hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
被災者への実際的かつ組識的心理支援体制の構築に関する研究

これに際して、アメリカ国内で国際活動の第一人者としてアメリカ心理学会から賞を得られたGerard.A.Jacobs教授を始め、元衆議院議員で弁護士の泉房穂氏を招聘することが出来、本研究課題の主題を日本心理臨床学会として検討する場を得ることが出来た。2.日本赤十字社こころのケア指導者養成研修、赤十字看護管理者研修、赤十字看護師に対する東北ブロック研修会、日本赤十字第1ブロック支部合同災害救護訓練、Training Course on Basic Health Care ERU、また福井県災害看護支援ナースリーダー研修会、室蘭市男女共生セミナー、北海道教育庁10年経験者研修、日本土木学会北海道支部主催シンポジウム、などに積極的に参加し講師や研修の講師などを務め、本研究成果に関連する内容の公表と検討に努めた。3.平成18年度はスマトラ津波災害2年後に当たり、被災2年目の現状と現地の支援活動の実態について調査を行った。この調査により、被災者に対する中長期的な国際支援のあり方について検討を行い、今後の研究の方向性について指針の一つをまとめた。4.災害時に於ける心理的支援教育の充実に向けたアクションメソッドの更なる導入を図るためにオーストラリアのサイコドラマの第一人者の研修への参加を行ない、研究交流を行った。
機能評価に基づいた河畔ゾーンの管理手法に関する研究

河畔林の動態と渓畔ゾーン機能評価について検討した。対象とした機能は、日射遮断、倒流木供給、落葉供給である。まず河畔林の動態に関しては、十勝川流域の本流と支流において、19ヶ所の植生調査区を設置し、樹種、樹高、胸高直径、林床植生、堆積物サンプル調査、地形測量を実施した。これにより、立地条件のヘテロ性と優占樹種との間に明瞭な対応が認められた。日射遮断効果については、問寒別流域支流において熱収支を実施しその効果を定量的に計測するとともに、広範囲を網羅するために各支流の夏季最高水温を流域面積、オープン長、標高などを説明変数しとて推定する重回帰モデルを作成した。2つのモデル結果はよく合致し、良好な推定が可能であることが明らかになった。とくに、重回帰分析の結果、河畔林によって覆われていないオープン長が最も強く影響することが明らかになり、その重要性が確認できた。倒流木が魚類に与える影響を明らかにするため、昨年度より猿払川支流の一部区間において倒流木の除去実験を行った。その結果、倒流木の除去後大きな河床変化が生じ、カバー率が低下し淵の個数が減少した。魚類については、サクラマスとフクドジョウの生息密度低下が明らかになり、魚類の生息に対するカバーの重要性が示唆された。さらにサクラマスは淵頭を好んで利用することが知られており、サクラマスの生息密度低下には淵の個数の減少も影響していると推測された。落葉供給については、落葉広葉樹林を流れる幌内川で実施した。河川内に供給される年間落葉リター量はおよそ2.6トンで、そのうち約5割が落葉後積雪開始の11月まで滞留していることが明らかになった。また落葉リターの滞留には倒流木の存在が重要であることが判明した。本年度は、河畔林の動態と渓畔ゾーンからの倒流木供給機能に関し中心的に研究し、一応の結果を得た。まず河畔林の動態に関しては、沙流川1992年洪水とその後の回復過程について追跡調査するため、まず本川地形条件と撹乱の程度を検討した。河畔林の撹乱程度は3つの段階に区分でき、軽度は冠水したがほとんど物理的撹乱を受けていない区域、中程度は洪水によって河畔林が倒伏した区域、強度は河畔林が流出し新たな裸地が形成された区域であった。これら撹乱の強度は、河川地形によく対応しており、現流路近くに形成される比高の低い堆積地では強度の撹乱、流路から離れ比高の高い堆積地ほど軽度の撹乱を受けていたことが明らかになった。中程度の撹乱を受けた区域では、倒れた幹からの萌芽による繁殖が認められたが、その後多くのシュートが枯死した。強度の撹乱を受けた地域では、風散布型種子(ヤナギ・ハンノキ類)の定着による実生からの繁殖がほとんどであったが、一部流れてきた幹・枝からの萌芽個体も認められた。河畔林からの倒流木供給機能については、北海道北部緩流蛇行小河川猿払川で実施した。供給形態として最も多いのは、河岸洗掘に伴う立木の倒れ込みで、その他には風倒・崩壊・人為的供給が確認できた。こうした倒流木のうち、河幅と同程度以上の長さをもつものは洪水時を流出せずに停滞する傾向にあることが分かった。また、魚類生息場の要素として重要な瀬・淵構造、カバー形成機能に関しては、大径で長く(河幅程度)、腐朽度も低く、流路に直角に倒れ込んでいる倒流木が最も効果的に影響を及ぼしていることが判明した。

昨年末、野外実験の目的で一部区間についてこれら倒流木を除去した。現在、魚類種数・個体数の変化を継続調査している。本年度は、河畔林の動態と渓畔ゾーン機能評価について検討した。対象とした機能は、日射遮断、倒流木供給、落葉供給である。まず河畔林の動態に関しては、十勝川流域の本流と支流において、19ヶ所の植生調査区を設置し、樹種、樹高、胸高直径、林床植生、堆積物サンプル調査、地形測量を実施した。これにより、立地条件のヘテロ性と優占樹種との間に明瞭な対応が認められた。日射遮断効果については、問寒別流域支流において熱収支を実施しその効果を定量的に計測するとともに、広範囲を網羅するために各支流の夏期最高水温を流域面積、オープン長、標高などを説明変数として推定する重回帰モデルを作成した。2つのモデル結果はよく合致し、良好な推定が可能であることが明らかになった。とくに、重回帰分析の結果、河畔林によって覆われていないオープン長が最も強く影響することが明らかになり、その重要性が確認できた。倒流木が魚類に与える影響を明らかにするため、昨年度より猿払川支流の一部区間において倒流木の除去実験を行った。その結果、倒流木の除去後大きな河床変化が生じ、カバー率が低下し淵の個数が減少した。魚類については、サクラマスとフクドジョウの生息密度低下が明らかになり、魚類の生息に対するカバーの重要性が示唆された。さらにサクラマスは淵頭を好んで利用することが知られており、サクラマスの生息密度低下には淵の個数の減少も影響していると推測された。落葉供給については、落葉広葉樹林を流れる幌内川で実施しした。河川内に供給される年間落葉リター量はおよそ2.6トンで、そのうち約5割が落葉後積雪開始の11月まで滞留していることが明らかになった。また落葉リター滞留には倒流木の存在が重要であることが判明した。
ゲーム論的確率論における極限定理の研究―新たなアプローチによる確率論の基礎の構築

