hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一方向のプロトン輸送をもたらすバクテリオロドプシン内の疎水結合と水素結合

生体高分子はその階層構造を活かし、巧みな時空間制御によって機能を作り出すことができる。生体高分子が演出する機能は、マテリアル科学における究極のゴールでもある。しかしながら、実際の生体高分子がはたらく際のメカニズムがよくわかっている例は少ない。特に、非共有結合性の相互作用が機能をもたらすための動的制御に関わっている例はその重要性の認識とは別に稀である。高度好塩菌の光駆動プロトンポンプとして光エネルギーを電気化学的エネルギーに変換するバクテリオロドプシン(BR)の場合、発色団レチナール分子の光吸収による発色団の構造変化(異性化)が蛋白質構造に対する摂動をもたらし、その結果としてプロトンの能動輸送が実現する^<1)>。特に注目されるのは、プロトン放出側には親水的なアミノ酸が水素結合ネットワークを形成している一方、取込側には疎水的なアミノ酸が集まっておりプロトンの経路は存在しない。従って、光反応サイクルの過程で、疎水的な領域にプロトンを通すための水素結合ネットワークを通す必要がある。本研究では、赤外分光法を用いてプロトンポンプ過程における蛋白質の構造変化を解析することを計画した。特に、疎水結合を形成する細胞質側の領域がプロトンの輸送のためどのように水素結合の道筋をつくるのか、そしてそれがベクトル的な輸送とどのように関わるのかを同位体標識及び変異蛋白質を駆使した実験によって明らかにすることを目指した。疎水場でのプロトン移動に関する研究は、BRと同じ古細菌ロドプシンファミリーに属し、光を情報へと変換するセンサー蛋白質であるフォボロドプシン(pR)を用いて行った。pRは情報伝達蛋白質が存在しないとプロトンを低い効率で輸送する。低いプロトン輸送効率は、BRにおいて疎水的な細胞質側領域でシッフ塩基へのプロトン供与基となるAsp96が存在しないためと考えられた。そこでAspまたはGluを導入したところ、確かにこの導入基からのプロトン移動を観測したが、その方向はBRのように一方向ではなかった。従ってBRの疎水場で方向性をもったプロトン移動は、特異な構造変化(具体的にはN中間体の生成)が密接に関わっていることが明らかになった。バクテリオロドプシンは光エネルギーを用いたプロトンの能動輸送によってエントロピーの減少をもたらす。光反応サイクルによるリサイクル性も併せ、理想的なソフトマテリアルである。本研究ではこれまでブラックボックスであった能動輸送の方向性を、プロトン取込側での疎水的領域の構造解析を中心として明らかにすることを目指している。平成14年度は、低温偏光赤外分光などを用いた実験的研究により、以下のような研究成果が得られた。バクテリオロドプシンのレチナールシッフ塩基は、異性化反応においても、プロトン移動反応においても重要な役割を演じる。このN-H基がどのような配向をしているかを低温偏光赤外分光法により調べたところ、異性化によって膜に平行に配向することがわかった。シッフ塩基領域にねじれをもった初期中間体の生成は、光エネルギーの取込やその後のプロトン移動過程に重要な役割を演じるものと考えられる。光をエネルギーに変換するバクテリオロドプシンに対して、同じ古細菌ロドプシンでありながらフォボロドプシンは伝達蛋白質を活性化することによって光を情報へと変換する。そして伝達蛋白質が存在しないとプロトンをポンプすることが知られている。そこで、バクテリオロドプシンを対照としたフォボロドプシンの低温赤外分光による構造変化の解析を行った。その結果、異性化による構造変化が拡大していることやN中間体の蛋白質構造をもたないことなどを明らかにした。

そこでAspまたはGluを導入したところ、確かにこの導入基からのプロトン移動を観測したが、その方向はBRのように一方向ではなかった。従ってBRの疎水場で方向性をもったプロトン移動は、特異な構造変化(具体的にはN中間体の生成)が密接に関わっていることが明らかになった。
スクレロスチンによる内軟骨性骨化の制御と骨・軟骨修復への応用

本研究ではスクレロスチンがWnt/βカテニンシグナル伝達経路を抑制し、軟骨の最終分化である石灰化を抑制すると仮説を立て、これを検証するために実験を行う。平成30年度は、軟骨分化に対するスクレロスチン抑制の影響を調査した。マウスembryonal carcinoma由来ATDC5細胞を60000個/cm2の細胞数でプレートに播種し、培地にITSサプリメントを添加して軟骨分化を誘導する条件とし、培養は3週目まで5%CO2気相下、37°Cで行い、3週目以降は3%CO2気相下、37°Cで継続した。Lentivirusを用いATDC5細胞のSOST遺伝子をノックダウンし、軟骨分化に及ぼす影響を調査した。一方、培養3週までスクレロスチン20ng/mlを投与して軟骨初期分化を観察し、3週以降からのみスクレロスチン20ng/mlを投与して軟骨後期分化を観察した。スクレロスチン非投与群を対照とした。SOSTノックダウンにより、軟骨分化マーカーのSox9, Col2a1の発現は抑制され、一方、後期分化マーカーのMMP3, MMP13, Runx2, Col10a1の発現は増加し、石灰化が促進された(各P<0.05 vs対照群)。また、スクレロスチン投与により、Wnt3a, Wnt5a, LRP5, LRP6, Axin2, β-cateninの発現は抑制された(各P<0.05 vs対照群)。以上より、スクレロスチンはWnt/β-カテニンシグナル伝達経路を介して軟骨初期分化を促進する一方、軟骨後期分化を抑制することが示唆された。本研究結果から、スクレロスチンは骨形成抑制のみならず軟骨分化にも重要な役割を果たしている可能性が高いと考えられ、今後は軟骨変性や軟骨修復との関連についても調査を行う必要がある。昨年度から研究モデルを引き継ぎ、当該年度に予定していた解析をほぼ行うことができ、一つの結論を導くことができた。前年度までの結果を踏まえ、今年度は軟骨修復とスクレロスチン発現の関連性を調査する。本研究ではスクレロスチン-Wntシグナル制御が軟骨分化に及ぼす影響を明らかにし、軟骨変性の進行予防および軟骨修復促進へ応用することを目的として実験を行う。平成29年度は、未分化細胞から軟骨細胞への分化および肥大化・石灰化までのin vitro軟骨多段階分化モデル(Shukunami et al. J Bone Miner Res. 1997)を用いて、各過程に対するスクレロスチンの影響を調査した。マウスembryonal carcinoma由来ATDC5細胞を6×104個/cm2の細胞数でプレートに播種し、培地にITSサプリメントを添加して軟骨分化を誘導する条件とし、培養は3週目まで5%CO2気相下、37°Cで行い、3週目以降は3%CO2気相下、37°Cで継続した。培養3週までスクレロスチンを各濃度(2, 20, 200ng/ml)で投与し、3週以降から8週まではスクレロスチン20ng/mlを投与した。軟骨分化について、培養液中のglycosaminoglycan (GAG)濃度、alizarin red染色による石灰化、RT-PCRによる軟骨分化関連遺伝子の発現を評価した。対照群において、培養2週以降にスクレロスチンの発現が確認され、石灰化とともに消退した。培養3週目において、スクレロスチン投与濃度に比例してGAG濃度が増加した(P<0.05 vs対照群)。培養3週以降では、スクレロスチン投与により石灰化が抑制され、Col2a1、SOX9の発現が増加し、MMP3、MMP13、ADAMTS5、Col10a1の発現が低下した(各群P<0.05 vs対照群)。スクレロスチンは軟骨分化とともに発現し、軟骨細胞の維持に関与することが示唆された。研究モデルの作製が予定通り行われ、当該年度に予定していた解析をほぼ行うことができ、一つの結論を導くことができた。

