hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゼブラフィッシュ個体のライブイメージングを用いた細胞周期と脊索器官発生の相関解析

古くから、細胞周期のリズムが内在性の発生時計として機能しているのではないかと考えられてきた。したがって、zFucciを発現したモデル動物の胚発生過程をライブ観察することで、発生現象と細胞周期の相関および非相関関係を明らかにできる可能性が高い。当初、脊索での分化の様子をモデル化するために、類似点の多い体節形成のモデルに注目していた。脊索と同時に体節形成の観察を行ったところ、体節の形成・分化に細胞周期依存・非依存的な細胞移動・細胞運動のパターンが観察されることに気付いた。以上からまず、体節の解析を先行することにした。そこで、体節形成リズムに相関した細胞周期の同調性の有無を解析するために、Cecyi1胚のライブ観察及び画像・統計処理を行った。さらに、細胞周期の進行停止が体節形成とその進行周期に影響を与えるかを調べるため、Cecyi1胚への細胞周期進行阻害剤の効果の評価をFACS解析により行った後、阻害剤を投与した状態でCecyi1胚をライブ観察及び画像・統計処理を行った。その結果、ゼブラフィッシュでは、周期的な体節形成のメカニズムは細胞周期の進行との同調性は観察されず、これらは独立したシステムであると考えられた。一方で、体節の分化については細胞周期進行に特異的な現象が見られた。体節は分節化後、体節内で細胞が動きながらそれぞれの役割を持つ細胞に分化し、筋節として成熟していく。細胞周期進行阻害剤によって、その成熟過程に変化があることがわかった。そこで細胞の動きに注目し、分化マーカーを用いて、阻害剤を投与した状態でCecyi1胚体節の分化と細胞周期の関係を観察し、分化においては細胞周期依存的な分化阻害が起こっていることが示唆された。これに加え、Tail protrusionにおいても体節の分化と同様に、細胞周期依存的な細胞の動きの阻害が起こっていることが観察された。当初の目的である、脊索での分化の様子と同時に体節形成の観察を行ったところ、体節の形成・分化に細胞周期依存・非依存的な細胞移動・細胞運動のパターンが観察されることに気付き、体節の解析を先行することにした。そのため、当初の脊索の形態分化に関しての研究の進行は遅れているが、私は体節形成・分化における内在性時計としての細胞周期と分節時計の相関の有無の解析を行い、体節形成における細胞周期と細胞周期の相関および非相関関係を明らかにしてきている。そのため、当初の脊索の形態分化に関しての研究の進行は遅れているが、私は体節形成・分化における内在性時計としての細胞周期と分節時計の相関の有無の解析を行い、体節形成およびTail protrusionにおける細胞周期と細胞周期の相関および非相関関係を明らかにしてきている。先ずは現在明らかになってきた、体節形成における細胞周期と細胞周期の相関および非相関関係をもう少し詳細に、細胞の動きに注目し、分化マーカーを用いて体節の分化と細胞周期の関係を明らかにする。その後、当初の目的である、脊索での分化の様子と同時に体節形成の観察・解析しモデル化を進める。
非可換なガロア群を持つ代数体と被覆の数論の研究

今年度に最も力を入れて取り組み成果が上がったのは、生成的多項式の代数的整数論への応用であり、具体的には、生成的な二面体型5次多項式を活用して、双二次不分岐拡大を持つ二面体型5次体の無限族を構成した。この5次多項式は以前から知られていて多くの研究があるが、ここでは2つの助変数のうちの片方を定数項が-1になるように特殊化した場合を考えた。もう一つの助変数を整数に特殊化すると根が単数になるが、この多項式ではその由来から来る顕著な特性として、これと乗法的に独立な単数も明示的に得られる。これに着目し、これらの単数の平方根を添加することによって二面体型5次体の不分岐双二次拡大が構成できないか考えた。実験的な計算により整数に特殊化した場合には2が分岐するため不分岐双二次拡大が得られないことが判明したが、さらに実験を進め、分母が2冪で分子が適切な合同条件を満たすときに不分岐双二次拡大が得られ、しかもこれにより無限族が得られることがわかった。類体論により、これから類数の可除性に関する結果が得られる。この二面体型5次多項式の他にも、巡回3次体や巡回5次体を与える多項式など、多くの研究がなされている多項式があるが、それらには見られない顕著な現象であった。研究分担者を中心とする研究では、梅垣氏が類数に関する問題で進展を得た。所与の有限群をガロア群に持つ代数体で類数の大きなものの存在や構成を問う問題に対し、判別式に比べて類数と単数基準との積が充分大きくなるような双三次アーベル体の無限族を構成した。更に双巡回的なガロア群の場合にも一般化できることを示している。また、中筋氏は多重ゼータ関数・多重ゼータ値および多重ベルヌーイ数の一般化に取り組んだ。多重ゼータ値は幾何的には3点抜き射影直線の非可換被覆の周期として現れる重要な数であるが、これをシューア型と呼ばれるものに一般化し、その性質を探求した。生成的多項式の代数的整数論への応用として得た「双二次不分岐拡大を持つ二面体型5次体の無限族の構成」は当初想定したよりも良い結果であり、既に口演での研究発表および論文の投稿に至っている。また、類似の多項式を用いた今後の研究の進展も大いに期待でき、実際、計算機による実験的な観察で興味深い現象が幾つか見つかっている。研究分担者を中心とする研究では、多重ゼータ関数・多重ベルヌーイ数とその拡張に関しても既に研究発表および論文の掲載に至っている他、招待講演も行なっているなど注目度も高く、更に今後の進展が期待できる状態である。また、双三次代数体の類数問題に関する結果も、既に論文誌への掲載が決まっており(出版年未定)、さらに一般化も進んでいる。この他の課題については余り進んでいないものもあるが、幾つかのものは準備が進んでいる。二面体型5次体の数論に関しては、本研究で用いている二面体型5次多項式が非常に顕著な性質を持つことがわかってきたので、さらにこれを利用して、先行諸研究とも結びつけて、整数環・単数群が共に明示的に得られるような場合の探求を行ないたい。さらに、5次交代群型6次多項式での類似の現象の探求も模索しており、既に実験的な計算による観察を始めている。これらの探求では有限群の表現論や保型形式論との関係も予期されるので、各分野の研究分担者との連携を深めたい。研究分担者を中心とする課題もそれぞれ順調であるので、引続き進める。また、ガロアの構成問題に関する勉強会が9月に開催され、それに参画することになっているので、本研究費を活用して運営面でも協力する。これらを通じて、学内の大学院生を研究補助者とするのみならず、学外の大学院生・若手研究者との共同研究も含めて、研究態勢を整備していきたい。本研究費の旅費による研究会参加は、上記勉強会を含めて、国内で4回程度を予定している。その他の使途の予定は、上記勉強会の参加・運営費以外は、書籍代や計算機ソフトウェアおよび周辺機器など、通常のようなものである。

