hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超微量生物機能性天然中分子の高効率合成

本研究の目的は、反応集積化(フロー合成法)を導入することで天然物合成の問題点(多段階変換の非効率性や大量合成への対応)を打破し、ソラノエクレピンAに代表される社会的要請の高い超微量天然中分子の高効率合成を達成することにある。ソラノエクレピンAは、世界的な食料生産上の大害虫ジャガイモシストセンチュウを根絶に追い込むための鍵物質とされ、農業分野での実用化が期待されている。ソラノエクレピンAの合成において中盤の鍵となる工程は、分子内Diels-Alder反応による分子左下の構築であるが、Diels-Alder反応の前駆体合成が低収率であることが問題となってきた。すなわち、ジエノールシリルエーテルから調製されるスズエノラートとエノールトリフラートとのクロスカップリング反応において、構造不明の副生物が生じるために、目的物の収率は最大で44%に留まっていた。今年度、この副生物の構造決定を行い、反応機構の考察に基づいてカップリング反応の収率を大幅に改善することに成功した。すなわち、副反応はエノールトリフラート部位で起こり、歪んだ4員環を含むビシクロ[3.1.1]ヘキサン骨格がより安定な5員環へと転位することを見出した。スルホニルオキシ基の脱離が転位の律速段階と考えられたことから、溶媒を高極性のDMFから低極性のTHFに変更した結果、目的物の収率が71%に向上した。一方、ソラノエクレピンAと並行して合成研究を行ってきた中分子天然物ブラシリカルジンについて、4種類の類縁体を網羅的に全合成することに成功した。ブラシリカルジンは、強力な免疫抑制作用を示すことに加え、テルペン型のコア骨格にアミノ酸部位と糖鎖を含むユニークな構造から、広く注目を集めてきた化合物である。ソラノエクレピンAの大量供給に向けて、合成中盤の鍵となる分子内Diels-Alder反応前駆体について、収率の大幅な改善に成功した。また、合成困難とされてきた中分子天然物ブラシリカルジン類の全合成を達成した。合成した4種の化合物のうち2種類は世界初の全合成(first synthesis)であり、2種類は世界で2番目の合成例となる。前年度までに、フロー型の熱分解反応を適用してソラノエクレピン中間体の合成に必要な3-メトキシフランの大幅な収率改善に成功した。今年度は、フロー型の熱分解反応を適用し、他の有用化合物の合成を検討する。ムチン酸の酸性条件下での熱分解反応により、3-ヒドロキシピロンが合成されるが、タール状分解物が副生するために低収率であることが知られている。また、アセタールの脱アルコール反応によるエノールエーテル合成についても、その一般性を検討する計画である。ソラノエクレピンA合成については、最も収率が低かったクロスカップリング反応の収率向上に成功したため、続く変換反応へのフロー合成の適用を検討する予定である。入り組んだ縮環骨格上に多数の官能基を有する生物機能性天然中分子は合成至難であり、製品化はおろか、ミリグラム量のサンプル供給さえ困難とされてきた。本研究の目的は、反応集積化(フロー合成法)を導入してこの限界を打破し、ソラノエクレピンAに代表される社会的要請の高い超微量天然中分子の高効率合成を達成することにある。ソラノエクレピンAの実用的供給に関しては、まず初期段階の中間体であるビシクロエノンの大量合成を実現する必要がある。ビシクロエノンは、市販のエノンと不飽和ニトリル(4-メトキシ-3-ブテンニトリル)の塩基性条件下での共役付加反応により合成した付加体を酸性条件で環化させることで得られる。初年度は、この付加反応にフロー合成を適用する予定であったが、不飽和ニトリルの供給に問題が生じた。このため、市販の3-ペンテンニトリルを用い、エノンとの共役付加反応および無水酢酸によるエノラート中間体の捕捉が同様な条件で進行することを確認した。これにより、貴重な4-メトキシ-3-ブテンニトリルを浪費することなく、フロー合成の検討に入る準備が整ったことになる。これと並行して、別経路によるソラノエクレピンAの大量合成についても予備的検討に着手した。すなわち、エーテル架橋を有するA環部6員環の新規な合成法を検討し、エポキシアルコールの異性化反応を用いる効率的な方法を見出した。この反応は、ハロヒドリンとエポキシドの平衡に着目した斬新な環状エーテル構築法であり、他の天然中分子の合成にも応用可能と期待される。フロー合成の反応条件を最適化する際には、条件検討の過程で大量の原料を消費することが分かっている。初年度には、貴重な原料(4-メトキシ-3-ブテンニトリル)を浪費することなくフロー合成の検討を行う準備段階として、市販の3-ペンテンニトリルが有効であることを見出した。また、ソラノエクレピンAの合成経路を根本的に見直すアプローチも手掛け、A環部6員環の効率的な合成法を開発した。

ソラノエクレピンAは、世界的な食料生産上の大害虫ジャガイモシストセンチュウを根絶に追い込むための鍵物質とされ、農業分野での実用化が期待されている。ソラノエクレピンAの実用的供給に関しては、まず初期段階の中間体であるビシクロエノンの大量合成を実現する必要がある。ビシクロエノンは、市販のエノンと不飽和ニトリル(4-メトキシ-3-ブテンニトリル)の塩基性条件下での共役付加反応により合成した付加体を酸性条件で環化させることで得られる。前年度は、不飽和ニトリルの大量供給に問題が生じたため、3-ペンテンニトリルを代替品とするモデル系でのフロー合成を先行して検討した。そこで平成28年度は、固体酸触媒を用いるフロー型熱分解反応の最適条件を確立し、不飽和ニトリルの大量供給に成功した。さらに、この不飽和ニトリルと塩基とエノンと無水酢酸をマイクロミキサーで順次反応させるフロー合成を検討した。マイクロミキサーの詰まりが最大の問題であったが、内径を2倍にすると同時に、無水酢酸との反応を受器のフラスコ中で行う改良法を見出すに至った。これにより、初期段階の中間体であるビシクロエノンを22グラムの規模で入手することに成功した。これと並行して、3-ペンテンニトリルを代替品とするモデル検討で得られた知見を発展させて、無水酢酸以外の求電子剤を用いる3成分連結法を開発した。複雑な構造を有する化合物の合成におけるフロー合成法の有用性を示した成果といえる。フロー合成法によるソラノエクレピンAの大量供給に向けて、初期工程の最大の鍵であったビシクロエノンの大量合成に道筋がつけられた。この過程において、マイクロミキサーを扱う上での問題点と対処法に関して多くの経験を積むことができた。また、不飽和ニトリル合成のため改良した固体酸触媒を用いるフロー型熱分解反応は、ソラノエクレピンAの合成に留まらず、他の有機化合物の合成にも応用可能と期待される。本研究の目的は、反応集積化(フロー合成法)を導入することで天然物合成の問題点(多段階変換の非効率性や大量合成への対応)を打破し、ソラノエクレピンAに代表される社会的要請の高い超微量天然中分子の高効率合成を達成することにある。ソラノエクレピンAの合成において中盤の鍵となる工程は、分子内Diels-Alder反応による分子左下の構築である。分子内Diels-Alder反応の前駆体合成には3-メトキシフランが必要となる。3-メトキシフランは、市販のクロロプロパンジオールから4工程で合成されるが、最終工程である酸触媒存在下での熱分解反応が低収率であることが問題となっていた。そこで、本課題で前年度に確立した固体酸触媒を用いるフロー型熱分解反応の最適条件を適用し、飛躍的な収率向上に成功した。分子内Diels-Alder反応の前駆体合成において、もう一つの問題となっているのが、エノールトリフラートとジエノールシリルエーテルのクロスカップリング反応である。バッチ法で最大44%収率に留まっており、マイクロフロー合成を適用することで改善を図る計画である。全合成中間体は、検討に必要な量が確保できないため、6員環内にエノールトリフラート部位を有するアルデヒドに3-メトキシフランを連結したモデル化合物を用いることとした。
コア・マントル境界の微細地形の解明

