算では対象外としている気圧駆動成分についても調査した。対馬海峡の短周期流量変動において、風駆動成分と比較して約半分の振幅があり、気圧駆動成分は必ずしも無視することができないことが分かった。また、両者の時間変化にほとんどラグはなく、統計的な分離が難しい。対馬海峡の流量変動はほぼ日本海上の気圧変動で説明でき、逆に東シナ海などの気圧変動はほとんど寄与しない。海上風の寄与も対馬海峡付近に限定されがちだが、日本海北東部や津軽・宗谷海峡東方海域の海上風にも一定の効果があることが分かった。大部は当初の計画以上に進展しているが、一部に遅れもあるため、全体としては「おおむね順調」と評価する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
効率的な材料探索のための実験計画法の開発

本研究では材料探索の問題において膨大な候補数のある材料のうちから優れた物性をもつ新規材料を効率的に探索するための機械学習的な手法の開発を行った。このように探索を行った候補についてのみ情報が得られるという状況下で次の探索候補を動的に決定する問題は多腕バンディット問題とよばれる。この問題では通常では各時刻ごとに探索する候補を1個だけ決定するものであるが、実際の応用では同時に複数の候補について並列的に合成あるいは物理計算を行うという状況が一般的である。このように単位時刻ごとに複数の候補を選択するという問題では漸近最適となる戦略の存在が理論的には示されていたものの、これは実際の計算がほぼ不可能な指標を用いるものであった。そこで本研究ではトンプソンサンプリングとよばれる乱択手法を応用することで候補数に関して線形な計算量で漸近最適となる探索戦略を構成した。この結果は機械学習トップレベルの国際会議であるICMLに採録された。さらに、材料探索ではある候補に関する物性値等の情報が別の候補についての部分的な情報を含んでいるという場合が多いが、このような設定は多腕バンディット問題の一般化として部分観測問題とよばれる。この問題では累積損失が対数オーダーで抑えられることが理論限界の議論により示唆されていたが、従来では対数オーダーの損失が達成可能であることが示されていたのは非常に限定的な状況に限られており、一般の状況では損失が多項式オーダーとなる戦略しか知られていなかった。そこで本研究ではこれまで申請者が構築してきた尤度に基づく探索手法を半無限計画法の理論と組み合わせることにより一般の状況に対して理論限界を達成する戦略を構成した。この結果は機械学習で最も権威のある国際会議NIPSに採録された。27年度が最終年度であるため、記入しない。融点や電気伝導度といった特定の物性に優れる新規材料を発見することは材料科学における主要な問題の一つであるが、その候補となる材料は膨大な数があり、それらの全てを実際に合成してその物性を調べることは非現実的である。そこで本研究では現在得られている材料のデータから未知の物性を予測し、効率的に次に探索を行う材料を決定する実験計画法の手法開発を行った。このように探索により情報を得る候補を動的に選択する問題は機械学習の分野では多腕バンディット問題として研究が行われており、ウェブ広告やニュース配信においてクリック率を最大化する問題等に応用されている。しかし、このような機械学習分野での応用ではクリックの有無など報酬が0または1といった有界な範囲に収まる場合を主に扱うため、既存手法のほとんどはその性質に大きく依存したものとなっている。そのため、報酬の範囲が事前には大雑把にしか特定できない材料探索の場合には直接用いることができない。そこで本研究では非有界な報酬モデルのうち最も基本的な設定として、報酬が分散未知の正規分布にしたがう場合について漸近最適となる探索戦略の構成を行った。この報酬モデルは96年に理論限界が導出されて以降様々な戦略が提案されてきたが、本研究はその理論限界を初めて達成したものであり、機械学習トップレベルの国際会議であるAISTATSに採録された。また、同じく報酬が非有界なモデルで一般的なものとして報酬の上界のみが既知の一般のノンパラメトリックモデルを考えるものがある。この問題に対しても本研究では上記論文とは異なるアプローチにより漸近最適となる戦略を構成し、機械学習トップの論文誌JMLRに採録された。バンディット問題の探索戦略は現代の機械学習的手法に基づく意思決定手段として一般的に用いられるものであり、それをより材料探索により即した形に発展させるという点で本研究は大きな成果が得られた。ただし、バンディット問題における目的には二通りがあり、これらはそれぞれ累積報酬の最大化、もう一つが報酬期待値最大の候補の発見として定式化される。これらは前者は材料あるいは試料の収量の最大化、後者は物性最良の材料の発見に対応しており、その両者はともに重要な問題であるが、本研究では前者の定式化において特に優れた結果が得られたが、後者の定式化についてはまだ進行中であり、全体としては標準的な進捗状況といえる。