研究分担者を中心とする研究では、梅垣氏が類数に関する問題で進展を得た。所与の有限群をガロア群に持つ代数体で類数の大きなものの存在や構成を問う問題に対し、判別式に比べて類数と単数基準との積が充分大きくなるような双三次アーベル体の無限族を構成した。更に双巡回的なガロア群の場合にも一般化できることを示している。また、中筋氏は多重ゼータ関数・多重ゼータ値および多重ベルヌーイ数の一般化に取り組んだ。多重ゼータ値は幾何的には3点抜き射影直線の非可換被覆の周期として現れる重要な数であるが、これをシューア型と呼ばれるものに一般化し、その性質を探求した。生成的多項式の代数的整数論への応用として得た「双二次不分岐拡大を持つ二面体型5次体の無限族の構成」は当初想定したよりも良い結果であり、既に口演での研究発表および論文の投稿に至っている。また、類似の多項式を用いた今後の研究の進展も大いに期待でき、実際、計算機による実験的な観察で興味深い現象が幾つか見つかっている。研究分担者を中心とする研究では、多重ゼータ関数・多重ベルヌーイ数とその拡張に関しても既に研究発表および論文の掲載に至っている他、招待講演も行なっているなど注目度も高く、更に今後の進展が期待できる状態である。また、双三次代数体の類数問題に関する結果も、既に論文誌への掲載が決まっており(出版年未定)、さらに一般化も進んでいる。この他の課題については余り進んでいないものもあるが、幾つかのものは準備が進んでいる。二面体型5次体の数論に関しては、本研究で用いている二面体型5次多項式が非常に顕著な性質を持つことがわかってきたので、さらにこれを利用して、先行諸研究とも結びつけて、整数環・単数群が共に明示的に得られるような場合の探求を行ないたい。さらに、5次交代群型6次多項式での類似の現象の探求も模索しており、既に実験的な計算による観察を始めている。これらの探求では有限群の表現論や保型形式論との関係も予期されるので、各分野の研究分担者との連携を深めたい。研究分担者を中心とする課題もそれぞれ順調であるので、引続き進める。また、ガロアの構成問題に関する勉強会が9月に開催され、それに参画することになっているので、本研究費を活用して運営面でも協力する。これらを通じて、学内の大学院生を研究補助者とするのみならず、学外の大学院生・若手研究者との共同研究も含めて、研究態勢を整備していきたい。本研究費の旅費による研究会参加は、上記勉強会を含めて、国内で4回程度を予定している。その他の使途の予定は、上記勉強会の参加・運営費以外は、書籍代や計算機ソフトウェアおよび周辺機器など、通常のようなものである。研究代表者分については、ノートパソコン購入において、大学関連業者を通じ割安の価格での購入機会があったので、当初想定の機種・スペックとは異なったが、機動性を重視して安価な機械2台を購入した。申請時からの値上がりも懸念していたが、その結果、ほぼ予定の金額で収めることが出来た。この分は次年度の計算機関係の物品購入に充てて、計算機環境を充実させることができる。また、研究補助者の大学院生を伴う出張を想定していたが、スケジュール等の関係で適切な補助者が得られず、その分の旅費支出がなかった。次年度は、学内外の大学院生や学外の若手研究者を研究補助者として含めた研究態勢を整えるべく、研究分担者と共に調整・協力していく。研究分担者分については、概ね現有資源および学内の基盤的研究費で進められたことと、各人の細かい残額であるので、次年度の物品購入などに活用する。
C.elegansの温度走性における環状ヌクレオチド依存性チャンネルの機能解析

昨年までの研究では、tax-4遺伝子のコードする環状ヌクレオチド依存性チャンネルを哺乳類の培養細胞HEK293において発現させ、インサイドアウトパッチクランプ法によって、細胞内環状ヌクレオチドに対する反応性、イオンの透過性などの性質を電気生理学的に解析た。その結果、TAX-4チャンネルは、確かに環状ヌクレオチドに応答して陽イオンを通すことがわかり、機能的に環状ヌクレオチド依存性チャンネルのαサブユニットであることが証明された。また、cGMPに対する応答性が、cAMPに対する応答性よりも約300倍程度高いことなどが明らかになった。今年度の研究では、tax-4変異体と同様の行動異常を示すtax-2変異体の原因遺伝子が環状ヌクレオチド依存性チャンネルのβサブユニットをコードしている事を機能的に証明した。まず、HEK293細胞においてtax-2遺伝子産物を単独で発現させ、インサイドアウトパッチクランプ法によって環状ヌクレオチドに対する応答性を調べたところ、応答を検出できなかった。次に、TAX-4タンパクとTAX-2タンパクをHEK293細胞で共発現させ電気生理学的な性質を調べたところ、TAX-4タンパクを単独で発現させた場合よりも、cGMPとcAMPの両方に対する感受性が下がるという結果が得られた。これらの結果は、tax-2遺伝子が、確かに環状ヌクレオチド依存性チャンネルのβサブユニットをコードすることを示すとともに、TAX-4タンパク(α)はTAX-2(β)とヘテロメリックなチャンネルを作り、機能し得る事を示唆する。共発現によって得られたチャンネルの電気生理学的性質は、従来までに脊椎動物の環状ヌクレオチド依存性チャンネルに関して知られている性質と大きく異なっていた。今後さらに、TAX-4/TAX-2チャンネルの性質を解析する事で、αサブユニットに対するβサブユニットの役割について新しい知見が得られると期待される。
フラビウイルス(ウエストナイルウイルス)によるウイルス脳炎の分子病態解析

