hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放線菌二次代謝制御因子の解析および多面発現制御による生合成プラットフォームの構築

1-hexylamineを添加し、常法に従って精製したところ、KA57-Aの他に分離困難な夾雑物が認められ([M+Na]+=243)、分子式はC10H20D2N2O3と示唆された。これは[1',1'-2H2]1',2'-dihydro-KA57-Aに相当しており、2H-NMRにおける後者の高磁場シグナルは本化合物に対応すると考えられる。重水素標識ヘキシルアミン添加時の夾雑物の蓄積は、KA57-A生合成における1',2'-不飽和化がアゾキシ結合形成後に生じることを意味している。放線菌Streptomyces rochei 7434AN4株が生産する2つの抗生物質ランカサイジン・ランカマイシンの二次代謝制御システムに注目し、ゲノムマイニングを指向した有用物質生産系の構築を目指した。本研究により(1)シグナル分子制御カスケードは2つ目のリプレッサーsrrBにより負に制御されており、抗生物質生産の一過的発現に有効なこと、(2)本菌染色体における線状構造は、プラスミドpSLA2-L, -Mに依存していること、(3)プラスミドにコードされた制御遺伝子および主要二次代謝の変異により染色体上の二次代謝が活性化され、通常培養では見出されない化合物が蓄積すること、を見出した。(1)に関してはPacBioシークエンサーによる解析を行ったことにより、染色体ゲノム構造の全体像を掴めることが出来た。(2)に関しては報文化を行い、さらなる生合成機構の解析を進めているところである。生物有機化学最終年度に当たる平成27年度には、上述の(1),(2)に加えて、(3)PQQモチーフを有する遺伝子の網羅的解析、(4)制御遺伝子変異株および染色体環状化変異株のメタボローム解析、を進める。(4)に関しては、プラスミド上の制御遺伝子および染色体線状構造維持を担う遺伝子の変異を施したところ、代謝産物に差異が認められたが、生産量が極微量であるため物質同定が困難であった。そこで(1)と有機的に組み合わせてgenome-inspiredproductとの比較も行っていく。(1)に関しては2つのリセプターによる抗生物質の巧妙な一過性生産を遺伝子発現レベルでも見いだすことが出来た。(2)の染色体塩基配列解析であるが、contig数を2桁にまで絞り込むことが出来た。6コピーあるリボソームRNAおよび多数のトランスポゾン領域のcontig連結には困難が考えられる。また制御遺伝子の多重変異株において、複数の二次代謝遺伝子の覚醒にも成功し、さらに本菌における線状プラスミドが線状染色体の線状構造を維持するのに必要不可欠であることを見いだすことが出来た。これらの発見は本菌の全ゲノム解析を行う上で強力なモチベーションとなっている。(1)に関しては、次年度以降にフットプリントによる結合領域の特定やシグナル分子SRBの結合アフィニティーの解析を進める予定である。(2)に関しては、重複塩基配列のcontig連結に対して次々世代シークエンサーの利用などを行う予定である。また、平成26年度には(3)ゲノムマイニングで発見したポリエンマクロライド抗生物質ペンタマイシンの生合成解析、(4)PQQモチーフを有する遺伝子の網羅的探索、を計画している。いずれも(2)の全塩基配列解析が密接に絡んだ研究課題であるので、有機的に組み合わせながら研究を遂行する所存である。
途上国支援を目的とする補強材を要さない組積造建築の高耐震化技術の開発

本研究では,地震に対して極めて脆弱な無補強組積造建築を効果的且つ経済的に高耐震化する技術を開発することを目的に,組積ユニットに凹凸を設けユニット同士の噛み合いを利用する新しい無補強組積構造の開発に取り組んでいる.平成18年度は,前年度の研究成果を踏まえ,壁の面外方向への水平力抵抗機構を確保するように計画したインターロッキング型組積ユニットの性能について実験的に検証した.組積ユニットの形状(インターロッキング機構を発現するための凹凸の有無)および素材をパラメータとして,計3体の無補強組積造壁を製作し,静的な破壊実験を実施した.その結果,1)組積ユニットに凹凸加工を施す(インターロッキング機構を確保する)ことで,組積造壁の面外方向の耐力が大幅に向上すること,ただし,2)ユニットの素材として脆性材料(本実験ではれんが)を用いるとユニットそのものにひび割れが生じるとともに急激に耐力低下すること,3)上記はユニットの素材として靭性材料(本実験では繊維補強セメント複合材料)を適用することで解決でき,本ユニットによる組積造壁は面外方向の大きな変形(逆対称変形を受けた場合の部材角で1/25程度)に対してもインターロッキング機構を喪失しないこと,を確認した.また,本年度は前年度に実施した実験(インターロッキング機構の有無をパラメータとする2体のれんが造試験体の面内載荷実験)を対象に,FEM解析を実施して実験結果の再現性を検証した.解析では,れんが,目地モルタルの他,その境界面にインターフェースモデルを配することで,試験体をモデル化した.典型的な直方体形状のれんがを積み上げた従来型試験体では,最大耐力をほぼ再現でき,また,せん断破壊後に破壊面の摩擦により耐力を保持する現象も再現できた.ただし,壁面のひび割れパターンは実験と異なり,ひび割れが連続して一つの階段状にはならず複数に分散した.凹凸を設けたれんがにより製作した開発型試験体では,れんが間の噛み合い作用により耐力が高くなる現象を再現できた.実験値と比較して最大耐力がやや高めとなり,最大耐力以後の耐力低下率も大きくなったが,実験時の損傷状況はよく再現できた.FEM解析により,両試験体ともに比較的良好に実験結果を評価できた.本研究では,地震に対して極めて脆弱な無補強組積造建築を効果的且つ経済的に高耐震化する技術の開発を目的に,組積ユニットに凹凸を設けユニット同士の噛み合いを利用する新しい無補強組積構造の開発に取り組む.平成17年度は,筆者らが先行研究において計画したH型の組積ユニットによる無補強組積造壁の静的破壊実験を実施した.本実験では,提案する構造の従来のものに対する優位性とくにせん断性能の優位性を確認すること,組積ユニットの性能が壁全体の性能に与える影響について検討することを目的とし,従来の直方体れんがを組積したせん断破壊が先行する試験体(従来型試験体),H型のれんがを組積した試験体(開発型I試験体),組積ユニットに靭性を確保した場合を想定し繊維補強セメント複合材料を用いて製作したH型ユニットを組積した試験体(開発型II試験体)の計3体の試験体を計画した.実験結果より,開発型I試験体はユニット間の噛み合いによる水平力抵抗機構を発現し,従来型試験体に対し強度が大幅に向上することを確認した.ただし,開発型I試験体で用いたれんがは脆性材料であるため,最終的にはせん断破壊し,急激に耐力低下する結果となった.一方,組積ユニットそのものに靭性を確保した開発型II試験体は,部材角1/50まで安定した強度と靭性を発現することが明らかとなった.上記の実験では壁の面内性能を対象としたが,面外性能を論じる上でも組積ユニットに靭性を確保する方法は極めて有効と考えられる.ただし,こうした組積構造は主に途上国で用いられるため,開発型II試験体で仮に用いた繊維補強セメント複合材料のような先進材料を扱うことは難しく,今後,長期的に材料開発にも取り組む必要があると考える.また,本研究では上記の実験を対象とする有限要素解析を実施し,実験結果と比較することでモデルの妥当性を確認した後に,組積ユニットの形状に関する議論も計画している.本研究では,地震に対して極めて脆弱な無補強組積造建築を効果的且つ経済的に高耐震化する技術を開発することを目的に,組積ユニットに凹凸を設けユニット同士の噛み合いを利用する新しい無補強組積構造の開発に取り組んでいる.平成18年度は,前年度の研究成果を踏まえ,壁の面外方向への水平力抵抗機構を確保するように計画したインターロッキング型組積ユニットの性能について実験的に検証した.組積ユニットの形状(インターロッキング機構を発現するための凹凸の有無)および素材をパラメータとして,計3体の無補強組積造壁を製作し,静的な破壊実験を実施した.その結果,1)組積ユニットに凹凸加工を施す(インターロッキング機構を確保する)ことで,組積造壁の面外方向の耐力が大幅に向上すること,ただし,2)ユニットの素材として脆性材料(本実験ではれんが)を用いるとユニットそのものにひび割れが生じるとともに急激に耐力低下すること,3)上記はユニットの素材として靭性材料(本実験では繊維補強セメント複合材料)を適用することで解決でき,本ユニットによる組積造壁は面外方向の大きな変形(逆対称変形を受けた場合の部材角で1/25程度)に対してもインターロッキング機構を喪失しないこと,を確認した.また,本年度は前年度に実施した実験(インターロッキング機構の有無をパラメータとする

