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ロシア正教古儀式派イコンにおける図像上の特徴に関する研究

本研究の目的は、18-19世紀のロシア正教古儀式派イコンをとりあげ、古儀式派イコンに頻繁に描かれたモチーフを整理し、同一のモチーフの国家正教会のイコンやイコン儀軌、ルボーク、写本挿絵等との比較、分析を通じて、古儀式派イコンにおける図像上の特徴を明らかにすることであった。古儀式派イコンの多くに通じるモチーフとして、古儀式派成立の教義の関わるもの(二本指の十字の印、キリストの綴り方)、1722年シノドが禁止した図像(聖クリストファー、三本手の聖母等)を分析した。古儀式派では一貫してこれらのモチーフが多く描かれた一方、国家正教会では時代によって古儀式派的モチーフの扱い方が異なることが分かった。今年度はロシア伝統文化への回帰現象が顕著となった、19世紀中期以降の古儀式派イコンについて分析を行った。この時代には古儀式派イコン画家の活躍の場が拡大し、腕の良いイコン画家は宮廷や国家教会の注文を受けてイコンを制作した。一例をあげると古儀式派の出身で、ムスチョーラでイコン画を学んだディカリョフ(?ー1917年以降)はモスクワへ移住し、皇帝家族の注文も受ける一流のイコン画家になった。彼が19世紀末20世紀初頭にペテルブルグの大理石宮殿の聖母神殿奉献教会用に描いた聖人暦シリーズでは、聖人は二本指の手の形で描かれる。ディカリョフは古儀式派とのつながりを保ち、ラゴージュスコエ墓地の聖母庇護聖堂のイコンを、イコン画家О.チリコフ(?-1903)と共に修復している。またディカリョフは同じくムスョーラ出身のイコン画家Н.チューリンと共に、1888年のアレクサンドル3世の列車事故からの救済を記念して、アレクサンドル3世家族の守護聖人を描いたイコン「選ばれし聖人」を制作している。このイコンにおいても、聖アンドレイ・クリストスキーは二本指の十字の手をしている。これらの例が示すように、1920世紀初頭のロシア社会において、古儀式派とそのイコンは、古いロシアの伝統文化の担い手として再解釈されるようになった。その中で、古儀式派が主張する二本指、キリストのIСという綴り方が描かれたイコンは、それだけでは破壊や没収の対象にはならず、国家教会や皇帝周辺といった公的な場でも認められるようになったのである。モスクワなど大都市においては同じイコン画家が正教会用、古儀式派用とイコンを描き分けた。古儀式派のシンボルについては、古儀式派信仰を意識した場合と、古い像から写し絵を取った場合があり、より注意深く分析する必要がある。古儀式派イコンにおいても、背景描写や建造物を中心に、西欧絵画の影響が顕著にみられる。今年度は古儀式派イコンの教義上の特徴を把握するために、教会規定に関する文献資料の分析を行った。国家正教会側から発令されたものとして、1551年の百章会議、1666年モスクワ公会議、1722年の宗務院規定のイコンに関する記述をとりあげて分析した。古儀式派の言説としては、1722年ポモーリェの返答をとりあげ、イコンに関する章のほか、四福音書記者のシンボルの描き方等を記した部分を翻訳した。その結果、国家正教会で禁止された図像の中に、国家正教会の決定を受け入れない古儀式派では19世紀まで描かれ続けたモチーフがあることが明らかになった。しかし、国家正教会の禁令は地方のイコン画家にまで徹底されたわけではないため、古儀式派イコンか否かについてはモチーフだけにとどまらず、さらに詳細な検討を要することが分かった。次に古儀式派イコンに関する最新の文献と画像資料を収集し、最新の研究動向を調査した。古儀式派イコンの特徴を、古儀式派全体に共通するものと、古儀式派の拠点や流派独自の特徴とに分類した。古儀式派全体に共通する特徴は、先にのべたモスクワ公会議やニーコンの改革による変更点が中心となっている。一方各流派や拠点ごとの特徴では、制作地や教義によってかなり相違点があることが分かった。例えば古儀式派は本来ニーコン以前のイコンを手本としていたが、ウラルのネヴィヤンスク派などでは、背景の自然や建物の描写において、古典主義やバロックといった当時の芸術潮流の影響が色濃く表れている。各拠点の特徴については、今後もさらに多くの作品と文献資料を収集し、分析を深めていくこととする。古儀式派を含め、帝政ロシア期にロシア人が日々の生活の中でどのようにイコンを使用し、扱っていたかに関して、ユーラシアブックレット『暮らしの中のロシアイコン』(共著)にまとめた。本研究の目的は,18-19世紀のロシア正教古儀式派イコンをとりあげ,

1)古儀式派イコンの多くに通じる独自性のあるモチーフを整理し,2)同一モチーフを描いた国家正教会のイコンやイコン儀軌,ルボーク,写本挿絵等との比較・分析を通して,3)18-19世紀の古儀式派イコンにおける図像上の特徴を明らかにすることである。1)古儀式派イコンの多くに通じるモチーフとして,古儀式派成立の教義に関わる点(二本指の十字の印,キリストのIСという綴り方),1722年シノドが禁止した図像(聖殉教者クリストファー,三本手の聖母,天地創造の6日間,燃え尽きざる藪の聖母,神の英知)について考察した。これらの点について,2)同一モチーフを描いた国家正教会のイコンと比較したところ,国家正教会のイコンは制作時期によって図像の扱い方が異なることが分かった。18-19世紀初期は美術アカデミーの美の規範がイコン制作にも影響を与え,油絵を使用した西欧宗教画風のイコンが主流をしめていたため,古儀式派が好んだ伝統的主題やモチーフの使用は,特に首都ペテルブルグでは稀であった。従って,この時期は古儀式派が好むモチーフの使用,伝統的図像,テンペラ画の使用によって,古儀式派由来である可能性が考えられる。一方,19世紀中期には,ロシア社会においてロシア的伝統やビザンツ美術への関心が高まり,イコンにおいても伝統的図像が好まれるようになった。19世紀中期以降,ロシア的伝統への回帰現象が顕著であり,宮廷周辺で古儀式派出身のイコン画家が活躍した。中世ロシア,ビザンツイコンの図像の写しが多く制作されたため,古儀式派が好む主題やモチーフを描いているという点だけにおいては,古儀式派由来のイコンと推定することはできない。古儀式派由来のイコンであるか否かには,イコン画家や注文者など,制作背景について入念に検討する必要があることが明らかになった。美術史本研究の目的は古儀式派が描いた図像とその特徴を明確化し、古儀式派イコンか否かを推定する際の一つの手がかりを示すことである。昨年度明確になったイコンに関する国家教会の規定と古儀式派の言説を基礎に、今年度は具体的にイコンを調査して、その分析を行った。古儀式派出身でありながら、正教会用と古儀式派用の両方のイコンを制作したディカリョフなどのイコン画家の作品を収集し、具体的な図像上の特徴の把握を進めている。研究成果は、第二回古儀式派研究会で報告し、雑誌セーヴェルに掲載された。またモスクワのラゴージュスコエ墓地を訪問し、近年修復が進んでいる古儀式派イコンを調査し、修復家と意見交換を行った。歴史博物館、アンドレイ・ルブリョフ美術館においても、古儀式派出身のイコン画家ペシェホノフ他の手によるイコンの調査を行った。今後さらに調査点数を増やし、分析を深めることによって、古儀式派出身イコン画家が考える、古儀式派イコンと正教会イコンの違いが明確化されよう。本研究の目的は古儀式派が好んで描いた図像とその特徴を明確化し、古儀式派イコンか否かを推定する際の一つの手がかりを提示することである。今年度は文献資料を中心に公会議や宗務院の規定などを分析した結果、次のことが分かった。古儀式派イコンの特徴の一つとして、ニーコンの改革以後の国家正教会の規定に従わないことがあげられる。具体的には1666年の公会議においてエホバの図像を、1722年の宗務院規定で民間伝承的で正教の教義に従わないとされた聖クリストファーの図像等を19世紀まで描き続けたことである。また研究実績でも述べたように、古儀式派指導者自身の言説についても分析をおこなった。
放線菌に高頻度出現するSSI様プロテアーゼヒビターの生理的意義の解明