ウエストナイルウイルスはフラビウイルス科、フラビウイルス属に属するウイルスであり、日本脳炎ウイルスやデングウイルスと同族である。本研究では、分子疫学的、分子生物学的手法を用いたウイルス病原性の分子機構解析により、ウエストナイルウイルス感染症の予防法と治療法の新たな標的を探索することを目指す。1、ザンビアにおけるフラビウイルス(ウエストナイルウイルス)のサーベイランス:北海道大学人獣共通感染症リサーチセンターの海外拠点が設置されているアフリカのザンビア共和国の野生動物において、人獣共通感染症の病原体の一つとして重要なウエストナイルウイルス及びその他のフラビウイルスの保有状況を把握するためにフルーツコウモリ等の野生動物のサンプリングを行った。今回は、フルーツコウモリ群生地として世界的に有名なカサンカ国立公園にて計104個体のフルーツコウモリを採取した。血清の採集した後、ザンビア大学獣医学部内のP3施設内にて解剖を行い、各臓器をサンプリングし、さらにRNAの抽出を行った。今後、このサンプルを用いてフラビウイルスの感染の有無を検討していく予定である。2、ウイルス粒子放出に関わる宿主因子の同定フラブウイルスのウイルス粒子は、小胞体の膜上で出芽し、細胞に内在する分泌経路によって細胞外へ放出されるとされている。細胞は、様々な小胞輸送経路を持っていることが最近の研究により明らかになってきているが、この研究ではフラビウイルス粒子がどのような細胞内輸送経路を利用しているかを決定することを目的としている。これらの経路を同定するためにウイルス偽粒子を安定的に発現する細胞株を樹立し、その細胞と小胞輸送に関わる分子のsiRNAライブラリーを用いてフラビウイルス粒子の放出に関わる宿主因子の同定を試みた。スクリーニングの方法は、フラビウイルスのEタンパク質を認識する抗体を用いたSandwich ELISとウエストナイルウイルスのVLPを作成するシステムにより行った。その結果、小胞輸送関連タンパク質であるrabファミリーに所属する分子を同定した。今後、この分子がウイルス感染に与える影響を検討し、結果をまとめて報告する予定である。本研究では、分子生物学的手法を用いたウイルス病原性の分子機構解析により、ウエストナイルウイルス感染症の予防法と治療法の新たな標的を探索することを目指す。1、ウイルス蛋白質に特異的なポリクローナル抗体の作成:今年度は、分子生物学的解析に必要不可欠である抗体の作成を行った。ウエストナイルウイルスの構造タンパク質であるC, M, Eに関しては市販抗体が存在するが、非構造タンパク質の抗体は存在しない。そこで、それぞれの蛋白質の一次構造から、エピトープとして最適な部位を選び出し、ペプチドを合成しウサギに免役して坑血清を得た。その結果、NS1,NS2B, NS3,NS4A, NS5に対する特異抗体が得られた。2、ウイルス粒子形成解析のための蛍光プローブ作成フラビウイルスは、X線結晶構造解析や凍結電顕などの手法により、ウイルス粒子の構造解析が進んでおり、数多くの仕事が報告されている。しかしながら、ウイルス粒子がどのように細胞内で形成され、放出されるかについては、不明な点が多い。近年、HIVの研究で注目されているように、ウイルスの放出機構の解明は、新たなウイルス治療薬の標的を見つけ出すという観点から重要である。そこで、ウイルス粒子形成に及ぼす因子の検索を目的にウイルス粒子の形成を簡単に検出できる実験系の構築を試みている。方法としては、粒子を形成する主要なウイルスタンパク質であるEタンパク質に蛍光タンパク質を融合させ、蛍光顕微鏡によりウイルス粒子を検出するというものである。今年度は、いくつかのプローブを作成したが、未だ野生型と同様の粒子形成能を有するプローブは見つかっていない。今後、さらに方法を変えプローブを作成していく予定である。1、ウイルス粒子形成解析のための蛍光プローブ作成:昨年度に引き続きウイルス粒子形成解析のための蛍光プローブ作りを行った。粒子を形成する主要なウイルスタンパク質であるEタンパク質に蛍光タンパク質を融合したプローブを20種類ほど作成したが、いずれも野生型と同様の粒子形成能を有するものは得られなかった。そこで、ウイルス粒子形成に関わるもう一つのウイルスタンパク質であるprMに注目し、プローブの作成を行った。ウイルス粒子が成熟する過程において、prMが宿主因子であるfurinにより切断されることが重要であるということが言われているが、その切断をFRETによりモニタリングするプローブを作成した。これにより、prMが細胞内のどの部位で切断されウイルス粒子の成熟が起こるかを検出することが可能でとなった。今後、FRETシグナルを検出できる蛍光顕微鏡を用いて詳細な解析を進めていく予定である。さらに、ウイルス粒子形成過程において、prMとEタンパク質の相互作用が重要であるとされているので、この2つの分子の相互作用を検出する蛍光プローブを作成し細胞内小器官とウイルス粒子形成との関係性を明らかにしていくことも計画している。

これらの経路を同定するためにウイルス偽粒子を安定的に発現する細胞株を樹立し、その細胞と小胞輸送に関わる分子のsiRNAライブラリーを用いてフラビウイルス粒子の放出に関わる宿主因子の同定を試みている。スクリーニングの方法は、フラビウイルスのEタンパク質を認識する抗体を用いたSandwich ELISAを用いている。現在までに約100個の宿主因子についてスクリーニングしたが、今後、さらに800個程度の宿主因子についてスクリーニングを行うことを計画している。ウエストナイルウイルスはフラビウイルス科、フラビウイルス属に属するウイルスであり、日本脳炎ウイルスやデングウイルスと同族である。本研究では、分子疫学的、分子生物学的手法を用いたウイルス病原性の分子機構解析により、ウエストナイルウイルス感染症の予防法と治療法の新たな標的を探索することを目指す。1、ザンビアにおけるフラビウイルス(ウエストナイルウイルス)のサーベイランス:北海道大学人獣共通感染症リサーチセンターの海外拠点が設置されているアフリカのザンビア共和国の野生動物において、人獣共通感染症の病原体の一つとして重要なウエストナイルウイルス及びその他のフラビウイルスの保有状況を把握するためにフルーツコウモリ等の野生動物のサンプリングを行った。今回は、フルーツコウモリ群生地として世界的に有名なカサンカ国立公園にて計104個体のフルーツコウモリを採取した。血清の採集した後、ザンビア大学獣医学部内のP3施設内にて解剖を行い、各臓器をサンプリングし、さらにRNAの抽出を行った。今後、このサンプルを用いてフラビウイルスの感染の有無を検討していく予定である。2、ウイルス粒子放出に関わる宿主因子の同定フラブウイルスのウイルス粒子は、小胞体の膜上で出芽し、細胞に内在する分泌経路によって細胞外へ放出されるとされている。細胞は、様々な小胞輸送経路を持っていることが最近の研究により明らかになってきているが、この研究ではフラビウイルス粒子がどのような細胞内輸送経路を利用しているかを決定することを目的としている。これらの経路を同定するためにウイルス偽粒子を安定的に発現する細胞株を樹立し、その細胞と小胞輸送に関わる分子のsiRNAライブラリーを用いてフラビウイルス粒子の放出に関わる宿主因子の同定を試みた。スクリーニングの方法は、フラビウイルスのEタンパク質を認識する抗体を用いたSandwich ELISとウエストナイルウイルスのVLPを作成するシステムにより行った。その結果、小胞輸送関連タンパク質であるrabファミリーに所属する分子を同定した。今後、この分子がウイルス感染に与える影響を検討し、結果をまとめて報告する予定である。
赤痢菌属細胞に潜在するフラジェラ・レギュロンの分子遺伝学的研究

