hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管内での気泡群の力学の構築

血管内での超音波照射時の気泡群の振動特性を解明するために,単一気泡またはN個の気泡群の振動と,バネー質量系でモデル化した弾性管壁の運動とを連成した三次元境界要素法による解析手法を提案し,系の特性方程式を導出した.様々な気泡配置の下での系の固有振動数と振動モードを調査し,管壁質量,管長,気泡配置が気泡群の共振振動数に及ぼす影響を明らかにした.また,定在音場および加圧した圧力場において同一の音響性リポソーム(ALs)の挙動を高速度ビデオカメラで観測した.その結果,ALs表面に37次の表面振動モードが観測され,表面振動がパラメータ励振の機構で起こっていること等が示された.前年度に構築した血管内での二個の気泡モデルを完成させるとともに,N個の気泡モデルへと拡張する.本モデルは,気泡の体積振動を点ソースで,並進運動を二重わき出しで表現し,バネー質量系で表現された管壁の振動と連成したものである.そして,血管内での体心立方構造に配置された9個の気泡などの代表的な気泡群の系について,気泡変形を考慮した直接数値解析との比較により,解析モデルの妥当性を検討する.次に,種々の気泡配置のもとでの,系の固有振動数と固有ベクトルを求め,血管壁の弾性特性が気泡の振動特性に及ぼす影響を調査する.さらに,血管内での気泡群の非線形振動特性を数値解析し,超音波の振動数や振幅が気泡群の挙動に及ぼす影響を明らかにする.あわせて,本解析モデルを拡張し,球面調和関数の利用により,気泡変形を取り扱うことが可能な解析手法を構築する.内部気体の熱移動が気泡の固有振動数および減衰率に及ぼす影響を「有効ポリトロープ指数」,「有効粘性係数」の形で気泡群の運動方程式に組み込むことにより,熱移動を考慮した気泡群モデルを構築し,系の固有振動数を導出する.また,本モデルを用いて,HIFUにおける液体および血管壁の温度上昇を予測する.また,前年度行った実際に血管内に注入する音響性リポソーム(脂質膜で覆われたマイクロバブル)の実験により,マイクロバブルに特徴的な表面振動が生じることが明らかとなった.そのため,本年度は,実験を継続して,マイクロバブルの表面性状と表面振動との関係を調査する.さらに,境界要素法を用いた数値計算により,実験を検証するとともに,マイクロバブルの表面振動の発生機構を調査する.さらに,上記研究の成果を取りまとめて,研究発表を行う.流体工学概ね計画通りに予算を執行したが,消耗品の購入を控えたためわずかに残金(303円)が生じた.わずかに(303円)使用額が,当初使用予定額よりも少なかった.残高は,次年度の消耗品の購入に充てる計画である.
銅タンパク質による分子状酸素の活性化機構の解明と応用

活性中心に単核や二核および多核の銅サイトを有し、分子状酸素の運搬や活性化を司っている銅タンパク質の機能解明と応用を目的とし、モデル化学的研究と生化学的研究の両面から総合的に検討を加えた。その結果、下記のような研究成果を得た。1)単核および二核の銅-酸素錯体の酸化機能の解明:単核や二核の銅-酸素錯体を効率よく生成させるために必要な各種アルキルアミン系配位子の設計と合成を行い、対応する銅(I)錯体を調製した。得られた銅(I)錯体については、結晶構造や酸化還元電位を決定すると共に、分子状酸素との反応について詳細に検討し、各種分光学的特性を基に、分子状酸素の結合様式(サンドオン型vs.エンドオン型)を決定した。さらに、酸素錯体の自己分解過程(配位子の水酸化など)について生成物の分析と速度論的解析を加え、反応機構を明らかにするとともに、外部基質との反応についても系統的に検討を行い、銅-酸素錯体の本質的な反応性を明らかにした。さらに、用いる配位子による酸素錯体の構造や反応性に及ぼす効果についても考察を加えた。同様の検討を銅(II)錯体と過酸化水素あるいは脂肪族過酸化物の反応についても行い、新しいタイプの単核銅(II)錯体の生成とその芳香族水酸化反応性を明らかにした。2)タイプ3銅タンパク質の酸化機能の解明:活性中心に二核の銅サイト(タイプ3銅)を有するヘモシアニンは、軟体動物や節足動物の血液中に存在し、分子状酸素の運搬を司っている銅タンパク質である。本研究では、ヘモシアニンを尿素などの変性剤で処理することにより、本来の機能ではないフェノールの酸素化活性(フェノラーゼ活性)やカテコールの酸化反活性(カテコラーゼ活性)を発現できることをはじめて見いだした。速度論的な検討の結果、ヘモシアニンによるフェノールの酸素化反応はチロシナーゼの場合と同様、芳香族求電子置換反応機構で進行していることを明らかにした。1.単核および二核銅-酸素錯体の酸化機能解明平成17年度においては、まず単核の銅-酸素錯体の反応性について重点的に検討を加えた。各単核銅酸素錯体を調製するために用いる配位子としては、より嵩高い置換基を導入したアミン系の二座および三座配位子を設計・合成した。得られた配位子を用いて銅(I)錯体を調製し、分子状酸素との反応により目的とする単核銅-酸素錯体の創成について検討した。得られた酸素錯体については、構造や分光学的特性を明らかにすると共に、脂肪族および芳香族水酸化反応について詳細に検討した。これについては、申請者らがこれまでに開発してきた極低温紫外可視吸収分光法を駆使して、吸収特性や速度論的解析(反応次数、温度効果、速度論的同位体効果、基質の置換基効果など)を加えた。得られた結果を基にして、単核銅酸素錯体の反応性(求核性vs.求電子性)や基質の酸素化機構(ラジカル反応vs.イオン反応vs.電子移動反応)について考察を行った。同様の考え方に基づいて二核銅-酸素錯体についても、配位子の設計と合成、新規に調製した酸素錯体の構造、分光学的特性、および外部基質との反応性について系統的かつ詳細に検討を加え、酸化反応機構を明らかにした。本研究では特に、エンドオン型のペルオキソ二核銅錯体の反応性について詳細に検討を加えた。2.酵素反応機構の解明(酵素反応とモデル反応の直接比較)