本研究の目的は、深発地震からのS波を利用して、コア・マントル境界の微細構造を探ろうとするものであった。最終目的は非常に大きいので、今年度のみで修了するわけではないが、今年度の研究によりこうしたアプロ-チが有効であること及び日本列島下のコア・マントル境界の地形即ち境界の凸凹の様子をある程度まで細かく推定できるデ-タを得た。1.解析に利用するために、次の3個の深発地震について各地気象台によって記録された地震記象のコピ-を入手した。(1)1970年8月30日オホ-ツク海深さ645kmマグニチュ-ド6.6、(2)1971年1月30日オホ-ツク海深さ500kmマグニチュ-ド6.0,および(3)1979年5月19日父島南方沖深さ580kmマグニチュ-ド6.6。2.解析から、現段階で推定されているコア・マントル境界での散乱点の分布の特徴は以下のようである。(1)境界面上でいくつかの散乱点が観測され、それらの間隔は2-3百km程度である。(2)この中で東経135度北緯47度付近及び東経135度北緯33度付近の散乱点がやや大きいようである。3.こうした結果以外に、手法に関わる問題点として以下のような点が明らかになった。(1)日本列島つまりアレ-が東北ー南西方向に延びているため、これと直行する方向の分解能が悪い。(2)散乱体の形状などを正確に推定するためには、もっと多数のデ-タを利用する必要がある。冒頭や上記3の項目でも述べたように、最終的な結論を出すためには今後デ-タを増やして解析を進める必要がある。解析に必要な装置は今年度の研究費によって完備し、また本研究を進めている中で米国の研究者との共同研究を行うことになったので、来年度以降この研究を続行する予定である。
時計遺伝子と眼圧の中枢性制御機構の解明

眼圧は、緑内障の最も大きなリスクファクターとされており、日内変動をすることが知られている。眼圧日内変動には交感神経系の関与が指摘されていること、交感神経β受容体が房水産生に関与することから、βアドレナリン受容体遺伝子のノックアウトにより眼圧の日内変動が消失するかどうかを検討した。Β1、β2アドレナリン受容体遺伝子ダブルノックアウトマウスの眼圧には、正常マウスと同様の有意な眼圧日内変動が見られた。このことから、眼圧の日内変動はβ1、β2アドレナリン受容体を介さずに生じているか、あるいはノックアウトにより交感神経の他の受容体が代償している可能性が示唆された。眼圧は,緑内障の最も大きなリスクファクターとされており,日内変動をすることが知られているが,その変動のメカニズムはまだ不明な点が多い。我々は,これまでに,角膜から前房にガラスキャピラリーを刺して眼圧を測定するマイクロニードル法を用いて,時計遺伝子の一つであるクリプトクロム1,2遺伝子のダブルノックアウトマウスの眼圧を測定し,正常マウスに見られる二相性の眼圧日内変動が見られなくなっていることを発見した。このことは,マウスの眼圧の日内変動が時計遺伝子による中枢時計の支配を受けていることを示しているが,どのような機構で眼圧を変化させているかは明らかではない。ウサギにおいて,交感神経が眼圧の変化に関連していること,緑内障治療薬であるβ遮断薬が房水産生の抑制に関与していることなどから,βアドレナリン受容体遺伝子に着目し,この遺伝子のノックアウトにより眼圧の日内変動が変化するかどうかを,検討している。アドレナリンβ1,β2受容体遺伝子ダブルノックアウトマウスを,米国のJackson Laboratoryより購入した。このマウスは繁殖力には問題はなかったが,育児をうまく行えない親がおり,約半数のケージで,生後13日で子マウスが死亡した。シェファードシャックと呼ばれる巣箱をケージに入れることにより,多少の改善を見た。その結果,眼圧測定に必要なマウス40匹を離乳させることに成功し,まもなく眼圧測定に可能な週齢(8週齢以降)に達する。各々のマウスの尾部より遺伝子DNAを抽出し,アドレナリンβ1受容体遺伝子はアミノ酸コード領域の大部分の欠損,β2受容体遺伝子はアミノ酸コード領域への他の遺伝子の挿入により,機能する受容体ができないことをPCRにより確認した。現在,正常マウスの眼圧をマイクロニードル法により測定している。ウサギにおいて交感神経が眼圧の日内変動に関連していること、緑内障治療薬であるβ遮断薬が房水産生の抑制に関与していることなどから、βアドレナリン受容体遺伝子に着目し、この遺伝子のノックアウトにより眼圧の日内変動が消失するかどうかを検討した。β1、β2アドレナリン受容体遺伝子ダブルノックアウトマウスを12時間毎の明暗条件化に2週間以上順応させ、マイクロニードル法を用いて、6時、9時、12時、15時、18時、21時、24時の眼圧を測定した。ノックアウトマウスで最も眼圧が低かったのは、15時で13.5±1.5 mmHg(平均±標準偏差)、最も高かったのは24時で18.7±1.4 mmHgであり、明条件下で低く、暗条件下で高い有意な眼圧変動が見られた(Friedman rank sum test, P<0.001)。24時間恒暗条件に順応下で15時と24時の眼圧を測定すると、15時では13.0±1.3 mmHg、24時では18.1±1.4 mmHgであり、24時の眼圧は有意に高かった(Wilcoxon signed ranktest, P<0.001)。15時と24時の眼圧は、12時間毎の明暗条件下と24時間恒暗条件下の間で有意差を認めなかった(Mann-Whitney U-test)。ノックアウトマウスとC57BL/6Jマウスの前眼部の組織を光学顕微鏡と電子顕微鏡で観察した。遺伝子改変によって隅角、毛様体の構造に大きな変化は見られなかった。β1、β2アドレナリン受容体遺伝子ダブルノックアウトマウスにおいて眼圧日内変動が消失していなかったことから、眼圧日内変動はβ1、β2アドレナリン受容体を介さずに生じているか、あるいは、ノックアウトにより交感神経の他の受容体が代償している可能性がある。
カタトニアを呈する老年期うつ病の臨床・生物学的研究

