hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
混沌から秩序を創発するバイオコンピューティング

ラットの胎児から神経細胞を取り出し,それをシャーレの上に神経細胞を播種し培養すると,混沌とした活動パターンを自発的に生成する神経回路に成長する.本研究では,神経回路の活動に基づいて適切なフィードバック刺激を与えると,混沌とした活動パターンから秩序を抽出できることを示した.このような混沌から抽出された秩序を利用してロボットを制御すると,迷路課題のような目的志向型課題も解決できた.この結果から,混沌から秩序を抽出するメカニズムが,生物的な知能の源泉であると考える.本研究は,培養神経回路を実験モデルに用い,脳の情報処理の基本原理として,多様性から秩序が創発するメカニズムを探求する.具体的には,実際の生体材料である培養神経回路とリカレント・フィルターを構成し,混沌とした自発的な神経活動パターンから秩序ある出力パターンを取り出すことを目指した.具体的な計測方法として,微小電極アレイ,光イメージング,高密度CMOSアレイなどが考えられる.また,刺激方法として,ケージド化合物による光刺激や電界刺激が考えられる.初年度は,これらの手法から最適な組み合わせを見極め,実験系を構築した.予備実験による検討の結果,RuBi-Glutamateによる光刺激とMEA計測を用いた多点同時刺激計測系構築した.この系では,RuBi-Glutamate濃度を100 uM以上にすれば,安定したフィードバック刺激を実現できた.さらに,このリカレントネットワークの学習モデルとして,FORCE学習と呼ばれるアルゴリズムを実装した.具体的には,リカレントネットワークの各ノード(本実験系の場合は各神経細胞の活動)に重みをつけ,各ノードの線形和を出力とし,それをリザーバにフィードバックする.このとき,適応アルゴリズムの一種である再帰最小2乗法で重みを調整すると,任意の目標関数になるように学習できる.このような計算を実際に構築した実験系上で実現できるように,C++/CLIでソフトウエアを設計した.このソフトウエアにより,目標関数や重み,出力と目標関数との誤差の監視,各種パラメータの設定などを容易に実現できるようになった.構築した実験系により,単純な目標関数であれば,培養神経回路から抽出できた.「神経ダーウィニズム仮説」によると,神経活動パターンの多様化と自然選択により,脳は適応的な情報処理を実現している.しかし,多様性の利用に関して,具体的な方法は全く明らかにされていない.本研究では,創発的バイオコンピューティングを実現するための要素技術として,培養神経回路の混沌とした自発的な活動パターンから秩序ある出力パターンを取り出すことを目指した.具体的には,後述のFORCE学習アルゴリズムを利用して,実際の生体材料である神経回路とリカレント・フィルターを構成することを試みた.まず,試料の培養神経回路の神経活動パターンを調べた.高次元の時空間的なパターンの次元縮約を試みた結果,培養神経回路は,再現性と多様性を持ち合わせることを示した.次に,FORCE学習を実装するための実験系を構築した.神経活動の計測には多点電極アレイ(MEA),刺激にはRuBi-Glutamateの光励起を用いた.光源には,473 nmの青色レーザを用い,任意の光パターンを照射できるようにデジタルミラーデバイス(DMD)を組み込んだ.RuBi-Glutamate濃度が100 &micro;M以上の場合に,多点電極アレイ上の神経回路は光刺激に対して再現性良く応答を示し,光の照射時間を増やすと刺激応答の強度が大きくなった.また,単一電極規模で刺激することが可能であった.FORCE学習の実装実験では,神経細胞の発火頻度に適したカイザー窓を設計し,発火率を逐次計算した.その結果,FORCE学習により,培養神経回路から定常状態を抽出できた.ラットの胎児から神経細胞を取り出し,それをシャーレの上に神経細胞を播種し培養すると,混沌とした活動パターンを自発的に生成する神経回路に成長する.本研究では,神経回路の活動に基づいて適切なフィードバック刺激を与えると,混沌とした活動パターンから秩序を抽出できることを示した.このような混沌から抽出された秩序を利用してロボットを制御すると,迷路課題のような目的志向型課題も解決できた.この結果から,混沌から秩序を抽出するメカニズムが,生物的な知能の源泉であると考える.本年度の当初目的は,培養神経回路にFORCE学習を実装するために,様々な手法のなかから,最適な神経活動の計測・刺激方法を見極め,確立することだった.実際には,それらを実験システムとして構築し,ソフトウエアを開発して,FORCE学習を実現できることまで示せた.特に,開発したユーザ・インターフェースは操作しやすく,今後の実験を効率化し,本研究の発展に大きく資すると考えている.神経工学これまでに確立した計測・刺激方法を用いて,培養神経回路にFORCE学習の理論を実験的に検証していく.まず,重みを収束させるために最適な条件を探索する.具体的には,刺激・計測用の時間窓,フィードバックの強さ,計算の時間ステップなどの諸条件を試行錯誤により最適化する.次に,培養系の細胞播種密度,成熟度,培地の組成などの培養条件を実験パラメータとする.例えば,幼若な神経回路は,成熟した回路より,神経結合は少ないが,豊かな可塑性がある.また,同一の培養回路でも,培地の組成により,神経回路の活動レベルや可塑性を調整できる.これらの実験を通して,理論と実験の両面からFORCE学習を検証する.既存の理論では,様々な仮定が置かれている.

例えば,神経回路の可塑性の影響は考慮されていない.本研究により,実験と理論の齟齬とその原因を調べ,従来の理論の妥当性を検証する.さらに,実験系を用いて,移動ロボットを動かすことを考え,ロボットの行動の創発を試みる.例えば,直進,右回転,左回転,後進の4種類の出力を取り出せる重みをあらかじめ求めておく.次に,それらの重みを適当に組み合わせて,神経回路から出力を取り出し,ロボットを動かせば,単純な出力が非線形的に組み合わされるため,新たな秩序ある行動の創出が予想される.また,ロボットの行動アリーナ内に障害物を配置しておき,ロボットが障害物付近に来たとき,適当な外乱信号を神経回路に与えれば,目的志向性の障害物回避行動の創発を試みる.
中枢由来エストロゲンの抑制性神経細胞に対する作用解明

