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中国古代技術書の研究-王禎『農書』を中心として

本研究では広範な専門領域にわたる研究者の共同研究により、王禎『農書』「農器図譜」原文の真意を理解するための核心となる、難解な農業機械メカニズムの解明や、内容を総括する詩文の解釈に大きな前進があった。また農器図譜集訳注稿の冊子を刊行し、これには集之一、二、十四二十および雜録を収録する。残りの集之三十三も含め、さらに訳注への検討を加えたのち、修訂版を出版して補完を期したい。本研究は、元・王禎『農書』「農器図譜」の、現在望みうる最良の訳注をつくることを目的とする。王禎『農書』は農業に関する総合的技術書であり、「農桑通訣」「農器図譜」「穀譜」の三部からなる。本研究では、このうちとくに精華が集約された「農器図譜」を取り上げる。「農器図譜」は、農具や農業機械だけでなく、養蚕、紡績や田制、什器から、農業に関連する祭祀習俗、家屋、印刷術にまでいたる繁多な内容を、項目をたてて具体的内容を説明し、挿図を付している。このように、生活に関して多岐にわたる内容を記述する「農器図譜」を検討することにより、科学技術史分野のなかでは研究の立ち後れている、当時の生活科学技術への理解を深めることができるだけでなく、訳注として発表することで、関連する諸分野にとっても益するところが大きいと期待される。また既存の『農書』研究では、農具・農法に関する技術的説明の文章を訳出することが最大の目的とされてきたが、『農書』「農器図譜」の大きな特徴の一つである全体的論旨の結論としての詩文の解釈や、農具に対する機械工学的検討はほとんどなされてこなかった。本研究では特に、従来の研究に致命的に欠けているこれらの点を補うため、農業史、科学技術史の研究者のほか、中国文学、農業機械工学の専門家の協力を得て、訳注の検討をおこなう。特に、従来の研究に致命的に欠けている、各項目ごとに付された詩文の解釈、農具に対する機械工学的検討といった点を補うため、農業史、科学技術史の研究者のほか、中国文学、農業機械工学の専門家を共同研究者に加え、訳注の検討をすすめている。本研究の研究活動は、検討会、訳注原稿の電子テキスト化、資料収集、実地調査に大別されるが、本年度の実績は以下のとおり。1検討会(1)初歩的検討会各種版本を用いて校勘の確認作業、校注の作成、訳注の選定・追加作業、さらに過去の研究会において課題として残した問題点や、新たに浮上した問題点などについて初歩的な検討を毎月1回おこなった。(2)検討会初歩的検討会によって整理された問題点を農具史、農業機械、中国文学の専門家を含めた全員で多方面から検討。本年度の実施は以下のとおり。第九集臼杵門〓扇(6月12日)、第二集耒耜門耒耜(6月26日)、第十二集舟車門〓船(7月6日)、第二集耒耜門犂(7月13日)、第二集耒耜門牛(10月7日)2訳注の電子テキスト化校注および訳注の電子テキスト化。第一集から二十集および雑録のうち、第一から四、九から十七集までの電子テキスト化を完了。また、検討会での議論の結果は随時反映させている。3資料収集:「農器図譜」および農業史の関連資料・漢籍史料の収集。4実地調査(1)国外調査:自然科学博物館(台湾台中市)にて中國古農具、農業史に関する調査、板橋林家花園(台北市)にて中國園芸史に関する調査、鹿港民俗文物館にて古農具に関する実地調査。(2)国内調査:中尊寺、平泉郷土史館、無量光院跡、毛越寺、柳の御所跡資料館、観自在王院跡(岩手県平泉町)、願成寺(白水阿弥陀堂、福島県いわき市)にて園芸史、園芸技術史に関する調査。特に、従来の研究に致命的に欠けていた各項目ごとに付された詩文の解釈、農具に対する機械工学的検討といった点を補うため、農業史、科学技術史の研究者のほか、中国文学、農業機械工学の専門家を共同研究者に加え、訳注の検討をすすめている。本年度の研究活動は、検討会を中心に、訳注原稿の電子テキスト化、資料収集、実地調査などをおこなった。具体的な実施内容は以下の通り。

1検討会:各種版本を用いて校勘の確認作業、校注の作成、訳注の選定・追加作業、さらに過去の研究会において課題として残した問題点や、新たに浮上した問題点などについての検討会を月1回おこなった。2訳注の電子テキスト化:訳文および校注、訳注の電子テキスト化。現段階の作業は、検討会での議論の結果、訂正、追加された箇所を電子テキストに反映させる作業を中心とする。3資料収集:京都大学各図書館を中心として、「農器図譜」および農業史の関連資料・漢籍史料の収集をおこなった。4実地調査:沖縄県立博物館(沖縄県那覇市)、中村家住宅(中頭郡北中城村)、今帰仁村歴史文化センター(国頭郡今帰仁村)、上江洲家住宅(島尻郡久米島町)にて、伝統農具と農業技術史に関する調査、園比屋武御嶽石門(那覇市)、斎場御嶽(南城市)にて農耕儀礼と儀礼空間に関する調査、ユイマール館(島尻郡久米島町)にて染織技術史に関する調査をおこなった。本研究は、元・王禎『農書』「農器図譜」の、現在望みうる最良の訳注をつくることを目的とする。特に、従来の研究に致命的に欠けていた各項目ごとに付された詩文の解釈、農具に対する機械工学的検討といった点を補うため、農業史、科学技術史の研究者のほか、中国文学、農業機械工学の専門家を共同研究者に加え、訳注の検討をすすめている。本年度の研究活動も、検討会を中心に、訳注原稿の電子テキスト化、資料収集、実地調査などをおこなった。具体的な実施内容は以下の通り。1検討会:各種版本を用いて校勘の確認作業、校注の作成、訳注の選定・追加作業、さらに過去の研究会において課題として残した問題点や、新たに浮上した問題点などについての検討会を隔月1回おこなった。4フィールド調査:〈国内調査〉白川郷和田家、長瀬家、合掌造り生活資料館、明善寺郷土館、野外博物館合掌造り民家園(以上岐阜県大野郡白川村にて養蚕技術等に関する調査(2008年10月実施)、相模原市立博物館(神奈川県相模原市)、日本民家園(同川崎市)にて日本の古農具等に関する調査(2008年12月)本研究は、元・王禎『農書』「農器図譜」の現在望みうる最良の訳注をつくることを目的とする。とくに、従来の研究に致命的に欠けていた項目ごとに付された詩文の解釈、農具に対する機械工学的検討といった点を補うため、農業史、科学技術史の研究者のほか、中国文学、農業機械工学の専門家を連携研究者に加え、訳注の検討をすすめてきた。昨年度に引き続き、以下の訳注検討会、訳注原稿の電子テキスト化、資料収集、実地調査などの研究活動を本年度もおこなった。1検討会:各種版本を用いて校勘の確認作業、校注の作成、訳注の選定・追加作業、さらに過去の研究会において課題として残した問題点や、新たに浮上した問題点などについての検討会。本年度の作業は、検討会での議論の結果、訂正、追加された箇所を電子テキストに反映させる作業を主におこなった。3資料収集:京都大学各図書館を中心として、農具および農業史の関連資料・漢籍史料の収集。4実地調査:日本国内各所のほか、中国農業博物館(北京市)等にて中国農業史、農具史に関する資料調査をおこなった。また、本年度は研究期間の最終年度にあたることから、海外の専門家を招いて中国技術史に関する研究発表会を開催し、さらに本研究の成果報告書として農器図譜集訳注稿の冊子を作成した。この訳注稿には、農器図譜集之一田制門、二耒耜門、十四利用門、十五〓麥門、十六蠶繰門、十七蠶桑門、十八織維門、十九〓絮門、二十麻苧門および雑録の各門を収録し、現段階までの議論を反映したものとなっている。今回は収録しなかった第三十三集も含め、さらに訳文、訳注への検討を加えたのち、近い将来に農器図譜集訳注の完全版を出版する予定である。
東地中海周辺域における都市共同体と儀礼