ゲーム論的確率論における様々な極限定理を導いた.まず,非有界予測ゲームにおいて,Realityが大数の強法則や重複対数の法則に背くような行動をしたときに,Skepticの資金過程の発散のオーダーの評価を求めることについて考察した.その結果,ゲーム論的確率論における新たな極限定理を得た.また,非有界予測ゲームにおいて,いくつかの条件の下で,Skepticは有限個の戦略によって大数の法則を弱強制できることを示した.本研究計画の目的は,「ランダムな現象をどこまで説明できるか」ということについての可能性を探ることを目指し,ゲーム論的確率論における極限定理を導くことによってゲーム論的確率論という新しい理論を発展させることであった.そのために,平成25年度の研究計画においては,平成24年度に引き続き,ゲーム論的確率論における極限定理を導いてゆくことを計画した.そこで本年度は,非有界予測ゲームにおいてSkepticが有限個の戦略によって弱強制できる大数の法則の収束レートとその条件についての研究を行った.その結果,『The Unbounded Forecasting Gameにおいて,Realityの行動を制限すれば,Skepticは単一の戦略によって大数の法則を弱強制できる』ことと,『The Unbounded Forecasting Game with Double Hedgesにおいて,Realityの行動を制限せずに,Skepticは有限個の戦略によって大数の法則を弱強制できる』ことがわかった.これまでに存在しているゲーム論的確率論における極限定理に関する研究において,Skepticが採る戦略は資金を可算無限個に分割したうえで用いられているものがほとんどであり,かなり複雑な構成となっている.一方,「Skepticの戦略の複雑さ」と「強制できる極限定理とその収束レート」の関連性は測度論的確率論に現れることのない概念でもある.これらのことから,非有界予測ゲームにおける大数の法則に対して,「ゲームのプロトコル」,「戦略の複雑さ」,「収束レート」の関係性について,新たな結果を得た本研究はゲーム論的確率論の発展において非常に重要なものであると考えられる.本研究計画の目的は,「ランダムな現象をどこまで説明できるか」ということについての可能性を探ることを目指し,ゲーム論的確率論における極限定理を導くことによってゲーム論的確率論という新しい理論を発展させることであった.そのために,平成24年度の研究計画においては,ゲーム論的確率論における極限定理を導いてゆくことを計画した.そこで,『Realityがランダムな行動をとらないと仮定したときに,すなわち,Realityが大数の強法則や重複対数の法則に背くような行動をしたときに,Skepticは自身の資産をどのようなレートで無限に発散させることが可能であるか』という観点から,ゲーム論的確率論における新たな極限定理を導くことを目指した.そして,RealityがΣx_i≧a√(n log n)やΣx_i≧a√(n loglog n)を満たすようにx_nを選んでいったときに,Skepticの資産がどのようなレートで無限に発散してゆくことが可能であるかということについて新たな極限定理を得ることができた.また,それと同時に,ゲーム論的確率論の立場により得られた新たな極限定理によって,それに対応するマルチンゲール差列に対する極限定理についての新しい結果を導いた.これまでのゲーム論的確率論における極限定理は,『Skepticの資金が無限に増大しないようにRealityは行動しなければならないと仮定すると,Realityは必然的にランダムな挙動を強制される』という立場のものがほとんどであった.その一方で,本研究は『Realityはランダムな行動をとらないと仮定したときに,Skepticは自身の資産をどのようなレートで無限に発散させることが可能であるか』という観点によるものであり,本研究によって得られた結果は,ゲーム論的確率論の発展に貢献をもたらしたと考えられる.本研究計画の目的は,「ランダムな現象をどこまで説明できるか」ということについての可能性を探ることを目指し,ゲーム論的確率論における極限定理を導くことによってゲーム論的確率論という新しい理論を発展させることであった.そのために,平成26年度の研究計画においては,平成24年度に得られた結果に関連して,『Realityはランダムな行動をとらないと仮定したときに,Skepticは自身の資産をどのようなレートで無限に発散させることが可能であるか』という観点から,ゲーム論的確率論における新たな極限定理を導いてゆくことを計画した.その結果,非有界予測ゲームにおいて,RealityがΣx_i≧a*c_nという形を満たすようにx_nを選んでいったときの,Skepticの資金過程の発散のオーダーの評価に関する新たな極限定理が得られた.ゲーム論的確率論は確率論の新しい定式化であり,測度論的確率論において示される極限定理が,ゲーム論的確率論における極限定理として実現できるかどうかということは,一般的にはわからない.そのため,ゲーム論的確率論を発展させるために,様々な観点から極限定理を求めることが期待される.ここで得られた研究成果は『Realityはランダムな行動をとらないと仮定したときに,Skepticは自身の資産をどのようなレートで無限に発散させることが可能であるか』という観点によるものであり,平成24年度の本研究を除けば,既存のゲーム論的確率論における極限定理にはあまりみられないものである.ある極限定理がゲーム論的確率論における極限定理として実現できることを示した本研究の成果は,ゲーム論的確率論の発展において意義のあるものと考えられる.本研究計画の目的は,「ランダムな現象をどこまで説明できるか」ということについての可能性を探ることを目指し,ゲーム論的確率論における極限定理を導くことによってゲーム論的確率論という新しい理論を発展させることである.

本年度は,平成25年度に得られた研究結果を拡張し,「非有界予測ゲームにおいてSkepticが有限個の戦略によって重複対数の法則を弱強制できるか」ということについて考えてみた.その結果,The Unbounded Forecasting Game with Double Hedgesというゲームにおいて,Realityの行動を制限せずに,Skepticは有限個の戦略によって重複対数の法則を弱強制できることが導かれた.ゲーム論的確率論にも,「重複対数の法則」が存在する.これは,The Unbounded Forecasting Gameにおいて,Realityの行動が制限されたうえで,Skepticは無限個の戦略を用いることで重複対数の法則を強制できるこというものである.ただし,ゲームとしての面を考慮した場合に,「Realityの行動が制限されている」という点と「Skepticが無限個の戦略を用いる」という点はいささか不自然であり,それらを除去することが望ましい.そこで,Skepticにいくらか有利なprotocolを設定するものの,The Unbounded Forecasting Game with Double Hedgesにおいて,Realityの行動を制限せずに,Skepticは有限個の戦略によって重複対数の法則を弱強制できることを示した本研究はゲーム論的確率論の発展に貢献をもたらすものと考えられる.ゲーム論的確率論における様々な極限定理を導いた.まず,非有界予測ゲームにおいて,Realityが大数の強法則や重複対数の法則に背くような行動をしたときに,Skepticの資金過程の発散のオーダーの評価を求めることについて考察した.その結果,ゲーム論的確率論における新たな極限定理を得た.また,非有界予測ゲームにおいて,いくつかの条件の下で,Skepticは有限個の戦略によって大数の法則を弱強制できることを示した.平成26年度は,非有界予測ゲームにおいて,RealityがΣx_i≧a*c_nという形を満たすようにx_nを選んでいったときの,Skepticの資金過程の発散のオーダーの評価についてゲーム論的確率論における新たな極限定理を導いたことで,本研究計画の目的の一つである「測度論的確率論における極限定理に対応するゲーム論的確率論の様々な極限定理を導出する」ということに関しては達成されたが,ゲーム論的確率論における極限定理からマルチンゲール差列に対する極限定理についての新しい結果は得られず,「ゲーム論的確率論における新たな極限定理から測度論的確率論における新たな極限定理を導く」というところまでには至らなかった.そのため,論文の投稿や学会での発表は更なる成果が得られるまで見送ることにした.確率論今後は平成26年度と同じ題材について研究を行い,平成26年度に得られた結果に続く研究成果を導いていく予定である.
中性KメソンFCNC稀崩壊過程における新現象探索

