hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキチン－プロテアソーム系制御を介した骨形成の新規分子機構の解明と骨形成誘導法

本研究では,種々のプロテオソーム阻害剤の骨芽細胞分化に及ぼす効果と,Smad, Runx2, β-cateninなどのシグナル伝達分子のユビキチン化・プロテオソームにおける分解と骨芽細胞分化に関する分子機構を明らかにすることを目的とした.細胞培養系を用いて26Sプロテアソーム阻害剤であるBortezomib, 20Sプロテアソーム阻害剤であるLactacystin, epoxomicinもしくはMG132を添加し培養した.リアルタイム定量RT-PCR法,Western blot法などにより,osteocalcin, ALP, Runx2,などの骨芽細胞分化に関係するmRNA発現やタンパク質産生に及ぼす影響を調べた.C2C12細胞培養系において種々のプロテアソームインヒビターを加え培養したところ,BortezomibはオステオカルシンやALP mRNA発現を誘導した.一方,Bortezomibは筋管細胞への分化を抑制したが,脂肪細胞や軟骨細胞の分化に関与する遺伝子発現には変化が認められなかった.また,BortezomibによってRunx2のタンパクレベルの増加が認められた.さらに,ユビキチンリガーゼE3の発現をsgRNAを用いてノックダウンさせ,ALP活性染色を行ったところ,ALP活性の増加が観察された.これらの結果から,プロテアソームインヒビターBortezomibは,Runx2のユビキチンープロテアソーム系による分解を抑制することで骨芽細胞分化を誘導する可能性が示唆された.プロテアソーム阻害剤とユビキチンリガーゼE3の骨芽細胞分化誘導機構に関しては,ほぼ研究計画に沿った研究が遂行され,Smrf-1のノックダウンにより骨芽細胞の分化が誘導されること,及びBortezomibとの併用による作用の増強を明らかにすることができた.研究成果の一部は現在論文投稿準備中であり,おおむね順調に進展していると考えられる.プロテアソーム阻害剤の細胞分化に及ぼす効果の検討に関しては,ほぼ研究計画に沿った研究が遂行され,Bortezomibは,Runx2のユビキチンープロテアソーム系による分解を抑制することで骨芽細胞分化を誘導する機構が明らかにすることができた.研究成果の一部はGenes to Cells誌に掲載が決定され印刷中であり,おおむね順調に進展していると考えられる.ユビキチンリガーゼE3のノックダウンによる骨芽細胞分化誘導効果の検討及びプロテアソーム阻害剤とユビキチンリガーゼE3の骨芽細胞分化誘導機構の解明について引き続き研究を推進する.(1)ユビキチンリガーゼE3のノックダウンによる骨芽細胞分化誘導効果の検討C3H10T1/2, ST-2, C2C12細胞もしくは骨髄間葉系幹細胞培養系で,ユビキチンリガーゼE3の発現をsgRNA, miRNAなど低分子RNAを用いてノックダウンさせ,アルカリフォスファターゼ活性染色,von Kossa染色を行う(川野が担当).また,リアルタイム定量RT-PCR法によりALP等の骨芽細胞分化に関与するmRNAの発現量を測定する.複数のユビキチンリガーゼE3を標的とした組み合わせ実験も行う(田村が担当).(2)プロテアソーム阻害剤とユビキチンリガーゼE3の骨芽細胞分化誘導機構の解明平成23ー24年度の研究で,骨芽細胞分化の促進活性を有するプロテアソーム阻害剤としてbortezomib,ユビキチンリガーゼE3としてSmrf-1が見出されたが,他のユビキチンリガーゼE3についても検討を行う.骨芽細胞分化に関与するシグナル伝達分子のユビキチン化とプロテオソームにおける分解をWestern blot解析を行いて調べる(田村が担当).
ダイオキシン関連物質の人体汚染動態

ポリ塩化ジベンゾ-P-ジオキシン(PCDDS)、ポリ塩化ジベンゾフラン(PCDFs)関連物質の人体汚染に関して各国の報告があるが、わが国では立川らの報告があるのみである。人体汚染の推移、残留成分の質的解析を計り、汚染経路を推定するために母乳の分析を行った。母乳は有機塩素化合物汚染指標として年令層が一定し、汚染の推移を知る上で最も有効な試料である。今回過去7年間毎年度各々3246名の初産、経産婦、計505名の母乳脂肪を毎年度混合して分析を行った。試料は5.47.2gのみであるため、分析に先だって【10^(-12)】gの超微量定量及び同定法を確立した。定量及び同定は、2,3,7,8-TCDDを除き「環境科学」特別研究総括班管理のGC/MSを用いて行った。今回の母乳脂肪は試料量が少く、分析値にかなり誤差を含むものと思われる。試料保存中変化がないと仮定すれば、汚染の経年変化は特に認められない。即ち1978年よりすでに環境汚染ひいては人体汚染が現状と同レベルであったことを示している。また、すでに報告したPCB,HCH,DDT等の有機塩素化合物同様、蓄積されたPCDDs,PCDFsが母乳と共に排泄されて初産より経産者に少い傾向を示している。また母乳に含まれる総PCDDの75%以上が8塩化物であるのに対して、PCDFsは5塩化物をピークに広く分布している。これを焼却飛灰の成分率と対比してみるとPCDDsの各塩素数毎の分布同様な傾向が認められ、またPCDFsも7塩化物をピークとする飛灰の分布と相違はあるがパターンの類似性がみられる。この様な現象は、人体汚染に際して、異性体の吸収代謝速度の相違あるいは汚染経路を異にするためか明らかではないが主たる発生源は焼却によるものと推察される。なお母乳に残留する同一塩素数の異性体組成比をみると2,3,7,8-の位置に塩素原子を有する47塩化物が飛灰に比べて高くなる傾向にあり、毒性と関連して注目せねばならない。
GNAS1 遺伝子変異細胞株の同所性移植による線維性骨異形成症モデルの作製