上記[1]で明らかとなった各銅-酸素モデル錯体の反応性を直接比較し酵素反応における酸化活性種や酸化反応機構の詳細について考察を加えた。具体的には、酵素反応における速度論的同位体効果や基質の置換基効果(Hammett PlotやMarcus Plot)などを、モデル反応のそれと直接比較し、両者の類似性を見いだすことにより、直接観測不可能な酵素反応活性種の反応性を明らかにした。さらに中心金属の役割を明らかにするために銅以外の遷移金属-酸素錯体の合成、構造、分光学的および磁気的特性などについて基礎的知見を得た。1.単核銅ペルオキソ錯体の新規な調製法の開発と酸化機能の解明単核銅ペルオキソ錯体を調製するために用いる配位子として、嵩高い芳香族置換基を導入したアミン系の三座配位子を設計・合成した。得られた配位子を用いて銅(II)錯体を調製し、アセトン中で過酸化水素との反応について詳細に検討した。得られた生成物はこれまでに報告例のないアセトン分子を取り込んだ単核銅(II)アルキルペルオキソ錯体であることが各種分光学的特性から明らかになった。このものは徐々に分解し、芳香族水酸化反応を誘起することも明らかとなった。これらの反応については、申請者らがこれまでに開発してきた極低温紫外可視吸収分光法を駆使して、吸収特性や速度論的解析(反応次数、温度効果、速度論的同位体効果、基質の置換基効果など)を行った。さらに得られた結果を基にして、単核銅酸素錯体の反応性(求核性vs.求電子性)や基質の酸素化機構(ラジカル反応vs.イオン反応vs.電子移動反応)について考察を加えると共に、酵素反応機構と比較検討した。2.軟体動物の酸素運搬蛋白質ヘモシアニンの酸化機能の解明活性中心に二核の銅サイト(タイプ3銅)を有するヘモシアニンは、軟体動物や節足動物の血液中に存在し、分子状酸素の運搬を司っている銅タンパク質である。本研究では、ヘモシアニンを尿素などの変性剤で処理することにより、本来の機能ではないフェノールの酸素化活性(フェノラーゼ活性)やカテコールの酸化反活性(カテコラーゼ活性)を発現できることをはじめて見いだした。速度論的な検討の結果、ヘモシアニンによるフェノールの酸素化反応はチロシナーゼの場合と同様、芳香族求電子置換反応機構で進行していることを明らかにした。さらに反応条件の最適化やフェノール以外の基質の酸化反応についても検討を行った。
窒化ニオブを用いたテラヘルツミキサ用ボロメータ素子の試作

格子冷却型超伝導ホットエレクトロンボロメータの試作を行い、テラヘルツミキサ素子としての実現性を探る研究を行った。ミキサ実現のための、薄膜アンテナおよびローカル発振器についても、実験とシミュレーションを行った。1.ホットエレクトロンボロメータ(HEB)ボロメータと電極の全てを窒化ニオブ(NbN)で素子を試作し、良好な直流特性を得た。交流特性として、100GHzの導波管タイプによる特性測定を試みたが、素子が壊れ測定に至らなかった。また、作製されたボロメータ素子は、臨界温度が低く薄膜の質が良好でないことがわかり、薄膜の質の改良を行った。しかし、厚さ5nm薄膜の臨界温度を10Kとすることを目標としたが、まだ達成されていない。薄膜改良後は、ボロメータミキサのIF高周波化を進め、テラヘルツ(THz)ミキサの動作確認を行いたい。2.マイクロストリップ・スロット・アンテナ(MSA)ハイパーフェミスフェアレンズを取り付けた、シングルスロットアンテナのスケールモデルを作製し、指向性とインピーダンスの測定を行った。さらに、シングルスロットアンテナとツインスロットアンテナの指向性を、電磁界解析ソフト(HFSS)を使用して、シミュレーションにより求めた。これにより、ハイパーフェミスフェアレンズ付きのミキサマウントを設計した。3.フラックス・フロー・オシレータ(FFO)窒化ニオブを用いてFFOの試作を行なった。NbN/AlN/NbNのSIS構造で作製し、臨界電流密度(Jc)を10kA/cm^2以上を実現した。また、0.78THzにおいて1.2μWのピーク電力を検出した。テラヘルツミキサ素子として、超伝導ホットエレクトロンボロメータを選択し、作製においては、臨界温度の高い窒化ニオブの長所を生かし極薄い薄膜の作製と、安定した素子構造と作製プロセスとすることを目標とした。特性としては、IFの高周波化を目標とし研究を行った。1.ボロメータのマスクを作製する目的で、電子ビーム露光装置の改良を行った12月まで調整に手間取り実際のマスクを露光するに至っていない。しかし、この装置により、マスク製作だけでなく拡散冷却型のホットエレクトロンボロメータの作製プロセスが可能となった。2.ボロメータ薄膜に対するエッチングプロセスのダメージ軽減とプロセス全体の改良のため、リアクティブ・イオン・エッチング(RIE)装置を専用チャンバーで製作改良を行った。改良に手間取りまだエッチングの最適条件がでていない、早急に条件を出す予定である。3.薄膜の膜質としては、薄膜をさらに薄くして行ったときに臨界温度と抵抗を求めることを行ったが形状をボロメータに近い構造としなければならず、マスク作製の遅れにより良い結果を得られていない。4.窒化ニオブを用いたホットエレクトロン・ボロメータは、格子冷却型で作製した。幅10μm長さ2μmの形状で膜厚を515nmで特性を測定した。NbC_xN_<1-x>の臨界温度が14.8Kで、ボロメータ薄膜の臨界温度は、58Kとなった。この接合は直流特性としては特性が得られた。しかし、測定前処理でダメージがあり、RF特性を得るに至らなかった。5.FFOの作製においては、電力検出用SIS素子の性能がまだ不十分であり良好な結果が得られていない。6.薄膜アンテナのスケールモデルは、ベクトルネットワークアナライザでインピーダンスを測定し、電波伝播室を使用して指向性の測定を行い、作製の方向を決める結果を得た。1THzにおけるテラヘルツミキサ素子の設計を行い、それに伴う問題点を解決する方向で研究を行った。作製においては、ホットエレクトロンボロメータ素子だけでなく、フィルタ、アンテナおよび伝送線路の各部全てに、臨界温度の高い窒化ニオブを用いて超伝導伝送線路とし、損失を少なくすることにした。

