hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
設計意図実現のための位相・幾何拘束処理に基づくフィーチャモデリング

現在,パラメトリック設計機能を持ったCADシステムが実用化されているが,設計意図は手順と寸法としてしか表現されておらず,従来図面情報として表現されていた各種拘束や製造情報が製品モデルとして直接表現されていないため,効率的な製品開発が行われていない.そこで,設計者の意図を位相および幾何拘束や属性情報として記号的に表現し,設計者の直接指定による効率的なパラメトリック設計機能,設計フィーチャと解析/生産フィーチャを同時に表現する多視点モデルの表現法と,これに基づくフィーチャモデリング法の開発を行う.以上の研究目的に対し,下記の研究を行った.1.立体間の集合演算やパラメトリック設計における干渉計算において,数値誤差により数値的にあいまいとなる場合にはこれを幾何要素が一致しているとみなして位相拘束とし,一致状態の遷移規則により位相拘束間の整合性を確保し,位相拘束をもとに出力立体の位相構造を決定するアルゴリズムを開発した.2.設計者の指示するフィーチャタイプと貼り付け面より位相拘束を記述し,フィーチャの配置や大きさの指示を幾何拘束としてフィーチャモデルに表現した.パラメタを変更したときに,位相変更を伴う形状変更がされる場合を検出し,設計者がこれを望む場合には,新たな位相を生成した.さらに,位相変更により発生するフィーチャタイプの変更や寸法の過不足を検出し,位相拘束を変更し寸法の付け替えを行うことにより形状モデルとフィーチャモデル(位相幾何拘束)の間の整合化を図った.3.複数の基本フィーチャで構成される複合フィーチャの表現法として,基本フィーチャを製品モデルに表現する形式を利用し,これらをXMLファイルとして作成しネットワーク上で利用できるようにした.また,類似フィーチャの検索法や,同一フィーチャの2重登録防止についてのアルゴリズムを検討した.4.生産上の要求(生産制約)により指定された要素間の寸法を変更する場合に,設計寸法からどれを選びいくつにすればよいかを,自動的に決定する方法を開発した.生産制約に影響する寸法を幾何拘束の従属グラフより抽出し,属性情報に基づいて設計意図への影響の少ないものを選択する.この寸法を変数として面データ表より方程式を作成して数式処理システムで解を求める.現在,パラメトリック設計機能を持ったCADシステムが実用化されているが,設計意図は手順と寸法としてしか表現されておらず,従来図面情報として表現されていた各種拘束や製造情報が製品モデルとして直接表現されていないため,効率的な製品開発が行われていない.そこで,設計者の意図を位相および幾何拘束や属性情報として記号的に表現し,設計者の直接指定による効率的なパラメトリック設計機能,設計フィーチャと解析/生産フィーチャを同時に表現する多視点モデルの表現法と,これに基づくフィーチャモデリング法の開発を行う.以上の研究目的に対し,下記の研究を行った.1.立体間の集合演算やパラメトリック設計における干渉計算において,数値誤差により数値的にあいまいとなる場合にはこれを幾何要素が一致しているとみなして位相拘束とし,一致状態の遷移規則により位相拘束間の整合性を確保し,位相拘束をもとに出力立体の位相構造を決定するアルゴリズムを開発した.2.設計者の指示するフィーチャタイプと貼り付け面より位相拘束を記述し,フィーチャの配置や大きさの指示を幾何拘束としてフィーチャモデルに表現した.パラメタを変更したときに,位相変更を伴う形状変更がされる場合を検出し,設計者がこれを望む場合には,新たな位相を生成した.さらに,位相変更により発生するフィーチャタイプの変更や寸法の過不足を検出し,位相拘束を変更し寸法の付け替えを行うことにより形状モデルとフィーチャモデル(位相幾何拘束)の間の整合化を図った.3.複数の基本フィーチャで構成される複合フィーチャの表現法として,基本フィーチャを製品モデルに表現する形式を利用し,これらをXMLファイルとして作成しネットワーク上で利用できるようにした.また,類似フィーチャの検索法や,同一フィーチャの2重登録防止についてのアルゴリズムを検討した.4.生産上の要求(生産制約)により指定された要素間の寸法を変更する場合に,設計寸法からどれを選びいくつにすればよいかを,自動的に決定する方法を開発した.生産制約に影響する寸法を幾何拘束の従属グラフより抽出し,属性情報に基づいて設計意図への影響の少ないものを選択する.この寸法を変数として面データ表より方程式を作成して数式処理システムで解を求める.現在,パラメトリック設計機能を持ったCADシステムが実用化されているが,設計意図は手順と寸法としてしか表現されておらず,従来図面情報として表現されていた各種拘束や製造情報が製品モデルとして直接表現されていないため,効率的な製品開発が行われていない.そこで,設計者の意図を位相および幾何拘束や属性情報として記号的に表現し,設計者の直接指定による効率的なパラメトリック設計機能,設計フィーチャと解析/生産フィ-チャを同時に表現する多視点モデルの表現法と,これに基づく加工,組立の工程設計機能の開発を行う.以上の研究目的に対し,本年度は下記の研究を行った.1.製品形状として図面上で指示された設計意図を位相拘束,幾何拘束として,面ベース表現を用いて記号的に表現した.位相拘束は,幾何要素間の隣接関係と稜線の凹凸特性によりフィーチャとして表し,これらをどこに配置するかを製品面との一致関係により記述した.寸法値として与えられた面間の平行寸法,角度寸法や稜線の指定寸法などの幾何拘束は,基準面をもとに寸法値を変数として平面の方程式を記号的に表現した.2.設計者の寸法変更に基づいて,手順に依存せず製品形状を変更する機能を開発した.幾何