中枢神経系において神経細胞は互いにシナプスを介してネットワークを形成している。神経細胞は大きく興奮性と抑制性に分けられる。そのうち抑制性神経細胞は興奮性神経細胞の活動の調節を行うことから神経ネットワークレベル、引いては高次の脳機能を発揮するのに重要な役割を担う。従って、抑制性神経細胞の機能を調節する因子の解明は脳機能を理解する上で重要である。本研究はその因子として脳内で合成されている17αエストラジオールを同定した。脳内におけるエストロゲンをガスクロマトグラフィー・マススペクトラムを用いて定量したところ、卵巣で合成されている17βエストラジオールではなく、17αエストラジオールが主に存在していた。そして脳室内にエストロゲン合成酵素阻害剤であるletrozoleを投与したところ、17αエストラジオールが有意に低下しており、脳内で合成されていることを明らかにした。次に雄性ラットの脳内における役割について検討を行った。Letrozoleを雄性ラットの脳室内に投与し、海馬におけるGABA合成酵素(GAD65)発現量を定量したところ、有意に低下していた。さらにletrozoleを脳室内に投与したラットではオープンフィールド試験において不安様行動が認められた。以上の点から本研究は17αエストラジオールが脳内で合成されており、抑制性神経細胞の機能調節因子であることを明らかにした。また、本研究から、新たな抗不安薬のターゲットとして脳内のアロマターゼなどを提唱するなど、創薬と言う観点からも重要な知見である。
H.pylori感染による胃炎の成立・持続におけるケモカインレセプターの役割

本邦において多くのHelicobacter pyloriが持つcag pathogenicity islandは多数のタンパクをコードする遺伝子群であり、それらのタンパクはTypeIV secretion systemを形成し、H.pyloriの意上皮細胞接着後にCagA蛋白を胃上皮細胞が胃上皮細胞内に送り込み、ケモカイン産生を刺激することが知られている。感染胃粘膜における菌側の因子を検討するため生検組織から分離培養されたH.pyloriのcag pathogenicity islandの遺伝子型について、cagA,cagEおよびVirD4の3つの遺伝子についての解析を中心に行った。また、宿主側がCagA蛋白をどの程度認識しているのか、これらの遺伝子の有無との関連を検討した。以上のことから得られた知見を論文で公表した。本年は胃粘膜生検組織の収集と半定量的RT-PCR法の予備実験を行った。まずHelicobacter pyloriの菌体成分によってヒト好中球のCXCR1およびCXCR2 mRNAの発現が刺激されるかどうか調べた。Helicobacter pyloriのエンドトキシンによって刺激したところ,これらの発現が刺激されうることが分かった。しかし、ここまで使用してきたプライマーではHelicobacter pylori感染胃粘膜においてはCXCR1およびCXCR2 mRAの発現は必ずしも認められず、とくにCXCR2の発現は検出されにくいようである。さらに、早期胃癌患者と慢性胃炎患者それぞれ数名から採取したサンプルを使用し、両群における胃粘膜でのCXCケモカインレセプターmRNAの発現を比較したが、これまでのところ有意差は見出されていない。しかしながら、好中球の浸潤の程度が強い胃粘膜ではCXCR1のmRNA発現が多い傾向にあり、本年度は症例を増やして検討する。また、今後はプライマーに関する問題も解消するため市販のプローブを用いたreal time PCR法による検討も行う予定である。本年は胃粘膜生検組織の収集を引き続き行い、感染胃粘膜における菌側の因子を検討するため生検組織から分離培養されたH.pyloriのcag pathogenicity islandの遺伝子型について、cagA, cagEおよびVirD4の3つの遺伝子についての解析を中心に行った。以上のことから得られた知見を2つの論文で公表する。さらに、早期胃癌患者と慢性胃炎患者それぞれ数名から採取したサンプルを使用し、両群における胃粘膜でのCXCケモカインレセプターmRNAの発現を新たに導入したreal time PCR法により検討比較したが、これまでのところ昨年までのdensitometryの結果と同様に有意差は見出されていない。今後はプライマーに関する問題も解消するため市販のプローブを用いたreal time PCR法による検討を行う予定である。
インド東海岸ゴダバリ・クリシュナデルタにおける遺跡分布と地形