1.ホットエレクトロンボロメータの高性能化を図るため、電子ビーム露光を使用して細く短い素子を作製し、これによりコヒーレント長の短い窒化ニオブの特性をカバーするとともに、拡散冷却型ホットエレクトロンボロメータの動作を確認することにした。今年度は、100GHzのスケールモデルにより実験を行う予定であったが、電子ビームによるマスク作製に手間取り、特性を得るまでに至らなかった。これからは、電子ビーム露光の問題点を早急に解決して、ボロメータ素子の高性能化を図る予定である。2.薄膜アンテナは、マイクロスロットアンテナとし、ミキサ素子と同じ基板上に作製することで伝送損失を少なくすることにした。今年度は、スケールモデルの測定により、インピーダンスと指向性を求めることができ、設計に必要な基本的な値を得ることができた。1THzミキサ用アンテナは、ツイン・マイクロスロットアンテナとして、設計を行った。伝送路とフィルタは、コプラナー線路として計算により求めた。3.FFO(フラックス・フロー・オシレータ)は、ミキサに使用するアンテナをマイクロスロットアンテナとすることで、グランドプレーンが共有でき、同一の基板に組み込むことで、コンパクトな構造が実現できる可能性がある。これにより、発振器は出力の結合と発振の最適化を図り、局部発振器として組み込む構想を持っている。今年度は、最適化に関する実験において、従来不明であった発振特性の、接合臨界電流密度依存性に関する知見を得ることができた。最終年度のまとめとして、ミキサとしての性能評価を行うため、ボロメータ素子だけでなくミキサマウントを考慮したマイクロストリップ・スロット・アンテナと、ローカルオシレータの評価と性能向上を行った。1.ホットエレクトロンボロメータ(HEB)電子ビーム露光装置により完全な描画ができるようになり、電極間距離やRFフィルタのパターン等を考慮したマスクが作製できミキサとしての性能評価ができる環境になった。しかし、HEBの膜質(NbN)の向上を図ったが、最適条件をだすことができず素子の性能向上が図れなかった。2.マイクロストリップ・スロット・アンテナ(MSA)昨年度までに、ハイパーフェミスフェアレンズを取り付けた、シングルスロットアンテナのスケールモデルを作製し、指向性とインピーダンスの測定を行ってきた。今年度は、シングルスロットアンテナとツインスロットアンテナの指向性を、電磁界解析ソフト(HFSS)を使用して、シミュレーションにより求めスケールモデル実測値との比較を行った。これにより、ハイパーフェミスフェアレンズ付きのミキサマウントを設計した。3.フラックス・フロー・オシレータ(FFO)窒化ニオブを用いてFFOの斌作を行なった。NbN/AlN/NbNのSIS構造で作製し、臨界電流密度(Jc)を10kA/cm^2以上を実現した。また、0.78THzで1.2μWのピーク電力を検出した。
アンギノーサスグループレンサ球菌の外来遺伝子獲得および組換えの機構に関する検討

遺伝子の獲得と伝播の機構を調べる目的で、Streptococcus intermediusのペプチドクオラムセンシング系関連遺伝子欠失株の形質転換効率、バクテリオシン産生能、バイオフィルム形成能を検討した。その結果、competence-stimulating peptide (CSP)作動性の遺伝子組換えに関わるcom遺伝子群と、bacteriocin-inducing peptide (BIP)作動性のバクテリオシン産生を誘導するblp遺伝子群とは互いに抑制する一方、バイオフィルム生育時の菌体外DNA量とバクテリオシン産生能との間には相関性が示唆された。制御をさらに解析中である。本研究では、口腔常在微生物叢の一員でありながら、がん組織からの分離や膿瘍形成など、特徴的な分布や病原性を示すアンギノーサスレンサ球菌について、病原遺伝子の菌種特異性および菌種間の遺伝子伝播に関して検討している。モデル菌種として、とくに肝、脳など深部の膿瘍形成が知られるStreptococcus intermediusを選択し、平成25年度は、本菌および近縁菌のクオラムセンシング(QS)ペプチドフェロモンが菌種間相互作用に及ぼす影響を知るために、肺炎球菌のバクテリオシン産生に関わるblp遺伝子群のホモログ、および環境ストレスを感知する二成分制御系をコードするオペロンciaRHの欠失株などを作製し、性状を検討した。その結果、S. intermediusでは、blpのクオラムセンシングのシグナルペプチド前駆体をコードするblpCが欠失した場合、comのQSペプチド(CSP)の添加で親株よりも高い組換え効率が認められ、comCDEの欠失株では無処理培養ではバクテリオシン産生が認められない一方、blpのQSシグナルペプチド(BIP)の添加時に親株よりも強く産生誘導されることが示された。このことから、com遺伝子群とblp遺伝子群との間には抑制的相互制御が存在し、com系が制御の上位に位置することが推測された。このことは、環境に存在するQSペプチドの存在比が、本菌の遺伝子獲得に関する遺伝子群の作動に影響を及ぼすことを示唆する。ペプチドのシグナリングの経路について、引き続き検討中である。近縁の3菌種とその亜種から構成されるアンギノーサスレンサ球菌について、菌種間の病原的な差異および類似性を外来遺伝子獲得機構の面からとらえることを目的とした。遺伝子交換に直接関与するタンパク群は、コンピーテンス特異的シグマ因子ComXにより発現誘導され、アンギノーサス群ではcomX相同遺伝子の数(3か所)が他の菌群よりも多いことが判明している。そこで、Streptococcus intermedius基準株から、すべての組み合わせのcomX欠失変異株を作製、それぞれのcomXがどの程度遺伝子獲得や組換えに関与しているのかを調べた。その結果、DNA添加および近縁菌との共培養による形質転換のいずれにおいても、2か所のcomXホモログについては、いずれかの欠失で顕著な組換え効率の低下がおこった。残る1か所のホモログの欠失株では、遺伝子組換え効率には変化が認められなかったが、親株と比較して、高い菌体密度と培養液中の顕著なpH低下を示した。また、このホモログを含む複数のcomXを欠失した場合でも、同様の発育性状変化が認められた。バイオフィルム形成に関してもストレス応答には遺伝子欠失による株間差が認められた。各変異株の近縁菌種に対する増殖抑制能は、pHや接触性など、菌の培養条件によって影響を受け、バクテリオシン、細胞壁分解酵素などのエフェクターをコードする遺伝子群に対して複数の発現制御機構が関与していることが示唆された。また、comXおよびcomCDEオペロン自体の転写促進因子ComEの非産生株では、近縁菌増殖抑制能が完全に消失し、いずれのエフェクターも直接または間接的に、ComE制御を受けていると考えられた。そこで、ComE認識領域とComX認識配列を、ゲノムデータベース上でチェックし、エフェクターをコードする遺伝子候補を絞り、機能を検索中である。口腔レンサ球菌の中で、ミティスグループ、アンギノーサスグループ、ミュータンスグループの菌では、ペプチドフェロモンのcompetence-stimulating peptide (CSP)存在下、外来性DNAの取り込みと形質転換効率の上昇が認められる。深部膿瘍形成などの病原性で知られるアンギノーサスレンサ球菌は近縁の3菌種6亜種(平成27年時点)で構成されており、その病原因子には菌種固有のものとグループ内で共通するものとが混在する。本課題では、菌種特異的病原関連因子を多数産生するStreptococcus intermedius (Si)を用い、ペプチドクオラムセンシング下での遺伝子獲得および組換え機構に関する検討を行った。アンギノーサス群の菌はおもに、CSPとbacteriocin-inducing peptide (BIP)とでペプチドでクオラムセンシングを行い、前者は遺伝子組換え、後者はバクテリオシン産生を惹起すると推定された。