標準理論で抑制されるFCNC稀崩壊過程は、未知粒子の寄与に高感度をもち、その探求は新事象の探索・各種現象論的モデルの検証となる。本研究はK_L→π^0π^0X(X=μμ)崩壊を解析し、μμに結合するX(214)状態の探索を行い、崩壊分岐比の上限値(1.6x10^-6)を得た。更に小林・益川行列のρパラメーターを与え、新現象の寄与があれば桁違いの分岐比となるKL→π^0π^0・υυ崩壊の探索を行い、分岐比上限値を従来から1ケタ改善するデータを得た。今年度は、KEK-PSによる実験、E391aの2005年のデータ収集ラン(RUN-III)のデータサンプルを用いて、HyperCPによって示唆されたX(214MeV/c^2)のK_L→π^0π^0X(214)、X(214)→μ^+μ^-崩壊過程における探索を中心に行った。この未知粒子Xはその解釈として、スカラーゴールドスティーノ、あるいは超対称性理論から予想される軽いヒッグズ等が考えられる。解析手段として、CsIカロリメーターに4つのγ線クラスターのある事象をスキムしたサンプルを作成し、再前方のBAカウンターPWO層に5層とも2個のμによる最小イオン化エネルギー損失×2が与えられていること、さらに再構成されたπ^0π^0有効質量がその閾値程度であることを要求することでK_L→π^0π^0X(214)、X(214)→μ^+μ^-過程を効率よく選びだし、かつ背景事象を除去する手法を確立した。シミュレーションにより、この方法でのE391a実験による1事象観測あたりの崩壊分岐比検出感度は10^<-7>10^<-6>と推定され、混入する背景事象は1事象を下回るレベルに抑制されることが分かった。現時点でX(214MeV/c^2)粒子の条件を満たす事象は検出されておらず、K_L→π^0π^0X(214)、X(214)→μ^+μ^-過程分岐比の実験的上限値の定量化のため背景事象の詳細な検討を行っている。昨年の研究で解析手法をほぼ確立したK_L→π^0π^0X(214)、X(214)→μ^+μ^-過程の最終的解析をすすめた。このX粒子はスカラーゴールドスティーノ、あるいは超対称性理論から予想される軽いヒッグズ等の候補となるなど、興味深いものである。結果としてこの事象は観測されず、214MeVの粒子生成に関しての生成・崩壊分岐比の上限値1.6×10^<-6>(90%C.L.)を得、同時にK_L→π^0π^0μμ4体崩壊の上限値9.3×10^<-7>を得た(大学院生の緒方がKAON09会議に結果を報告)。上の過程の上限値をそれ以上改善するには統計的に限界が来たので、解析の重点を終状態が全て中性粒子となるK^L→π^0π^0νν過程に移した。実験的に困難であるゆえに、これまで殆ど研究されていなかった過程で、標準理論では小林・益川ユニタリティー三角形の頂点の実数部を示し,E391a実験のメインモードであるπ^0ννと相補的関係にある。標準理論による予言値は10^<-13>と小さいが、標準理論を超える過程には高い敏感である。データのスキムは基本的に4つのγクラスターのある事象なので、以前のものをそのまま使用でき、モンテカルロシミュレーションにより、νν有効質量が数MeVの低質量からX(214)を包含する領域までの測定感度、及び主たる背景事象の排除法の研究を進めた。K^Lの主崩壊モードであるπ^0π^0π^0過程からの混入を抑えたうえで、bifurcation法により、全データで予想される混入数0.2事象程度に抑えられた。さらに最適化を推し進め、最終的に10^<-6>まで崩壊分岐比の上限値(現存するリミット値からの1ケタの改善)に制約をっけられることが予測される。全データに対する最終カットを定め、来年度の早い時期に結論を出す予定である。今年度の物理解析の対象を、K_L→π^0π^0vv崩壊過程の検出に置いた。この崩壊分岐比は、K_L→π^0vvが小林・益川ユニタリティー三角形の虚数部パラメーターηを示ずのに対し、実数部パラメーターρを示し相補的な情報を与える。また、この崩壊分岐比はほかのFCNC課程と同様、相互作用の高次の項に標準理論を超える新たな事象があれば、標準理論の予言値と大きく異なった結果を与えるため、この過程の研究は新現象を含む現象論的モデルの検証に極めて有用である。

K_L→π^0π^0vv過程は終状態がすべて中性粒子である困難さがある。E391a実験のメインモードK_L→π^0vv過程の研究で開発された解析・シミュレーションコードを基にして粒子数の多いK_L→π^0π^0vv解析用に特化し最適化した。稀事象データの解析に於いて解析の客観性を担保するために、最終的な解析方法が確立し、背景事象混入の推定が確定するまで、シグナル領域の計数を行わない「ブラインド解析」の手法を取った。ガンマー線同定のシャワーパターン認識、π^0崩壊光崩検出の純度の向上を図り、ベトカウンターのデータ情報の多次元的活用に努め、K_L→π^0π^0vv過程の主たる背景事象であるK_L→π^0π^0π^0、K_L→π^0π^0からのシグナル領域への混入が無視できることをシミュレーションで確認した。更にbifurcation法に依り、実データそのものからシグナル領域への背景事象混入を推定し、全サンプルを通して0.5事象以下であることを確認した上ではじめてシグナル領域を「開け」たところ、全サンプルに対し零事象であった。我々の実験統計感度(検出1事象に対応する崩壊分岐比感度)はラフに4×10^<-7>程度と見積もられており、これまでの測定限界を2桁近く更新できる。現在K_Lビームフラックス量の最終確認が進行中で、それが固まり次第、最新の崩壊分岐比の上限値に関する論文を雑誌に投稿する準備を行っている。
魚類における脳内生物時計の同定と機能解析