当初の研究実施計画にしたがい、まず約20種のSSI様インヒビター(SIL)生産菌より精製単離したSILタンパク質の部分的あるいは全体的な一次構造決定を行った。その結果、(1)beta15シートによって形成される構造ドメイン部分、(2)29Arg-113Pheの塩結合、(3)2カ所のS-S結合、(4)15Thr(Ser)-90Argの静電的相互作用部分、(5)2量体形成に関与する13Val、(6)反応部位を後方から支える99Asn、(7)反応部位近傍のP2'Phe(Tyr)-P4'Proのパッキング部分など、SSIの機能構造を形成する上で重要と考えられた部分は高度に保存されていることがわかった。一方、アミノ酸置換・挿入・欠失が分子表面(特にフレキシブルループ)で認められ、それはSIL1とSIL8に顕著であった。また反応部位近傍の配列に差異があり、トリプシンやキモトリプシンに対して阻害能を示すものもあった。すなわち、標的プロテアーゼの基質特異性とこの領域との間に強い相関性のあることがわかった。また、インヒビターの構造相同性と生産菌種間の近縁関係と良い反応があったので、SILインヒビターが進化系統樹作成の生化学的な指標になると考えている。次に、SSI非生産変異細胞が生産増大するようになったプロテアーゼのうちSSIと相互作用するもの(SAM-P20と命名)の精製・単離を試み、N末端20残基の配列が既知のS.griseus proteaseAおよびBのそれらと高い相同性のあることがわかった。また、クローン化したSAM-P20遺伝子構造から本タンパク質がプレプロ型の前駆体として分泌生産されることが推定された。培養初期に出現するSAM-P20mRNAの鎖長は約2600塩基と長く、発現制御遺伝子とオペロンを成していることが推測され現在解析を進めている。SSIの“真の標的酵素"SAM-P20の過剰生産が実現すると、本来のSILインヒビター群の生理的意義の解明に迫れると考えている。
人工知能を利用した短答式記述採点支援システムの開発

昨年度は国立情報学研究所が主催するタスク競争型の国際研究集会NTCIR-13のうち質問応答のサブタスク(QALab-3タスク)に我々の研究グループ(大学入試センター・九州大学合同チーム)で参加し、国内外11の研究機関が参加する中、横浜国立大学と並んでトップの成績を収めた。この回のコンペの課題は東大2次試験の世界史(過去5年分)における500字論述試験の自動採点であり、難しいタイプの記述問題を対象としている。ここでは指定された8つのキーワードを入れて解答する。今年は研究パートナーである九州大学システム情報科学院との連携をより強め、優秀な九州大学の学生とも協力し、システム性能の向上を目指した。人工知能隆盛の現在にあって、自然言語処理分野でよい成果を上げているリカレントニューラルネットワーク(RNN)やロングショートタームメモリ(LSTM)といったストーム型の言語モデルを使って採点を行う方法が有望であることがわかりつつあり、我々もその研究に追随している。またそのための環境を整備した。世界史などに比べ、より高度な判断による寄与の大きい現代国語などの自動採点を視野に入れて研究を進めている。成果については手書き文字認識の第一人者である中川正樹教授(東京農工大学)の招きによりカナダ・モントリオールで開催された国際会議ICPRAI2018で口頭発表した。また9月には日本テスト学会で、エッセイおよび論述解答試験採点に関する最近の話題と自動採点にむけた現在の技術水準について講演を行った。国内のみならず、国際的な研究集会で成果を発表することができた。リカレントニューラルネットワーク(RNN)やロングショートタームメモリ(LSTM)といったストーム型の言語モデルを実装し、採点が難しいと思われる現代国語の問題を対象に自動採点システムの性能を評価する。研究代表者がプロジェクトの総括やシステム設計を行い、研究分担者である九州大学の研究グループが採点エンジンの開発を主に担う。国立情報学研究所が主催するタスク競争型の国際研究集会NTCIR-13のうち質問応答のサブタスク(QALab-3タスク)に我々の研究グループ(大学入試センター・九州大学合同チーム)で参加した。今回のコンペの課題は東大2次試験の世界史(過去5年分)における500字論述試験の解答自動作成とその自動採点である。たとえば「エジプトが文明の発祥以来,いかなる歴史的展開をとげてきたかを、1.エジプトに到来した側の関心や,進出にいたった背景、2.進出をうけたエジプト側がとった政策や行動の両方の側面を考えながら概観せよ」という設問に対して、指定された8つのキーワードを入れて解答および評価する。このサブタスクには国立高雄応用科技大学、横浜国立大学、淡江大学、名古屋大学、京都大学、早稲田大学、カーネギーメロン大学(2チーム)、慶應義塾大学、DG Labに加え我々の計11チームが参加した。自動採点の評価において、我々は横浜国立大学と並んでトップの成績を収めることができた。評価においては主催者側におけるデータ提供の不備(採点データの少なさと零点採点の多さ)があり、今回のコンペで評価において最も適切と思われる残差2乗和平均を用いれば、我々チームは実質的には単独でトップであるといってよい。日本語記述の自動採点の分野において、フロントランナーであることが改めて証明された。また本システムについてはコンピュータ科学におけるトップカンファレンスの一つであるWeb Intelligence(ライプチヒ)に採択され、発表を行った。国際的な研究集会で成果を発表しただけでなく、我々のシステムが比較的長めの解答採点において国内トップレベルの水準であることを示すことができた。高度な判断による寄与の大きい、したがってその採点が難しいと思われる現代国語の問題を研究目標とし、その開発環境を整備する。

これはセンター試験の後継となる新テストの記述には比較的自動採点が容易と思われた(教科書に書かれている事実との意味的照合で対応可能な)理科や社会の問題ではなく、国語に記述問題が採用されたことによる。このために近年、注目を浴びている言語における深層学習手法の適用を検討する。研究代表者(石岡)がシステム設計を担当し、研究分担者(峯)がシステムの実装を担当する。
抗新生血管治療のテーラーメイド化