本研究はインド東海岸ゴダバリ・クリシュナデルタの完新世(過去1万年)における形成過程の解明を目的として、インドのアンドラ大学の研究者の協力を得ながら、1)アンドラ大学で保管しているボーリングコア(試料)の分析、2)対象地域における平野地形の分布、3)対象地域に分布する遺跡と地形の関係、について調査をすすめた。その結果、ゴダバリ・クリシュナデルタについて初めて詳細な形成過程を示すことができ、また平野の地形分布図と遺跡の年代測定データなどを得ることができた。これらの成果をアンドラ大関係者らと2015年に国際第四紀研究連合(INQUA)大会で発表し、また国際誌Paleo-3で公表した。ゴダバリデルタの微地形分布について、既往文献の収集・整理を行った。とくにNageswara Rao et al., 2012(Geomorphology : 175-176)ならびにNageswara Rao et al., 2013(Zeitschrift fur Geomorphologie : 73)はゴダバリデルタでのボーリング調査結果、ならびに地下構造に関する論文であり、本研究に密接に関連するものである。また、対象地域の衛星画像(ALOS PRISMステレオ画像データ)のうち未入手であった東部地域のものを2シーン入手し、微地形の判読に使用した。旧河道や浜堤地形などはALOS画像の実体視により判読が可能であり、デルタ全域の地形区分図の作成に利用する。2013年2月に研究協力者の南雲直子(東京大学)とともにインドへ渡航し、アンドラ大学のNageswara Rao教授と研究打ち合わせを行なった。また、上記論文共著者で地理学教室のHema Malini教授とも意見交換を行なった。その後、ゴアで開催されたPAGES(Past Global Changes)Open ScienceMeetingに参加し、モンスーン地域の平野地形に関する研究発表(南雲直子と連名)をおこなうとともに、主としてインド南部のデルタ地域における古環境の研究状況について情報収集をおこなった。会議にはヨーロッパや南北アメリカ、オーストラリアなどを含む約400名の参加者があり、インドのデルタではタミルナドゥ州のCauvery River Deltaやオリッサ州のMahanadi Deltaなどにおける古環境研究が発表された。ゴダバリデルタにおける現地踏査は、本年度は日程の関係で実施できなかった。本研究はインド東海岸のゴダバリ・クリシュナデルタを対象として、平野の地形形成と遺跡の立地を解明しようとするものである。2013年度はゴダバリデルタの微地形分布調査とその中間報告、アンドラ大学保管のボーリングコアの観察・記載ならびに年代測定をおこなった。前年度までの調査結果をもとに、2013年8月に開催された日本第四紀学会大会(弘前大学)において、「インド、ゴダバリデルタの完新世における変遷」・「インド東海岸ゴダバリ・クリシュナデルタにおける遺跡分布と地形」について報告をおこなった。前者はアンドラ大学のナゲシュワララオ教授・産総研の斎藤文紀博士らと共著で、ボーリング調査と年代測定試料を元にデルタの形成過程を論じたものである。後者はおもに本研究によるもので、浜堤などの微地形分布を示し、また遺跡近傍の浜堤堆積物の年代から地形の形成過程を考察した(久保単著)。また、2013年12月にインドジオマティクス学会(ISG、アンドラ大学)において、ALOS衛星画像を用いたゴダバリデルタの微地形分布に関する報告(久保単著)をおこなった。このほか、アンドラ大学で保管しているゴダバリ・クリシュナデルタ地域のボーリングコアの観察と記載を、2013年6月(早稲田大学経費使用)ならびに12月におこない、放射性炭素年代測定試料採取・年代測定依頼(計8点)を実施した。ゴダバリデルタの形成過程に関する論文をアンドラ大学ナゲシュワララオ教授、産総研斎藤文紀博士らとともに国際誌The Holoceneに投稿した(2014年3月)。本研究はインド東海岸に注ぎ、半島部最大の流域面積を持つゴダバリ川、および隣接するクリシュナ川下流デルタ地域を対象として、完新世における平野の地形形成過程を明らかにすることを目的とする。本研究をすすめるため、アンドラプラデシュ州のアンドラ大学(ビシャカパトナム市)工学部ジオエンジニアリング教室のナゲシュワララオ(K. Nageswara Rao)教授、ならびに理学部地理学教室のヘママリニ(B. Hema Malini)教授、産業技術総合研究所(つくば市)の齋藤文紀博士、東京大学(現・土木研究所)の南雲直子博士らの協力を得た。2014年度は前年度までの調査結果にもとづき、アンドラ大学で保管しているボーリング試料の分析を引き続きすすめ、年代測定や堆積物・化石の分析、同定を依頼した。中でも、ゴダバリ・クリシュナデルタの間に位置するコレル湖におけるボーリングコア(DPコア)について、(早稲田大学の研究助成とあわせ)4点の年代値を測定し、2013年度の4点とあわせて詳細な堆積環境・年代復元を行いつつある。2015年3月の現地調査では、アンドラ大のナゲシュワララオ教授、ならびにアンドラプラデシュ州高等教育評議会副議長のビジャヤプラカシ(P. Vijaya Prakash)教授の協力を得て、ゴダバリデルタの遺跡数か所を訪れ、地形や露頭観察、試料採取を行った。また、ビジャヤプラカシ教授よりゴダバリ・クリシュナデルタにおける遺跡の現状について説明をいただいた。また、アンドラ大学で保管しているボーリング試料(APコア)について、新たに記載・試料採取等を行った。

以上の成果をもとに、2015年7-8月に名古屋で開催される国際第四紀研究連合(INQUA)大会に、ナゲシュワララオ教授、ヘママリニ教授、ビジャヤプラカシ教授らと連名で計3本の発表原稿を投稿し、受理された。本研究はインド亜大陸でガンジス・インダス両河川に次ぐ規模を持つ、ゴダバリ川・クリシュナ川下流平野の地形と遺跡分布に注目し、完新世の地形形成や環境変化を明らかにすることをめざした。最終年度である2015年度は、これまでに実施した調査結果のまとめと、前年度末の2015年3月に実施した現地調査のデータ整理などを踏まえ、インド側研究協力者のアンドラ大学Nageswara Rao教授、Hema Malini教授らと共に2015年7-8月に名古屋国際会議場で開催された国際第四紀研究連合(INQUA)大会で研究成果の発表を行った。また、本研究のきっかけを与えていただいた山口大学の貞方昇名誉教授に研究結果の報告をし、今後の方針について意見交換を行った。INQUA名古屋大会では、クリシュナデルタの発達過程に関する新たな成果、ゴダバリデルタとクリシュナデルタ双方の発達過程の比較とまとめ、コレル湖の形成と環境変化、ゴダバリデルタ・クリシュナデルタにおける遺跡分布と地形に関する計4件の発表を行った。研究期間全体を通じて実施した研究の成果についてまとめると、アンドラ大学で保有するボーリングコアの分析をもととしたゴダバリデルタ・クリシュナデルタの形成過程に関する研究成果と、主要な遺跡の分布とその立地条件に関する研究成果に集約される。前者はインド国内で初めてデルタの形成過程が詳細に明らかにされたもので、国際誌Paleo-3に発表した。後者もインド地域ではほとんど前例のないものであり、INQUA大会での発表を踏まえ、今後論文としてまとめる予定である。本研究はインド東海岸ゴダバリ・クリシュナデルタの完新世(過去1万年)における形成過程の解明を目的として、インドのアンドラ大学の研究者の協力を得ながら、1)アンドラ大学で保管しているボーリングコア(試料)の分析、2)対象地域における平野地形の分布、3)対象地域に分布する遺跡と地形の関係、について調査をすすめた。その結果、ゴダバリ・クリシュナデルタについて初めて詳細な形成過程を示すことができ、また平野の地形分布図と遺跡の年代測定データなどを得ることができた。これらの成果をアンドラ大関係者らと2015年に国際第四紀研究連合(INQUA)大会で発表し、また国際誌Paleo-3で公表した。1)アンドラ大学のナゲシュワララオ教授らとともに、アンドラ大学で保管しているボーリング試料の記載、分析を行った。2)2015年3月にゴダバリ・クリシュナデルタの現地調査をおこない、遺跡と地形の関係についての観察や試料採取を行った。3)ゴダバリデルタの形成過程に関する論文をナゲシュワララオ教授らとともに国際誌Paleo(PPP)に投稿した。4)2015年78月開催のINQUA(国際第四紀研究連合)名古屋大会で成果を発表するため原稿を投稿し受理された。自然地理学
小胞体タンパク質の局在化における膜貫通領域を介した新たなる分子選別機構