1.自発摂餌活動のサーカディアンリズムにおよぼす松果体験去の影響松果体以外の部位に生物時計が存在するかどうか検討するため,松果体除去ニジマスの自発摂餌活動を計測した.その結果,ニジマスは松果体除去の有無にかかわらず,明暗条件下では明期活動型の日周リズムを示し,このリズムは恒明条件下でも自由継続した.よって,ニジマスでは松果体以外の部位に自発摂餌活動を制御する生物時計が存在することが明らかになった.この生物時計は脳内に存在すると予測された.2.魚類における脳内生物時計の存在部位の検索生物時計指標神経ペプチドの脳内分布を免疫組織化学的に検討し,哺乳類の視交叉上核と相同な魚類脳内の神経核同定を試みた.しかしながら,特定の部位が視交叉上核と相同であると断定できるような染色像は得られなかった.また,魚類においても脳内生物時計の光同調に関与する神経路が存在するかどうか検討するため,キンギョの眼球および松果体にトレーサー(バイオサイチン)を注入し,それらの神経投射部位について検討した.その結果,網膜からの神経投射については視蓋に投射する神経路の存在が再確認されたにとどまった.また,松果体からは手綱核付近に投射する神経線維の存在が確認されたが,視床下部に直接投射する神経線維の存在は確認できなかった.3.時計遺伝子cDNAクローニングの試み上述の組織学的な手法を用いても魚類の脳内生物時計の局在を証明するには至らなかったので,新たなアプローチとして生物時計を支配する遺伝子(すなわち時計遺伝子)のcDNAクローニングを試みた.3種のマウスperiod遺伝子(mPerl,mPer2,mPar3)によく保存されているPAS-Bドメイン付近より縮重プライマーを作成し,PCR法によりニジマスperiod遺伝子のcDNAクローニングを現在試みている.魚類においては、生物時計の存在部位である松果体や眼球の除去を行っても遊泳活動等のサーカディアンリズムが存続することから,哺乳類と同様に脳内にも生物時計が存在すると考えられる.しかしながらその局在と機能については明らかではない.そこで本研究においては,魚類の脳内生物時計の局在の同定とその機能解析を行うためにいくつかの検討を行った.1.魚類における網膜視床下部神経路の解析魚類においても脳内生物時計の光同調に関与する視床下部神経路が存在するかどうか検討するため,キンギョ眼球にトレーサー(バイオサイチン)を注入した.現在,組織切片の作成を行い,検討中である.2.メラトニン受容体の局在松果体,網膜に存在する生物時計と脳内生物時計の相互作用について解析するための基礎実験として,松果体,網膜で生物時計の制御により産生されるメラトニン受容体の脳内分布についてin vitroオートラジオグラフィーにより検討した.その結果,終脳,視蓋,視床下部,小脳分子層,延随に特異的なメラトニン受容体が存在することが明らかになった.しかしながら,オートラジオグラフィーの解像力ではメラトニン受容体を発現している神経細胞を同定することは不可能なので,メラトニン受容体遺伝子のクローニングを試みた.その結果,キンギョ脳total RNAを鋳型としたPCRにより4種の異なるcDNA断片が増幅された.現在,その全長の塩基配列決定を試みている.また,cDNAより演繹されるアミノ酸配列をもとに合成ペプチド抗体を作成し,免疫組織化学にによるメラトニン受容体発現細胞の同定を試みている.3.脳内生物時計培養系の確立今年度は脳内生物時計の局在が同定できなかったので,脳スライス培養の予備実験を行うにとどまった.1.自発摂餌活動のサーカディアンリズムにおよぼす松果体験去の影響松果体以外の部位に生物時計が存在するかどうか検討するため,松果体除去ニジマスの自発摂餌活動を計測した.その結果,ニジマスは松果体除去の有無にかかわらず,明暗条件下では明期活動型の日周リズムを示し,このリズムは恒明条件下でも自由継続した.よって,ニジマスでは松果体以外の部位に自発摂餌活動を制御する生物時計が存在することが明らかになった.この生物時計は脳内に存在すると予測された.2.魚類における脳内生物時計の存在部位の検索生物時計指標神経ペプチドの脳内分布を免疫組織化学的に検討し,哺乳類の視交叉上核と相同な魚類脳内の神経核同定を試みた.しかしながら,特定の部位が視交叉上核と相同であると断定できるような染色像は得られなかった.また,魚類においても脳内生物時計の光同調に関与する神経路が存在するかどうか検討するため,キンギョの眼球および松果体にトレーサー(バイオサイチン)を注入し,それらの神経投射部位について検討した.その結果,網膜からの神経投射については視蓋に投射する神経路の存在が再確認されたにとどまった.また,松果体からは手綱核付近に投射する神経線維の存在が確認されたが,視床下部に直接投射する神経線維の存在は確認できなかった.3.時計遺伝子cDNAクローニングの試み上述の組織学的な手法を用いても魚類の脳内生物時計の局在を証明するには至らなかったので,新たなアプローチとして生物時計を支配する遺伝子(すなわち時計遺伝子)のcDNAクローニングを試みた.3種のマウスperiod遺伝子(mPerl,mPer2,mPar3)によく保存されているPAS-Bドメイン付近より縮重プライマーを作成し,PCR法によりニジマスperiod遺伝子のcDNAクローニングを現在試みている.
レベニューマネジメントにおける統計的手法

