hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテアソーム活性化分子PA28による遺伝子治療モデルの作成

ヒト・マウス両者の癌細胞にPA28を高発現させると細胞増殖低下・アポトーシスが誘導されることを我々は既に同定している。さらにインターフェロンガンマ(IFNγ)はPA28を高発現させるサイトカインであるが、IFNγによる細胞傷害においてPA28誘導が重要であると考えられたため、IFNγ処理とPA28遺伝子導入の両者を同時に行った場合相乗効果としてアポトーシスの増加が認められるのか検討を行った。今年度はアポトーシスの誘導を活性化型カスパーゼ3の酵素活性上昇を測定することにより検討した。IFNγ処理を行わずともPA28遺伝子導入により活性化型カスパーゼ3の活性上昇を認めた。IFNγ以外のI型インターフェロンであるIFNα,IFNβだけでなくIFNγ処理にても活性化型カスパーゼ3は活性上昇するどころか寧ろ低下を認め、カスパーゼ3の活性化に抵抗性を獲得していることが示唆された。これらの低下を認めた細胞では抗アポトーシス活性を持つNF-kBの上昇を同時に認め、この上昇がアポトーシス抵抗性(活性化型カスパーゼ3の活性上昇抵抗性)の原因と考えられた。さらにPA28遺伝子導入によりPA28を高発現させておくと、その細胞をさらにIFNγにて処理した場合活性化型カスパーゼ3の酵素活性は速やかに著しく上昇し、同時にNF-kBの上昇を認めなかった。即ちアポトーシス抵抗性を獲得出来る間もなくアポトーシスに陥ると考えられた。さらにPA28高発現マウス腫瘍はコントロール腫瘍と比べるとin vivoで容易に拒絶される。この拒絶はIFNγ欠損マウスでは消失することを認めた。このことからin vivoにおけるPA28高発現マウス腫瘍の拒絶のエフェクター分子としてIFNγが直接機能していることが示唆された。以上の結果からプロテアソーム活性化分子PA28は癌遺伝子治療の候補として有用であることが示唆された。既にマウス癌細胞にレトロウイルスによりPA28を高発現させると細胞増殖低下・アポトーシスが誘導されることを確認している。そこで今年度はPA28高発現をヒト癌細胞に応用すると細胞死を誘導出来るのか検討を行った。ヒト癌細胞であるHela細胞にTet-off遺伝子を導入したHela tet-off細胞を用い、GFP及びPA28αの両者の遺伝子を組み込んだ双方向性発現ベクターpBI(BD Clontech)を導入後経時的にFACSによりアポトーシス解析を行った。遺伝子導入後GFP発現即ち遺伝子導入細胞のアポトーシス出現の定量を行った。PA28高発現によりアポトーシス細胞は著明に増加し、しかもこのアポトーシス出現はドキシサイクリンによる発現阻害により消失した。さらにPA28αのモジュレーターで内在性PA28の機能を阻害するPA28αΔC5を高発現させるとアポトーシス細胞は認められず寧ろ細胞増殖は亢進した。つまりPA28はヒト細胞においてもマウスと同様に癌に対してアポトーシス誘導能を有することが確認された。インターフェロンガンマ(IFNγ)は一部の癌細胞に細胞周期の停止・アポトーシスを誘導することが知られており又PA28を誘導可能な唯一のサイトカインであることから、IFNγによる細胞傷害においてPA28誘導が重要であると考えられた。そこでPA28α又はPA28αΔC5を高発現させたHela tet-off細胞をIFNγ処理しアポトーシス細胞の出現を検討した。PA28α高発現によりアポトーシスは亢進し逆にPA28αΔC5によりアポトーシスは抑制された。以上の結果からIn vivoで存在するインターフェロンにより誘導されるアポトーシスにPA28α高発現が重要であることが示唆された。次年度は以上の検討を異なる数種の遺伝子導入システムを採用し更に標的細胞を増やし検討を行う。
細胞増殖制御の新しいシグナル伝達径路に関わる蛋白質の立体構造の解明

HrsはHGF刺激された細胞において速やかにチロシンリン酸化される775アミノ酸残基からなるタンパク質で、初期エンドソームの細胞質側表面に存在し、細胞質および膜画分から検出される。また、ノーザンブロット解析により、多くの臓器や細胞で発現することが明らかになっている。その一次構造からZnフィンガーの存在が示唆されるが、本研究では、HrsのZnフィンガードメインのPtdIns(3)P認識機構の解明を目的に、Znフィンガードメインの発現系構築、精製、結晶化および機能解析を行った。Hrs全領域をGST融合タンパクとして発現させたが、大腸菌内で分解され精製が不可能なため、また、アミノ酸残基290からはプロリン残基が富む領域であることからそのN末端側である1-289残基の領域(HrsN)をGSTとの融合タンパク質として大腸菌BL21(DE3)によって発現させ、大腸菌より溶出後、グルタチオンセファロース4Bゲルで粗精製した後にトロンビンによりGSTとHrsNを切り離した。その後、ゲルろ過力ラムSuperdex200による脱塩、グルタチオンセファロース4BゲルによるGSTの除去、MonoQによるイオン交換クロマトグラフィー、Superdex200による脱塩を経て最終試料とした。SDS-PAGEおよびNative-PAGEによる純度測定の結果、CBB染色で単一バンドとして検出された。結晶化条件の初期検索はCrystaI ScreenIとIIを用いてハンギングドロップ蒸気拡散法でおこなった。その結果、HrsN濃度3mg/ml、温度20°Cの条件でいくつかの条件で顆粒状の微小結晶が得られたが、その大きさが極めて小さいものであった。今後、結晶化実験を続ける予定である。
情報バリアフリー技術による産業化モデルと障害者社会参加のための実践的研究