この問題では累積損失が対数オーダーで抑えられることが理論限界の議論により示唆されていたが、従来では対数オーダーの損失が達成可能であることが示されていたのは非常に限定的な状況に限られており、一般の状況では損失が多項式オーダーとなる戦略しか知られていなかった。そこで本研究ではこれまで申請者が構築してきた尤度に基づく探索手法を半無限計画法の理論と組み合わせることにより一般の状況に対して理論限界を達成する戦略を構成した。この結果は機械学習で最も権威のある国際会議NIPSに採録された。今後の研究では、これまでの報酬最大化のためのバンディット戦略を期待値最大の候補の識別問題のためのものに応用するとともに、観測および報酬モデルについてより材料探索に即した形に発展させる方法を構築する。本年度に扱ったバンディット問題の定式化では各探索候補からの観測がお互いに無相関とする基本的な設定を扱ったが、実際の材料探索ではある候補に関する物性値から別の候補の物性値について部分的な情報が得られることが多い。このように、ある候補からの報酬および観測情報が別の候補についての情報をもつとする設定はバンディット問題の一般化として部分観測問題とよばれいくつかの研究があるが、これらは問題の複雑さのため限定的な設定でのみしか適用できる結果しか知られていない。そこで今後の研究では部分観測問題に対して汎用的に用いることができる探索戦略の構成を行う。部分観測問題では理論限界が無限個の制約式をもつ最適化問題の解として与えられるために目指すべき探索の配分比が陽には求まらないことが難しさの大きな要因となっている。一方、このような種類の最適化問題はこれまでに扱ったノンパラメトリックモデル上のバンディット問題でも現れるものであり、それらの解析手法を応用することで効率的な探索手法が構築できると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
ブタ心臓ぺ一スメーカー機転の電気薬・理学的解析

本研究において、申請者は屠殺直後のブタ標本から細胞を急性単離する方法を新たに開発し、活動電位およびイオン電流を記録することに成功した。本年度は、以下のような新たな知見を得た。1)単離ブタ洞房結節細胞の拍動数は1分当たり80回であり、生体の心拍数と同程度のものであった。これは、ウサギ(約200/分)に比して優位に遅く、種固有の心拍数が洞房結節細胞の自動能に由来することを示唆する。イオン電流の解析では、従来ウサギ標本で記録されているCa電流、遅延整流K電流、過分極誘発カチオン電流、Na/Kポンプ電流、Ach感受性K電流、持続性内向き電流、等いずれもブタ標本に存在することが確認された。2)このうち、遅延整流K電流はウサギのものと性質を異にしており、ウサギがIkr主体であるのに,ブタでは活性化のより緩やかなIksよりことがわかった。このことが、ブタ標本の比較的遅い心拍リズムの一因ではないかと推測された。3)過分極誘発陽イオン電流は、ウサギ標本とほぼ同じキネティクス、イオン透過性を有しており、しかも活性化の閾値が最大過分極電位よりも電位側にあることから、ぺースメーカー機転への関与は非常に小さいと考えられた。4)ブタ標本の遅延整流K電流は、chromanol誘導体293Bにより特異的に阻害される。この抑制作用はchromanol 293Bがオープンチャネルブロッカーとして作用することによることが判明した。しかも、ブロックの速度定数は他のイオンチャネルブロックで知られているものに比し、比較的遅い(数秒)ことが明らかとなった。1昨年に開始した屠殺直後のブタから心臓ペースメーカー細胞を単離する技術については,使用する酵素の質・量について試行錯誤を重ねた結果,比較的コンスタントにliving cellsが得られるようになった.今年度は,過分極誘発陽イオン電流についての解析をおこない,本チャネルがチロシンキナーゼにより調節されている可能性について,電気生理学的に解析した.その結果,これまで報告されているウサギ標本とは異なり,ブタにおいてはチロシンキナーゼの関与は否定的であった.この結果は現在論文投稿中である.また,ブタ心臓ペースメーカー細胞の遅延整流K電流について,ブタにおいては,緩徐活性型電流が主成分であることを見出し,現在論文投稿中である.さらに,申請者らがウサギ標本において見出した持続性の内向き電流について,ブタ標本で,その存在の有無を検討したところ,ブタにおいても自発活動を有する細胞では,ペースメーカー電位付近で内向き電流が発生することを見出した.このことは,持続性内向き電流が細胞の自動性に必須であるという考えを支持するものであり,ほ乳類共通のペースメーカー機転の存在示唆する.今後,心拍数の種差について,この持続性内向き電流の電流密度を主たるターゲットとして解析していきたい.本研究において、申請者は屠殺直後のブタ標本から細胞を急性単離する方法を新たに開発し、活動電位およびイオン電流を記録することに成功した。イオン電流の解析では、従来ウサギ標本で記録されているCa電流、遅延整流K電流、過分極誘発カチオン電流、Na/Kポンプ電流、ACh感受性K電流、持続性内向き電流、等いずれもブタ標本に存在することが確認された。2)このうち、遅延整流K電流はウサギのものと性質を異にしており、ウサギがIKr主体であるのに,ブタでは活性化のより緩やかなIKsによることがわかった。