ヒトの正常GNAS1遺伝子の翻訳産物Gsαのコドン201番のArgがHisに置換する変異を導入し、線維性骨異形成症(FD)の原因となる変異GNAS1遺伝子(R201H)を作製した。次に、この変異GNAS1遺伝子(R201H)を培養細胞に過剰発現させるため、R201Hを挿入したレンチウイルスベクターを作製し、C57BL/6マウスの骨髄間質細胞にR201Hを過剰発現させた細胞を作製した。現在、R201H過剰発現細胞の増殖・分化を検討中で、将来、骨髄への同所性移植によるマウスモデルを作製予定である。また、FDの内科的治療に向けて、他の類似骨病変と鑑別できる高精度遺伝子診断法を検討した。その結果、従来のより、PNAプローブを用いたリアルタイムPCR法やpyrosequencing法が有効であることが分かった。線維性骨異形成症(FD)は、全身骨格に発症するが、特に顎骨に高頻度で発症する腫瘍様骨病変であり、骨格変形、骨折、疼痛を引き起こす。近年、FDはGNAS1遺伝子の変異により発症することが解明され、その病態の理解は進歩している。FDの確定診断には、精度はまだ十分ではないが遺伝子診断が可能で、診断精度向上のための研究が行われている。しかし、FDの治療法は外科的切除が主流で、病態解明の進歩は十分に治療には活用されていない。我々は、FD発症の細胞内シグナル過程を阻止する内科的治療を最終目的として、人工的FDモデル作製を計画し、GNAS1変異遺伝子を用いた人工的マウスFD細胞株を作製するとともに、診断精度をあげる遺伝子診断法の研究を行った。昨年作製した変異GNAS1遺伝子を過剰発現するレンチウイルスベクターを各細胞に感染させた。FD病変は未熟な骨芽細胞系譜細胞の異常で発生することから、まず、ベクターを前骨芽細胞に相当するMC3T3-E1細胞株に感染させたが、その増殖や成熟分化に変化は見られなかった。次に、C57BL/6マウス骨髄間質細胞に感染させ、FDの病変細胞と同様に、変異GNAS1遺伝子導入細胞内でcAMP上昇が認められることを確認した。今後、骨髄間質細胞の増殖や分化・成熟における変化を検討して、ヌードマウスに同所性移植して人工的FDモデル作製を行う予定である。また、FDの内科的治療には100%の信頼精度でFDを確定診断する必要があるため、他の類似骨病変と鑑別できる高精度遺伝子診断法を研究した。その結果、従来のPCR制限酵素断片長多型解析法より、PNAプローブを用いたリアルタイムPCR法やpyrosequencing法が有効であることが分かった。線維性骨異形成症(FD)は全身骨格の中で、顎骨に高い頻度で発症する腫瘍様骨病変であり、骨の変形や病的骨折を引き起こす。近年、GNAS1遺伝子の変異によるFDの発症機序が解明され、遺伝子診断が可能になり、FDの病態科学は飛躍的に進歩した。しかし、その治療法は未だに外科的切除であり、病態科学の進歩は治療には活用されていない。当該年度は、GNAS1変異遺伝子を用いて人工的なFD細胞株を作製するため、ベクターに挿入したヒトの正常GNAS1遺伝子を、その翻訳産物Gsαのコドン201番のArgがCysやHisに置換する変異を導入し、変異GNAS1遺伝子を作製した。次に、このHis置換の変異GNAS1遺伝子を細胞に過剰発現させるために遺伝子組換えして、変異GNAS1遺伝子を過剰発現するレンチウイルスベクターを作製した。ヒトFD組織を得る機会があったので、既に倫理委員会にて許可されている遺伝子チェックを、リアルタイムPCRを用いる新規方法にて検討した。その結果、GNAS1遺伝子の変異を従来法より簡便に検出できることが分かった。次年度に骨疾患サンプルが得られたときに、迅速な変異GNAS1遺伝子の診断が可能になり、ヒトFD組織の獲得に有利になると考えられた。骨組織からの骨髄間質細胞の分離・採取に手間取っており、多くの量の骨髄間質細胞を抗体を用いて分離・採取する手法の改良と、分離・採取後の様々な細胞のコンタミネーションが大きな問題となっている。CD146をマーカーにして骨髄間質細胞を分離・採取する予定であるが、困難な場合は、その代わりに、既に株化された骨髄間質細胞株を使用して、変異GNAS1遺伝子の過剰発現細胞株を作製する。

しかし、骨髄間質細胞株では、細胞内cAMPが上昇しないなどの問題が生じた場合は、大学の共同施設設置のセルソーターを用いて純粋なCD146陽性の骨髄間質細胞を分離・採取して、その初代培養細胞を用いる。研究費使用の第1の目的は、本実験目的に使用できる骨髄間質細胞株を購入することと、マウスの骨髄から骨髄間質細胞を分離・採取するために用いる。第2の目的は、前述の実験が成功すれば、作製した変異GNAS1遺伝子過剰発現細胞が細胞内cAMPを上昇させるか等の細胞の特徴を解析することと、ヒトの線維性骨異形成症の簡便な遺伝子診断法の改良に用いる。第3の目的は、前述の実験が成功すれば、ヌードマウスの移植実験とその解析のために用いる。
能楽資料学構築に向けた金春家旧伝般若窟文庫の総合的文書調査

能楽を伝える最も古い家系である金春家伝来の文書は、能楽資料の宝庫である。今回の研究プロジェクトでは、同文書を総合的な観点から研究するために、金春家旧伝文書の中核を占める般若窟文庫の文書目録をデータ化するとともに、約二千点に及ぶ文書資料のデジタル撮影を行った。これらの成果に基づき、般若窟文庫のほぼ全ての文書の検索と、ウェブ上での画像閲覧が可能な「金春家旧伝文書デジタルアーカイブ」を作成した。また、関連文書の調査として、秋田家文書の秋田城介関連能楽伝書、毛利博物館蔵能楽伝書、吉川広家旧蔵笛伝書などの調査を行った。1、データベース化に向けた目録の入力般若窟文庫の本格的な調査に先だって、資料目録の入力を行った。当初の予定では今年度中に全ての目録データを入力する予定であったが、入力項目が多岐にわたるため、予想以上に入力に時間を要し、当初の予定の三分の一程度にとどまった。次年度には、学生バイトの協力を得ながら、さらに作業のペースを上げていきたい。2、般若窟文庫の資料撮影・デジタル化当初は三百点ほどの資料撮影を予定していたが、撮影は順調に進み、すでに五百点を超える資料の撮影を終了した。これは全体の三分の一に相当し、次年・次々年で資料撮影・デジタル化は終了する見込みである。3、能楽関連資料の調査・撮影本願寺史料研究所、仏教大学図書館等蔵の江戸期能番組の調査撮影を行い、従来知られていなかった多くの番組の存在を確認することが出来た。また、山口県防府市の毛利博物館では、二十点近い戦国期の能伝書の調査を行った結果、金春大夫について能を学んだ伊予の守護大名、河野氏に関連する能伝書であることを明らかにすることが出来た。とりわけ、後者は従来の能楽史に新たな光を当てる貴重な資料であり、その成果の一部は、「戦国期能伝書の伝来をめぐる一考察」と題する論考に紹介した。1、データベース化に向けた目録の入力前年度に引き続き、般若窟文庫の資料目録の入力作業を行った。入力項目が多岐にわたるため、当初の予定以上に時間を要し、今年度中にデータ入力を終えることは叶わなかったが、すでに半分以上の目録データが完成しており、次年度中には入力が完了する見込みである。2、般若窟文庫の資料撮影・デジタル化今年度は、般若窟文庫の資料のうち、伝書・型付を中心に、五百点を超える資料の撮影を行った。具体的には、慶長十年筆『東北』仕舞付、寛文五年秋扇翁筆『定家』型付をはじめとする、江戸初期から江戸末期にいたる膨大な型付、戦国期の囃子伝書、江戸期の雑多の書付資料などで、これにより般若窟文庫の型付資料については全点の撮影を完了することができた。その他の資料についても、撮影は順調に進んでおり、研究期間内にすべての金春家旧伝文書の撮影とデジタル化を終了する見込みである。3、撮影資料の紙焼き化撮影したデジタルデータをもとに、今年度から順次、紙焼き写真へのプリントを行った。その結果、これまで閲覧・通読に不便であった一枚物の資料についても閲覧が容易となり、型付研究などに積極的に活用されている。4、関連資料の調査・撮影金春宗家伝来の型付資料の調査・撮影を行った。これは金春流の能演出の変遷を辿る上で一級の資料であり、般若窟文庫の型付資料とも密接な関連にあるため、今後、研究会を立ち上げるなどして、具体的な内容の検討を試みる予定である。般若窟文庫を中心とする金春家旧伝文書は、能楽研究におけるきわめて重要な資料群であり、三年間の研究期間の間で、その全体像を明らかにすべく、総合的調査を行ってきた。とりわけ力を注いだのが、全二千点を越える膨大な資料のデジタル化と目録作成と、ウェプ上での公開である。三年間を通じて、目録の整備に努め、計画的に資料の撮影とデジタル化を行った結果、目録の入力は全て完了し、今年度は資料の現物との照合確認を行い、資料のデジタル化についても、一部の謡本や雑多な一枚物の資料を除く、大部分の資料について撮影とデジタル化が完了し、当初の計画以上の成果を上げることが出来た。これらをもとに、金春家旧伝文書デジタルアーカイブとして、金春家旧伝文書の全ての文書画像を解題とともにウェブ上で閲覧できるコンテンツの作成が実現した。これらは今後の能楽研究に大きな刺激を与える重要な成果になるものと確信している。また、関連資料の調査についても、金春家の下間少進から能の指導を受けた大名の秋田城介実季がまとめた型付の編纂に関わる様々な資料や、金春座小鼓方の幸五郎次郎正能が、その最晩年に経済的な援助を秋田実季に願い出た書状、岩国伝来の能伝書など、能楽資料学構築のために重要な資料を数多く採訪することが出来た。