代表者らが開発した聴覚障害者用「音声同時字幕システム」と視覚障害者用「触覚ジョグダイアル」を例にとって、情報バリアフリー支援技術による産業化モデルの構築と障害者の社会参加に関する実践的研究を行う。1.聴覚・言語に関するバリアフリー支援のために開発した「音声同時字幕システム」を発展させ,文字と同時に話者の顔情報などのノンバーバル情報を任意の時間に重ねて提示できるように改良した。(1).誤りを含む字幕を顔情報の口元に提示すること、および字幕の約1秒後に顔情報を提示することで、10%程度文理解が向上することが分かった。(2).誤りそうな認識結果の漢字とくに同音異義語や固有名詞については漢字変換をしないで、を自動的に仮名文字で表示した方が文理解を妨げないことが分かった。(3).以上を基礎に、ワンボックス型音声字幕システムを開発するとともに本システムが広く普及させる方法やそれを利用した障害者雇用モデルを調査し、東大の支援も受けて報告書「復唱音声認識技術を用いたバリアフリー支援システムに関する事業化プラン」として纏めた。2.視覚に関するバリアフリー支援のために,ジョグダイヤルとその上に付けた触覚ディスプレイによる「触覚ジョグダイアル」を利用して,音声化されたウェブ情報の話速変換の最適な制御方式や,リッチテキストを触知しやすいパターンに変換する技術を開発した。(1).先に開発した小型(指先大)の触覚ディスプレイ(16×4)を利用して、文字の大きさ,色,字体などのリッチテキスト情報を指先の触覚でどの程度認識させ得るかを調べ、大文字、小文字、ボールド、括弧、スペースなど7種類が妥当であることを確かめた。(2).共同開発企業の(株)アニモの協力により話速変換機能を備えたスクリーンリーダ(製品名:フォーカストーク、販売会社:(株)スカイフィッシュ)を実用化することができた。(3).共同開発企業の(株)ティジーと(株)アニモの協力により、触覚ディスプレイの実用機、および上記スクリーンリーダとのインタフェースを開発し、それらが一体化した触覚ジョグダイアル(製品名:タジョダ)を実用化する見通しができた。以上から、上記の二つのシステムが普及した場合に、どのようなビジネスと障害者雇用が生まれるかを調査するための準備が完了した。1.聴覚,言語障害者のために音声をリアルタイムで字幕に変換して見せる「音声同時字幕システム」について:〔1〕本システムの本格的な事業化を目指して共同研究企業の〔株〕ビー・ユー・ジーが運用を開始した。そのために,どこにいつ復唱者が待機しているかをネットワーク検索できるシステムを開発した。また,検索した復唱者はどの分野を得意としているか,在宅勤務なのか,障害者なのかという情報も取得できるようにして,要求される字幕システムに最適な復唱者を探索できるようなシステムを開発した。〔2〕筑波技術大学の障害者高等教育研究支援センターで聴覚障害者教育へ生かした場合の有用性を学習到達度と運用に要する費用との関連から評価した。とくに,従来から利用されているPC要約筆記および手話や読話との比較,あるいはそれらを併用したときの効果を雇用費などの観点から事前評価した。〔3〕昨年作成した「復唱音声認識技術を用いたバリアフリー支援システムに関する事業化プラン」に基づいて本システムを広く普及させた場合の障害者雇用モデルを構築することができた。

2.視覚障害者のためにWeb情報のテキストを話速変換音声にしながら非テキストを触覚に提示する「触覚ジョグダイアル」インタフェースについて:〔1〕実用化機器を完成させるとともに,実際の場面を想定してWeb情報のうち天気予報,放送番組表,および株価変動値を視覚障害者がどこまで取得できるか,またどのくらいの訓練時間が必要かという観点から実用機を評価した。〔2〕共同開発企業の(株)スカイフィッシュの協力によりウィンドウズOSビスタ対応の話速変換型スクリーンリーダを製品化し,約3000台が販売されるという実績を得ることができた。〔3〕触覚ディスプレイと上記スクリーンリーダとが一体化した触覚ジョグダイアル(製品名:タジョダ)により,放送と通信とが融合したWeb情報を読み取る視覚障害者用マルチメディア,ブラウザー*を開発し,Webを活用した新しい視覚障害者ビジネスの道を拓いた。(*一部はNICTの助成金によりNHK技研との共同研究)以上から,上記の二つのビジネスモデルを基に具体的にどのような社会参加と障害者雇用が生まれるかを定量化するための準備が完了した。1.聴覚・言語障害者のために音声をリアルタイムで字幕に変換して見せる「音声同時字幕システム」:(1)技術的課題の解決策字幕を読んでいるときの聴覚障害者の視線運動が健聴者と異なることを明らかにし、読みやすさの改善を図った結果、聴覚障害者用の字幕システムとしては、筑波技術大学、群馬大学の教育現場で導入され、安定的に運用されるようになった。(2)ユニバーサル化と障害者社会参加の評価本システムをユニバーサル化した場合のマーケッテイングを行った結果、会議市場、教育(講義)市場、放送市場の3分野で有用であると推論された。教育現場や公的機関であれば公的な支援があれば安定して運用でき、それに伴う雇用も増えることが推測された。しかし、市場原理にゆだねた場合には、35年間の公的支援がなければ運用のみならず、障害者社会参加の促進は見込めないことが分かった。2.視覚障害者のためにWeb情報のテキストを話速変換音声にしながら非テキストを触覚に提示する「触覚ジョグダイアル」インタフェース:(1)技術的課題の解決策文字を任意の速さで音声にするスクリーンリーダと非文字を指先に提示する触覚ディスプレイを開発し、それを痍続した「タジョダ」を実用化することができた。また、スクリーンリーダ独自としては本開発ベンチャー企業)がフォーカストークという商品名で販売することができたが、ハードウェアである触覚ディスプレイを量産するまで開発を続けるには本補助金の支援では困難であることが分かった。(2)ユニバーサル化と障害者社会参加の評価触覚ジョグダイアルとしての販売を広げるため、20062007年度にわたり進められた総務省委託事業「視覚障害者向けマルチブラウジング技術の研究開発」(NHK技研代表)に触覚ジョグダイアルを適用し、タジョダの利用の範囲を広げた。また、社会参加を促す方法の一つとして、メーカの協力により、文字、画像および触覚情報をタジョダを介して通信できるような携帯電話インタフェースを試作した。
紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言のアクセント研究

紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言のうち、5方言(尾鷲市尾鷲方言、同市古江方言、同市九鬼方言、同市須賀利方言、北牟婁郡紀北町長島方言)について現地調査を実施し、その共時的なアクセント体系について記述的な研究を実施した。諸先行研究により、同地域には多様なアクセントをもつ諸方言が分布していることが指摘されている。申請者による現地調査の結果でも、式(文節全体が担う声調的要素)の対立をもつ多型アクセントである尾鷲方言・九鬼方言・須賀利方言、式の対立をもたない多型アクセントである長島方言、型の対立の少ない古江方言と、前述の5方言に限っても非常に多様なアクセント体系をもつ方言がみられる結果となった。本研究の目的は、紀伊半島熊野灘沿岸地域の諸方言について、アクセントのデータを現地調査により採録することで、アクセント体系の全容を明らかにすることである。同地域方言のアクセントについては、諸先行研究により早い段階で三重県北中部や和歌山県西部で話される方言とは系統を異にするものが数多く存在することが指摘されている。申請者は尾鷲市尾鷲方言についての網羅的な現地調査をすでに実施しており、その結果尾鷲方言は日本語アクセント類型論において非常に稀な特徴をもつことを明らかにした。本研究により、アクセントの系統論が形成されているにとどまり、その詳細が未解明のまま多く残っている同地域諸方言の共時的なアクセント体系を明らかにするとともに、同地域のアクセント類型論について、最新の見解を提示することを目指す。本年度は、紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言について、アクセント上の特徴をもとに分類を行った金田一春彦(1975)『日本の方言ーアクセントの変遷とその実相』掲載の地図をもとに、地点を選定して現地調査を実施した。同地域諸方言のアクセントの多様性をとらえることを目標に、金田一(1975)で「尾鷲式」とされた尾鷲方言に対し、「型の区別の少い方言」とされた尾鷲市古江方言および「長島式」とされた三重県紀北町紀伊長島方言の現地調査を実施した。両方言ともに、尾鷲方言と大きく異なるアクセント体系をもつことを確認した。申請者は、継続して尾鷲方言の記述研究も進めており、2017年9月には国立国語研究所にて開催された共同研究発表会にて、口頭発表「三重県尾鷲(おわせ)方言の助詞のアクセントについて」を行った。また、申請者のもつ方言についてのデータを、方言話者の生活する地域社会に還元することを目指し、一般向けの読み物・音声ファイルを掲載したウェブサイト「アクセントの研究と尾鷲弁」を作成した。本年度は、紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言のアクセントの多様性をとらえることを目標に、発表者がすでに大規模な現地調査を実施した尾鷲市尾鷲方言とアクセント上の特徴が大きく異なるとされる2地点(尾鷲市古江方言および三重県紀北町紀伊長島方言)で現地調査を実施した。申請者の実施した現地調査により、尾鷲方言は非常に複雑な「式」(文節全体の担う音調)の対立をもつことが明らかになっているが、今回現地調査を実施した両地点の方言は、現時点では式の対立が認められないと結論づけられた。古江方言については、現時点で得られているデータからは、非常にアクセントの対立数が少ない方言であると言える。同市内の尾鷲方言が、アクセントの対立数が非常に多い特徴をもつことと対照的な結果であった。古江方言のアクセント体系の解釈にあたっては、今後追加調査を行う必要がある。紀伊長島方言については、単語に1箇所「下げ核」(拍が担うアクセント的要素)を設定することで解釈が可能なアクセント体系であると考えられ、尾鷲方言のもつ「式」の対立はみられなかった。両地点ともに調査済みの語彙は限られており、今後データの拡充が必要な状況であるが、系統関係を明らかにすることに主眼をおいた先行研究を発展させ、現時点のアクセント体系のデータの取得に至った点で、一定の進展は得られたものと考える。平成29年度には、研究題目「紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言のアクセント研究」に基づき、同地域諸方言についての現地調査・記述的研究を遂行した。当該年度中、熊野灘沿岸地域の複数の地点で現地調査を実施した。平成29年8月・平成30年2月に三重県北牟婁郡紀北町長島地区で、平成29年8月・平成30年2月に三重県尾鷲市古江地区で、平成29年11月に三重県尾鷲市須賀利地区で、平成29年11月に三重県尾鷲市九鬼地区で、それぞれアクセント体系の解明をめざした現地調査を実施した。現地調査で得たデータにもとづき、長島方言は「式の対立をもたない多型アクセント」、須賀利方言・九鬼方言は「式の対立をもつ多型アクセント」の体系をそれぞれもつと現時点では結論づけられる結果となった。古江方言については、現時点で得られたデータでは非常にアクセントの対立数の少ない体系であり、どのような体系であるかを結論づけるためにはさらなる調査・研究が必要な状況である。上記平成29年度中に現地調査を実施した4方言に、かねてより申請者が調査・研究を遂行している三重県尾鷲市尾鷲方言(式の対立をもつ多型アクセント)を加えた5方言を束ねる形で、口頭発表「熊野灘沿岸地域諸方言における式の対立」(第13回音韻論フェスタ・於:早稲田大学)を行った。同口頭発表で、熊野灘沿岸地域では距離的な隔たりの決して大きくない中で、式の対立をもつ方言・もたない方言の両者が分布するなど、非常に多様なアクセントをもつ諸方言が観察されることを指摘した。

同時に、同地域諸方言アクセントの類型論について、現時点での申請者の最新の見解を提示した。紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言のうち、5方言(尾鷲市尾鷲方言、同市古江方言、同市九鬼方言、同市須賀利方言、北牟婁郡紀北町長島方言)について現地調査を実施し、その共時的なアクセント体系について記述的な研究を実施した。諸先行研究により、同地域には多様なアクセントをもつ諸方言が分布していることが指摘されている。申請者による現地調査の結果でも、式(文節全体が担う声調的要素)の対立をもつ多型アクセントである尾鷲方言・九鬼方言・須賀利方言、式の対立をもたない多型アクセントである長島方言、型の対立の少ない古江方言と、前述の5方言に限っても非常に多様なアクセント体系をもつ方言がみられる結果となった。本研究は今後、紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言のアクセントの類型論を形成することを念頭に置いて地点を選定し、現地調査を実施するものとする。平成29年度は、申請者が大規模な調査データをもつ尾鷲方言と類似のアクセント体系をもつとされる方言の現地調査に着手する予定である。地点の選定は、金田一春彦(1975)『日本の方言ーアクセントの変遷とその実相』に掲載の地図を参考に行う。尾鷲方言は、申請者の調査研究により、非常に複雑な「式」の特徴をもっていることが確認されており、尾鷲方言と類似の諸方言のアクセント体系を調査することで、尾鷲方言が複雑な特徴をもつに至った過程を推察できることが期待される。また、必要に応じて本年度現地調査を行った、尾鷲方言と大きくアクセント上の特徴が異なる諸方言および尾鷲方言の現地調査を実施する。その上で、調査データを得た複数方言を束ねる形での成果発表を目指すものとする。29年度が最終年度であるため、記入しない。言語学これまでに申請者が三重県尾鷲市内で実施した方言アクセントについての現地調査の結果をもとに、一般向けのウェブサイトを開設した。
ハードウェアとアルゴリズムの協調設計による超高効率イジング計算機の開発