カタトニアは心身の働きを自分の意志でコントロールすることが困難となり、生命を脅かすこともある重篤な神経精神医学的症候群である。従来の診断学では主に統合失調症と関連づけられていたが、実際には老年期うつ病やその他の病態において出現する頻度が高く、診断概念と実態がかけ離れており誤診が多いことが問題となっていた。近年カタトニアの診断基準の見直しがなされているが、高齢者においては類似した症状も多く、依然診断は困難である。本研究では、初老期以降のうつ病およびその類縁の精神障害の症例の詳細な経過観察を通じて、カタトニア症候群の臨床経過について検討し、診断に役立つ経過類型論という観点から整理することができた。高齢者のカタトニア症候群は臨床現場では見落とされがちであり、治療に難渋する事例が少なくないこと、従来の診断学上のカタトニアの位置付けは実態と乖離したものであり、診断学上の曖昧さが指摘されていることから、臨床的症状と生物学的要因の両面から検討を行っている。24年度は臨床的データの集計を進め、そこから抽出された症候学的な類型の妥当性を検証した。対象症例は、2006年4月から2013年3月の7年間に信州大学医学部附属病院精神科病棟にてカタトニア症候群を呈した50歳以上の症例であり、実人数は58例(男性18例,女性40例)である。症例を大別すると、初老期以降に初発した急性カタトニア症候群、若年時より反復するカタトニア症候群、解離性昏迷、悪性症候群、分類困難例の5群に分類された。大多数を占める急性カタトニア症候群には経過上共通する特徴がみられたため、症候学的整理を試み、単一エピソードの経過類型を図式化して整理した。この図式を臨床の場で適用すると、カタトニアの出現を予測したり、回復期の症状を評価して適切な治療方針を立てたりする上でも有用であった。カタトニアの症候学的意義については不明な点が多いが、臨床的特性の分析からは、種々の病態を貫くひとつの表現型として把握し得るように思われた。すなわち、様々な病態における精神病症状が重症化すると、共通の表現型としてカタトニア症候群を呈する可能性があると考えられ、悪化の過程と回復の過程で一連の病像の出現する順序が逆転する傾向は、それぞれの病像が層的な構造をなすことを示唆すると思われた。同時に、修正型電気けいれん療法(mECT)と薬物療法の比較のためのデータ収集を行い、脳波や頭部画像検査についても検討した。また、症例は高齢の女性に多いことから、女性ホルモンに関しても予備的検討を行った。高齢者のカタトニア症候群は診断学上の位置付けが曖昧であり、診療に難渋する事例が少なくないことから、症候学的および病因論的見地から検討を行った。25年度も24年度に引き続き臨床的データの集計を進め、そこから抽出された症候学的な類型の妥当性を検証した。年度途中で診断基準の改訂がありカタトニアの診断基準が明記されたことから、一部の症例を研究対象から除外する方針となった。多くの症例に共通する特徴を見出すという研究の目的上、症例数を増やす必要が生じたため、エントリー期間を2014年3月まで延長し、現在最終的な集計作業を開始している。症例を大別すると、初老期以降に初発した急性カタトニア症候群、慢性期統合失調症に伴って若年時より反復するカタトニア症候群、解離性昏迷、悪性症候群、分類困難例の5群に分類された。大多数を占める急性カタトニア症候群には経過上共通する特徴がみられたため、経過類型を図式化して整理した。臨床的特性の分析を踏まえると、カタトニア症候群は種々の病態を貫くひとつの表現型であり、層的な構造をなすことが示唆された。同時に、修正型電気けいれん療法(mECT)と薬物療法の比較のためのデータ収集を行った。ECTの有効性が比較的高いこと、軽症例に対してはベンゾジアゼピン系薬物を高用量で投与すると有効であることが示唆されたが、他の薬物の効果や有害事象は明確には捉えられなかった。脳波や頭部画像検査についても検討したが、基盤となる異常所見は認められなかった。女性ホルモンの定量的検討も継続しており、今後集計の予定である。平成23年度は主として対象症例の臨床的特徴についての整理を行った。