1.潜在性フラジェリン遺伝子(fliC)の分析:(1)フレキシネリ株,ゾンネ株,ボイディ株由来のクローン化遺伝子は大腸菌内で発現したが,ディセンテリ株由来のそれはIS挿入突然変異をもつ欠陥遺伝子であった.抗赤痢菌鞭毛抗体による分析は,前3株の遺伝子がそれぞれ特異抗原をコードしていることを明らかにした.(2)ゾンネ株由来の遺伝子は,サルモネラ菌鞭毛相変異に関与する抑制遺伝子(fljA)によって発現を抑制されることが分かった,しかしゾンネ株には相変異関連の遺伝子は検出されなかった.(3)4亜群5株のfliC遺伝子について全ヌクレオチド配列が決定された.各遺伝子は,5'定常領域,中央可変領域,3'定常領域よりなり,ゾンネ株以外の3系統の遺伝子は,中央領域を除いて,大腸菌の配列と高い相同性を示し,上流と下流の調節領域も大腸菌型であった.一方,2系統のゾンネ遺伝子は,上流にサルモネラ菌と略同一のオペレーター配列を持っていたが,定常領域は大腸菌型であった.過去にサルモネラ菌からの遺伝子水平伝達と部分的組換えがあったことが示唆された.(4)2種のゾンネ遺伝子の定常領域の配列比較により,赤痢菌属細菌が運動性を消失したのは高々10万年前であることが示唆された.また,赤痢菌,大腸菌及びサルモネラ菌遺伝子の中央領域の配列比較により,これら3属の細菌は8千万年前には祖先を共有していたと推定された.2.レギュロンの再編成:(1)新たに4系統のディセンテリfliC遺伝子を調べたところ,2株はボイディ型の,1株はフレキシネリ型の中央領域をもち,5'定常領域を含む上流領域に様々な大きさのの遺伝子再編成が見られた.(2)4亜群の赤痢菌は,領域I,IIIaの遺伝子群を比較的良く保持しているが,領域IIの1部とIIIbの1部に種々の程度の再編成が検出された.1.潜在性フラジェリン遺伝子(fliC)の分析:(1)フレキシネリ株,ゾンネ株,ボイディ株由来のクローン化遺伝子は大腸菌内で発現したが,ディセンテリ株由来のそれはIS挿入突然変異をもつ欠陥遺伝子であった.抗赤痢菌鞭毛抗体による分析は,前3株の遺伝子がそれぞれ特異抗原をコードしていることを明らかにした.(2)ゾンネ株由来の遺伝子は,サルモネラ菌鞭毛相変異に関与する抑制遺伝子(fljA)によって発現を抑制されることが分かった,しかしゾンネ株には相変異関連の遺伝子は検出されなかった.(3)4亜群5株のfliC遺伝子について全ヌクレオチド配列が決定された.各遺伝子は,5'定常領域,中央可変領域,3'定常領域よりなり,ゾンネ株以外の3系統の遺伝子は,中央領域を除いて,大腸菌の配列と高い相同性を示し,上流と下流の調節領域も大腸菌型であった.一方,2系統のゾンネ遺伝子は,上流にサルモネラ菌と略同一のオペレーター配列を持っていたが,定常領域は大腸菌型であった.過去にサルモネラ菌からの遺伝子水平伝達と部分的組換えがあったことが示唆された.(4)2種のゾンネ遺伝子の定常領域の配列比較により,赤痢菌属細菌が運動性を消失したのは高々10万年前であることが示唆された.また,赤痢菌,大腸菌及びサルモネラ菌遺伝子の中央領域の配列比較により,これら3属の細菌は8千万年前には祖先を共有していたと推定された.2.レギュロンの再編成:(1)新たに4系統のディセンテリfliC遺伝子を調べたところ,2株はボイディ型の,1株はフレキシネリ型の中央領域をもち,5'定常領域を含む上流領域に様々な大きさのの遺伝子再編成が見られた.(2)4亜群の赤痢菌は,領域I,IIIaの遺伝子群を比較的良く保持しているが,領域IIの1部とIIIbの1部に種々の程度の再編成が検出された.赤痢菌属4亜群の各系統について、潜在性フラジェラ・レギュロンの最終調節段階にあるフラジェリン遺伝子fliCをクローン化し、分子遺伝子学的解析を行なった。1.フレキシネリ株、ゾンネ株、及びボイディ株からクローン化したfliC遺伝子は、潜在性ではあるが発現能力を保持しており、無鞭毛大腸菌ΔfliC株内で発現し、宿主を運動性株に転換した。ディセンテリ株由来のfliCはIS因子挿入により欠陥遺伝子となっていた。2.フレキシネリ株、ゾンネ株、及びボイディ株由来の鞭毛を抗原として抗体を作成し、イミュノ・ブロッティングにより抗原特異性の検定を行なった。各赤痢菌の鞭毛は特異的抗原を有し、これらは種々のサルモネラ菌血清型の特異的抗原とも異なっていた。3.上記3株由来のfliC遺伝子それぞれを、サルモネラ菌由来のリプレッサー遺伝子fljAと共に大腸菌ΔfliC株に共存させた所、ゾンネ由来のfliC遺伝子の発現のみが抑制された。fljA遺伝子は、サルモネラ菌鞭毛相変異に関与する因子であるが、ゾンネ株からはfljAを含む相変異関連因子はサザン分析により検出されなかった。4.4種類の赤痢菌fliC遺伝子について、全ヌクレオチド配列が決定された。

各遺伝子は、fliC遺伝子一般に見られるように、5'定常領域、中央変異領域及び3'定常領域よりなっていた。ゾンネ由来のfliCを除く全fliC遺伝子は、中央領域以外は大腸菌fliCと高い相同性を示し、上流・下流の調節領域も大腸菌型であった。一方、ゾンネ株のfliC遺伝子の上流領域はサルモネラ菌fliCのそれと略同一配列であり、共通のオペレーターをもっていると考えられた。しかし、他の領域は大腸菌型であり、過去にサルモネラ菌からの遺伝子水平伝達があったことが示唆された。前年度迄の研究:フレキシネリ株、ゾンネ株、及びボイディ株由来のfliC遺伝子は発現能力をもっているが、ディセンテリ株(Sh16)由来のfliCはIS挿入突然変異をもつ欠陥遺伝子である。ゾンネ株fliCは、その上流にサルモネラ菌と相同のオペレーター配列があり、サルモネラ菌FljAによって発現抑制を受ける。これはサルモネラ菌fliC遺伝子からの水平伝達を示唆している。他の3亜群の系統のfliC遺伝子は中央領域を除き大腸菌型である。本年度の研究:1.進化的考察:赤痢菌、大腸菌及びサルモネラ菌由来のfliCヌクレオチド配列中の中央可変領域の比較分析により、これら3属は約8千万年前に共通の祖先型から分かれたと推論された。2系統のゾンネ株の5'および3'定常領域のヌクレオチド配列の比較分析により、赤痢菌属細菌が運動性を失ったのは高々10万年前であることが示唆された。2.新たに4系統のディセンテリ株についてfliCの存在様式をサザン法で調べた。2株(A3 A4)のfliC遺伝子はボイディ型の、1株(A2)はフレキシネリ型の中央可変領域をもち、残り1株(A1)は中央領域から上流部分を欠失していた。ここでも異種のfliC遺伝子間の水平伝達と組換えが示唆された。3.潜在性フラジェラ・レギュロンの検出:大腸菌やサルモネラ菌では40以上の鞭毛形成遺伝子が多数のオペロンを作り、染色体上の領域I、II、IIIa及びIIIbに極在している。これらオペロンをプローブとして赤痢菌DNAを検索した。4亜群の赤痢菌は領域I、IIIaの遺伝子群を比較的よく保持しているが、領域IIの1部及びIIIbの1部に種々の程度の再編成がみられ、変異の程度はディセンテリ株において最も大きかった。
米国での認知症高齢者を師とする人生語り・記録の多世代協働とコミュニティ教育の展開