最適のVEGF抗体投与方法検討のため、治療法のテーラーメイド化、投与方法の最適化、VEGF刺激因子の検討を目的とした。まずRPEが低酸素でEGFPを発現するものを作製し、最もVEGF発現が増強される条件(低酸素培養、低グルコース)でVEGF発現に影響を与える因子を解析した。核蛋白のプロテオミクス解析後、real-time PCRとウエスタンブロッティンで標的因子の追加解析を行った。その結果この因子のsiRNAでVEGFの発現が抑制されることが確認された。この因子の遺伝子KOマウスが作製されていることがわかったので、このマウスの個体作製を行い、現在光凝固誘発新生血管モデルで検討を開始した。加齢黄斑変性(AMD)や糖尿病網膜症は失明疾患の上位にあるが、最新のVEGF抗体投与は比較的良好な結果が報告されている。しかし繰り返しの長期間投与が必要で、終了の時期は全く不明である。今回のテーマは、治療法のテーラーメイド化と投与方法の最適化、並びにVEGF刺激因子を検討することを目的とした。虚血などのストレス応答の中枢に近いhypoxia-inducible factor (HIF)因子結合elementをプロモーターに持つGFP遺伝子を組み込んだ細胞を作成し、この細胞の培養液に眼内液を添加してGFP発現を調べた。それにより臨床像と比較し治療継続や終了の可能性を示すことができるのかを検討したが、HIF発現には患者の眼内液で異なっていることが予想された。この患者眼内液を利用してEGFP遺伝子発現刺激検討をPCRで検討したが、患者間で変化があり、コントロールとして用いた糖尿病の病態間で有意差があった。さらに現在使用されているVEGF抗体をはじめとする治療薬が、HIFや関連遺伝子発現にどのような影響を与えるのか、あるいはVEGF発現刺激因子が他に存在するのかラットとヒトの網膜色素上皮細胞(RPE)を利用して検討した。このRPEにはHIFに誘導されるEGFP遺伝子が発現されるベクターを組み込んだものも用いた。方法としてはRPEを通常培養、低酸素培養、低酸素培養とさらにグルコース除去培養を行い、最もVEGF発現が増強される低酸素培養+グルコース除去培養の結果をその他の群と比較し、プロテオミクス解析を利用して、VEGF発現に影響を与える因子を解析した。その結果、既知の遺伝子ファミリーの存在が重要な役割を担っていることが推測されたため、現在real-time PCRとウエスタンブロッティングで追加解析中である。加齢黄斑変性(AMD)は失明疾患の上位にあるが、最新のVEGF抗体投与は比較的良好な結果が報告されている。今回のテーマは、治療法のテーラーメイド化と投与方法の最適化を目指すことを目的とした。虚血などのストレス応答の中枢に近いhypoxia-inducible factor (HIF)因子結合elementをプロモーターに持つGFP遺伝子を組み込んだ細胞を作成した。細胞は我々の従来の方法で、HIFのcis-elementにEGFP遺伝子を組み込んだベクターを網膜色素上皮細胞株(RPEJ)に導入した。こうして作製した細胞の培養液に眼内液を添加して、EGFP発現を検討した。蛍光写真撮影では判断が難しかったためにreal-time PCRでEGFP発現を検討した。また、今年度は主として糖尿病網膜症などの手術で得られる前房水・硝子体液を処理して比較検討した。眼内液を培地に添加した時に発現するEGFPとVEGF遺伝子発現は正常(白内障患者の前房水、あるいはPBS添加)で強い相関を示した。一方、糖尿病網膜症がある前房水は相関が見られるものの正常よりばらつきが大きく、HIF発現には患者の眼内液間で異なっていることが予想された。これらのことをふまえ、現在使用されているVEGF抗体をはじめとする治療薬がHIFや関連遺伝子発現にどのような影響を与え、薬剤による違いがあるのか解析検討中である。加齢黄斑変性症(AMD)や糖尿病網膜症は失明疾患の上位にあるが、最新のVEGF抗体投与は比較的良好な結果が報告されている。今回のテーマは治療法のテーラーメイド化と投与方法の最適化、並びにVEGF刺激因子を検討することを目的とした。そして今年度(26年度)は、特にVEGF刺激因子を検討することを目的とした。

まず昨年度作製した網膜色素上皮細胞(RPE)に虚血などのストレス応答の中枢に近いhypoxia-inducible factor(HIF)因子結合elementをプロモーターに持つGFP遺伝子を組み込んだ細胞を再度作製し、さらにベクターを含まない細胞とともに通常培養、低酸素培養、低酸素培養とさらにグルコース除去培養を行い、最もVEGF発現が増強される低酸素培養+グルコース除去培養の結果をその他の群と比較し、プロテオミクス解析を利用して、VEGF発現に影響を与える因子を解析した。その結果、既知の遺伝子ファミリーの存在が重要な役割を担っていることが推測されたため、real-time PCRとウェスタンブロッティングで追加解析を行った。その結果遺伝子発現をsiRNAで抑制するとVEGF発現が抑制されることが判明した。この因子はすでにKOマウスが作製されていたために、凍結胚から個体の作製を行い、繁殖を行った。現在解析できるまでになったために、まず光凝固誘発の脈絡膜新生血管マウス動物モデル作製から開始・評価予定である。眼科1平成24年度培地中に前房水あるいは硝子体液を添加することでHIF遺伝子発現に影響を与える検討ができる細胞の作製。我々の従来の方法でHIFのcis-elementにEGFP遺伝子を組み込んだベクターを網膜色素上皮細胞株(RPEJ)に導入した。その結果、蛍光写真撮影では判断が難しかったためにreal-time PCRでEGFP発現を検討したが、CoCl2を負荷した場合は濃度依存的にEGFP発現が見られた。2平成24-25年度患者の前房水・硝子体液の採取・保存東北大学倫理委員会で承認を得ることができた(2015年1月まで)。その後VEGF抗体治療の適応と考えられた患者はVEGF抗体投与時に同時に採取される前房水を、また硝子体手術等の手術時に眼内液が得られた場合は解析に利用する予定で検討を開始した。24年度は主として糖尿病網膜症などの手術で得られる前房水・硝子体液を処理して、比較・検討した。眼内液を培地に添加した時に発現するEGFPとVEGF遺伝子発現は正常(白内障患者の前房水、あるいはPBS添加)で強い相関を示した(R2= 0.6218)。一方、糖尿病網膜症がある前房水は相関が見られるものの(R2= 0.5032)正常よりばらつきが大きく、HIF発現には患者の眼内液間で異なっていることが予想された。これらのサンプルは東北大学眼科網膜グループの先生方の協力を得て回収した。まず培養細胞への負荷でどのような因子が核内へ移行し、HIF発現やVEGF発現に影響を与えるか検討した。方法は核内移行蛋白質を回収し、正常と負荷間でプロテオミクス解析を行った。解析によって取り上げられた未知の因子がどんなものであるかを、現在解析中である。1培地中に前房水あるいは硝子体液を添加することでHIF遺伝子発現に影響を与える検討ができる細胞の作製。平成24年度。その結果蛍光写真撮影では判断が難しかったためにreal-time PCRでEGFP発現を検討したが、CoCl2を負荷した場合は濃度依存的にEGFP発現が見られた。2患者の前房水・硝子体液の採取・保存。平成24-25年度。東北大学倫理委員会で承認を得ることができた(2015年1月まで)。
細胞内タンパク質ネットワーク動態の定量的モニタリングテクノロジー