2体のれんが造試験体の面内載荷実験)を対象に,FEM解析を実施して実験結果の再現性を検証した.解析では,れんが,目地モルタルの他,その境界面にインターフェースモデルを配することで,試験体をモデル化した.典型的な直方体形状のれんがを積み上げた従来型試験体では,最大耐力をほぼ再現でき,また,せん断破壊後に破壊面の摩擦により耐力を保持する現象も再現できた.ただし,壁面のひび割れパターンは実験と異なり,ひび割れが連続して一つの階段状にはならず複数に分散した.凹凸を設けたれんがにより製作した開発型試験体では,れんが間の噛み合い作用により耐力が高くなる現象を再現できた.実験値と比較して最大耐力がやや高めとなり,最大耐力以後の耐力低下率も大きくなったが,実験時の損傷状況はよく再現できた.FEM解析により,両試験体ともに比較的良好に実験結果を評価できた.
筋内化学受容器による血圧調節に及ぼす運動トレーニングの影響

本研究の目的は、局所的な筋力・筋持久力トレーニングが、筋化学受容器による血圧調節に影響を及ぼすかを検討することである。そのために、10人の男子被験者に対して、左右両腕でのハンドグリップ運動をNMR装置内で行わせ、収縮直前より活動筋の上腕を止血して、その止血期間の血圧及び筋内のpHを測定した。収縮の強度は最大筋力の50%として、収縮時間は15,30,45,60秒とした。それぞれの被験者の利き腕と非利き腕について、筋内化学受容器の入力刺激としてpHの変化をとり、それに対する出力として平均血圧の変化を対応させて、筋内化学受容器反射の特性を求めた。得られた主な結果は次のとおりである.1.まず化学受容器の特性に関しては、従来は入力刺激に対して直線的に出力が増加すると考えられたが、今回の結果から筋内pHが7.2から6.9まではpHが減少しても血圧が増加しないこと、それ以下のpHではpHの低下と血圧増加が比例関係にあることが示され、筋内化学受容器反射が作動閾値を持つことが明らかとなった。2.利き腕と非利き腕とを比較した場合に、利き腕の方が非利き腕に比べてpH-血圧の関係が右側にシフトしており、このことは日常的な低強度の運動トレーニングによって、筋内化学受容器反射の特性が変化することを示唆すると考えられる。1.及び2.の内容に関しては1993年日本体力医学会において報告した。1.の内容については、Acta Physiologica Scandinavicaにおいて今年度掲載予定である。2.の内容については、投稿準備中である。今後はこの結果をふまえて、どのような局所トレーニングが筋内化学受容器反射を変化させるかを明らかにするために、同一被験者におけるトレーニング(縦断的トレーニング)を用いた研究が必要と考えており、平成6年度の科学研究の研究計画書に記載した。
登校拒否症例に対するアセスメントと評価に関する研究

本研究の目的は、登校拒否症例をどのような視点で観察しどう判断するのか、有効な援助の手がかりを得るために、症例を下位分類してアセスメント指標、対応策や自立過程の指標を明らかにすることであった。本人の問題の要因と、集団生活における適応、家庭関係の3点からアセスメントし、看護的視点で分析し、家族コミュニケーションのあり方や社会的な要因について、さらに診断的な見方や適応障害という側面から検討を加え、個別性にあわせた看護援助のありかたについてアセスメントの指標と評価の指標をえることであった。今年度の実施結果については、塗工拒否症例がより多様化しており、下位分類をするに足る十分な症例数が取れなかったが、個々の症例検討から、本人の問題として、摂食行動の問題、心理的な圧迫が加わると身体化しやすい脆弱性を持っていること、行動コントロールが適切に行えないこと、さらに人格障害的な部分を持っている症例のあること等が推測された。さらに、本人自身の問題だけでなく、集団への社会適応を促していくにあたって、その集団の力動も大きく関与していることが示唆された。集団の力動がどのように個々の登校拒否症例に影響しているかという視点での研究は、あまりなされていない。看護援助は、プライマリ-ナーシングがより有効であるとされているが、プライマリ-ナーシングがなされていても、その集団全体の力動を見極める必要がある。さらにその集団力動を踏まえた上で、それぞれの看護者がどういう援助を行うことが必要なのかについては、今後更なる検討を必要とするであろう。
カトマンズ盆地におけるヒンドゥー教層塔の系譜の研究

