hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
吸入麻酔の脳微小循環動態に及ぼす影響 -蛍光ビデオ顕微鏡法によるレオロジー的分析-

吸入麻酔薬の脳血流量増加(脳血管拡張)作用は,マクロ血流測定法においてはよく知られるところである.しかし,その微小循環系への影響,特に単一微小血管への作用については不明の部分が多い.本研究では,代表的吸入麻酔薬であるハロセンによる微小循環レベルにおける血管拡張作用(ネコ脳軟膜細動静脈)について,生体蛍光ビデオ顕微鏡法を用い、いくつかの側面,特にレオロジー的因子より分析した.結果として,主に次の3つの知見を得た.(1)ハロセン吸入による体血圧低下時の微小血管拡張により,単一微小血管において血流が保たれる(autoregulatory vasodilatation)ものと,そうでない(dysautoregulation)ものとがある.これまでの"ハロセンにより脳自動調節能は障害される"というマクロ血流測定法における知見は,部分的には微小循環レベルでの血管反応による結果といえる.(2)ハロセン吸入中の微小血管拡張の機序は,主として血圧低下に対する筋原性のものとハロセンそのものによる直接作用が考えられたが,吸入終了後の体血圧上昇時にも血管拡張が起こり,この拡張には,レオロジー的因子である管壁ずり速度を介した血流依存性機序が部分的に関与することが示された.(3)一方,cell-free layerは血管壁内側(内膜)面に形成されるため,生体におけるその動的変化は血流依存の血管拡張に影響を与える可能性があると考えられた.このレオロジー的因子であるcell-free layerに関しては,ハロセン吸入時よりむしろ吸入終了後の血管拡張に対して,管壁ずり速度と共に関係している可能性がある.以上より,血流依存のレオロジー因子による微小血管拡張機序が,ハロセンによる脳(微小)血管自動調節能の障害(dysautoregulation)に関与している可能性が示された.吸入麻酔薬の脳血流量増加(脳血管拡張)作用は,マクロ血流測定法においてはよく知られるところである.しかし,その微小循環系への影響,特に単一微小血管への作用については不明の部分が多い.本研究では,代表的吸入麻酔薬であるハロセンによる微小循環レベルにおける血管拡張作用(ネコ脳軟膜細動静脈)について,生体蛍光ビデオ顕微鏡法を用い、いくつかの側面,特にレオロジー的因子より分析した.結果として,主に次の3つの知見を得た.(1)ハロセン吸入による体血圧低下時の微小血管拡張により,単一微小血管において血流が保たれる(autoregulatory vasodilatation)ものと,そうでない(dysautoregulation)ものとがある.これまでの"ハロセンにより脳自動調節能は障害される"というマクロ血流測定法における知見は,部分的には微小循環レベルでの血管反応による結果といえる.(2)ハロセン吸入中の微小血管拡張の機序は,主として血圧低下に対する筋原性のものとハロセンそのものによる直接作用が考えられたが,吸入終了後の体血圧上昇時にも血管拡張が起こり,この拡張には,レオロジー的因子である管壁ずり速度を介した血流依存性機序が部分的に関与することが示された.(3)一方,cell-free layerは血管壁内側(内膜)面に形成されるため,生体におけるその動的変化は血流依存の血管拡張に影響を与える可能性があると考えられた.このレオロジー的因子であるcell-free layerに関しては,ハロセン吸入時よりむしろ吸入終了後の血管拡張に対して,管壁ずり速度と共に関係している可能性がある.以上より,血流依存のレオロジー因子による微小血管拡張機序が,ハロセンによる脳(微小)血管自動調節能の障害(dysautoregulation)に関与している可能性が示された.生体蛍光顕微鏡法を用い,ネコ脳軟膜微小循環に対するハロセンの血管拡張を観察し,ハロセン吸入後にも血管が拡張する特異な現象を見出した.この吸入終了後拡張現象を血流依存のレオロジー的側面から定量的に分析を行った.[方法]7匹のネコをクロラロースで麻酔導入後,気管切開し,30%O2-70%N2で機械換気した.頭蓋窓など外科処置約1時間後,1%ハロセンを吸入,30分間持続した.血圧(P)は大腿動脈にカテーテルを挿入し測定した.FITC一蛍光標識赤血球及びRITC一蛍光標識デキストランを大腿静脈注入法により,蛍光顕微鏡下で脳微小循環を可視化した。この像を高感度ビデオに記録した.ビデオ画像から,管径50-100ミクロンの細動・静脈を選択し,血管内径(D)及びそこを流れる赤血球速度(V)を計測した.吸入終了時および終了から8-15分後の血管径,赤血球速度,血圧データ値を用いて,管壁ずり速度(SR),管壁応力(WT)を式(1),(2)から算出した.SR=V/D・・(1),WT=P×D・・(2)細動脈(7本),細静脈(6本)の血管拡張を吸入終了後からの変化率を用いて相互関係を調べた.[結果および考察]ハロセン吸入により血圧及び赤血球速度は低下,血管径は有意に増加した.ハロセン投与終了により血圧と赤血球速度は吸入前値方向に増加したが,血管径はさらに拡張を示した.吸入終了後の血管拡張率と壁ずり速度(SR)の間には,SRの変化率が増加すると細動静脈の血管拡張率は増加し,この関係は直線的であった.さらに細動脈の血管拡張率は管壁応力(WT)の変化率が増加すると共に直線的に増加した.脳微小血管は血圧や赤血球速度と異なり,ハロセン投与終了後さらに拡張する事実が示された.

この脳微小血管拡張率は管壁ずり速度(SR)および管壁応力(WT)と正に相関しているので,その血管反応に血流依存のレオロジー的因子(壁ずり速度、壁応力)の関与が考えられる.脳微小血管拡張の機序には,壁ずり速度,壁応力を介するNO合成酵素の重要性が示唆される.平成11年度において,生体蛍光顕微鏡法によるネコ脳軟膜微小循環観察で,ハロセン吸入終了後の血管拡張に,血流依存のレオロジー因子(特に管壁ずり速度)の関与が考えられた.一方,cell-free layerは血管壁内側(内膜)面に形成されるため,生体におけるその動的変化は血流依存の血管拡張に影響を与える可能性がある.ハロセン麻酔下のネコ脳軟膜微小循環において,細動静脈血管拡張とcell-free layerの変化を分析した.[方法]ネコをクロラロースで麻酔導入,頭蓋窓など外科処置約1時間後,1%ハロセンを吸入,30分間持続した.血圧(P)は大腿動脈にカテーテルを挿入し測定した.FITC-蛍光標識赤血球で赤血球コラムを及びRITC-蛍光標識デキストランで血管内腔像を得るため,蛍光顕微鏡下で脳微小循環を可視化した。この像を高感度ビデオに記録した.ビデオ画像から,14本の微小血管について,血管内径(D)及び赤血球コラム径(d)を同部位で5回ずつ計測した.D-d/2をそのときのcell-free layerの厚さ(T)とした.また同時点の管壁ずり速度(pSR)を赤血球速度(V)及びDより計算した.[結果及び考察]ハロセン吸入によりP及びVは低下,D及びTは増加した.(1)Tは,pSRの減少と共に増加した.(arteriole;R=0.80,venule;R=0.65)(2)Vの変化は,pSRの変化と正相関した.(3)pSRの減少率は,血管拡張の程度と良い相関を示した.(arteriole;R=0.77,venule;R=0.76)ハロセン吸入中の微小血管拡張には血流依存のレオロジー因子の関与よりも,むしろ血圧低下に対する筋原性機序及びハロセンによる直接反応によるものが考えられた.
ICTを用いた高齢者の口腔機能維持・管理データベースの開発と構築