これらの成果については、平成二十六年九月15日に予定しているシンポジウム「金春家文書の世界」(仮題)、同時期に開催する資料展示などを通じて一般にも公開する予定である。1データベース化に向けた目録の入力前年度に引き続き、般若窟文庫の資料目録の入力作業を行った。すでにすべての目録データの入力が完了し、実際の資料との照合、データ確認の段階に入っている。順調に進めば、次年度中にウェブ上での目録公開が可能になる見込みである。2般若窟文庫の資料撮影・デジタル化・撮影資料の紙焼化今年度は、般若窟文庫の資料のうち、伝書抜書・謡本・書状などの史料を中心に三百点近い資料の撮影を行った。具体的には、世阿弥伝書・金春系伝書の抜書、戦国期江戸初期の金春流節付謡本、南都春日若宮祭礼や江戸城での能に関して役所に提出した願書の写し、それに対する返状などである。般若窟文庫には、この他にも膨大な謡本や雑多な書付が残されており、これらについては未だ撮影・デジタル化が完了していないが、最終年度にあたる次年度中にはほぼすべての金春家旧伝文書の撮影とデジタル化を終了する見込みである。また、昨年度から、撮影したデジタルデータをもとに、紙焼き写真へのプリントを行い、すでに撮影した資料については、今年度中に全てのデータの紙焼化を完了した。これによって、資料の閲覧・通読が容易になり、型付研究や目録のチェックへの活用が可能になっている。3関連資料の調査・撮影金春家旧伝文書に関連する資料として、伊達家旧蔵の能楽伝書、個人蔵の金春大蔵家伝書の調査・撮影、大阪天満宮蔵の江戸期の社家日記に見える演能記録の調査などを行った。金春家旧伝文書に基づく本格的な研究はいまだ未着手であるが、その研究基盤となる般若窟文庫蔵の能楽資料の撮影・デジタル化が当初の計画以上に順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。今年度中に完了する予定であった目録のデータ入力を年度内に終えることが出来、最終年度中にウェブで公開する目途が立った。資料撮影も般若窟文庫のほぼ七割にあたる資料の撮影が完了し、最終年度にはおおむね全体の撮影が完了する見込みである。一方、今年度は目録の整備と資料撮影に重きを置いたため、関連資料の調査・撮影については、当初の予定に比して、十分な成果が上がっているとは言い難く、研究会の立ち上げについても、実現にはいたっていない。ともに次年度の課題としたい。般若窟文庫蔵の金春家旧伝文書の撮影は次年度以降も継続して行い、研究期間内での終了の目途がついている。今後は、金春宗家蔵の能楽資料を含め、さらに広範囲に資料収集に努める。一方で、撮影・収集資料の増大化とともに、個別の資料の検討が十分に行われていない。現時点では、資料の撮影・デジタル化と収集を第一に優先すべきと考えているが、本研究が当初掲げた目的を達成するには、さらに資料ごとに踏み込んだ考察が必要である。そのためにも、次年度中か次々年度中には金春家旧伝文書に関する研究会を立ち上げることにしたい。般若窟文庫の金春家旧伝文書の撮影を次年度も継続して行い、研究期間中に全資料の撮影を完了する。また、金春宗家蔵の能楽資料など、関連資料の調査を広範囲に行い、それらの資料調査を踏まえた研究会を早期に立ち上げる。それとともに、その成果を研究集会やインターネット上で一般に公開していく。
24時間日長で花芽分化するイチゴ系統の収量特性の解明とそれに関与する遺伝子の同定