情報は記号的に表現されているので,寸法値に対して即座に変更され,これにより設計意図と異なる形状に変更される場合を,稜線の凹凸特性の変更と寸法変更による掃引立体との干渉より検出し,設計者がこれを望む場合には,新たな位相を生成した.また,位相変更により発生する幾何拘束の矛盾を検出し,この整合化も行った.3.稜線に付加された面取りアールを,稜線の本数,凹凸特性に関わりなく,効率的かつ完全に生成するため,隣接する稜線の凹凸特性,面の頂角の凹凸特性より,フィレット形状の定義を明確化し,これらを効率的に生成するためフィレット形状を面取り形状に置き換えて,記号的に位相を決定する方法を提案した.今後は,これをパラメトリック設計に適用する.現在,パラメトリック設計機能を持ったCADシステムが実用化されているが,設計意図は手順と寸法としてしか表現されておらず,従来図面情報として表現されていた各種拘束や製造情報が製品モデルとして直接表現されていないため,効率的な製品開発が行われていない.そこで,設計者の意図を位相および幾何拘束や属性情報として記号的に表現し,設計者の直接指定による効率的なパラメトリック設計機能,設計フィーチャと解析/生産フィーチャを同時に表現する多視点モデルの表現法と,これに基づく加工,組立の工程設計機能の開発を行う.以上の研究目的に対し,本年度は下記の研究を行った.1.設計者の寸法変更に基づいて,手順に依存せず製品形状を変更する機能とそれに伴う拘束変更を行う機能を開発した.位相変更を伴う形状変更がされる場合を,稜線の凹凸特性の変更と寸法変更による掃引立体との干渉より検出し,設計者がこれを望む場合には,新たな位相を生成した.さらに,位相変更により発生するフィーチャタイプの変更や幾何拘束の矛盾を検出し,位相拘束の変更や寸法の付け替えを行うことによりこの整合化も行った.2.稜線に付加された面取りアールを,稜線の本数,凹凸特性に関わりなく,効率的かつ完全に生成するため,隣接する稜線の凹凸特性,面の頂角の凹凸特性より,フィレット形状の定義を明確化し,これらを効率的に生成するためフィレット形状を面取り形状に置き換えて,記号的に位相を決定する方法を提案した.さらに,寸法のパラメタ値が変更される場合に,フィレット形状が意図通りに変更されるように,変更される面名より検出し整合性のとれた形状を生成する方法を開発した.3.生産フィーチャなどの多視点のフィーチャに対する寸法を変更したい場合に,公差情報,表面粗さ,基準面情報など製品モデルに表現された情報に基づいて,設計意図を満足するように形状変更する方法を検討した.現在,パラメトリック設計機能を持ったCADシステムが実用化されているが,設計意図は手順と寸法としてしか表現されておらず,従来図面情報として表現されていた各種拘束や製造情報が製品モデルとして直接表現されていないため,効率的な製品開発が行われていない.そこで,設計者の意図を位相および幾何拘束や属性情報として記号的に表現し,設計者の直接指定による効率的なパラメトリック設計機能,設計フィーチャと解析/生産フィーチャを同時に表現する多視点モデルの表現法と,これに基づくフィーチャモデリング法の開発を行う.以上の研究目的に対し,本年度は下記の研究を行った.
マルチフェロイクスに関するマルチスケールシミュレーション

熱力学的に共役でない変数間のカップリングを交差相関と呼ぶが、交差相関に伴う特性の発現には界面の効果が重要であり、クラスター変分法を用いて逆位相界面における原子配列の詳細計算を行うために、二次元正方格子上の規則-不規則変態を対象に規則度の界面プロファイルを算出した。さらに原子の局所変位の効果を導入する為に、連続変位クラスター変分法を援用し、対近似ながら、面心立方格子に計算を拡張することに成功した。マルチラェロイクス現象のシミュレーションの鍵は、応力場や電磁場などの外的エネルギーの付与→電子・スピンの状態変化→原子変位→ドメイン(界面)の運動→インテリジェント機能の発現というマルチスケールプロセスの整合沖なシミュレーションにある。本年度は、原子変位に焦点を置いて以下の研究を遂行した。従来のクラスター変分法は、replacive transformationを対象に大きな成功を治めてきた。特に我々は、replacive transformationの典型例であるorder-disorder変態を対象に平衡状態図の第一原理計算において先駆的な計算を行い、Fe-系2元合金系の実験状態図を高精度で再現できるレベルにある。これに対して、本研究では、マルテンサイト変態を中心とするdisplacive transformationをも取り扱う必要がある。この数年間、変位そのものを異なったspecies(原子種)と捉えることにより、displacive transformationを超多元系のorder-disorder transformationにmappingする手法を開発しつつあり、従来のクラスター変分法の新規な応用課題として取り組んだ。この新しい手法'を連続変位クラスター変分法(Continuous Displacement Cluster Variation Method;CDCVM)と称するが、特に、二次元正方格子上の規則一不規則変態を対象にした相平衡状態図の計算孝行い、従来のCVMとCDCVMの計算の比較検討を行った。CDCVMでは変態温度が低下することを確認し、さらに格子点周囲の原子分布も算出することに成功した。加えて、格子の熱振動の効果についても検討し、相変態に及ぼすDebye温度の影響について知見を得た。これらの結果は、従来のCVMを用いた相平衡計算を厳密化できることを示しており、加えて、マルテンサイト変態の記述に対してCDCVMが有用であることを示唆している。原子集団変位とこれに伴う相変態が誘起する種々多様な力学特性と他の物性とのカップリング現象の原子レベルの起源を明らかにし、これを機能化する上での理論的知見を得ることが大きな目的である。特に本研究では応力-歪特性に焦点を置き、他の熱力学変数との交差相関を探求する。この為に、従来のクラスター変分法を連続空間に拡張した連続変位クラスター変分法の定式化を行った。この計算では、二次元正方格子上の規則-不規則変態に着目し、変態点が従来のクラスター変分法の計算と、連続変位クラスター変分法により原子の局所変位を考慮した計算でどのように変わるかを調べた。明らかに後者では大きな変態温度の低下がみられ連続変位クラスター変分法の有効性を確認した。又、格子軟化の効果を調べるためにquasi-harmonic近似を用いた自由エネルギーの計算を行い、これと連続変位クラスター変分法の比較検討も行った。次に、界面の原子配列の詳細構造を計算する為に、従来のクラスター変分法を拡張し、規則不規則変態に伴う逆位相境界の原子配列の計算を行った。連続体近似を用いてこのような計算を行うとhyperbolic tangent型のプロファイルが得られるが、本計算においても同様なプロファイルの得られることを確認した。又、界面の幅の温度依存性についても検討を行った。変態温度に近づくにつれて界面の幅は増大するが、二次元正方格子上の規則-不規則変態は二次変態であるにも関わらず界面幅の無限大への増大は認められなかった。これはクラスターサイズの大きさが十分に大きくない為と思われる。原子の集団変位とこれに伴う相変態が誘起する種々多様な力学特性と他の物性とのカップリング現象を解明し、機能化する研究は未だ十分に成されていない。熱力学的に共役でない変数間のカップリングを交差相関と呼ぶが、本研究では応力-歪特性に焦点をおき、他の熱力学変数との交差相関を探求することを目的とした。このような特性の発現には界面の効果が重要であり、クラスター変分法を用いて逆位相界面における原子配列の詳細計算を行うために、二次元正方晶の規則-不規則変態を対象に規則度の界面プロファイルを算出した。しかし、従来の界面プロファイルの計算では、原子種のサイズ効果が考慮されていない。サイズ効果には2種類あり、一つは格子の一様な膨張や収縮に寄与する効果、他方は局所変位の効果である。前者に対しては、配列の自由エネルギーの極小化に加えて、全系の圧力を0にする条件を付加的な拘束条件として導入することで考慮することができたが、一般に逆位相界面は不規則領域になっており、ここでは原子配列が位相を逆転させながら遷移していくだけではなく、原子の大きな局所変位を伴っている。