カトマンズ盆地の伝統的な建築については、その独自な形態と歴史が注目され、建築・都市の一部が世界遺産に挙げられている。層塔は、その代表的な建築類型である。こうした層塔の系譜を明らかにすることは、東洋建築史上の重要な課題である。この研究では、カトマンズ盆地とその周辺のヒンドゥー教寺院の層塔に対象を限定して、その形態を集成して分析し、類型を求めた。資料としては、この4半世紀にわたって蓄積した図面・写真を都市・集落ごとに、個々の塔ごとに集成して用いた。また、今回現地で古写真を複写することができた。収集した資料、写真、ビデオ映像がデジタル化できたことは、近い将来の保存修復に有用となる。分析の結果は、以下のとおりである。ネパールのヒンドゥー教の層塔は、神室をれんが壁と木の柱で囲んでつくり、屋根を二重としていた例が先行し、多いこと、二重塔から上層を増築した例が見いだせることも考慮すると、二重塔が基本の形であったと言える。しかし、平面規模が4000mmほどを境に、外周型から内外周型に構造を変える。神室を囲む内周壁を立ち上げ、2層目の壁とし、1層日ではその周囲にれんが壁あるいは木の柱列を回して平面を拡大し、屋根を2層目の上、三重にに載せた。さらに高さを求めて、基壊を高くし、層を重ねて五重塔を出現させる。正方形の層塔は建築形態上、このように一つの系譜で捉えることができる。この発展過程を考慮すると、先行する仏教建築の、繞道を持つ平面形式を受け継いだとは言うのは難しい。むしろ、外壁を回しただけの小規模な平面は、上部の構造は異なるが、インド各地にみられるものと形が共通し、概念を共有していることに系譜上注目しておくべきであろう。この研究では、カトマンズ盆地とその周辺の層塔の主体を占めるヒンドゥー教寺院の層塔に対象を限定して、その形態を集成して分析して類型を求め、同時に所在の知られる古写真を併せて既に失われた層塔を補って、歴史的な変遷を明らかにする。既に現地調査で相当数のヒンドゥー教層塔を撮影しているが、今年度は1978年以来20年余りに亘って少しずつ集めたカトマンズ盆地のヒンドゥー教層塔の写真を、パタン、バクタプルの両都市について画像データとしてデジタル化した。資料の整理作業内容としては、次のとおりである。実測図面を含む図面を現在のAUTO CADで読み込み、MOに整理。写真のうち35ミリ・フィルムの多くは、フィルムスキャンを外注するとともに、35ミリの一部とブローニーサイズ以上のものは補助者によってPHOTO SHOPで読み込みデジタル画像化し、MOに整理。8mmビデオの画像をデジタル化しDVDに収納した。同時に、所在を確認している古写真などの資料を収集するため、10月28日から11月3日までカトマンズ、パタンに赴いた。文化教育省の図書館で2冊のアルバムの閲覧を許可され、複写した。この他にも、所有関連情報を探った。カトマンズ盆地は、過去にたびたび震災を受け、近くでは1934年にはM8を越える地震が襲い、多くの塔が崩れている。したがって、現在の遺構だけを対象とするのでは不充分だからである。さらに、カトマンズにおいて未調査であったビジュシュワリなど30件の層塔を調べるとともに写真撮影した。信仰の対象として生き続けている事例がほとんどであった。また、建設過程に関する歴史資料はほとんど残されていないが、1点をパタンの建築家の家系から複写することができた。

この研究では、カトマンズ盆地とその周辺の層塔の主体を占めるヒンドゥー教寺院の層塔に対象を限定して、その現存する事例を集成して形態を分析して類型を求め、同時に所在の知られる古写真を併せて既に失われた層塔を補い、歴史的な変遷を明らかにする。既に従来の現地調査で相当数のヒンドゥー教層塔を撮影しているが、今年度は1978年以来20年余りに亘って少しずつ集めたカトマンズ盆地のヒンドゥー教層塔の写真を、昨年度のパタン、バクタプルの両都市に次いで、カトマンズに所在する層塔について画像データとしてデジタル化した。資料の整理作業内容としては、次のとおりである。写真のうち35ミリ・フィルムの多くは、原版の遺失を避けて19回に分けて補助者とともに区分けしてフィルム・スキャンを外注し、画像データとしてデジタル化した。さらに、それらをハードディスクにいったん集積し、事例ごとに整理した。35ミリの一部とブローニー・サイズ以上のものは、補助者によって画像ソフトPHOTO SHOPで読み込んでデジタル画像化し、ファイルに加えている。また、実測図面を含む図面を、現在のAUTO CADで引き続き読み込んでいる。昨年度、カトマンズにおいてビジュシュワリなど30基の層塔を調べ、写真撮影したが、これらもデータに加えた。また、この時に文化教育省の図書館で複写した2冊のアルバムに見える層塔については、どこのものか判定を進めている。分析は途中であるが、平面型に神格を指標とする系統が認められる。平成17年度は、カトマンズ盆地のヒンドゥー教層塔について既に現地調査で相当数のヒンドゥー教層塔を撮影しているので、これを主に昨年度までに収集、デジタル化した資料以外のものを対象に、デジタル化して整理した。集めたカトマンズ盆地のヒンドゥー教層塔の図面と写真のうち、ティミ、キルティプルなど、カトマンズ、パタン、バクタプルの三都以外の地のものである。整理作業の内容は、写真のうち35ミリ・フィルムの多くは、原版の遺失を避けて数回に分けて補助者とともに区分けしてフィルム・スキャンを外注し、画像データとしてデジタル化した。35ミリの一部とブローニー・サイズのものは、補助者によって画像ソフトPHOTO SHOPで読み込んでデジタル画像化し、ファイルに加えている。また、ブローニーサイズの一部はスキャニングの質を考慮して、また4×5サイズのポジは適切なスキャナーを求めて外注した。これらについても、ファイルに入れた。撮影したビデオ・フィルムについても、ハードディスクに保存する作業を終えることができた。既に失われた建築については、蓄積した図面・写真は歴史上の資料になりつつある。収集した資料写真の乾板・ネガ、ビデオ撮影した記録がデジタル化できたことは、近い将来の保存修復に有用となる。この研究では、ヒンドゥー教寺院の層塔に対象を限定して、その形態を集成して分析し、類型を求める。その際、形態の特徴を外観と木彫の装飾の両面から正確に捉えれば、他地域の層塔との比較に供しうる。今年度は、特徴ある神像を付ける方杖の神格を同定し始め、宗派との関連を考察を進めた。今後、碑文等の資料を併せ、さらに所在の知られる古写真を併せて既に失われた層塔を補って、歴史的な変遷を明らかにする。
卵巣顆粒膜細胞におけるダイオキシン類のシグナル伝達系路の解明