また、スクレロスチン投与により、Wnt3a, Wnt5a, LRP5, LRP6, Axin2, β-cateninの発現は抑制された(各P<0.05 vs対照群)。以上より、スクレロスチンはWnt/β-カテニンシグナル伝達経路を介して軟骨初期分化を促進する一方、軟骨後期分化を抑制することが示唆された。本研究結果から、スクレロスチンは骨形成抑制のみならず軟骨分化にも重要な役割を果たしている可能性が高いと考えられ、今後は軟骨変性や軟骨修復との関連についても調査を行う必要がある。昨年度から研究モデルを引き継ぎ、当該年度に予定していた解析をほぼ行うことができ、一つの結論を導くことができた。前年度の結果を踏まえ、今年度はスクレロスチンの遺伝子発現を抑制した場合について軟骨分化の各過程に及ぼす影響を調査する。前年度までの結果を踏まえ、今年度は軟骨修復とスクレロスチン発現の関連性を調査する。理由:1本年度予定していた実験の一部が行えなかったため。この分は来年度にあらためて行う。2次年度の実験に使用する消耗品等の費用の見積が当初の予定を上回るため、今年度は購入を見送った。上記理由により、繰り越し分と年度分として請求した助成金と合わせた額が今年度必要になっている。使用計画:細胞培養、PCR関連や抗体等の試薬、その他消耗品、学会発表のための旅費に使用する。
感情障害における感情認識と感情制御の連関と神経基盤の因果的役割

感情制御の困難は抑うつや不安に共通する特徴の一つであり感情制御の困難が感情認識の低下によって引き起こされる可能性が注目されている。この感情認識には、感情への気づきと感情粒度の二つの側面があり、どちらも感情制御を促進する要因であることが特性論的な観点から明らかにされている。そこで、本研究では感情認識のプロセスがどのように感情制御に影響するかを解明し、その促進効果と神経基盤の因果的役割を検討する。
「文芸復興」研究:マス・メディアの成立と「文学ジャンル」の形成を中心に

前年度に引き続き、1935年前後に巻き起こった「文芸復興」について、大衆消費社会と市場経済の萌芽が日本文学・日本文化に及ぼした影響を分析した。具体的には、マス・メディアの影響を見据えながら、以下2つの視点より研究を遂行した。1、戦後の流行作家である太宰治・井伏鱒二らの「文芸復興」期の動向に注目しつつ、彼らに大きな影響を与えた「モダニズム」という国際的な文化潮流の源泉を探った。2、上記の考証と並行して、戦前からの視点だけに偏らないよう、前年度に引き続き、戦後の文芸批評家による「文芸復興」に対する視座について、メディアの存在への注目を強めながら分析を発展させた。上記の考証を通して、「文芸復興」が日本文学・日本文化に及ぼした影響について、新たな側面を浮き彫りにした。まず、西洋文化を既存の日本文学・日本文化に融合させていく「モダニズム」の方向性が、これまでの文学・文化史上でほとんど黙殺されてきた龍胆寺雄ら「新興芸術派」から大きな影響を受けていたことを検証した。さらに、「新興芸術派」が構築した「モダニズム」の命脈は、太宰治や井伏鱒二らによって「文芸復興」期に醸成され、戦後の「大衆」の共感を喚起していったことを明らかにした。また、戦前と戦後の双方向的な視座からの考察によって、「文芸復興」期におけるマス・メディアの戦略が「純文学」と「大衆文学」との<文学ジャンル>の対立を明確化し、その対立を自明視するような文学史・文化史観が戦後に構築されていった経緯を明らかにした。文学的側面とメディア的側面の両者から「文芸復興」を検証したこれらの研究成果は、全国学術誌等に2本の論文として公開した。1935年前後の「文芸復興」期において、大衆消費社会や市場経済の萌芽が日本文学・日本文化に及ぼした影響を、マス・メディアが果たした機能を見据えながら、以下2つの視点より研究を遂行した。1、戦後に大流行した太宰治等の「文芸復興」期の動向に注目し、文学作品を消耗品とする当時のジャーナリズムのシステムに強く抗いながら、同時に見えざる「大衆」を対象とするために作家が用いた表象行為を考察し、それが戦後の日本文化に及ぼした影響について検討した。2、上記の考証と並行して、一方向的な視点に偏らないよう、戦後の文芸批評家による1935年前後への視座について考察した。特に『近代文学』同人による「文芸復興」を中心とした日本近代文学史観の構築について検討した。上記2点の考証を通して、日本の「文芸復興」が戦後の文化状況の基盤となっていたことを、具体的な形で明らかにした。まず、「文芸復興」期に作家が〈読者〉表象という意識的な方法を生成させていたこと、また、そうした表象行為が戦後の「大衆」の共感を喚起し、そこに社会的背景と文化状況とを関係づける命脈が形成されていたことを明らかにした。さらに、戦前/戦後の日本文学に対する双方向的な視座から「文芸復興」という現象の位置づけを行い、戦後に形成された日本近代文学史観において、大衆消費社会や市場経済といった要素が多く捨象されていたことを浮き彫りにした。それらの研究成果は、全国学術誌等に2本の論文として公開した。
サーフェスエンコーダを搭載した次世代高速高精度Sawyer型平面モータの研究開発