複数の遺伝型が関わる細胞の生育を一斉に計測することのできるDNA Barcode Fusion Genetics (BFG)法を開発し、これをタンパク質の相互作用をスクリーニングする酵母ツーハイブリッド(Y2H)法と組み合わせたBarcode Fusion Genetics (BFG)-Y2H法を開発した。さらに、BFG-Y2H法が既存のY2H法と同等の精度をもつことを示し、任意のタンパク質スペースが関わるインタラクトームを1人の研究者が2-3週間でスクリーニング可能であること、最低でも250万のタンパク質ペアについて一斉にインタラクトームを得られることを実証した。これまでカナダ・トロント大学、マウントシナイ病院、米国・ハーバード大学の研究チームらとの国際共同研究により、生体内のタンパク質相互作用情報を大量に同定できる「BFG-Y2H法」を開発してきた。2015年度は本手法を利用して様々なヒトタンパク質相互作用情報のスクリーニングを行い、最低でもヒトの250万のタンパク質ペアについて数週間で一人の研究者が高品質のタンパク質ネットワーク情報を得られることを実証した。本手法から得られるタンパク質ネットワーク情報は既知のタンパク質相互作用情報をよく再捕捉し、既存のY2H法から得られる情報とも同程度の品質を保つことが示された。それぞれのタンパク質ペアについて次世代DNAシークエンシングによって数え上げられたフュージョンバーコードの数はヒトの培養細胞を用いた別のタンパク質相互作用同定法のシグナル値や立体構造における相互作用面の大きさと有意な相関があることが示された。また腫瘍ウィルスがターゲットとするヒトタンパク質やがん関連タンパク質の形成するタンパク質ネットワークをスクリーニングした結果、腫瘍ウィルスがターゲットとするタンパク質群は互いに複合体を形成する傾向にあることなどが明らかになった。BFG-Y2H法について手法の高い有効性、拡張性、精度について示すことができ、成果を論文発表することができた。これまで、カナダ・トロント大学、マウントシナイ病院、米国・ハーバード大学らとの共同研究により、DNAバーコード、次世代DNAシーケンシング、酵母ツーハイブリッド(Y2H)法を組み合わせて生体内のタンパク質間相互作用を高速に同定するBarcode Fusion Genetics-Y2H法を開発した(Yachie et al 2016 Molecular Systems Biology)。昨年度までに本手法によって一人の研究者が2-3週間程度で250万タンパク質ペアから高品質タンパク質インタラクトームを同定できることを示し、ヒト中心体、細胞周期およびがん関連遺伝子、腫瘍ウィルスがターゲットとするヒトタンパク質間の相互作用を計測した。今年度はこれをさらに拡張するために、ヒトORFコレクションをプール化して一斉にY2H発現ベクターを作成し、これを一斉にバーコード化、ORFとバーコードの組合せをナノポアシーケンシングによって同定する手法の開発を進めた。一斉にDNAバーコード化を可能にするための新たなY2H発現用Gateway Destinationベクターの開発、ヒトORFをプール化したGateway Cloning法の開発を行った。また本手法を検討すると同時に、ヒト、出芽酵母、分裂酵母における異種間の核膜孔複合体およびプロテアソーム複合体の計測とその進化を議論する。このために、それぞれの生物種における核膜孔およびプロテアソーム関連ORFクローンおよびタンパク質相互作用形成のポジティブコントロールとなるORFクローンを各リソースから得て、新たに構築したY2H発現ベクターに導入した。BFG-Y2H法について高い有効性、拡張性、精度を示すことができ、昨年度までに成果を論文発表することができた。同手法をさらに拡張するための実験計画が順調に進行している。(1)種間インタラクトームスクリーニング:ヒト、出芽酵母、分裂酵母のプロテアソーム、核膜孔複合体を形成するタンパク質サブユニット全について種間インタラクトームスクリーニングを開始した。これまでの遺伝子進化はタンパク質を基礎にして議論されていたが、実際に種間のタンパク質間で複合体が形成されるか観察することによって、真核生物に広く保存されているタンパク質複合体群の進化を議論するプラットフォームが準備できた。(2) BFG-PCA法の開発:酵母ツーハイブリッドは出芽酵母細胞の核内における転写因子複合体の再構成系を利用したシステムであるが、特に出芽酵母細胞における生理的なタンパク質複合体形成を反映しにくいと考えられる。このため、BFG-Y2H法と直交する手法として、DHFRを再構成することでタンパク質間相互作用を同定するPCA法を利用したBFG-PCA法のためのDNAベクターを完成させた。今後(1)においても利用し、手法の概念実証実験を進める。(3)パーソナルインタラクトーム技術の開発:これまでY2H法などをもちいてタンパク質の直接的な結合を試験する手法は全て試験スペースとなる遺伝子(ORF)のクローニングが必要であった。本研究開発項目では患者検体から取られたサンプルからトータルRNAを調整し、そこからDNAバーコードが付加されたcDNAライブラリーを一斉に合成する水-油系エマルジョンをもちいた超並列系の開発を進めた。本成果はH30年度より基盤B「パーソナルインタラクトーム計測技術の開発」に引き継がれる。2015年度はカナダLaval大学のChristian Landry教授がサバティカル研究機関中に当研究室に滞在した。

Landry博士の滞在期間中はPCA法をBFG-Y2H法に応用したBFG-PCA法について議論を進め、具体的に赤色蛍光タンパク質であるVenusおよびジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)を再構成するPCA法を利用して大規模なタンパク質複合体の進化を議論するための研究計画を作った。2016年度よりLandry博士の研究室と当研究室では、当初の研究計画をさらに発展させてヒト、ショウジョウバエ、線虫、出芽酵母、分裂酵母の核膜孔およびプロテアソームを構成するタンパク質群について全生物種間のタンパク質相互作用をBFG-Y2H法およびBFG-PCA法によって同定し、種間を超えて複合体を形成して機能を実現できるタンパク質とその進化について議論する研究を進める。BFG-Y2H法をさらに拡張するために、ヒトORFコレクションをプール化して一斉にY2H発現ベクターを作成し、これを一斉にバーコード化、ORFとバーコードの組合せをナノポアシーケンシングによって同定する手法の開発を進める。これによってDNAバーコード化されたY2Hベクターのクローン化が必要なくなり、さらに高速なインタラクトームスクリーニングの実現が期待できる。また任意の組織、細胞サンプルで発現するトータルRNAから一斉に発現量によるバイアスがノーマライズされたバーコード化遺伝子クローンライブラリープールを合成する手法を開発する。ヒト遺伝子それぞれについて特異的なDNAバーコード標識されたRNA逆転写用プライマーを並列合成し、各プライマーの存在比が均質のプライマープールを利用してトータルRNAサンプルを一斉に逆転写する。さらに、ここから得られたバーコード化遺伝子クローンライブラリープールをY2H用発現ベクターに一斉に導入し、酵母細胞の一斉形質転換を経てBFG-Y2H法で解析可能なバーコード化Y2H発現酵母細胞プールを一斉に得る。パーソナルインタラクトーム同定に資する技術開発を行う。合成生物学
国際協力援助の刷新を目指して-ボスニアの民族和解に貢献する難民支援事業の検証