1.岐阜及び沖縄の高齢者福祉施設において利用者の口腔機能調査を実施した。調査結果から、口腔機能の低下がみられた利用者は、開口度と舌突度および咬筋触診でその兆候が表れる傾向がみられた。日常的に口腔ケアを実施する職員も同様の傾向を認識していることを確認した。2.上記施設において職員に対するミールラウンドシステムプログラム作成に係るニーズ調査を実施した。その結果、1咀嚼音、嚥下音に関する知識が不足している。2認知機能の変動に対応する必要がある。3各職種から評価が出されたのち、意見を集約する方法を拘置する必要がある。4病院から施設へ、施設から病院へ引き継ぎ時の情報として活用できないか。という4点の意見が抽出された。当初の計画では、ミールラウンドシステムの開発を行う予定であったが、施設調査の段階で職員の専門性や経験年数による、咀嚼音、嚥下音に関する知識及び利用者の認知状態の変化に対する個別対応のスキルにばらつきがあることが判明した。またシステムの構築に関しては、各職種から得られた利用者のデータの蓄積および効果的活用方法についてそれぞれの立場から意見を集約しプログラムに関して検討する必要性もある。高齢者福祉施設利用者の口腔機能に関して、開口度や舌突度は、診査者によるデモンストレーションによって容易に対象者の最大限の能力を引き出せ評価できる項目であり、覚醒や意欲など精神機能に相応の異常がない限り対象者の当該機能を客観的に、かつ正確に評価できる。咬筋の触診もまた、開口度や舌突度と同様に容易なデモンストレーションによって最大限の能力を引き出せ評価しうる項目である。以上のことから、開閉口に関連した筋群の「口腔機能低下の初期変化」としての総合的評価指標としての有用性といった観点から、これら3項目の測定値の相関も含めて今後症例数を追加し解析していく予定である。また、高齢者福祉施設職員に対するニーズ調査で得られた意見を踏まえ、研修やマニュアルを加えミールラウンドシステムプログラムの構築を進めていく。本年度は、高齢者施設における利用者の経口維持・移行を支援する、クラウド型データベースシステム構築に向けた実態把握を行った。調査期間は、平成29年9月21日から平成30年1月30日の間である。調査は、同意を得られた介護保険施設(特別養護老人ホーム)7ヶ所を訪問して実施し、介護職員,管理栄養士,看護師35名、入所者60名を対象とした。職員を対象とした分析は、1.2のとおりである。1.グループ演習により、食事支援を行う際に介助者が、利用者の摂食能力や状態を観察し評価するのは、食事開始後いつの場面に何を観ている(以下「評価項目」)のかということを、KJ法を用いて明らかにした。その結果、食事支援の際の評価のタイミングおよび「評価項目」は、施設および職種間による差異を認めた。2.グループインタビューで、ミールラウンドや食事形態を変更する際の手続きについて、専門職間の連携等に関する聞き取りを実施した。結果は、全ての施設において専門職で組織化されたミールラウンドは行われていなかった。その理由としてマンパワー不足であることが明らかとなった。しかし、それを補う形で、食事支援を行っている職員から他の職員に対して、入所者の状態の変化を報告し、同時に食形態またはメニュー変更の提案などを口頭で伝える、さらに連絡ノートへも記載が行われており、他職種との報共有に努めていることがわかった。入所者を対象として、1.口腔状態の評価(衛生状態、舌運動性、嚥下機能)、2.補綴的評価(口腔内保持能力・運動)、3.栄養状態の評価を実施した。結果は、現在データを整理中である。当初の予定では、介護職員による食事支援が、どのように行われているのかという実態把握のために、アンケート調査を予定していた。しかし、食事支援に係わる専門職は管理栄養士や看護師等も連携して行われていることから、正確な実態把握を行うために対象を広げ、多職種からなるグループによるKJ法とインタビュー調査に変更した。今後、予定通りデータベースシステムの開発を外部委託して行う。研究分担者は、1.前年度の調査結果を協議し、食事支援を行う際の評価に必要な項目の選定を行う。2.アプリケーションに搭載する、評価項目の選定や画面上のデザインの考案。3.経口維持・移行計画を支援するアルゴリズムの構築を施行する。

その後、前述の施設に試験的導入をお願いし、試用感や評価項目の妥当性などの助言や評価を施設職員よりいただく。必要に応じて、機能を改善していく予定である。本研究全体で得られた調査結果および成果を、関連する専門分野の学会発表や学術誌への論文投稿することを予定している。高齢者福祉施設利用者の口腔機能に関して、開口度や舌突度は、診査者によるデモンストレーションによって容易に対象者の最大限の能力を引き出せ評価できる項目であり、覚醒や意欲など精神機能に相応の異常がない限り対象者の当該機能を客観的に、かつ正確に評価できる。咬筋の触診もまた、開口度や舌突度と同様に容易なデモンストレーションによって最大限の能力を引き出せ評価しうる項目である。以上のことから、開閉口に関連した筋群の「口腔機能低下の初期変化」としての総合的評価指標としての有用性といった観点から、これら3項目の測定値の相関も含めて今後症例数を追加し解析していく予定である。また、高齢者福祉施設職員に対するニーズ調査で得られた意見を踏まえ、研修やマニュアルを加えミールラウンドシステムプログラムの構築を進めていく。29年度の購入予定であった、動画撮影用タブレット端末の購入が遅れたため残金が発生した。30年度は、システムの開発と試用感の評価のために施設訪問の予定である。また、入力データ保存のためのクラウドサーバー保守管理費用も発生する。今年度予定していた、データベースシステムの開発が遅れているため。理由;対象施設における職員のニーズ調査から、システムを有効に使用するための知識及び技術面での均霑化がなされていないことが判明した。そのため次年度は、咀嚼音、嚥下音に関する知識および認知機能に関する研修を行うための研修にかかる出張費、教材作成費等に使用予定。
3次元浅層地下構造が構造物と地盤の動的相互作用に与える影響評価