1.超精密旋盤と高速工具サーボ機構による円筒加工に加え,平面にも同様に計測基準面の加工を行った.平面マスタを用いてシリコンゴムの一つであるPDMS(ポリジメチルシロキサン)転写を行い,厚さ100μmの計測基準面を得ることに成功した.この方法においてもUV転写と同様に振幅方向でほぼ100%転写されていることを確認している.昨年度行ったUV転写とあわせて2種類の方法で厚さ100μmの計測基準面を創成することに成功した.以上から転写による計測基準面創成方法の有効性を示した.2.大型のSawyer型平面モータシステムを用いて位置決めシステムを構築した.1.のPDMS転写および円筒マスタを用いたUV転写により得られたフィルム状の計測基準面をSawyer型平面モータのプラテン面に貼り付け,フォーサ側に2次元角度センサを搭載してサーフェスエンコーダを構成した.また,2次元角度センサの信号処理回路をフォーサに取り付けることで外部には制御器のみというシンプルな構成にした.制御器にはDSPを用いることで高速な制御が可能となっている.以上のような構成のステージシステムでクローズドループ制御によるXYθz3自由度駆動の位置決め実験を行った.オープンループの位置決め精度50μmと比較して,XY方向に±100nm,θz方向に±4arcsecまで位置決め精度が向上することを示した.以上によって,本研究で提案するステージシステムの有効性を示した.1.高速工具サーボと超精密旋盤を用いた超精密旋削により,円筒方向および軸方向に波長100μm,振幅100nmの正弦波を重ね合わせた計測基準面の加工実験を行った.その結果,直径φ55mm,長さ150mmの円筒側面(材質:アルミ合金A5052)全面にわたり,計測基準面を創成することができた.2.円筒端面に計測基準面を持つマスタを用いてUV転写加工を行った.厚さ100μmのポリエステルフィルム上に紫外線硬化樹脂を塗布してその上にマスタを配置し,紫外線を照射することで計測基準面(20mm×20mm)を転写することができた.これによりローラープレス転写加工への見通しが立った.また,本研究で用いるサーフェスエンコーダは計測基準面にレーザ光を照射し,反射光を読むため,計測基準面に金をスパッタすることで反射光を得ることが可能なことも確認した.3.本研究で提案するステージシステムの有効性を確認するために,小型Sawyer型平面モータを用いてクローズドループ駆動実験を行った.2.で製作したフィルム状の計測基準面をSawyer型平面モータのプラテン面に貼り付け,フォーサ側に2次元角度センサを搭載してサーフェスエンコーダを構成した.計測基準面のサイズが20mm×20mmであるため,フォーサは計測基準面とは別の厚さ100μm程度のアルミ蒸着済みのポリエステルフィルムの上に配置して微小位置決め実験を行った.その結果,0.5μmの位置決め分解能で駆動可能なことが確認された.これにより本研究で提案するステージシステムの有効性が示された.1.高速工具サーボと超精密旋盤を用いた超精密旋削により,円筒方向および軸方向に波長100μm,振幅100nmの正弦波を重ね合わせた微細形状(加工範囲φ55mmXL150mm)を持つ円筒マスタを用いたローラプレスUV転写加工による150mmの転写加工が可能であることを確認した.2.長ストローク駆動用サーフェスエンコーダについて提案,実験を行った.サーフェスエンコーダ出力は正弦波出力であるため,読み取りヘッドである2次元角度センサ1個では原理上,方向弁別が不可能である.従来,方向弁別のために2つの2次元角度センサ出力の位相差が90度になるようにセンサ内の光学部品を調整していた.提案した原理では読み取りヘッド内にあるマルチスポット創成のためのグリッドパターンを2分割し,それぞれにXY方向に90度位相をずらした開口群を用意する.そこにLDより照射されたビームはグリッドパターンにより2本のマルチスポット群になる.このとき2つのマルチスポット群のXY方向における位相差は90度となり,それぞれの受光素子の出力波形も90度位相がずれたものが得られる.さらにグリッドパターンの作製精度(0.1μm)で位相差を与えられることができることから,位置検出分解能向上も期待できる.また,ビームを分割するときに遮断される部分があることから,シリンドリカルレンズを2枚用いて分割方向に拡大しロスを小さくした.以上の原理に基づいた2次元角度センサを試作し,調整実験により90度の位相差が得られることを確認した.1.超精密旋盤と高速工具サーボ機構による円筒加工に加え,平面にも同様に計測基準面の加工を行った.平面マスタを用いてシリコンゴムの一つであるPDMS(ポリジメチルシロキサン)転写を行い,厚さ100μmの計測基準面を得ることに成功した.この方法においてもUV転写と同様に振幅方向でほぼ100%転写されていることを確認している.昨年度行ったUV転写とあわせて2種類の方法で厚さ100μmの計測基準面を創成することに成功した.以上から転写による計測基準面創成方法の有効性を示した.2.大型のSawyer型平面モータシステムを用いて位置決めシステムを構築した.1.のPDMS

転写および円筒マスタを用いたUV転写により得られたフィルム状の計測基準面をSawyer型平面モータのプラテン面に貼り付け,フォーサ側に2次元角度センサを搭載してサーフェスエンコーダを構成した.また,2次元角度センサの信号処理回路をフォーサに取り付けることで外部には制御器のみというシンプルな構成にした.制御器にはDSPを用いることで高速な制御が可能となっている.以上のような構成のステージシステムでクローズドループ制御によるXYθz3自由度駆動の位置決め実験を行った.オープンループの位置決め精度50μmと比較して,XY方向に±100nm,θz方向に±4arcsecまで位置決め精度が向上することを示した.以上によって,本研究で提案するステージシステムの有効性を示した.
黄色ブドウ球菌の咽頭保菌の実態解明および口腔保健行動による除菌の検討

黄色ブドウ球菌の感染対策として、特にMRSAを対象に保菌調査が行われる。調査部位はもっぱら鼻腔であるが、咽頭保菌者も多い。また鼻腔での除菌法は確立されているが、咽頭保菌に関して健常人では対策が定まっていない。平成30年度は、咽頭保菌の実態把握を目的に、平成28年度から先行して行っていた大学で口腔保健または臨床検査を専攻する3・4年生を対象にした鼻腔と咽頭の黄色ブドウ球菌保菌調査を継続し、得られた菌株のDNA型別を実施した。協力を得られた延べ313名中鼻腔保菌率は37%、咽頭保菌率は57%で、咽頭は鼻腔に比べ有意に保菌率が高かった(OR: 2.24, 95%CI: 1.62-3.09)。また、検査学生(191名)では口腔学生(122名)に比べ咽頭保菌率が有意に高かった(68% vs 39%, OR: 3.29, 95%CI: 2.05-5.28)が、鼻腔の保菌率では専攻間で有意差はなかった(39% vs 33%, OR: 1.33, 95%CI: 0.82-2.13)。型別の結果、鼻腔と咽頭に両方保菌する81名のうち、38%が異なる菌株を保有していた。個人の1年後の保菌状況を111名について追跡した。黄色ブドウ球菌の消失や獲得、またDNA型別により菌株の入れ替わりを確認した結果、1年後に新たな菌株を獲得したのは咽頭で34%と、鼻腔の15%より有意に多かった(OR:2.88, 95%CI:1.50-5.51)。今回の検討でDNA型別で2例、菌株の持続/入れ替わりが評価できず、一部位に同時に複数型の菌株の生息が推定された。これまでは、一部位につき一つの型の菌株を保有しているという前提にたって、1コロニーしか釣菌していない。実際に複数菌株を保有しているケースはさらに多いと思われ、菌株の入れ替わりの正確な評価には複数菌株の保菌を想定した方法を考案する必要がある。当初計画では、平成3031年度に鼻腔・咽頭保菌および健康保健行動などの実態把握、および保菌調査で得られた全菌株を対象にDNA型別を行い黄色ブドウ球菌の鼻腔と咽頭の保菌の独立性の確認を行うこととしていた。平成30年度はアンケート調査および保菌調査が実施でき、また平成30年度までに得られた全ての黄色ブドウ球菌株についてMultiplex-PCR法によるDNA型別が実施できたことで、鼻腔と咽頭で異なる状況が判明したことなどにより、研究は順調に進んでいると判断している。保菌の追跡調査において、複数型の黄色ブドウ球菌保菌者の存在をも検出できる菌株の型別方法について検討する。具体的には、鼻腔あるいは咽頭を擦過した綿棒から直接DNAを抽出して黄色ブドウ球菌の型別を行うことを考えている。この方法を確立した上で、保菌の追跡調査の再評価を行う。さらに、アンケート調査による口腔保健行動の解析を詳細に行いたい。口腔保健学専攻学生に比べて臨床検査学専攻の学生、歯磨き回数1日3回以上に比べて1日2回以下、歯間清掃用具(フロスなど)の使用者に比べて未使用者で、咽頭への黄色ブドウ球菌の保菌リスクが高いことはアンケート調査で明らかになってきている。しかし、口腔学生は元々口腔保健行動が活発であることが歯磨き回数や歯間清掃用具の結果に反映されていることも予想される。検査の学生が歯磨き回数を多くしたり歯間清掃用具を用いたりしただけで、果たして本当に咽頭の黄色ブドウ球菌の保菌率が下がるのか、それとも口腔学生が学んでいるような内容の学習や実習内容に効果があるのか、アンケート調査結果のさらなる解析によってこの点を明らかにした上で、咽頭保菌率の低下を目指した介入試験を行う予定である。