ギリシア、ローマそしてビザンツにおける宗教・政治儀礼と政治体制との関係性を共通のテーマとして、個別・具体的な事例研究をおこなった。政治史的な事実と宗教儀礼とを結びつける際の危うさ踏まえたうえで、法と儀礼の相互関連性、パン・ヘレニックな祭祀拡大におけるポリス社会の関与、ビザンツ皇帝の即位における都市民衆の儀礼的関与といった具体的な個別事例について、シンポジウムで公開し、比較・検討をおこなった。本年は、研究計画のための初回会合(第1回・5月)を含む5回の研究会において、「儀礼」を歴史の問題として扱う際の問題点の把握に勤めた。『幻影のローマ』所収の小林論文についての合評会(第2回・7月、評者:栗原)、研究協力者中尾恭三による、ヘレニズム期デロス島におけるサラピス祭儀についての研究発表(第3回・9月)、帝政期ギリシアについての桑山発表(第5回・1月)、R.Parker, Polytheism and Athenian Society(Oxford, 2005)についての合評会(第5回・1月、評者:研究協力者・山内暁子)のほか、研究会の一環としてBarbara Levick博士をゲスト・スピーカーとして招いて、講演会(プリュギアの祭儀について、第4回・11月)を開催した。なお、R.Parkerの著書と、B.Levick博士の講演原稿については、科研の成果の一部として、それぞれ訳出作業を進めている。また、ギリシア史の領域においては栗原が、研究協力者である前出の山内・中尾に平山晃司をくわえた3人の研究協力者との連携のもと、魔術・巡礼・聖人・儀礼・祭祀にかかわる基本的な研究文献と一次史料の収集にあたった。また栗原は年度末にイギリスでParker教授と面談のうえ、響宴と葬送儀礼を中心に関連文献の収集にあたる予定である。井上は、3世紀の太陽神崇拝の歴史的背景を理解する上で必要な、軍人皇帝時代のローマ帝国史に関わる文献を収集し、これらの文献をもとに、次年度のより具体的かつ専門的な研究に向けて基礎的研究を行った。小林は、儀礼に関わる必須史料である法律書を重点的に購入するとともに、皇帝の巡行及びそれに伴う儀礼的側面について、910月にトルコ共和国で遺稿や地形の調査を行なった。特に重点的に調査を行ったのは古代中世にはビテュニアと呼ばれた小アジア北西部である。桑山は、元首政期ローマ帝国の儀礼研究の基礎資料となる、小アジアの諸都市の碑文集や文献史料の校訂本を中心に、基本的な研究環境の整備に努めた。各人が文献・資料の収集に引き続きつとめるとともに、計5回の研究会をおこなった。そのうち12月には、筑波大学の内山田康氏による、文化人類学における儀礼研究についてのレクチャーを受け、1月には、中世ヨーロッパにおける儀礼研究に先鞭をつけられた東京大学の甚野尚志氏による講演会をおこなった。また夏には、十分な前もっての検討会を経て、実地調査のためシチリア、ローマ、アテナイを訪れ、それぞれ関係遺跡の調査にあたった。たとえば研究協力者の山内暁子はアスクレピオスの祭儀に焦点を定め研究を継続した。桑山はローマ市内を中心に、トポグラフィカルな実地踏査をおこなった。栗原は、アテナイ郊外の軍事遺跡と、ネメシア(復讐の女神)の神殿を訪れ、復讐と和解の儀礼について、帰国後論文の公表のために準備を進めた。また、それらと平行して、研究会の一環としておこなった18年度のレヴィック博士講演会の発表原稿を中尾恭三が公刊するとともに、山内と栗原はパーカー『アテナイ社会と多神教』の翻訳を進めた。井上は、ミトラについて検討した結果、今回の科研での検討は断念し、後期ローマ帝国の皇帝による、小アジア宗教政策に課題を変更して周辺的な事実確認にあたった。桑山はパンヘレニオンの祭儀に焦点を定めることで、低国史研究と都市史研究の接点を探った。小林は引き続き皇帝の結婚儀礼をはじめとする宮廷儀礼の検討をおこなった。今年度の研究の結果として明らかになりつつ有るのは、研究者の個人的資質を超えたところに、ギリシア、ローマ、ビザンツ史のあいだで、厳然として「儀礼」をめぐる研究状況の差がみられることである。ローマ史における儀礼研究が、政治的リーダーの宗教政策として語られ、都市共同体を前提としないのに対して、ギリシア史の場合には、むしろ都市の共同体性が強調される。ひとつの共同研究として成果をあげようとする場合にはこれらを解決せねばならない。研究会としては、最終年度に公開討論会をもつ予定であり、そのため1月には、すり合わせを模索し、統一的なテーマ設定にあたった。最終年度である2008年度には、各研究分担者および研究協力者による個別発表をシンポジウムのかたちにまとめるために、4回の研究会をおこなった。3年間の共同研究の結果、問題点として明らかになったのは、儀礼を論じる際の枠組みが、ローマ側のメンバーと、ギリシア側のメンバーのあいだでずれていることである。すなわち、ギリシア側の研究は、都市共同体を単位として、その内部あるいは、都市間のネットワークを論じる傾向にあるのに対し、ローマ側のメンバーの関心は、国家・帝国を場としがちであった。