平成25年度までに、Siの基準株から、CSPで作動するcom系遺伝子群、BIPで作動するblp系遺伝子群の欠失株を作製し、性状を検討してきた。平成26年度には、前年度の検討を継続するとともに、ペプチドフェロモン影響下、com, blpの重複欠失株の性状の検討を行った。その結果、com, blpの制御系は相互抑制的である一方、バクテリオシンの産生がバイオフィルム中の菌体外DNA量の上昇に関与している可能性が示された。また、ストレス作動性のcia遺伝子群の欠損はペプチド非添加時の形質転換効率を上昇させることから、環境感知遺伝子群の複雑な相互作用が、菌同士の遺伝子交換を制御していることが示唆された。重複遺伝子欠損の組み合わせによっては、バイオフィルム形成能が大幅に低下することを確認したので、遺伝子制御についてさらに解析し、成果を公表準備中である。口腔微生物学平成25年度は、おもに、組換え機構に影響を与えるペプチドクオラムセンシングと関連遺伝子についての検討を行った。発現実験については実施範囲が広いため、完了していないが、変異体作製と性状の検討は順調に進んでいるため、上記達成度と判断した。初年度には研究に用いる菌株のセットをそろえ、遺伝子発現実験に必要な条件の絞り込みを行うことを目指した。研究課題の中心となるコンピーテンス特異的なシグマ因子3か所のすべての組み合わせの欠失株が得られたので、実験計画通り、近縁菌種間の競合および遺伝子伝播の検討と、各株のバイオフィルム形成能についての検討を行った。発現解析の条件設定は進行中であり、平成25年度に引き続き実施することとなった。一方、コンピーテンスを誘導するペプチドフェロモンがアンギノーサスグループには2種類あり、本菌群の多くの株は一方の配列のものを認識していることが以前より知られている。興味深いことに、ゲノムデータベースの検索から、2012年に新亜種として登録されたStreptocuccus anginosus subsp. whileyiがマイナータイプのフェロモンを認識することが推定され、フェロモンの違いと菌種あるいは亜種の派生が関連している可能性が考えられた。そこで、異なるフェロモンに反応する菌種または菌株間の拮抗関係をチェックする目的で、保存株のcomC, comD領域を検索中である。以上、新亜種が発表されたことにより、研究の進行順序に若干の変更が生じているが、おおむね順調に進行している。com, blp, cia遺伝子群欠損株における発現解析:遺伝子群の相互作用を確認するため、欠損株の遺伝子発現解析を完了させる。具体的にはRT-real time PCRにより、com, blp, ciaの転写に対するQSペプチドの影響を中心として解析する。共培養実験による菌種間相互作用の検討:菌の遺伝子水平伝播を考える場合、類縁菌との共培養による相互作用がもっとも自然状態に近い状況と考えられる。
化学増幅を利用した高感度バイオセンサ

1.目的バイオセンサの中でも免疫センサは抗体分子のすぐれた分子識別機能を利用して複雑な有機物質を検出定量することのできるセンサであるが,その高感度化が要望されている.本研究では特定抗体に対し均一な結合能を有するモノクローナル抗体を化学増幅機能を有する酵素で標識した複合体を分子識別機能物質として用いることにより,高感度に抗原物質を検出定量するバイオセンサを設計作成することにした.2.方法および成果肝腫瘍などの診断指標として最近重要視されてきているスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)を測定対象とした.抗体産生ハイブリドーマを用いてマウス腹水より生成した抗SODモノクローナル抗体に化学増幅機能の大きな酵素カタラーゼを化学結合させ, SOD標識分子とした. SODを結合した高分子膜を酸素電極に装着しSOD微量計測用センサとした.このセンサ部をカタラーゼ標識抗SOD抗体溶液に浸漬し,免疫結合反応を行わせ,洗浄後膜抗原に結合したカタラーゼ標識抗体の過酸化水素分解活性を酸素電極により電流計測し,微量なSODと抗SOD抗体との結合反応を検出できることを示し,その応答特性を明らかにした.ついでセンサ部を測定対象SOD溶液浸漬し,カタラーゼ標識モノクローナル抗体を添加して膜結合SODと溶液中のSODへの競争結合反応を行わせ,洗浄後センサ出力を測定することによって試料溶液中のSODを定量できることを示した.微量な抗原-抗体反応が酵素反応によって増幅され,大きな電流出力として計測され, 10-910-7 g/mLの範囲のSODを検出定量できた.3.今後の展開酵素の増幅機能を利用して高感度に抗原物質を検出定量する免疫センサの設計指針が得られたが,さらに分子識別反応を高感度に計測する方法として化学発光など光学的検出法の利用が有効であり,オプティカルバイオセンサの開発が期待できる.1.目的バイオセンサの中でも免疫センサは抗体分子のすぐれた分子識別機能を利用して複雑な有機物質を検出定量することのできるセンサであるが,その高感度化が要望されている.本研究では特定抗体に対し均一な結合能を有するモノクローナル抗体を化学増幅機能を有する酵素で標識した複合体を分子識別機能物質として用いることにより,高感度に抗原物質を検出定量するバイオセンサを設計作成することにした.2.方法および成果肝腫瘍などの診断指標として最近重要視されてきているスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)を測定対象とした.抗体産生ハイブリドーマを用いてマウス腹水より生成した抗SODモノクローナル抗体に化学増幅機能の大きな酵素カタラーゼを化学結合させ, SOD標識分子とした. SODを結合した高分子膜を酸素電極に装着しSOD微量計測用センサとした.このセンサ部をカタラーゼ標識抗SOD抗体溶液に浸漬し,免疫結合反応を行わせ,洗浄後膜抗原に結合したカタラーゼ標識抗体の過酸化水素分解活性を酸素電極により電流計測し,微量なSODと抗SOD抗体との結合反応を検出できることを示し,その応答特性を明らかにした.ついでセンサ部を測定対象SOD溶液浸漬し,カタラーゼ標識モノクローナル抗体を添加して膜結合SODと溶液中のSODへの競争結合反応を行わせ,洗浄後センサ出力を測定することによって試料溶液中のSODを定量できることを示した.微量な抗原-抗体反応が酵素反応によって増幅され,大きな電流出力として計測され, 10-910-7 g/mLの範囲のSODを検出定量できた.3.今後の展開酵素の増幅機能を利用して高感度に抗原物質を検出定量する免疫センサの設計指針が得られたが,さらに分子識別反応を高感度に計測する方法として化学発光など光学的検出法の利用が有効であり,オプティカルバイオセンサの開発が期待できる.
多相多元データと非対称データの特性に即した解析法選択のための方法と新解析法の提案