従来のイジングモデル向けアニーリングプロセッサには、実装するイジングモデルの持つネットワークという観点から2つのアプローチが存在する。一つは、近傍スピンのみにスピン間接続を持つ疎結合型、もう一つは、任意のスピンが結合している全結合型である。前者は、ハードウェアがシンプルで搭載可能スピン数が多い反面、ハードウェアに問題を埋め込むことが難しい。後者は、問題を埋め込むことが容易であるが、ハードウェアが複雑になってしまい、搭載可能スピン数が少なくなってしまうという問題がある。本研究では、疎結合型とメモリを組み合わせることで、疎結合の利点を活かしつつ、全結合のイジングモデルを構成可能な、時分割多重処理ハードウェアアーキテクチャに関する研究を行う。本年度は、時分割多重アーキテクチャに関して、問題の埋め込みを考慮したハードウェアアーキテクチャの創出を行った。また、評価環境において、搭載スピン数の増加を確認し、そのアーキテクチャを典型的な最適化問題である最大カット問題に適用することで、実際に従来の疎結合型アニーリングプロセッサと比較して、解精度や収束速度が改善されるということを示した。この結果は、英文論文誌に現在投稿中である。年度後半は、全結合イジングモデルの問題を解く際、近接スピンは同時に更新できないという動作モデルの制約から、更新可能なスピン数が減少してしまうという問題に対して、新たな動作モデルである確率的セルオートマトンに関して、研究を行なった。こちらは、現在ASIC化に向けた検討を進めており、2019年度中の成果発表を目指している。当該年度において、時分割多重方式に基づくアニーリングプロセッサのアーキテクチャに関する研究を行なった。結果として、疎結合型アニーリングプロセッサの従来型のアーキテクチャと比較して、高精度かつ高速に大規模イジングモデルの基底状態を探索するハードウェアが実現可能であることを示した。本成果は電子情報通信学会・論文誌に投稿中であり、研究開発および成果発表の観点で十分な成果であると言える。年度後半は、全結合イジングモデルを解く際に課題となる、隣接スピンは同時に更新不可能という制約を解消するために。確率的セルオートマトンに関する研究を行なった。この研究は前述の通り、ASIC化の検討を進めており、成果発表を行う予定である。この研究によって、全結合イジングモデルにおいても、従来の動作モデルの制約を受けないため、高速に最適解を探索することが可能になる。以上の点から、おおむね順調に進展していると考えられる。平成30年度の成果に関して、投稿中の論文に関して、年度初頭にもこれを完了する。その後、現在研究している確率的セルオートマトンを用いたアニーリングプロセッサのASICに関して、評価を行い、成果発表を行う。その後、時分割アーキテクチャに関して、この技術を応用し、大規模疎結合イジングモデルから、全結合イジングモデルまで、あらゆる問題を柔軟に効率よく解くための、ハードウェアアーキテクチャとその埋め込みアルゴリズムに関して研究を行い、実際に組合せ最適化問題を解くシステムを構築し、それぞれ成果発表を行うことを検討している。

その後、時分割アーキテクチャに関して、この技術を応用し、大規模疎結合イジングモデルから、全結合イジングモデルまで、あらゆる問題を柔軟に効率よく解くための、ハードウェアアーキテクチャとその埋め込みアルゴリズムに関して研究を行い、実際に組合せ最適化問題を解くシステムを構築し、それぞれ成果発表を行うことを検討している。
リンパ球ホーミングを支配する高内皮細静脈に特異的な細胞動員シグナルの形成と制御

【目的】高内皮細静脈(HEV)はリンパ球ホーミングの制御を通じて免疫監視の場の形成に必須の役割を担う。本研究ではHEVに発現するケモカインとケモカイン結合分子によって形成されるリンパ球動員シグナルの制御機構と免疫監視システムの場の形成における意義を明らかにするために解析を進め、以下の成果を得た。【結果と考察】(1)HEVに発現するCXCL13/BLCはB細胞のarrest chemokineとして機能する:我々はHEVに発現するCXCL13がB細胞ホーミングに重要な役割を担うことを報告している。本年度の研究を通じて、CXCL13が生理的なflow条件下でB細胞に作用してLFA-1あるいはα4β7インテグリン依存性にshear-resistantな細胞接着を誘導することが明らかになった。また、CXCL13刺激はB細胞において低分子量G蛋白質Rap1を活性化すること、また細胞接着誘導にはRapLが重要であることが示された。CXCL13はリンパ節HEVの管腔面発現し、CXCL13欠損マウス・腸間膜リンパ節HEVではB細胞接着が特異的に障害されていた。一方、CXCL13の局所投与によりCXCL13欠損HEVにおいてB細胞接着の回復が認められた。これらの結果からHEVに発現するCXCL13はB細胞に作用するarrest chemokineであることが初めて示された。(2)HEVとその近傍に発現するmac25/AGMやECMはケモカイン提示分子として機能する:mac25/angiomodulin(AGM)および細胞外基質(ECM)蛋白質とケモカインの結合特異性を表面プラズモン共鳴法を用いて解析した。その結果、mac25/AGMおよびfibronectin, collagen IVはCCL21,CXCL12,およびCXC13と結合するが、CCL19とは明らかな結合活性を示さなかった。また、変異CCL21を用いた解析から、CCL21とこれらの結合にはCCL21のC末端に存在する塩基性アミノ酸クラスターが重要であることが示唆された。Time-lapse解析の結果、これらのケモカイン結合分子に捕捉されたCCL21はリンパ球の遊走反応を誘導することが示された。これらの結果から、mac25/AGMやECM蛋白質がHEVとその近傍でケモカイン提示分子として機能することが示された。
注意による体性感覚修飾を前脳基底部GABA作動性ニューロンに焦点を当て解明する

これまで前脳基底部コリン作動性ニューロンが注意に関わる神経細胞と考えられてきた。しかし、近年の光遺伝学的手法を駆使した研究によって、前脳基底部の注意に関わる細胞は非コリン作動性ニューロンであると示唆された。本研究では大脳皮質に軸索を投射する前脳基底部GABA作動性ニューロンに注目する。この神経細胞が注意時に活性化して体性感覚の検出能力を上昇させると仮説を立て研究を遂行する。2年目となる本年度は、持続的な注意が働く体性感覚検出課題の構築を目指した。体性感覚刺激ー反応(舐める)ー正の強化子(水)というオペラント条件づけを基礎として、体性感覚刺激の直前に音刺激を与えた。音刺激は報酬と結びついた体性感覚刺激の予測刺激となる。本行動実験では音刺激から体性感覚刺激が与えられるまでにマウスが反応すると、その試行は終了されマウスは報酬を得られない。実験では2つの音刺激(4kHz音・白色雑音)を用意した。白色雑音後に体性感覚刺激が発生する確率よりも、4kHz音後に体性感覚刺激が発生する確率は高い。4kHz音が提示された場合、音刺激から体性感覚刺激が与えられるまでのマウスの反応が抑制されるという結果を得た。これは4kHz音が与えられた場合、体性感覚刺激が与えられるまで持続的な注意が働いていることを示唆する結果と考えられる。本研究では汎性投射系としての前脳基底部GABA作動性ニューロンに注目している。GABA作動性ニューロンがどれほど広範囲に投射しているかは形態学的アプローチによる解明できる。しかしながら、どれほどの密度で大脳皮質細胞を抑制しているかという問いに答えるのは難しい。この問いに答えることを1つの目的として、申請者は広視野2光子顕微鏡を開発した。10,000個を越える神経細胞から神経活動を記録することに成功した。初年度である本年度は、前脳基底部GABA作動性ニューロンから直接シナプス入力を受ける大脳皮質の神経細胞を同定することを目標として研究を遂行した。大脳皮質の神経細胞は興奮性細胞と抑制性細胞に分けられる。抑制性細胞はさらに発現タンパク・形態・発火特性などによって細分化される。この背景を踏まえ、脳スライスを用いた以下の実験を立ち上げた。まずバイオサイチンを充填させた記録電極でホールセルパッチクランプ法により単一神経細胞の発火特性を記録した。十分な時間だけホールセル状態を形成し続けた後に、脳スライスをPFAにより組織固定した。ScaleS(Hama et al., 2015)によって固定脳スライスを透明化した。同時に抗体染色によりバイオサイチンを可視化し、パルブアルブミンまたはソマトスタチンの免疫染色を行った。共焦点顕微鏡によって記録細胞の形態を3次元で観察した。記録細胞がパルブアルブミン陽性、ソマトスタチン陽性、いずれにも陰性であるかの判断も行った。興奮性細胞にはスパインが見え、Fast spiking neuronはパルブアルブミン陽性であり、Late spikingが観察された細胞はパルブアルブミン・ソマトスタチン陰性であるなど従来の報告通りの結果を得た。初年度である本年度は、1.前脳基底部GABA作動性ニューロンから直接シナプス入力を受ける大脳皮質の神経細胞を同定すること、2.大脳皮質に投射する前脳基底部GABA作動性ニューロンの細胞種を同定することを目標とした。しかしながら、両者を達成することはできなかった。1に関してはホールセルパッチクランプ法による大脳皮質神経細胞の細胞内記録と記録細胞の細胞種を同定する実験手法の確立に留まった。2に関しては、パッチクランプによりmRNAを抽出する条件検討を行っている。