井上報告は、儀礼と帝国を安易に結びつける議論の危うさに警告を発している。しかしながら、メンバーの議論のずれは、該当社会がおかれた政治体制の差だけではなく、研究者としての関心のよりどころにも由来している。そのギャップを埋めることは十分可能である。ギリシア側の研究についていうならば、研究協力者である山内暁子と中尾恭三が、祭儀をポリスをこえたネットワークの中で儀礼をとらえる必要性と、ポリスの個別性を共に指摘するにいたった。また、近年の小アジア各地における碑文研究は、ローマ帝国を論じる際にも都市共同体レヴェルでからの考察が必要であることを示している。本共同研究においても、桑山報告が、都市アテナイに焦点をあて、帝国エリートと都市国家エリートの関係性について論じている。栗原報告がデーモス(民衆)を和解のための国家儀礼の主役として描いたのにたいして、小林報告は、デーモスが儀礼においても形骸化していくコンスタンチノープルの状況を描いた。このような視点の歩み寄りは、本共同研究の土壌でもあり、また成果でもあったといえる。今後も、儀礼の場である結社により対象をしぼって共同研究を継続するほか、シンポジウムの成果を、発展的に雑誌特集号として公刊の予定である。また、本共同研究の一環としてR. Parker, Polytheism and Society at Athens(Oxford, 2004)の翻訳作業を継続中である。
認知症高齢者のイメージを持たせる教育プログラムの構築

目的は,看護系大学生の認知症高齢者イメージの把握を行い,講義・臨地実習での効果的な教育方法を検討することである。授業や実習で効果的な教育を行うことが認知症高齢者への理解や看護ケアに繋がり,社会が求めている意義は大きい。看護学生2年生と4年生の認知症高齢者イメージに関連する要因を把握するため,質問紙調査を行った。内容は,基本属性,実習体験,自己効力感,認知症の知識,認知症高齢者のイメージである。有効回答は4年生260人(86.7%),2年生251(78.2%)であった。認知症高齢者のイメージの因子分析4因子中4年生の「人柄の温厚性」(p=0.001)や「人間としての尊厳性」(p<0.001),「活動性」(p=0.017)は, 2年生より4年生が有意に高く肯定的であった。4年生の認知症高齢者イメージは,認知症高齢者の受持ちを通して学ぶことや,自己効力感は肯定的イメージに関連していた。この結果から,2年生の看護学生が,認知症高齢者に対して否定的傾向のイメージからリフレクションを行う教材と教育方法を開発し,認知症高齢者イメージが肯定的に変化するかを評価することを目的として教育を実施した。易怒性や徘徊のある認知症高齢者のイメージを肯定的に変化させるシナリオを考えDVDを2本製作した。看護学生2年生69名に対して,教育プログラム参加を呼びかけ,DVD視聴やロールプレイングを用いて70分授業を2回行った。調査は,教育前,教育直後,教育1か月後に行い,教育参加30名(完了率65.2%)で集計を行った。認知症高齢者イメージ,認知症の知識は有意に上昇した。教育に関する評価では学習到達度調査3.74±0.5,教育後の学習調査3.42±0.41,その内教育への評価は3.58±0.49であった。認知症高齢者イメージの肯定化や知識は,視聴やロールプレイングを活用し有効性が確認された。研究の目的は,看護系大学生の認知症高齢者の思いや考えおよびイメージの把握を行い,臨地実習前の講義・演習・臨地実習での効果的な教育方法を検討することである。認知症高齢者は増加の傾向にあり,看護学生はあらゆる領域実習でも接することが多い。学生自身は核家族化や地域との交流が減少した現代社会で育っており,高齢者との接触も少なく,認知症高齢者と関わる経験は少ない。そのため,学生は臨地実習で認知症高齢者の否定的発言や暴力等その対応に困難さを感じ,コミュニケーションがとりにくい。そこで, A県内外の6校の看護系大学生(看護専門学校含む)に対して,認知症高齢者と関わる実習を体験したことによって認知症高齢者のイメージの変化があるのではないかと予測して,全ての実習が終了した4年生と基礎実習が終了した2年生を対象として,自記式質問紙による調査を行った。2年生に460部配布,回答者数が389名(回収率82.0%)有効回答者数は366名(有効回答率79.6%), 4年生には448部配布,回収353名の回収率78.6%,有効回答は325名,有効回答率は72.5%であった。合計691名の看護系大学生を対象として分析を行った。臨地実習で認知症高齢者と関わった看護学生は62.7%で,認知症高齢者と関った程度として, 68.9%の看護学生が病院・施設で受け持ち患者として接していた。看護学生が受け持った患者の症状としては,記憶障害46.3%,見当識障害36.6%が多く,看護学生は臨地実習前にコミュニケーション・意思疎通の困難感や対応に対する不安を抱えていた。認知症高齢者のイメージのSD法では,全ての実習が終了した4年生が2年生に比べるとやや否定的傾向にあった。今後は認知症高齢者のイメージがつくような教育プログラムを検討していきたい。平成28年度は,看護学生の認知症高齢者の思いや考えおよびイメージの把握,実習での関りの自記式質問紙による調査を行った。調査は6校の看護大学,看護専門学校を含む看護学生691名で, 9月から3月まで行われたため,現在も分析を継続している。また、今回の分析の結果から学生のイメージに基づいてシナリオからビデオ案を作成する予定であったが,分析が充分でなくビデオ案作成までには至らなかった。平成29年度にはビデオを2本作成する予定である。目的は、看護系大学生(以後看護学生とする)が、認知症高齢者のイメージを肯定的に変化させるシナリオを考えビデオ作製による効果的な教材を作成することである。基礎教育において看護学生が認知症高齢者に対して肯定的なイメージを持ち、患者の立場を理解した尊厳性のあるコミュニケーションをとることは重要である。そのために肯定的なイメージを高める教育として、看護学生が、認知症高齢者に対して否定的傾向にあるイメージを学習することにより認知症高齢者のイメージを肯定的に変化させる教材を作成し、DVDを2事例制作した。2016年度に行った認知症高齢者のイメージ調査では、看護学生は4年生(2.98±0.38)より2年生(2.82±0.41)の肯定的イメージが低い結果が得られた(p<0.01)。そこで、事例1・2共にアルツハイマー病の興奮気味、徘徊のある認知症高齢者とした。調査では、記憶障害や見当識障害は多くの学生が関わっていたことからシナリオに設定した。