論文2点を発表。第1論文『ボスニアで結実した「人間の安全保障」の復興支援--現地密着の手法が難民と住民の心を開いた』は長崎県立大学発行の国際情報学部研究紀要第13号(2013年1月発行)に掲載。第2論文『ボスニアの戦後復興支援で民族協同を実現--JICAプロジェクトの成功要因を検証する』では、ボスニアの経験を同じく民族紛争で荒廃したスリランカの戦後復興と民族和解支援に応用する新事業に力点を置き、アジア調査会発行の学術雑誌『アジア時報』(2013年1・2月合併号)に発表した。英文概要は、第1論文に付した英文要約を簡略化したものを付す。論文2点を発表。2012年8月から9月にかけて約10日間、ボスニアを訪ね、まずJICAの帰還難民支援事業の実施現場であるスレブレニツァ市を訪ねた。JICAの事業責任者・大泉泰雅氏からプロジェクトの経緯、現況を詳しく聞いた後、市内各地の牧畜、養蜂、野菜栽培など事業現場を回り、受益者や地区の行政責任者計十数人の聞き取り調査を実施し、市長代行にもプロジェクトの評価を聞いた。さらにセルビア人とボスニア人の和解に向けた協同事業の柱となった灌漑施設や簡易水道、幼稚園などを視察。市内にあるボスニア人虐殺犠牲者やセルビア人犠牲者の慰霊碑を訪ね、今なお残る民族間の対立感情の深層も取材した。その後、首都サラエボに戻り、ボスニア政府の人権難民省、国連開発計画(UNDP)、国連難民高等弁務官事務所、EU代表部など国際機関の関係者と会い、JICAの事業の評価を聞くとともに、ボスニアの戦後復興や民族和解の進捗状況、2013年のクロアチアのEU加盟がボスニア経済に及ぼす影響などについても取材し、関係資料を収集した。帰途、ウィーンでボスニアの民族対立の緩和と紛争の再発防止、少数派の人権保護などに当たっている全欧安保協力機構(OSCE)を訪ね、ボスニアの安定と経済発展に対する日本の貢献、とりわけJICAの帰還難民支援事業の評価を聞いた。現地調査の成果と収集した資料の解析を踏まえ、論文2編を書きあげた。1編は2013年1月発行の長崎県立大学国際情報学部研究紀要第13号で発表し、他の1編は同じく13年1月にアジア調査会から刊行された「アジア時報」の13年1・2月合併号に発表した。
現代社会における文書偽造罪の機能と限界に関する基礎的研究

1.文書偽造罪を特徴付ける基本概念は「文書」及び「偽造」である。近時、この二つの概念は、拡張的に理解される傾向にある。このことを端的に示すのが、近時の所謂「明大替え玉受験事件」である。そこでは、大学入試に際して作成する答案が「事実証明に関する文書」に当たるとされる一方、(下級審における傍論ではあるが)志願者の承諾に基づいて他人が答案を作成しても「偽造」に当たると判示されたのである。2.この「文書」及び「偽造」概念は、いずれも、理論的には、文書偽造罪の保護法益から演繹されなければならない。そこで、基本的研究として、比較法的見地から、保護法益の再検討を行った。3.この法益は、日本では「文書に対する公の信用」と解されているが、日本法の解釈に強い影響を与えたドイツでは「文書による法的取引の確実性と信用性」だと解されている。しかしドイツにおける理解も、歴史的には、ローマ法以来の「文書に対する公の信用(publica fides)」という解釈に由来することが、様々な資料から跡付けられた。このように、日本もドイツも、基本的には同じ解釈状況にあるといえるが、「文書に対する公の信用」という概念は曖昧だと言わざるを得ない。そこで、法益の内容を明確化する必要がある。その際には、典型的な文書偽造行為により、個々人の如何なる利益が危胎化されるかに着目した上で、刑罰の威嚇により保護すべき「利益」は何かを解明しなければならないと思われる。これに似た考えは、近時、ドイツでも有力になっている。4.そこで、この観点から研究を進めた結果、「文書に特有の機能(意思伝達機能と証明機能)を利用しようとする、文書受取人の期待」に着目することで、法益の再構成が可能になるのではないか、という見通しを得ることができた。5.近い将来、この観点から、更に法益概念を精密化した後に、それとの対応において、「偽造」概念、次いで「文書」概念につき、新たな解釈論を提示できるように思われる。
ヘテロジニアスな細胞群誘導系を用いたヒト中胚葉発生機構の理解