これは4kHz音が与えられた場合、体性感覚刺激が与えられるまで持続的な注意が働いていることを示唆する結果と考えられる。本研究では汎性投射系としての前脳基底部GABA作動性ニューロンに注目している。GABA作動性ニューロンがどれほど広範囲に投射しているかは形態学的アプローチによる解明できる。しかしながら、どれほどの密度で大脳皮質細胞を抑制しているかという問いに答えるのは難しい。この問いに答えることを1つの目的として、申請者は広視野2光子顕微鏡を開発した。10,000個を越える神経細胞から神経活動を記録することに成功した。次年度は、初年度に完了しきれなかった1.前脳基底部GABA作動性ニューロンから直接シナプス入力を受ける大脳皮質の神経細胞を同定すること、2.大脳皮質に投射する前脳基底部GABA作動性ニューロンの細胞種を同定することを引き続き行う。1に関しては、前脳基底部のGABA作動性ニューロン特異的にChR2を発現させて、ChR2の活性化にともないシナプス入力を受ける細胞を同定する。初年度で確立した手法と組み合わせることで、前脳基底部GABA作動性ニューロンから直接シナプス入力を受ける大脳皮質の神経細胞を同定する。両者が完了し次第、前脳基底部GABA作動性ニューロンにカルシウムセンサータンパク質であるGCaMPを発現させ、軸索終末を大脳皮質で観察する。慢性的に神経活動を記録、自由行動下での新活動記録を考慮してファイバーフォトメトリによる軸索終末の記録を検討している。
小脳プルキンエ細胞上の登上線維シナプス安定化分子の探索

小脳プルキンエ細胞は登上線維と平行線維の2種類と興奮性シナプスを形成するが、前者は樹状突起の基部に、後者が樹状突起の遠位部にと異種のシナプスが相互に分節化した分布を示している。その特徴的なシナプス分布の形成に関与する分子メカニズムの解明の一環として、本研究を企画した。平行線維シナプスについては、その後部に局在するグルタミン酸受容体δ2サブユニットが平行線維シナプスの安定した保持に大きな役割を担い、同時に登上線維の樹状突起遠位部への伸張をも阻害することを我々は明らかにした。今年度、登上線維シナプス安定化をおこなう分子機構に関与する候補分子の絞り込みを目的として、我々は樹状突起の近位部におけるシナプス可塑性を発生面から調べてみた。光学顕微鏡による観察から、1)発生初期に、複数の登上線維は一個のプルキンエ細胞の細胞体に叢をなして留まる、2)生後79日から登上線維は樹状突起を細胞体より遠位方向に伸展する、3)生後15日に、一個のプルキンエ細胞に対し一本由来の登上線維の先端が成体とほぼ同一の高さまで達する、4)遅くとも生後20日には細胞体でみられた登上線維シナプスが消失する、という結果が得られた。それらのデータを基に、連続した超微形態観察によるシナプス構築の3次元再構築をおこなったところ、1)発生初期には複数の登上線維が一個のプルキンエ細胞の細胞体にシナプスをなし、2)登上線維が移動を開始する時期には、細胞体におけるシナプスの数の面で登上線維間に優劣がみられ、3)同時に、登上線維シナプスと平行線維が樹状突起近位部あるいは細胞体周囲部にて混在する、4)細胞体周囲部より遠位部方両に伸張する登上線維は一本だけである、という結果がえられた。それらのことは、樹状突起近位部が発生初期には平行線維とシナプスを形成するものの成長とともに平行線維シナプスを消失させ登上線維とシナプスを形成することを示している。そのような現象が起きるためには、樹状突起近位部が登上線維シナプスを選択的に安定化させる分子機構を備えていることを示唆している。また、登上線維の電気活動が休止すると登上線維シナプスが消失するとの報告もある。今後は、それらの結果をもとに、登上線維シナプスを安的化する分子機構に関与する分子を探索する予定である。
星の誕生

重点領域研究「星の誕生」の平成10年度発足をめざして、その企画調査を行った。その結果、重点領域名を「マゼラン雲大研究」と改める方向が打ち出された。領域は以下の4つの主要研究項目から構成される。●研究項目AOl:赤外線とX線で誕生する星をさぐる佐藤修二(名大・理):赤外線望遠鏡によるマゼラン雲内星誕生領域の徹底探査林正彦(国立天文台・すばる):高解像度赤外線カメラによる星団・連星・惑星系誕生領域の観測小山勝二(京大・理):X線で採るマゼラン雲及び銀河系における星の誕生●研究項目AO2:電波・遠赤外線で星間物質をさぐる福井康雄(名大・理):マゼラン雲内の分子雲の掃天観測芝井広(宇宙研・共通基礎):気球望遠鏡によるマゼラン雲の遠赤外線観測長谷川哲夫(東大・理):分子雲の物理状態の観測的診断●研究項目AO3:数値シミュレーションにより星誕生をさぐる観山正見(国立天文台・理論):大型計算機シミュレーションによる星・惑星系の誕生過程の理論的研究これらの研究テーマの設定とその内容を十分吟味しながら、その予備的研究を先行させて行った。具体的には以下のように行った。研究連絡会議:領域研究の目標設定や研究班の運営などのために、計画研究代表者を含む打ち合わせの会議を随時開催した。研究会:研究者相互の意見交換により問題意識を共有し研究の方向付けをよりシャープにするとともに、関連分野の研究者の参加を促すことを目標として、「マゼラン雲と星の誕生」研究会を開催した。
マラリア原虫のカルシウムシグナル