本研究は地震時に浅層地下構造が構造物に及ぼす影響を解明することを目的とし,以下の成果を得た。1.ダム・貯水池・基盤連成系のFE-FDハイブリッド振動解析手法を開発し、終局地盤応答挙動の解明をおこなった。また貯水及び基礎と周囲の岩盤が練成することで減衰特性及び固有周期が受ける影響を明らかにした。2.杭基礎を持つ地中ダクトの振動台実験を行い、また杭基礎と地盤の接触面に着目した非線形地震応答の解析を行うことで、土との接触面における動的な相互作用をすべりと剥離の影響を明らかにした。3.粒状体の数値実験により土質材料のせん断変形による微視的構造変化を調べ、微視構造の役割及びダイレイタンシの発生機構を明らかにした。4.南フォッサマグナ帯の更新世中期における地殻の上昇現象が、現在の地表地形に与えた影響を観測データの解析により明らかにした。また周辺に存在する断層の形成に影響を与えたことを明らかにした。5.NIOM手法及び多変数AR手法を元に、アレー観測地震波記録から表層地盤内で生じる波動の反射・透過等、地震波の実際の伝播経路を求める手段を開発した。6.観測される地震波は空間的にどの程度ばらつくのか定量的に解明した。例えば数十mの距離で最大加速度値が40%程度もばらつくことを明らかにした。さらにこのばらつきが線状ライフライン構造物の耐震性に与える影響について明らかにした。7.浅層地盤下の基盤に逆断層が存在する場合に、断層変形が浅層地盤をどのように伝播するかを個別要素法およびアルミ棒・砂実験を用い検討した。解析により出現位置をほぼ再現できることを確かめた上、地震断層の方向及び分岐現象などに関して検討した。8.動力学モデルによる数値解析と砂の実験により浅層地盤内の断層破壊進展を明らかにした。また、断層の動的な破壊と浅層地下構造によって強震域が形成される過程を示した。本研究は地震時に浅層地下構造が構造物に及ぼす影響を解明することを目的とし,本年度は以下のような研究を行った.1.構造物と地盤の相互作用ダムを例に周囲の岩盤との相互作用について検討した.アーチダムと岩盤の間のジョイントが開くと,ダム内の引張り応力が解放され,応力が再配分されることを示した.また,ロックフィルダムの解析から,周囲の岩盤の剛性が小さい程逸散減衰が大きくなることを示した.2.急傾斜する基盤面を持つ表層地盤の移動伝播特性綾瀬川断層沿いでの地震波形記録を解析し,浅層地下構造の影響により断層直交方向に震動が卓越することを示した.また,断層の動的な破壊と表層付近のより詳細な地下構造を共に考慮可能な地震動解析手法を開発し,福井平野を例に解析した結果,断層の破壊の先端付近と,基盤と沖積平野の境界部で大きな地震動が生じることを示した.3.表層地震構造が地表に現れる断層に及ぼす影響(1)逆断層アルミ棒及び砂を用いた模型実験を行った.アルミ棒を用いた実験により,基盤面に作用する応力は,断層を境に上盤側で圧縮,下盤側で引張り向きに断層変位とともに変化することを示した.また,地盤を弾塑性体,滑り線をジョイント要素でモデル化した有限要素法により,砂を用いた実験結果を比較的良好に再現できることを示し,さらに仮想地盤に対してこの解析手法を適用した結果,堆積層厚の数%を超える鉛直方向の滑りが震源断層で生じると地表に断層が現れる可能性が高いことを示した.

(2)横ずれ断層砂を用いた模型実験を行い,基盤付近では断層に沿うように発生する滑りが,地表に近づくにつれて基盤断層と高角に交わるよう発達していく過程を明らかにした.今後,振動実験を行い構造物と地盤の動的相互作用についてさらに詳細に検討していくとともに,今年度個別に進めた研究を統合して浅層地下構造が動的相互作用に及ぼす影響を解明する予定である.本研究は地震時に浅層地下構造が構造物に及ぼす影響を解明することを目的とし,本年度は以下のような研究を行った.1.構造物と地盤の相互作用ダムを例に周囲の岩盤との相互作用を考慮した解析を行った.アーチダムと岩盤の間のジョイントが開くとその先端部分で大きな引張応力が作用する領域が生じるが,ダム本体の材料非線形を考慮するとそのような領域がなくなること,ジョイントの開口量はダムの非線形性を考慮すると大きくなることを示した.また,杭基礎を有する地中ダクトについて地盤との動的相互作用を実験により検討した.ダイラタンシーによって生じる地盤の上下動が杭によって抑えられること,ダクトの剪断力の大部分を杭頭が負担することなどが明らかになった.2.急傾斜する基盤面を持つ表層地盤の波動伝播特性元荒川構造帯沿いでの地震波形記録を解析し,断層帯を通過する前ははっきりとした卓越震動方向を示した地震動が,断層帯を通過すると特定の震動方向を持たなくなることを示した.また,断層の動的な破壊と表層付近の細かな地下構造を共に考慮可能な地震動解析手法を用いて,1948年福井地震を解析した結果,震源のアスペリティー領域で生じた地震動が沖積平野によりさらに増幅される様子を明らかにした.3.表層地盤構造が地表に現れる断層に及ぼす影響震源断層での動的な破壊過程を推定するための解析法を開発した.また,砂を用いた横ずれ断層模型実験を行い,基盤付近では断層に沿うように発生する滑りが,地表に近づくにつれて基盤断層と高角に交わるように発達していく過程を明らかにするとともに,変位速度を変えて行った実験から,乾燥砂においては剪断破壊面の形状の変位速度への依存性は小さいことを示した.本研究は地震時に浅層地下構造が構造物の応答に及ぼす影響を解明することを目的とし,以下のような研究を行った.1.構造物と地盤の動的相互作用構造物基礎と地盤の境界部に生じる滑りや剥離の境界非線形性が生じる場合のインピーダンス特性について研究を行い,境界部の接触面積の低減効果により,その剛性と逸散減衰量が低減することを明らかにした.さらに,ケーソン基礎に代表される大型の剛体基礎と,杭基礎に代表されるFlexural基礎に分類し,それぞれについて検討を加えた.その結果,剛体基礎に関しては境界非線形性による新しい入力損失効果のメカニズムを明らかにすると共に,この効果によって境界非線形時には線形時よりも大きな入力損失効果が見込める可能性を確認した.またFlexural基礎ではその柔性から作用土圧の低減よりも,基礎天端の拘束効果の減少による応答増幅が顕著であることが確認された.2.浅層地下構造と地震動1948年福井地震を例に地震動解析を行い浅層地下構造の影響について検討した.
Deep Generative Model とその因子分解による音声情報処理基盤