これを検討するために、連続変位クラスター変分法を用いて原子の局所変位が相平衡に及ぼす影響の理論計算を行った。連続変位クラスター変分法では、異なった準格子点に変位した原子を異なった原子種として取り扱うために、超多元系の有効相互作用エネルギーを求める計算を実行する必要がある。このためには従来のクラスター展開法を多元系に拡張していくことが必須であり、121元系に対する計算を実行した。又、実合金の3次元格子に対しては準格子点の数が飛躍的に増大する為、準原子種の数は1331(11x11x11)になる。対近似ながら、面心立方格子に対してこのような理論計算を行うことに成功した。
多様体の幾何構造とその上のシュレディンガー方程式の関係

平成30年度に得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)只野之英氏(東京大学)との共同研究で離散シュレディンガー作用素のビルマン・シュインガー作用素の有界性に関する結果を得た。球対称に減衰するポテンシャルの摂動に対しては連続シュレディンガー作用素と同様の結果を証明し、更に最良性も証明した。摂動のポテンシャルの減衰がl^p的な場合には連続シュレディンガー作用素とは異なる結果を得た。(2)R^d又はZ^d上のフーリエ掛け算作用素を考える。シンボルのエネルギー面の面積測度のフーリエ変換の減衰度を仮定して、レゾルベントのL^pからL^qへの有界性とヘルダー連続性を得た。またその応用として、離散シュレディンガー作用素やディラック作用素にL^pポテンシャルを摂動させた場合の散乱理論を考察した。(3)野村祐司教授(兵庫県立大学)との共同研究で、離散シュレディンガー作用素の閾値共鳴状態の性質を示した。ゼロエネルギーに対する閾値共鳴状態は概ね連続シュレディンガー作用素の場合と同様の性質を持つことを示した。また摂動のポテンシャルが十分早く減衰するとき、内部閾値に対する共鳴状態が存在しないことを示した。(4)R^d上の反発型シュレディンガー作用素を考え、反発指数が大きい場合の散乱理論を考察した。また、その応用として複素固有値に対応する固有関数が数多く存在することを示した。結果的に「反発型シュレディンガー作用素はその反発指数が大きければ本質的自己共役でない」という古典的な定理の超局所解析を用いた別証明を与えた。離散シュレディンガー作用素はその閾値の近傍で非楕円型シュレディンガー作用素の閾値と似た性質を持ち、その閾値近傍でのスペクトルの性質を調べることができた。そのような意味で、非楕円型シュレディンガー作用素に対しても一定の成果が得られたと言える。平滑化効果については当初の目標を達成できなかったが、非楕円型シュレディンガー作用素に対して、様々な想定外の結果が得られたため、総合的には順調に研究が進展していると考えられる。引き続き、閉多様体上の非楕円型微分作用素のスペクトル理論について考察を進める。閉多様体上の非楕円型微分作用素にある力学的条件を課すと、30年度に研究した反発型シュレディンガー作用素とある意味で似た性質を持つことがわかっている。それを利用して本質的自己共役性やスペクトルの性質について研究していく予定である。また、Hamilton流の力学的性質についても解析してく。平成29年度に得られた主な研究成果は以下のものである。(1)以前得られていた、ユークリッド空間上の非退化シュレディンガー作用素の本質的自己共役の結果(中村周教授との共同研究)を次のように大幅に拡張した。一点目に、以前は計量の摂動がコンパクトな台をもつ場合に限っていたが、これを長距離型摂動の場合に拡張した。二点目に、以前はシュレディンガー作用素として非退化計量に付随するラプラシアンのみを考えていたが、これを実主要型と呼ばれる一般の擬微分作用素にまで拡張した。証明にはメルローズによる、ある種の特異性伝播定理を用いる。(2)上記(1)の結果と対照的な結果として、閉Lorentz多様体上のシュレディンガー作用素で本質的自己共役でないものを構成した。これには、余接束の動径方向に関する散乱理論と特異性伝播定理を用いる。今後、これをより一般的な場合に拡張することを考えている。(3)各方向の比が無理的である平坦ローレンツトーラス上のシュレディンガー作用素のスペクトルに興味深い性質をもつことがわかった。トーラスの次元が3以上のときにはスペクトルは稠密な点スペクトルをもち、次元が2のときにはスペクトルの形は方向の比を表す無理数の数論的性質に依存する。今後、この現象を測地流の力学的性質と関連させて研究していく。(4)Hans-Christianson氏(North Carolina大学)との共同研究で、対称空間上の三角形のDirichret固有値問題の半古典極限についての研究が進行中である。非退化シュレディンガー作用素の本質的自己共役性を当初の予定よりも大幅に拡張する形で示すことができ、また閉多様体上のシュレディンガー作用素の本質的自己共役性についての研究でも一定の成果が得られた。リーマン面上のストリッカーツ評価についてはめぼしい結果は得られなかったが、双曲多様体での固有関数についての研究も進んでおり、この問題に対する理解が深まっている。以上の理由から、順調に研究計画が遂行されていると考えられる。

(3)野村祐司教授(兵庫県立大学)との共同研究で、離散シュレディンガー作用素の閾値共鳴状態の性質を示した。ゼロエネルギーに対する閾値共鳴状態は概ね連続シュレディンガー作用素の場合と同様の性質を持つことを示した。また摂動のポテンシャルが十分早く減衰するとき、内部閾値に対する共鳴状態が存在しないことを示した。(4)R^d上の反発型シュレディンガー作用素を考え、反発指数が大きい場合の散乱理論を考察した。また、その応用として複素固有値に対応する固有関数が数多く存在することを示した。結果的に「反発型シュレディンガー作用素はその反発指数が大きければ本質的自己共役でない」という古典的な定理の超局所解析を用いた別証明を与えた。離散シュレディンガー作用素はその閾値の近傍で非楕円型シュレディンガー作用素の閾値と似た性質を持ち、その閾値近傍でのスペクトルの性質を調べることができた。そのような意味で、非楕円型シュレディンガー作用素に対しても一定の成果が得られたと言える。平滑化効果については当初の目標を達成できなかったが、非楕円型シュレディンガー作用素に対して、様々な想定外の結果が得られたため、総合的には順調に研究が進展していると考えられる。引き続き、開多様体上での楕円型でないシュレディンガー作用素の散乱理論の構成について考察していく。また、閉多様体上のシュレディンガー作用素の本質的自己共役性、スペクトル理論についてもより理解を深めていくことも目標とする。また、ストリカーツ評価についての理解を深め、研究するため固有関数の半古典極限での挙動、レゾルベントの挙動についても考察していく予定である。引き続き、閉多様体上の非楕円型微分作用素のスペクトル理論について考察を進める。閉多様体上の非楕円型微分作用素にある力学的条件を課すと、30年度に研究した反発型シュレディンガー作用素とある意味で似た性質を持つことがわかっている。それを利用して本質的自己共役性やスペクトルの性質について研究していく予定である。また、Hamilton流の力学的性質についても解析してく。
第二言語習得研究に基づく効果的な多読プログラムモデルの開発