先行研究で卵巣顆粒膜細胞においてFSH刺激によるゴナドトロピン受容体発現がダイオキシン類の存在下に抑制されることが示されたため、本研究ではその機序の解明を試みた。ダイオキシン類のシグナル伝達に関与するタンパク群の卵巣顆粒膜細胞への遺伝子導入を試みたが、免疫沈降実験によるタンパク質結合や共焦点顕微鏡による細胞内局在の検討を行うのに十分な遺伝子導入は得られなかった。1.ダイオキシン類によるAh受容体-ARNT複合体形成の確認および細胞内局在の検討ラット顆粒膜細胞に内因性のAh受容体およびARNTが発現しているか確認するため、細胞よりLysateを抽出し抗Ah受容体抗体、抗ARNT抗体を用いたWestern blot法にてそれぞれのタンパク質の発現状況の検出を行った。内因性のAh受容体およびARNTは、それぞれ微量ながらラット顆粒膜細胞に発現していることがWestern blotにて確認された。リガンド刺激によるAh受容体-ARNT複合体が形成を確認するため、それぞれの遺伝子を遺伝子導入により過剰発現させ、免疫沈降実験でタンパク複合体が検出可能か検討中である。先行実験で確認された卵巣顆粒膜細胞におけるAh受容体を介するシグナリングで誘導される遺伝子群(CYP1A1、CYP1B1、Acetyl-Coenzyme A acyltransferase 2)の転写活性に対して、Ah受容体を介するシグナル伝達経路が影響を及ぼすか否かを検討するため、それぞれのプロモーター領域の塩基配列を導入したルシフェラーゼレポーターベクターを作成中である。今後、作成ベクターを卵巣顆粒膜細胞に遺伝子導入し、ダイオキシン類投与に伴うAh受容体活性化に伴うルシフェラーゼレポーターベクターの転写活性の変化の観察し、標的遺伝子の転写活性への修飾に関して検討を行う予定である。先行研究において、卵巣顆粒膜細胞におけるFSH刺激によるゴナドトロピン受容体発現がダイオキシン類の存在火に抑制されることが示された。本研究では、そのメカニズムを解明するため、卵巣顆粒膜細胞におけるダイオキシン類のシグナル伝達経路の解明を行った。ダイオキシン類の細胞内シグナル伝達経路として、細胞質のAh受容体に結合後、ARNTと腹合体を作り、核へ移行する伝達経路が知られており、卵巣顆粒膜細胞にも同様の経路が存在するか確認するため、以下の実験を行った。21日齢Wistarラットに5日間DES処理し、顆粒膜細胞の初代培養を行った。この培養系にmycエピトープAH受容体(以下myc-AhR)とFLAGエピトープARNT(以下FLAG-ARNT)の遺伝子導入をすることで、細胞内シグナル伝達に関与する蛋白の同定を試みたが、リポフェクション法、CaCl_2法などでの複数の方法で、いずれの方法をもっても遺伝子導入は低く、免疫沈降実験によるタンパク質結合や共焦点顕微鏡による細胞内局在の検討を行うのに十分な遺伝子導入は得られなかった。ヒト顆粒膜細胞株であるKGN細胞においても遺伝子導入を試みたが、ラット顆粒膜細胞と同様に導入効率が著しく低く、免疫沈降実験や共焦点顕微鏡での検討に必要な発現レベルに至らなかった。今後、遺伝子導入効率を高めるべく、遺伝子導入の方法の再検討やエピトープタグの種類や挿入位置を変えたコンストラクトの作成することでの導入効率の改善を検討している。
重要な特徴を自動的に発見する系列ラベリング学習の研究

自然言語処理における識別モデルの素性関数は人手による試行錯誤で設計されているが、数十万から数百万に及ぶ素性関数を人手で発見・制御することは非常に困難な作業となっている。本研究は、素性関数を自動的に選択・構築しつつ目的関数を最適化するオンライン・グラフティングの効率化およびアンサンブル学習による高精度化の研究を行う。本研究の提案手法はL1正則化ロジスティック回帰の近似手法となっているが、実験により、従来法の精度を低下させることなく、学習の高速化を実現することを経験的に示した。また、確率的アルゴリズムを用いたアンサンブル学習によりオンライン・グラフティングの精度が向上することも確認した。平成22年度は研究計画に沿って、オンライン・グラフティングのアンサンブル学習の研究を行った。オンライン・グラフティングは素性選択と目的関数の最適化を同時に与える手法であるが、過学習を起こすことが知られている。本研究ではオンライン・グラフティングの過学習を抑制するために、バギングやオンラインBPMなどで用いられている確率的アルゴリズムを用いたアンサンブル学習の提案、実装、および実験を行った。オンライン・グラフティングのアンサンブル学習は、オンライン・グラフティングにより学習された複数の識別器のパラメータを平均化することにより実現し、次の二つの平均化手法を試みた。(i)元の訓練データからランダムにデータを削減し、新たに複数の訓練データを作成する。得られた複数の訓練データから複数の識別器を学習し、それらのパラメータの平均を得る。(ii)元の訓練データからランダムに素性を削減し、新たに複数の訓練データを作成する。提案手法の性能評価のためにLIBSUM Dataのijcnn1に対し実験を行った。従来のオンライン・グラフティングでは93.09%の精度であったが、(i)の手法で93.61%の精度まで向上し、(ii)の手法では、93.78%め精度まで向上した。本研究により、オンライン・グラフティングに対してアンサンブル学習を用いることで、精度の向上が実現されることを示した。今後は、オンライン・グラフティングとの比較だけでなく、機械学習の識別器として代表的なSVMやロジスティック回帰との比較を行っていく必要がある。平成23年度は、研究計画に従って、オンライン・グラフティングにおける学習アルゴリズムの改良を行い、数十万次元に及ぶ高次元言語データに対する性能評価を行った。平成22年度の研究により、従来の手法に比ベオンライン・グラフティングは精度性能が高いことが判明したが、一方計算コストも非常に高いことが判明した。従前は共役勾配法により最適化が行われていたが、このモジュールをオンライン学習に置き換えることにより大規模実験が行えるようにした。平成22年度までは次元数の小さい比較的実験的なデータを用いていたが、平成23年度は本研究課題の目的である言語データを扱うため、文書分類のための識別学習を実験対象とした。言語データにおける特徴数は数十万におよび、非常に次元数の高いデータとなるため、ベクトル表現を配列から連想配列に変更し、実装を行った。しかし、オンライン・グラフティングにおいては特徴を一つ選択する毎に共役勾配法を用いてパラメータの最適化を行う必要があるため、言語データのような非常に特徴数の多いデータに対しては現実的な時間で計算を行うことができなかった。本研究では、(1)共役勾配法ではなく、より効率的な確率的勾配法を用いることにより学習を効率化し、(2)特徴一つ選択する毎にパラメータ最適化を行うのではなく、ある一定数の特徴を選択する毎にパラメータ最適化を行う手法を考案し適用した。(1)に関しては、大きな効率化が得られたものの精度がやや低下することが判明した。(2)に関しては、近似的な特徴選択手法となっているが、最適な特徴選択を与えた場合とほぼ同等の精度を実現し、また、この手法によって大きな効率化が得られることを実験により確認した。平成24年度および平成25年度(繰越)は研究課題となっているオンライン・グラフティングの効率化の研究を行った。オンライン・グラフティングは特徴選択と目的関数の最適化を同時に与える手法であるが、学習に時間を要することが知られている。本研究ではオンライン・グラフティングの学習における特徴選択に必要とされる再学習の回数を抑えることにより、オンライン・グラフティングの効率化を実現する手法を提案し、実験を通してその性能を検証した。本研究ではオンライン・グラフティングの学習効率化のための二つの手法を提案した。オンライン・グラフティングの従来手法においては特徴選択のテストを高い精度で実現するため、常に識別器のパラメータを最適にしていたが、本研究の一つ目の提案手法では、一定回数のテストを行うごとにパラメータを最適化し、二つ目の提案手法では、倍数のテストを行うごとにパラメータを最適化することを行った。