研究代表者の育成イチゴ系統T-18-2は,25日間の24時間日長処理で,ほぼ100%の個体が花芽分化する.その後,好適な条件下で栽培すると約30日で開花し,その約30日後に果実が収穫できる.本研究の目的は,夏季の25日間の24時間日長処理が終了してから60日で収穫できるのかを明らかにし,また2)24時間日長条件で花芽分化を誘導する遺伝子の有無を判別するDNAマーカーを作製すること,だった.実験の結果,T-18-2では24時間日長処理が終了してから60日で収穫できることが明らかになった.また,24時間日長処理で花芽分化を誘導する遺伝子と連鎖性の高いDNAマーカーの存在が明らかになった.申請者が育成したイチゴ系統T-18-2は,24時間日長条件下で25日間栽培することにより花芽分化し,その後約60日で収穫できる.本研究の目的は,T-18-2の生育と収量および花芽分化の特性を明らかにすることである.平成25年度には,1露地栽培条件におけるT-18-2の生育について,2促成栽培におけるT-18-2生育と収量について,320°C,25°Cおよび30°C条件での24時間日長条件がT-18-2花芽分化に及ぼす影響について,各々検討した.その結果,香川県の自然条件下での露地栽培したT-18-2は,春から秋まで旺盛な生育を示し,草丈が30cm以上で推移した.T-18-2の開花結実は,4月中旬から5月にかけての期間であり,一季成り性であることが判明した.また,ランナーは,他の一季成り品種と同様に,4月から9月までの期間に発生した.一方,促成栽培では,通常の一季成り品種と同様に,10月下旬から栽培を終了した5月中旬まで開花し続け,収穫も12月末から5月まで継続してあった.なお,T-18-2は,1果実重が約13gで促成栽培用品種に比べてやや小型であるが,平均果実糖度が約12°と高かった.しかし,酸度も約0.8%と高かいことから,やや酸味の強いことが明らかになった.さらに,果皮および果肉硬度が約100gfと50 gfと市販のイチゴ品種と比べてやや柔らかいことが明らかになった.一方,系統T-18-2の24時間日長条件下で花芽分化を誘導する遺伝子を特定する目的で,T-18-2とアスカルビーおよびそれらの交雑100個体のDNA分析を行った.さらに,それら100個体の24時間および16時間日長条件下における花芽分化の誘導について実施した.その結果,100株中20株が24時間日長条件下で花芽分化することを究明した.なお,共同研究者によりこの100株のDNA分析が終了している.申請者が育成したイチゴ系統T-18-2は,24時間日長条件下で25日間栽培することにより花芽分化し,その後約60日で収穫できる.本研究の目的は,T-18-2の生育と収量および花芽分化の特性を明らかにすることである.平成26年度には,夏季の6月,7月,8月に各25日間行った24時間日長による花芽誘導処理がその後の25°C条件の人工気象室におけるT-18-2の生育と果実品質に及ぼす影響について実施した.その結果,夏季のいずれの処理時期においても,花芽誘導処理で花芽分化が起こり,処理後約30日で開花することが明らかになった.また,25°Cの人工気象室内でもT-18-2は,旺盛な生育を示し,草丈が30cm以上で推移し,開花後約30日で果実が成熟した.しかし,開花時に筆で人工授粉を行ったが,授粉が十分にできなかったためか,乱形果が多数発生した.なお,平均1果実重が約13gで促成栽培用品種に比べてやや小型であった.また.平均果実糖度が約11°と高かった.しかし,酸度も約0.8%と高かいことから,やや酸味の強いことが明らかになった.昨年度実施を予定していた項目については,ほぼ達成できた.ただ,乱形果が多く発生した点については,今後検討する余地があると思われる.一方,系統T-18-2の24時間日長条件下で花芽分化を誘導する遺伝子を特定する目的で,T-18-2の自殖96個体のDNA分析を行った.さらに,それら96個体の24時間および16時間日長条件下における花芽分化の誘導について実施した.その結果,四季成り品種の系統が15株,20株が24時間日長条件下で花芽分化することを究明した.四季成り品種以外を交配親に用いて,四季成り品種が発生した事例は,世界で初めてである.なお,共同研究者によりこの96株のDNA分析が終了している.今後は,分担者の連鎖地図を用いてQTL解析を実施する予定である.平成27年度は6月と7月に24時間日長処理したイチゴ系統T-18-2の露地と人工光栽培での生育と収量を検討した.露地栽培では6月と7月に25日間, 20°Cで24時間日長処理を行い,その後露地栽培した.6月処理株は7月下旬に開花し8月中旬に収穫開始となった.平均果実重量は10gだった.7月処理株は8月中旬に開花し9月中旬に収穫開始となった.

平均果実重量は12gと8月収穫に比べて大きかった.処理株とも乱形果が多かった.人工光栽培では,6月と7月に25日間20°Cで24時間日長処理を行い,その後20°Cの蛍光灯下(100μmol/m2/s16時間,20時間,24時間)で栽培した. 6月処理株は7月下旬に開花し8月下旬に収穫開始となった.平均果実重は15gだった.日長の差異は小さかった. 7月処理株は8月下旬に開花し,9月下旬に収穫開始となった.平均果実重量は15gだった.なお乱形果が多かった.一方,T-18-2の自殖96系統と`アスカルビ'×T-18-2の交雑96系統の24時間日長処理の花芽誘導状況を調査し,DNA分析を行った.その結果,花芽分化した系統の多くはSSRマーカーのFATS0015で196bpと199bpにバンドを有していた.特に196bpをホモに持つ系統は,100%花芽分化した系統であった.このため,196bpをホモに持つ系統を交配親に用いると24時間日長条件下で花芽誘導できる系統を高効率で選抜できると考えられた.3年間の研究で,T-18-2は6月の24時間日長処理で100%花芽分化し,8月末から収穫できることが明らかになった.今後,栽培品種と交雑を行い果実品質の向上させる必要があると考えられた.また,FATS0015の遺伝子解析により,効率的に24時間日長条件下で花芽分化する系統が選抜できることが明らかになった.研究代表者の育成イチゴ系統T-18-2は,25日間の24時間日長処理で,ほぼ100%の個体が花芽分化する.その後,好適な条件下で栽培すると約30日で開花し,その約30日後に果実が収穫できる.本研究の目的は,夏季の25日間の24時間日長処理が終了してから60日で収穫できるのかを明らかにし,また2)24時間日長条件で花芽分化を誘導する遺伝子の有無を判別するDNAマーカーを作製すること,だった.実験の結果,T-18-2では24時間日長処理が終了してから60日で収穫できることが明らかになった.また,24時間日長処理で花芽分化を誘導する遺伝子と連鎖性の高いDNAマーカーの存在が明らかになった.申請用紙に示した実験は,おおむね実施し,結果を得ている.園芸学申請用紙に示した課題について実施する申請用紙に示した実験は,おおむね実施し,結果を得ている.端数が残ったため申請用紙に示した課題について実施する次年度は,残金を含め次年度の使用計画で適切に支出する予定研究に必要な物を購入したが,残が出てしまった.次年度に購入予定の肥料代等にあてる.
音響工学的観点によるバイオリン職人の技術継承支援