様々な分野で,複数の情報が組み合わされた構造や形式が複雑なデータを分析することへの需要が高まっており,データの性質に適した解析を行うことのできる多変量解析手法が求められている.そのため,データの構造や形式に適した解析を行うための手法についての研究が進められているが,これらの手法が一般の応用分野に普及しているとはいいがたく,どのような性質のデータにはどのような解析法を適用すべきなのかという指針は確立されていない.以上から,本研究課題では多相多元データと非対称データの構造や形式に即した解析法の選択法の構築と新解析法の提案を目的として研究を行う.「多相多元データ」と「非対称データ」の構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築と新解析法の提案を目指した研究を実施した.そのために,「多相多元データ」や「非対称データ」やの有している特性について整理し,その特性の理論的特徴付けを行った.そして,既存の解析法と「多相多元データ」や「非対称データ」が有している特性との対応付けを行い,「多相多元データ」を解析する際に用いるべき相や元の数を選択した上で,それに適した解析法を選択するための方法論の確立と「非対称データ」の特性に即した解析法の提案と対称性の検定法の確立を目指した研究を実施した.具体的には,「多相多元データ」を圧縮・分割することの妥当性についての研究では,分析により得られる布置の一致度を示すマップ係数(一致係数)や布置から得られる距離行列の相関係数(順位相関係数)により検討する研究と対数線形モデルにより多元データ分析し,各相間の交互作用について検証することで,元を圧縮することの可否について検討する研究を実施した.前者の研究の成果についてはNakayama (2013)において論文発表を行った.また,非対称データを分析する際には,データのもつ非対称性の情報を考慮したモデルで分析することが望ましい.しかし,非対称性の情報が重要な情報を有していなければ,非対称モデルよりもより単純な対称モデルで分析した方が解釈や一般化が行いやすい可能性もある.そこで,Nakayama, Tsurumi, and Okada (2013)において単相3元非対称データに対して対称性の適合度検定,周辺対称性の検定を実施する方法を提案した.これらの研究成果を購買履歴データ,ウェブアクセスログデータ,対人関係データなどの様々な実データへ適用し,応用分野への適用可能性について検討した.多相多元データと非対称データの構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築と新解析法の提案を目指した研究を実施した.まず,多相多元データや非対称データの有している特性,理論的性質について整理を行った.そして,既存の解析法と多相多元データや非対称データが有している特性との対応付けを行い,その成果を踏まえ,多相多元データを解析する際に用いるべき相や元の数を選択した上で,それに適した解析法を選択するための方法論について研究を実施した.多相多元データを圧縮・分割することの妥当性についての研究では,対数線形モデルにより多元デーを分析し,各元間の交互作用について検証することで,元を圧縮することの可否について検討する研究を行った.その研究成果はNakayama(印刷中)おにいて論文発表をしている.さらに,様々な実データへの適応可能性について検討した.実データを分析する際には多相多元データをそのまま分析するとデータが疎(スパース)となり,データのもつ情報を反映した分析が上手く実施できない場合がある.疎なデータをどう分析するかは重要な課題となる.疎なデータの分析についての研究を合わせて行った.具体的にはTwitter上の新製品についての書き込みを収集し登場する話題の分類を試みた.分析に利用するデータは書き込み×単語のデータであり疎なデータとなる.そこで,製品の時系列にそって話題は変化すると考え,補完類似度という特徴指標値(単語の出現頻度をもとに対象となる単語の全体での出現頻度とその属性における出現確率を考慮した指標)を用いて抽出し,その後,書き込み×単語のデータを非負行列因子分解により分析した.その結果,話題の分類と時系列的な変化,企業のコミュニケーション戦略との関連性が明らかとなった.その研究成果は中山・増田・鶴見(2015)で論文発表を行った.本研究課題では,多相多元データと非対称データの構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築と新解析法の提案を目指した研究を実施した.まず,多相多元データや非対称データの有している特性について整理し,その特性の理論的特徴付けをもとに,既存の解析法と多相多元データや非対称データが有している特性との対応付けを行った.その成果を踏まえ,多相多元データを解析する際にデータを圧縮・分割することの是非について吟味した上でデータの特性に適した解析法を選択するための方法論についての研究を行った.各相や元における交互作用の関係性を対数線形モデルなどを活用して明らかとすることで,多相多元データを圧縮・分割することが妥当なのかどうかについて検証を行った.また,非対称データについては2元分割表の対称性検定を多元データに対張した検定方法の提案可能性について検討を行った.