多数話者の発声した大量の音声データから、Deep Neural Network (DNN)を構築し、それを音韻と話者の要因毎に分解することで高性能な音声認識モデルを獲得する枠組みの研究開発を行った。2つのDNNの一部を共有させた構造をもつDeep Siamese Networkを用いた話者認識、音韻構造を階層的な出力層で表現したDNNを用いた話者適応化、Soft Targetを教師としたStudent-Teacher学習の枠組みを用いた話者正規化学習、の3つの手法を提案し、それぞれで話者認識性能、音声認識性能の顕著な向上を得た。それ以外にもDNNの実装、ネットワーク構造設計の研究を行った。様々な変動要因を含んだ大量の音声データから教師なし学習によりDeep Generative Model (DGM)を構築し、それをFactorize(要因毎に分解)することで個々の要因向けの高性能なモデルを獲得する、音声情報処理のための新しい方法論とそのための技術基盤を確立する。研究期間内ではヒューマンコミュニケーションマイニング(人間同士の対面対話からの情報抽出)を目的とし、大語彙音声認識、耐雑音音声認識、話者認識、マルチマイク音声認識、感情・意図認識、の各技術において従来技術を上回る性能を得ることを目指す。計算時間削減のためにGPGPUを用いた分散並列処理アルゴリズムを開発する。対話データベースを構築し方式評価を行う。初年度は、多くの要因を含んでいる音声データを用いて、最尤基準に基づく教師なし学習により、Deep Generative Model (DGM)を構築し、大語彙音声認識において基本性能評価を行った。また、次にAutoencoderを構成し、それをもとに各要因を分解して切り出すSiameseモデルを開発した。話者認識においてその効果を確認した。様々な要因を含んだ大量の音声データから教師なし学習によりDeep Generative Model (DGM)を構築し、それをFactorize(要因毎に分解)することで個々の要因向けの高性能なモデルを獲得する、音声情報処理のための新しい方法論とそのための技術基盤を確立する。初年度である昨年度は、多くの要因を含んでいる音声データを用いて、最尤基準に基づく教師なし学習により、Deep Generative Model (DGM)を構築し、大語彙音声認識において基本性能評価を行った。今年度は、音声認識のための、話者の少数の発声を用いてシステムを話者に適応させる話者適応の方式を開発した。そこでは、音声における話者性を表す特徴と音韻性を表す特徴をFactorizeする必要がある。その目的のため、従来、triphoneを用いていた音韻特徴に対し、monophoneからの制約を加えることで、より話者性を分離できるアルゴリズムを開発し、その効果を実験で確認した。また、マルチモーダル処理のために、DNNを用いた映像のセマンティックインデキシング、映像からのイベント検出の実装・評価を行った。様々な要因を含んだ大量の音声データから教師なし学習によりDeep Generative Model(DGM)を構築し、それをFactorize(要因毎に分解)することで個々の要因向けの高性能なモデルを獲得する。音声情報処理のための新しい方法論とそのための技術基盤を確立する。初年度は教師なし学習によりDeep Neural Network (DNN)の一つの形態であるAutoencoderを構築し、それから更にSiameseネットワークを構成して、音声信号から話者情報を抽出する仕組みを提案し、話者適応における効果を確認した。次年度は、それとは別角度からのアプローチで、話者の少量の音声を用いて音声情報から音素モデルを学習することで音声から音素情報を分離し、それを制約として、より複雑な環境依存音素モデルを学習する手法を提案した。これも話者適応において効果を確認し、本年度に入ってからいくつかの他機関で追随研究が発表されている。最終年度である昨年度は、これらの成果を基盤として、当該ドメイン(話者適応の場合は当該話者)の大量のラベルなしデータを併せて用いることにより、さらに性能を向上させる枠組みを研究した。具体的には、1)まず大規模データが存在するドメインで高性能な大規模DNNを学習する。2)次に新しいドメイン向けの小規模DNNを小規模データを用いた教師有学習で構築する。3)さらに、新しいドメインの大量の教師なしデータを前述の大規模DNNに入力し、その出力(0から1までの実数)を得る。4)前ステップで得られた出力信号を教師として、小規模DNNをさらに学習する。これはStudent-Teacher Learningの枠組みでsoft-target learningを行っていることに相当する。この方法を用いることで、ドメインに適応した、小型かつ高性能なDNNを獲得できることを評価実験で確認した。

2つのDNNの一部を共有させた構造をもつDeep Siamese Networkを用いた話者認識、音韻構造を階層的な出力層で表現したDNNを用いた話者適応化、Soft Targetを教師としたStudent-Teacher学習の枠組みを用いた話者正規化学習、の3つの手法を提案し、それぞれで話者認識性能、音声認識性能の顕著な向上を得た。それ以外にもDNNの実装、ネットワーク構造設計の研究を行った。初年度は話者認識に限られていた応用分野を、音声認識にまで広げ、特に、音声認識の話者適応手法を実装・評価し、その効果を確認している。27年度が最終年度であるため、記入しない。音声情報処理因子分解を用いた手法を、一般の大語彙音声認識に適応する。また、音声と画像とをともに用いたマルチモーダル処理における因子分解を試みる。GPGPUサーバを購入し、研究の基盤を確立した上で、話者認識という限られた応用であるが提案法の効果を確認した。計算効率を向上させるためGPUサーバを複数購入する予定にしていたが、円安などの理由により、購入を予定していた製品の価格が予想より高くなり、よりスペックが劣るものを1台しか購入できなかった。引き続きDeep Learning手法を用いた因子分解の研究を進める。特に話者適応における有効性を探求する。また、その過程で計算基盤の拡充と分散並列処理アルゴリズムの開発も行う。今年度の新しい予算と合わせ、購入を予定していたGPUサーバを購入する。入札などの手続きが予想より時間がかかり、GPGPUサーバーの購入が予定より遅れ、1台のみしか購入できなかった。GPGPUサーバーを購入する。
神経細胞のアポトーシス抑制へのNF-KBカスケードの関与