多読の効果を検証した研究は数多く存在するが、多読とそれ以外の活動(精読など)を比べ、統制群が存在しないものがほとんどであり、効果検証が難しいことが指摘されている(Robb & Kano, 2013)。日本の研究では、多読への動機づけや英語学習への態度向上に関する報告が多い(Takase, 2007)。多読を通じ、読解力や読みの速さが増したという報告もあるが、どの程度の量を読めばどの程度の読解力の向上が見られるのかについて扱った研究はほとんど見られず、多くの場合指導者の経験と感覚に基づいて、英語力が伸びる語数が述べられているのみである(鈴木, 1996;高瀬, 2008)。本年度の研究では、読解力の向上について実験群と統制群を立てて、多読が読解力に与える効果を検証した。参与者は非英語専攻の学生で、英語熟達度が高く、多読を行なわず、伝統的な訳読式授業を用いるグループ(A)と、(A)グループよりも英語熟達度は低いが、授業内外で多読を行い、アウトプットを重視する授業を行うグループの中で最終的に読んだ語数が5万語以上のグループ(B)と5万語以下のグループ(C)の3グループについて、指導の前後の4月と12月で、テスト(GTECリーディング)、アンケートを行い、読解力向上を比較した。テストの結果はSPSSを使用した共分散分析(ANCOVA)を行った。結果はグループ(A)が(C)に対して優位に好成績を収め、グループ(B)と(A)の間とグループ(B)と(C)の間には有意差はなかった。テストの形式にもよるが、読解力養成には最低でも5万語以上の多読が必要な可能性があることが分かった。指導の前後の試験(GTEC)を予定通り行い、M-Readerシステムを使い、読書語数の記録も予定通り行った。今年度はデータの収集を予定していたため、ほぼ予定通り進展している。来年度は今年度とったデータの分析と論文の執筆を行うとともに、新たな研究として、多読量が語彙サイズにどのような影響を及ぼすかについて検証する予定である。長期にわたる多読活動が偶発的な語彙習得に与える影響について、事前に覚えるべき目標語を決めるのではなく、活動前後の語彙サイズを測ることで検証する。具体的には来年度に、非英語専攻の学生で、英語熟達度が高く、多読を行なわず、伝統的な訳読式授業を用いるグループ(A)と、(A)グループよりも英語熟達度は低いが、授業内外で多読を行い、アウトプットを重視する授業を行うグループの中で最終的に読んだ語数が5万語以上のグループ(B)と5万語以下のグループ(C)の3グループについて、コース開始時と終了時に、日本人学習者向けの語彙サイズテスト(Mizumoto, 2005)とアンケート調査を行い、多読の有無と読んだ語数によって偶発的語彙学習による語彙サイズの変化を共分散分析(ANCOVA)を用いて比較する。

具体的には来年度に、非英語専攻の学生で、英語熟達度が高く、多読を行なわず、伝統的な訳読式授業を用いるグループ(A)と、(A)グループよりも英語熟達度は低いが、授業内外で多読を行い、アウトプットを重視する授業を行うグループの中で最終的に読んだ語数が5万語以上のグループ(B)と5万語以下のグループ(C)の3グループについて、コース開始時と終了時に、日本人学習者向けの語彙サイズテスト(Mizumoto, 2005)とアンケート調査を行い、多読の有無と読んだ語数によって偶発的語彙学習による語彙サイズの変化を共分散分析(ANCOVA)を用いて比較する。国際学会出席のための航空機及びホテルの手配を早期に行い、経費を節約することができたために残額が生じた。次年度の国際学会参加費用などに充当し使用する予定である。
軟骨形成性腫瘍特異的な変異IDHの機能の解明とそれに基づく治療法の開発