個人の1年後の保菌状況を111名について追跡した。黄色ブドウ球菌の消失や獲得、またDNA型別により菌株の入れ替わりを確認した結果、1年後に新たな菌株を獲得したのは咽頭で34%と、鼻腔の15%より有意に多かった(OR:2.88, 95%CI:1.50-5.51)。今回の検討でDNA型別で2例、菌株の持続/入れ替わりが評価できず、一部位に同時に複数型の菌株の生息が推定された。これまでは、一部位につき一つの型の菌株を保有しているという前提にたって、1コロニーしか釣菌していない。実際に複数菌株を保有しているケースはさらに多いと思われ、菌株の入れ替わりの正確な評価には複数菌株の保菌を想定した方法を考案する必要がある。当初計画では、平成3031年度に鼻腔・咽頭保菌および健康保健行動などの実態把握、および保菌調査で得られた全菌株を対象にDNA型別を行い黄色ブドウ球菌の鼻腔と咽頭の保菌の独立性の確認を行うこととしていた。平成30年度はアンケート調査および保菌調査が実施でき、また平成30年度までに得られた全ての黄色ブドウ球菌株についてMultiplex-PCR法によるDNA型別が実施できたことで、鼻腔と咽頭で異なる状況が判明したことなどにより、研究は順調に進んでいると判断している。保菌の追跡調査において、複数型の黄色ブドウ球菌保菌者の存在をも検出できる菌株の型別方法について検討する。具体的には、鼻腔あるいは咽頭を擦過した綿棒から直接DNAを抽出して黄色ブドウ球菌の型別を行うことを考えている。この方法を確立した上で、保菌の追跡調査の再評価を行う。さらに、アンケート調査による口腔保健行動の解析を詳細に行いたい。口腔保健学専攻学生に比べて臨床検査学専攻の学生、歯磨き回数1日3回以上に比べて1日2回以下、歯間清掃用具(フロスなど)の使用者に比べて未使用者で、咽頭への黄色ブドウ球菌の保菌リスクが高いことはアンケート調査で明らかになってきている。しかし、口腔学生は元々口腔保健行動が活発であることが歯磨き回数や歯間清掃用具の結果に反映されていることも予想される。検査の学生が歯磨き回数を多くしたり歯間清掃用具を用いたりしただけで、果たして本当に咽頭の黄色ブドウ球菌の保菌率が下がるのか、それとも口腔学生が学んでいるような内容の学習や実習内容に効果があるのか、アンケート調査結果のさらなる解析によってこの点を明らかにした上で、咽頭保菌率の低下を目指した介入試験を行う予定である。例年であれば平成31年の3月に開催される第92回細菌学会の開催が、翌年度の4月にずれ込んだことから、学会出張費として翌年に回した。また、出席したいと考えていた国際ブドウ球菌研究会は、日程の都合で出席できなかった。平成31年度(令和元年度)は、平成31年4月に開催された第92回細菌学会の旅費に使用したほか、令和2年2月に開催される細菌学会の旅費に充てたい。また研究成果を臨床に還元する必要性を感じたため、臨床微生物学会等、いくつかの学会発表を計画しているので、その旅費に充てたい。
大規模ゲノム再編における高次クロマチン構造の形成機構

テトラヒメナの大規模ゲノム再編を誘導する高次クロマチン構造の形成機構の解明を目指して、本年度は以下の3項目の研究を実施した。[へテロクロマチン形成に関与するHP1様タンパク質の探索]これまでの研究により、7種のHP1様タンパク質がDNA削減を誘導するヘテロクロマチンに存在し、そのうち4種は異所性DNAの削減誘導能を有していることを見出している。染色体レベルにおける各HP1様タンパク質の局在を明らかにするために、本年度は、他より入手できない4種のHP1様タンパク質に対するポリクローナル抗体の作成を試みた。うち3種の抗体を用いたテトラヒメナ抽出液に対するウエスタンブロットにおいては、予想される分子量に相当するタンパク質が検出された。また、これらの抗体を用いた固定細胞の免疫染色においては、エピトープタグを用いた場合と同様の細胞内局在が確認された。[HP1様タンパク質間の相互依存性の解析]HP1様タンパク質間の相互の依存性を遺伝学的に検討するために、これまでに樹立されていないHP1様遺伝子の遺伝子破壊株の樹立を目指した。今年度は、3遺伝子に対するヘテロの遺伝子破壊株を樹立しており、そのうち2遺伝子に対しては、ホモの遺伝子破壊株が準備できた。[ヘテロクロマチン内の機能性ユニットの解明]テトラヒメナのヘテロクロマチン構成タンパク質は多数見出されているが、それらの相互の関係はほとんど知られていない。各HP1様タンパク質間およびその他のヘテロクロマチン構成タンパク質間の相互作用を網羅的に解析するために、酵母ツーハイブリッド法を用いた系を準備した。本年度は、HP1様タンパク質を含む全ての既知のヘテロクロマチン構成タンパク質を発現する100種超の酵母株を用意した。また、これらの総当たり解析を簡便に行うための方法の改良も行った。抗体の作成に関しては、試みた4種のうち3種のHP1タンパク質に対する特異的抗体が得られており、遺伝子破壊株の樹立においては、2遺伝子において表現系を解析できる段階まで準備ができているため。酵母ツーハイブリッド法を用いた相互関係の解析に関しては、現在までに多数の組み合わせを一挙に解析するための手順を整え、必要な全ての酵母株の準備を終えているため。特異性が確認できていない抗体に関しては、引き続き特異性の検討を行うとともに、エピトープタグを用いたクロマチン免疫沈降法を検討する。特異性が確認できた抗体に関しては、野生株、各種遺伝子破壊株においてクロマチン免疫沈降法による局在解析を進める。また、酵母ツーハイブリッド法による相互関係の網羅的解析を行う。関係がみられたタンパク質間においては、抗体を用いた免疫沈降法を用いて、テトラヒメナ細胞内における検証を進める。
果肉食性昆虫と種子食性昆虫が創り出す間接効果による種子散布阻害の解明