実習指導者の指導が看護師、教員より有意に高かったので、見本になる指導者を実習指導者とした。「興奮・暴力」のある認知症高齢者と関わった学生の「肯定的変化」群の指導者の指導内容として、「その人が興味を持って楽しいと思っていることを大事にする」、「昔の楽しい話を聞いてみるとよい」などの指導を受けた学生が多かったのでシナリオに活用した。2事例共に、看護学生が認知症高齢者との困難な場面を設定し、カンファレンス場面から学生が効果的な援助方法を考えて行動するようにした。2018年度は、この教材を活用した認知症高齢者のイメージを肯定的に高める教育プログラムを実施していく。平成29年度は,調査の分析とDVD制作を行った。教育プログラム実施を平成30年度前期に行う予定であったが, DVD制作が年度末になったため,倫理審査後の教育プログラム実施は後期予定となった。目的は,看護系大学生の認知症高齢者イメージの把握を行い,講義・臨地実習での効果的な教育方法を検討することである。授業や実習で効果的な教育を行うことが認知症高齢者への理解や看護ケアに繋がり,社会が求めている意義は大きい。看護学生2年生と4年生の認知症高齢者イメージに関連する要因を把握するため,質問紙調査を行った。内容は,基本属性,実習体験,自己効力感,認知症の知識,認知症高齢者のイメージである。有効回答は4年生260人(86.7%),2年生251(78.2%)であった。認知症高齢者のイメージの因子分析4因子中4年生の「人柄の温厚性」(p=0.001)や「人間としての尊厳性」(p<0.001),「活動性」(p=0.017)は, 2年生より4年生が有意に高く肯定的であった。4年生の認知症高齢者イメージは,認知症高齢者の受持ちを通して学ぶことや,自己効力感は肯定的イメージに関連していた。この結果から,2年生の看護学生が,認知症高齢者に対して否定的傾向のイメージからリフレクションを行う教材と教育方法を開発し,認知症高齢者イメージが肯定的に変化するかを評価することを目的として教育を実施した。易怒性や徘徊のある認知症高齢者のイメージを肯定的に変化させるシナリオを考えDVDを2本製作した。看護学生2年生69名に対して,教育プログラム参加を呼びかけ,DVD視聴やロールプレイングを用いて70分授業を2回行った。調査は,教育前,教育直後,教育1か月後に行い,教育参加30名(完了率65.2%)で集計を行った。認知症高齢者イメージ,認知症の知識は有意に上昇した。教育に関する評価では学習到達度調査3.74±0.5,教育後の学習調査3.42±0.41,その内教育への評価は3.58±0.49であった。認知症高齢者イメージの肯定化や知識は,視聴やロールプレイングを活用し有効性が確認された。(研究2)1.目的,看護学生が臨地実習で認知症高齢者との困難な場面を想定してシナリオを考えビデオ作製による効果的な援助方法を考える。平成28年度の調査結果から,全ての実習が終了した4年生が2年生に比べ認知症高齢者に対するイメージがやや否定的であった。草地ら(2007)や桂ら(2008)によると, SD法による認知症高齢者のイメージは実習を通じて肯定的に変化したと述べているが,本研究において4年生は認知症高齢者との関わりが98.5%であり,関わりが密であったため2年生に比べ否定的傾向にあったと考えられる。また4年生の臨地実習前の認知症高齢者の思いへの記述式では,コミュニケーションや対応の困難感,不安感を表していた。
ヒト肺癌におけるAkt/mTORと周辺遺伝子群の解析と個別化治療への展開

肺癌のAktの解析で、i)AKT1,2増幅で変動するmicroRNAをscreeningし、miR-200aは腺癌、早期癌でAKT2により亢進し、リンパ管侵襲と逆相関を示した。このmiR-200aのターゲットはEphA2であった(2017年日本病理学会)。ii)p27-ubiquitin ligase解析では、Pirh2はN因子, pStage、細胞質p27はN因子と相関し、p27の分解制御機構を示した(2016年日本病理学会、Hum. Path.2017)。iii)MLPAのAKT1,2プローブを独自合成し、遺伝子数を定量した結果、腫瘍内不均一性内での遺伝子増幅を同定した(論文準備中)。肺癌で、細胞内エフェクターとして機能するAktの、周辺因子も含めた活性化制御の解析を計画し、2014年度はヒト手術材料を用いた多面的な解析を実施した。1.既に収集した症例も含む108例(全組織型)における免疫組織染色の結果、Akt過剰発現(pan-Akt陽性)は61%,活性化(p-Akt陽性)は42%, Akt1, Akt2は47%, 41%に、Akt3は23%に認めた。これらの発現率に組織型、喫煙習慣との統計的有意差は認めなかった。2.臨床病理学的検索では、p-Akt陽性群,特に細胞質陽性群、Akt2発現群では有意にリンパ節転移の頻度が高かった。3. FISH法による遺伝子増幅解析では、AKT1遺伝子は増幅を全症例の4%に、高レベルpolysomyは8%、AKT2は増幅を3%、高レベルpolysomyを11%に認めた。AKT3遺伝子の増幅例は無く、高レベルpolysomyによる増加を10%に認めたが、遺伝子増加とAkt3蛋白質の発現は一致しなかった。AKT1遺伝子の増加は腫瘍進展度(pT)と相関した。4. AKT1遺伝子、AKT2遺伝子のみの増加群各15例を用い、各群で変動するmicroRNA(miR)を2000種搭載Human miRNA oligo chip arrayで解析した。両群間で発現に2倍以上の差があり、かつAKT遺伝子増加の無い群よりも発現の高いmiRを112種同定した。その中で、特に癌の増殖、浸潤、転移等に関わる数種類のmiRを選んでq-RT PCRによるvalidationを行っている。5. Illumina社のCytoSNPチップを用いた解析で、AKT1のrs2498794における多型は短喫煙歴群(44年未満),少量喫煙群(<20本/日)ではT-alleleで有意に癌罹患性が低かった。肺癌において、増殖シグナルエフェクター蛋白質であるAktを中心とした系の異常、活性化制御を解析している。2015年度は,1. CytoSNPチップを用いた多型解析で、AKT1-rs2498794のT-alleleは短期間喫煙歴群(44年未満),少量喫煙群(<20本/日)で有意に癌罹患性が低い事を見出した。2. AKT1、AKT2遺伝子のみの増加群で変動するmicroRNA(miR)を2000種搭載Human miRNA arrayで解析した。その中で、i)特に癌の増殖、浸潤、転移等に関わるmiR-200aは腺癌、早期の癌(Stage-I,II)ではAKT1により亢進する、ii)しかしそのターゲットのZEB1の亢進は惹起しない, iii)miR-200a,b,cともリンパ管侵襲とは負の相関を示すが、血管侵襲とは相関しない事、等を明らかにした。3.約100症例(全組織型)で細胞周期制御因子p27と3種ubiquitin ligaseの発現の関連を免疫染色で検索した。その結果、Skp2は扁平上皮癌、小細胞癌で発現頻度が高く、Pirh2, KPCは非小細胞癌で高頻度であった。臨床病理学的にKPC発現はT因子、細胞質p27はN因子、Pirh2はpStageと有意な相関を示し、組織型特異的なp27制御機構と、ligaseの悪性度の規定因子としての有用性が示された。1.遺伝子多型解析では従来報告の無かったAKT1-rs2498794の臨床病理学的意義を初めて明らかにし、同時にAKT3の候補多型部位に関する解析では有意なデータは無く、AKTの多型解析は終了とした。2. AKT1、AKT2遺伝子関連miRに関しては、miR-200との関わりを明らかにはしたが、包括的解析としては他のターゲット、他のmiRに関する知見にはややしい。上記1,2は、研究会、学会(2015年日本病理学会、日本癌学会総会)、英文誌上(Hum. Path. I press.)報告で発表済みである。3. MLPA法による解析ではカスタムプローブのデザイン、合成が予想以上の好結果につながり、多数症例においてAKT遺伝子の微細な増加を検出できたので、その意義の検討のため、横浜私立医大と共同研究を開始する。4. Akt/mTORの増加に伴って変動する遺伝子、蛋白質の解析は、mRNA, miRNAの両方のmicroarray解析が終了し、候補を絞り込んで培養細胞系での解析を開始している。