軟骨形成腫瘍におけるドライバー変異であるIDH遺伝子変異の腫瘍発生における意義、そして腫瘍特異性の背景にある分子機構を明らかにするために、iPS細胞を活用した機能解析及び形質転換実験を行った。薬剤誘導型ベクターを用いて正常及び変異IDHをAAVS1遺伝子座に導入したiPS細胞を作製し、間葉系幹細胞に分化誘導してからを発現させて解析を行った。その結果、変異IDHは間葉系幹細胞の増殖を抑制すること、分化能に関しては骨分化を抑制し、軟骨関連遺伝子の発現を亢進させることが判明した。更にパッセンジャー変異として知られているp16遺伝子の欠損を導入した細胞を作製し造腫瘍能の解析を行った。IDH (isocitrate dehydrogenase)遺伝子群の変異は、その頻度より軟骨形成腫瘍である内軟骨腫及び中心型軟骨肉腫におけるドライバー遺伝子であると考えられるが、その腫瘍発生における意義に関しては明らかにされていない.本研究では薬剤誘導型ベクターを用いて変異IDHをiPS細胞に導入し、間葉系幹細胞を誘導、更に骨及び軟骨細胞を誘導し、細胞種特異的な変異IDHの機能を解析することで、軟骨形成腫瘍におけるIDH変異の役割を解明する.軟骨形成腫瘍と同等に変異IDHがドライバー変異である神経膠腫との比較のために、神経幹細胞へも誘導する.そして付加的な変異遺伝子を導入することで、in vitroの形質転換による軟骨形成腫瘍の作製を目指し、その成果に基づいてIDHを標的とした新規治療法の開発を試行する.平成27年度は下記の成果を得た.1. R132C型及びR132H型IDHを薬剤誘導型ベクターに組み込み、IDH変異体を薬剤により発現誘導できるiPS細胞を作製し、これまでに開発した神経堤細胞を経由する誘導法を用いて、間葉系幹細胞を分化誘導した.2.誘導した間葉系幹細胞及びそこから更に誘導した軟骨細胞及び骨細胞において、変異IDHを発現させ、軟骨及び骨関連遺伝子の発現を解析し、更に分化能に対する影響を評価した.3.変異IDHによって産生される2-HGの標的の1つであるヒストンメチル化に関して、軟骨及び骨関連遺伝子の発現調節領域のヒストンメチル化を解析した.4. iPS細胞より神経幹細胞を分化誘導し、変異IDH遺伝子を発現させ、軟骨及び骨関連遺伝子の発現及びヒストンメチル化の変化を解析し、間葉系関幹細胞での変化と比較検討した.当初、導入した変異IDH遺伝子の発現レベルを一定とするために、セーフハーバーとして知られているAAVS遺伝子座にシングルコピーで挿入した細胞を作製したが、培養過程においてやはりDNAメチル化によるサイレンシングが生じている可能性が明らかになった.そのため、他の遺伝子座への挿入を検討している.その他の点においては、計画は順調に進行出来ている.1.変異IDHの変異型毎の作用を正確に把握するために、薬剤誘導型R132C型及びR132H型IDHを導入したiPS細胞(IDH-iPSC)のクローニングを行い、変異IDHの発現量が等しいクローンを樹立した。樹立した各クローンから、側板中胚葉を経て間葉系幹細胞を、二次元誘導法を用いて神経幹細胞を誘導し、それぞれでIDHの発現が誘導可能なことを確認した。その際に変異IDHより産生される2-HGを定量し、これまでの研究の結果と同様に、MSCではR132C型がR132H型より、より多くの2-HGを産生することを確認できた。2.それぞれのIDH-iPSCより神経幹細胞を分化誘導し、変異IDH遺伝子を発現させ、軟骨及び骨関連遺伝子の発現及びヒストンメチル化の変化を解析し、間葉系幹細胞での変化と比較検討した。3.更に正確にシングルコピーの変異遺伝子の機能を解析するために、AAVS1遺伝子座に薬剤誘導型IDH遺伝子を挿入したiPS細胞(IDH-AAVS1-iPSC)の作製を試みた。しかし当初予定したベクターを用いて作製した場合は、分化誘導後の発現誘導が不能となり、サイレンシングを受けていると考えられた。そこでベクターを改変し、再度IDH-AAVS1-iPSCを作製したところ、分化誘導後も発現誘導が可能なクローンを得ることが出来た。4.in vitroでの形質転換を図るために、軟骨形成性腫瘍のゲノム解析からpassenger変異の一つであると想定される16遺伝子の機能消失変異の導入を試み、ゲノム編集技術を用いてp16遺伝子にフレームシフト変異を導入することに成功した。平成27年度より、正確にシングルコピーの変異遺伝子の機能を解析するために、AAVS1遺伝子座に薬剤誘導型IDH遺伝子を挿入したiPS細胞(IDH-AAVS-iPSC)の作製を試みてきた。そこで平成28年度ではベクターを改変し、再度IDH-AAVS-iPSCを作製したところ、分化誘導後も発現誘導が可能なクローンを得ることが出来た。この結果より、最終年度は予定した実験の遂行が可能であると考える。本研究では、軟骨形成性腫瘍におけるドライバー変異である変異型IDH(isocitrate dehydrogenase)を、標的細胞と想定される間葉系間質細胞において長期間、発現させた際のエピゲノムに対する影響を解析し、軟骨形成性腫瘍の発がん過程におけるIDH変異の役割を明らかにするとともに、更に付加的変異を加えることで、発がん機構の全容を明らかにすることを目的とした。平成29年度は下記の成果を得た。

1.変異IDHのエピゲノム修飾に対する作用:薬剤誘導型べクターを用いて、R132C及びR132H型変異IDHの発現を誘導可能なiPS細胞を樹立し、それぞれを中胚葉から間葉系幹細胞(iMSC)に誘導してから、変異IDHを長期間、発現維持させることに成功した。変異IDHを発現するiMSCは、対照細胞と比較して増殖能の低下を認めた。増殖がほぼ停止した段階まで、経時的に網羅的なDNAメチル化及びヒストンメチル化に関して解析を行った。2.変異IDHの分化形質に対する作用:上記のiPS細胞から誘導したiMSCを骨、軟骨及び脂肪に分化させたところ、骨髄由来間葉系幹細胞を用いて得られた結果と同様に、骨分化能が阻害されていた。3.形質転換実験:上記の薬剤誘導型変異IDH遺伝子を導入したiPS細胞において、p16遺伝子をCRSPR/Cas9システムを用いてKOすることを試みた。結果として、複数のp16+/-及びp16-/-細胞を得た。これらの細胞をin vitroにおいて長期間培養を継続し、上記1の実験と同様に、エピゲノムの網羅的解析を進めている。またそれぞれの細胞のin vitro(血清依存性及び足場依存性増殖)及びn vivo(免疫不全マウスの骨髄内に移植)での癌細胞としての形質の評価を行っている。軟骨形成腫瘍におけるドライバー変異であるIDH遺伝子変異の腫瘍発生における意義、そして腫瘍特異性の背景にある分子機構を明らかにするために、iPS細胞を活用した機能解析及び形質転換実験を行った。薬剤誘導型ベクターを用いて正常及び変異IDHをAAVS1遺伝子座に導入したiPS細胞を作製し、間葉系幹細胞に分化誘導してからを発現させて解析を行った。その結果、変異IDHは間葉系幹細胞の増殖を抑制すること、分化能に関しては骨分化を抑制し、軟骨関連遺伝子の発現を亢進させることが判明した。更にパッセンジャー変異として知られているp16遺伝子の欠損を導入した細胞を作製し造腫瘍能の解析を行った。今後は以下の研究を展開する方針である.1 IDH遺伝子の各変異型特異的な作用の解析:前年度の研究を継続し、薬剤誘導型ベクターを用いて各変異型IDH1/2遺伝子を導入したiPS細胞を作成し、それらの骨及び軟骨分化誘導実験を行い、各変異体の分化能に対する作用を解析する.更に代表的な骨及び軟骨関連遺伝子に関して、遺伝子発現及びヒストンメチル化を解析し、変異型とそのMSCの分化能に対する影響の間の相関に関して解析する.2.細胞系譜特異的な変異IDHの作用の解析:同一変異体をMSC、骨細胞及び軟骨細胞で発現させた際の作用を、網羅的な遺伝子発現プロファイル及び代表的なヒストンメチル化モチーフ(H3K4me3、H3K9me3及びH3K27me3)に関する網羅的ChIPにより、比較検討する。更にiPS細胞から神経幹細胞を誘導し、骨及び軟骨関連遺伝子に関して遺伝子発現及びヒストンメチル化解析を行い、MSCの結果と比較することで、細胞系譜特異的な作用を解析する.3.変異IDHの作用における2-HGの意義の解析:変異IDHの2-HG産生以外の機能の意義を解析するために、同一細胞で変異IDHを発現させた場合と、2-HGを培地に添加した場合での細胞に対する作用を、分化能、遺伝子発現及びヒストンメチル化等の指標で評価する.
電磁気調査および土壌物性による遺跡探査法の研究