これまでに我々は,出芽酵母のゴルジ体膜タンパク質Rer1pがゴルジ体に誤って輸送されてきたSec12pやSec71pなどの一群の小胞体膜タンパク質の膜貫通領域(TMD)を認識し,ゴルジ体から形成されるCOP I小胞を介して小胞体へと送り返す新たな分子選別装置であることを示してきた.本年度はまず,このSec12pのTMDにおけるアミノ酸配列について変異解析を行い,クロスリンク法によってRer1pによる認識に重要なモチーフの検索を行った.その結果,Rer1pとの相互作用には特定のアミノ酸配列というよりはむしろ,Sec12pのTMDにおける極性残基の存在が重要であることを突き止めた.また,Sec12pとは正反対のトポロジーを持つSec71pのTMDについても変異解析を行ったところ,この場合もやはり極性残基が重要であることが明らかとなった.これらのことから,Sec12pやSec71pのトポロジーにかかわらず,Rer1pはこれらのTMDにおける極性残基を認識し,結合していることが明らかとなった.また一方で,緑色蛍光タンパク質(GFP)とRer1pの融合タンパク質(GFP-Rer1p)を構築し,Rer1p自身のゴルジ体局在化に重要な領域について,詳細な解析を行った.その結果,Rer1pのカルボキシル(C)末端側細胞質領域におけるKKXXシグナル様配列とYIPLという配列がRer1pの機能と動態に重要であり,この配列に変異が入ると液胞へと輸送されてしまうことを見い出した.さらに,このC末端領域がCOP I複合体と相互作用すること,またCOPI複合体に欠損を持つ変異株ではGFP-Rer1pが液胞へと輸送されてしまうことなどから,Rer1pはゴルジ体-小胞体間,ゴルジ体槽板間をダイナミックにリサイクリングしながらゴルジ体に局在化しており,その動態にはRer1pのC末端領域を介したCOP I複合体の働きが重要であると結論した.これまでに我々は,出芽酵母のゴルジ体膜タンパク質Rer1pが,ゴルジ体に誤って諭送されてきたSec12p,Sec71p,Sec63pなどといった一群の小胞体膜タンパク質を認識し,ゴルジ体から形成されるCOP I小胞を介して小胞体へと送り返す新たな分子選別装置の一つであることを示唆してきた.しかしながら,これまでのところ,Rer1pとSec12pなどとの直接的な相互作用は,両者が膜タンパク質であることもあって検出することができなかった.そこで,本年度はまず,Rer1pとSec12pの直接的な相互作用をクロスリンク法によって解析した.その結果,Rer1pがSec12pの膜貫通領域を特異的に認識し,結合することがはじめて明らかとなった.また一方で,Rer1pの生体内における動態をリアルタイムで解析するために,緑色蛍光タンパク質(GFP)をN末端に結合した融合タンパク質(GFP-Rer1p)を構築した.このGFP-Rer1pはRer1pとしての活性を保持しており,細胞内において酵母のゴルジ体に見られるようなドット上の構造体に局在していた.解析の結果,GFP-Rer1pは小胞体からのタンパク質輸送に欠損を持つsec変異株では速やかに小胞体に蓄積するようになることから,Rer1p自身もゴルジ体ー小胞体間をリサイクリングしていることが示唆された.また,Rer1pのゴルジ体局在化に必要な領域を探索したところ,C末端側の細胞質領域が重要であることが判明した.さらに,ゴルジ体から小胞体,ゴルジ体層板間における小胞輸送に働くCOP I複合体(COP I)がRer1pのC末端側の細胞質領域と相互作用すること,COP Iに欠損を持つ変異株ではGFP-Rer1pが液胞へと誤って輸送されてしまうことなどから,Rer1pのゴルジ体局在化と小胞体へのリサイクリングはCOP Iによって厳密に規定されていることが明らかとなった.これまでに我々は,出芽酵母のゴルジ体膜タンパク質Rer1pがゴルジ体に誤って輸送されてきたSec12pやSec71pなどの一群の小胞体膜タンパク質の膜貫通領域(TMD)を認識し,ゴルジ体から形成されるCOP I小胞を介して小胞体へと送り返す新たな分子選別装置であることを示してきた.本年度はまず,このSec12pのTMDにおけるアミノ酸配列について変異解析を行い,クロスリンク法によってRer1pによる認識に重要なモチーフの検索を行った.その結果,Rer1pとの相互作用には特定のアミノ酸配列というよりはむしろ,Sec12pのTMDにおける極性残基の存在が重要であることを突き止めた.また,Sec12pとは正反対のトポロジーを持つSec71pのTMDについても変異解析を行ったところ,この場合もやはり極性残基が重要であることが明らかとなった.これらのことから,Sec12pやSec71pのトポロジーにかかわらず,Rer1pはこれらのTMDにおける極性残基を認識し,結合していることが明らかとなった.また一方で,緑色蛍光タンパク質(GFP)とRer1pの融合タンパク質(GFP-Rer1p)を構築し,Rer1p自身のゴルジ体局在化に重要な領域について,詳細な解析を行った.その結果,Rer1pのカルボキシル(C)末端側細胞質領域におけるKKXXシグナル様配列とYIPLという配列がRer1pの機能と動態に重要であり,この配列に変異が入ると液胞へと輸送されてしまうことを見い出した.

さらに,このC末端領域がCOP I複合体と相互作用すること,またCOPI複合体に欠損を持つ変異株ではGFP-Rer1pが液胞へと輸送されてしまうことなどから,Rer1pはゴルジ体-小胞体間,ゴルジ体槽板間をダイナミックにリサイクリングしながらゴルジ体に局在化しており,その動態にはRer1pのC末端領域を介したCOP I複合体の働きが重要であると結論した.
クラウドコンピューティングにおける高機能暗号の安全性向上および効率化