研究代表者はこれまでの研究で、ヒト胎児の体幹の前部と後部に位置する中胚葉をヒトiPS細胞から同時に誘導し、そこから腎臓オルガノイドを作成している。この分化系はヘテロジニアスな中胚葉細胞を内包するがゆえに、ヒト中胚葉の分化メカニズムを研究するプラットフォームとして最適である。本研究計画では、このユニークな中胚葉分化誘導系を1細胞レベルで解析し、ヒト中胚葉発生における細胞運命決定メカニズムの解明を目指す。そこでまずは、各中胚葉領域への細胞の分化傾向を解析するため、前方、後方、内側、外側の全ての中胚葉細胞が含まれるようにヒトiPS細胞を分化誘導する必要がある。研究代表者の開発した中胚葉誘導系が4つの領域をバランス良く含むように、分化誘導プロトコルを最適化した。ヒトiPS細胞が分化開始9日目に中胚葉に分化した段階でqRT-PCR及び免疫染色を行い、それぞれの領域のマーカー遺伝子(前方:GATA3、後方:HOXD11、内側:PAX3、外側:FOXF1)の発現を確認した。結果、分化9日目の中胚葉細胞郡で、全ての領域の中胚葉細胞が発生していることを確認した。次に、この細胞群を1細胞トランスクリプトーム解析に用いるため、細胞乖離の条件検討を行い、全ての細胞が1細胞にまで乖離しつつ、死細胞の割合が最小となる乖離条件を確立した。ヒトiPS細胞が分化開始9日目の細胞群を対象に1細胞トランスクリプトーム解析を行うために、10X社Chromiumマシンにより、各1細胞から合成した約3000細胞のcDNAからRNA-seq用のライブラリを作成し、これを次世代シークエンサーにかけた。結果、計4700細胞のトランスクリプトームデータを得ることができ、t-SNE解析の結果、細胞の種類を大まかに6つのクラスターに分類できることがわかった。今後、より詳細な解析を進めていく。平成29年11月、1細胞乖離条件の検討において、Fluidigm C1の流路チップの設計に問題が発覚し、これに対処する新しい流路チップがリリースされたが、新しい流路チップの利用実績が十分でなく計画通りに1細胞処理が行われるか定かではなかった為、所属機関で使用実績を持つ機器であるChromiumを使用することとなった。機器の変更に伴い細胞乖離をより厳密に行うため、条件検討の期間を延長する必要が生じた。しかし、その後の研究の進捗により、この問題をクリアにし、1細胞から作製したcDNAからRNA-seq用のライブラリを作成し、これを次世代シークエンサーにかけるところまでを達成できている。最終年度は、このデータを解析し、細胞運命を決定する因子を同定する。ヒトiPS細胞が分化開始9日目の細胞群を対象に1細胞トランスクリプトーム解析を行い、複数種類の中胚葉細胞が含まれているかを確認する。複数種類の中胚葉細胞が含まれている場合には、この分化条件を用いて、9日間の分化期間中、3日目から48時間ごとに9日目まで(計4回)細胞を回収し、時系列的に1細胞トランスクリプトーム解析を行う。上記で得られた次世代シークエンサーのデータセットを解析して、それぞれの中胚葉領域が発生する分子メカニズムを明らかにする。まずは、t-SNE法(高次元のものを2または3次元に写像する解析手法)を用い、各中胚葉領域への発生経路を可視化する。この解析によって、分化過程のどのタイミングで個々の細胞の運命が分かれるのかを調べることができる。次に、この細胞運命が決定されるタイミングで、どのようなシグナル経路や遺伝子発現が増減するかを調べ(pathway analysis)、細胞運命を決定する因子を同定する。最後に、上で得られた知見に基づき、同定されたシグナル経路を、同定された組み合わせを使い、同定されたタイミングで分化誘導系に導入することで、実際に任意の中胚葉領域をヒトiPS細胞から選択的に誘導できるかどうかを確認する。

結果、計4700細胞のトランスクリプトームデータを得ることができ、t-SNE解析の結果、細胞の種類を大まかに6つのクラスターに分類できることがわかった。今後、より詳細な解析を進めていく。平成29年11月、1細胞乖離条件の検討において、Fluidigm C1の流路チップの設計に問題が発覚し、これに対処する新しい流路チップがリリースされたが、新しい流路チップの利用実績が十分でなく計画通りに1細胞処理が行われるか定かではなかった為、所属機関で使用実績を持つ機器であるChromiumを使用することとなった。機器の変更に伴い細胞乖離をより厳密に行うため、条件検討の期間を延長する必要が生じた。しかし、その後の研究の進捗により、この問題をクリアにし、1細胞から作製したcDNAからRNA-seq用のライブラリを作成し、これを次世代シークエンサーにかけるところまでを達成できている。最終年度は、このデータを解析し、細胞運命を決定する因子を同定する。研究代表者はこれまでの研究で、ヒト胎児の体幹の前部と後部に位置する中胚葉をヒトiPS細胞から同時に誘導し、そこから腎臓オルガノイドを作成した。この分化系はヘテロジニアスな中胚葉細胞を内包するがゆえに、ヒト中胚葉の分化メカニズムを研究するプラットフォームとして最適である。本研究計画では、このユニークな中胚葉分化誘導系を1細胞レベルで解析し、ヒト中胚葉発生における細胞運命決定メカニズムの解明を目指す。そこでまずは、各中胚葉領域への細胞の分化傾向を解析するため、前方、後方、内側、外側の全ての中胚葉細胞が含まれるようにヒトiPS細胞を分化誘導する必要がある。研究代表者の開発した中胚葉誘導系が4つの領域をバランス良く含むように、分化誘導プロトコルを最適化した。ヒトiPS細胞が分化開始9日目に中胚葉に分化した段階でqRT-PCR及び免疫染色を行い、それぞれの領域のマーカー遺伝子(前方:GATA3、後方:HOXD11、内側:PAX3、外側:FOXF1)の発現を確認した。結果、分化9日目の中胚葉細胞郡で、全ての領域の中胚葉細胞が発生していることを確認した。次に、この細胞群を1細胞トランスクリプトーム解析に用いるため、細胞乖離の条件検討を行い、全ての細胞が1細胞にまで乖離しつつ、死細胞の割合が最小となる乖離条件を確立した。ヒトiPS細胞が分化開始9日目の細胞群を対象に1細胞トランスクリプトーム解析を行うために、10X社Chromiumマシンにより、各1細胞から合成した約3000細胞のcDNAからRNA-seq用のライブラリを作成し、これを次世代シークエンサーにかけた。ヒトiPS細胞が分化開始9日目の細胞群を対象に1細胞トランスクリプトーム解析を行い、複数種類の中胚葉細胞が含まれているかを確認する。
血中循環がん細胞を用いた脳転移におけるがん微小環境の解析