果実食性昆虫と種子食性昆虫が,果実の形質を変化させることによって,果実食性鳥類による種子散布を阻害するかを明らかにすることを目的とした.2014年からの3年間に,各地でモチノキの果実サンプリングと果実量推定を行った.また,近縁種や他の森林生態系における果実に関した間接効果を含む生物間相互作用の調査を行った.その結果,1)モチノキタネオナガコバチの近縁種であるニホンオナガコバチがクロガネモチを加害することが明らかになった.また,2)ブナの堅果量と野生動物の人里への出没が夏前までの雄花序量で推定できることが示唆された.しかし,モチノキに関する生物間相互作用は,更なる継続的な研究が必要であった.種子食性昆虫が樹木の更新に与える影響は限定的だとされている(Crawley 1992).しかし最近,植物の形質を介した間接効果が,直接的な2種間相互作用による予想とは,生態学的・進化学的に異なる結果を生み出すことが明らかになりつつある(Ohgushi et al. 2007).本課題では,1)袋かけによって,果肉食性昆虫による加害,寄生蜂による寄生,種子食性昆虫による加害,および鳥類による摂食を除去し,それぞれが果実を中心とした間接相互作用網に及ぼす影響を,解析的に明らかにする.さらに,2)3年にわたる期間,モチノキの分布様式が異なる複数の調査地での調査,およびSSRマーカーによる遺伝解析により,森林の空間構造が間接相互作用を通じて種子散布に与える影響を明らかにする.本年度は,その1年目として,モチノキに対する袋かけによる操作実験,春と冬の果実のサンプリングによる果実色,種子の生死,モチノキタネオナガコバチの生残幼虫数の調査を行った.さらに,モチノキタネオナガコバチのマイクロサテライトマーカーが開発できたことで,モチノキタネオナガコバチの個体群の遺伝的構造の解明への準備ができた.調査の過程で,新寄主の存在が明らかになったため,新寄主との相互作用も含めた系として研究を展開していく.また,近縁種の生態の一部が明らかになりつつあり,近縁種との比較を行うことで,より重層的に研究を展開していく.種子食性昆虫が樹木の更新に与える影響は限定的だとされている(Crawley 1992).しかし,植物の形質を介した間接効果が,直接的な2種間相互作用による予想とは,生態学的・進化学的に異なる結果を生み出すことが明らかになってきた(Ohgushi et al. 2007).本課題では,1)袋かけによって,果肉食性昆虫による加害,寄生蜂による寄生,種子食性昆虫による加害,および鳥類による接触を除去し,それぞれが果実を中心とした間接相互作用網に及ぼす影響を,解析的に明らかにする.さらに,2)3年にわたる期間,モチノキの分布様式が異なる複数の調査地での調査,およびSSRマーカーによる遺伝解析により,森林の空間構造が間接相互作用を通じて種子散布に与える影響を明らかにする.本年度は,その2年目として,春と冬の果実のサンプリングによる果実色,種子の生死,モチノキタネオナガコバチの生残幼虫数の調査を行った.1年目の調査の過程で明らかにした,近縁種の生態の一部を,査読付き国際誌に投稿した.また,新寄主の存在と,新寄主を含めた系の存在様式の一部を,査読付き国際誌に投稿準備中である.一方で,モチノキの開花,結実状況から,十分なデータを得られなかった調査地があった.モチノキの開花,結実状況から,十分なサンプルを得られなかった調査地があったため,研究にやや遅れが出た.しかしながら,査読付き国際誌への投稿1件と,投稿準備中1件があり,全体としての進展はおおむね順調である.種子食性昆虫が樹木の更新に与える影響は限定的だとされてきた(Crawlay 1992).しかし,植物の形質を介した間接効果が,直接的な2種間相互作用による予想とは,生態学的・進化学的に異なる結果を生み出すことが明らかになってきた(Ohgushi et al. 2007).本課題では,まず,袋かけによって,果肉食性昆虫による加害,寄生蜂による寄生,種子食性昆虫による加害,および鳥類による摂食を除去し,それぞれが果実を中心とした間接相互作用網に及ぼす影響を,解析的に明らかにすることを目的とした.次に,3年にわたる期間,モチノキの分布状況が異なる複数の調査地での調査,およびSSRマーカーによる遺伝解析により,森林の空間構造が間接相互作用を通じて種子散布に与える影響の解明を試みた.また,近縁種が創り出す間接相互作用網の解明や,同様の系の探索を試みた.本年度は,最終年度として,春と冬の果実のサンプリングによる果実色,種子の生死,モチノキタネオナガコバチの生残幼虫数の調査を行った.さらに,前年までの調査で明らかになった,新寄主についても,同様の調査を行った.また,調査の過程で明らかになった,ブナ堅果についての間接相互作用網についての調査も行った.結果,近縁種の新寄主が明らかになり,査読付きジャーナルに受理された(Matsuo and Takagi 2016).また,ブナ堅果についての調査の過程で,小規模林分におけるブナの豊凶特性と野生動物との関係が明らかになり,査読付きジャーナルに受理された(正木,長岡,高木2017).果実食性昆虫と種子食性昆虫が,果実の形質を変化させることによって,果実食性鳥類による種子散布を阻害するかを明らかにすることを目的とした.2014年からの3年間に,各地でモチノキの果実サンプリングと果実量推定を行った.

また,近縁種や他の森林生態系における果実に関した間接効果を含む生物間相互作用の調査を行った.その結果,1)モチノキタネオナガコバチの近縁種であるニホンオナガコバチがクロガネモチを加害することが明らかになった.また,2)ブナの堅果量と野生動物の人里への出没が夏前までの雄花序量で推定できることが示唆された.しかし,モチノキに関する生物間相互作用は,更なる継続的な研究が必要であった.予定通りに操作実験と野外調査が行えている.また,新寄主や近縁種に関する新たな知見を得ることができたことから,おおむね順調に進展していると考えている.モチノキの着果量と,ミバエ,寄生蜂,コバチの個体数は年によって大きく変動すると予測される.そこで,来年度も継続して,データを収集する.また,来年度は,最終年度であることから,データの解析,論文の投稿を進める.森林動物学モチノキの着果量と,ミバエ,寄生蜂,コバチの個体数は年によって大きく変動すると予測される.そこで計画通り,着果量の年次変動と各種の個体群動態,およびそれによって生じる各相互作用の年次変動(影響の強さの変動)を明らかにするために3年にわたって調査を行い,これまで森林生態系の機能や持続可能性に及ぼす影響はほとんどないとされてきた果肉食性昆虫と種子食性昆虫が,樹木の更新に対して予想よりも大きな負の影響を及ぼしていることを明らかにする.モチノキの開花,結実状況により,モチノキタネオナガコバチの採集数が少なかったため,サンプル処理のための支出が減ったため.また,前年に引き続き,所属機関の共用機器と別予算を使用したため.所属機関の別予算で,購入予定の機器を購入したため.また,所属機関の機器を代替使用できたため.2016年4月1日付で異動になったため,所属機関で共用していた機器を購入する.予定していた調査地を増やすとともに,調査回数も増やす.また,それによってサンプル数が増加し,必要となる消耗品も増加する.
骨基質の病態解析用プロトン核磁気共鳴システムの開発