H30年度はレンタルした4台のオールド・コンテンポラリーバイオリン(Luca Maria Gallo 1990年、Frederic Chaudiere2008年、Mario Gadda1986年、Gand & Bernardel 1884年)においてX線CTスキャンを実施し、バイオリン職人による調整前後の駒・魂柱の移動度の定量化及び、実演奏時の空間放射特性の測定を終了している。さらに、測定結果より定量的な指針を提供すべく詳細な魂柱と放射指向特性の関連性を調べるために、魂柱の微小な移動と放射特性の相関について測定を開始している。空間放射特性の可視化については無響室内の正二十面体に等密度に配置した42チャンネルのマイクロフォンより取得した各音圧レベルを正規化し、カラースケールにて表現することが可能となったことにより、より視覚的に放射指向性の尖鋭さを理解することが可能となっている。また、CTスキャンを用いた駒・魂柱の移動度の測定法の変更を行った。当初の研究実施計画では、熊本県産業技術センター保有のX線CT検査器を用いる予定であったが、微小な移動度を測定することが困難であったことに加え、熊本地震で被災した測定器・測定室のメンテナンスに時間を要していたため、H30度は熊本県大津町に本社を構える株式会社RPVの協力を得て形状変化を視覚的に確認可能なビューア表示を依頼し、かつ微小な移動度の測定を実現した。この他にもX線CT検査器は熊本大学工学部社会環境工学科のX-Earth Center保有のマイクロフォーカスX線CTスキャナでの測定も実施した。両者とも高精度の測定が可能となっている。申請書の研究実施計画に基づき、本研究は3年間で数十台のバイオリンについて調査し、バイオリン職人の調整による指向特性の定量的な指針作成を目標としている。そのために研究計画を以下の研究サイクルで取り組んでいる。(1)バイオリンの筐体・駒・魂柱のX線CT測定により寸法・位置関係を明らかにする。(2)理論計算によって楽器の共振周波数の解析を行う。(3)無響室でのバイオリンの実演奏音収録により空間放射特性(指向性)を測定する。(4)バイオリン職人による駒と魂柱のバランス調整を実施する。(5)調整後のバイオリンに対し研究手順(1)(3)を再度行い指向性の変化を解析し、調整による位置関係と指向性の相関指標を作成する。H30年度は4台のバイオリンによる研究サイクルを終えている。ただし、バイオリン製作には流派や製作時に参考とする銘器のモデルがあるため、表裏の板形状・厚みには流派ごとに特徴が存在することが解った。このため、レンタルする楽器を選定する際は流派に拘り、ターゲットをやや絞った形を取った。今後の研究推進方策として、昨年度ターゲットを絞って測定した流派のバイオリンにおいて、より詳細に駒及び魂柱の移動と放射指向性の相関関係を調査する。なお、選定した流派は最も広く一般的に楽器製作時のモデルとされている流派であるため、本研究で作成予定の相関指標は一般的なものと言える。本研究は音響工学的観点から、バイオリン職人の技術継承を目的としている。バイオリンの製作・調整には1600年代からイタリアのクレモナを始めとする世界各地の工房で培われてきたノウハウにより、種々の手法により受け継がれてきた。1978年にL.Cremerらの研究によってAntonio Stradivariを代表とする歴史上の名匠が作った銘器は鋭い指向特性を持つことが明らかになった。銘器とされるバイオリンの音響特徴として、これまで表裏板の固有振動やニスの調合、f字孔のエアートーンなど多岐に渡る研究がなされているなか、未だ銘器を生む製作方法が確立しておらず、職人は日々試行錯誤を重ね製作せざるを得ない。職人は製作と同時に既存の楽器を調整するスキルを身に付ける必要がある。調整作業は多岐に渡り、奏者の依頼も様々であるなか、駒と魂柱のバランス調整こそが職人の腕が試される調整のひとつであると言える。このバランス調整如何により楽器から放射される指向特性に大きく影響を及ぼすことが解った。つまり、調整により銘器が模造品以下の放射特性に成り得ると共に、銘器を凌ぐ作品を製作する潜在的可能性を有していると言える。本研究は駒と魂柱のみの調整による、指向特性変化の相関関係を明らかにすることをターゲットとしている。初年度の実績として、放射特性の視認性を向上させるための3Dビューアの開発及び、3台のバイオリンにおいてCTスキャンを実施し、職人による調整前後の駒・魂柱の移動度の定量化及び、実演奏時の空間放射特性を測定した。初年度は既に3台のバイオリンによる研究サイクルを終えている。しかし、当初予期していなかった事として、実演奏時の放射特性においてアマチュア奏者とプロ奏者で変化することが確認できた。

これは、プロ奏者は自身の使用する楽器以外においても楽器の特性を瞬時に把握することができ、発せられた演奏音を聞き、演奏法をフィードバックし、楽器の「鳴り」を変化させ最良の演奏音へと改善することが可能であると考えられる。このことから、初年度の実演奏音測定時にはプロの演奏家に依頼し、無響室での放射音測定実験を行って頂いた。これにより謝金が発生している。H30年度はレンタルした4台のオールド・コンテンポラリーバイオリン(Luca Maria Gallo 1990年、Frederic Chaudiere2008年、Mario Gadda1986年、Gand & Bernardel 1884年)においてX線CTスキャンを実施し、バイオリン職人による調整前後の駒・魂柱の移動度の定量化及び、実演奏時の空間放射特性の測定を終了している。さらに、測定結果より定量的な指針を提供すべく詳細な魂柱と放射指向特性の関連性を調べるために、魂柱の微小な移動と放射特性の相関について測定を開始している。空間放射特性の可視化については無響室内の正二十面体に等密度に配置した42チャンネルのマイクロフォンより取得した各音圧レベルを正規化し、カラースケールにて表現することが可能となったことにより、より視覚的に放射指向性の尖鋭さを理解することが可能となっている。また、CTスキャンを用いた駒・魂柱の移動度の測定法の変更を行った。当初の研究実施計画では、熊本県産業技術センター保有のX線CT検査器を用いる予定であったが、微小な移動度を測定することが困難であったことに加え、熊本地震で被災した測定器・測定室のメンテナンスに時間を要していたため、H30度は熊本県大津町に本社を構える株式会社RPVの協力を得て形状変化を視覚的に確認可能なビューア表示を依頼し、かつ微小な移動度の測定を実現した。この他にもX線CT検査器は熊本大学工学部社会環境工学科のX-Earth Center保有のマイクロフォーカスX線CTスキャナでの測定も実施した。両者とも高精度の測定が可能となっている。申請書の研究実施計画に基づき、本研究は3年間で数十台のバイオリンについて調査し、バイオリン職人の調整による指向特性の定量的な指針作成を目標としている。そのために研究計画を以下の研究サイクルで取り組んでいる。(1)バイオリンの筐体・駒・魂柱のX線CT測定により寸法・位置関係を明らかにする。(2)理論計算によって楽器の共振周波数の解析を行う。(3)無響室でのバイオリンの実演奏音収録により空間放射特性(指向性)を測定する。(4)バイオリン職人による駒と魂柱のバランス調整を実施する。(5)調整後のバイオリンに対し研究手順(1)(3)を再度行い指向性の変化を解析し、調整による位置関係と指向性の相関指標を作成する。H30年度は4台のバイオリンによる研究サイクルを終えている。ただし、バイオリン製作には流派や製作時に参考とする銘器のモデルがあるため、表裏の板形状・厚みには流派ごとに特徴が存在することが解った。このため、レンタルする楽器を選定する際は流派に拘り、ターゲットをやや絞った形を取った。今後の研究推進方策として、実演奏時の演奏者については上述した通りプロの演奏家により行う事とする。
再構成ヌクレオソームを用いた動的クロマチン構造の解明