そして,様々な実データに適応し,応用分野への適応可能性について検証した.その際には,分析結果の解釈の行いやすさが提案手法を応用・活用していく上では重要であると考え,解釈のしやすさを向上させるような分析結果の視覚的表現方法についても検討を行った.以上の研究成果により,多相多元データにおいてより低次の相や元に圧縮・分割した上で分析することの是非を判断した上で分析をするための方法と非対称データにおいて非対称モデルで分析することの可否を判断した上で分析する方法を提案することがができた.本研究により,構造や形式がより複雑なデータを解析する上で,単純なモデルで解析すべきかより複雑な分析を可能とするモデルで解析すべきかを決定するための指針を示すことができた.様々な分野で,複数の情報が組み合わされた構造や形式が複雑なデータを分析することへの需要が高まっており,データの性質に適した解析を行うことのできる多変量解析手法が求められている.そのため,データの構造や形式に適した解析を行うための手法についての研究が進められているが,これらの手法が一般の応用分野に普及しているとはいいがたく,どのような性質のデータにはどのような解析法を適用すべきなのかという指針は確立されていない.以上から,本研究課題では多相多元データと非対称データの構造や形式に即した解析法の選択法の構築と新解析法の提案を目的として研究を行う.本研究課題では,多相多元データと非対称データの構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築と新解析法の提案を目指した研究を実施した.そのために,本年においては,多相多元データと非対称データの特性の整理と理論的特徴づけ,既存のデータ解析手法と各特性との対応付けの実施,多相多元データや非対称データを分析する際の適切な手法の選択についての研究,多相多元データや非対称データを分析するための新解析法の開発提案について研究を実施した.その結果,多相多元データを分析する際の適切な手法の選択法についての研究についてはNakayama(印刷中)において研究の成果を誌上発表することができ,また多相多元データの構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築のための研究では中山・増田・鶴見(2015)において研究成果を誌上発表することができ,今後の研究における課題は存在するが,当初の計画は達成できていると考える.また,非対称データの構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築と新解析法の提案についての研究についても,既存研究の整理などを行うとともに順調に進めることができている.統計科学本研究課題の目的はは多相多元データと非対称データの構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築と新解析法の提案を目指した研究を実施することにある.次年度以降は,より詳細な多相多元データと非対称データの特性の整理と理論的な特徴づけ,既存のデータ解析法と各特性との対応付けの実施,多相多元データと非対称データの構造と形式を考慮した上での適切な解析法の選択についての研究などから得られた成果をもとに,多相多元データや非対称データを分析するための新たな手法についての研究を進め,既存手法の一般化,拡張,精密化に取り組む.さらに,多相多元データや非対称データを分析する際の適切な手法を選択するための方法論と新解析手法の妥当性をシミュレーションや実データへの適用により検討する.そして,購買履歴データ,ウェブアクセスログデータ,対人関係データなどの様々な実データへ研究の成果を適用し,応用分野への応用可能性についても検討する.以上の研究成果をデータ解析や統計学の分野について国際学会や国内学会での口頭発表や誌上発表を目指す.本研究課題では,「多相多元データ」と「非対称データ」の構造や形式に即した解析法の選択のための方法論の構築と新解析法の提案を目指した研究を実施することを目的としている.
全空間周波数帯に亘り高性能な放射波動場計算法の開発

研究代表者はANSI/IEEE Std 754-2008の仕様に従い,実数型および複素数型の1(単精度),2(倍精度),4(4倍精度),8,16,32,64倍精度浮動小数点演算ライブラリ(実数型,複素数型)を開発した.そして,作成した浮動小数点演算ライブラリを用いて200次を超えるLaguerre多項式とHermit多項式の零点を極めて高い精度で得ることに成功した.さらに,Gauss-Laguerreの数値積分公式の数値的誤差評価を行い,理論的な誤差評価式と定性的に一致することを確認した.ただし,これらの結果を得るためには数週間もの計算時間が必要であり,今後高速化が必要であることが分かった.今年度の研究活動においては,昨年度開発したIEEE754形式に準拠した1(単精度),2(倍精度),4(4倍精度),8,16,32,64倍精度実数型ならびに複素数型の多倍長浮動小数点演算ライブラリの演算結果に著しい誤差が確認された.このため,約半年をかけて全17種類のライブラリのソースプログラムに対して誤差の原因の特定とその修正(バグフィックス)を行った.この作業と並行して第2四半期以降より,バグフィックスが終了したライブラリを利用して,Gauss-Laguerreの数値積分公式の実行に必要な高次Laguerre多項式のすべて零点とその零点における関数値(同公式における重み係数)の算定,ならびに多倍長演算ライブラリの性能評価に取り組んだ.C言語において従来装備されている単精度ならびに倍精度型浮動小数点演算ではそれぞれ18次および98次の多項式までしか取り扱うことができない.また,求めた零点の相対誤差は単精度で13次,倍精度で22次を超えると1を超え,1桁も信頼できないほど精度が劣化する.これに対して,代表者が作成した64倍精度演算では210次を超えるLaguerre多項式に対してもその零点の相対誤差は10-400以下と極めて高い信頼性を持つデータを得ることができた.ただし,この結果を得るためには数週間もの計算時間が必要であり,今後高速化が必要であることが分かった.以上の成果は別に示すワークショップにて発表し,数値解析の分野だけでなくLaguerre多項式を利用する量子力学に関連する研究者からも高い関心を得た.また,調査活動の結果.計算時間の短縮のため並列演算を採用する場合は,アルゴリズムの特性上共有メモリ型計算機を取り入れるべきであることが分かった.研究代表者はANSI/IEEE Std 754-2008の仕様に従い,実数型および複素数型の1(単精度),2(倍精度),4(4倍精度),8,16,32,64倍精度浮動小数点演算ライブラリ(実数型,複素数型)を開発した.そして,作成した浮動小数点演算ライブラリを用いて200次を超えるLaguerre多項式とHermit多項式の零点を極めて高い精度で得ることに成功した.さらに,Gauss-Laguerreの数値積分公式の数値的誤差評価を行い,理論的な誤差評価式と定性的に一致することを確認した.ただし,これらの結果を得るためには数週間もの計算時間が必要であり,今後高速化が必要であることが分かった.研究代表者はIEEE Standard for Floating-Point Arithmetic (ANSI/IEEE Std 754-2008)の仕様に従い,実数型および複素数型の2のn乗倍精度浮動小数点演算ライブラリの開発に取り組んだ.また,計算機およびコンパイラ側で標準装備されている既存の単精度および倍精度データとの相互変換およびユーザ側からの数値の入出力に対応するためのインターフェースも用意した.ただし,現在までの達成度の項目で述べる諸般の事情により,2のn乗の値は1(単精度),2(倍精度),4(4倍精度),8,16,32,64にとどまった.また,高速多重極アルゴリズムの実行に必要なすべての数学・物理定数,初等関数および特殊関数の作成までには至らなかった.作成した浮動小数点演算ライブラリを用いて高次のLaguerre多項式とHermit多項式の零点の求解を行った.数値実験の結果,どちらの関数に対しても現有の倍精度演算においては10次程度で得られた零点の精度が急激に劣化する.これに対して,64倍精度まで拡張させることにより100次までの多項式に対して小数点以下300桁以上の非常に高精度な零点を得た.上記より,従来の倍精度演算では実現が困難であった高次のHermitおよびLaguerre多項式の零点を高精度に得ることが可能となった.これらの多項式の零点はそれぞれ区間[-∞: ∞]および[0: ∞]を対象とする高精度数値積分公式であるGauss-Hermit公式およびGauss-Laguerre公式に利用される.また,多くの有効桁数を必要とする難解度の高い方程式への求解が可能となる.このように,本研究課題である波動場計算以外の科学技術分野への発展に貢献できるという点では大変有意義な成果といえる.研究代表者は昨年度開発したIEEE754形式に準拠した多倍長演算ライブラリを活用して下記の項目に取り組んだ.『1新型FMA(高速多重極アルゴリズム)をベースとした高性能放射波動場計算ソフトウェアの開発』:研究代表者が発想した新型FMAの実現可能性を検証するため,3次元スカラー放射波動場問題を例にプログラム実装を行った.その結果,3次元空間において波源と観測点の位置に非常に限定された規則性がある場合にのみ高精度計算が実現でき,汎用性が極めて乏しい結果となった.