本研究は、超高齢社会において、認知症高齢者やその家族の生活の質の低下をどう解決するかという実践的課題を出発点として、多文化・多世代が、認知症高齢者を含む高齢者との交流に、どのような経験を紡ぎ意義を見いだしているのか、またそうした場はいかにして実現できるのかに関する情報を、現地調査にもとづき提示することを目的としている。本年度は、海外共同研究者や研究協力者と情報交換を行いつつ、認知症高齢者が参加する多世代協働の実践、およびその継続的運営を可能とする環境について、現地調査研究を実施した。とくに米国において進められている博物館や学校等を活用する活動において、実践者の資格や仕事のありかたについて重要な情報を収集することができた。また、日本における当該実践の応用可能性にかかわり、日本の高齢者関連施設における若い世代のボランティアおよび就業に関する情報収集を進めた。成果公開としては、本研究に深くかかわる、高齢者のニーズを契機として全ての世代の生活環境を再考・開発するエイジングフレンドリー・コミュニティ(AFC)の研究に関し、海外共同研究者との協働的研究の蓄積を生かし、日本の過疎地域における産業振興と多世代協働に関しまとめた研究成果を公開した。この論考は、欧米都市を中心とするAFCの現状に不可欠の視座を提供するものであり、包括的環境の基盤となる仕事やライフロングラーニングを含む余暇の時間のありかたを検討するための観点を明示している。さらに、すべての世代が参加する余暇活動を支える米国のコミュニティの基盤となる考え方に関し発表し、議論にもとづき考察を深めた。平成30年度に関し計画していた現地調査を、国内外の博物館・美術館を含むコミュニティ教育の現場や複合型高齢者対象施設において遂行し、研究視座を明確化させ、平成31年度以降に生かす情報を蓄積した。また、成果公開の一環として、研究課題のうち、とくに1多世代協働の実践(活動環境と持続性獲得)、2背景となる仕事やボランティア活動、コミュニティ教育の考え方と実践の系譜にかかわる基礎的内容を論考および発表によって実施した。平成30年度に現地調査を開始したコミュニティ教育の現場における調査内容を整理し検討を加えたうえで、必要とされる現地調査研究や参与観察を続行し、日本における認知症高齢者を含む多世代のコミュニティ教育に資する情報として提示できるよう成果公開の準備に着手する。具体的には、今年度は、米国のコミュニティ教育やライフロングラーニングに関し情報収集を進めつつ、平成30年度に研究発表した内容について論考としてまとめる作業に着手する。また、国内外に関し高齢者を含む多世代協働の実践の現地調査にもとづき、それらを支える考え方や社会のしくみに関し情報と考察を加えた論考提示に向けて、情報や資料を整理する。
脳にボンベシン様ペプチド受容体システムが存在する生理的意義の解明

ボンベシンは多彩な生理作用を持つ生理活性ペプチドであり、その作用を介達する受容体については哺乳類でGRP受容体、NMB受容体、BRS-3の3種が知られている。ボンベシンシステムは内外分泌、代謝の調節や行動の制御などに関係することが示唆されているが各受容体の脳機能における生理的役割をより詳細に個体レベルで検討するためGRPおよびNMB受容体並びにBRS-3欠損マウスの作製を行った。これら遺伝子欠損マウスを用い研究期間中に行動科学的研究を推進し、GRP受容体欠損マウスが非攻撃性の社会相互作用の亢進及び活動期(夜間)の運動量の増加を示すこと、さらに、社会的探索行動の亢進を認め、それが嗅覚情報処理の障害から来る可能性の高いことを見いだした。また、BRS-3欠損マウスでは中枢性の肥満、高血圧、糖代謝障害を呈するとともに、野生型に比して甘味をより嗜好し苦味をより嫌悪する傾向にあって味覚学習も障害されていることを見い出した。さらに、社会的刺激の剥奪がBRS-3欠損マウスの体重増をより促進すること、同じく野生型で認められる社会的刺激の剥奪による自発運動量の亢進がBRS-3欠損マウスでは認められないことを見出した。これらの結果はBRS-3欠損マウスでは情動反応性、社会的反応性が障害されていることを示唆する。行動科学的解析を中心にした本研究は、ボンベシンシステムの脳機能における役割が情動の多面的調節であることが示すものである。なお、未知であるBRS-3の内在性リガンドの分子生物学的同定を試みたが候補となる分子の同定にはいたらなかった。哺乳類ではGRP受容体、NMB受容体、BRS-3の3種のボンベシン様ペプチド受容体が存在する。ボンベシンシステムは内外分泌、代謝の調節や行動の制御などに関係することが示唆されているが各受容体の生理的役割をより詳細に個体レベルで検討するため遺伝子欠損マウスの作製を行なった。これまでにGRP受容体およびBRS-3欠損マウスについて表現型の解析を行いGRP受容体欠損マウスが非攻撃性の社会相互作用の亢進及び活動期(夜間)の運動量の増加を示すこと、BRS-3欠損マウスが中枢性の肥満、高血圧、糖代謝障害を呈することを報告した。今年度はNMB受容体欠損マウスの病態生理学的解析を行ない、NMB投与時に記められる体温降下が野生型に比してNMB受容体欠損マウスで減弱していることを見い出した。またGRPとNMBの作用効果比較をNMB受容体欠損マウスを用いて行ない、消化管収縮、摂食抑制の作用はNMB受容体よりもGRP受容体を介したものが主であることを見い出した。運動量や社会相互作用に関してはNMB受容体欠損マウスは特に野生型マウスと比較して異常を呈さなかった。また、今年度は未知であるBRS-3の内在性リガンドの分子生物学的同定を試みた。GRP.NMBとのアミノ酸相同性を予測したアプローチ(degenerateプライマーを用いたRT-PCRなど)や、リガンドの発現差を推定したアプローチ(BRS-3欠損マウスと野生型マウス間のdifferential displayなど)により候補遺伝子を探索した。前者のアプローチでは陽性結果を得ることが出来なかったが、後者のアプローチでBRS-3欠損マウスと野生型マウス間で発現に差のある遺伝子を複数認めた。その中にBRS-3の内在性リガンドが含まれているかどうかを現在検討中である。ボンベシンシステムは内外分泌、代謝の調節や行動の制御などに関係することが示唆されているが各受容体の脳機能における生理的役割をより詳細に個体レベルで検討するため遺伝子欠損マウスの作製を行なった。