今年度は、従来の研究成果を受けて、電磁気を利用した探査結果の解釈のマニュアルを作成する資料を作るための探査・分析情報を蓄積することを目標とした。そのために、実際の遺跡において発掘前と発掘面における探査を可能な限り多く実施し、発掘結果の所見と比較した。また焚火実験も各種の条件で行ない、探査実験を行った。いずれの場合にも新たに購入した機器を用いて、探査の対象とした土壌の物性を、より詳細に分析して、探査結果と比較・検証した。発掘を実施する各種の遺跡と、焚火実験をはじめとする各種の実験において、探査結果・発掘結果と、探査対象とした土壌・岩石の物性分析の情報を出来る限り多く収集した。その結果を総合的に検討し、電気・磁気を用いた探査を、最も高い精度で、多くの目的のために使用するための手法・マニュアルを確立した。
アレルギーの予防・治療を意図した食品創製のための基盤解析

1.小麦粉中のアレルゲンを網羅的に酵素分解することにより調製した低アレルゲン化小麦粉ならびに難消化性オリゴ糖ラフィノースのアレルギー改善機構を明らかにすることを目的として、以下の検討を行った。2.Brown Norway(BN)ラットを用いてグルテン特異的アレルギー性気道好酸球性炎症モデルを確立し、低アレルゲン化小麦粉の気道炎症予防効果を明らかにした。また低アレルゲン化小麦粉によりグルテン特異的な全身性の免疫応答が抑制されたので、低アレルゲン化小麦粉は経口免疫寛容を誘導することによりアレルギーを予防することが示唆された。そこでBALB/cマウスを用いて免疫細胞養子移入実験を行ったところ、低アレルゲン化小麦粉を摂取したマウスをドナーとした場合にレシピエントのグルテン特異的血清抗体価が低く抑えられた。したがって低アレルゲン化小麦粉による経口免疫寛容誘導には抑制性T細胞が出現するアクティブサプレッションが関与することが示唆された。また、低アレルゲン化小麦粉は卵白アルブミン(OVA)の腸管透過を抑制するペプチドを含むことが明らかとなり、BNラットにおけるOVAの経口感作を低アレルゲン化小麦粉が抑制することが示された。3.OVAを抗原としたBNラットの気道好酸球性炎症モデルにおいて、食餌ラフィノースは気道炎症を改善し、この効果は盲腸を切除してネオマイシンを毎日経口投与した動物においても発現した。また経口投与したラフィノースの一部は体内に吸収されることが示され、更にラフィノースを腹腔投与した場合にもOVA特異的気道好酸球性炎症が抑制されたので、食餌ラフィノースによるアレルギー予防効果の少なくとも一部は体内に吸収された後に発揮されるものであることが示唆された。また各種オリゴ糖との比較実験の結果、ラフィノースに存在するα-ガラクトシル結合が効果発現に関与することが示唆された。小麦粉中のアレルゲンを網羅的に酵素分解することにより調製した低アレルゲン化小麦粉ならびに難消化性オリゴ糖ラフィノースのアレルギー改善機構を明らかにすることを目的として、以下の検討を行った。1.Brown Norway(BN)ラットを用いて小麦特異的アレルギー喘息モデルを確立した。すなわち、グルテンで皮下免疫してから2週間後に、グルテンのキモトリプシン分解物のエアロゾルにより経気道的に惹起し、翌日に気管支肺胞洗浄液(BALF)を得てその中の好酸球浸潤をアレルギー性気道炎症の指標とした。2.1.のモデルにおいて、グルテン免疫後に低アレルゲン化小麦粉あるいは無処理小麦粉を添加した飼料を摂取すると、気道炎症が軽減された。また、血清抗体価(グルテン特異的IgE、IgG1、及びIgG2a)及び抗原刺激に対する脾臓単核球の増殖応答ならびにサイトカイン遺伝子発現(IL-4及びIFN-_γ)は低アレルゲン化小麦粉あるいは無処理小麦粉によって抑制された。3.1.のモデルにおいて、卵白アルブミン(OVA)を抗原とした場合、食餌ラフィノースは気道炎症を改善し、更にOVAを経口投与するとより改善された。4.ラフィノースによるOVA特異的気道炎症の改善効果は、盲腸を切除してネオマイシンを毎日経口投与した動物においても発現した。5.BNラットにOVAを毎日経口投与すると6週目くらいからOVA特異的血清抗体価の上昇が見られ、また脾臓単核球は抗原刺激に対して増殖応答を示すが、ラフィノース添加食を摂取させたラットでは血清抗体価と脾臓単核球の増殖応答が抑制された。一方、Caco-2細胞の腸管透過モデルにおいて、ラフィノースは経上皮電気抵抗を上昇させ、OVAの透過を抑制した。

以上の結果より、低アレルゲン化小麦粉が経口免疫寛容を誘導することが証明され、そのことが気道炎症の予防に寄与することが示唆された。また、ラフィノースのアレルギー性気道炎症予防効果は、経口免疫寛容が関与すること、及びプレビオティクス効果を介する可能性は低いことが示唆された。更に、ラフィノースは抗原の腸管透過を抑制して経口感作を阻止する可能性が示唆された。本研究では、1.低アレルゲン化小麦粉による小麦特異的な経口免疫寛容誘導の機構解明、2.難消化性オリゴ糖ラフィノースによるアレルギー性気道炎症予防効果の機構解明、3.各種オリゴ糖のアレルギー性気道炎症予防効果の比較、を目的として、以下の検討を行った。1.BALB/cマウスの小麦特異的アレルギー性気道好酸球性炎症モデルを用い、免疫細胞養子移入実験を行った。ドナー動物には免疫した後に低アレルゲン化小麦粉添加飼料あるいは無添加飼料を3週間摂取させた。抗原エアロゾルにより経気道的に惹起した後、脾細胞を調製し、小麦タンパクに感作したレシピエント動物に静脈投与した。細胞移入の翌日にレシピエント動物を惹起した。ドナー動物では、低アレルゲン化小麦粉摂取により血清中の小麦特異的抗体価ならびに気道好酸球浸潤が抑制された。レシピエント動物では、低アレルゲン化小麦粉を摂取したドナー動物からの細胞移入により小麦特異的抗体価ならびに気道好酸球浸潤が抑制されたので、経口免疫寛容誘導には抑制性T細胞が出現するアクティブサプレッションが関与することが示唆された。2.Brown Norwayラットにおける卵白アルブミン(OVA)特異的アレルギー性気道好酸球性炎症モデルにおいて、ラフィノースの腹腔投与はラフィノース添加飼料の摂取と同様に気道好酸球浸潤を抑制したので、食餌ラフィノースによるアレルギー性炎症予防効果の少なくとも一部は体内に吸収された後に発揮されるものであることが示唆された。3.Brown NorwayラットにおけるOVA特異的アレルギー性気道好酸球性炎症モデルにおいて、フラクトオリゴ糖ならびにキシロオリゴ糖には予防効果が見られず、α-ガラクトシルオリゴ糖にはラフィノースと同様の効果が見られたので、α-ガラクトシル結合が効果発現に関連することが示された。
新最適化アルゴリズムによるタンパク質の折れたたみ機構の研究