5. p27とその3種ubiquitin ligaseの発現の関連に関しては免疫染色で興味深いデータが得られ, 2016年日本病理学会発表、論文準備中である。培養細胞系での解析の方向性を共同研究者の浜松医大・北川らと検討中である。以上、共同研究者(秋田大学・浜松医大)、研究協力者(金沢大)との連携、当施設での試料収集と臨床病理学的解析も順調で、研究グループの密な協力関係のもとに進行している。肺癌において、増殖シグナルエフェクター蛋白質であるAktを中心とした系の異常、活性化制御を解析した。2. 93症例(全組織型)で細胞周期制御因子p27と3種ubiquitin ligaseの発現の関連を免疫染色で検索した。Skp2は扁平上皮癌、小細胞癌で、Pirh2, KPCは非小細胞癌で発現が高頻度だった。臨床病理学的に腺癌でKPC発現はT因子、Pirh2はpN, pStageと、扁平上皮癌で細胞質p27はN因子と有意な相関を示した。また、Pirh2は腺癌では予後とも相関し、組織型特異的なp27制御機構と、ligaseの悪性度の規定因子としての有用性が示された。1. AKT1、AKT2周辺因子としてmiR-200aの肺癌における関与を示したが、その下流因子として多数の候補蛋白質の中からEph2の関与も示した。2017年日本病理学会と英文誌上(Hum. Path. 1996)で報告済みである。2. MLPA解析ではカスタムプローブのデザインが予想以上の好結果につながり、多数症例においてAKT遺伝子の微細な増加を検出できた。しかし横浜私立医大との共同研究の結果、当初予想した遺伝子不安定性との関連は見いだせなかった。3. Akt/mTORの増加に伴って変動する遺伝子、蛋白質の解析は、mRNA, miRNAの両方のmicroarray解析が終了し、候補を1蛋白質に絞り込んだ。このmTOR下流蛋白質を専門に解析している東大・消化器外科と共同で、患者血清と培養細胞の両面からのELISA解析を行っている。また、肺癌組織切片での免疫染色を開始した。培養細胞系での解析を進めるべく全ての組織型の現有肺癌細胞株を培養,かつATCCから購入予定である。それら多種細胞でm市販のTOR阻害剤を用いた解析を計画している。4. p27とそのubiquitin ligaseの発現の関連に関しては2016年日本病理学会発表し、論文報告も終了した(Hum. Path. In press)。培養細胞系での解析を開始した。以上、共同研究者(秋田大学・浜松医大)、研究協力者(金沢大)との連携、当施設の坪地による試料収集と臨床病理学的解析も順調で、研究グループの協力で順調に進行した。肺癌において、増殖シグナル経路において機能するAktを中心とした蛋白質の異常、活性化制御の機序を解析した。2017年初頭から組織亜型分類が新WHO分類、新肺癌取り扱い規約に準じた分類へ全面的に移行したこともあり、1年延長してデータを再編した。1.細胞周期制御因子p27はAktにリン酸化を受けうる基質の1種であり、同時に独自のubiquitin ligaseにより分解を受けるという複雑な機序で制御されるため、細胞増殖制御の観点から注目した。93症例(全組織型)の肺癌組織でp27とそのubiquitin ligaseの発現の関連を免疫染色で検索した。
精神分裂病の分子シグナル異常とその病態プロファイリング

精神分裂病は、思春期に発病する慢性の難病で、社会的にも大きな問題を抱えている疾患である。しかし、この病気の診断はDSM4といった心理症候を基準にしているため、科学的根拠や客観性には未だ大きな問題がある。我々のDNAアレイを用いた遺伝子プロファイリング研究では、これまで精神分裂病脳の前頭前野において、成長因子とその受容体遺伝子群のRNA発現変化が最も顕著であった。同様に線条体においては、サイトカインとその受容体に関連する遺伝子群の変化が際立っていた。そこで本研究では、ストレス感受性と関連するといわれるサイトカイン、インターロイキン1ベータ(IL1B)と上皮成長因子ファミリー(EGF)に着目し、精神分裂病における脳組織中(前頭前野、線条体、視床下部、皮質運動野)の動態変化を解析した。血清でもこれら因子の蛋白レベルを酵素免疫測定法により定量し、病態マーカーとなる可能性も検討した。本研究は新潟大学倫理委員会の承認に基づき実施した。分析した剖検脳の各脳部位中、ヒト前頭前野において、分裂病患者群では有意なインターロイキン1受容体アンタゴニスト(IL1RA)蛋白レベルの低下を観察した。EGFファミリーでは、EGFが特異的に前頭前野と線条体でレベル低下を呈した。どの部位でも関連蛋白レベルの変動は見られなかった。ウェスタン解析によると、そのIL1受容体発現レベルには変化が無かったがEGFRは逆に上昇していた。一方、分裂病患者と健康ボランティアの血清中でこれら因子レベルも測定し比較したところ、EGFは低下を示し、IL1BとIL1RAは脳内とは逆に、分裂病群で上昇傾向にあった。向精神薬の影響を評価する目的で、haloperidolの3週間の慢性投与をラットで行った。向精神薬投与ラットとコントロールラットの脳内でこれらいずれの因子には、変化が見られなかったことから、ヒト患者脳において観察されたこれらのサイトカインのレベル変動は、治療薬の効果ではなく精神分裂病の本態を反映しているものと考えられた。従って精神分裂病においてはインターロイキン1を介したストレスシグナル異常やEGFを介したドパミン代謝異常がその病態に関与する可能性が示唆された。EGF(上皮成長因子)に代表される細胞増殖因子は、脳神経細胞やグリア細胞に対して作用し、その増殖や脱分化など色々な生理作用を発揮しうる。そのためこれらの因子が神経疾患、精神疾患の病態生理に関与している可能性が想定され、研究が盛んに行われている。そこで本研究では、精神分裂病における上皮成長因子群の関与可能性に着目し、ヒト脳組織とヒト血清中での動態を解析した。EGFとその類縁体TGFアルファとHB-EGFの蛋白レベルを酵素免疫測定法により定量し、精神分裂病の関連を検討した。尚、本研究は新潟大学倫理委員会の承認に基づき実施している。分析した剖検脳の各脳部位中、ヒト前頭葉皮質と線条体において、分裂病患者群では有意なEGF蛋白レベルの低下を観察した。海馬と帯状回ではその様なEGFレベルの差異は見られなかった。また、ウエスタン解析によると、そのEGF受容体発現も異常値を呈していた。一方、分裂病患者と健康ボランティアの血清中EGFレベルも測定し比較したところ、脳内と同様、分裂病群で有意に低下していた。