真核生物のゲノムDNAは、クロマチンと呼ばれる高次のタンパク質-DNA複合体として存在しており、近年、クロマチンの構造と動的性質が、遺伝子の機能制御に重要であることが示されている。そこで本研究では、このようなクロマチンの構造と動的性質の基盤を理解するために、多様なヒストンバリアントや修飾を含むヌクレオソームをモデル系として試験管内で再構成した。そして、それらを用いた構造生物学および生化学を中心とした研究を通して、ゲノム機能を担う様々なクロマチン構造の実体を解明した。これらの研究を通して、真核生物でのDNA機能発現の分子機構が明らかになってきた。真核生物ゲノムDNAの細胞核内での本体であるクロマチンは、動的に構造変動することによってDNA機能制御を行っている。本研究では、このようなクロマチン構造の動的実体の解明を目指して、構造生物学、計算科学、生化学、細胞生物学的研究を推進し、クロマチン動構造の実体を解明することを目的とする。本年度では、クロマチンの基本ユニットであるヌクレオソームの構造および動態の多様性を、再構成ヌクレオソームを用いて、構造生物学的、生化学的、および細胞生物学的手法によって解析した。まず、ヒストンH2Aのバリアント、H2A.Z.1、H2A.Z.2、およびH2A.Bに着目した。そして、H2A.Z.1およびH2A.Z.2を含むヌクレオソームが、通常型のヒストンH2Aを含むヌクレオソームと比較して不安定であることを発見した。H2A.Z.1およびH2A.Z.2を含むヌクレオソームの立体構造をX線結晶構造解析法により明らかにし、H2A.Z.1およびH2A.Z.2は、いずれもL1ループ領域にてヌクレオソーム内で接触しており、L1ループ領域が構造的にフレキシブルであることを明らかにした。また、H2A.Bに関して、細胞生物学的解析およびX線小角散乱解析を行い、H2A.BがDNA損傷部位に集積すること、H2A.Bを含むヌクレオソームでは両端のDNA部分がフレキシブルであることなどが明らかになった。加えて、クロマチン動態に重要と考えられているヒストンテール領域の構造的役割を解明するために、個々のヒストンテールを欠失したH2A、H2B、H3.1、およびH4を含むヌクレオソームを再構成し、それらの立体構造を決定することに成功した。さらに、セントロメア特異的なクロマチン構成タンパク質の機能解析も行い、クロマチンドメイン形成機構に関する重要な知見を得た。動的クロマチン構造の実体の解明を目指して、構造生物学、計算科学、生化学、細胞生物学的研究を推進した。本年度は、クロマチンの基本構成ユニットであるヌクレオソームを試験管内で再構成し、その構造および動的性質を、構造生物学的、生化学的、および細胞生物学的手法によって解析した。まず、ある種のがん細胞において形成されるCENP-AとH3.3を1分子ずつヘテロに含むヌクレオソーム(CENP-A/H3.3ヌクレオソーム)の構造と形成メカニズムを明らかにするため、X線結晶構造解析などの構造生物学的解析、および生化学的解析を行った。まず、精製タンパク質を用いて、CENP-A/H3.3ヌクレオソームを高純度で調製することに成功した。そして、CENP-A/H3.3ヌクレオソームは、CENP-Aホモヌクレオソームよりも著しく安定であることを見いだした。また、X線結晶構造解析によって、CENP-A/H3.3ヌクレオソームの詳細な立体構造を解明した。これらのことから、がんの悪性化に寄与するヌクレオソームの構造生物学的および生化学的特徴についての詳細が明らかになった。さらにH2A.Bバリアントを含むヌクレオソームの構造と機能の解析を行うために、コントラスト変調中性子小角散乱法によりヌクレオソーム中のヒストン(またはDNA)のみの構造を観察し、ヒストンH2A.Bを含むヌクレオソームが通常型のヌクレオソームと比較して、ヒストンテールの配置が異なることを見出した。また分担者堀は、CENP-Aを基点としたセントロメア形成のメカニズムを明らかにするため、染色体工学技術を用いた細胞生物学的な解析を行った。その結果、CENP-Aヌクレオソーム中のH4K20はモノメチル化されており、そのメチル化がCENP-Aを中心としたセントロメアクロマチン構造の形成に必須であることを解明した。昨年度に引き続き、さまざまなヒストンバリアントや修飾ヒストン、修飾DNA、損傷DNA、リンカーヒストンおよびクロマチン結合因子などを含むヌクレオソームを試験管内で再構成し、生化学的、構造生物学的、物理化学的、細胞生物学的解析を行うことにより、それらの機能メカニズムについての新たな知見を多数得た。1)ヒト精巣で高発現するH3バリアントであるH3.5を含むヌクレオソームが主要型ヌクレオソームと比べて不安定であることを見出し、不安定化のメカニズムを構造生物学的に明らかにした。H3.5が転写開始点近傍に局在することも明らかになり、H3.5ヌクレオソームの不安定な性質が、精巣特異的な遺伝子発現制御に重要である可能性が示唆された。2)同じく転写制御において重要な役割を担うH3K122クロトニル化修飾についても、ヌクレオソーム構造に大きな影響を与えないもののヌクレオソームを不安定化する効果をもつことが明らかになった。

3)セントロメア近傍のDNAメチル化は、ヌクレオソームのDNA上での配置やDNAの柔軟性、ひいてはクロマチンの高次構造に影響を与えることが明らかになった。4)セントロメア蛋白質の解析を行い、CENP-Bが、セントロメアに局在するCENP-Aヌクレオソームを特異的に認識して結合するメカニズムを生化学的解析により明らかにした。また、分担者堀を中心として、CENP-CやHJURPなどの機能についての解析を西郷生物学的手法により行った。本年度は、ヒト精巣特異的なH3バリアントのH3.5を含むヌクレオソーム、主要型H3のK122がクロトニル化されたヌクレオソーム、セントロメア近傍のsatellite 2 DNAを用いて再構成したヌクレオソーム、メチル化を入れたsatellite 2 DNAを用いて再構成したポジショニングの異なる2種類のヌクレオソームなどの結晶構造解析に多数成功し論文を出版するに至った。また、セントロメア蛋白質CENP-Bが、これまでの予想に反してCENP-Aに直接結合することが明らかになり、CENP-B box(CENP-Bが特異的に認識するDNA配列)がヌクレオソーム上のCENP-A近傍に配置している場合に、CENP-BがCENP-AとCENP-B boxの両方に結合してCENP-Aヌクレオソームに最も安定的に局在する、という驚くべきメカニズムが明らかになった。さらに、ヌクレオソームが12個連結したアレイの作製技術を確立し、リンカーヒストンH1が結合した時のヌクレオソームアレイの凝集度を分析超遠心機を用いた沈降速度法により評価するなど、高次クロマチン構造を研究する基盤も整ってきた。これらの成果は、当初の計画を大きく上回るものであり、本年度は計画以上に研究が進展したと評価できる。さまざまな生物種由来のヒストンバリアントや修飾ヒストン、損傷DNA、リンカーヒストンおよびクロマチン結合因子などを含むヌクレオソームの、生化学的、構造生物学的、物理化学的、細胞生物学的解析を行うことにより、それらの機能メカニズムについての新たな知見を多数得た。1)ヌクレオソームが、相同組換え過程における相同鎖検索に及ぼす影響を解析し、減数分裂期特異的相同組換えタンパク質DMC1が、ヌクレオソームの存在しない領域を選択的に標的とする事を明らかにした。2)転写開始点に形成される、H2AとH2A.Zを1分子ずつ含む、ヘテロヌクレオソームの結晶構造を明らかにし、H2A.ZのL1領域がヘテロヌクレオソームに特徴的な構造を形成する事を見出した。3)H2BおよびH4のユビキチン化がヌクレオソームおよびポリヌクレオソームの構造に及ぼす影響を解析し、ユビキチン化によってクロマチンが広がった高次構造を形成する事を明らかにした。4)転写開始点近傍に局在するH3.Yヌクレオソームの生化学的解析、X線結晶構造解析によって、H3.Yヌクレオソームが通常のヌクレオソームよりも安定である一方で、DNAの末端が広がった動的な構造を形成する事を明らかにした。5)分裂酵母のヌクレオソームがヒトのヌクレオソームよりも不安定である事を生化学解析によって明らかにした。6)マウスの精子形成に必須なH3tを含むヌクレオソームの立体構造とその性質を明らかにした。7)塩基除去修復の過程やDNA損傷によって形成される、APサイトを含んだヌクレオソームの立体構造を明らかにし、損傷部位のDNAバックボーンがヌクレオソームから飛び出した“インチワーム構造"形成する事を発見した。
おいしく食べるための脳機能-ポジトロンCTによる解明