現時点での対象症例は、2006年4月から2012年3月の6年間に信州大学医学部附属病院精神科病棟にてカタトニア症候群を呈した50歳以上の症例であり、実人数は54例(男性18例,女性36例)である。症例を大別すると、初老期以降に初発した急性カタトニア症候群、若年時より反復するカタトニア症候群、解離性昏迷、悪性症候群、分類困難例の5群に分類された。症状は昏迷・亜昏迷が大多数を占め、カタトニアに特有の症状の双極構造や激越は若年者に比べて目立たなかった。カタトニアのエピソードを短期間に反復する症例が多く、身体合併症を生ずる頻度が高く、ADL低下をきたしがちで予後は決して良好ではなかった。カタトニア症状および随伴する諸症状は多彩で浮動的であったが、その経過には共通のパターンがあり、類型として把握可能であったため、形式的特徴を整理し図式化を試みた。その概要については、第34回日本精神病理・精神療法学会の「初老期以降のカタトニア症候群(遅発緊張病)をめぐって」と題するパネルディスカッション(研究分担者の萩原が企画)において報告した。同時に、修正型電気けいれん療法(mECT)と薬物療法の比較のための基礎データの収集を行い、脳波や頭部画像検査が可能な症例については施行している。また、症例は高齢の女性に多いことから、閉経期に変化するステロイドに着目し、現在いくつかのホルモンに関して予備的検討を行っている。高齢者のカタトニア症候群に関して、平成26年度までに収集された臨床的データの集計を進め、そこから抽出された症候学的な類型の妥当性を検証した。カタトニアを呈するうつ病においては、意欲低下・抑うつ気分・制止などを主症状とする大うつ病像からカタトニアに移行する事例はまれであり、焦燥や奇妙な幻覚妄想を伴う精神病性うつ病からの移行が大多数を占めた。急性カタトニア症候群には経過上共通する特徴がみられ、1)抑うつ、2)不安・焦燥、3)幻覚・妄想、4)緊張病症候群という順序で病像が変遷していた。さらに、従来言及されることの少なかった回復過程に注目すると、悪化の過程を逆に辿って回復する傾向が認められた。近年のカタトニア研究のほとんどはカタトニアの症状のみに焦点を当てているが、カタトニア症候群は上記の一連の過程の中で出現するものであり、横断面の病像のみでは捉え難い性質をもつと考えられる。個々の事例の症状は多彩で浮動的であったが、多数の症例を集積すると経過に共通のパターンが認められたため、経過類型を図式化して整理した。この図式を臨床の場で適用すると、カタトニアの出現を予測したり、回復期の症状を評価して適切な治療方針を立てたりする上でも有用であった。臨床的特性の分析を踏まえると、カタトニア症候群は種々の病態を貫くひとつの表現型であり、層的な構造をなすことが示唆された。修正型電気けいれん療法(ECT)と薬物療法を比較すると、ECTの有効性が比較的高いこと、軽症例に対してはベンゾジアゼピン系薬物を高用量で投与すると有効であることが示唆されたが、他の薬物の効果や有害事象は明確には捉えられなかった。脳波や頭部画像検査、女性ホルモンの定量なども行ったが、病因に関連する可能性のある異常所見を見出すことはできなかった。本研究の成果については、現在論文として投稿準備中である。老年精神医学研究開始時の目標症例数は40例であったが、最終的に58例の症例を登録することができた。登録した症例に関して収集した症候学的なデータの解析はほぼ終了している。
アーキアにおけるRNA末端形成システムの解明

ORF1をコードする遺伝子に関しては、プライマーを設計し、T7プロモーター支配下に接続した発現プラスミドを構築した。大腸菌BL21-CodonPlus(DE3)-RILを宿主として大量発現を試みた。前培養(アンピシリン50μg/ml、クロラムフェニコール30μg/ml)後、新たに2YT培地に植菌(1%)し、37°Cで培養した。OD660=0.4で、誘導剤であるIPTGを終濃度1mMになるように加え、その後28°Cで4時間培養した。集菌した菌体を超音波破砕し、遠心して調製した無細胞抽出液をHiTrapCMに供することで、SDS-PAGE上でほぼ単一バンドになるまで(可溶性タンパク質として)精製することに成功した。PAPと同様、立体構造的にnucleotidyltransferase superfamilyに属し、tRNAの3'末端形成システムに関与するCCA付加酵素についても、P.horikoshii OT3株からアーキアのCCA付加酵素と相同性のある遺伝子を1つ発見した。この遺伝子のプライマーを設計し、lacプロモーターあるいはT7プロモーター支配下に接続した発現プラスミドを構築し、大腸菌での大量発現条件の検討を行った。ポリA付加酵素(poly(A) polymerase : PAP)は、真核生物に特異的と考えられていたが細菌からの発見が報告された。本研究では、未だPAPの報告例のないアーキアの中でも原始生命体に最も近いと考えられている超好熱性アーキアで全ゲノム配列が決定しているPyrococcus horikoshii OT3株から、これらの酵素を解析し、全ゲノム配列が決定している他生物と比較することによって、RNA末端形成システムおよびその役割への理解・タンパク質の分子進化を解析することを目的とした。PAPの属するnucleotidyltransferase superfamilyで保存されるごく狭い領域のアミノ酸配列の情報を基にPyrococcusのデータベースに対し検索を行い、PAPの極めて有力な候補として(機能未知と登録されている)2つの遺伝子(ORF1、ORF2)を発見した。ORF2をコードする遺伝子用のプライマーを設計し、T7プロモーター支配下に接続した発現プラスミドを構築した。前培養(アンピシリン50μg/ml、クロラムフェニコール30μg/ml)後、新たに2YT培地に植菌(1%)した。37°Cで5時間培養した後、IPTGを終濃度0.1mMになるように加え、28°Cでさらに1時間培養した。集菌した菌体を超音波破砕し、遠心後の上澄み液を75°Cで15分間熱処理した。硫安分画を行い、その3040%画分をサンプルとしてResource Sに供することで、SDS-PAGE上で単一バンドになるまで(可溶性タンパク質として)精製することに成功した。
「ポスト真実」の認識論に関する社会科学的研究

本研究は、近年メディアにおいてしばしば登場する「ポスト真実」ということばを、政治状況を指すことばではなく、真実と信仰との境界線を交渉することば、すなわち認識論の一つとして捉え直す。そのため、社会科学全般をも巻き込んだラディカルな問題として考える。調査方法としては、統計調査と民族誌(インタビュー)調査の両面から、真実と信仰との境界がいかにして移ろいつつも、ときには一時的に確定するのかを明らかにする。
閉経後骨粗鬆症におけるMIFの関与とMIF-DNAワクチンによる予防効果の検討