レベニューマネジメントが適用できる業種には、キャパシティに上限があること、複数種類の料金クラスが存在すること、事前予約および購入が可能であること、という特徴がある。レベニューマネジメントを効果的に適用するためには、予約増分データ(ブッキングデータ)によって最終需要数の精度の高い予測を行うことが重要である。本研究では、予約増分数日次データの特性を分析し、その統計的モデルを考案した。また、関連テーマである自動販売機の最適なコラム割当の手法を開発した。一般的な自動販売機の内部には同一の商品を複数個ストックするコラムが複数個ある。一台の自動販売機からの利益を商品売上額から在庫補充コストを差し引いた値として定義し、利益を期間で割った値を目的関数とする最適化問題を定式化した。この問題はキャパシティが有限である点がレベニューマネジメントと共通している。需要がポアソン過程にしたがうという過程のもとで、最適化問題を定式化し、タブーサーチを用いた最適なコラム割当を求める手法を考案した。数値実験によって、この方法の有効性が示された。平成20年度はホテル・レベニューマネジメントの研究を主に行った。第一に、ビッドプライス法によるホテル・レベニューマネジメントのパフォーマンスを検証し、ビッドプライス(一商品を販売したときの機会費用の推定値)の精度を向上させる手法を考案した。この手法はモンテカルロシミュレーションによって需要の分布を近似する手法である。ビッドプライスは需要の確率分布に依存するので、需要予測の従来のモデルを一般化したモデルを考案し、推定方法の研究を行った。この研究に関する成果は、科研費シンポジウム(2008年11月沖縄で開催)で発表を行った。第二に、ホテルの実績時系列データ(販売客室数、平均単価)のデータから需要をセンサー回帰分析によって推定する方法の研究を行った。また、この手法の病院への応用可能性を考察した。ホテルの宿泊需要は近隣におけるイベントに大きく依存するので、当該ホテルの需要に影響を及ぼすイベントの履歴データが有用であると考えられる。この履歴データを用いて、需要予測の精度を上げる統計的手法の研究を計画している。以下の二つの研究を行い成果を得た。1.平成20年度に引き続き、ホテルの日次ブッキングデータの分析を行い以下の特性を見出した。(1)日次ピックアップ(予約数の増分)には、宿泊日までの日数の増加関数であり、この関係は安定していること。(2)日次ピックアップの平均値は宿泊日に依存し、年間を通した平均では曜日に強く依存する。(3)近接する宿泊日のピックアソプは相関を持つこと。また、ブッキングの増分はキャパシティと現時点での予約数の差を超えることができないので、センサリングの問題として定式化して、EMアルゴリズムによって日次需要の平均を推定した。EMアルゴリズムによる需要推定を用いた予測精度は良好であった。レベニューマネジメントのパフォーマンスは需要予測の精度に依存するので、これらの結果は本研究の基礎をなす。2.ホテルの日次実績データ(ADR平均料金,Occupancy稼働率,REVPAR)の分析を、複数のホテルについて行った。販売室数を当該ホテルの料金および競合ホテルの料金に回帰する時、回帰係数は予想される符号条件を満たさないことが示された。この結果は実績データによる単純な分析が有益ではないことを意味している。都心部においてホテルは激しい競争にさらされ、自社ホテルおよび競合ホテル料金が予約数に与える効果を測定することは重要である。上記の結果は、実績データだけの分析では不十分であり、複数ホテルの宿泊前の日次の料金データおよび、日次のイベントデータを用いた分析が必要であることを示唆している。この分析が競合ホテル集合の発見に有用な情報を与えることの一定の証拠も得た。主に以下の二つの研究を行った。自動販売機のコラム割当最適化問題の研究伊藤一教授・竹内俊子氏と共同研究。需要がポアソン過程にしたがうという過程のもとで、以下の成果をあげた。1.利益を期間で割った値の期間を長くしたときの極限を陽表的に求めた。

これによって目的関数の計算が容易になった。2.タブーサーチの一種であるLife Span法を用いて、最適解を(近似的に)求めた。3.最適解を求めるアルゴリズム中において計算量を大幅に減少させる手法を考案した。需要過程が再生過程にしたがうときに長期利益率の極限を求めることにも成功し、より広い仮定のもとで成果を上げつつある。ホテル需要の価格反応関数の定式化砂見しづゑ氏との共同研究。ホテル需要が自社料金と競合会社料金に影響を受けるかを検証するためのモデルを定式化した。他のレベニューマネジメント産業と同様に、ホテルも多数種類の商品を複数の料金で販売している点に特徴がある。この点を考慮した料金反応関数を考案した。料金反応関数にはカウントデータモデルを用いるのが自然であるが、パラメータ推定に最尤推定法を使いモンテカルロ・シミュレーションによってその性質を調べた。
C型肝炎ウイルスの必須レセプター同定と感染阻害剤の創製

ウイルス感染機構の解明、さらにウイルス感染予防のために、ウイルスレセプターの同定は極めて重要である。それ故ウイルスレセプターの同定が精力的に行われている。しかしながらそのレセプターが同定されているウイルスは驚くほど数少ない。世界中で1億7000万人の感染者を抱えるC型肝炎ウイルス(HCV)のレセプターも未だに同定されていない。本研究では、イントラカインペプチドライブラリーシステムを開発し、このシステムによって、HCVレセプターを同定し、さらにウイルス感染阻害剤を作製することを目的とした。イントラカインペプチドライブラリーを作成し、HCVシュードタイプウイルスをヒト肝細胞株であるHep3Bに感染させウイルス感染阻害ペプチドのスクリーニングを行った。このスクリーニングによって、HCVシュードタイプウイルスの感染を阻害するいくつかのイントラカインペプチドを得た。これらのイントラカインペプチドの性質の解析を行った。イントラカインペプチドによって標的分子が同定できれば、HCVの新規レセプターの発見に繋がる可能性があり、HCV感染機構の解明と、治療の開発に貢献できる。
バイオチップ内マイクロ流路中の全血に対する血流解析システムの開発

バイオチップ内のマイクロ流路をモデル化した流路に対し,Immersed boundary法を用いて血漿流れと赤血球の変形に関する連成問題を解く実用的な二次元,軸対称,および三次元の計算法を示した。Immersed boundary法を用いて連成問題を解く場合,赤血球の存在は流れの方程式における体積力として評価される。したがって高度にチューニングされた流れの解析ソフトのユーザ・サブルーチンに構造解析プログラムを組み込むことにより,計算プログラムの作成および計算効率を非常に高めることができる。このような実用的解法を提案し,Tank-Treading運動やパラシュート形状への変形のシミュレーションなどの計算により有効性を確認した。また実用的解法として軸対称変形を仮定した方法が有効であるが,赤血球膜の軸対称変形における基礎方程式を示し,マイクロ流路内での変形のシミュレーションを行うことにより,二次元変形との比較,および軸対称変形理論の適用可能性について検討を行った。計算結果の妥当性を検討するため,マイクロチャンネルアレイを用いた毛細血管中の赤血球の挙動と変形能に関する生体外実験を行い,変形及び回復過程の観測と理論解析を行った。また,赤血球膜の妥当なモデル化の検討のため,気道の基底膜のモデリングを行い,時間スケールの微小な現象では膜の粘性効果の考慮が不可欠であることを明らかにし,さらに膜の減衰係数の算定法およびモデリングに関する提案と検証実験を行った。また赤血球が流路壁面と接触する場合の接触特性を解析するために,模擬赤血球がマイクロマニピュレータ内で変形する変形量よりヤング率を求めた。さらに,μ-TAS等のバイオチップへの拡張のために,MEMSにより作製された血液採取システムにおける血流動態を観察して滴用可能性を検討した。Immersed boundary法により血漿流れと赤血球の変形に関する連成問題を解いた。ただし血漿流れはストークス流れとすることにより,NS方程式を解くよりも高速に連成問題を解くことができた。また,赤血球の変形を高精度に解析するためには赤血球膜の正確なモデル化が必要である。そこで,赤血球の二次元と三次元モデルに対するモデル化と数値シミュレーションを行った。そして,計算結果の妥当性を検討するため,マイクロチャンネルアレイを用いた毛細血管中の赤血球の挙動と変形能に関する生体外実験を行い,変形及び回復過程の観測と理論解析を行った。Immersed boundary法は一様な正方形(三次元では立方体)メッシュに対して開発された解法であるが,このままでは複雑な形状の実際の流路への適用が困難である。そこで,非一様メッシュに対して適用可能になるように,Immersed Finite Element Methodを適用した計算法の開発を試みた。二次元モデルでは赤血球膜をバネとダッシュポットでモデル化するが,三次元モデルではモデル化の精度向上のため,歪みエネルギー関数を用いてモデル化を行い,さらに計算速度の高速化のための計算法の改良を行った。赤血球膜の妥当なモデル化の検討のため,気道の基底膜のモデリングを行い,時間スケールの微小な現象では膜の粘性効果の考慮が不可欠であることを明らかにし,さらに膜の減衰係数の算定法およびモデリングに関する提案と検証実験を行った。Immersed boundary法を用いて血漿流れと赤血球の変形に関する連成問題を解く場合,赤血球の存在は流れの方程式における体積力として評価される。したがって,高度にチューニングされた流れの解析ソフト(FIDAP)のユーザ・サブルーチンに膜をモデル化した構造解析プログラムを組み込むことにより,計算プログラムの作成および計算効率を非常に高めることができる。