これまでにGRPおよびNMB受容体並びにBRS-3欠損マウスの作製を行い、GRP受容体欠損マウスが非攻撃性の社会相互作用の亢進及び活動期(夜間)の運動量の増加を示すこと、BRS-3欠損マウスが中枢性の肥満、高血圧、糖代謝障害を呈することを報告した。今年度はBRS-3欠損マウスの行動科学的解析を行ない、野生型に比してBRS-3欠損マウスが甘味をより嗜好し苦味をより嫌悪する傾向にあり、味覚学習も障害されていることを見い出した。また社会的刺激の剥奪がBRS-3欠損マウスの体重増をより促進すること、同じく野生型で認められる社会的刺激の剥奪による自発運動量の亢進がBRS-3欠損マウスでは認められないことを見出した。これらの結果はBRS-3欠損マウスでは情動反応性、社会的反応性が障害されていることを示唆する。また、今年度は昨年度に引き続き未知であるBRS-3の内在性リガンドの分子生物学的同定を試みた。リガンドの発現差を推定したアプローチ(BRS-3欠損マウスと野生型マウス間のdifferential displayなど)により候補遺伝子を探索したが現在のところ候補となる遺伝子の同定にはいたっていない。ボンベシンは多彩な生理作用を持つ生理活性ペプチドであり、その作用を介達する受容体については哺乳類でGRP受容体、NMB受容体、BRS-3の3種が知られている。ボンベシンシステムは内外分泌、代謝の調節や行動の制御などに関係することが示唆されているが各受容体の脳機能における生理的役割をより詳細に個体レベルで検討するためGRPおよびNMB受容体並びにBRS-3欠損マウスの作製を行った。これら遺伝子欠損マウスを用い研究期間中に行動科学的研究を推進し、GRP受容体欠損マウスが非攻撃性の社会相互作用の亢進及び活動期(夜間)の運動量の増加を示すこと、さらに、社会的探索行動の亢進を認め、それが嗅覚情報処理の障害から来る可能性の高いことを見いだした。また、BRS-3欠損マウスでは中枢性の肥満、高血圧、糖代謝障害を呈するとともに、野生型に比して甘味をより嗜好し苦味をより嫌悪する傾向にあって味覚学習も障害されていることを見い出した。さらに、社会的刺激の剥奪がBRS-3欠損マウスの体重増をより促進すること、同じく野生型で認められる社会的刺激の剥奪による自発運動、量の亢進がBRS-3欠損マウスでは認められないことを見出した。行動科学的解析を中心にした本研究は、ボンベシンシステムの脳機能における役割が情動の多面的調節であることが示すものである。なお、未知であるBRS-3の内在性リガンドの分子生物学的同定を試みたが候補となる分子の同定にはいたらなかった。
生物多様性保全に向けての環境教育プログラムの作成-外来生物問題の理解のために-

日本における従来の外来生物の文献情報を収集・整理し、神奈川県立生命の星・地球博物館の図書室に収蔵した。また、外来生物理解のための教育普及用プログラムとして「電子版外来生物図鑑」(内容を子ども向けと一般・教師向けに分けた)を作成し、神奈川県立生命の星・地球博物館のホームページ上に掲載の運びとなった。さらに、最近になって生じた、あるいは問題化した外来生物の調査を行い、それら成果について雑誌や学会などで発表を行った。2010年度外来生物問題に関する事例リストを作成するとともに、一部だが文献のデータベース化を試みた。事例リストからは、国外を原産地とするものが多いことはもちろん、国内に由来する外来生物がきわめて多いこと、しかも国内外来生物と考えられるものはしばしば在来生物ではないとする判断がむずかしい点が浮き彫りとなった。現地調査等で得られた知見には次のようなものがある(一部のみ示す)。植物:伊豆半島南部に侵略的外来種ダイオウナスビが定着していることを確認;伊豆諸島青ヶ島で67種の外来種を確認、うち約40種は最近になって侵入したと推定;大東諸島から約20種を確認。哺乳類:特定外来生物ハリネズミは静岡県では増加の一方で神奈川県では減少を確認;同じくマスクラットは千葉県と東京都では激減を確認;ヌートリアは西日本で分布拡大傾向を把握。鳥類:要注意外来生物シジュウカラガン大型亜種の生息状況と移動実態を調査した結果、河口湖で30羽、田貫湖で60羽を確認、生息地間の移動はなく、生息場所は特定されることを確認。魚類:愛媛県宇和島市における要注意外来生物タイリクスズキのスズキ駆逐は誤認の可能性大。両生類:伊豆諸島では自然分布種はいないが、伊豆大島でモリアオガエル、新島でツチガエル、大島・新島・三宅島でヒキガエル、八丈島でイモリ、アカガエルの1種を確認(すべて国内外来生物)。甲殻類:伊豆諸島新島でアメリカザリガニを多数確認、石川県と福井県で希少水生生物産地に侵入。昆虫類:東南アジア産フェモラータオオモモブトハムシの三重県での定着の状態を確認、生態など判明し、駆除を試みるも失敗;サツマゴキブリが新たに三宅島と御蔵島に定着(国内外来生物)。国外からの外来生物リストのうち、昆虫について追加・更新し(合計421種)、国外・国内外来昆虫に関する文献についてデータベース化を行う(現在825件)とともに、それらすべての文献またはコピーを「外来生物文庫」に著者名のアルファベット順に収納した。さらに、昆虫に関する事例リストからは、国外を原産地とするものが多いことはもちろん、国内に由来する外来生物がきわめて多いこと、しかも国内外来生物か在来生物(自然分布種)かの判断が、しばしばきわめてむずかしい点が浮き彫りとなった。このため、外来生物の定義を改めて作成し、また分散(偶産;迷チョウ・迷トンボ)についても定義し、外来生物か否かの判別を容易にすることを試みた。さらに、これら定義がアマチュア研究者を含めた昆虫界に理解してもらえるかどうかをいくつかの異なった学会や研究会で講演して確認するとともに、昆虫界に対して外来種問題の普及啓発を試みた。現地調査等で得られた知見には次のようなものがある.(2例のみ示す)。1.伊豆諸島にはさまざまな国内外来生物が侵入している。とくに両生類は前年度に引き続き5種の定着を確認し、新たに新島でモリアオガエルが確認された。八丈島や三宅島など人口も多く、物資の流通の盛んな島では外来種が多い一方、人口も少なく物資の流通も少ない御蔵島では、クリやキリなど人が持ち込2.石川県小松市で2008年に定着が確認されたシタベニハゴロモ(セミ目)は外来種シンジュをホストにしていたが、センダンでの発生を確認した。また、成虫が集中しているアカメガシワも複数見かけたので、ホスト拡大が懸念される。前年度に引き続き、国外・国内外来動物に関する文献についてデータベース化を進め、それらの文献またはコピーを「外来生物文庫」に著者名のアルファベット順に収納した。また、魚類では国内外来魚のリストを作成するとともに、その問題点について啓発を図るために日本魚類学会自然保護委員会編として「国内外来魚問題の現状と課題」の刊行を予定している。さらに昆虫分野では、外来生物と分散の自然史上の違いについて、学会や研究会などで講演するとともに、昆虫商業雑誌上で総説を連載するなど、国外・国内外来種問題についての普及啓発を試みた。雑誌類における公表論文も多数に上っている。また、本研究の最終目的である外来生物の教育普及プログラム作成を行った。具体的には、電子図鑑である「外来生物図鑑」を作成し、今なぜ外来種が問題となっているかを総説するとともに、哺乳類、鳥類、魚類、昆虫、両生類、爬虫類、その他の動物、植物ごとに国外・国内外来種を紹介した。この電子図鑑は大人・教員向けページと子ども向けページの2本立てとし、それぞれの種について導入に関する情報、特徴に関する情報、外来種問題に関する情報に分けて解説し、より深い知識を得るための文献一覧も示した。さらに付録として用語解説や各種資料も加えた。