(1)小脳granule細胞の生存/細胞死抑制におK2おけるNF一kB経路の活性化の有無N-tosyl-L-phenylalaninechloromety ketone(TPCK)によりNF-kBの活性を選択的に阻害したときの、高カリウム培地での小脳granule細胞の生存/細胞死を調べた。いくつかの濃度(110uM)についてTPCKの影響を調べたが、明かな効果は認められなかった。しかしながら、最近、TPCKがアポトーシスの実行酵素であるカスペースの活性も阻害することが報告された。TPCKがカスペースを阻害したため、結果的に細胞の生存が維持された可能性もでてきた。神経細胞の生存/細胞死抑制におけるNF-kB経路の活性化の有無についての判断には、ゲルシフト法による実際のNF-kB siteの活性状態のアッセイや別の阻害剤を用いた実験、NF-kBの強制的な活性化等も行い、更に検討を重ねる必要がある。(2)神経細胞死に応答して発現が増加するミクログリア遺伝子mrf-1の機能解析in vivoでの神経損傷に応答したミクログリアでのmrf-1/MRF-1の発現増加を明らかにする一方で、ラット小脳細胞の培養系及び単離したミクログリアを用いてのmrf-1発現とミクログリアの活性化状態、増殖、捕食等との関連調べた。aphidicolinを用いてミクログリアの増殖を完全に抑制した場合にも、小脳細胞培養系での顆粒神経細胞の細胞死に応答したmrf-1mRNAの増加が、ノーザンプロットにより確かめられた。蛍光標識したイーストの粒子であるZymosanAを捕食させてもmrf-1/MRF-1の増加は起こらなかった(これらの結果はJ.Neurosci.に掲載された)。またmrf-1発現レベルはramified/resting microguliaよりも、moeboid/activatemicrogliaでより高いこと、MRF-1がミクログリアの新しいマーカーとしても有効なことを明かにした(論文投稿中)。単離ミクログリアでのmrf-1発現は、IFrによる処理でわずかに高まるものの、ミクログリアの活性化剤として知られるLPSではむしろ減少した。NO産生能を指標にいくつかの薬剤処理によるミクログリアの活性状態の変化を調べ、その時のmrf-1発現レベルを解析したが、それらの間に相関は見られなかった。現在のところMRF-1の機能の特定には至っていないが、近年指摘されている脳疾患・障害下におけるミクログリア機能の重要性からも、引き続きこの研究を進める必要がある。1.SCG細胞における細胞生存へのNF-kB経路の関与について(1).NGFに依存したSCG細胞の細胞生存とNF-kB経路の活性化の有無IkB-a蛋白質の分解抑制剤N-tosy1-L-phenylalaninechloromety ketone(TPCK)及びNF-kB siteへの転写調節因子結合阻害剤pyrrolidinedithiocarbamate(PDTC)を用いてNF-kB経路の活性を阻害したが、NGF存在下でのSCGの細胞の生存は抑制されなかった。この結果から、NGFによるSCG細胞の生存においてNF-kB経路は関与していないか、関与はあっても主要経路ではないと考えられた。(2).Thapsigargin(TG)によるSCG細胞の細胞死抑制効果とNF-kB経路活性化との関係NF-kB siteの活性化を導くTG処理によるNGF除去後のSCG細胞の細胞死抑制効果について検討した(申請時は平成10年度に実験を計画していた)。TGは通常のCa2_+濃度(1.8mM)下でははっきりしないが、培地中のCa2_+濃度を30mMまで高めると細胞死を遅らせた。この遅延効果はNF-kB経路を阻害しても影響受けなかった。TGは、Ca2_<+->ATPaseの阻害剤で細胞内Ca2_+ストアの放出を促す作用を持つことも知られており、細胞死遅延はこのCa2_+に依存していると推測される。現在、NF-kB siteの稼働状態をゲルシフトアッセイ(Gel Shift Assay Systems,Promega)により確かめている。TGの効果は細胞種によって生存維持にも働くし、細胞死を誘導する系もあることが知られている。平成10年度は、小脳顆粒(granule)細胞の系についても同様の解析を行い、神経細胞の生存とNF-kB経路の関係を明かにしたい。2.神経細胞死に応答して発現が増加するミクログリア遺伝子mrf-1の単離ラット小脳細胞の培養系で神経細胞死に伴い発現が増加する遺伝子の単離を試みた。単離した5つの遺伝子のうちの1つ(mrf-1)について細胞死に伴う発現量の増加をノーザンブロットにより確認した。mrf-1 mRNAの全配列の決定後、リコンビナント蛋白質を作製しMRF-1を特異的に認識する抗体を得た。この抗体を用いてMRF-1を産生している細胞を探したところ、ミクログリアにのみシグナルが認められた。mrf-1は、生体内でも神経細胞死・細胞変性に応答して発現が増加していることを確認した。

しかしながら、最近、TPCKがアポトーシスの実行酵素であるカスペースの活性も阻害することが報告された。TPCKがカスペースを阻害したため、結果的に細胞の生存が維持された可能性もでてきた。神経細胞の生存/細胞死抑制におけるNF-kB経路の活性化の有無についての判断には、ゲルシフト法による実際のNF-kB siteの活性状態のアッセイや別の阻害剤を用いた実験、NF-kBの強制的な活性化等も行い、更に検討を重ねる必要がある。(2)神経細胞死に応答して発現が増加するミクログリア遺伝子mrf-1の機能解析in vivoでの神経損傷に応答したミクログリアでのmrf-1/MRF-1の発現増加を明らかにする一方で、ラット小脳細胞の培養系及び単離したミクログリアを用いてのmrf-1発現とミクログリアの活性化状態、増殖、捕食等との関連調べた。aphidicolinを用いてミクログリアの増殖を完全に抑制した場合にも、小脳細胞培養系での顆粒神経細胞の細胞死に応答したmrf-1mRNAの増加が、ノーザンプロットにより確かめられた。蛍光標識したイーストの粒子であるZymosanAを捕食させてもmrf-1/MRF-1の増加は起こらなかった(これらの結果はJ.Neurosci.に掲載された)。またmrf-1発現レベルはramified/resting microguliaよりも、moeboid/activatemicrogliaでより高いこと、MRF-1がミクログリアの新しいマーカーとしても有効なことを明かにした(論文投稿中)。単離ミクログリアでのmrf-1発現は、IFrによる処理でわずかに高まるものの、ミクログリアの活性化剤として知られるLPSではむしろ減少した。NO産生能を指標にいくつかの薬剤処理によるミクログリアの活性状態の変化を調べ、その時のmrf-1発現レベルを解析したが、それらの間に相関は見られなかった。現在のところMRF-1の機能の特定には至っていないが、近年指摘されている脳疾患・障害下におけるミクログリア機能の重要性からも、引き続きこの研究を進める必要がある。
染色体ネットワークと相同組換えの連携の分子メカニズム