熱帯・亜熱帯地域で重大な問題となっているマラリアのカルシウムシグナルは抗マラリア薬の標的となると考えられるが、本原虫におけるカルシウム動態については不明な点が多い。そのため、カルシウム・センサー蛍光タンパク質を用いて種々のマラリア原虫細胞内小器官をラベルし、ライブイメージングにて種々の外界刺激に対する応答を観察できる系を構築し、それを利用して、種々の薬剤に対するカルシウムシグナル応答を評価する実験を行うこととした。哺乳類細胞で細胞内カルシウムを上昇させることが知られている種々の薬剤を検討した結果、マラリア原虫の細胞内カルシウムは、カルシウム・イオノフォアのA21817と筋小胞体カルシウムATPアーゼ(SERCA)阻害剤であるシクロピアゾン酸と2,5-ジ-tert-ブチル-1,4-ベンゾハイドロキノン(BHQ)では上昇が検出されたものの、タプシガルギンとATPでは上昇が検出できないことが分かった。マラリア原虫は感染赤血球内では、寄生胞膜と呼ばれる原虫により新たに作製された膜構造の中で発育しているため、細胞外に存在するカルシウムの影響を除外する目的で、赤血球や寄生胞膜内を各種界面活性剤で処理した後に、各種薬剤によるカルシウムシグナル検出実験を繰り返した結果、熱帯熱マラリア原虫の主要なカルシウム貯蔵庫は粗面小胞体であることが分かった。粗面小胞体にYC-nano50を発現する原虫による解析により、哺乳類SERCAに対する阻害剤はマラリア原虫においても粗面小胞体に局在するSERCAを標的として、カルシウム取り込みを阻害していることを強く支持した。(抄録なし)本研究では、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を利用した蛍光カルシウムセンサーYC-nanoを用いて、種々の細胞内オルガネラにおけるカルシウム濃度をモニターできる一群の遺伝子組換え熱帯熱マラリア原虫を作出し、マラリア原虫細胞中のカルシウムシグナル伝達経路におけるオルガネラの役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、まず、YC-nanoのみ、および粗面小胞体局在シグナルと融合させたYC-nanoをコードする熱帯熱マラリア原虫用のプラスミドを構築し、遺伝子組換え原虫を作出する事に成功した。フローサイトメーターにて、ばらつきがあるものの大方の原虫が蛍光を発していることを確認した。間接蛍光抗体法による局在解析では、予定していたオルガネラにYC60が局在していることが確認できた。これらの原虫を用いて、カルシウム濃度変化を検出するため、顕微鏡の条件検討を行った結果、原虫細胞が4um程度と小さくシグナルが弱いため、水銀ランプ光源では短期間で原虫細胞にダメージを与えることが分かった。種々の条件設定を行った結果、再現性のあるデータを得るためには、細胞外に放出された動きが大きいステージの原虫の解析にはLED光源と高感度のEM-CCDカメラを用いた蛍光顕微鏡観察が適切であり、また、細胞内ステージの原虫には共焦点レーザー顕微鏡を用いたスペクトルイメージング解析が適切であるとの結論に至った。細胞内カルシウムの濃度に影響を与えることが知られているカルシウムイオノフォアやタブシガルギン、シクロピアゾン酸等を細胞質にYC-nanoを発現している原虫に投与したところ、カルシウムイオノフォアとシクロピアゾン酸では細胞質内カルシウム濃度が急激に上昇すること、タブシガルギンではその応答が弱いことを観察する事に成功した。予定していた実験がほぼ順調にすすんだため。以下のように当初の予定通り推進する。1.マラリア原虫においてカルシウム貯蔵を行っていることが予想される食胞などの種々オルガネラに局在する分子と融合させたYC-Nanoを適切に発現している組換え熱帯熱マラリア原虫を作製する。2.刺激がない状態と種々の特異的カルシウムインデューサーで刺激した場合の、種々のオルガネラでのカルシウム濃度の変化を検討することで、各種オルガネラのカルシウム制御への関与を検討する。(抄録なし)
わが国におけるSocial jetlagの実態と心身の健康に及ぼす影響の検討

昨年度は、社会的ジェットラグが欠勤(absenteeism)ならびに職場に出席しているが作業能率が落ちている状況(presenteeism)にどのような影響をもつかを、クロノタイプを含めて検討することを目的として、1万人を対象としてウェブ調査を実施した。長期的な影響を検討するため、本年度は縦断調査(一年後フォローアップ調査)を実施した。昨年度に回答の得られた10,000人を対象としてウェブ調査を実施した。調査項目は、基本情報(年齢、性別、緯度・経度を情報化するための郵便番号)、ミュンヘンクロノタイプ質問紙日本語版(Munich Chronotype Questionnaire: MCTQ, Roenneberg, et al., J Biol Rhythms 2003; Kitamura et al., Chronobiol Int 2013)、仕事の制約に関する質問票(Work Limitations Questionnaire: WLQ, Takegami et al., J Occup Health 2014)、主観的眠気(エプワース眠気尺度)、社会経済的要因(職業、シフトワーク従事の有無、勤務時間または就学時間、通勤または通学時間、食事欠食の状況、生体リズムに影響を及ぼす夜間ディスプレイ視聴時間、身体活動)で構成した。得られた回答は5,238人(うち男性2,725人、平均年齢51.3歳)であった。データを突合し、解析中である。大規模調査縦断調査の実施とデータ整理に時間を要したため。解析を進め、研究成果を学術論文として公表する。Social jetlag(社会的時差ボケ)は、2006年に提唱された新しい概念で、社会的な時間と体内時計の不一致によって生ずる不調をさす。ジェットラグが飛行機などによる時間帯域の急速な移動によって生ずるのに対し、social jetlagは個人の持つ体内時計と勤務スケジュールなど社会要因によって規定される社会的な時計の不一致によって生じるものであり、現代社会に暮らす多くの者が経験する身近な現象である。Social jetlagは、概日リズム変調による心身健康被害の発現が懸念されるが、日本では未だ系統的研究は行われていない。そこで本研究では、わが国のsocial jetlagの実態を把握することを目的として大規模横断調査を実施した。本邦の市区町村数(約800市・総務省地方自治制度資料参考)、年代(十代から七十代まで七区分)、性別(二区分)の分布を考慮して調査対象者候補を割り付けし、一万人のデータ回収を目標としてウェブ調査を実施した。調査項目は、基本情報(年齢、性別、緯度・経度を情報化するための郵便番号)、ミュンヘンクロノタイプ質問紙日本語版(Munich Chronotype Questionnaire, Roenneberg, et al., J Biol Rhythms 2003; Kitamura et al., Chronobiol Int 2013)、仕事の制約に関する質問票(Work Limitations Questionnaire, Takegami et al., J Occup Health 2014)、主観的眠気(エプワース眠気尺度)、社会経済的要因(職業、シフトワーク従事の有無、勤務時間または就学時間、通勤または通学時間、食事欠食の状況、生体リズムに影響を及ぼす夜間ディスプレイ視聴時間、身体活動)で構成し、設計した。回収されたデータは、下記のとおりであった。男性20代以下n=956、男性30代n=807、男性40代n=917、男性50代n=761、男性60代以上n=1510、女性20代以下n=911、女性30代n=787、女性40代n=902、女性50代n=764、女性60代以上n=1685、総計n=10,000。当初の計画通り、1万人を対象とした調査を実施しデータを取得した。本年度は、社会的ジェットラグが欠勤(absenteeism)ならびに職場に出席しているが作業能率が落ちている状況(presenteeism)にどのような影響をもつかを、クロノタイプを含めて検討することを目的として、1万人を対象としてウェブ調査を実施した。調査対象者候補は、地域、年代、性別の分布を考慮して割り付けし、調査項目は、基本情報(年齢、性別、緯度・経度を情報化するための郵便番号)、ミュンヘンクロノタイプ質問紙日本語版(MCTQ)、仕事の制約に関する質問票(WLQ)、社会経済的要因(職業、シフトワーク従事の有無、勤務時間または就学時間、通勤または通学時間、食事欠食の状況、夜間ディスプレイ視聴時間、身体活動)で構成した。回答に不備のあったもの(n=198)、勤務していない者(n=3966)、シフトワーカー(n=1232)、休日に目覚ましを使って起床している者(n=2389)は除外し、3708人(男性57.8%,平均[SD]年齢44.2 [13.5]歳)を解析対象とした。MCTQを用いて仕事のある日と仕事のない日の睡眠中央値(MSW, MSF)を算出し、その差分をsocial jetlagとした。睡眠負債を調整後の休日睡眠中央値(MSFsc)を個人のクロノタイプの指標とした。クロノタイプ中間型・夜型では、SJLが1時間以上の者は1時間未満の者と比べて有意に仕事の生産性の損失が大きかった(F(5,3464)=9.39, p<0.01)。クロノタイプ朝型ではSJL1時間以上の者と1時間未満の者との間に、仕事のパフォーマンスに関する有意な差は見られなかった。