1)MIFを標的とした能動的抗体療法を目指し、MIF cDNAの2nd loop部分にヘルパーTエピトープとしてtetanus toxinを組み込んだものをプラスミドに挿入しMIF-DNAワクチン(MIF-DV)として開発した。コントロールワクチン(CV)としてプラスミド単独を用いた。これらを4週令Balb/Cマウス♀(各群n=5)に遺伝子導入したところ、MIF-DV群では導入後4週より抗MIF抗体価の上昇を明確に認めたが、CV群では抗体価の上昇を認めなかった。これらに抗II型コラーゲン抗体誘発関節炎(CAIA)発症を試みたところ、MIF-DV群では関節炎スコアが自然経過群、CV群に比べ有意に低かった。また関節炎を自然発症するIL-1RAノックアウトマウスでも同様にMIF-DV導入群はCV導入群、自然経過群に比べ関節炎発症率、関節炎スコアが有意に低く、MIF-DV導入が関節炎発症予防に有効であることが判明した。(Arthritis Rheum 2007)2)上記手法を用い、生後3週令BALB/cマウス♀にMIF-DVおよびCVを遺伝子導入し、DV群にて抗MIF抗体価上昇を確認後、生後8週令にて卵巣摘出(OVX)ないしはsham手術を施行し、CV-sham群、CV-OVX群、MIFDV-sham群、MIFDV-OVX群の4群に分け、手術後4週にて屠殺しμCTによる海綿骨量計測および骨形態計測を施行した。CV導入群では正常マウス同様OVXにより海綿骨量低下および破骨細胞面・数の増加を示し高回転型骨粗鬆症の所見を呈したが、MIF-DV導入群では海面骨量低下および破骨細胞面・数増加を生じず骨粗鬆症化が回避された。さらに詳細な検討を要するが、MIF-DV導入は閉経後骨粗鬆症の予防法としての可能性があることが示唆された。(Vaccine投稿中)1)MIFを標的とした能動的抗体療法を目指し、MIF cDNAの2nd loop部分にヘルパーTエピトープとしてtetanus toxinを組み込んだものをプラスミドに挿入しMIF-DNAワクチン(MIF-DV)として開発した。(Vaccine投稿中)2)MIFを過剰発現するトランスジェニックマウス(以下MIF TG)および野生型マウス(WT)の骨表現型を詳細に比較検討し、MIF-TGはWTと比較し、in-vivoにおいてi)大腿骨遠位部の海綿骨量が有意に減少していること、ii)骨形態計測により、破骨細胞数に差がないが、類骨面、石灰化面、骨形成率といった骨形成指標が有意に大きいこと、iii)尿中デオキシピリジノリン量が有意に高値であり、骨吸収の亢進を示していること、およびiv)大腿骨におけるマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)-3,-9,-13,RANKL mRNAの発現が亢進していること、を明らかにした。MIF-TGにみられる高回転型骨粗鬆症は、MMPsの発現亢進がその原因であることが推測された。(J Bone Min Res, in press)。3)日本人閉経女性301人のゲノムサンプルを用い、MIFの遺伝子多型と骨折既往との関連を検討した。骨折既往と有意に関連した因子は年齢、閉経後期間、BMD(骨塩量)であった。多変量解析を行った結果、閉経後期間およびBMDとは独立して、MIFプロモーター遺伝子の-794リピート回数5/7は5/6に比べ有意に骨折リスクが大きいこと、リピート回数6を有しないものは有するものに比べ、およびリピート回数7を有するものは有しないものに比べ有意に骨折リスクが大きいことが明らかとなった。

MIFの転写量を規定するプロモーター部位の遺伝子の多型が骨の質に影響を及ぼしている可能性がある(投稿準備中)。1)MIFを標的とした能動的抗体療法を目指し、MIF cDNAの2nd loop部分にヘルパーTエピトープとしてtetanus toxinを組み込んだものをプラスミドに挿入しMIF-DNAワクチン(MIF-DV)として開発した。コントロールワクチン(CV)としてプラスミド単独を用いた。これらを4週令Balb/Cマウス♀(各群n=5)に遺伝子導入したところ、MIF-DV群では導入後4週より抗MIF抗体価の上昇を明確に認めたが、CV群では抗体価の上昇を認めなかった。これらに抗II型コラーゲン抗体誘発関節炎(CAIA)発症を試みたところ、MIF-DV群では関節炎スコアが自然経過群、CV群に比べ有意に低かった。また関節炎を自然発症するIL-1RAノックアウトマウスでも同様にMIF-DV導入群はCV導入群、自然経過群に比べ関節炎発症率、関節炎スコアが有意に低く、MIF-DV導入が関節炎発症予防に有効であることが判明した。(Arthritis Rheuum 2007)2)上記手法を用い、生後3週令BALB/cマウス♀にMIF-DVおよびCVを遺伝子導入し、DV群にて抗MIF抗体価上昇を確認後、生後8週令にて卵巣摘出(OVX)ないしはsham手術を施行し、CV-sham群、CV-OVX群、MIFDV-sham群、MIFDV-OVX群の4群に分け、手術後4週にて屠殺しμCTによる海綿骨量計測および骨形態計測を施行した。CV導入群では正常マウス同様OVXにより海綿骨量低下および破骨細胞面・数の増加を示し高回転型骨粗雑症の所見を呈したが、MIF-DV導入群では海面骨量低下および破骨細胞面・数増加を生じず骨粗鬆症化が回避された。さらに詳細な検討を要するが、MIF-DV導入は閉経後骨粗鬆症の予防法としての可能性があることが示唆された。(Vaccine投稿中)
肺移植における遺伝子治療の研究―おとり(decoy型)核酸を用いた虚血再灌流障害、急性拒絶反応の制御―

目的:移植肺にNFkBの活性を抑制するdecoy(おとり核酸)の遺伝子導入を行い急性拒絶反応時での肺傷害抑制効果を検討。方法:BN-LEWラット異系肺移植モデルで、HVJ-liposome遺伝子導入法を用いてドナー肺をNFkB decoy(NFkB結合部位と同じ塩基配列を含む20塩基対2本鎖DNA10μg ; N群(n=6))またはscrambled decoy(ランダムに配列した20塩基対2本鎖DNA10μg ; C(対照群(n=5))を混入した灌流液(PBS20ml)でフラッシュしてから摘出し、4度80分間の保存の後に左肺移植を行った。免疫抑制は行わず。術後5日目に、対側肺門を結紮して100%O2換気5分後の動脈血液ガス分析ならびに呼気中NO濃度定量、犠牲死後の移植肺の組織学的検討(遺伝子導入効率(蛍光色素分布)、拒絶反応の組織学的grading (grade AO-4))。結果:遺伝子導入効率を、蛍光色素でラベルしたdecoyを使用して移植後4時間、24時間、5日目で判定し、術後4時間では細胞内への分布は明らかでないが組織全体に蛍光色素の分布を認め、24時間後、5日目では、気道上皮、マクロファージ、血管内皮、肺胞上皮への分布を確認。術後5日目のPaO2はN群(197±28mmHg)がC群(60±18mmHg)に比して有意に高値(P<0.02)。呼気中NO濃度はN群(445±162ppb)がC群(1,305±123PPb)に比して有意に(P<0.02)低値。rejection gradeはN群(1.6±0.4)がC群(2.5±0.4)に比して有意に(P<0.02)低値。結語:移植肺へのNFkB decoyの導入は急性拒絶反応による肺傷害を軽減させうる可能性が示唆された目的:移植肺にNFkBの活性を抑制するdecoy(おとり核酸)の遺伝子導入を行い急性拒絶反応時での肺傷害抑制効果を検討。免疫抑制は行わず。結語:移植肺へのNFkB decoyの導入は急性拒絶反応による肺傷害を軽減させうる可能性が示唆された目的:NFkBは炎症性cytokine、iNOS、接着分子の発現を調節する転写因子である。移植肺にNFkBの活性を抑制するdecoy(おとり核酸)の遺伝子導入を行い急性拒絶反応時での肺傷害抑制効果を検討した。方法:BN-LEWラット異系肺移植モデルを使用し、HVJ-liposome遺伝子導入法を用いてドナー肺をNFkB decoy(NFkB結合部位と同じ塩基配列を含む20塩基対2本鎖DNA10μg;N群(n=8))またはsacrambled decoy(ランダムに配列した20塩基対2本鎖DNA10μg;C(対照)群(n=11))を混入した灌流液(PBS20ml)でフラッシュしてから摘出し、4度80分間の保存の後に左肺移植を行った。術後5日目に、対側肺門を結紮して100%O2換気5分後の動脈血液ガス分析ならびに呼気中NO濃度定量、犠牲死後の拒絶反応の組織学的grading(gradeA0-4)を行った。結果:遺伝子導入効率を、蛍光色素でラベルしたdecoyを使用して、移植後4時間、24時間、5日目で判定したところ、術後4時間では細胞内への分布は明らかでないが組織全体に蛍光色素の分布を認めた。24時間後、5日目では、気道上皮、マクロファージ、血管内皮、肺胞上皮への分布が認められた。