提案手法は近似解を求める手法となっているため、効率と予測性能との間にはトレードオフがあったが、実験結果より、予測性能を低下させることなく、大幅に学習効率を改善できることを経験的に示した。二つの提案手法のいずれも最適化回数を削減したことで累積最適化重み数および学習に要した実計算時間が大きく減少し、学習効率を大幅に向上させた。予測性能についてはどちらの提案手法もオンライン・グラフティングおよびL1-正則化ロジスティック回帰とほぼ同程度であり、いくつかのデータセットにおいては、オンライン・グラフティングやL1-正則化ロジスティック回帰の予測性能を上回った。昨年度までに、研究計画の予定通り、オンライン・グラフティングのアンサンブル学習、および、高次元言語データに対するオンライン・グラフティングの適応を実現した。25年度が最終年度であるため、記入しない。今後研究計画に沿って、さらに次元数の大きな超高次元特徴空間から重要な特徴を選択すること、および、系列データへの適応を行う。確率的勾配法による精度低下を解消するため、既製ライブランによるロジスティック回帰やSVMを用いるなどの対策を試みる。
プラズマ作用によるディーゼル排ガス微粒子の低温燃焼処理無害化の実用化

軽油燃焼によるディーゼルエンジンは、安い燃費と高い熱効率から大型自動車を中心に広く利用されている。しかし、その排気ガス中に含まれる微粒子(particulates)-炭素パーティキュレート-の環境影響が顕在化して、大きな社会問題になっている。そこで各種の除害装置の開発が進められているが、処理効果とコストの両立が難しく、決め手がない。そこで、より安価で高度なシステムの開発が求められている。本研究は、ディーゼル排ガス微粒子とNOXを吸収放出過程と組合せて高濃度化させ、それをバリア放電により高効率で低温燃焼処理することにより無害化させるシステムを実用化することを目的としている。また同時に、微粒子中のSOF (Soluble Organic Fraction)を同時に燃焼無害化できる可能性も探究することを目指した。得られた成果を列挙すれば、以下の通りである。(1)フィルターによる微粒子捕集とバリア放電により、微粒子の低温燃焼無害化の原理検証を行った。(2)低温でNOXを化学的に吸収し、300°C以上の高温で放出するPZA(Pt-ZrO_2-Al_2O_3)について、そのハニカム成型法を確立し、NOXの温度サイクルによる吸収放出特性を測定できるようにした。(3)銅板とマイカシートにより形成したバリア放電空間に上記PZA含侵ハニカムを挿入してバリア放電を形成することに成功した。それにより、放電サイクルにてNOXの吸収放出を行わせられるようにした。(4)微粒子を電気集塵の原理により電極上に集めて高濃度化するシステムの開発を行い、実証した。以上、要素技術を確立したので、今後このシステムを組み合せたNOXと微粒子除去の総合テストを行い、実用化の目途をつける予定である。研究の目的軽油燃焼によるディーゼルエンジンは、安い燃費と高い熱効率から大型自動車を中心に広く利用されている。本研究は、ディーゼル排ガス微粒子をフィルターに捕捉し、それをバリヤー放電によりプラズマ酸化して低温燃焼処理することにより無害化させるシステムを実用化することを目的としている。また同時に、微粒子中のSOF (Soluble Organic Fraction)やNOxを同時に燃焼無害化できる可能性も探究する。コスト的にも安価に実現することを目指す。本年度は、本研究の原理的な部分の実証を中心に実験を進め、以下の成果を得た。(1)無機繊維をフィルター形状とした筒状バリア放電管を形成し、そこでの放電特性を調べた。その結果、この放電形式では目的を達しないことが明らかになった。(2)金属メッシュを用いてディーゼル排ガス中の微粒子シミュレータを低温反応させ、本法の原理的可能性を示した。(3)金属メツシュヘのMn、Fe、Coなどの触媒担持を行い、それによる反応促進を狙ったが、現在の段階では十分な効果が得られなかった。(4)システム試験として、金属メッシュフィルターを用いたディーゼルエンジン排出微粒子の低温燃焼過程に関する基礎実験を実施した結果、原理的検証に成功した。本年度の成果は(4)が中心であり、今後この結果を発展させ、(3)の触媒担持と併せて本格的研究に移行させる。

本研究は、ディーゼル排ガス微粒子をフィルターに捕捉し、それをバリア放電によりプラズマ酸化して低温燃焼処理することにより無害化させるシステムを実用化することを目的としている。また同時に、微粒子中のSOF(Soluble Organic Fraction)やNOxを同時に燃焼無害化できる可能性も探究する。コスト的にも安価に実現することを目指す。本年度は、昨年度のフィルターによる微粒子捕集とバリア放電によるその低温燃焼無害化にひきつづき、新しいコンセプトによる本テーマの解決を目指して実験を進め、以下の成果を得た。(1)低温でNOXを化学的に吸収し、300°C以上の高温で放出するPZA(Pt-ZrO_2-Al_2O_3)について、そのハニカム成型法を確立し、NOXの温度サイクルによる吸収放出特性を測定できるようにした。(2)銅板とマイカシートにより形成したバリア放電空間に上記PZA含侵ハニカムを挿入してバリア放電を形成することに成功した。それにより、放電サイクルにてNOXの吸収放出を行わせられるようにした。(3)微粒子を電気集塵の原理により電極上に集めて高濃度化するシステムの開発を行い、実証した。以上、要素技術を確立したので、今後このシステムを組み合せたNOXと微粒子除去の総合テストを行い、実用化の目途をつける予定である。
放射線誘起短寿命イオン対の再結合過程におけるスピンダイナミクスの磁場効果