減数分裂期に起こるゲノムの変化は相同組換えにより生じる。組換えは親の持つ遺伝情報を混ぜ合せることで多様性を生み出すばかりでなく,減数第1分裂における相同染色体の分配に必須であることも知れられている。減数分裂期の相同組換えは、体細胞分裂期の組換えと異なり,複雑な制御を受けていると言った特徴がある。本研究では、減数分裂期のおける組換えに関わるいくつかの因子を同定することで、そのメカニズムの解明を行った。特に、染色体運動と構造が組換えを制御しているという仕組みを明らかにした。減数分裂期においては染色体の形態変化と相同組換えのようなDNA上の生化学的反応が緊密に連携している。また、その中の各反応は細胞周期の進行とも密接に共役していることも知られている。サイクリン依存性キナーゼCdkやポロキナーゼは体細胞分裂期では細胞周期のみならず,染色体機能の調節やDNA複製等のDNA上での生化学反応の制御に直接関わり,その機能は体細胞分裂期では明らかになりつつある。一方,減数分裂期においては、その機能はあまり知られていない。減数分裂期の染色体形成や組換えとCdkとの関係を明らかにするために酵母Cdkの触媒因子Cdc28の減数分裂期の局在を間接蛍光抗体法で観察した所,減数分裂期の組換えが活発に起きる時期にCdc28蛋白質が染色体上に特異的に局在している事が分かった。この局在は減数分裂期特異的な染色体構成要素であるRed1,Hop1に依存する。また、Cdkの減数分裂期時期特異的な結合はその調節サブユニットのサイクリンの中でもClb5,Clb6に依存していることも明らかにできた。この結果から、Cdk(Cdc28-Clb5,6複合体)が減数分裂期の染色体上に局在することで,染色体の形態変化や組換えのようなDNA上のイベントを制御していると考えられる。現在Cdkの下流で働く標的因子の同定を試みた。平行して,サイクリン依存性キナーゼCdkやポロキナーゼにより減数分裂期特異的にリン酸化される因子を検索した所,組換えの中間体に解離に働く蛋白質Mms4が2つのキナーゼ依存的に,減数分裂期の間期でリン酸化されることを明らかにできた。また、Mms4はポロキナーゼCdc5と直接相互作用する事も分かった。この結果は減数分裂期には組換え中間体の加工酵素がリン酸化により制御を受け、その活性が減数分裂期特異的に変化している事を強く示唆している。現在,リン酸化部位の同定を含めた,機能解析を行った。減数分裂期の組換えは、体細胞分裂期の組換えと異なり,交叉型組換え体を生じること,姉妹染色体間より相同染色体間で起きること,その数と分布が染色体あたり制御を受けていると言った特徴がある。このような減数分裂期の組換えの特徴は減数分裂期に特異的に発現する蛋白質の機能により賦与されている。さらに、減数分裂期の組換え反応は染色体構造、染色体配置の劇的な変化を伴う。相同染色体が対合したシナプトネマ複合体,あるいはテロメアが中心体の近傍にクラスタリングしたブーケ構造がその代表である。このような染色体構造、配置の機能についても不明な点が多い。出芽酵母をモデル生物として,減数分裂期のおける染色体構造と組換え反応の関係について解析を行っている。減数分裂期特異的に発現するOSM4遺伝子の解析から,Csm4蛋白質が減数分裂期特異的なテロメアの集合反応であるブーケ形成を促進すること,特に,核膜上に結合したテロメアの集合体形成を安定化することが明らかになった。さらに、csm4変異株は相同組換え,特に組換え中間体の移行に重要な役割を果たすことも分かった。これらの結果は,減数分裂期ではテロメアを核膜上で集めることにより,核内における染色体の配置,動きを制御することで,染色体上で起きる組換えの生化学反応を"正に"促進していることが強く示唆された。出芽酵母をモデル

生物として,減数分裂期のおける染色体構造と組換え反応の関係について解析を行っている。減数分裂期特異的に発現するSPO16遺伝子の解析から,Spo16蛋白質がZip1,Zip2,Zip3,Msh4,Msh5,Mer3,Spo22と複合体を形成して、交叉型組換えの形成とシナプトネマ複合体の,形成に大切な役割を果たすことを明らかにした。特に、Spo16,Spo22が交叉型組換え体の形成の制御に必要ないが、他の因子が必要であることから、組換えの制御には異なる2つの制御形態が有ることを明らかにして、制御の新しいモデルを提案した。減数分裂期の組換えは、体細胞分裂期の組換えと大きく異なり,交叉型組換え体を生じること,姉妹染色体間より相同染色体間で高頻度起きること,その数と分布が染色体あたりで制御を受けているといった様々な特徴がある。このような減数分裂期の組換えの特徴は減数分裂期に特異的に発現する蛋白質の機能により賦与されている。さらに、減数分裂期の組換え反応は染色体構造、染色体配置の劇的な変化を伴う。相同染色体が対合したシナプトネマ複合体,あるいはテロメアが中心体の近傍にクラスタリングしたブーケ構造がその代表である。このような染色体構造、配置の機能についても不明な点が多い。出芽酵母をモデル生物として,減数分裂期のおける染色体構造と組換え反応の関係について解析を行っている。体組胞分裂期の細胞周期の制御因子であり、SCF(Skip, Cullin, F-box)E3ユビキチセリガーゼの構成要素の1つCdc53を減数分裂期特異的にノックダウンしたところ、減数第1分裂中期で停止することが分かった。この条件では減数分裂期の組換えは正常に起きるが,シナプトネマ複合体に大きな欠損を持つことが分かった.この結果は,タンパク質のユビキチン化がシナプトネマ複合体形成、つまり高次な染色体構造形成を制御することを示唆している.SCFユビキチンリガーゼは体細胞分裂期のみならず、減数分裂期にも必須の役割を果たしている。減数分裂期の組換えは、体細胞分裂期の組換えと大きく異なり,交叉型組換え体を生じること,姉妹染色体間より相同染色体間で高頻度起きること,その数と分布が染色体あたりで制御を受けているといつた様々な特徴がある。組換えが高頻度で起こるばかりでなく、減数分裂期の組換え反応は染色体構造、染色体配置の劇的な変化を伴う。相同染色体が対合した減数分裂期特異的染色体構造、シナプトネマ複合体,あるいはテロメアが中心体の近傍にクラスタリングしたブーケ構造がその代表である。出芽酵母をモデル生物として,減数分裂期のおける染色体構造と組換え反応の関係について解析を行った。体細胞分裂期の細胞周期の制御因子であり、SCF (Skip, Cullin, F-box)E3ユビキチンリガーゼの構成要素の1つCdc53によるユビキチン化がシナプトネマ複合体形成、つまり高次な染色体構造形成を制御することを示唆している.このSCFと一緒に働く因子を探索したところ、減数分裂期特異的AAA ATPaseであるPch2を同定できた。Pch2はSCFユビキチンリガーゼの機能を負に制御することでシナプトネマ複合体形成を制御するという新しい概念を提唱した。
スパコン向け高速・高精度な部分特異値分解ソルバの開発と公開