また実用的解法として軸対称変形を仮定した方法が有効であるが,赤血球膜の軸対称変形における基礎方程式を示し,マイクロ流路内での変形のシミュレーションを行うことにより,二次元変形との比較,および軸対称変形理論の適用可能性について検討を行った。赤血球を正確に力学的にモデル化するデータ取得を目的として,マイクロチャンネル内における赤血球の変形挙動,およびマイクロチャンネルを出た後の形状回復過程を観察し,第1近似としてケルビンモデルとしてのモデリングが可能であることを示した。また赤血球が流路壁面と接触する場合の接触特性を解析するために,模擬赤血球がマイクロマニピュレータ内で変形する変形量よりヤング率を求めた。さらに,μ-TAS等のバイオチップへの拡張のために,MEMSにより作製された血液採取システムにおける血流動態を観察し適用可能性を検討した。
糖蛋白発現細胞株を使ったウイルス媒介膜融合の制御メカニズムの研究

1.既に樹立したパラインフルエンザ4A型ウイルスのF蛋白を構成的に発現している細胞株、HN蛋白を構成的に発現している細胞株、F蛋白とHN蛋白を両方構成的に発現している細胞株を使って細胞表面に発現している蛋白をモノクローナル抗体を使って調べた。その結果、樹立した各細胞株で発現量の違いはあったがすべて表面に発現していた。これらの発現細胞株のうち強いものを1つずつ選んで以下の実験に使用した。実験に使用した各発現細胞はFACScanで蛋白の発現量を感染細胞と比較したところ同等以上であった。また細胞表面のシアル酸の量を測定したところ、HN蛋白を構成的に発現している細胞株とF蛋白とHN蛋白を両方構成的に発現している細胞株ではF蛋白を構成的に発現している細胞株や処理していないHeLa細胞に比べて約75%に減少した。2.細胞融合はF蛋白を構成的に発現している細胞株とHN蛋白を構成的に発現している細胞株を混ぜても起こらないし、F蛋白とHN蛋白を両方構成的に発現している細胞株だけでも起こらない。しかし、F蛋白を構成的に発現している細胞にHN蛋白をtransientに発現させると融合が起こる。またパラインフルエンザ2型ウイルスのHN蛋白をtransientに発現させても融合が起こった。以上のことから細胞融合には両蛋白が同一の細胞に発現していることが不可欠であるが、HN蛋白を構成的に発現していると融合しないことが明らかになった。3.両方構成的に発現している細胞株とHeLa細胞を混ぜると小さな融合が起こり、F蛋白を構成的に発現している細胞株を混ぜると大きな融合が見られた。しかし、HN蛋白を構成的に発現している細胞株と混ぜても融合は見られなかった。したがってF蛋白を発現していると融合を促進するような働きがあり、HN蛋白を発現していると抑制するような働きがあるように思われる。
フランスのマンション管理の実態に関する研究

H30(2018)年度は、当初の予定ではフランスの大手マンション管理会社や国立住宅情報エージェンシーへのヒアリング調査を予定していた。しかしながら、2018年11月に「住宅・都市整備・情報化に関する法律」(Loi ELAN:Evolution du Logement, de l'Amenagement et du Numerique、以下、ELAN法)が官報に公示され、2019年1月24日から施行されるということを受けて、当初の計画を変更した。つまり、このELAN法はフランスのマンション管理にも少なからず影響を与えることが予見されたので、2018年度は渡仏調査よりもこの法律の理解を優先させた。また、日本のマンション管理の実態についても知見を深めた。幸い、フランス政府は情報を政府のウェブサイトにまめに掲載するので、ELAN法についても関係省庁や議会が2018年夏頃から理解を助ける資料や文書を開示しており、官報公示後はマスメディア、法律事務所、不動産会社、NPO等が法律の解説をネット上に多くアップしていたため、十分な資料収集ができた。ELAN法がマンション管理に与えた変更点は、大きくは以下のとおりである:1管理組合総会に関して(議決権の行使の手段の多様化、議決権委任の制限、管理者への委任の制限、省エネ工事のための議決条件の緩和、マンションの登録の義務化)、2管理費に関して(不払いの管理費の時効の短縮化、管理費の納入遅れへの対応の厳格化、集団暖房の暖房費の明細の作成のためのメーター設置義務化)、3管理者(プロ・ノンプロ)について(就任できない役割の明確化、議事録の送付期限の短縮、所定の情報開示の遅れに対する罰金の設定、所定の情報の電子化とアクセスの保証の義務化)、4共有部分の定義の精密化上記の知見は、日本建築学会2019年度大会学術講演(9月5日)で口頭発表予定である。申請書作成時点では全貌がよくわからなかったELAN法という住宅に関する新しい法律の登場(2018年11月)によって、当初の計画を変更した。初年度予定していた渡仏調査を次年度以降に移すという点で、進行に遅れがあるともみえるが、法律の影響を反映した方が知見の精度があがり、研究成果としては間違いなくよいと確信している。今後もELAN法のマンション管理の現場への影響を勘案しながら、必要があれば当初計画を柔軟に変更しながら、より大きな成果を目指したい。ELAN法は2020年6月には、マンションの規模・性格によって異なる法的体制を与えるなど、今後調整が予定されている。政府のウェブサイトやメディア等に公開される情報を観測しながら、本研究の目的である、フランスのプロのマンション管理者の機能と限界を明らかにするために、最適な渡仏調査のタイミングを計ろうと考えている。また、2018年度に計上していた渡仏調査用の旅費を使用しなかったため、今後、研究協力者の渡仏調査同行のための旅費に充当できる可能性も出てきた。いずれにせよ、もっとも効率がよく効果的な渡仏調査を行うために、柔軟に計画を見直し、より大きな研究成果を得られるよう努力する。