術後5日目のPaO2はN群(185±71mmHg)がC群(94±58mmHg)に比して高い傾向にあった(p=0.11)。呼気中NO濃度はN群(539±439ppb)がC群(1,114±584ppb)に比して有意に(p<0.05)低値であった。またrejection gradeはN群(1.6±1.1)がC群(2.5±1.3)に比して低い傾向にあった(p=0.09)。結語:移植肺のNFkB制御は急性拒絶反応時の肺傷害を軽減させうる可能性が示唆された。目的:移植肺にNFkBの活性を抑制するdecoy(おとり核酸)の遺伝子導入を行い急性拒絶反応時での肺傷害抑制効果を検討。方法:BN-LEWラット異系肺移植モデルで、HVJ-liposome遺伝子導入法を用いてドナー肺をNFkB decoy(NFkB結合部位と同じ塩基配列を含む20塩基対2本鎖DNA10μg ; N群(n=8))またはscrambled decoy(ランダムに配列した20塩基対2本鎖DNA10μg ; C(対照群(n=11))を混入した灌流液(PBS20ml)でフラッシュしてから摘出し、4度80分間の保存の後に左肺移植を行った。術後5日目に、対側肺門を結紮して100%O2換気5分後の動脈血液ガス分析ならびに呼気中NO濃度定量、犠牲死後の移植肺の組織学的検討(遺伝子導入効率(蛍光色素分布)、拒絶反応の組織学的grading(gradeA0-4))。結果:遺伝子導入効率を、蛍光色素でラベルしたdecoyを使用して移植後4時間、24時間、5日目で判定し、術後4時間では細胞内への分布は明らかでないが組織全体に蛍光色素の分布を認め、24時間後、5日目では、気道上皮、マクロファージ、血管内皮、肺胞上皮への分布を確認。術後5日目のPaO2はN群(185±71mmHg)がC群(94±58mmHg)に比して有意に高値(P=0.011)。呼気中NO濃度はN群(539±439ppb)がC群(1,114±584ppb)に比して有意に(P=0.044)低値。rejection gradeはN群(1.6±1.1)がC群(2.5±1.3)に比して低い傾向(P=0.09)。結語:移植肺へのNFkB decoyの導入は急性拒絶反応による肺傷害を軽減させうる可能性が示唆された。
薬物代謝の個体差と個別化治療の基盤構築

CYP2A6はテガフール、ファドロゾールおよびレトロゾールなどの抗がん薬の代謝に関与する.またこれまでにCYP2A6には遺伝子多型が存在することが知られている.しかしながら,これまでに報告されている遺伝子多型だけでは,日本人のpoor metabolizer(PM)を十分に説明することができない.そこで,日本人49名および欧米人28名のCYP2A6遺伝子の5'-上流領域,全エクソン,エクソンーイントロン接合部位およびイントロン領域の塩基配列をダイレクトシークエンス法により解析した.その結果,CYP2A6遺伝子(約9kb)内に45この遺伝子多型を見出1した.そのうちアミノ酸置換(K194EおよびR203S)を伴う遺伝子多型(CYP2A6^*15およびCYP2A6^*16)についての検討を行なった.CYP2A6.15のクマリン7一水酸化酵素反応におけるVmax値は野生型の約65%であった.CYP2A6.16におけるKm値は野生型の約2倍であった.このことから,Arg203はCYP2A6の基質認識に重要であることが示唆された.しかしながら,分子モデリングの検討では,Arg203は活性部位の外側に存在していた.さらに詳細な検討により,Arg203Serが活性部位内に存在するPhe209の位置が変化させることを明らかにした.Phe209の位置の変化により,クマリンの認識が低下したため,クマリン7一水酸化酵素活性が低下したものと考えられる.以上の結果から,新規遺伝子多型であるCYP2A6^*15およびCYP2A6^*16はCYP2A6酵素活性を低下させ,薬物体内動態の個人差の原因となりうることが明らかとなった.臨床上多くの重要な薬物の代謝に関与しているCYP2D6には80種類を超える遺伝子多型が存在する.しかしながら,これまでに報告されている遺伝子多型だけでは、日本人のpoor metabolizer(PM)を十分に説明することができない.そこで,日本人424名においてCYP2D6遺伝子の5'-上流領域,全エクソンおよびエクソン-イントロン接合部位の塩基配列をダイレタトシナークエンス法により解析した.その結果,これまでに報告のないCYP2D6^*44(82C>Tおよび2950G>C)ハプロタイプを見出した.2950G>Cはエクソン6のドナースプライト・サイトでの遺伝子多型であるため,information theory weight matricesに基づきinformation contents(R_i値を算出し,スプライシングに及ぼす2950G>Cの影響を検討した.2950G>CによりR_i値は4.2bitsから-5.6bitsに低下し,代わりに新たなスプライスドナーサイトの候補としてR_i値が2.9bitsの2993gtを見出した.2950G>Cを有するCYP2D6遺伝子全長を含むプラスミドをCOS-1細胞に導入し,スプライシングパターンを検討した結果,正常なスプライシングは検出されず,2993gtでスプライスが起こることにより生成するスプライスバリアントを見出した.さらにデキストロメトルファンを用いたin vivo代謝試験においても,CYP2D6^*44を有する検体の代謝能は他CYP2D6遺伝子多型群と比較して低かった.以上のことから,CYP2D6^*44からは正常なスプライシングは起こらず,代わりに生成するスプライスバリアントも未熟ストップコドンにより酵素活性を持たないタンパク質を生成することを明らかにした.CYP2D6^*44アリルはPMの原因となることが示唆された.CYP2A6はテガフール、ファドロゾールおよびレトロゾールなどの抗がん薬の代謝に関与する.またこれまでにCYP2A6には遺伝子多型が存在することが知られている.しかしながら,これまでに報告されている遺伝子多型だけでは,日本人のpoor metabolizer(PM)を十分に説明することができない.そこで,日本人49名および欧米人28名のCYP2A6遺伝子の5'-上流領域,全エクソン,エクソンーイントロン接合部位およびイントロン領域の塩基配列をダイレクトシークエンス法により解析した.その結果,CYP2A6遺伝子(約9kb)内に45この遺伝子多型を見出1した.そのうちアミノ酸置換(K194EおよびR203S)を伴う遺伝子多型(CYP2A6^*15およびCYP2A6^*16)についての検討を行なった.CYP2A6.15のクマリン7一水酸化酵素反応におけるVmax値は野生型の約65%であった.CYP2A6.16におけるKm値は野生型の約2倍であった.このことから,Arg203はCYP2A6の基質認識に重要であることが示唆された.しかしながら,分子モデリングの検討では,Arg203は活性部位の外側に存在していた.さらに詳細な検討により,Arg203Serが活性部位内に存在するPhe209の位置が変化させることを明らかにした.Phe209の位置の変化により,クマリンの認識が低下したため,クマリン7一水酸化酵素活性が低下したものと考えられる.以上の結果から,新規遺伝子多型であるCYP2A6^*15およびCYP2A6^*16はCYP2A6酵素活性を低下させ,薬物体内動態の個人差の原因となりうることが明らかとなった.
浅水域生態系の環境保全機能に関する研究