向精神薬haloperidolの3週間の慢性投与を行ったラットとコントロールラットの血清中EGFレベルを比較したが、薬の影響はなかったことから、ヒト患者において観察されたこれらのEGFレベル変動は、治療薬の効果ではなく精神分裂病の本態を反映しているものと考えられた。このような実験結果より、精神分裂病においては全身的なEGFを始めとするサイトカインの機能異常がその病態に関与する可能性が示唆された。特に、EGFを始めとする細胞増殖因子は神経乾細胞の増殖に関与すると言われているので、精神分裂病には何らかの脳神経の発達異常がある可能性が考えられる。精神分裂病は、思春期に発病する慢性の難病で、社会的にも大きな問題を抱えている疾患である。しかし、この病気の診断はDSM4といった心理症候を基準にしているため、科学的根拠や客観性には未だ大きな問題がある。我々のDNAアレイを用いた遺伝子プロファイリング研究では、これまで精神分裂病脳の前頭前野において、成長因子とその受容体遺伝子群のRNA発現変化が最も顕著であった。同様に線条体においては、サイトカインとその受容体に関連する遺伝子群の変化が際立っていた。そこで本研究では、ストレス感受性と関連するといわれるサイトカイン、インターロイキン1ベータ(IL1B)とインターロイキン受容体アンタゴニスト(IL1RA)に着目し、精神分裂病における脳組織中(前頭前野、視床下部、皮質運動野)の動態変化を解析した。血清でもIL1BとIL1RAの蛋白レベルを酵素免疫測定法により定量し、病態マーカーとなる可能性も検討した。本研究は新潟大学倫理委員会の承認に基づき実施した。分析した剖検脳の各脳部位中、ヒト前頭前野において、分裂病患者群では有意なIL1RA蛋白レベルの低下を観察した。どの脳部位でもIL1B蛋白レベルの変動は見られなかった。ウエスタン解析によると、そのIL1受容体発現レベルには変化が無かった。一方、分裂病患者と健康ボランティアの血清中IL1BとIL1RAレベルも測定し比較したところ、脳内とは逆に、分裂病群で上昇傾向にあった。向精神薬の影響を評価する目的で、haloperidolの3週間の慢性投与をラットで行った。向精神薬投与ラットとコントロールラットの脳内IL1BとIL1RAには、変化が見られなかったことから、ヒト患者脳において観察されたこれらのサイトカインのレベル変動は、治療薬の効果ではなく精神分裂病の本態を反映しているものと考えられた。従って精神分裂病においてはインターロイキン1を介したストレスシグナル異常がその病態に関与する可能性が示唆された。
エスニック・メディアにおける太平洋戦争と戦後の記憶と記録 -東アジアと東南アジア

この国際共同研究では、日本国内、台湾、韓国などで展開された学術交流によって、今後の関連研究に貢献できる次のような論点を明らかにできた。(1)エスニック・メディアに掲載された見解を分析することで、太平洋戦争終結による時代性の非連続的側面よりも、社会の環境および観念の連続性をより検出できた。(2)華人、金門人、日本人、コリアンとも、戦後直後においては、東アジアと東南アジアといった地域を移動する流動性が顕著であったため、時空間横断分析を進め、地域相関型の研究を推進することの重要性が確認された。(3)エスニック・メディアは、文字資料のみならず、映画、ラジオなど多様な非文字資料の役割が重要であるとともに、集団的、個人的コミュニケーション手段がコミュニティの拠点どうしを結ぶ機能を果たしていることを明らかにできた。なお、エスニック・メディア・データベースの構築は、引き続き課題として残された。1)研究成果の公表:2010年5月5日、研究協力者の小林とともに、台湾・輔仁大学で開催された「文化冷戰的時代-美國的資訊戰略與亞洲的傳媒發展」國際學術論壇で成果報告をした。また、7月56日に香港・浸会大学においてPublic Lectureを実施し、11月13日には香港中文大学日本学系成立20周年記念国際学術研討会でも成果を報告した。さらに、科研研究成果として、貴志編『近代アジアの自画像と他者-地域社会と「外国人」問題』(京都大学学術出版会、2011年3月)の刊行に尽力した。2)華僑・租界の研究:戦後日本の華僑社会に関して発表するとともに、台湾人が果たした役割に関する論文2編を発表した。また、戦前期の上海、蘇州、神戸、横浜など、租界や居留地が果たした社会経済史的役割と革命への関わりについて、国内の研究会や国際学会にて発表した(陳來幸)。3)金門島研究の推進:川島・陳・貴志で座談会「金門島研究の魅力と課題」を開催した(『地域研究』Vol.11 No.1、2011年)。また、陳と共に、2011年2月12日に国立金門大学の江柏?教授、神戸の金門島出身華僑を招いて神戸中華総商会で「金門島研究の現在-僑郷・軍事・両岸-」を主催した(川島真)。4)新聞・雑誌の研究:エスニック・メディアとして日本の右翼新聞、右翼雑誌を考察すべく野依秀市の研究をおこなった。戦後の記憶に関連しては、『Akustisches Gedachtnis und Zweiter Weltkrieg(音響的記憶と第二次世界大戦)』に玉音放送と終戦記念日に関する論文を寄稿した(佐藤卓己)。5)米国資料調査:2011年3月5日9日、米国公文書館ではプランゲ文庫所蔵の雑誌『民主朝鮮』やブックレット『正しい路線』で検閲箇所やマイクロでの判読不明箇所を確認し、米国議会図書館では終戦前後に米国が実施した朝鮮半島向けの朝鮮語ラジオ音声資料について調査した(研究協力者・小林聡明)。本共同研究は、おもに以下3点を課題としている。(1)戦中、戦後の各地域におけるエスニック・コミュニティの自律性、権力への依存度の比較(2)エスニック・メディアの生産・流通・販売ルートの特定による地域の相関性(3)メディア分析を通じた、エスニック・グループ間の状況認識の類似点/相違点平成23年度の「研究実施計画」に掲げた活動項目に準じて、以下のような実績をあげ、またいくつかの課題を残した。1.台湾・金門島における資料調査およびワークショップの開催:2011年12月、研究分担者の川島、陳および連携研究員・北村は、台湾・国立金門大学の江柏〓教授の協力を得て、世界中から収集されつつある金門島出身者の族譜および彼らのコミュニティ・メディアについて調査をおこなった。また、江教授らが実施している東南アジア各地の金門会館聞き取り調査の成果をめぐって意見交流する機会を得た。そのほか、現地では、王家、薛家の村でフィールド調査を実施した。2.戦後日本の華僑社会に関する史料調査と研究利用の可能性についての検討:昨年度につづき、終戦前後に在日台湾人が果たした役割に注目するとともに、同時期の中国の租界や居留地の取扱い、華南地方において台湾人が果たした社会経済史的役割について、調査および分析を進めた。陳、北村は、12月に台湾の中央研究院近代史研究所档案館で調査をおこなった。3.米国資料調査:7月、連携研究員・小林は、米国による対東アジア・情報活動の展開(メディア制作拠点は沖縄とマニラ)について分析するために渡米し、(1)米国公文書館:国家安全保障会議文書、USCAR文書、国務省文書、USIA文書、