日本人の死因の第一位を占める癌の直接死因は転移である。なかでも脳転移は、血管内に入った癌細胞が脳に到達しそこで増殖することにより起こる。我々は、血液中に存在する癌細胞がどのように脳内に入り脳内の環境にどのように適応して増殖するのかを調べるため、高脳転移性蛍光発現癌細胞を樹立した。また、脳内の環境を試験管内で再現する実験系を新たに開発することに成功した。これらを用いて、癌細胞の種類により脳内での増殖の仕方が異なることを発見した。in vivoイメージングにて各臓器への転移を観察している高崎健康福祉大学の村上孝教授より譲渡いただいた脳転移性ヒト肺癌細胞株2種を用い、GFP高発現癌細胞株を樹立した。これらの細胞株を用いて脳転移in vivoセレクションを3回実施した。具体的には、ヌードマウスの肺内に癌細胞をマトリゲルとともに播種し、飼育を続け、衰弱あるいは体重減少を認めた時点でサクリファイスして、脳を摘出した。脳実質を細切、酵素処理後、G418入りの培養液を用いて初代培養した。GFP陽性細胞をクローニングシリンダーを用いてサブクローニングし、培養後、再びヌードマウスの肺内に播種、これを3回繰り返すことにより、高脳転移性肺癌細胞株を樹立した。この癌細胞を培養にて増やしたのち、再びヌードマウスの肺内に播種し、最終的に原発巣、脳、全血液を採取した。原発巣および脳実質からはGFP陽性肺癌細胞を回収、培養することが可能であったが、血液からはGFPをマーカーとするセルソーティングでは、陽性細胞を回収することができなかった。再度高脳転移性肺癌細胞をヌードマウスに播種し、全血を採取する時期を前後にずらして採取し、セルソーティングを行ったが、回収は不可であった。FACSを用いたセルソーティング以外に、MACSによるセルソーティングも試みたが、同様の結果であった。採取した全血を低接着性プレートにおいて、スフェロイド培養と同様の方法で培養を行ったが、GFP陽性細胞のスフェロイドを得ることはできなかった。前年度までに樹立したGFP高発現脳転移性ヒト肺癌細胞株をヌードマウスに同所移植し、サクリファイス後の全血採取を3日単位でずらしたグループ分けをしてソーティングを行ったが、十分なGFP陽性細胞を回収することが困難であった。そこで、単なる全血の採取でなく、血管内カニュレーションによる潅流システムを作成し、圧をかけながら潅流液を流すことにより全血を回収した。これをソーティングにかけたが、やはり十分なGFP陽性細胞を回収することが困難であった。また、回収した全血を用いてそのまま接着培養及び浮遊培養を行ったが、GFP陽性細胞は増殖しなかった。一方、平成23年度に最適化したin vitro血液脳関門再構成キット(BBBキット)に脳転移性ヒト肺癌細胞株及び脳転移性ヒト悪性黒色腫細胞株を播種して、その浸潤通過を解析した。肺癌細胞は血管内皮細胞から離れてコロニーを形成するのに対し、悪性黒色腫細胞は血管内皮細胞に接着したまま増殖することを見出した。これにより、癌細胞ごとに脳転移メカニズムが異なることをin vitroで再現し、脳転移機構の細胞生物学的解析にBBBキットが有用であることを示した。また、8ミクロンポアメンブレンの上面に初代培養のアストロサイトとペリサイトを混合接着培養し、裏面に初代培養血管内皮細胞を接着培養したreversed BBBキットを新たに作成することにより、BBBキットと組み合わせてより多面的な解析が行えるようになった。高脳転移細胞株を樹立するために、脳転移が報告されているヒト肺癌細胞株及びヒト乳癌細胞株をそれぞれ1種ずつ選択し、pAcGFP1-N1ベクターをトランスフェクション、抗生物質によるセレクションをかけ、GFP高発現癌細胞株を樹立した。これらを免疫不全マウスに同所移植し脳転移の形成を観察したが、どちらも転移形成を認めなかった。最適化の検討を行ったが、転移形成は認められなかった。in vivoイメージングにて各臓器への転移を観察している高崎健康福祉大学の村上孝教授より、同手法にて脳転移が確認されたヒト肺癌細胞株を2種ご提供いただき、GFP高発現癌細胞株を樹立した。現在、これらの細胞株を用いて2回目のin vivoセレクションを実施している。In vivoセレクションを最低3回行う予定のため、血中循環癌細胞の脳転移能とがん微小環境との相互作用の解析に用いる血液脳関門再構成キット(BBBキット)の最適化を、セレクションの間に行った。我々が以前開発したBBBキットは、invasion assayなどに頻用される8ミクロンポアでは脳毛細血管内皮細胞が通過してしまい十分なタイトジャンクション形成ができなかったため、3ミクロンポアのメンブレンを用いている。

しかし、メンブレンポアサイズと癌細胞への負荷を比較検討したところ、0.4ミクロンポアでは癌細胞は通過できず、3ミクロン以上のポアメンブレンでは癌細胞は通過可能であるが、5ミクロン以上のポアメンブレンと異なり、3ミクロンポアでは癌細胞に傷害を与え一部の癌細胞がアポトーシスに陥ることが明らかとなった。そこで、キットの作成方法を改良することにより、8ミクロンのポアメンブレンを用いても、メンブレン上面の脳毛細血管内皮細胞がポアを通過することなく、十分なタイトジャンクションを形成した新たなBBBキットの作成に成功した。in vivoセレクションを3回実施し、高脳転移性肺癌細胞株を樹立することに成功した。これを用いて原発巣、脳、全血より癌細胞の回収を試みた。原発巣、脳実質からの回収、培養は成功したが、全血よりの癌細胞の回収は未だ成功していない。GFP発現高脳転移癌細胞株の樹立が最初に使用した癌細胞株では行うことができず、他施設より提供いただいた癌細胞株を用いてやり直しているため、当初予定していた今年度のマイクロアレイ解析まで到達しなかった。しかし、現在in vivoセレクションの段階まで行っているため、やや遅れていると評価した。全血よりの癌細胞の回収のために、ヌードマウスに同所移植し全血を回収するまでの期間をさらにこまかく割り振ったグループを設定し、それぞれより全血を採取してソーティングを行う。全血の回収のみならず、ヌードマウス血管の還流システムを作成し、圧をかけながら全血を回収することにより、血管内腔に接着した癌細胞の回収を試みる。全血からの癌細胞の回収が成功した段階で、マイクロアレイ解析を行う。平成24年度は、in vivoセレクションを最低3回行ってGFP発現高脳転移癌細胞株を樹立し、23年度予定であったマイクロアレイ解析を行う。それと並行して、血中循環がん細胞の解析及び脳転移におけるがん微小環境との相互作用の解析を予定通り行う。平成24年度より繰り越された研究費の一部を全血よりの癌細胞の回収にかかる経費として使用し、繰り越しおよび平成25年度平成24年度配分が予定されている研究費については、マイクロアレイ解析、BBBキットを用いたがん微小環境解析ための消耗品費および旅費として使用する予定である。平成23年度より繰り越された研究費をマイクロアレイ解析に使用し、平成24年度配分が予定されている研究費については、消耗品費(80万円)および旅費(10万円)として使用する予定である。
視覚情報と行動特徴を用いたマルチモーダル個人認証方式の研究