クラウド環境では,外部のクラウドサーバにデータが保存されるが,情報漏洩を防ぐために暗号化が必要である.従来の暗号技術では,送信者・受信者の二者間通信を想定しており,サーバ管理者に対して安全性・ユーザビリティを満足しないため,高機能な暗号技術が必要とされている.しかし,高機能暗号技術の一つである検索可能暗号では,サーバが検索キーワードを推測できてしまう問題がある.また,サーバでの暗号状態計算を検証する方式では,大量の公開パラメータが必要となってしまう.本研究では,キーワード推測攻撃に耐性を持つ検索可能暗号,および公開パラメータサイズを軽減した暗号状態計算の検証手法の提案とその応用を目的としている.最終年度は,昨年度構築したレピューテーションプロトコルにおける暗号状態計算検証でのパラメータサイズ削減のために,準同型署名における検査ベクトルの構成要素を複数化することによりベクトルサイズを従来のサブリニアーサイズに軽減した方式へ拡張した.また,評価者が評価点を送信する際に不正な評価点を送信できないようにゼロ知識証明プロトコルを組み込んだ.さらに,レピューテーションプロトコルの応用として,レピュテーションに基づいて認証を行なう匿名認証プロトコルの検討も行なった.研究期間を通じて,暗号化者を指定可能とすることによりキーワード推測攻撃に耐性を持つ検索可能暗号を構築し,その安全性を示した.また,準同型暗号と準同型署名および効率化した重複検査ベクトル手法により,公開パラメータサイズを軽減した暗号状態計算の検証手法を構築するとともに,それを用いてユーザの信頼度であるレピューテーションを余計な情報を漏らすことなくゼロ知識証明する暗号プロトコルを構築した.さらに,ゼロ知識証明を応用した匿名認証プロトコルとして,属性認証,ユーザ失効確認およびレピュテーションベース匿名認証プロトコルの検討を行なった.クラウド環境では,外部のクラウドサーバにデータが保存されるが,情報漏洩を防ぐために暗号化が必要である.従来の暗号技術では,送信者・受信者の二者間通信を想定しており,サーバ管理者に対して安全性・ユーザビリティを満足しないため,高機能な暗号技術が必要とされている.しかし,高機能暗号技術の一つである検索可能暗号では,サーバが検索キーワードを推測できてしまう問題がある.また,サーバでの暗号状態計算を検証する方式では,大量の公開パラメータが必要となってしまう.本研究では,キーワード推測攻撃に耐性を持つ検索可能暗号,および公開パラメータサイズを軽減した暗号状態計算の検証手法の提案とその応用を目的としている.初年度は,暗号化者を限定可能な公開鍵ベースの検索可能暗号を提案した.この方式では,サーバは暗号化を行なえないため,従来方式でサーバが可能であった暗号文生成によるキーワード推測攻撃を防いでいる.放送型暗号を利用することにより,暗号化者を効率的に複数指定できるようにしている.また,暗号状態計算検証についても,公開パラメータ数がルートオーダとなる手法の検討を行なうとともに,その応用として,ユーザのレピュテーションを暗号状態で計算し,ゼロ知識証明を利用してユーザの信頼性を検証可能な匿名認証プロトコルの検討も行なっている.そのプロトコルに関連し,ゼロ知識証明を利用した匿名認証として,匿名で属性を認証するプロトコルおよび匿名で効率的にユーザ失効を確認できるプロトコルについても構築を行なった.実施計画通り,初年度は,キーワード推測攻撃に対して安全な検索可能暗号を構築・提案できている.また,効率的な暗号状態計算検証についても方式および応用の検討が進んでいる.クラウド環境では,外部のクラウドサーバにデータが保存されるが,情報漏洩を防ぐために暗号化が必要である.従来の暗号技術では,送信者・受信者の二者間通信を想定しており,サーバ管理者に対して安全性・ユーザビリティを満足しないため,高機能な暗号技術が必要とされている.しかし,高機能暗号技術の一つである検索可能暗号では,サーバが検索キーワードを推測できてしまう問題がある.また,サーバでの暗号状態計算を検証する方式では,大量の公開パラメータが必要となってしまう.本研究では,キーワード推測攻撃に耐性を持つ検索可能暗号,および公開パラメータサイズを軽減した暗号状態計算の検証手法の提案とその応用を目的としている.本年度は,昨年度構築した,暗号化者を限定可能な公開鍵ベースの検索可能暗号について,その安全性を示すために,従来の公開鍵暗号ベース検索可能暗号の安全性定義に基づいて,安全性定義を行なった.従来の暗号文安全性に追加して,キーワード推測を防止するための検索トークン安全性も定義している.その上で,提案方式がその二つの安全性を満たすことを,標準的な仮定に基づき,定式的に証明した.さらに,暗号状態計算検証の応用として,あるユーザの行動のレピュテーションを暗号化したまま積算し,その正当性を他者に,匿名で余計な情報を漏らすことなく,ゼロ知識証明する暗号プロトコルを構築した.そのプロトコルに関連し,ゼロ知識証明を利用した匿名認証として,匿名で属性を認証するプロトコルおよび匿名で効率的にユーザ失効を確認できるプロトコルについても,初年度に引続き検討を行なった.実施計画通り,キーワード推測攻撃に対して安全性な検索可能暗号方式の提案およびその安全性検討ができている.また,効率的な暗号状態計算検証についても,方式およびその応用プロトコルの基礎的構築ができている.クラウド環境では,外部のクラウドサーバにデータが保存されるが,情報漏洩を防ぐために暗号化が必要である.

従来の暗号技術では,送信者・受信者の二者間通信を想定しており,サーバ管理者に対して安全性・ユーザビリティを満足しないため,高機能な暗号技術が必要とされている.しかし,高機能暗号技術の一つである検索可能暗号では,サーバが検索キーワードを推測できてしまう問題がある.また,サーバでの暗号状態計算を検証する方式では,大量の公開パラメータが必要となってしまう.本研究では,キーワード推測攻撃に耐性を持つ検索可能暗号,および公開パラメータサイズを軽減した暗号状態計算の検証手法の提案とその応用を目的としている.最終年度は,昨年度構築したレピューテーションプロトコルにおける暗号状態計算検証でのパラメータサイズ削減のために,準同型署名における検査ベクトルの構成要素を複数化することによりベクトルサイズを従来のサブリニアーサイズに軽減した方式へ拡張した.また,評価者が評価点を送信する際に不正な評価点を送信できないようにゼロ知識証明プロトコルを組み込んだ.さらに,レピューテーションプロトコルの応用として,レピュテーションに基づいて認証を行なう匿名認証プロトコルの検討も行なった.研究期間を通じて,暗号化者を指定可能とすることによりキーワード推測攻撃に耐性を持つ検索可能暗号を構築し,その安全性を示した.また,準同型暗号と準同型署名および効率化した重複検査ベクトル手法により,公開パラメータサイズを軽減した暗号状態計算の検証手法を構築するとともに,それを用いてユーザの信頼度であるレピューテーションを余計な情報を漏らすことなくゼロ知識証明する暗号プロトコルを構築した.さらに,ゼロ知識証明を応用した匿名認証プロトコルとして,属性認証,ユーザ失効確認およびレピュテーションベース匿名認証プロトコルの検討を行なった.検索可能暗号については,安全性証明を行ない,論文発表を行なう.また,暗号状態計算検証については,方式の検討・実装とともに,レピュテーションシステムや関連した匿名認証についての研究を進める.検索可能暗号については,ジャーナル論文の投稿を行なう.暗号状態計算検証については,引き続き,レピュテーションや匿名認証などの応用プロトコルの研究を進める.投稿した海外での国際会議で不採択となったため,予定していた海外渡航費が未使用となった.次年度は,開発・実験用PCの購入などに加えて,海外国際会議への投稿も引き続き行なうとともに,ジャーナルへの投稿も行ない,その別刷代支出も予定する.
体細胞初期化過程における内在性レトロトランスポゾンの役割