当該年度は数種類の弗素置換トルエンのスクアラン溶液に放射線照射によって生成する短寿命イオン対の再結合時におけるスピン状態を検討すると共に、一重項、三重項状態の収量の磁場依存性を検討した。また、今まで観測されていなかった2,3,4-trifluoro tolueneのアニオンラジカルの超微細結合定数を蛍光検出電子スピン共鳴(ODESR)法により決定した。放射線源としては90μCiの^<90>Srを使用した。ODESRは通常の装置にマイクロ波増幅器を取り付け1W迄の出力を可能にして用いた。蛍光収量は濃度、温度、磁場に依存することが顕著に見いだされた。これらの依存性はODESR信号の強度とも密接に関係しており、これらの相関関係を生成したイオン対密度、イオン対寿命、超微細結合定数、スピン-格子緩和時間T_1、スピン-スピン緩和時間T_2それぞれの関係を用いて説明することができた。とくに蛍光収量の磁場依存性についてはB.Brocklehurstの提唱した計算結果に基ずき定性的に説明することができた。イオン対寿命とT_1の関係が磁場効果においてはとくに重要であることが見いだされた。いっぽう、パルスX線を用いた実験も行なったが装置的な改良に時間がかかり、現在のところ明瞭な結果を得るに至らなかった。しかし、今後の見通しは得ることができた。平成4年度は、放射線照射によって弗素置換トルエンのスクアラン溶液中に生成する弗素置換トルエンアニオンの超微細結合定数を蛍光検出電子スピン共鳴(ODESR)法によって求め、その電子構造を量子化学計算により解明した。さらに、パルスX線を照射し、その後の発光を観測すると、生成イオン対による速い発光の後に遅れて、新しい発光が立ち上がることを見い出し、その発生機構を解明した。テトラフルオロトルエンアニオンの超微細結合定数の実験値は△H(para)=5G,△F(meta)=53G,△F(ortho)=70Gであり、ベンタフルオロトルエンアニオンのそれは△F(para)=272G,△F(meta)=110G,△F(ortho)=55Gであった。これらラジカルアニオンの構造をINDO法によって計算すると、いずれのアニオンに対しても不対電子はπ軌道を占め、擬ヤーンテラー効果によってB1変位をしており、C-F結合はベンゼン環平面よりテトラフルオロトルエンアニオンの場合は23度、ベンタフルオロトルエンアニオンの場合には18度変位することによって実験値と良い一致を見た。しかし、この構造においてエネルギーは極小値にならない。そこで、ab-initio法を用いて綿密なエネルギー計算、構造最適化計算を行ったが、その結果から得られる構造では超微細結合定数の実験値を説明することは因難であった。このような大きな分子に対しては近似計算が十分に対処しきれていないためと思われる。p-terpheny1のスクアラン溶液のX線パルスラジオリシスにおいて観測された遅延成分は生成イオン対の再結合時に放出されるエネルギーによって新たなエキサイマー形成が起こるとして解釈することができる。この磁場効果についても検討中である。放射線源としては90muCiの^<90>のSrを使用した。

とくに、蛍光収量の磁場依存性についてはB.Brocklehurstの提唱した計算結果に基ずき定性的に説明することができた。イオン対寿命とT_1の関係が磁場効果においてはとくに重要であることが見いだされた。いっぽう、パルスX線を用いた実験も行なったが装置的な改良に時間がかかり、現在のところ明瞭な結果を得るに至らなかった。しかし、今後の見通しは得ることができた。
形式言語とオートマトン

そのほかの活動としては、研究代表者は研究分担者と協力して数回のワークショップを開催した。また国外から著名な研究者であるAttila Pethoe教授(ハンガリー共和国)およびAlexander Meduna教授(チェコ共和国)を招き研究情報の提供を受けるとともに共同研究を開始した。語uはuと異なる語vをもちいて、u=v^n(ここでn>1)と表されるとき、周期的な語、u=v^nv'(ここでn>1かつv'はvの接頭語)と表されるとき、準周期的な語、uの任意の位置の文字がvで覆われるとき、擬周期的な語とよばれる。伊藤とHorvathとの共同研究では、これらの語の性質を調べるとともに、周期的でない語からなる言語Q、準周期的でない語からなる言語SQおよび擬周期的でない語からなる言語HQの性質を調べた。たとえば、周期的(準周期的、擬周期的)な語はQ(SQ、HQ)のひとつの語のある種の合成として二意的に表される。また上記のそれぞれの言語は、選択的なマルクス文脈文法から生成されるが、如何なる非選択的なマルクス文脈文法からも生成されないことなどが証明された。これらの結果は、Marcus contextual grammars and the set of hyper primitive wordsというタイトルで現在、論文を作成中である。そのほかの共同研究としては、正規言語の可換閉包が正規言語になるかどうかを決定するアルゴリズムの発見であるが、現在のところ部分的な結果しか得られていない。Horvathが単独で行っている研究としては、公開鍵暗号理論の研究がある。Horvathは、現在RSA公開鍵暗号研究の一環として巨大素数の研究を行っている。
有機分子の磁気的相転移の研究

1.ラジカルを有する有機分子磁性体本研究では、ニトロキシルラジカルを有するメタクリル酸エステル(MOTMP)及びアクリル酸エステル(AOTMP及びMATMP)及びフェルダジルラジカルを有するp-CDTV、更にはVO^<2+>上の電子が磁性を担う高分子TPPPの磁気相転移を磁気的、熱的測定により調べた。NOラジカル以外のラジカルが磁性を担う、かつ強磁性的であるという点で注目されたp-CDTVについて、0.6K近傍で強磁性特有の磁化ヒステレシスを観測した。しかし、交流法磁化率による磁化過程では反強磁性的なスピンフロッピングがあらわれ、現在、結果を解析中である。又、TPPPにおいては強磁性的キュリーワイス温度が45Kという高温で、その機構に興味があるが、30mkの極低温に至るまで磁気的長距離秩序は見出されず、今後の課題となった。
PNAをプローブとした磁気ビーズによる特定DNA抽出法と高感度DNA分析法の開発