(2)国連アーカイブ:国連広報局文書、(3)ニクソン・ライブラリー:ホワイト・ハウス文書の調査を実施し、これら文書についても継続調査の必要が確認された。4.日本国内におけるエスニック・メディアの調査(+中国帰還者のヒアリング調査):研究代表者の貴志は、昨年に引き続き、国会図書館憲政資料室、神奈川大学図書館において、戦時期から現代にいたるエスニック・メディア、とくにプランゲ文庫や移民関係資料に含まれている華僑・華人、韓国・朝鮮人などが発行した雑誌、ミニコミについて調査した。さらに、当初の計画外であったが、中国帰還者の組織「大連会」「奉天会」「長春会」などのメンバーに、戦前のメディア体験を聞きとる作業をおこなうことができたことは成果であった。最終年度につき、これまでの研究成果を踏まえて、研究発表だけでなく、中国、台湾での講演会を開催した。また、資料調査の成果および共同研究の成果などの発表、刊行に努めた。特筆すべき成果としては、以下の事項のとおりである。1.海外での成果報告を兼ねた講演会を実施:1北京:中国社会科学院(川島真、2012年8月);2国立台湾大学日本文学系(貴志俊彦、2013年3月);国立東華大学歴史系(貴志俊彦、2013年3月)2.国内外での資料調査を実施し、一部目録等を刊行:1神戸華僑歴史博物館で「蔡宗傑コレクション」を整理、目録化→陳來幸編『蔡宗傑コレクション(図書・文書)』(神戸華僑歴史博物館、2013年3月);2貴志俊彦編『亀田治メモランダム(旧KDD同軸海底ケーブル建設事業覚書)』(京都大学地域研究統合情報センター、2013年3月)→ウェブ上でも公開(http://www.cias.kyoto-u.ac.jp/publish/files/2013/03/ciasdp29.pdf)3.共同研究の成果を刊行:1貴志俊彦・土屋由香編、金麗實訳『文化冷戦とアジア--脱中心化する冷戦研究』(ソウル:ソミョン出版、2012年6月);2貴志俊彦・土屋由香・林鴻亦編『美国在亜洲的文化冷戦』(台北:稲郷出版社、2012年6月);3貴志俊彦・松重充浩・松村史紀編『20世紀満洲歴史事典』(吉川弘文館、2012年11月)4.個別研究成果による論文発表(下記、【雑誌論文】等を参照)「研究実績の概要」に記載したとおり、年度初頭に作成した「交付申請書」にあげた活動計画は、おおむね順調に達成することができた。幸い、中国帰還者組織との関係ができ、戦前の「外地」「満洲」にいた日本人たちのメディア体験をヒアリング調査する機会を得たことは予想外の成果だった。ただ、インドネシアにおけるワークショップの実施が課題となったが、これらは最終年度に外国人研究者を招聘して、日本でカンファレンスを実施する計画を進めることで合意を得ている。24年度が最終年度であるため、記入しない。1)東アジアと東南アジアのエスニック・グループの関係についての究明2)雑誌、ラジオ、書籍、映画などメディア媒体どうしの相互連関性の分析3)記憶と記録との相互矛盾についての解決策の模索4)中国および米国における関連資料調査の継続
時系列蛍光データを用いた表現型データベースの構築

1)研究をスタートする時点で、二次元クロロフィル蛍光画像解析システムを用いて、シアノバクテリアの蛍光挙動を観察する測定システム自体はほぼ完成していた。シアノバクテリアの変異株はさまざまな研究者によって作成されているが、本研究のように蛍光の微妙な変化を検出するためにはバックグラウンド(変異株の親株)を揃える必要があり、ばらばらの変異株のコレクションでは残念ながら本研究には使用できないことがわかった。京都大学の福澤らによって作成されたトランスポゾンによって遺伝子を破壊したコスミドについて、そのクローン化および、シークエンスによる挿入部位確認作業を進めた。1588のコスミドクローンのシークエンスを行なった結果、1369クローンについて変異部位(トランスポゾン挿入部位)を決定することができた。2)この変異クローンの中で独立な遺伝子を持つものを選抜した1240クローンを遺伝子破壊コンストラクトとしてシアノバクテリアの形質転換を行なった。これにより、843の遺伝子破壊株を得ることができた。3)この遺伝子破壊株のクロロフィル蛍光挙動を測定し、644株について、クロロフィル蛍光データを取得することが出来た。4)網羅的なクロロフィル蛍光測定を進めるにあたって、s111961という遺伝子の破壊株が、光化学系量比調節に関与することが報告されていたpmgA遺伝子の変異株と、極めてよく似たクロロフィル蛍光挙動を示すことに気がつき、このs111961変異株の詳細な解析を進めた結果、この遺伝子も、光化学系量比調節に関与していることを見いだした。この例は、クロロフィル蛍光挙動によって、遺伝子の機能推定が可能であることの1つの証明になったと考えている。
ＳＭＡＤによるビッグデータ類似検索超高速化とその応用