ELAN法は2020年6月には、マンションの規模・性格によって異なる法的体制を与えるなど、今後調整が予定されている。政府のウェブサイトやメディア等に公開される情報を観測しながら、本研究の目的である、フランスのプロのマンション管理者の機能と限界を明らかにするために、最適な渡仏調査のタイミングを計ろうと考えている。また、2018年度に計上していた渡仏調査用の旅費を使用しなかったため、今後、研究協力者の渡仏調査同行のための旅費に充当できる可能性も出てきた。いずれにせよ、もっとも効率がよく効果的な渡仏調査を行うために、柔軟に計画を見直し、より大きな研究成果を得られるよう努力する。2018年度に当初計画していた渡仏調査を実施しなかったため、その旅費分が次年度使用額になった。2019年度も渡仏調査を計画していたため、年度内に2回調査を実施するか、最適な研究協力者の同行を考えるか、次年度以降の旅費に充当するか、適宜判断したい。本研究に大きな影響を及ぼすELAN法という住宅新法の調整期間が2020年6月までとされているため、その動向を勘案しながら、最適な渡仏調査を考えなければならない。
制御理論を利用した効率的なトランスポート層通信プロトマルの研究開発

平成12年度に解析を行ったTCP Vegasのアルゴリズムは、もともとアドホックな考えのもとで設計されたものである。そこで平成13年度では、古典制御理論を応用し、高性能なレート型フロー制御方式を提案した。インターネットでは、エンド--エンド間で動作する輻輳制御方式としてTCP(Transmission Control Protocol)が用いられている。現在広く普及しているTCP Renoでは、パケット棄却の有無をもとに輻輳御を行っている。一方、ラウンドトリップ時間の変動をもとに輻輳制御を行う、TCP Vegasと呼ばれる方式が提案されている。ラウンドトリップ時間の変動をもとに輻輳制御することにより、ネットワーク内部でのパケット棄却を防ぐことが可能となり、スループットの向上が期待できる。ただし、TCP Vegasはアドホックな手法で設計された輻輳制御機構であり、理論的な裏付けが十分なされていない。平成13年度では、インターネットにおけるパケット伝送遅延時間のモデルに対して古典制御理論を適用することにより、ラウンドトリップ時間にもとづくレート制御方式を設計した。ラウンドトリップ時間が一定となるように、送信側ホストからのパケット送出レートを動的に制御することにより、ネットワーク内でのパケット棄却を防ぐことともに、エンド--エンド間での効率的な通信を実現した。いくつかのシミュレーション実験により、設計したレート制御方式の有効性を定量的に評価した。現在広く使用されているTCP Renoよりも、良い性能を示すTCPの実装例として、TCP Vegasが提案されている。これまで、ネットワーク中に単一のボトルネックルータが存在する場合を対象として、TCP Vegasにもとづくウィンドウ型フロー制御方式の特性解析を行ってきた。平成12年度では、これらの解析手法を拡張することにより、多段接続されたネットワークにおいて、ネットワーク中に複数のボトルネックルータが存在する場合を対象とした解析を行った。TCPのウィンドウ型フロー制御方式は、各TCPコネクションがそれぞれ独立にフロー制御を行う、分散型の制御である。このため、TCPコネクション間の公平性を実現することは一般に容易ではない。そこでまず、多段接続されたネットワークにおける、TCPコネクション間の公平性について検討を行った。定常状態における送信側ホストのウィンドウサイズや、ルータのバッファ内パケット数を導出し、TCPコネクション間の公平性を実現するために、制御パラメータをどのように設定すべきかを明らかにした。その結果、TCP Vegasでは、経由するボトルネックリンクの数が多くなるほど、TCPコネクションのスループットが低下することが分かった。また、TCPのウィンドウ型フロー制御方式は、ネットワークの輻輳状況に応じて送信側ホストのウィンドウサイズを調整する、フィードバック型の制御である。このため、制御パラメータの値が不適切であれば、ネットワークの動作が不安定となりうる。そこで、現代制御理論を適用することにより、ウィンドウ型フロー制御方式の制御パラメータと、ネットワークの安定性および過渡特性の関係を定量的に明らかにした。その結果、経由するボトルネックリンクの数が多くなるほど、そのコネクションのウィンドウサイズの変化がネットワーク全体の安定性に与える影響が小さくなることが分かった。
モミラクトンを分子基点とする植物の自己防御機構の進化の解明