骨組織内の水分子の運動性は、水分子とその周囲の高分子化合物との相互作用に規定される。したがって、水分子の運動性の指標となる【^1H】-NMR緩和時間は水分子の存在環境、すなわち、骨組織の微細構造に依存する。また、【^1H】-NMRにより骨組織中の水分子、脂質の量を測定することができる。【^1H】-NMRを用いた骨組織の病態解析を行うことを目的とし、昭和59年度の本研究計画に対する補助金にて開発された【^1H】-NMRシステムを用い、本年度は得られるデータを解析するための基礎実験を行った。〔方法〕椎間板の軟骨組織を試料とし、同組織中でコラーゲン,プロテオグリカンなど高分子化合物と相互作用を持つ水分子のNMR緩和時間を決定する要因に検討を加えた。この研究成果をふまえ、種々の週齢の家兎大腿骨より得た皮質骨、海綿骨の【^1H】-NMR測定を行い、その加齢変化に検討を加えた。〔結果〕軟骨組織中の水分子の緩和時間は1成分であり、その値は高分子化合物との相互作用をよく反映した。また、【T_1】値はコラーゲン含有量に、【T_2】値はグリコサミノグリカン含有量に大きく依存した。皮質骨の【T_1】値は一成分であり100300m sec.に分布した。海綿骨の【T_1】値はlong【T_1】とshort【T_1】の2成分に分けられた。long【T_1】値は4001200m sec.に分布したが、short【T_1】値は100120m sec.で大きな変化を示さなかった。皮質骨の【T_1】値、海綿骨のlong【T_1】値を与える【^1H】-NMR信号は水分子に由来し、海綿骨のshort【T_1】値を与えるそれは脂質に由来すると考えられた。皮質骨の【T_1】値、海綿骨のlong【T_1】値はそれぞれの組織中の水分含有量によく相関した。しかし、同じ水分含有量では皮質骨の【T_1】値は海綿骨のlong【T_1】値よりも100m sec.程度短い値をとることがわかった。また、骨組織の【T_2】値には一定の傾向は認められなかった。
離婚率が経済へ与える影響：制度変更を用いて

離婚率は経済活動および人口動態に重要な役割を果たすと考えられているが、この決定要因や経済活動に対する影響についての研究は、国内においてあまり行われていないのが現状である。本研究では、離婚率の変化が経済活動に対してどのような影響をもたらすのかについて検証を行う。今後経済に対して、離婚率がどのような影響をもたらすのかを考察することが本研究の大きな目的である。
本邦上部白亜系の古地磁気層序と化石層序-特にS/C境界を中心として

平成8年度、9年度の2年間に、北海道中軸帯に分布する上部白亜系蝦夷層群を中心に研究を行った.調査対象は、天塩中川地域の安平志内川・炭の沢・オソウシナイ沢沿いの大曲層およびオソウシナイ層、羽幌地域古丹別川沿いの羽幌川層である.古地磁気測定の結果、オソウシオイ層最上部の逆磁化層以下、計4つの正・逆磁化層の存在が確認された.さらに羽幌川層上部からは、正・逆一対の磁化層が見いだされた.これらを標準古地磁気タイムスケールと対比することにより、上位から順に、Campanian階のChron32r.lr,C32r.1n,C32r.2r、C33nにそれぞれ対比できることが分かった.さらに既存の大型化石層序と比較すると、Sphenoceramus schmidti zoneがC32r.1r、Sphenoceramus orientalis zoneがC32r.1n、Polyptychoceras pseudogaultinum zone上部がC32r.2rに対比できる.これらに相当する層準は南サハリンの上部自亜系にも存在するので、相互の対比により、これまで議論の多かった北西太平洋上部白亜系大型化石層序の年代対比が可能となった。特に、S.schmidti zoneの時代範囲がCampania階後期のC32r.1r、すなわち絶対年代に換算して73.574Maであることが判明したことは特筆に値する。北海道以外では、九州天草地域獅子島の上部白亜系御所浦層群、熊本市南部の御船層群、大分県南部の大野川層群、および山口県西部の関門層群上部層を調査し、白亜紀磁気静穏期Chron34に相当する正帯磁層準を見いだした。これらの結果から、白亜紀後期以降の西南日本の古地磁気極移動曲線を求めることができた。平成8年度は、北海道中軸帯の羽幌地域と宗谷・音威子府地域の上部白亜系蝦夷層群を対象に試料採取と古地磁気測定を行った。その結果、宗谷・音威子府地域炭の沢・安平志内川ルートの大曲層上部とその上位のオソウシナイ層下部から、Campanian階前期のChron33rより同後期のChron32に対比できる一連の正逆帯磁層準を発見した。一方、羽幌地域の古丹別川ルート羽幌川層群上中部層からは、白亜紀磁気静穏期Chron34の最後期(Santonian階最後期)から、Campanian階のChron33に対比できる正逆帯磁層準を見いだした。これらに相当する層準は南サハリンの上部白亜系にも存在するので、相互の対比により、これまで議論の多かった本邦上部白亜系大型化石層序の年代対比が可能となった。特にI.schmidti zoneの時代範囲がCampania階後期のChron32r、すなわち絶対年代に換算して7374Maであることが判明したことは特筆に値する。北海道以外では、中部九州の上部白亜系御船層群上部層、および大野川層群最下部層を調査し、Chron33に相当する正帯磁層準を見いだした。これらの結果から、白亜紀後期以降の西南日本の古地磁気極移動曲線を確立することができた。平成9年度は、中央北海道天塩中川地域に分布する上部白亜系蝦夷層群オソウシナイ層上部層を対象に試料採取と古地磁気測定を行った。調査ルートは同地域の安平志内川、炭の沢、オソウシナイ沢の3ルートで、前層厚は約200mである.測定の結果、炭の沢のオソウシナイ