MCT118(D1S80)部位の繰り返し配列の一部(配列1:CTT TCC GGT GGT CCT C)に相当するビオチン化PNA(PNA-1)を外注により作製した。配列1の相補鎖の合成も検討したが、G含有率が高いためPNA合成が不可能であった。まず、合成したPNA-1がMCT118部位の配列1にアニールするか否かを検討した。MCT118部位(T24/31型)のPCR産物(20μl)にPNA-1(1μg)を加え、95°CでPCR産物を2本鎖に変性し、65°CでPNA-1をアニールさせた。その後、ストレプトアビジンコート磁気ビーズ(20μl)を加え室温で3時間反応し、マグネットにより磁気ビーズを回収した。回収されたビーズをTris-HClバッファー(pH8.0)で3回洗浄後、95°CでPNAとDNAを解離させ、解離したDNAをTEバッファー10μlに溶解し、4%ポリアクリルアミド電気泳動した。PNA/磁気ビーズ処理後のものはT31alleleのバンドはほとんど消失し、T24alleleのバンド強度は減弱した。このことからPNA/磁気ビーズによるMCT118部位の捕捉は可能であったが、配列1の相補鎖のPNAを合成できなかったため、同部位の完全な捕捉はできなかったものと思われた。次に、血液からフェノール/クロロホルム抽出して得られたDNAにつき、PNA/磁気ビーズによるMCT118部位の位置するDNA部分のみの選択的単離を試みた。T24/31型のDNA50ngにつき、上記のごとくPNA-1を加え反応後、マグネットにより磁気ビーズを回収し、得られたDNA溶液5μlについてMCT118部位のPCRを行った。しかしPCR産物はほとんど得られず、genomeからのMCT118部位の位置するDNA部分のみの選択的単離は困難であった。現在さらに反応条件の検討を行っている。血液からフェノール/クロロホルム抽出して得られたDNA(50ng)にPNA-1(50ng)を加え、MCT118部位検出のためのPCRを行った。その結果、PNA-1を加えたもののみでPCR産物が得られなかった。このことは、PNA-1がMCT118部位の一部にアニールしたため正常なPCRが阻害されたものと判断した。次に、MCT118部位をPNA-1および磁気ビーズで捕捉可能か否かを検討した。MCT118部位(T24/31型)のPCR産物(20μl)にPNA-1(1μg)を加え、95°C1分間、65°C1分間のサイクルを10回行った後、ストレプトアビジンコート磁気ビーズ(20μl)を加え室温で3時間反応し、マグネットにより磁気ビーズを回収した。回収されたビーズをTris-HClバッファー(pH 8.0)で3回洗浄後、95°CでPNAとDNAを解離させ、解離したDNAをTEバッファー10μl溶解し、ポリアクリルアミド電気泳動した。その結果、PNA/磁気ビーズ処理後のものはT31 alleleのバンドが殆ど認められず、T24 alleleのバンド強度も未処理のものに比して著しく弱く、PNA/磁気ビーズによる捕捉が不十分であると思われた。配列1の相補鎖のPNAを合成できなかったため、捕捉の効率が悪かったものと思われるが、現在、反応系の各条件の検討およびMCT118部位の繰り返し配列の別の部位のPNA合成を検討している。

しかしPCR産物はほとんど得られず、genomeからのMCT118部位の位置するDNA部分のみの選択的単離は困難であった。現在さらに反応条件の検討を行っている。
赤外観察カメラシステムを用いた肺癌センチネルリンパ節ナビゲーション手術の開発

肺癌が存在する肺葉にインドシアニングリーン(ICG)を局注し、腫瘍からのリンパ節とリンパ流路を赤外観察カメラ(PDE)で蛍光観察した。リアルタイムにリンパ流路を同定することは出来なかったが、22例中17例(77.3%)にセンチネルリンパ節を確認することが出来た。センチネルリンパ節(腫瘍から一番最初に転移するリンパ節)に転移が無くて他部位のリンパ節に転移を認めたものが2例存在した。また摘出リンパ節を全て観察することで、各肺葉支配リンパ領域をある程度同定することが可能であった。【研究内容】平成19年度はブタにおける各肺葉別リンパ流路の探索を行った。方法は(1)月齢3ケ月の豚を仰臥位全身麻酔下に分離肺換気し、開胸した後にインドシアニングリーンを標的肺葉に2025mg局注する。(2)経時的なリンパ節での変化(インドシアニングリーンのリンパ節への取り込みを蛍光画像として捉える)を近赤外線観察カメラシステム(Photodynamic Eye, PDE)で捕捉してゆく。(2)最終的に心肺(両側)を同時に摘出し、全てのリンパ節をその評価の対象として、リンパ節マッピングを行った。【結果と考察】(1)左右の前葉からは気管分岐部リンパ節へのリンパ流は無いものと考えられる。しかし前葉気管支周囲のリンパ節に転移があった場合は、リンパ流の遮断による気管分岐部リンパ節方向へのback flowが考えられる。よって前葉気管支周囲のリンパ節にセンチネルリンパ節が存在する可能性が示唆された。すなわち前葉気管支周囲のセンチネルリンパ節に転移が無ければ、気管分岐部リンパ節の郭清は省略出来るとする理論が成り立つものと思われた。(2)経時的にリンパ節を観察していったが、解剖学的にリンパ節の位置が深いなどの理由により、どのリンパ節がより早く蛍光を発したかは判別困難であった。今回の実験では気管リンパ節が前葉気管支リンパ節を経由しているのか、それとも前葉から直接の流路によるものなのか葉解らなかった。(3)左右の後葉は全例気管分岐部リンパ節での蛍光を認めたが、より中枢のリンパ節への流路はブタの解剖学的な問題もあり不明であった。(4)インドシアニングリーンやPDEによる観察が関連した重篤な合併症は経験されず、平成20年度で計画されている臨床応用への許容性と妥当性が示された。今後は臨床研究を通じ、肺癌外科手術におけるセンチネルリンパ節ナビゲーション手術の整合性を探求してゆく所存である。【背景】本邦では縦隔リンパ節郭清が予後の改善に繋がるとされ、ND2a以上の郭清が標準手術となっている.しかし欧米では根治的郭清とサンプリングによるRCTで2群間に予後の差はなかったと報告され、ステージングを目的としたサンプリングが中心となっている.一方本邦では近年になって、原発肺葉別にリンパ節への転移形式をマッピングし、根治的リンパ節郭清する範囲を縮小する報告が出てくるようになった.この積極的縮小郭清が可能となれば、手術時間の短縮や合併症の抑制にも繋がるものと考える.その一つの方法がセンチネルリンパ節ナビゲーション手術であり、色素法やRI法による有効性が報告されている.【目的】赤外観察カメラとインドシアニングリーン(ICG)による蛍光法で、センチネルリンパ節の同定とその妥当性について検討した.【方法】術前に肺癌の確定診断が得られている原発肺葉にICGを局注し、リンパ節およびリンパ流路を観察した.またND2a以上の郭清を施行し、領域別にリンパ節をex vivoで観察した.【結果】右上/右下/左上/左下が各々11/2/5/2で計20例に施行し、腫瘍径は15-120mmで平均41mm.全例で一個以上のリンパ節を蛍光画像として観察可能であった.病理病期はIA/IB/IDA/IIB/IIIA/IIIB/IVはそれぞれ3/8/1/1/5/1/1/1. pN1の3例のうち2例は転移リンパ節がセンチネルであったが、1例はセンチネルが陰性にも関わらず#14, #10が転移陽性であった.pN2の症例ではスキップ転移は存在せず、1群のリンパ節転移が全例に認められ、それらは全てセンチネルであった.【結語】本方法は肺癌におけるセンチネルリンパ節の同定に有効であった.pN1で蛍光の無かったリンパ節に転移を認めたものがあったが、これはより腫瘍に近い#14への転移によってリンパ流路が変わったためかもしれない.
ハゼ科魚シロウオをモデルとしたアロマターゼ発現系の解析