以上の結果から、クロノタイプ自体ではなく社会的ジェットラグが仕事の生産性に関連しており、夜型に問題があるのではなく社会の時計と個人の体内時計が合わないことが日中機能の低下を引き起こしている可能性が示唆された。大規模調査データを解析し、学会で発表した。昨年度は、社会的ジェットラグが欠勤(absenteeism)ならびに職場に出席しているが作業能率が落ちている状況(presenteeism)にどのような影響をもつかを、クロノタイプを含めて検討することを目的として、1万人を対象としてウェブ調査を実施した。長期的な影響を検討するため、本年度は縦断調査(一年後フォローアップ調査)を実施した。昨年度に回答の得られた10,000人を対象としてウェブ調査を実施した。調査項目は、基本情報(年齢、性別、緯度・経度を情報化するための郵便番号)、ミュンヘンクロノタイプ質問紙日本語版(Munich Chronotype Questionnaire: MCTQ, Roenneberg, et al., J Biol Rhythms 2003; Kitamura et al., Chronobiol Int 2013)、仕事の制約に関する質問票(Work Limitations Questionnaire: WLQ, Takegami et al., J Occup Health 2014)、主観的眠気(エプワース眠気尺度)、社会経済的要因(職業、シフトワーク従事の有無、勤務時間または就学時間、通勤または通学時間、食事欠食の状況、生体リズムに影響を及ぼす夜間ディスプレイ視聴時間、身体活動)で構成した。得られた回答は5,238人(うち男性2,725人、平均年齢51.3歳)であった。データを突合し、解析中である。大規模調査縦断調査の実施とデータ整理に時間を要したため。データのクリーンアップと変数の算出、各指標間の関連について解析する。研究成果を学術論文として公表する。解析を進め、研究成果を学術論文として公表する。海外出張旅費の支払い(研究代表者の立替払い)を翌年度扱いにしたため。論文投稿には至らず、英文校閲費用、投稿費用が発生しなかったため。来年度、論文投稿のための英文校閲費用、投稿費用として使用する予定である。複数の成果が学術誌に掲載されておらず、この分の英文校閲費用、投稿費用が発生しなかったため。海外出張旅費精算に充てる。
内膜弾性板の表面粗さの高精度超音波計測による動脈硬化症の極早期診断法

超音波を用い,頸動脈や腹部大動脈などの内膜弾性板の表面粗さをサブミクロンオーダで,皮膚から非侵襲的に計測・可視化するため,超音波計測でRF受信信号の位相まで活用すれば,空間分解能をサブミクロンオーダまで向上できる。しかし超音波プローブと動脈壁間の脂肪などの組織は,音速が場所によって不均一であるため,超音波ビームの走査では,動脈内膜の表面粗さの高精度な計測はできない。そこで,心臓の収縮に伴い動脈壁が周囲の組織とは独立して動脈の軸方向に移動する特性を本課題解決に応用し,超音波ビームを走査せず血管内膜の表面粗さをサブミクロンオーダの高精度で計測できる独自手法を確立する。
ＬＳＩの高速実動作テストを実現するテストパターン生成法に関する研究