層最上部6サイトが逆帯磁、その直下のオソウシナイ沢4サイト及び安平志内川7サイトが正帯磁、さらに下位のオソウシナイ沢1サイト、炭の沢1サイト、安平志内川5サイトが逆帯磁、その他の下位21サイトがすべて正帯磁であった.これらを標準古地磁気タイムスケールと対比することにより、上位から順に、Campanian階のChron32r.lr、C32r.ln、C32r.2r、C33nにそれぞれ対比できることが分かった.さらに既存の大型化石層序と比較すると、Sphenoceramus schmidti zoneがC32r.lr、Sphenoceramus orientalis zone-がC32r.ln、Polyptychoceras pseudogaultinum zone上部がC32r.2rに対比できる.これらに相当する層準は南サハリンの上部白亜系にも存在するので、相互の対比により、これまで議論の多かった北西太平洋上部白亜系大型化石層序の年代対比が可能となった。特にS.schmidti zone-の時代範囲がCampania階後期のC32r.lr、すなわち絶対年代に換算して73.574Maであることが判明したことは特筆に値する。北海道以外では、九州天草地域獅子島の上部白亜系御所浦層群、および山口県西部の関門層群上部層を調査し、白亜紀磁気静穏期Chron34に相当する正帯磁層準を見いだした。これらの結果から、白亜紀後期以降の西南日本の古地磁気極移動曲線を確立することができた。
小中高一貫英語教育推進のための教員養成・教師教育の基準化に関する統合的研究

本研究は,小学校英語指導者に求められる「英語教授力(英語力・指導力)」の「基準化」を目的とし,(1)「教育内容」と(2)「教育内容に連動した教師教育」の視点から,国内外の実態調査と小学校英語用「評価ポートフォリオ」試案を行った。その結果,「目標・内容・方法・評価」一体化の具現化,および日本の英語教育に関わる当事者達の間で「大学の英語科教職課程で身に付けるべき力」への共通理解を持つことが急務であることが明らかになった。今後は「英語教員は何を,どのように学ぶのか」という教員の専門性と成長を理論的に,教職課程における「学び」の実態を文脈的に探求する研究を続けていく予定である。本研究の目的は,教職課程履修者用「自己評価ポートフォリオ」試案の検証を通し,小学校英語の指導者に求められる「英語教授力(英語力・指導力)」の「基準化」について提言を行うことである。1.(1)「教育内容」に関して:1広島大学大学院・教育学研究科にて,外国語(英語)活動と外国語(英語)学習の「評価の規準と判定基準」に関する専門知識の提供を受けた。2小学校外国語活動(英語)の現状を知るために,研究会や授業見学に参加した(鳴門教育大学附属小学校ほか)3小中高の連携の現状を知るために,中学校,高等学校での研究会や授業見学に参加した(尾道市立日比崎中学校ほか)。4日本の小学校英語の教科化を前提とした上で,児童の英語力の到達度の規準・基準を設定するために,ロスアンゼルス統一学校区(LAUSD)において「英語を母語としない児童」を対象に使用される評価ポートフォリオの項目分析を行った。さらに,日本語訳後,各項目の活動例を提示した小学校英語用「評価ポートフォリオ」第1試案を作成し,教職課程履修者,大学院生,現職小学校教員に対してパイロット調査(1)を実施した。2.「教師教育」に関して:1広島大学・教育学部と大学院・教育学研究科にて,中等科英語教育の指導法と実践研究について学んだ。2米国の教員養成・教師教育の現状を知るために,教職課程プログラムに関する視察調査を行った(USD,CSUN)。3韓国の教員養成・教師教育の現状を知るために,小学校英語の関連機関での視察調査を行った(SMOEほか)。4.学会(論文発表):JACET関東支部学会誌(第9号),駒沢女子短期大学「研究紀要」(第46号)本研究の目的は,教職課程履修者用「自己評価ポートフォリオ」試案の検証を通し,小学校英語の指導者に求められる「英語教授力(英語力・指導力)」の「基準化」について提言を行うことである。1.「教育内容」に関して:1小学校外国語活動(英語)の現状を知るために学会・研究会,授業見学に参加した(JES,JASELE,JASTEC,アレン玉井科研セミナー,多治見市立笠原小学校,品川区立小山台小学校,東海大学付属小学校)。2小中高の連携の現状を知るために小学校・中学校の教員との研修会や懇談会を持った(那覇市内小学校・中学校,多治見市立笠原小学校・中学校)。2.「教師教育」に関して:1欧州の教員養成・教師教育の現状を知るために「ヨーロッパ言語教師履修生ポートフォリオ(EPOSTL)」に関するワークショップに参加し,EPOSTL開発者や実践者から理論と実践・現状について学んだ(ECML)。2米国の教員養成・教師教育の現状を知るためにカリフォルニア州立大学の教職課程プログラム担当者と面談し,アメリカ応用言語学会の年次大会に参加した(CSUN,AAAL)。3日本における英語教育の動向を知るために言語フォーラムに参加した(玉川大学ELFフォーラム)。3.「自己評価ポートフォリオ」試案に関して:小学校英語用「評価ポートフォリオ」試案作成のためにパイロット調査を計3回実施ー1計28名(教職課程履修者,大学院生,現職小学校教員),2計23名(大学教員,児童英語講師),3計99名(教職課程履修者)ー実施した。4.研究発表に関して:1JASTEC中部支部冬季研究大会(口頭),2駒沢女子短期大学「研究紀要(第47号)」(論文)にて成果発表を行った。本目的達成のために,(1)「教育内容」と(2)「教育内容に連動した教師教育(養成と研修)」の2つの視点から研究を進めている。1.平成23年度は,上記(2)に関する国内・外の先進事例の調査および研究発表を中心に行った・・・