本図鑑は神奈川県立生命の星・地球博物館のホームページ上に掲載を予定しており、インターネットを通じて自由に利用することができる。以上によって本研究の目的が達成できたと考えている。国内外来生物が予想以上に非常に多く、資料・情報収集がまだ十分でないため。また、国内外来生物か分散個体・個体群とみなすべきかの判断がしばしばかなり難しく、それら定義を含めての検討に時間を取られたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.国外・国内外来生物のリストの完成度を高め、関連文献の収集をはかること。ただし、植物については種数も多く、また図鑑なども出版されているので、本研究では主要な文献目録の作成にとどめる。2.外来生物に関する文献またはコピーを利用・閲覧できる「外来生物文庫」の充実に努める。3.外来生物事例のデータベース化を進めるとともに、それぞれの事例のキーワード化を行う。4.自然史と生物多様性を念頭に置いて、外来生物とその問題についての一般化著述とデータ整理を行う。5.外来生物問題に関する教育プログラムの開発を行う。
摂食・嚥下障害に対する新しい歯科学的訓練装置の開発と応用

口腔腫瘍術後に多くみられる器質的原因による摂食・嚥下障害には顎義歯,舌接触補助床(PAP)やパラタルリフト(PL)などの補綴装置を用いた歯科学的リハビリテーションが必要と思われる.しかし,このようなリハビリテーションは広くに周知されておらず,普及していない.そこで本研究の目的は,以下の通りである.1)舌運動機能および口腔周囲の筋訓練および,口腔感覚機能の鋭敏化などを考慮して,摂食・嚥下リハビリテーションに応用できる新たな訓練装置を考案し,開発すること.2)摂食・嚥下リハビリテーションにおいて,新たに開発した訓練装置の有効性を明確にすること.14年度は訓練装置考案に先立ち,摂食・嚥下障害を有する舌腫瘍術後患者の生理学検査(舌圧測定を含む)を行い,基礎的データを収集した.前15年度は,舌圧測定用プローブ類似した内圧19.6kPaの小型バルーンを有した形態の歯科学的訓練装置を試作した.この試作品はPAPやPLなどの補綴的装置よりもリハビリテーション器具としての性格が濃く,機能的原因の摂食・嚥下障害患者にも容易に応用できる.また,装置の有効性の証明するために,九州大学病院受診の舌腫瘍患者3名のデータ収集を行った.今年度は,さらに研究対象を舌腫瘍患者5名と脳血管障害後遺症の摂食・嚥下障害患者3名に増やし,データを収集した.各個人についてリビリテーションによる舌圧の上昇は確認できたが,被験者数が少なく,個人間のばらつきが大きいため,装置の有効性を証明するには至っていない.今後も地道に対象者を増やし,早期に装置の有効性を証明することが必要である.口腔腫瘍術後にみられる器質的原因による摂食・嚥下障害には歯科学的リハビリテーションの必要性があると考えられる。しかしながら、顎義歯、舌接触補助床(PAP)やパラタルリフト(PL)などの補綴装置をリハビリテーションに応用している医療機関は少なく、新たに歯科学的訓練装置を考案、開発し、広く一般に普及させることの必要性が痛感される。そこで、本研究の目的は以下の2つである。1)舌運動機能および口腔周囲の筋訓練および、口腔感覚機能の鋭敏化などを考慮して、摂食・嚥下リハビリテーションに応用できる新たな訓練装置を考案し、開発すること。2)摂食・嚥下リハビリテーションにおいて、新たに開発した訓練装置の有効性を明確にすること。歯科学的訓練装置考案の前に、本年度はおもに、器質的摂食・嚥下障害患者の基礎的生理学検査を行った。本学歯学部附属病院義歯科に通院中の舌腫瘍術後患者5名を研究対象とし、咀嚼機能(Oharaらの寒天咀嚼篩分法)、食塊形成能、嚥下機能(水のみテスト、VF)および主観的満足度(独自作成の「装置に対する満足度」)を評価した。加えて、広島大学津賀助教授の協力を得て、舌圧計測が可能となり、これを応用した。データのばらつきが大きいため、さらに被験者を増し、データ集計および解析を行った後、学会にて報告する予定である。なお次年度以降は、電気味覚計および味覚濾紙ディスクによる味覚機能テストと唾液分泌能テストを応用し、被験者に加えて、コントロール(医療関にて摂食・嚥下リハビリを受けている脳血管障害患者)群の計測および解析を行い、訓練装置開の基礎データにする予定である。器質的原因による摂食・嚥下障害には顎義歯、舌接触補助床(PAP)やパラタルリフト(PL)などの補綴装置を用いた歯科学的リハビリテーションの必要性がある。しかし、このようなリハビリテーションは広くに周知されておらず、潜在的患者は多いが普及していない。そこで摂食・嚥下リハビリテーションに応用できる新たな歯科学的訓練装置を考案、開発し、広く一般に普及させる必要性がある。本研究の目的は、以下の通りである。前年度は訓練装置考案に先立ち、摂食・嚥下障害を有する舌腫瘍術後患者の生理学検査(舌圧測定を含む)を行い、基礎的データを収集した。今年度は、実際に歯科学的訓練装置を考案した。具体的には、形態は舌圧測定用プローブに類似させ、内圧19.6kPaの小型バルーンを有し、現在も試作中である。当初は補綴的装置を考えていたが、試作品はリハビリテーション器具としての性格が濃い。使用は簡便かつ安全であり、チェアサイドやベッドサイドでもリハビリを行うことができ、加えて安価である。装置の有効性の証明については、本学附属病院受診の舌腫瘍患者10名を対象に検討する予定であったが、現在は3名のデータ収集にとどまっている。また、摂食・嚥下リハビリを受けている脳血管障害患者については2つの医療機関と提携し、データ収集することが決定した。次年度は、さらに研究対象(舌腫瘍患者と脳血管障害による摂食・嚥下障害患者)を増やし、リビリテーション前後の生理学データを比較することにより装置の有効性を明確にし、これについて学会発表や論文発表を行う予定である。