3年目にあたる平成27年度では,設計した部分特異対計算アルゴリズムの中核である,帯行列の特異値・特異ベクトル(特異対)を計算する並列アルゴリズムの実装と性能評価を中心に研究を行った.成果物であるソースコードについては,順次公開している.1)帯行列向け2分法と再直交化付きブロック逆反復法による並列特異対計算ソルバの実装および性能評価: 2分法の高い並列性に着目し,村田によって提案された2重対角化を経由しない手法を現代計算機アーキテクチャ向けに並列実装したものを提案している.更に,昨年度までに開発した再直交化付きブロック逆反復法を拡張したものを実装することで,従来の逆反復法よりも高い並列化効率と大幅な計算時間の削減を実現できることを性能評価によって示した.以上の成果は,部分特異対計算の既存の枠組みにおける困難を克服するもので,並列プロセス数の増加というスーパーコンピュータのトレンドに即したものと言える.また,国際ワークショップの招待講演として口頭発表を行い,成果をまとめた論文を投稿中である.2)データ再利用性の高い再直交化プロセス計算法の応用および性能評価:昨年度開発した,再直交化プロセス計算のためのデータ再利用性の高い並列アルゴリズムの,大規模疎行列向け特異対計算アルゴリズムへの応用についての研究も継続した.ここで,開発した並列アルゴリズムの性能は,計算機に搭載されているCPUのキャッシュ容量に依存することがわかっていた.そこで,性能の議論のためのモデル式を構成し,性能予測が可能であることを示した.この性能予測も踏まえた成果をまとめたものについては,査読付き論文誌への採録が決定している.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、大粒度の並列化を可能とする高速・高精度な部分特異値分解アルゴリズムを開発し、応用することである。一年目にあたる平成25年度は、当初の予定通り、設計した部分特異値分解アルゴリズムの内、特異ベクトル計算アルゴリズムの共有メモリマルチコアCPU環境およびGPU環境における高速化を目標とした研究を行った。従来の特異ベクトル計算アルゴリズムでは、小粒度の並列化しか実現できなかったことから、本研究では、大粒度の並列化が可能な、行列乗算を用いることのできるアルゴリズム「再直交化付きブロック逆反復法」を新たに設計した。この新規のアルゴリズムは、従来法の再直交化付き逆反復法や同時逆反復法を基としたもので、その性質から収束証明を与えることができ、数学的にも裏付けられたアルゴリズムである。性能評価においては、共有メモリマルチコアプロセッサ環境における実験を行った。その結果、提案した特異ベクトル計算アルゴリズムが、従来アルゴリズムと同程度の精度を保ちながら高速な計算を実現し、高いスケーラビリティをもっことを示した。これにより、大粒度の並列化を可能とするアルゴリズムの設計という当初の目的を果たすことができた。また、提案アルゴリズム特有の性質として、ブロックパラメータの選択による速度性能の変化がある。この性質についても、実験を通した性能評価を経て、実用に耐えうる知見を得られている。以上の結果は、査読付き国内会議に投稿・採録され、当該会議において成果発表している。また、特異ベクトル計算アルゴリズムのGPU向け実装コードの開発にも成功し、成果発表を行った。2年目にあたる平成26年度では、設計した部分特異値分解アルゴリズムの内、特異ベクトル計算に用いるアルゴリズムについての性能評価と更なる高速化を目標とした研究を行った。また、研究過程で得られた知見を応用することで、他の特異値分解アルゴリズムなどの高速化も達成した。1)再直交化付きブロック逆反復法の更なる性能評価:昨年度開発した再直交化付きブロック逆反復法は、適用する再直交化アルゴリズム次第で異なる性能を示すことが分かっていた。このため、実際にどのような性能差があるのかの詳細について評価のための数値実験を行った。開発したアルゴリズムの提案も含め、この結果は査読付き論文誌に採録された。2)データ再利用性の高い再直交化プロセス計算法の開発とその応用:再直交化プロセスに用いられるアルゴリズムのデータ再利用性を改善する並列実装法を開発した。数値実験による性能評価により、特異ベクトル計算に用いる再直交化付き逆反復法の計算時間を短縮できることを示した。また、この成果の応用として、同様の再直交化プロセスが現れる特異値分解アルゴリズムなどの高速化にも着手した。以上の結果については、国内外の研究会において発表し、成果物であるソースコードの公開も行っている。3)メニーコア環境における開発アルゴリズムの性能評価:開発した部分特異値分解アルゴリズムをメニーコア・アーキテクチャの一つであるIntel Xeon Phi向けに実装し、メニーコア環境においてのアルゴリズムの性能評価を行った。その結果、大規模な並列計算においてボトルネックとなり得る計算プロセスを特定することができた。今後の展望として、このボトルネックの解消を目指し、近年注目を集めているコレスキーQR分解法を導入したアルゴリズムの定式化が挙げられる。3年目にあたる平成27年度では,設計した部分特異対計算アルゴリズムの中核である,帯行列の特異値・特異ベクトル(特異対)を計算する並列アルゴリズムの実装と性能評価を中心に研究を行った.成果物であるソースコードについては,順次公開している.1)帯行列向け2分法と再直交化付きブロック逆反復法による並列特異対計算ソルバの実装および性能評価: 2分法の高い並列性に着目し,村田によって提案された2重対角化を経由しない手法を現代計算機アーキテクチャ向けに並列実装したものを提案している.

更に,昨年度までに開発した再直交化付きブロック逆反復法を拡張したものを実装することで,従来の逆反復法よりも高い並列化効率と大幅な計算時間の削減を実現できることを性能評価によって示した.以上の成果は,部分特異対計算の既存の枠組みにおける困難を克服するもので,並列プロセス数の増加というスーパーコンピュータのトレンドに即したものと言える.また,国際ワークショップの招待講演として口頭発表を行い,成果をまとめた論文を投稿中である.2)データ再利用性の高い再直交化プロセス計算法の応用および性能評価:昨年度開発した,再直交化プロセス計算のためのデータ再利用性の高い並列アルゴリズムの,大規模疎行列向け特異対計算アルゴリズムへの応用についての研究も継続した.ここで,開発した並列アルゴリズムの性能は,計算機に搭載されているCPUのキャッシュ容量に依存することがわかっていた.そこで,性能の議論のためのモデル式を構成し,性能予測が可能であることを示した.この性能予測も踏まえた成果をまとめたものについては,査読付き論文誌への採録が決定している.本年度に予定していた、部分特異値分解アルゴリズムの分散メモリ環境向け実装コードの開発および性能評価については着手が遅れることとなってしまった。一方で、安定性を高めるためのアルゴリズム選択や更なる高速化技法の開発、今後課題となり得る計算プロセスの特定など、より多くの知見を得ることができた。よって、最終年度である次年度の研究をスムーズに進めていくための土台は着々と完成に近づいていると考えられる。また、当初予定していた通り、徐々にソースコードの公開にも着手している。27年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、開発した部分特異値分解アルゴリズムの大規模並列環境への適用および性能評価を進める。ボトルネックとなり得る計算プロセスに対しては、既に得られている改善指針に沿ってアルゴリズムの定式化および実装、性能評価を行う。また、成果物であるソースコードについても順次公開したい。一年目に予定していた、大粒度の並列化を可能とする特異ベクトル計算アルゴリズムの再設計という当初の目標を達成した。これにより、次年度以降の研究を進めていくための土台を構築することができたと考えられる。本年度設計した特異ベクトル計算アルゴリズムは、既に従来のアルゴリズムよりも高速であることが示されている。その一方で、異なるアルゴリズムとの融合や新たな並列化手法を取り入れることで、更なる高速化が望めることが発見された。このため、次年度においても、特異ベクトル計算アルゴリズムの高速化に引き続き行いたいと考えている。以上に加え、当初予定していた、目標とする部分特異値分解アルゴリズムの分散メモリ環境向け実装コードの開発および性能評価にも着手したいと考えている。
ルソン海峡における黒潮の進入過程とそのフィリピン沿岸環境への影響評価