蛋白質がその自然の特異的立体構造へいかに折れたたまれていくか、その機構を調べることは重要であるが、それは蛋白質分子の複雑さゆえにとても難しい問題である。特に、シミュレーションで理論的に研究するには、系にエネルギー極小状態が無数に存在するために、従来の手法では、全エネルギー空間をカバーすることは不可能であり、まともな結果を期待するのは絶望的となる。よって、シミュレーションがエネルギー極小状態に留まってしまわない、新しいアルゴリズムの開発が重要となる。我々は、数学的に蛋白質の立体構造予測と同じぐらい難しい、他の分野の問題(例えば、物理学における、スピングラスの問題)において開発された、徐冷モンテカルロ法(Monte Carlo simulated annealing)やマルチカノニカル法(multicanonical algorithms)などの新最適化アルゴリズムを適用することを提唱してきた。これまで、これらの手法の有効性を確かめるために、主に、小ペプチド系でシミュレーションを行ってきた。本年度は、まず、無極性アミノ酸(Ala,Val,Gly)のホモポリマーにおいて、マルチカノニカル法によるシミュレーションを行った。そして、αヘリックス形成傾向性やヘリックス状態と非ヘリックス状態との自由エネルギー差などの種々の熱力学量を温度の関数として求め、実験からの示唆と定性的に一致することを示した。次に、やきもどし法(simulated tempering)や1/k法などの新アルゴリズムとマルチカノニカル法との有効性を、5個のアミノ酸からなる小ペプチドであるエンケファリンにおいて比較した。結論は、これら3つの方法が大体同じ程度の有効性を持つことを示せたことである。
シトリン欠損症におけるCTLN2発症・重篤化に関わる遺伝因子・環境因子の解明

シトリン欠損症の特異性は糖質忌避の行動にある。それには肝臓での代謝に伴う代謝異常が何らかの機構を介して脳にシグナルを送っている。それにはモデルマウスにおいて肝内のNADH上昇とATP濃度低下が関与する可能性を示した。一方、タンパク質、アミノ酸は糖質の毒性を緩和する作用がある。その機構を明らかにした。高度な高アンモニア血症モデルを作製し、その解消にオルニチンとアスパラギン酸(またはアラニン)が有効であることを明らかにした。また、アスパラギン酸自体は尿素サイクルが存在する肝細胞には取り込まれないが、小腸でアラニンに変換された後、肝細胞に取り込まれ、アスパラギン酸を再生していることを明らかにした。本研究の目的は、シトリン欠損症患者のうち、重篤なCTLN2に罹患する患者がどのような特性を持つかを、病態修飾遺伝子(modifier gene)の検索を通じ、また、どのような因子が肝argininosuccinate synthetase低下をもたらすかを、マウスモデルを用い検索している。これまでに、CTLN2発症者と非発症者をペアーとするシトリン欠損症兄弟例4組の遺伝子を採取し、エクソーム解析を行い、共通した遺伝子多形を調査した。その結果、4組のペアーにおいて、67種の遺伝子が共通で遺伝子多型を持つことが判明した。そのうちのどの遺伝子がCTLN2の修飾遺伝子であるかをこれまでに蓄積している多くのCTLN2患者とNICCD患者、および対照者の遺伝子と比較検討している。現在までのところ、CTLN2発症と関連する遺伝因子は見つかっていない。環境因子として、1週間のショ糖投与、エタノール投与で、肝ASS低下を起こさないかどうかを検討したが、有意な変化を示す結果は得ていない。しかしながら、マウスに与える固形食を滅菌して与えるか、無滅菌で与えるかによってマウスの成長に対する影響が異なること、また、ショ糖投与による高アンモニア血症の重症度に差が生じることを見出し、さらにその解析を継続している。現在、CTLN2患者の栄養調査を行い、また、血漿アミノ酸分析などを行い、重症度が診断できないかどうかを検討している。計画した研究課題への取り組みは順調である。しかし、現在までのところ、期待する結果は得られていない。本研究の目的は、シトリン欠損症患者がどのような特性を持つと重症化するかについての解析、および重症化した病態をいかに治療が可能かを解析し、有効な治療法を開発することである。昨年度には、餌のオートクレーブによる滅菌化の影響(オートクレーブ滅菌をした餌(CE-2)を投与すると成長が遅れ、血中アンモニア濃度が上昇する事)を明らかにするとともに、シトリン欠損症モデルマウスがショ糖、グリセロール、エタノールを自由摂取させると他の対照マウスに比し、摂取量が少なく、忌避していること、さらにこの忌避行動に関連して肝臓中の代謝物の変動が起こること、忌避は肝内グリセロール3ーリン酸の上昇とATP (または全アデニンヌクレオチド)濃度の低下が同時に起こった時に起こることを明らかにした。この現象は、肝グリセロール3ーリン酸の減少をもたらすような物質(各種アミノ酸、ピルビン酸ナトリウムなど)投与によってショ糖などの摂取量が増加することを説明した。さらに肝内のグリセロール3ーリン酸の上昇を、アラニン、グリシン、グルタミン酸などの多くのアミノ酸の同時投与で抑制できること、さらにショ糖とグリシンを同時投与すると異常に血中アンモニアが上昇することを見出し、これに対して最も有効なアミノ酸の同定を行っている。現在、さらに20%ショ糖を自由摂取させると、ショ糖の摂取量はマウス個体ごとに異なるが、多く摂取するシトリン欠損症モデルマウスはその間の体重減少が大きいことを見出し、autophagy現象を伴っているのではないか、と検索に取り掛かっている。Modifier geneの発見、肝ASSの低下などは現在までのところ、明確な結果は得られていないなど、当初の予定とは若干異なっているが、多くの大変興味ある結果を得ている。以下にそれらを列挙すると、(1)ショ糖などの摂取抑制(忌避)が肝内代謝物変動と関連づけることが可能となった。(2)肝臓におけるグリセロール3-リン酸の上昇を指標にして多くの有効なアミノ酸を見出した。(3)しかし中には同時に血中アンモニアの上昇を起こすアミノ酸も見出し、これらは治療薬としては役に立たないが、高アンモニア血症のモデル作成に有効であることも見出した。(4)餌(CE-2)のオートクレーブ処理がシトリン欠損症モデルマウスにとって成長障害や高アンモニア血症誘発などの作用を持つことを見出した。これらは今後の最終目標である治療薬開発に大いに役立つものと考えている。本研究の目的は、シトリン欠損症患者がどのような特性を持つと重症化するかについて解析し、さらに重症化した病態がいかに治療可能かを解析し、有効な治療法を開発することである。昨年度は、アミノ酸の検索から、高度かつ新たな高アンモニア血症モデルを作成することに成功した。このモデルを用いて、高アンモニア血症の治療に有効なアミノ酸の組み合わせを見出すことができた。すなわち、シトリン欠損症モデルであるCitrin/mGPDdouble-KOマウスにショ糖とグリシンを投与すると血中アンモニアは1000microg/dL以上に上昇したが、これにオルニチンとアスパラギン酸を投与すると血中アンモニアはほとんど野生型の正常値の値まで低下させることに成功した。現在、血中アンモニア低下作用以外にどのような作用があるのかを検討中であるが、少なくとも食事摂取量の増加、体重増加などの有効な作用が確認できている。