本研究では,覗き見への耐性が高く,かつ,ユーザが使いやすい認証方式の実現を目指し,携帯ディスプレイ上に表示される複数の画像の中から自分が記憶している画像を選択する処理と端末を把持して空中筆記する動作とを利用して個人認証する方式の検討を行った.検討項目は,画像選択型認証方式に関する内容と空中筆記時の行動特徴による個人認証方式に関する内容に大別できる.前者では,覗き見による窃用が困難となるような画像の加工法の検討と本方式で生成された画像の視認性を評価するための客観評価尺度の確立を行った.また,後者では,携帯端末を把持して空中筆記した際の行動特徴を加速度センサで取得し,認証する手法を開発した.本年度は,タッチパネル搭載型携帯端末を対象とした認証方式として,画像選択型認証と端末を振る動作の行動特徴を用いた認証の基礎検討を行った.まず,画像選択型認証については,必要条件を整理し,必要な解像度等を決定したのち,第三者からの覗き見を困難にする画像重畳手法の確立とプロトタイプの構築に重点を置いて研究を進めた.その結果,覗き見に頑健で,認証操作もシンプルな認証方式として,加算型PIN方式及び重畳ボタン方式を考案することができた.加算型PIN方式はユーザ本人にしかわからないようにランダムな数字を提示し,入力したいPINとの加算結果を入力することで認証を行う方式である.重畳ボタン方式は,ユーザ本人のみが認識可能な数字が重畳された10枚の画像をテンキーのように配置し,画像を選択することでPINの入力を行う方式である.今回考案した方式2種,従来のPIN方式,および,先行研究であるマルチセンソリー認証方式を含む全4種類の認証方式について,小規模なユーザ実験により比較を行った.その結果,重畳画像を用いた加算型PIN方式は,覗き見に耐性を有しつつ,認証時間を先行研究方式の認証時間の約半分に短縮できることが明らかとなった.また,認証のもう一つのモダリティとして,端末内蔵の加速度センサで取得可能な,ユーザが端末を振る動作の行動特徴を利用する方式の基礎検討を行った.Android端末上で動作するアプリケーションを構築し,端末を振る動作による認証方式について,着席時と歩行時の認証成功率を測定することにより,認証時の環境が証成功率に及ぼす影響について検討を行った.また,認証に使用する動作として,複雑度の異なる2種類を用意し,動作の複雑さが認証成功率に及ぼす影響についても検討を行った.本研究では,タッチパネル搭載型携帯端末を対象とした認証方式として,画像選択型認証,及び,端末を振る動作の行動特徴を用いた認証の検討を行っている.本年度は,画像選択型認証については,第三者からの画像の覗き見を困難にする重畳画像の作成法として,ウェーブレット変換を利用して作成したハイブリッド画像に着目し,Android端末上で動作するプロタイプの構築と視認性の検証に重点を置いて研究を進めた.2枚の自然画像を重畳して作成したハイブリッド画像の場合,ユーザが記憶する前景画像と,前景画像の難視化に使用する背景画像の組合せによっては,前景画像が非常に見えにくくなることが明らかとなった.この傾向は,画面サイズの小さい端末において特に顕著であった.この対策として,画像をブロックに分割し,ブロックごとに前景画像の強調処理を施す手法を考案した.また,画像の縮小時に生じる画質劣化に関する検討を行うとともに,認証に使用する画像の編集や改ざんを抑止することを目的として,電子透かしの手法を用いて画像に改ざん検知と修復のための情報を付加する手法についても検討を行った.また,認証のもう一つのモダリティである,端末を振る動作の行動特徴を用いた認証については,前年に構築したプロトタイプの改良とデータの収集を進めた.個々の加速度データを3次元ベクトルで扱う場合と軸毎に分けて扱う場合について,本人と他者のデータ分布の比較を行い,前者のほうが適切なマッチングを行える可能性が高いことが明らかとなった.本研究では,タッチパネル搭載型携帯端末を対象とした認証方式として,画像選択型認証,及び,端末を振る動作の行動特徴を用いた認証の検討を行っている.本年度は,行動特徴を用いた認証については,加速度データのDPマッチングの際の指標に,従来使用していたユークリッド距離に加えて,誤差角を用いて2種類の相違度を算出し,これらを使用する方式を提案しFRR(False Reject Rate:本人拒否率)の低下を図った.また,この相違度に,加速度データの系列長に着目したペナルティを付加することで,FAR(False Acceptance Rate:他人受け入れ率)の低下を図った.また,画像選択型認証に関しては,パスワード画像とこれを難視化するための画像とを重畳した場合の画面上での視認性について検討を進めた.複数の画像を用いて作成した重畳画像の視認性を主観実験により評価し,重畳画像作成に用いた画像の特徴量と比較することで関係性を明らかにし,フィルタや画像を選択する際の指標の検討を行った.研究代表者の産休および育休取得により研究が中断したため遅れている。本年は,タッチパネル型携帯端末向けのグラフィカルパスワードの1つである,重畳画像選択型認証方式を対象とし,重畳画像自動生成のための客観評価指標の確立を行った.重畳画像は,視距離に応じて視認可能な画像が変化するため,近距離ではユーザの鍵となるパス画像,遠距離では別の画像が見える.このため,覗き見によるパス画像の盗難が困難となる.これまで,認証に適した重畳画像の自動生成を目的とし,SURF特徴量を用いた客観指標の検討を進めてきたが,必ずしも主観的な見え方と一致しない場合があった.

そこで新たに,ユーザ側と覗き見攻撃者側双方における前景画像の視認性を考慮した客観評価値を考案した.それぞれの視距離について,重畳画像中の前景画像の視認性に関する主観評価実験を行い,得られた主観評価スコアと提案する客観評価値との間に高い相関があることを明らかにした.また,重畳画像選択型認証方式を実用化するための検討として,今回考案した客観評価値による重畳画像の選定実験を行い,スマートフォン端末を用いて重畳画像を表示し主観評価した結果との比較を行った.実験により,本評価値によって,認証に適した重畳画像を選定できる可能性を示せた.また,認証に使用する重畳画像の安全性向上を目指し,画像の改ざん検知と修復に関する検討も行った.Niuらの改ざん修復法では,訂正上限が最大距離分離符号に依存しているため,改ざんが訂正上限を超えた場合は修復できない.この手法では,情報記号数は画素の上位ビットの情報量,検査記号数は埋め込み容量で決定される.つまり,画素の上位ビットの情報量を削減すると,それらに対して割り当てられる情報記号数が減少するため,結果的に訂正能力の向上が期待できる.本研究では,画像の上位ビットプレーンに対して可変長符号化を施すことで情報記号数を削減し,修復画像の画質を維持しつつ訂正能力の向上を図った.本研究では,覗き見への耐性が高く,かつ,ユーザが使いやすい認証方式の実現を目指し,携帯ディスプレイ上に表示される複数の画像の中から自分が記憶している画像を選択する処理と端末を把持して空中筆記する動作とを利用して個人認証する方式の検討を行った.検討項目は,画像選択型認証方式に関する内容と空中筆記時の行動特徴による個人認証方式に関する内容に大別できる.前者では,覗き見による窃用が困難となるような画像の加工法の検討と本方式で生成された画像の視認性を評価するための客観評価尺度の確立を行った.また,後者では,携帯端末を把持して空中筆記した際の行動特徴を加速度センサで取得し,認証する手法を開発した.本研究では,タッチパネル搭載型携帯端末を対象とし,使い易く,他者からの覗き見を防止可能な認証方式の確立を目指して検討を行っており,本年度は重畳画像選択型認証方式のための画像難視化手法の検討,及び,端末を振る際の行動特徴を利用した認証方式のための加速度データの収集まで進めることができた.したがって,おおむね順調に進展している.本年度は,評価実験によるデータ収集を進め,視認性の評価や認証成功率の評価を進める計画である.また,画像選択型認証と端末を振る動作による認証とを効果的に組み合わせる手法についても検討を行い総合的な評価を行う予定である.画像処理本年度は,ユーザ実験によるデータ収集を進め,視認性の評価や認証成功率の評価を進める計画である.また,画像選択型認証と端末を振る動作による認証とを効果的に組み合わせる手法についても検討を行う予定である.本研究では,タッチパネル搭載型携帯端末を対象とし,使い易く覗き見が困難な認証方式の確立を目指して検討を行っており,本年度は(1)画像選択型認証の必要条件の整理,(2)画像難視化のための画像フィルタの検討,(3)端末を振る際の行動特徴を利用した認証方式の基礎検討まで進めることができた.