一方、数値モデル(JCOPE)結果の解析も進んでいる。解析結果によると、ルソン海峡での黒潮進入は3つの分枝があり、その形成は島の存在に関連すると考えられる。また、従来では、ルソン海峡での海水交換は鉛直方向のサンドイッチ型の流動構造によるものと認識されている。しかしながら、数値モデルは鉛直方向より水平方向のサンドイッチ型の流動構造を示しており、ルソン海峡での海水交換を考え直す必要を示している。また、ルソン海峡での黒潮進入は2004年が2003年と2005年と違う挙動を持ち、明らかな経年変動を持っている。この経年変動は局地的な効果よらず太平洋海盆スケールで起きる変動と密接に関連することも分かっている。以上の結果は5月に広島大学で行ったPAMS/JECSS(太平洋アジア縁辺海/日本海東シナ海研究)国際研究集会で発表し、国内外の研究者から関心を寄せてきた。外国人特別研究員(Dr.Balotro)は平成17年度11月末に赴任以来、以下の研究を行った。1)既存文献のレビュー。本研究に関係する論文を読み、問題点を洗い出す。2)既存の数値モデル結果の解析。独立行政法人海洋研究開発機構・地球環境フロンティア研究センターが運営しているJCOPEプロジェクトの計算結果(20032005)を用いて、ルソン海峡周辺海域での水温、塩分、流速と断面流量の季節変動を調べた。この研究により、JCOPEモデルで求めた結果は従来の認識とほぼ一致していることが分かった。したがって、ルソン海峡を対象とする高解像度モデルの境界条件として利用することができる。3)現地観測の準備。フィリピン沿岸の黒潮水の影響を調べるために、水温計を設置する予定である。フィリピン大学の研究者の協力を求めるために、昨年12月にマニラに行き、協力の合意が得られた。また、水温計の設置場所を選定するために、今年2月にルソン海峡周辺地域に行き、現地政府の許可と協力を求めた。現段階では、来年度56月に水温計測が開始することになっている。計測期間は1年間とし、観測データは半年ごとにフィリピン大学の研究者により回収し、電子メールでこちらに届く予定である。4)フィリピン沿岸の気象データの収集。ルソン海峡を対象とする高解像度モデルを駆動するための外力データとして、フィリピン気象局が集めている気象データと河川流量データを収集した。昨年度は、外国人特別研究員(Dr.Balotro)が以下の研究を行った。1)既存の数値モデル結果の解析。当初の研究計画では、JCOPEモデルの結果を領域海洋モデルの境界条件として利用することを考えていたが、解析を深めることにより、JCOPEモデルの解析だけで学術論文にまとめる知見を得られることが分かったため、JCOPEモデル結果をまとめることに専念することにした。現在、ルソン海峡に浸入した黒潮の鉛直構造に焦点を当て、学術論文を作成している。その結果の一部は2007年5月22日26日に広島大学で行われる国際シンポジウム(JECSS)で発表する予定である。2)現地観測の実行。フィリピン沿岸の黒潮水の影響を調べるために、フィリピン大学の研究者の協力を得て、ルソン海峡を中心に、5箇所に水温計を設置することができた。設置期間は約1年間である。すでに1箇所の水温計は回収されており、観測データの解析を始めている。この1箇所で得られた1年の水温変動特性は、中緯度の日本南岸で見られた温度変化とかなり異なっている。また、水温の季節変動だけではなくて、短周期の水温変動も多数見られた。今後は、ほかの観測場所のデータと合わせて、データ解析を行い、この海域での水温変動特性とそれを引き起こす要因を明らかにする。
ヒト人工染色体及び新規セントロメア形成における複製開始点の役割

本研究では、人工染色体及び機能的セントロメア形成とDNA複製との関連を明らかにすることを目的として、解析が進んでいるEBウイルス複製起点(oriP)を人工染色体候補YACへ挿入し細胞周期に一回強制的に複製を行わせた場合、このYACが人工染色体形成効率や染色体安定化に影響を与えるかどうかについて研究を進めた。効率の良い複製起点の獲得により、導入YACは重複化をおこさず、より小さく安定な人工染色体を形成するか、或いは逆に重複化自体がセントロメア機能に必要であった場合には、人工染色体形成効率の低下を引き起こし、キネトコア蛋白質の集合を阻害すること等も予想される。先ず、EBウイルス複製起点(oriP)のうち複製に必須なDS(Dyad Symmetry)配列を、人工染色体候補YACへ酵母細胞内での相同組み換えを利用しながら組み込んだ。このYAC DNAを精製し、ヒト培養細胞HT1080ヘリポフェクション法で導入した。形質転換細胞株については、EBNA1発現の有無、oriPの有無により、人工染色体の形成効率、人工染色体の安定性、キネトコア蛋白の集合能などに与える影響について解析を進めた。これまでの解析結果からは、EBNA1が発現していると、oriPの有無に依存せず、短期的には形質転換細胞がよく増殖したが、長期的に生き残る細胞は得られなかった。EBNA1が導入YAC DNAへ結合することで、むしろ人工染色体形成を阻害している可能性が示唆された。現在、再度YAC DNAを精製、細胞へ導入し、この結果の再現性について解析中である。これらの解析から不明な点が多い哺乳動物の複製やセントロメア機能とクロマチン構造との関連を明らかにできるものと期待している。
精密測定の高精度予言でせまる素粒子標準模型を超える物理

フレーバーの物理は、精度よく予言可能でかつ新物理の影響を受けやすいため、その精密測定はLHC実験を超えるエネルギー領域の新物理を間接的に探索可能である。フレーバーの物理の高精度予言は、この新物理の探索感度をさらに高めることができる。K中間子、B中間子稀崩壊の将来の精密測定の結果に備えるために、様々なアプローチから精密測定の理論サイドの予言の高精度化に取り組む。研究の方法としては、標準模型予言の高精度化(長距離QED補正)、新しい測定方法(Ks→μμ)の研究及びその高精度化、そしてフレーバーアノマリーを軸に将来精密測定されるCP対称性を破る物理量間の相関関係の精査を行う。