近年の研究により、胚発生の初期過程や神経前駆細胞において、内在性レトロトランスポゾンによるゲノムの改変が高頻度で起こっていることが示唆されている。本研究では、内在性レトロトランスポゾンによるゲノム改変が体細胞初期化過程で果たす役割を明らかにするため、Retrotransposon Capture Sequencing (RC-Seq)法を用いて、ヒトiPS細胞におけるレトロトランスポゾンの挿入箇所をゲノムワイドに同定した。さらに、体細胞初期化過程でレトロトランスポゾンの配列を新たに獲得したゲノム上の位置を明らかにし、それらの挿入箇所と体細胞初期化の関連性を調べた。近年の研究により、胚の初期発生過程や神経発生過程といった特定の時期に内在性レトロトランスポゾンによるゲノムの改変が高頻度で起こることが明らかとなってきた。つまり、細胞運命変換過程のある特定の時期、ある特定の細胞でゲノムDNA配列の改変が高頻度で起こりうる。本研究では、人工的な細胞運命変換過程である体細胞初期化過程に着目し、以下の3つのことを明らかにすることを目的とする。1.体細胞初期化過程でレトロトランスポゾンによるゲノム改変の起こる頻度と場所の特定2.体細胞初期化過程でレトロトランスポゾンによるゲノム改変が生じやすい時期の特定3.レトロトランスポゾンによるゲノムの改変が体細胞初期化に与える影響本年度は、ヒトにおいて変動遺伝因子として明らかになっているレトロトランスポゾンL1、Alu、SVAの完全長配列および初期化因子導入のために使用するレトロウィルスベクターの配列をもとにDNAプローブセットを設計し、それら配列を持つDNA断片をハイブリダイぜーションによって全ゲノムから濃縮し、ゲノムDNAライブラリーを作製した。作製したライブラリーを次世代シーケンサーで両端から読むこと(ペアエンドリード)によって配列を決定し、独自に構築した解析パイプラインを用いることによって、iPS細胞2株とそのもとになった体細胞のレトロトランスポゾン挿入箇所をゲノムワイドに同定した。結果、それぞれのiPS細胞のみでみられるレトロトランスポゾン挿入箇所が存在することが明らかとなった。これらのiPS細胞におけるレトロトランスポゾン配列の挿入は、体細胞初期化過程で内在性のレトロトランスポゾンによって行われたと示唆される。本研究では、人工的な細胞運命変換過程である体細胞初期化過程におけるレトロトランスポゾンによるゲノムの改変について解析することを目的とした。本年度は、まず、昨年度までにRC-seqにより同定したiPS細胞のレトロトランスポゾン挿入箇所の検証を行なった。ポジティブコントロールとして、iPS細胞誘導時に用いたレトロウィルスの挿入箇所(RC-seqで同定)は、PCRでも確認できた。また、リファレンスゲノム(hg19)に存在しないLINEやSINE配列(RC-seqで同定)もPCRで確認できた。しかしながら、iPS細胞誘導時に新たに獲得したLINE配列やSINE配列については通常のPCRでは確認できなかった。このことは、iPS細胞の一部のみにレトロトランスポゾンの挿入が起こっていることを示唆する。一部の細胞への挿入を確認するには、より精度の高い検証方法が必要である。一方、新規に同定した挿入箇所について、どのような特徴があるのかを、近傍の遺伝子の機能、転写因子結合配列、エピジェネティック修飾といった観点から関連を調べたが、統計的有意な関連性は見出せなかった。さらに、レトロトランスポゾンレポーターシステムを用いた体細胞初期化過程におけるレトロトランスポゾンによるゲノムの改変時期を調べるシステムを構築したが、改変が生じやすい時期の特定には至らなかった。本年度は、RC-seqを改良した手法を立ち上げ、独自の解析パイプラインを構築することによって、iPS細胞および体細胞でのレトロトランスポゾンの挿入箇所をゲノムワイドに同定した。また、iPS細胞特異的な挿入箇所も同定できており、初年度の目標は達成できている。分子生物学1.レトロトラスポゾンのレポーターシステムを用いた解析レトロトランスポゾンレポーターシステムは、すでに神経細胞やHeLa細胞等で複数の実績のあるシステムを用いる(Moran, J. V., et al., Cell (1996), Coufal, N.G., et al., Nature (2009))。このレポーターシステムは、ヒトで変動遺伝子と知られているLINE1の3'UTRにGFPカセットがLINE1の転写方向と逆向きに埋め込まれている。また、逆向きのGFPカセットにはLINE1の転写方向と同じ向きのイントロン配列が含まれいる。LINE1が転写された後、スプライシング、逆転写、ゲノムへの組み込みが起こり、GFPが発現するようになる。LINE1は、内部のプロモーターによって発現が制御されるため、このレポーターコンストラクトは内在性のLINE1と同等の働きをすると考えられている。本レポーターをヒト体細胞に導入し、体細胞初期化過程でのLINE

1のゲノムへの組み込みをリアルタイムで追い、さらには、体細胞初期化過程の時期特異的マーカーとともにFACS解析を行なうことによって、ゲノムアダプテーションの生じやすい時期を特定する。2.バイオインフォマティクスを用いたゲノム改変の生理学的意味の解析前年度で同定した体細胞初期化過程でのレトロトランスポゾン挿入箇所に共通性があるか、挿入箇所に存在する遺伝子に関連性があるかを調べる。iPS細胞複数クローン共通の挿入箇所が見つかれば、その挿入箇所に存在する遺伝子の強制発現およびノックダウンを用いて、体細胞初期化の効率を調べ、ゲノムの改変による体細胞初期化過程における生理学的意義を明らかにする。前年度において、次世代シーケンサーから得られた大規模データを処理するパイプラインの構築に想定よりも時間がかかり、本年度の予備的実験を開始することができなかった。また、結果をまとめて学会で発表するまでに至らなかった。このため、次世代シーケンサーのデータに基づいた解析および学会発表は次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てる。本年度予算は、各種実験で使用する試薬類やキットを中心とした消耗品に充てる。内訳としては、分子生物学用一般試薬(核酸精製キット、PCR試薬、次世代シーケンサー試薬等)、細胞培養用培地などにかかる費用である。研究の情報収集および学会発表として、海外旅費(200千円)および2回の国内旅費(200千円)を想定している。
薩南諸島におけるネオ方言(中間方言)の実態調査