この原因を探るべき定式化から再検証を行っているが研究期間終了までには解明に至らなかった.『2Gauss-Laguerreの数値積分公式の数値的誤差評価』:1で述べた検証に時間を要すことから,これと並行して昨年度の実績であるGauss-Laguerreの数値積分公式の分点および重みを用いて同公式の数値的誤差評価を行った.ただし,多倍長ライブラリの演算速度は極めて遅いため従来の倍精度型に変換して誤差評価を行った.結果として,4倍以上の精度で得られた分点および重みを倍精度に変換して利用すれば,実用的な演算時間で十分良好な計算結果を得ることが確認された.また,Gauss-Laguerreの数値積分公式の理論的な誤差評価式と定性的に一致した.『3Gauss-Hermiteの数値積分公式の分点の高精度計算』:1および2と並行して,Gauss-Laguerreの数値積分公式と同様に分点計算が非常に困難とされるGauss-Hermiteの数値積分公式に対しても分点の高精度計算を実施した.結果として,200次までの公式に対して高精度な分点を得ることができた.計算電磁気学研究実績の概要の項で述べたように,昨年度開発した多倍長演算ライブラリ(実数版・複素数版,全17種類)の演算結果に著しい誤差が確認された.この原因の特定と修正(バグフィックス),さらには演算結果の妥当性(演算が正しく実行されたこと)の検証に半年もの時間を要した.また,高次のLaguerre多項式のすべての零点とその零点における関数値の計算において,多項式の次数ならびに多倍長演算の精度の次数が増加するほど計算時間が急激に増加した.このように,今年度は研究課題に挙げる新型の高速多重極アルゴリズムを実行するうえで欠かすことのできないデータを取得するために多くの時間が費やされたため,当初研究計画に対して遅れる結果となった.2のn乗倍精度浮動小数点演算ライブラリについて,当初はユーザ側が動的にn値を設定できるよう設計されたものを開発する予定であった.しかしながら,その実現はコンパイラの仕様上非常に困難であることが分かった.このため,各n値に対して個別のライブラリを作成することになった.また,個々のライブラリに対する演算結果の妥当性(演算が正しく実行されたこと)の検証においては膨大な桁数の規範問題(四則演算)を手計算で作成する必要があった.このように,プログラム開発や結果の検証に非常に多くの時間が費やされたため,当初研究計画に対して遅れる結果となった.次年度は本研究課題の最終年度であるため,少なくとも本研究計画に挙げる新型の高速多重極アルゴリズムの実現に向けて研究活動を進めていく.具体的には対象とする物理問題を3次元スカラ波動場問題に限定し,まずは現行の倍精度演算において新型の高速多重極アルゴリズムの開発に着手する.なお,倍精度演算では高速多重極アルゴリズムの実現に必要なLaguerre多項式の零点ならびに関数値を高精度に計算できる次数の範囲に限りがあることは十分承知している.このため,まずは算定したLaguerre多項式の零点ならびに関数値の精度とGauss-Laguerreの積分公式による数値積分の精度を明らかにする.
神経活動依存的遺伝子発現制御の１分子イメージングによる解析

神経細胞において電気活動に依存した遺伝子発現は神経回路の精緻化とその可塑的変化に重要であるが、どのように神経活動が転写制御に影響しているかについては不明な点が多く残されている。本研究では、神経細胞の核内空間における転写調節因子の動態を斜光レーザー顕微鏡による1分子蛍光イメージングによって明らかにすることを目指した。その結果、神経活動依存的に転写調節因子CREBが核内の同じ場所への結合を繰返すこと明らかにした。遺伝子発現において、細胞核内の染色体やクロマチン、転写因子といった分子の動態は、3次元空間で高度に制御され神経細胞の振る舞いや分化状態を決定・維持する重要な要因になる可能性が考えられる。神経細胞において電気活動に依存した遺伝子発現は神経回路形成とその可塑的変化に重要であるが、その分子メカニズムに関しては不明な点が多く残されている。本研究では、転写を染色体の遺伝子座と転写因子を含む様々な核内因子の相互作用としてとらえ、1分子レベルの蛍光イメージングで可視化し、詳細に3次元的な核内空間配置と動態をとらえることで新たな観点から神経細胞分化の原理・法則性を明らかにすることを目指している。さらに遺伝子座に位置する初期転写産物pre-mRNAを定量的にイメージングすることで、転写因子の動態と転写活性を結び付け、電気活動に応答した転写の場の形成過程を明らかにする。本年度は、(1)転写活性に依存した核内因子の動態を1分子レベルで明らかにすることを目指して、神経活動依存的な遺伝子発現を制御することが知られる転写因子CREBの電気刺激に応答した動態解析を進めた。薬理学的な手法に加えて、光遺伝学の技術としてチャネルロドプシンを利用しての大脳皮質神経細胞の刺激と1分子イメージング解析を同時に行うことに成功した。その結果、刺激前後のCREBの動態を定量的に解析することができた。(2)DNA上での転写複合体形成のダイナミクスを明らかにすることを目指して、CREBとその共役因子に異なる波長の蛍光標識を行い、同時に1分子イメージング解析することでその相互作用をリアルタイムで明らかにすることを試みた。これまでに、大脳皮質神経細胞内でCREBと共役因子を異なる蛍光色素で標識し1分子イメージング解析することに成功した。遺伝子発現において、細胞核内の染色体やクロマチン、転写因子といった分子の動態は3次元空間で高度に制御され神経細胞の振る舞いや分化状態を決定・維持する重要な要因になる可能性が考えられる。本研究では、染色体の遺伝子座と転写因子を含む様々な核内因子の相互作用を1分子レベルの蛍光イメージングで可視化し、詳細に3次元的な核内空間配置と動態をとらえることで新たな観点から神経細胞分化の原理・法則性を明らかにすることを目指している。さらに初期転写産物pre-mRNAを定量的にイメージングすることで転写因子の動態と転写活性を結び付け、転写の場の形成過程を明らかにする。本年度は、(1)昨年度に取組んだチャネルロドプシンによる神経細胞の刺激前後における神経活動依存的遺伝子発現を制御する転写因子CREBの動態解析の結果をふまえて、これまでNeuro2a細胞株での実験結果から想定してきた転写因子が高頻度に誘導される核内空間場ホットスポットの形成に焦点を当て神経細胞で調べた。その結果、転写因子CREBの電気刺激に応答したホットスポット形成を定量的に解析することができた。(2)転写の場と転写量の定量的ライブイメージングとして、初期転写産物pre-mRNAを定量的にイメージングすることに取組んだが、これまでに十分なデータを得ることはできておらず課題として残された。本研究では、染色体の遺伝子座と転写因子を含む様々な核内因子の相互作用を1分子レベルの蛍光イメージングで可視化し、詳細に3次元的な核内空間配置と動態をとらえることで新たな観点から神経細胞分化の原理・法則性を明らかにすることを目指した。これまでに、神経活動依存的な遺伝子発現を制御する転写因子CREBの1分子蛍光イメージングによる動態解析を進めて来た。本年度は、(1)クロマチン構造がCREB動態に及ぼす効果を調べた。その為に、ヒストン修飾を制御するCREB共役因子の変異タンパク質を同時に神経細胞に発現させCREBを観察したところ、動態を変化させることを見出した。(2)CREBの核内1分子動態計測に関するこれまでの研究成果の一部を論文発表した。また、神経活動依存的動態に関する研究成果を国際学会において発表した。研究を進めていく上で計画していた転写因子