モミラクトンは稲のジテルペン型のファイトアレキシンやアレロケミカルの一つであるが,稲とは進化分類学的にかけ離れた蘚類ハイゴケも同じモミラクトンを化学防御に利用することが近年わかってきた。本研究では,ハイゴケのモミラクトン生合成経路の初発段階を触媒するsyn-ピマラジエン合成酵素,HpDTC1のクローニング・機能解析に成功した。HpDTC1の遺伝子発現は各種生物・非生物ストレスによって強く誘導され,その転写制御に関わる信号系は,蘚類に共通する生体防御応答である可能性が示唆された。本研究の成果は,陸上植物の化学防御系の進化について新たな知見を与えると期待される。下等な陸上植物である蘚類ハイゴケは、被子植物であるイネのファイトアレキシンであるモミラクトンをアレロケミカル(自己防御に関与する2次代謝産物)として、自己防御に利用すると推定している。このような進化上かけ離れた植物種が、同一化合物を生体防御に利用する例は初めてである。ハイゴケのモミラクトン生合成経路とその調節機構を解明し、イネと比較することによって、陸上植物における生体防御機構の進化のみならず2次代謝産物の生合成における調節機構の進化についても、新しい知見が得られる。本研究ではハイゴケからモミラクトンの生合成中間体であるピマラジエン合成酵素遺伝子や酸化酵素のクローニングを行い、その陸上植物でのファイトアレキシン生合成遺伝子の進化について検討した。また、モミラクトン生合成遺伝子の発現誘導条件やエリシター反応性を検討し、それら遺伝子のプロモーター上のストレス・エリシター応答性シス配列の同定とイネの発現制御機構との比較解析を行うため、モミラクトン生合成遺伝子のプロモーター領域のクローニングに着手した。本研究では、最終的にイネなどの農作物などを含めた陸上植物に存在すると推定されているが、その全貌が明らかとなっていない低分子防御物質による陸上植物に普遍的な自己防御機構の仕組みを明らかとすることを目標として研究を推進した。下等な陸上植物である蘚類ハイゴケは,モミラクトンをアレロケミカル(自己防御に関与する2次代謝産物)として,自己防御に利用する。このモミラクトンはイネのファイトアレキシンであり,進化上かけ離れた植物種が,生体防御に同一化合物を利用する例はこれまでに報告がない。ハイゴケのモミラクトン生合成経路とその調節機構を解明することで,陸上植物における生体防御機構の進化を明らかにすることを目的とし,研究を推進してきた。25年度までに次世代シークエンサーの解析などに基づいて,ハイゴケからモミラクトンの生合成中間体であるピマラジエン合成酵素や酸化酵素の遺伝子クローニングを完了し,蘚類でのファイトアレキシン生合成酵素遺伝子を初めて同定した。26年度は,このモミラクトン合成酵素遺伝子の発現誘導条件やエリシター反応性を検討し,さらにTAIL-PCRにより,25年度に同定したピマラジエン合成酵素遺伝子のプロモーター領域をクローニングすることができた。また,合成酵素のストレス・エリシター応答性の解析を行い,蘚類のファイトアレキシン生産誘導による自己防御機構の進化について知見を得た。さらに,モミラクトン生合成酵素遺伝子のプロモーター部位を導入したレポーター遺伝子を形質転換し,その発現解析を試みた。これらの成果に加えてハイゴケから新たにカウレン合成酵素と推定される新たなジテルペン環化酵素遺伝子のクローニングに成功し,機能解析に着手した。1下等な陸上植物である蘚類ハイゴケは,抗菌・植物発芽成長阻害活性を示すジテルペンであるモミラクトンを,ファイトアレキシン・アレロケミカル(自己防御に関与する2次代謝産物)として生合成する。ジテルペンの生合成経路は,ジテルペン環化酵素によって,ゲラニルゲラニル2リン酸から,コパリル2リン酸を経て,その炭素骨格が構築される。稲においては,モミラクトンの生合成中間体であるsyn-ピマラジエンはOsCPS4とOsKSL4の2種の環化酵素によって生合成されることが報告されている。蘚類ハイゴケのモミラクトン生合成経路とその調節機構を解明することは,陸上植物における生体防御機構の進化の軌跡を追跡することであり,きわめて興味深い。27年度までに次世代シークエンサーの解析などに基づいて,モミラクトンの生合成中間体であるピマラジエン合成酵素の遺伝子クローニングを完了し,蘚類でのファイトアレキシン生合成酵素遺伝子を初めて同定した。さらに,このピマラジエン合成酵素遺伝子のストレス応答性やエリシター反応性を詳細に検討した。同定したピマラジエン合成酵素遺伝子のプロモーター領域3.4kbpをクローニングし,蘚類のモデル植物であるヒメツリガネゴケのGUSレポーター転室転換株を構築することができた。その結果,ピマラジエン合成酵素遺伝子の発現は,ストレスやエリシター処理により顕著に誘導された。また,ストレスシグナル分子であるジャスモン酸は,蘚類ではピマラジエン合成酵素遺伝子の発現調節には関与せず,その前駆体であるOPDA処理によって,モミラクトンン蓄積とピマラジエン合成酵素遺伝子の発現応答が誘導された。これらの研究成果をまとめ,国際学会で発表するとともに,Scientific reports誌に研究論文が掲載された。

モミラクトンは稲のジテルペン型のファイトアレキシンやアレロケミカルの一つであるが,稲とは進化分類学的にかけ離れた蘚類ハイゴケも同じモミラクトンを化学防御に利用することが近年わかってきた。本研究では,ハイゴケのモミラクトン生合成経路の初発段階を触媒するsyn-ピマラジエン合成酵素,HpDTC1のクローニング・機能解析に成功した。HpDTC1の遺伝子発現は各種生物・非生物ストレスによって強く誘導され,その転写制御に関わる信号系は,蘚類に共通する生体防御応答である可能性が示唆された。本研究の成果は,陸上植物の化学防御系の進化について新たな知見を与えると期待される。26年度までに,第一目標であったモミラクトンの生合成中間体であるピマラジエン合成酵素遺伝子や、その下流の酸化酵素のクローニングを完了し,酵素の機能解析をほぼ終了することができた。次世代シークエンサーの解析に,やや時間がかかったが,得られた情報は研究の進展に非常に有効であり,酸化酵素遺伝子のクローニングに必須な情報を得ることができた。さらに,第二目標であった様々なストレス条件・障害条件下でのモミラクトン生合成酵素遺伝子の発現誘導条件やエリシターに対する応答性を検討することで,蘚類のファイトアレキシン生産誘導による自己防御機構の進化について一定の知見を得ることができたことも本研究における大きな進展である。さらに,新たなジテルペン環化酵素遺伝子HpDTC3を同定し,機能解析に着手している。このように当初予定していた研究成果が,順調に得られており,国内外での学会での成果発表を行っており,当初の計画にそって概ね順調に進展しているといえる。生物有機化学イネにおいては,モミラクトンは根から放出されると同時に,また籾殻に多く蓄積する。モミラクトンは,強い抗菌活性も示すことから,次世代につながる種子を病原体から防御するため,籾殻に蓄積するとも考えられる。ハイゴケは原始体・茎葉体・仮根・胞子のうなど極めて単純な生活環と形態形成を示す。そこで,モミラクトン生合成遺伝子の発現が,様々なストレス条件・障害条件下で,ハイゴケのどのような分化段階で,どの組織で発現するのかをRT-PCRで解析し,各組織のモミラクトン蓄積量・応答量とあわせて,その生活環・形態形成とファイトアレキシンとの関係を解析すると同時に,蘚類ヒメツリガネゴケでのGUSレポーター形質転換体を用いた応答解析やハイゴケ・ゼニゴケ・タバコなどのへのモミラクトンの生理作用の検討なども行い、それらを合わせて本研究の最終年度として,国際学会での研究発表と学術論文としての成果発表を目指す。ハイゴケにおいても、イネと同様にピマラジエンがモミラクトン生合成鍵中間体と仮定すれば、ハイゴケでのモミラクトン生合成は、イネとは異なる蘚苔類に特徴的な多機能型ピマラジエン環化酵素によって、GGDPから一段階で構築されると推測された。そこで、多機能型環化酵素が関与する生合成遺伝子の機能や転写調節機能を解析することで、ハイゴケの自己防御機構の進化過程について手掛かりを得ることができると考えた。これまでに、我々はハイゴケ遺伝子の次世代シーケンサーによるトランスクリプトーム解析を実施し、ピマラジエン合成酵素の候補遺伝子のクローニングに成功した。また、ハイゴケの無菌培養体をストレス処理することで、候補遺伝子の発現が急速に誘導されることと、モミラクトンの生産量が誘導されることを確認できた。