はじめに、下顎運動時における各咀嚼筋内部の局所ならびに筋全体の活動と脳の活動様相をFDG-PETを用いて解明することを目的に実験を行った。被験者は、歯の欠損や顎口腔系の機能異常とその既往を認めない男性11名とした。標識薬剤には、FDGを39.2±5.2MBq用い、FDGを肘静脈より投与すると同時に、被験者に負荷課題として下顎左側方運動を開始させ、1Hzで30分間行なわせた。その結果、対側の外側翼突筋と内側翼突筋のSUR(単位体積あたりFDG集積量)は両側の咬筋よりも有意に大きかった。全被験者でみると、咀嚼筋の局所的なFDG集積の分布は個人差が大きく、各被験者はそれぞれ固有の活動を示すことが明らかになった。しかし、脳の活動様相についてはPET画像では判別が困難であった。そこで、ファンクショナルMRI(fMRI)を用いて、ガム咀嚼時の脳活動を分析することにした。MRI検査にはMRI装置(Siemens Magnetom Vision Plus,1.5T)を用い、被験者(男性3名)に耳栓を着用のうえ、MRI装置内で仰臥位をとらせ、以下のタスクを行わせた。味覚刺激として、味のないガムの咀嚼とオレンジ味のついたガムの咀嚼、視覚刺激としては、半分に切ったオレンジの画像とオレンジ色のモザイク画像をプロジェクターで映写し固視させた。これらの刺激を組合せることにより4通りのMRI撮影を実施した。その結果、味覚刺激と視覚刺激の両方がある場合は、いずれの刺激もない場合に比べて、頭頂葉と側頭葉の活動が強く表れた。一方、視覚刺激であるオレンジ画像とモザイク画像の違いが、味覚刺激の有無による脳活動の差に及ぼす影響はみられなかった。摂食行動は栄養素やエネルギー源を補給することを目的とした本能的行動であるが、ヒトにおいては食物をよりおいしく味わい、食事を楽しむことの社会心理的意義ははかりしれない。われわれが食物をおいしく味わうためには、味覚のみならず嗅覚、触覚、温覚、冷覚、視覚、聴覚などの感覚情報の相互作用が重要な役割を演じていると考えられているが、これまでの知見はラットやサルを用いた電気生理学的実験の結果に基づいたものであり、情動行動が高度に発達したヒトに対しても当てはまるとはいえない。ポジトロンCT (PET)は、従来生体では測定が不可能であった各組織、臓器の活動状態を定量化することが可能である。そこで本研究では、味をつけたガムベースと味のないガムベースをそれぞれ咀嚼した場合などのPET画像の比較を行うことにより、食品を味わうときに活性化される脳のマッピングを行うことを目的とする。平成14年度は、まず基礎実験としてガムを片側で咀嚼し続けた場合を想定し、単純な下顎側方運動における各咀嚼筋内部の局所的な活動および筋全体の活動の特徴と、脳の活動様相をFDG-PETを用いて解明し、咀嚼機能時の正常像を得ることを目標にした。その結果、単純な下顎側方運動では、両側の咬筋、側頭筋に対して、運動方向と対側の内側翼突筋の平均SURが有意に高く、また対側の外側翼突筋の平均SURも高いことが示された。しかし、今回の実験では外側翼突筋に代表されるように全体的に被験者間の差が大きく、傾向を特定することは困難であった。したがって、顎運動経路や咬合状態など下顎運動に影響を及ぼす因子を測定し、関連を分析する必要があると考えられた。