降水を通じた栄養塩類の供給が浅水域生態系に与える影響を把握し、浅水域生態系の持つ環境保全機能を評価することを目的とした二年間の研究の結果、以下の成果が得られた。(1)都市域の降水の浅水域生態系に及ぼす影響を把握するために、1995年に名古屋大学において降水の採取・分析を行ない、名古屋市の過去のデータと比較対照した。その結果、特に近年の降水特性として硫黄成分の減少と窒素成分の増加が明らかであり、降水を通じた貧栄養水域の富栄養化が問題となることを指摘した。(2)硫黄・窒素循環過程における浅水域の特性を解明するために、名古屋市守山区の安田池と隣接する湿地において、硫黄・窒素の収支および有機物分解に関わる微生物活性、および脱窒菌の種構成を調査した。その結果高濃度の硫黄成分(硫酸イオン)の流入や降水による窒素成分(硝酸+アンモニア)の負荷に対して、湿地が極めて大きな緩衝作用を持ち、池沼への負荷量軽減に大きな役割を果していることが明らかとなった。(3)貧栄養な浅水域に対する降水を通じた栄養塩供給の影響を見るために、釧路湿原においてメタン、亜酸化窒素、水素などのフラックス調査とともに窒素代謝微生物群の調査を行なった。その結果、地下水系から栄養塩の供給を受けない高層湿原では夏季に硫酸イオンが枯渇するために、降水を通じた硫黄成分の供給が重要であることが明らかにされた。窒素成分については、窒素固定菌が高層湿原に存在するが、低層湿原では存在しないことがそれぞれの湿原の栄養環境を示していることが明らかとなった。(4)浅水域生態系は、硫黄・窒素の循環過程において、流入や降水負荷に対する緩衝系として栄養塩流出を抑制する重要な役割を果たしており、自然の湿地・池沼の適切な管理・保全が重要であることが指摘された。降水を通じた栄養塩類の供給が浅水域生態系に与える影響を把握し、浅水域生態系の持つ環境保全機能を評価することを目的とした二年間の研究計画の第一年次として以下の実績が得られた。1)1995年4月より11月にかけて降水を採取し、窒素および硫黄成分をはじめ溶存成分の分析を行ない、名古屋市の過去(1984年度)のデータと比較して、近年の都市域の降水成分の特性を解析した。その結果、10年前と比較して窒素と硫黄の比率(NO_3^-+NH_4^+)/nss-SO^4^<2->の上昇(モル比で2.0から2.5)が明らかであり、都市域における硫黄酸化物の放出低減と窒素酸化物の放出増加傾向が降水に反映しているものと考えられた。2)都市域の降水の浅水域生態系に及ぼす影響を見るために、名古屋市周辺部に位置する池沼において窒素および硫黄の収支に関する調査を行なった。池沼の流水水域周辺にヨシ帯などの湿地が存在する場合は、流入水の硫酸イオンが湿地で捕捉され、池沼内への流入が抑制されていて池水の硫酸イオン濃度が恒常的に一定濃度に維持されていることが明らかとなった。なお、降水、池沼水、および土壌間隙水等のイオン成分分析において、本研究助成により備品として購入したイオンクロマトグラフ用オートインジェクターは分析の効率化のために極めて有効であった。3)貧栄養な浅水域に対する降水を通じた栄養塩の供給の影響を見るために釧路湿原のデータの解析を行った。その結果、釧路湿原において地下水系から栄養塩の供給を受けない高層湿原では夏季に硫酸イオンが枯渇するために、降水を通じた硫黄成分の供給が湿原生態系に重要な意味を持つことが明らかにされた。降水を通じた栄養塩類の供給が浅水域生態系に与える影響を把握し、浅水域生態系の持つ環境保全機能を評価することを目的とした二年間の研究計画の第二年次として以下の実績が得られた。