(1)第50回大学英語教育学会(JACET)全国大会(福岡)にて,代表者が所属するJACET教育問題研究会メンバーとともに,「日本の英語教育と教師教育改革」「英語科教職課程履修生のためのポートフォリオの開発研究」に関する研究発表を行うとともに,日本の英語教育の最新動向について学んだ。(2)米国カリフォルニア州立大学ノースリッジ校(CSUN)にて,教職課程プログラム(初等および中等科教育)に関する面談調査と資料収集を行い,カリフォルニア州教員養成基準に基づく実践と現状について学んだ。(3)第23回日米教員養成協議会(JUSTEC)の大会参加およびポートフォリオ開発に関する研究発表を通じて,日米の教師教育に携わる専門家との意見・情報交換を行い,マサチューセッツ州公立小学校2校を視察調査した。(4)広島大学大学院・教育学研究科にて,小,中,高における外国語活動・外国語学習の「評価の規準と判定基準」に関する専門知識の提供を受けた。2.上記(1)「教育内容」に関して,児童の英語力の到達度を示す評価方法の先行事例として,カリフォルニア州ロスアンゼルス統一学校区(LAUSD)において「英語を母語としない児童」を対象に使用されるポートフォリオを用いて,音声と文字の融合(=「音声への気づき(Phonemic Awareness)育成」を図る活動について調査を始めた。主に以下の2点に関して,計画の遅れが生じている。1自己評価ポートフォリオパイロット調査のための試案作成については,米国のスタンダードに基づく「英語を母語としない」英語学習者のためのLAUSDポートフォリオ評価項目を参照しながら,日本の小学校英語活動の実態に即した評価項目の精査を行ったが,日米の評価項目の精査において,当初の計画よりも時間を要した。そのため第1試案の作成が遅れ,アンケート実施対象者の協力を得る条件が整わなかった。2韓国の実態調査教育課程に関して集積すべき資料が予想以上に当該国の言語(ハングル)で記載されていたために,現地調査によって関係者から直接情報を入手せざるを得なかった。そのため実質的な調査のスタートが計画より遅くなった。研究代表者,研究分担者ともに,本務校での校務を優先した結果,研究初年度のエフォートを達成することができなかった。A.教育内容と教師教育の基準化に関する実態調査(韓国):1小・中・高一貫英語教育推進のための教育課程編成の考え方・原理を整理し,確かな学力育成のための取り組みの特徴と方法を解明する。2教育効果と問題点(学習者の英語力の育成と公教育改善・充実)との関連性を明らかにする。B.教育内容と教師教育の規準・基準に関する実態調査(米国カリフォルニア州):1教師教育の規準・基準設定の理念を明らかにする。2その理念を反映したLAUSD評価ポートフォリオ評価項目が日本の児童に対して妥当性を持つ小学校英語用評価ポートフォリオ,さらに教職履修者用自己ポートフォリオ作成につなげるようにする(以下C,D)。C.小学校英語用「評価ポートフォリオ」開発:1日本の学習指導要領に基づく「英語(学)力」の構成要素を明らかにし,英語学力到達度に関する評価規準・方法を検討する。2平成24年度に実施したパイロット調査(1)の結果を分析し,評価ポートフォリオのチェック項目(第1案)の精査(5月)。3チェック項目(第2案)の作成(6月)。4パイロット調査(2)の実施(7月,8月)。(対象者(a):小学校英語に関わる教職科目担当者,対象者(b):小学校英語専科教員(経験者を含む))。
外接多面体近似による高次元領域内最大球の高速推定

本研究は能動学習による高次元領域内の最大球推定問題において,新しい幾何推論に基づく「外接多面体近似法」を提案し,理論的・実験的解析を通じてその有効性を評価することが目標である.本研究では,外接多面体近似アルゴリズムの実現,理論的解析,システムの実装および実験を行った.また,本手法をエージェントの行動モデルとしても形式化し,実験によりその有効性を示した.・まず,外接多面体近似アルゴリズムを実現した.提案するアルゴリズムは,以下の要素から構成される.1)初期設計点からの初期外接多面体の構成:初期探索方向の決定,線探索,多面体の構成および多面体が構成されない場合への対処からなる2)外接多面体の最大球内接球の生成:双対性を用いた線形計画法を用いる3)次に線探索する方向の決定:外接多面体と最大球の中心を用いた二分探索法を用いる・また,アルゴリズム中で用いる種々のオペレーションのコストを仮定し,外接多面体近似アルゴリズムについて理論的に解析した.解析の結果,提案手法は,最大球に高精度が要求される場合は,従来手法である内接多面体近似法に比較して効率的であることが示された.・次に,外接多面体近似アルゴリズムを計算機上に実装し,比較的単純な領域を用いて実験を行った.実験の結果,特に高精度が要求される場合に,計算時間の短縮が顕著だった.・なお,本手法を能動学習の観点から,未知の環境において外界をモデル化しながらタスクを達成するエージェントの行動モデルとして形式化し,実験によりその有効性を示した.モデルを検討し,探索点の偏りに関する利点や対象領域推定への応用に関しても結論を得た.本研究は能動学習による高次元領域内の最大球推定問題において,新しい幾何推論に基づく「外接多面体近似法」を提案し,理論的・実験的解析を通じてその有効性を評価することが目標である.本研究では,外接多面体近似アルゴリズムの実現,理論的解析,システムの実装および実験を行った.また,本手法をエージェントの行動モデルとしても形式化し,実験によりその有効性を示した.・まず,外接多面体近似アルゴリズムを実現した.提案するアルゴリズムは,以下の要素から構成される.1)初期設計点からの初期外接多面体の構成:初期探索方向の決定,線探索,多面体の構成および多面体が構成されない場合への対処からなる2)外接多面体の最大球内接球の生成:双対性を用いた線形計画法を用いる3)次に線探索する方向の決定:外接多面体と最大球の中心を用いた二分探索法を用いる・また,アルゴリズム中で用いる種々のオペレーションのコストを仮定し,外接多面体近似アルゴリズムについて理論的に解析した.解析の結果,提案手法は,最大球に高精度が要求される場合は,従来手法である内接多面体近似法に比較して効率的であることが示された.・次に,外接多面体近似アルゴリズムを計算機上に実装し,比較的単純な領域を用いて実験を行った.実験の結果,特に高精度が要求される場合に,計算時間の短縮が顕著だった.・なお,本手法を能動学習の観点から,未知の環境において外界をモデル化しながらタスクを達成するエージェントの行動モデルとして形式化し,実験によりその有効性を示した.モデルを検討し,探索点の偏りに関する利点や対象領域推定への応用に関しても結論を得た.本研究は,能動学習による高次元領域内の最大球推定問題において,新しい幾何推論に基づく「外接多面体近似法」を提案し,理論的・実験的解析を通じてその有効性を評価することが目標である.本年度は,外接多面体近似アルゴリズムの実現,理論的解析,基盤システムの実装および予備実験を行った.また,本手法をエージェントの行動モデルとしても形式化し,実験によりその有効性を示した.・まず,外接多面体近似アルゴリズムを実現した.提案するアルゴリズムは,以下の要素から構成される.1)初期設計点からの初期外接多面体の構成:初期探索方向の決定,線探索,多面体の構成および多面体が構成されない場合への対処からなる2)外接多面体の最大球内接球の生成:双対性を用いた線形計画法を用いる3)次に線探索する方向の決定:外接多面体と最大球の中心を用いた二分探索法を用いる・また,アルゴリズム中で用いる種々のオペレーションのコストを仮定し,外接多面体近似アルゴリズムについて理論的に解析した.解析の結果,提案手法は,最大球に高精度が要求される場合は,従来手法である内接多面体近似法に比較して効率的であることが示された.・次に,外接多面体近似アルゴリズムを計算機上に実装し,比較的単純な領域を用いて予備実験を行った.実験の結果,特に高精度が要求される場合に,計算時間の短縮が顕著だった.・なお,本手法を能動学習の観点から,未知の環境において外界をモデル化しながらタスクを達成するエージェントの行動モデルとして形式化し,実験によりその有効性を示した.本研究は,能動学習による高次元領域内の最大球推定問題において,新しい幾何推論に基づく「外接多面体近似法」を提案し,理論的・実験的解析を通じてその有効性を評価することが目標である.本年度は,昨年度開発した外接多面体近似アルゴリズムを洗練し,システムを実装して実験によりその有効性を評価した.また昨年度提案した本手法に基づくエージェントの行動モデルについても検討した.・まず外接多面体近似アルゴリズムを洗練した.