報告書(「奄美」)に記載した研究成果の概要は、次の通りである。1.奄美の方言談話調査報告調査者を話し相手とする談話調査の結果から、奄美方言話者の談話に見られる言語的特徴を記述し、地域的標準語の実態を分析した。対象項目は以下のものである。「奄美方言話者の使用するコ系指示詞の特徴」「奄美方言話者の使用する"ナンカ"の特徴」「奄美方言話者の使用する文末詞"よね"の特徴」「奄美方言話者の使用するアスペクト形式の特徴」「奄美方言話者の使用する否定辞を含む表現の特徴」「奄美方言話者の使用する"チ"の特徴」「奄美方言話者の使用する丁寧形式"デス""マス"の特徴」:資料(談話文字化資料)2.奄美の待遇表現の実態面接調査の結果から、奄美における待遇表現の世代差について記述し、その表現行動の変容を分析した。「親族語彙」「対称代名詞」「自称代名詞」「敬語運用-動詞述語-」:資料(対称代名詞適用対象の詳細)3.奄美の言語文化をめぐる伝承活動の報告聞き取り調査の結果から、奄美における方言復活運動の実態について報告した。内容は以下のものである。「シマグチをめぐる歴史と伝承活動の概況」「篠川集落における"島口教室"の事例」「諸鈍集落における事例」「その他の集落における事例」「各集落における共通点と相違点」:資料報告書(「奄美」)に記載した研究成果の概要は、次の通りである。「シマグチをめぐる歴史と伝承活動の概況」「篠川集落における"島口教室"の事例」「諸鈍集落における事例」「その他の集落における事例」「各集落における共通点と相違点」:資料伝統的方言と標準語をめぐる葛藤の歴史の中から、基盤である方言と習得目標であった標準語との大きな隔たりの中間に、本来の方言にもまた標準語にも見られない第三の言語変種(申請者の提唱する「ネオ方言」)が各地で生成されつつある。当研究は、薩南諸島、主として奄美大島を主たるフィールドとして、これら中間言語変種の実態を明らかにすることをめざしたものである。成果の一部を「報告(レポート)」にまとめた。1.調査に向けての準備研究代表者と研究協力者で談話収録調査の方法に関する討議を行い、先行文献を収集して内容を分析するとともに、具体的なフィールドワークのための準備を整えた。2.調査の実施奄美大島南部の瀬戸内町で臨地の調査を開始した。老年層世代を対象に自然談話の収録と意識調査を行った。なお、周辺部の状況として、鹿児島における「カライモ普通語」といわれるものの実態や意識なども調査した。さらには、比較のために青森、静岡、神戸などでのデータも収集した。調査は、研究代表者と研究分担者、及び研究協力者が協力しつつ実施した。3.報告(レポート)の作成調査の結果をまとめた報告、「奄美における公的な方言談話の文字化資料」及び「瀬戸内町における行動圏・言語意識(資料)」を作成した。4.今後の課題の検討研究分担者の勤務先(国立国語研究所)において、今後の研究体制、研究方法をめぐる検討、及びフィールドワークの実施に関する打ち合わせを行った。伝統的方言と標準語の葛藤の歴史のなかから、基盤である方言と習得目標であった標準語との大きな隔たりの中間に、本来の方言にもまた標準語にも見られない第3の言語変種(本研究代表者の提唱する「ネオ方言」)が各地で生成されつつある。本研究は、奄美大島南部地域を主たるフィールドとして、現今の、いわゆる方言復活運動の状況を明らかにしつつ、これら中間言語変種の実態を記述することをめざしたものである。1.調査の準備研究参加者の間で、調査方法、調査項目に関する討議を行い、具体的なフィールドワークのための準備をととのえた。また、研究協力者が現地に出向いて、現地機関との交渉に当たった。2.調査の実施奄美大島瀬戸内町においてフィールドワークを実施した。中年層世代を主たる対象に、自然談話の収録と意識調査を行った、また公民館や小、中学校における「シマグチ」教室の運営に関する実地取材を行った。なお、本土での状況として、比較のための取材を富山市などで行った。

調査は、研究代表者と研究協力者他が協力して実施した。3.報告(レポート)の作成調査の結果を整理した報告、「奄美大島言語調査-談話班-」、「奄美大島言語調査報告-言語意識-」、「瀬戸内町における『シマグチ』を中心とした伝承活動」などの資料を作成した。4.今後の研究について研究分担者の勤務先(国立国語研究所)等において、次年度の研究体制、及びフィールドワークの実施に関する打ち合わせを行った。1.これまで蓄積したデータの分析を進めた。また、補充のための現地調査を実施した。2.本研究期間に得られた成果をまとめた報告書(「奄美」)を作成、公刊した。報告書の内容は、次の通りである。第1部奄美大島瀬戸内町の方言談話調査報告第1章目的と調査概要/第2章奄美方言話者の使用するコ系指示詞の特徴/第3章奄美方言話者の使用する「ナンカ」の特徴/第4章奄美方言話者の使用する文末詞「よね」の特徴/第5章奄美方言話者の使用するアスペクト形式の特徴/第6章奄美方言話者の使用する否定辞を含む表現の特徴/第7章奄美方言話者の使用する「チ」の特徴/第8章奄美方言話者の使用する丁寧形式「デス」「マス」の特徴/資料(談話文字化資料)第2部奄美大島瀬戸内町の待遇表現の実態第1章はじめに/第2章調査の全体的実施状況と用語の定義/第3章親族語彙/第4章対称代名詞/第5章自称代名詞/第6章敬語運用-動詞述語-/第7章おわりに/参考文献/資料(待遇関係インフォーマント一覧・対称代名詞の適用対象の詳細)第3部奄美大島の言語文化をめぐる伝承活動の報告第1章はじめに/第2章シマグチをめぐる歴史と伝承活動の概況/第3章調査の概要/第4章篠川集落における「島口教室」の事例/第5章諸鈍集落における事例/第6章その他の集落における事例/第7章各集落における共通点と相違点/第8章おわりに/資料編
アクチンフィラメントの分子構造ダイナミクス解析によるメカノセンサー機構の解明