脳活動に関しては今回結果を出す事ができなかったが、SPM99などを利用してさらに分析を進める予定である。下顎運動時における各咀嚼筋内部の局所ならびに筋全体の活動と脳の活動様相をFDG-PETを用いて解明し、咀嚼筋活動と脳活動の正常像を明らかにすることを目的に以下の実験を行った。被験者は、歯の欠損や顎口腔系の機能異常とその既往を認めない正常有歯顎者で、全身的にも健常な25歳から29歳、平均年齢27.0±1.5歳の若年成人男性8名とした。標識薬剤には、FDGを38.5±5.6MBq(1.04±0.15mCi)用い、FDGを肘静脈より投与すると同時に、被験者に負荷課題として下顎左側方運動を開始させ、1Hzで30分間行なわせた。この時、咬合力は出来るだけ排除し、軽く滑らせる様に指示した。PET撮影は、SET2400Wの3Dモードで頭頚部2断面、Emission scanは1断面につき450秒行い、Transmission scanはその前後に1断面につき450秒行った。画像再構成はOSEMにて行った。PET撮影とは別に、GE社製、SIGNA MR/I 1.5T Hi Speed、SPGR法にて頭頚部領域のT1強調MRI画像を撮影した。画像分析では、PET-MRI Toolsを用いてPET画像に対してRegistrationしたMRI画像上で筋全体のROIを設定し、それをPET画像に対して適用した。各咀嚼筋のROI内の平均PETカウントからSURを算出し、FDG集積の違いを明らかにするために一元配置分散分析を行なったところ、等分散性が仮定できなかったことから、Games/Howell法にて多重比較検定を行なった。結果の一例として、ある被験者では、右側の外側翼突筋の停止側には特に高い集積が見られ、右側の内側翼突筋にも集積が見られたが、咬筋および側頭筋ではあまり強い集積は観察されなかった。全被験者でみると、局所的な集積の分布は個人差が大きく、各被験者はそれぞれ固有の活動を示すことが明らかにされた。これまで、下顎運動時における各咀嚼筋内部の局所ならびに筋全体の活動と脳の活動様相をFDG-PETを用いて解明し、咀嚼筋活動と脳活動の正常像を明らかにすることを目的に実験を行ってきた。その結果、全被験者でみると、咀嚼筋の局所的なFDG集積の分布は個人差が大きく、各被験者はそれぞれ固有の活動を示すことが明らかになった。しかし、脳の活動様相についてはPET画像では判別が困難であった。そこで、今年度はPETと同様に神経の活動様相を画像化することが可能なファンクショナルMRI(fMRI)を用いて、ガム咀嚼時の脳活動を分析することにした。MRI検査は東北福祉大学感性福祉研究所内に設置されたMRI装置(Siemens Magnetom Vision Plus,1.5T)を用いて行った。被験者(男性3名)には耳栓を着用のうえ、MRI装置内で仰臥位をとらせ、以下のタスクを行わせた。味覚刺激としては、味のないガムの咀嚼とオレンジ味のついたガムの咀嚼、視覚刺激としては、半分に切ったオレンジの画像とオレンジ色のモザイク画像をプロジェクターで映写し固視させた。これらの刺激を組合せることにより4通りのMRI撮影を実施した。得られた機能画像については、頭部の動きの補正、脳の形態標準化、平滑化、画像統計計算などをMATLAB上でSPM99を用いて行った。その結果、味覚刺激と視覚刺激の両方がある場合は、いずれの刺激もない場合に比べて、頭頂葉と側頭葉の活動が強く表れた。一方、視覚刺激であるオレンジ画像とモザイク画像の違いが、味覚刺激の有無による脳活動の差に及ぼす影響はみられなかった。
位置情報付き画像の分散エージェント管理による内容ベース画像検索とその応用

本研究課題はインターネット上に存在する位置情報付きの画像に関する情報を、位置に応じて分散エージェント上で管理するシステムの設計と開発を行った。各エージェントは管理している画像の特徴量を計算し、画像類似度と位置を用いて画像クラスタリングを行う。そして、(1)画像による検索要求に対して類似する画像クラスタを求め(2)その画像クラスタ中から要求された画像に類似した画像を結果として返す処理を分散環境において行う。大規模な類似画像検索を並列化するにあたって分散エージェントを用いてインターネット上の画像を管理、検索する手法、およびクラスタリングアプローチにより「対象が同じ」画像を効率よく検索するための手法について検討を行った。地理空間をメッシュ状の領域に分割して、その領域をエージェントに管理させると、一般に撮影される写真は観光地など一部の場所に偏ることから、CoPhIRという世界最大規模の写真画像データセットから位置情報付き画像のみを取り出し、その地理的分布についてクラスタリングする実験を行った。その結果、写真の分布は都市部への偏りが大きいが、内容ベースの類似検索を行うことによりある程度の精度で検索が可能なことが分かった。この結果を用いて今後、画像処理負荷が一部のエージェントに偏らない地理的領域の分割管理手法において分散制約充足等の方法により最適な分割を行う手法を検討する。分散エージェントおよびプロトコル設計については、エージェントによる画像処理に関する基礎的部分の開発を行っており、検索アルゴリズムについても空間充填曲線を多重化して用いる方法について検討を行った。また、クラスタリングと画像類似度の関係について約二十万枚の画像を用いた実験を行い、位置情報を用いることで検索の性能を向上させることができることを確認した。また、応用としての画像検索の際の検索インタフェースについても、利用者のフィードバックを重視したインタフェースの検討を行っており、これを画像検索に応用する方法を今後検討していく。大規模な類似画像検索を並列化するにあたって分散エージェントを用いてインターネット上の画像を管理、検索する手法、およびクラスタリングアプローチにより「対象が同じ」画像を効率よく検索するための手法について検討を引き続き行い、位置情報付き画像を用いた類似画像検索のための分散エージェントの設計を行った。設計においては、位置情報付き画像を1枚ごとに1エージェントで管理することにより並列度を高めることとし、クラスタリングをどのようなタイミングで行うかについて検討したが、負荷分散と検索性能のバランスの問題があり、これについては引き続き検討が必要である。また設計の方向性を確認するため、プロトタイプの実装を行った。実装にあたっては大阪大学で開発されたエージェントベースのP2PプラットフォームPIAXを用いて、画像の特徴量計算と類似距離計算を行う機能を有したエージェントを作成し、実際に画像を検索する実験を行った。これにより、P2P分散エージェントによる基本的な類似画像検索の機能の実現を確認した。位置情報付き画像については、ヨーロッパの都市を中心に収集されたECIMデータセットなどについても利用を行っていく予定である。しかしながら、本研究に必要な撮影対象が同一であることを現状ではユーザが付与したタグの同一性でしか判断できないことが明らかになった。この問題についてデータセットのクリーニングなどの処理が必要となる。今後、複数ノード上での分散処理の実現と最適な地理的配置アルゴリズムの設計実装、検索インタフェースの設計実装が必要である。本研究課題は地物を撮影したインターネット上の位置情報付き画像を対象としたCBIRを行うために、大規模な画像集合を扱う並列化アプローチと撮影位置で画像群を分割するクラスタリングアプローチの組み合わせを、分散エージェントにより実現するものである。提案手法はインターネット上に存在する位置情報付きの画像に関する情報を、位置に応じて分散エージェント上で管理する。そして、1画像による検索要求に対して類似する画像クラスタを求め、2その画像クラスタ中から要求された画像に類似した画像を結果として返す。これにより同一対象を撮影したと推定される画像が検索できる。これにより新しい内容ベース画像検索の枠組みを生み出し、処理と検索の効率を向上させることを目的としている。平成24年度は、分散検索エージェントをP2PプラットフォームPIAXを利用して実装を行い、検索を行うシステムの枠組みを構築し、動作検証を行う実験を行った。地理的クラスタリングのためのボロノイ領域を用いたアルゴリズムの提案を行い、それらの成果について国際会議において発表を行った。画像データについては、海外で制作されたデータセットをベースに収集を行ったが、評価のための正解データがないため、提案手法の評価にはそれらの正解データが必要となる。運用実験についてはこれらの問題のため、今後実施する予定である。位置情報付き画像のデータセットにおいて、クラスタリングを行うことで位置に特有の画像かそうでない画像かを判断することとしていたが、画像によっては判断の難しい画像もあり、事前のスクリーニング等を行う必要が出てきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。分散エージェントによる類似画象検索システムの実装と並行して収集するデータセットのスクリーニングについても検討を行っていく。スクリーニングにおいては、ヒューリスティックな手法だけではなく、ユーザからのフィードバックによる学習も考慮する可能性がある。ユーザからのフィードバックについては検索インタフェースの設計に取り入れて行く。