シロウオLeucopsarionpetersiはハゼ科の小型遡河性魚類で,ある程度卵黄蓄積が進行した状態で川に遡上するが,遡上後卵黄蓄積はいったん停止し,河川で営巣後急速に卵黄蓄積が進行し産卵に至る.営巣前の,卵黄蓄積が一旦休止したシロウオの卵巣を用い、in vitroで生殖腺刺激ホルモンを添加し培養液中に産生されたestradiol-17β(E_2)の濃度を測定した.シロザケのGTH-I(FSH)とGTH-II(LH)の効果を比較したところ,GTH-IIはin vitroでのE_2産生に高い効果を示したが,GTH-Iは弱い効果しか示さなかった.それぞれのGTHに特異的な抗体を用いた免疫染色によっても,抗GTH-II抗体では下垂体主葉後部に明瞭な陽性反応が見られたのに対し,抗GTH-I抗体では反応は認められなかった.したがって,シロウオ(おそらく他のハゼ科魚も)GTH-Iの産生量がごく少ないか産生していない可能性がある.今後,遡上前の個体やハゼ科の他魚種を用いた実験が必要であろう.卵巣を用い,E_2産生に重要な酵素であるアロマターゼ(P450arom)cDNAの全塩基配列を決定したところ,517残基のアミノ酸をコードした全長1996塩基からなっていた.一方,脳を含む頭部からは,全長1668塩基からなり500アミノ酸残基をコードする別のタイプのP450aromのcDNAが得られた.アミノ酸の相同性の比較から,これらはそれぞれ,硬骨魚類で知られているA-typeとB-typeのP450aromであることが明らかとなった.現在,それぞれの遺伝子を動物細胞で発現させ,おのおのの酵素の生化学的特性と生理学的な役割を明らかにしようとしている.シロウオLeucopsarionpetersiはハゼ科の小型遡河性魚類で,ある程度卵黄蓄積が進行した状態で川に遡上するが,遡上後卵黄蓄積はいったん停止し,河川で営巣後急速に卵黄蓄積が進行し産卵に至る.営巣前の,卵黄蓄積が一旦休止したシロウオの卵巣を用い、in vitroで生殖腺刺激ホルモンを添加し培養液中に産生されたestradiol-17β(E_2)の濃度を測定した.シロザケのGTH-I(FSH)とGTH-II(LH)の効果を比較したところ,GTH-IIはin vitroでのE_2産生に高い効果を示したが,GTH-Iは弱い効果しか示さなかった.それぞれのGTHに特異的な抗体を用いた免疫染色によっても,抗GTH-II抗体では下垂体主葉後部に明瞭な陽性反応が見られたのに対し,抗GTH-I抗体では反応は認められなかった.したがって,シロウオ(おそらく他のハゼ科魚も)GTH-Iの産生量がごく少ないか産生していない可能性がある.今後,遡上前の個体やハゼ科の他魚種を用いた実験が必要であろう.卵巣を用い,E_2産生に重要な酵素であるアロマターゼ(P450arom)cDNAの全塩基配列を決定したところ,517残基のアミノ酸をコードした全長1996塩基からなっていた.一方,脳を含む頭部からは,全長1668塩基からなり500アミノ酸残基をコードする別のタイプのP450aromのcDNAが得られた.アミノ酸の相同性の比較から,これらはそれぞれ,硬骨魚類で知られているA-typeとB-typeのP450aromであることが明らかとなった.現在,それぞれの遺伝子を動物細胞で発現させ,おのおのの酵素の生化学的特性と生理学的な役割を明らかにしようとしている.営巣前の,卵黄蓄積が一旦停止したシロウオの卵巣を用い、in vitroで生殖腺刺激ホルモンを添加し培養液中に産生されたestradiol-17β(E_2)の濃度を測定した.シロウオ卵巣の単位乾燥重量当たりのE_2産生量は,卵黄蓄積後期のギンザケの57倍に達した.また、シロウオ卵巣型P450アロマターゼと思われるcDNAの全塩基配列を決定したところ,517残基のアミノ酸をコードした全長1996塩基からなり、現在明らかとなっているいくつかの動物種の卵巣型P450アロマターゼの塩基配列と高い相同性を示した.シロウオの脳型P450アロマターゼは現在、解析中である.ノーザンブロット法により卵巣の発達段階の違いによるP450アロマターゼmRNAの蓄積動態を調べた結果、営巣前個体群ではその蓄積量は少なく、営巣5日個体群においてその蓄積量が急激に上昇することがわかった.これらのことから、雌シロウオの卵黄蓄積およびE_2産生能がP450アロマターゼにより制御されていること、さらに,巣穴に入ることで急激に卵巣のP450アロマターゼmRNA蓄積量が増加することから、産卵のための環境がアロマターゼ活性に影響していることが示唆された.来年度は、免疫組織化学染色法やin situ hybridization法によりP450アロマターゼの卵巣組織での発現部位を特定し、さらに,シロウオP450アロマターゼの培養細胞による発現系を立ち上げ,その特性を阻害剤を用いた培養実験から明らかにしてゆく予定であるシロウオ

Leucopsarion petersiはハゼ科の小型遡河性魚類で,ある程度卵黄蓄積が進行した状態で川に遡上するが,遡上後卵黄蓄積はいったん停止し,河川で営巣後急速に卵黄蓄積が進行し産卵に至る.営巣前の,卵黄蓄積が一旦休止したシロウオの卵巣を用い、in vitroで生殖腺刺激ホルモンを添加し培養液中に産生されたestradiol-17β(E_2)の濃度を測定した.シロザケのGTH-I(FSH)とGTH-II(LH)の効果を比較したところ,GTH-IIはin vitroでのE_2産生に高い効果を示したが,GTH-Iは弱い効果しか示さなかった.それぞれのGTHに特異的な抗体を用いた免疫染色によっても,抗GTH-II抗体では下垂体主葉後部に明瞭な陽性反応が見られたのに対し,抗GTH-I抗体では反応は認められなかった.したがって,シロウオ(おそらく他のハゼ科魚も)GTH-Iの産生量がごく少ないか産生していない可能性がある.今後,遡上前の個体やハゼ科の他魚種を用いた実験が必要であろう.卵巣を用い,E_2産生に重要な酵素であるアロマターゼ(P450arom)cDNAの全塩基配列を決定したところ,517残基のアミノ酸をコードした全長1996塩基からなっていた.一方,脳を含む頭部からは,全長1668塩基からなり500アミノ酸残基をコードする別のタイプのP450aromのcDNAが得られた.アミノ酸の相同性の比較から,これらはそれぞれ,硬骨魚類で知られているA-typeとB-typeのP450aromであることが明らかとなった.現在,それぞれの遺伝子を動物細胞で発現させ,おのおのの酵素の生化学的特性と生理学的な役割を明らかにしようとしている.