高品質LSIテスト分野における効果的テスト手法の開発を目的として,高速機能テスト手法の提案とそれを実現するプロセッサアーキテクチャを開発した.提案プロセッサは,パターンの自由度が高い,拡張性に優れる,高速パターン生成が可能という特長を持ち実用性に優れる.提案プロセッサをハードウェア(FPGA)で構成し,実評価を行った結果,LSIテスターと同等の高速機能テストを行うことが確認された.機能テストはデバイスの受け入れテストに多く使われているため,この成果を発展させて低コストのテストシステムを開発することは非常に有意義である.ここでの成果を国内学会(3件),国際会議(2件)にて発表を行った.本年度は,前年度で定めたテストパターン生成方法を発展させ具体化するために以下の研究を遂行した.(1)高速テスト用プロセッサのアーキテクチャの開発効果的なテストパターン生成を遅延なく実速度でテスト行うためのプロセッサを提案し,その開発に着手した.プロセッサの最重要課題であるテストパターン生成部についてアーキテクチャを決定して設計を行った.新たに提案するディレイドクロック制御方式を用いてタイミング生成を行った.その結果,プロセッサの命令デコーダより配信されるビット列に従ってすべての出力信号のタイミングの独立制御を実現した.プロセッサの中心部分の開発は完了している.(2)FPGAへの実装とLSIテスターとの比較FPGA(Xilinx-Virtex3)を用いて開発したプロセッサ(タイミング生成部)を実装し,前年度に構成しているテスト対象回路に対してパターンテストを行った.シミュレーションレベルでの正常動作を確認した.また,比較対象として,LSIテスタを用いたテストを行った.その結果,提案するプロセッサはLSIユーザが行っている受け入れテストや既存のLSIテスターの性能向上に活用できることが明らかにされた.本年度では,平成2324年度で考案した高速テストパターン生成方式をハードウェアで構成し,実動作評価を行った.当初から予想していた通り,シミュレーションレベルでは十分に仕様を満たしているにもかかわらずノイズや信号干渉の為に研究は難航した.そのため,一部の仕様を変更し,テスト命令からパターンデータを生成する箇所(命令デコーダ)にデュアルポートメモリを採用することや入出力単位で信号発生モジュールを構成することなどで高速動作を実現した.FPGAを用いて設計試作したハードウェアシステムを用いて実動作評価した結果,LSIテスターを用いたテスト同様に高速機能テストを行うことが確認された.機能テストは,ボードメーカやアセンブリメーカにおける受け入れテストに多く使われているテストである.そのため,本研究の成果を発展させてLSIテスターの代替や補完として利用可能な低コストのテストシステムを開発することは非常に意義のあることと考えている.本研究では,高速機能テスト手法の提案とそれを実現するプロセッサアーキテクチャおよび試作評価を行い,その実現性と有効性を示した.これらの成果は本年度の国際会議にて発表を行った.今後は命令データ量圧縮のための高速アルゴリズムの開発およびテストシステム全体のプロセッサ化とコンパイラシステムの開発に取り組み実用化を目指す.高品質LSIテスト分野における効果的テスト手法の開発を目的として,高速機能テスト手法の提案とそれを実現するプロセッサアーキテクチャを開発した.提案プロセッサは,パターンの自由度が高い,拡張性に優れる,高速パターン生成が可能という特長を持ち実用性に優れる.提案プロセッサをハードウェア(FPGA)で構成し,実評価を行った結果,LSIテスターと同等の高速機能テストを行うことが確認された.機能テストはデバイスの受け入れテストに多く使われているため,この成果を発展させて低コストのテストシステムを開発することは非常に有意義である.ここでの成果を国内学会(3件),国際会議(2件)にて発表を行った.本年度は,LSIテスタの性能と機能を補う効果的なテスト手法の開発という課題に関し,以下の研究を遂行した.(1)LSIテスターの特性評価山田電音製LSIテスタ「FTORμ5」を評価の対象として,最大実動作テストタイミング,印加信号タイミングの自由度,同時テスト信号線数,パフォーマンスボードの自由度,について評価を行った.この評価では,LSIテスタ側におけるBOST機能との適応性や制限について明らかにし,BOST機能の仕様に含める設計要件を導くことが出来た.LSIテスタを用いた実験では,2種類のFPGAボードに実装した簡単な被測定回路に対して実動作テストが行えることが確認できた.(2)被測定回路のFPGAへの実装FPGA(Xilinx-Virtex5)を用いて複数の被テスト対象回路を実装し,LSIテスタでテストを行った.BOSTへの発展を考慮してFPGAにはクロック遅延の少ない回路構成を実装した.本研究の成果は「LSIテスタを用いたテスト検証手法に関する一考察」(電子情報通信学会,講演論文集東京支部学生会研究発表会第17回)にて発表を行った.(3)テストパターン生成および圧縮手法の検討BOSTで生成されたテストパターンを遅延無く被テスト対象へ印加する手法および被テスト回路からの応答を圧縮してLSIテスターに伝える手法について検討を行った.具体的には,幾つかの手法(アルゴリズム)を提案し,それらに対してシミュレーションを行い評価した.この結果,テストパターン生成方法に関する基本方針を定めることが出来た.本年度の目標は,高速実動作テストのための必要テストベクトル量の縮小と低消費電力化であった.昨年の課題であった系列を生成するTPG構成については,高速テスト用プロセッサを提案し実現することができた.また,提案方式の場合,生成されるテストベクトルは,プロセッサのメインメモリに格納される命令群より作り出されるため,研究当初に想定していたTPGが抱えるベクトル量や消費電力の影響は少なくこれらの課題は解決できたと判断する.

研究自体はおおむね順調であるが,学会等での発表実績が少ないため,「やや遅れている」と自己評価した.本年度の目標は,高速実動作テストのためのベクトル系列を生成するTPG構成を開発することであったが,方式に対して見通しが立つに留まり,開発完了に至っていない.理由としては,研究室に新しいLSIが前倒しで導入されたので,研究の優先度を変更し,最終年度で行う予定を繰り上げてLSIテスターとFPGAボードを接続して評価を行ったためである.このことによって,研究全体の精度向上および研究効率が向上すると考えている.全体を通しておおむね順調に進展していると判断する.早い段階で,提案する高速テスト用プロセッサの設計を完了させ,FPGAに実装して実テスト評価を行う.その結果を学会等で広く公表し,さらなる研究の発展に繋げる.研究体制を研究補助員2名,大学院生3名,大学院生候補2名に増員して研究ピッチを上げる.次年度の研究は,申請時の研究計画に従ってBOST機能の開発,テストパターン生成回路の開発,テスト応答信号取り込み機構の開発を行う.研究体制として,2名の研究補助員,2名の大学院生と研究を進め,一部学部生へ研究分担を行う.研究は,方式提案,実装,評価の順に進め,評価に関しては,テスタ側からの評価と被テスト回路およびBOST側からの評価の両方を行う.・電子部品・材料費:提案方式の試作,実装,評価に使用する.開発したテスト手法を評価するため,評価ボード,評価のためのライセンスを購入する.・国内旅費:方式やアルゴリズム調査(1回)及び成果発表(2回程度)・外国旅費:国際会議での発表(1回)・謝金:研究補助員(2名)を臨時雇用して,ハードウェアの開発と評価を進める.・印刷費:論文や研究会発表の印刷予算範囲に使用を抑えた結果,次年度へ繰り越し研究費(約5万円)が発生した.電子部品・材料費:提案方式の試作,実装,評価に使用する.国内旅費:方式やアルゴリズム調査(2回程度)及び成果発表(2回程度)謝金:研究補助員(2名)を臨時雇用して,ハードウェアの開発補助とプログラムによるシミュレーション評価を進める.大学院生によるデータ整理やデータ取り印刷費:論文や研究会発表の印刷次年度使用額531,330円の主な理由として,研究打ち合わせの回数が少なかったこととテストパターン生成回路の開発が遅れて部品の使用が少なかったことが挙げられる.次年度の物品費および研究推進のための人件費・謝礼に使用する予定である.