1)都市域の降水の浅水域生態系に及ぼす影響を見るために、名古屋市周辺部に位置する池沼において窒素および硫黄の収支に関する調査を行なった。池沼周辺の湿地の存在により、硫酸イオンが捕捉され、池水の硫酸イオン濃度は恒常的に一定濃度に維持される。降水からの硫酸イオンの供給は流入水および池水の硫酸イオン濃度から見て問題にならないが、降水中の窒素成分に関しては硝酸+アンモニウムイオン濃度が一雨で10mgN/m^2を越える場合もしばしば観測され、このような場合水深の浅い湿地では重要な栄養塩供給過程となることが示された。2)浅水域の微生物特性を把握するために、釧路湿原における窒素代謝微生物群の分布および名古屋市安田池湿地の脱窒菌種について調べた。釧路湿原では、高層湿原で窒素固定菌が他のグループより優占し、低層湿原で窒素固定菌が検出されずに好気性従属栄養細菌および硝化-脱窒菌グループが優占し、ハンノキ林ではすべての窒素代謝微生物群が存在した。安田池湿地の脱窒菌種の調査では、シュードモナスの酸化型グループと酸非生成型グループが優占し、水域型と土壌型の両者の特徴を示すことが明らかとなった。3)湿地における窒素循環の特性は以下のようにまとめられる。降水による窒素栄養塩の供給が一時生産を促進し、植物体から根圏への有機物と酸素の供給が活性化し、降水による湿地の還元状態の発達により、有機物分解→アンモニア化成→硝化→脱窒という一連の窒素循環過程が活性化される。湿地のこのような窒素循環の特性を把握して自然の湿地・池沼を適切に管理・保全することが、地域環境・地球環境保全のためにも重要である。
並列最適化問題解決のための超広域高性能クラスタ計算機の構築

本研究では,超広域高性能計算技術を用いて最新の数理最適化問題アルゴリズムを、専用クラスタ計算機の広域連合により広域分散並列化し、従来には達成されなかった大規模で複雑な問題に取り組んだ。更にその計算力が広域ネットワークを用いて広範にアクセス可能な枠組みを構築した。また、最新の主双対内点法を拡張した半正定値計画問題(Semidefinite Programming, SDP略)の高速解法アルゴリズムおよび一般の非凸計画問題まで解ける逐次凸緩和法(Successive Convex Relaxation Method,以下SCRMと略)アルゴリズムの並列化を行い、かつ並列化されたアルゴリズムを効率良く実行する専用の並列クラスタ計算機を構築した。具体的には,SDPAの本格的な並列化のため、SDPAをOpenMPでスレッド並列に実行できるようアルゴリズムを開発し、ワークシェアリング並列化によってほぼ完全な並列化が可能となることを示した。また、各クラスタノード計算機で分散して並列計算を行なう場合も、入力問題の規模や各行列の非零要素の数から最適なデータ構造や計算方法を自動的に選択できるようアルゴリズムを改良した。次に,超広域高性能計算(Grid)上の計算システムであるNinfを用いて、クラスタを「最適化問題広域高性能計算サーバ」として構築した。昨年度より東工大に設置している256CPUのPrestoIIクラスタ、京都大学の小型クラスタ、電総研の256プロセッサのBambooクラスタ計算機を合わせ、昨年と比較すると十倍の規模のリモートライブラリアクセスの性能評価などを行い、また、SCRM実行時のSDPAの並列化と上位アルゴリズムであるSCRMの並列化のバランスの実験・検証も行った。非凸二次計画問題の最適化アルゴリズムであるSCRMを並列化し、それを効率良く並列実行するために東京工業大学・京都大学に分散した大規模並列クラスタ計算機環境を構築し、さらにその上にGridシステムであるNinfを用いて並列プログラムの実装を行った。これにより、世界記録を達成する大規模な最適化問題の実行を可能とした。SDPの1反復の中で最も計算パワーを要する部分は探索方向を計算するために必要な線形方程式の定数行列の計算で、この定各要素を独立して計算することによりクラスタ上でNinfを用いて分散並列化し、さらに初期入力データを各ノードに転送しておくという工夫により、大幅な並列化効率の向上が達成された。さらに通常のSDPの初期入力データには多くの疎行列が含まれているという性質を活用して、各クラスタノード計算機で分散して並列計算を行なう場合にも、入力問題の規模や各行列の非零要素の数から最適なデータ構造や計算方法を自動的に選択できるようにアルゴリズムを改良した。結果として、最大128プロセッサ上で100倍以上の並列化効率を達成し、問題の規模も従来の単一CPUによる計算アルゴリズムでは解き得なかった大規模な問題を扱うことが出来、ほとんどの問題において精度の高い近似最適値が得られた。また、SCRMとは別に新たに条件付き線形不等式系の全解列挙問題に対して,Polyhedral Homotompy法に基づく線形計画法の感度分析テクニック,双対理論を使ったアルゴリズムを提案し、SCRMと同様にNinfシステムを用いて並列クラスタ計算機に実装した結果,今まで解かなかった規模の問題まで扱えるようになり、世界記録を達成した。さらに、これらの実行時に東工大・京都大学のクラスタ間の性能観測および評価システムを構築し、構築した並列アルゴリズムの詳細な性能評価とそれによる効率の向上を達成した本研究では,超広域高性能計算技術を用いて最新の数理最適化問題アルゴリズムを、専用クラスタ計算機の広域連合により広域分散並列化し、従来には達成されなかった大規模で複雑な問題に取り組んだ。

また、最新の主双対内点法を拡張した半正定値計画問題(Semidefinite Programming, SDP略)の高速解法アルゴリズムおよび一般の非凸計画問題まで解ける逐次凸緩和法(Successive Convex Relaxation Method,以下SCRMと略)アルゴリズムの並列化を行い、かっ並列化されたアルゴリズムを効率良く実行する専用の並列クラスタ計算機を構築した。具体的には,SDPAの本格的な並列化のため、SDPAをOpenMPでスレッド並列に実行できるようアルゴリズムを開発し、ワークシェアリング並列化によってほぼ完全な並列化が可能となることを示した。また、各クラスタノード計算機で分散して並列計算を行なう場合も、入力問題の規模や各行列の非零要素の数から最適なデータ構造や計算方法を自動的に選択できるようアルゴリズムを改良した。次に,超広域高性能計算(Grid)上の計算システムであるNinfを用いて、クラスタを「最適化間題広域高性能計算サーバ」として構築した。昨年度より東工大に設置している256CPUのPrestoIIクラスタ、京都大学の小型クラスタ、電総研の256プロセッサのBambooクラスタ計算機を合わせ、昨年と比較すると十倍の規模のリモートライブラリアクセスの性能評価などを行い、また、SCRM実行時のSDPAの並列化と上位アルゴリズムであるSCRMの並列化のバランスの実験・検証も行った。