アクチンフィラメントには、細胞に作用する力を受け持つ役割だけではなく、力そのものを感知するメカノセンサー機構が存在する。これまで、メカノセンサー機構の分子実体は不明であった。本研究で行った分子動力学シミュレーションにより、アクチンフィラメントには、張力を受け持つ繊維軸方向の変形を抑えながら、ねじれ変化やゆらぎ変化によって張力の存在を周りの分子に提示する見事な機構が備わっていることが明らかとなった。アクチンフィラメントには,アクチン脱重合因子コフィリンの結合そのものが,フィラメントに作用する張力によって調節されるメカノセンサーとしての機能が存在する.メカノセンサーの作動機構は,力学的場における熱ゆらぎスケールの分子構造ダイナミクスに関連すると考えられる.本研究は,このメカノセンサーの実体について,アクチンフィラメントの分子構造ダイナミクスの観点から迫るものである.本年度は,これまでに我々が構築してきたアクチンフィラメントの全原子動力学モデルを用い,熱平衡状態におけるアクチンフィラメントの分子構造ゆらぎを評価した.その結果,アクチンフィラメントは,ナノ秒の時間スケールにおいて,様々な準安定構造を経巡ることがわかった.特に,フィラメントの捻り方向のゆらぎは,詳細な時間・空間スケールに迫るほど,離散的な角度変化となることが観察された.さらに伸長方向と捻り方向のゆらぎがカップリングしている可能性があることが示唆された.巨視的な時間スケールにおけるタンパク質問結合を分子構造ダイナミクスから考察するため,統計物理学を用いた理論モデルを構築した.理論モデルによる予測の結果,捻り方向の構造変化は,結合親和性を表す化学ポテンシャルを変化させることが示唆された.これらの成果は,J.Biomech.などの査読論文誌として4報,招待講演1件により発表された本研究課題では,アクチンフィラメントのメカノセンサー機構について,その分子的メカニズムの解明を行うことを目指している.本年度は,(1)分子動力学シミュレーションにより,張力作用下のアクチンフィラメントの立体構造を解析した.結果,アクチンフィラメントに作用する張力は,フィラメント軸方向の伸び変形に加え,2重らせん構造に起因したねじりが生じることが明らかとなった.加えて,その捩れ変形の方向は,アクチン脱重合因子コフィリンの結合による捩れ方向とは逆向きに生じることがわかった,また,張力作用下の熱ゆらぎによる捩れ方向の振動振幅は非作用下のそれに比して減少することが確認された.これらのことから,アクチンとアクチン修飾タンパク質との間の相互作用およびその集積した結果である結合・解離のキネティクスに対して,力が影響を及ぼす機構として,アクチンフィラメントの立体構造や準安定状態の出現頻度を変化させることによる可能性が示唆された.これにより,アクチンフィラメントのメカノセンサー作動機構の分子実体に迫るための重要な知見が得られたものと期待ざれる.そこで,(2)アクチンーコフィリン複合体(アクトコフィリン)を対象に,張力がタンパク質問相互作用を変調する分子機構を詳細に検討するため,アクトコフィリンフィラメントの分子動力学モデルを構築した.今後,本モデルを用いて,張力作用よるエネルギーの変化ならびに結合を担うアミノ酸残基を検討することにより,メカノセンサーを担う分子的実体の解明を目指す.本課題では、アクチンフィラメントのメカノセンサー機構について、その分子的メカニズムの解明を行うことを目指している。タンパク質間相互作用には、結合ドメインを構成するアミノ酸残基群の立体構造が重要となるため、張力負荷による立体構造変化はアクチンフィラメントのメカノセンサー機構の分子的実体であると考えられる。本年度では、アミノ酸残基群の立体構造を特徴付ける指標として任意の2つのアミノ酸残基間の距離に着目し、張力負荷によって、平均距離およびゆらぎの大きさが変化するアミノ酸残基を抽出した。このとき、およそ14万通りのアミノ酸残基の組み合わせを網羅解析するため、張力感受的なアミノ酸残基を効率よく抽出するための手法検討を行い、情報統計学におけるカルバックーライブラー情報量を用いることで、張力負荷によって敏感に立体構造変化するアミノ酸残基群を抽出することに成功した。抽出したドメインには、アクチンとの相互作用が張力感受的であることが実験的に示唆されるタンパク質との結合ドメインが含まれていた。よって、抽出したドメインは張力感受ドメインであることが強く示唆された。アクチンフィラメントには、フィラメントレベルの張力負荷によって、アミノ酸残基レベルに一様な立体構造変化が生じるのではなく、一部のドメイン構造とそのゆらぎが敏感に変化できる仕組があることがわかった。このようなドメインを結合対象とするアクチン関連タンパク質では、アクチンとの相互作用が張力感受的になることが考えられることから、アクチンフィラメントのメカノセンサー機構の分子的実体は張力感受ドメインにあることが強く示唆された。さらに、今回の解析では、張力感受ドメインには、アクチンとの相互作用が張力感受的であることが未確認のタンパク質結合ドメインも含まれていた。これは、本課題を超えて、実験との連携による確証を得るための展開に繋がる重要な知見である。

本研究課題では,アクチンフィラメントのメカノセンサー機構について,その分子的メカニズムの解明を行うことを目指している.当初予定した計画通り,他のタンパク質との相互作用を変調する機構の分子的実体に迫るための基盤的な知見が得られた.本年度は,張力作用によるアクチンフィラメントの立体構造変化の知見を,原子1つ1つが見えるスケールから得ることができた.さらに,そのようなスタティックな変化のみならず,アクチンフィラメントの熱ゆらぎによる変形振動の振幅自体も張力作用によって変化することが明らかとなった.このことは,単にメカノセンサーの作動機構を立体構造変化の観点から捉えるだけでは不十分であり,タンパク質間の結合・解離のトリガーとなるキネティクスに対しても,力学的な力が介入する仕組が存在することを示唆する重要な知見が得られたと期待される.24年度が最終年度であるため、記入しない。アクチンーコフィリン間の相互作用を対象に,分子動力学シミュレーションを援用した解析により,メカノセンサーを担うアミノ酸残基およびドメインの特定を行い,アクチンフィラメントのメカノセンサー作動機構の分子的実体について解明を目指す.また,力学的な力作用によるアクチンフィラメントの熱ゆらぎの変化と結合・解離のキネティクスの変調について統計力学的な観点から考察を行い,メカノセンサー作動機構の多面的な理解を目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。