口腔腫瘍術後に多くみられる器質的原因による摂食・嚥下障害には顎義歯,舌接触補助床(PAP)やパラタルリフト(PL)などの補綴装置を用いた歯科学的リハビリテーションが必要と思われる.しかし,このようなリハビリテーションは広くに周知されておらず,普及していない.そこで本研究の目的は,以下の通りである.1)舌運動機能および口腔周囲の筋訓練および,口腔感覚機能の鋭敏化などを考慮して,摂食・嚥下リハビリテーションに応用できる新たな訓練装置を考案し,開発すること.2)摂食・嚥下リハビリテーションにおいて,新たに開発した訓練装置の有効性を明確にすること.14年度は訓練装置考案に先立ち,摂食・嚥下障害を有する舌腫瘍術後患者の生理学検査(舌圧測定を含む)を行い,基礎的データを収集した.前15年度は,舌圧測定用プローブ類似した内圧19.6kPaの小型バルーンを有した形態の歯科学的訓練装置を試作した.この試作品はPAPやPLなどの補綴的装置よりもリハビリテーション器具としての性格が濃く,機能的原因の摂食・嚥下障害患者にも容易に応用できる.また,装置の有効性の証明するために,九州大学病院受診の舌腫瘍患者3名のデータ収集を行った.今年度は,さらに研究対象を舌腫瘍患者5名と脳血管障害後遺症の摂食・嚥下障害患者3名に増やし,データを収集した.各個人についてリビリテーションによる舌圧の上昇は確認できたが,被験者数が少なく,個人間のばらつきが大きいため,装置の有効性を証明するには至っていない.今後も地道に対象者を増やし,早期に装置の有効性を証明することが必要である.
二分決定図を利用した命題論理上の統計的仮説評価法の開発およびその応用

本プロジェクトでは、論理と確率を融合する「命題論理に基づく確率モデリング」の実現を目的としている。論理は複雑で決定的なルールを表現可能であり、人工知能の分野では仮説推論やプランニングに利用されている。確率は不確実で曖昧な事象を扱うことが可能であり、機械学習の分野では予測や推定、データマイニングに利用されている。これらを組み合わせることでより複雑で曖昧な現実の事象を確率モデルとして表現可能となる。確率モデルのパラメータを観測データから学習する方法として、最尤推定が知られている。最尤推定は観測データを得る確率を最大化するようモデルパラメータを決定する。平成22年度は命題論理に基づく確率モデルに対する最尤推定法を提案した。しかし最尤推定は観測データに対してモデルがオーバーフィットしてしまう過学習が起こりやすいことが知られている。過学習を回避する学習法としてベイズ推定が近年注目を浴びている。ベイズ推定は複雑な積分計算を伴うため、これを近似的に行う方法として、変分法に基づく変分ベイズ推定と一般的なサンプリング手法であるマルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)法に基づくMCMCベイズ推定が知られている。平成23年度は命題論理に基づく確率モデルに対する変分ベイズ推定とMCMCベイズ推定を提案した。これらの手法はすべて計算を効率的に行うために二分決定図(BDD)と呼ばれるデータ構造を利用している。しかし、扱う論理式によってはBDDが巨大になり、構築が困難となる場合がある。そこで平成24年度は、BDDを構築することなく目的の命題論理に基づく確率モデルからサンプリングを行う手法であるMC3TSを提案した。本手法は近年ゲームAIで注目されている一般的な木探索手法であるモンテカルロ木探索(MCTS)と一般的なサンプリング手法であるMCMCを組み合わせたものであり、結果としてBDDの近似的な構造を構築する。本手法と平成22年度、23年度に提案した手法を組み合わせることにより、BDDを構築することが困難な複雑な問題に対しても、最尤推定やベイズ推定を適用することが可能となる。これにより、与えられた論理式の複雑さなどを気にすることなく、単一のフレームワークで様々な確率推定法を実行することが可能となった。論理、特に命題論理は人間の言葉に近い表現形式であり、AIにおける知識表現法として広く利用されてきた。一方、確率モデルは不確実性を含むデータや事象を扱うために利用されている。論理に基づく確率モデリングは、論理の持つ高い表現力と、確率の持つモデリングカを組み合わせることを目的とする。今年度は、論理に基づく確率モデルに対する確率学習アルゴリズムを提案、改良した。自身が提案するBDD-EMアルゴリズムは任意の論理式で表現される確率モデルのパラメータ学習が可能である。しかしこのアルゴリズムはサイコロのような多値確率変数を効率的に扱うことはできない。この問題を解決するため、SAT分野で利用されている多値変数を複数の命題変数により表現する方法の1つである順序符号化を導入した。順序符号化は変数のとりうる値に順序を与えることで効率的に多値を扱う方法である。このorder encodingとBDDの簡略化規則は非常に相性がよく、多値確率変数を含む確率モデルを簡潔に扱えるようになった。これにより、論理式に関する制約と確率変数に関する制約の両方を持たない一般的な確率学習アルゴリズムが実現できたと言える。多値の確率変数を効率的に扱えるように一般化されたBDD-EMアルゴリズムは、非常に多様な確率モデルのパラメータ学習を行うことが可能である。例えば、離散確率変数を扱う確率モデルとして有名なBayesian network(BN)に対するパラメータ学習も可能である。BN上の確率推論は非常によく研究されおり、BNLの確率計算式をACやBDDと呼ばれる計算に便利なデータ構造にコンパイルすることで計算を高速化する技術が特に有名である。しかし、これらの技術は確率推論に特化しており、それらを単純に確率学習に適用した場合、冗長な確率計算が発生する。この問題に対し、一般化されたBDD-EMアルゴリズムを用いることでそれらの冗長性を回避する方法を提案した。22年度は命題論理に基づく確率モデルに対する最尤推定法を提案した。しかし最尤推定は観測データに対してモデルがオーバーフィットしてしまう過学習という現象が起こりやすいことが知られている。しかし、このベイズ推定は非常に複雑な積分計算を含むため、厳密計算を行うのは困難である。ベイズ推定を近似的に行う方法として、変分法に基づく変分ベイズ推定とサンプリングに基づくMCMCベイズ推定が知られている。変分ベイズ推定は非常に高速であるが近似が粗く、予測精度が悪くなる場合がある。MCMCベイズ推定はサンプル数を増やせば高精度な推定が実現できるが非常に低速である。よってこれらは扱う問題によって適切に使い分ける必要がある。