CREBの電気刺激に応答したホットスポット形成を光遺伝学の手法と組み合わせることで詳細に解析することが出来たので、概ね目的を達成できたと考えている。しかし、ホットスポットの形成にクロマチン構造が及ぼす効果を解析する実験の開始が遅れ、研究期間を延長することとなった。神経科学今後の研究の推進方策として、現在の研究を継続すると共に転写因子のホットスポット形成にクロマチン構造が及ぼす効果をライブイメージング解析により明らかにすることが必要である。研究を進めていく上で計画していた神経細胞における転写因子CREBの電気刺激に応答した動態の解析を、光遺伝学の手法と組合わせることでより詳細に進めることが出来た。また、転写共役因子との相互作用の解析に向けて発現ベクターの作製を進め、神経細胞内で発現させ1分子レベルで観察することが出来たので次年度に向けて概ね目的を達成できたと考えている。クロマチンが転写因子のダイナミクスに及ぼす効果のイメージング解析を進める予定であったが、計画が遅れていることからそれに予定していた費用を次年度で使用することとなった。今後の研究の推進方策として現在の研究を継続すると共に、生きた神経細胞の核内で転写の場と転写量の定量的ライブイメージングを進める。これまで進めてきた1分子レベルの転写因子動態との同時計測により、その動態と発現量の関係性を明らかにすることが必要である。実験を継続して行い、その経費・研究発表の旅費・研究成果の発表に充てる予定である。転写の場と転写活性の定量的ライブイメージングを目指して、神経細胞の核内で転写産物の空間配置と量の計測を試みる予定であったが、計画が若干遅れていることから、それに予定していた費用を次年度で使用することとなった。次年度に予定通り転写産物のイメージング解析の実験を行うための費用として執行する予定である。
移行体制下の中央アジア諸国における民族集団、宗教、言語文化の動態に関する研究

ソ連邦崩壊後に成立した中央アジア諸国(ウズベキスタン、キルギス、カザフスタン、タジキスタン、トルクメニスタン)における民族、宗教、言語文化の変化過程を研究対象とした本プロジェクトでは、タシケント東洋学大学内に設置された筑波大学中央アジア国際連携センターを拠点に、新秩序形成期の基礎資料収集を行い、今後の多民族共存、市民社会形成、宗教復興運動といった問題系への展開の方向が明確となった。ソ連邦崩壊後に成立した中央アジア諸国では民族運動、宗教運動の活性化が見られる。本研究プロジェクトでは中央アジア4カ国(ウズベキスタン、キルギス、カザフスタン、タジキスタン)を対象にその社会・文化の実態解明を進めている。調査対象の焦点は復活した民族集団、宗教集団の動態と、日常使用言語の変化である。人文社会科学の諸分野の日本および中央アジアの研究者を組織し2年間にわたる共同研究を通して基礎的な資料の収集を中心に作業を行っている。タシケントに設置された筑波大学中央アジア国際連携センターとの連携により現地側における4回の研究集会を開催すると共に今後の共同研究のための連絡調整を進めている。異民族集団、宗教集団及び言語文化の3つの領域につき研究班を構成し、諸種資料の収集、アンケート調査、現地の視察と面接調査等を進め分析を行うと共に、隔月開催の研究会の討議を通じて諸分野の相互関係の総合的解明を行っている。ウズベキスタン市民社会研究所と共催の国際研究集会を2回にわたり筑波大学において開催し民族集団、宗教集団と市民社会組織の関係に関わる検討を進展させた。ソ連邦崩壊後に成立した中央アジア諸国(ウズベキスタン、キルギス、カザフスタン、タジキスタン、トルクメニスタン)では民族運動、宗教運動の活性化が見られる。本研究プロジェクトではウズベキスタン、キルギス、カザフスタンを中心に、現地側の研究者との協力のもとに、社会・文化の変化過程に関する基礎的な調査研究を進めた。中央アジア3力国で進行しつつあるこうした変化を、人文社会科学の諸分野で実績のある目本および中央アジアの研究者を組織し2年間にわたる共同研究を進めた。民族集団、宗教集団及び言語文化の3つの領域につき研究班を構成し、諸種資料の収集、現地の視察と面接調査等を進め分析を深めると共に、研究報告会の討議を通じて3つの分野の相互関係の総合的解明を目指した。タシケント東洋学大学に設置された筑波大学国際連携センターおよび中央アジア4力国の下記の交流協定校をつないだネットワークを基盤に調査と研究集会を開催した。平成20年度については9-10月及び2-3月に2力国で6回の研究集会を開催することができその一部は報告書にまとめた。平成20年9月にはタシケントにおいて院生等若手研究者を巻き込んだ国際集会を開催し本プロジェクトの企図した共同研究の推進を実現させた。第1年度の調査研究では3力国における宗教組織、市民運動組織の把握と基礎的な情報め整理に力点が置かれたが、第2年度(最終年度)に当たる本年度においてはタシケント市、サマルカンド市、リシタン市、アルマトイ市等におけるそれら組織のボトムアップの文化・宗教復興運動の動きについて研究組織メンバーによる参与観察と面接調査により深めることができた。