この結果は直ちに重篤なCTLN2患者の治療に用いることができると考え、臨床研究への応用の可能性を検討している。栄養調査と臨床検査によってシトリン欠損症の重症化を起こす要因について検討する疫学研究は現在、準備が整い、若干名の患者への栄養調査を開始した段階である。今後も継続して研究を進めていく予定である。発症要因と考えられる糖質、アルコール、グリセロールについては本モデルマウスにおいて摂取を忌避する行動が観察され、これには肝臓の代謝中間体である、グリセロール3リン酸の増加とATPの低下が関与することを明らかにしてきたが、これがどのようにして脳に情報を伝達しているのか、また、脳からの忌避の機構についてもすでに若干の結果を得ているので、今後はさらに検討を重ねる予定である。シトリン欠損症の特異性は糖質忌避の行動にある。それには肝臓での代謝に伴う代謝異常が何らかの機構を介して脳にシグナルを送っている。それにはモデルマウスにおいて肝内のNADH上昇とATP濃度低下が関与する可能性を示した。一方、タンパク質、アミノ酸は糖質の毒性を緩和する作用がある。その機構を明らかにした。高度な高アンモニア血症モデルを作製し、その解消にオルニチンとアスパラギン酸(またはアラニン)が有効であることを明らかにした。また、アスパラギン酸自体は尿素サイクルが存在する肝細胞には取り込まれないが、小腸でアラニンに変換された後、肝細胞に取り込まれ、アスパラギン酸を再生していることを明らかにした。当初の主な研究目的の進展状況は上記の通りであるが、新たな環境因子の関与の可能性を見出したので、これを推進したい。すなわち、マウスモデルにおいて、同じ食事組成を持つ餌(CE-2)の滅菌操作で、滅菌していない餌との間に、成長障害と高アンモニア血症の程度に差があることを見出した。どのような因子がこの差異を生じさせるのか、非常に興味あるところであるので、今後さらに解析を進めて行くことを考慮している。本研究を通じて、今後追求すべきテーマと実験・研究方法が見えてきたので、今後は順調に推進できるものと考えています。病態生化学
癌細胞浸潤における細胞内アクチンの求心性流動の役割

生細胞内アクチン線維の移動とその重合、脱重合を可視化する単分子蛍光スペックル法を用い、細胞伸展端を解析し、(1)フィロポディアとラメリポディアの先端では、異なる様式でアクチン重合がアクチンの求心性流動と連関している。特にラメリポディア先端のアクチン重合速度はミオシン阻害によるアクチン流動の速度変化に加え、細胞の変形にも強く影響をうけることを見出した(投稿準備中)。現在、アクチン流動に影響が知られるBDMなどの薬剤の作用をリコンビナントミオシンを作製し、解析中。(2)癌浸潤に関与が知られるG蛋白質Rhoの標的分子で、Formin関連分子の1つmDia1について、蛍光単分子スペックル解析を行った。mDia1のアクチンファイバー誘導活性のあるドメイン、FH1-FH2構造が生細胞内で重合するアクチンの伸長端にプロセッシヴに結合しながら長距離を分子移動することを発見した。また、顕微鏡下で、精製されたアクチン、プロフィリン、mDia1を用い、mDia1が重合をつづけるアクチン伸長端に会合する結果を見い出した。今回の発見はモーター蛋白質以外で長距離を移動する分子機構が存在することを、しかもそれを生細胞内で明らかにした(Science誌に発表)。(3)他にアクチンの主要な調節分子と考えられるARP2/3複合体やキャッピングプロテインなどの蛍光蛋白質の単分子スペックル解析にも成功し、細胞伸展部の葉状仮足内でアクチン線維切断が恒常的に存在することを示唆する結果を得た(投稿準備中)。
高度技術の導入と国際社会の構造的安定性

このプロジェクトはグロ-バルな視点にたって技術進歩と国際関係の変化を検討することを目的としている。このプロジェクトではエレクトロニクスを中心とする先端技術と環境対策の2つの分野を中心としている。対象は日本を中心としている。欧米先進国、アジアを中心とする市場経済圏、および旧ソ連・東欧における計画経済圏など、地域における状況をもあわせて分析の対象としている。今年度進展をみた部分は次のとおり。(1)デモグラフィ-:人口圧力の動向、またそれが生活水準と所得分布という、社会的安定のキ-になる要因に及ぼす影響を検討。(2)技術進歩:エレクトロニクスを中心とする生産・通信・制御技術の経済社会的インパクトを分析。(3)環境分析のための産業連関表:原単位デ-タと経済活動別のエネルギ-投入マトリックスとのリンク作業。(4)エネルギ-の需要と供給:自動車の燃費需給構造、家庭用エネルギ-の用途・種類別需要、太陽光発電システムの導入可能性など。(5)ライフスタイルと生活の質:質資源・省エネルギ-の観点からは、廃棄物のリサイクル、廃熱の利用など、ライフスタイルの転換が迫られる。(6)計量モデルによる総合化:以上の検討は多部門産業モデルを拡張してできる限りこれに組み込むことにより、総合的な分析を可能にする。モデルは産業部門を25に分割しており、これによって産業ごとの技術進歩や資源・エネルギ-需要などを明示的に取り扱うことができる。