統計的モデルにもとづく全く新しいアルゴリズム設計パラダイムであるSMADに基づき、タンパク質立体構造データベースを中心とした様々なデータベース上での高速なビッグデータ検索技術の研究開発の実現、およびそれらを活用した応用アルゴリズムの実現をめざして研究を行った。その結果、タンパク質機能予測などを精度を落とさずに高速化することに成功したほか、より幅広いタンパク質立体構造検索の高速検索も実現した。また、次世代シークエンサーデータの解析アルゴリズムなどでも新たな解析手法などを開発することに成功した。本研究の目的は、多様化するビッグデータ時代の巨大データに対し、巨大データゆえに見えてくるデータの統計的挙動を活用し、超高速検索を実現する技術を開発・応用することである。本年度は、SMADに基づいて様々なデータベースに対し、高速化あるいは高精度化を行うためのより精密なモデル化を試み、いくつかのデータについて、高速化あるいは高精度化を達成することができた。特にタンパク質の機能予測に関しては、その立体構造の3次元座標のみを用いるのでは、最終的な高精度機能予測などの目標を達成することは困難であり、単に三次元構造のみを扱うのではなく、アミノ酸配列の1次情報、3次元構造を抽象化した2次構造情報なども同時に検索・解析できることが望ましいため、それらの抽象度の異なるデータに対して、SMADに基づいた高速・高精度検索のモデル化を試み、高速化や高精度化などを達成することができた。まず、タンパク質立体構造の1次情報の中の大規模な網羅的高速モチーフ検索を用いて、それを機能予測につなげるための学習アルゴリズムを開発し、従来よりもはるかに高速に同等の制度の機能予測あるいはカテゴリー分類が可能であることを示すことができた。さらに、タンパク質よりも容易に2次構造を予測可能なRNAにおいて、その構造からの機能予測アルゴリズムを構築し、従来手法よりも高い精度で機能を予測できることを示した。タンパク質はRNAと同様にその構造がその機能に大きな影響を及ぼすことが知られており、タンパク質立体構造の高精度解析にもつながる成果である。また、近年用いられている次世代シークエンサーのデータはその大規模性からその解析には大規模高速検索が不可欠であるが、その高速検索は精度を犠牲にしてなされることが多い。これに対して、SMADに基づく解析から、ゲノムの構造変異をより高い精度で求める高速アルゴリズムを開発することにも成功した。これまで、巨大データからの知識発見・学習理論分野では様々な複雑な統計モデルが活用されてきているが、検索アルゴリズムの高速化への活用はきわめて困難でほとんどなされてこなかった。本研究では、本研究代表者が開発し世界的にも注目されている最新アルゴリズム開発手法SMAD(Statistical Model-based Algorithm Design)を用い、複雑な統計モデルを活用して、タンパク質立体構造データベースなどの生物学データベースをはじめとした複雑な巨大データからなるデータベースにおける超高速検索の実現をめざすとともに、新たな応用開拓をめざす。本研究でめざすSMADにおいては、大規模データのモデルをいかに抽出するか、は一つの大きな課題である。そのため、大規模データのモデルを抽出するために、いくつかの方法を行った。まず、RNAデータベースの2次構造モデルを抽出する研究を行った。この研究では、そのモデルをもとに、ランダムフォレストを用いて従来よりも高精度での機能推定を行うことにも成功している。また、近年脚光を浴びている深層学習(deep learning)は、モデルを抽出するための枠組みと捉えることが可能である。したがって、SMADへの適用可能性を考え、それに関する研究も行った。具体的には、深層学習における深層ネットワークの重要な制御領域を判別する新たな手法を開発した。これによって、深層学習モデルの理解をより深く行うことが可能となった。また、検索手法の応用に関して、次世代シークエンサーの出力リードがレファレンスゲノムのどこに対応するか、の検索を通し、ゲノム変異を高精度に検出するアルゴリズムの作成を行った。本研究の目的は、多様化するビッグデータ時代の巨大データに対し、巨大データゆえに見えてくるデータの統計的挙動を活用し、超高速検索を実現する技術を開発、応用することである。これまで、巨大データからの知識発見、学習理論分野では、様々な複雑な統計モデルが活用されてきているが、検索アルゴリズムの高速化への活用はきわめて困難でほとんどなされてこなかった。本研究でめざすSMADにおいては、大規模データのモデル抽出は重要な課題である。この課題に対し、前年度にひきつづき深層学習によるタンパク質立体構造のモデル抽出に関して研究をさらに推し進め、新たなタンパク質立体構造予測モデルを構築するのに成功した。また、モデル化の別の手法として、ニューラルネットワークによるモデル化についても研究を進め、新たなニューラルネットワークモデルを構築するとともに、その妥当性を検討した。また、立体構造内の原子の順序を考慮せずにタンパク質立体構造の類似検索を行うことは、順序を考慮した場合とくらべて格段に計算が困難であることが知られているが、この問題に対しても、SMADの枠組みに基づいて新たなアルゴリズムを構築することにも成功した。

現在までに、大規模データからのモデル抽出技術の実現、さらに検索を利用した高精度RNA機能解析の実現などの基盤技術など、基盤技術、応用研究の両面において、着実に成果を上げている。まず、巨大データゆえに見えてくるデータの統計的挙動を見出すための、大規模データからのモデル抽出方法について、いくつかの手法を適用し、成果を上げることに成功した。近年脚光を浴びている深層学習やニューラルネットワークに基づく新たなRNA構造予測、タンパク質立体構造予測などのアルゴリズムを実現し、これらによって、対象のモデルの理解をより深く行うことが可能となった。また、応用面に関しても、これまでのタンパク質立体構造検索をさらに高機能化するため、アミノ酸塩基順序制限のない高速タンパク質立体構造検索技術を新たに開発することにも成功した。さらに、次世代シークエンサーの出力リードがレファレンスゲノムのどこに対応するか、という実際の生物学応用に直結する課題に関しても、高精度なマッピングアルゴリズムの構築に成功した。さらに、ギャップドシード検索に基づく新たなタンパク質機能予測アルゴリズムを開発することにも成功している。本研究の目的は、多様化するビッグデータ時代の巨大データに対し、巨大データゆえに見えてくるデータの統計的挙動を活用し、超高速検索を実現する技術を開発・応用することである。これまで、巨大データからの知識発見・学習理論分野では様々な複雑な統計モデルが活用されてきているが、検索アルゴリズムの高速化への活用はきわめて困難でほとんどなされてこなかった。本研究では、本研究代表者が開発し世界的にも注目されている最新アルゴリズム開発手法SMAD(Statistical Model-based Algorithm Design)を用い、複雑な統計モデルを活用して、タンパク質立体構造データベースなどの生物学データベースをはじめとした複雑な巨大データからなるデータベースにおける超高速検索の実現をめざすとともに、新たな応用開拓をめざしてきた。本研究でめざすSMADにおいては、大規模データがどのようなモデルからなっているかを抽出する必要がある。本研究では、ニューラルネットワークを用いたモデル抽出などを行うことに成功してきたが、それらの方法は検索との相性があまりよくないことがわかった。そのため、I接尾辞木とよばれる部分行列検索構造を元に、きわめて高速に構造のグラフモデルからモデル構造を検索することが可能な、新たなデータ構造の開発に成功した。さらに検索のための索引との相性のきわめて高い新たなタンパク質立体構造のモデル抽出アルゴリズム、そのモデルの検索索引アルゴリズム、さらにそれらを活用した高精度なタンパク質立体構造からの機能予測