hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周炎患者の免疫応答の特異性(歯周病原性細菌特異的反応と自己交叉反応の相関について)

〈I〉歯周炎患者の感染源特異的免疫応答OPF18はPorphyromonas gingivalisに特異的な細胞表層抗原を認識するモノクローナル抗体で、患者血中にはOPF18に対する抗イディオタイプ抗体が誘導されていることが今までの研究から示唆されている。菌体の超音波破砕物から、OPF18に対するアフィニティークロマトグラフィにより対応抗原物質(OPF18-Ag)の精製を行った。種々の解析の結果から、抗原エピトープはN-アセチルグルコサミンを含む糖から構成されていること、OPF18-Agは菌体の外膜表層に局在することが示された。OPF18-Agに対する歯周炎患者および健常者それぞれ10名の血清抗体か測定した。全菌体を抗原とした時と比較してOPF18-Agを抗原とした場合は、より特異性高く患者を識別できる傾向が認められた。IgGサブクラス別に検討したところ、いずれの患者もIgG2抗体を保有していたが、その他のサブクラスに関しては患者間に著しい多様性が認められた。病期・病態との相関については例数がまだ少ないこともあって一定の傾向を見い出すには至らなかった。〈II〉歯周炎患者における自己交叉反応性の誘導に関する研究P.gingivalisから大腸菌hsp60に相当する分子量60kDの物質をATPアガロースを用いたアフィニティー精製と逆相HPLCにて単離した。このP.gingivalis hs60と大腸菌hsp60および結核菌の相同物質であるhsp65を抗原として患者ならびに健常者の血清抗体価をELISA法で測定した。大腸菌hsp60と結核菌hsp65に対する抗体価は相関する傾向を示したが、患者・健常者の群間で有意差は認められなかった。P.gingivalis hsp60に対していずれの被検血清も微弱な反応した示さず、また他菌のhspに対する抗体価と相関を示さなかった。歯周炎におけるP.gingivalisの感染に際してhsp60は主要抗原になっておらず、したがって本菌のhsp60を介して自己交叉反応性が誘導される可能性は少ないものと推察された。
チトクロムbc_1並びにb_6/f複合体の分子構築

1.ウシ心筋ミトコンドリアからチトクロムbc_1複合体を単離する方法を改良し、実働日数の短縮と収率の筒上に成功した。この標品を用いて各種の結晶化を試みたが、X線回析像をうるに十分な結晶はえられなかった。2.ユーグレナ・チトクロムb__-c__-_1複合体をサブミトコンドリア粒子より精製した。そのサブユニット構成はチトクロムb__-、c__-_1、鉄・硫黄蛋白質を含む10ケから成り、他の生物のものととくに大きい差はなかった。しかしそのチトクロムc__-_1のα吸収帯は561nmにあり、またそのビリジンヘモクロムも553nmで、一般のC型チトクロムに比べ、いずれも長汲長側にシフトしていた。これはこの生物のチトクロムC_<553>の性質と類似しており、そのヘム近辺のアミノ酸配列から、ヘムを結合する2つのシステインの中1つがPheに置換しているためであることが判明した。3.これを確認するためユーグレナのc__-_1に対応するcDNAを取り出し、その全塩基配列を決定した。このものは243アミノ酸から成るc__-_1のポリペプチドをコードする領域を含んでいた。ヘム近辺の構造から前項の事実を確認した。さらにこのc__-_1は鉄の配位子、c__-との反応部位、膜結合領域のいずれも他のc__-_1に比べて保存するものであった。4.酵母チトクロムc__-_1のC末端部を遺伝子操作によって変異させ、これが電子伝達能や複合体IIIへの組み込みにどう影響するか検討した。疎水性部位がこれらに重要な役割を果すことを示した。5.らん藻よりチトクロムb__-_6f複合体を精製し、そのサブユニット構成、活性などを検討した。また、らん藻のチラコイド膜から調製した酸化酵素はb_6fからC_<553>を経て電子を受けとり水にすることが判明し、らん藻におけるb_1f複合体が光合成のみならず、呼吸においても共通の電子伝達中間体であることが示された。動植物のエネルギー生産と密に関連するミトコンドリアや葉緑体の電子伝達系の中で,ウシ心筋ミトコンドリアのチトクロムb__ーc__ー^1舶合体の結晶化を試みる目的で,精製法に検討を加えた結果,電気泳動的にはいる一つの感があるが,膜濃縮法で小さい乍らも結晶性固体をえた.現在,さらに改良を加えつつある段階である.一方c__ー.ナ_<1.ニ>複合体の結晶化を試みているが,大量精製が必要で,現在その中間時点に来ている.前回とは異り,今立は硫安法を採用する予定.さてユーグレナは動物とも植物ともいわれる特異な分類群に属していて,そのチトクロムc__ーはヘム結合に特異な性質を示している.そこでこのチトクロムb__ーc__ー.ナ_<1.ニ>

複合体を抽出精製したところ, b__ーの含量が約半分(ウシのに比べて)で,これは精製途上でヘムが脱離したためと思われる.ところがそのb__ーc__ー.ナ_<1.ニ>複合体の〓吸収スペクトルを検討したところ,通常のc__ー.ナ_<1.ニ>はその2帯が5523nmにあるのに対し,このものは560nm近辺にあることが強く示唆され,これはc__ーと同様に特異なヘム結合様式をもっていることを強く示唆すると結論した.そこでその化学的背景を証明するためユーグレナc__ー.ナ_<1.ニ>を単離精製し,そのN末端構造やヘムペプチドを取り出し46残基の構造を決めたところ,果して通常は2つのチオエーテル結合があるべきところ,唯一つの結合しかもっておらず, ーFーAーPーCーHーの構造を示しFがCに置換って存在することが判明した.電子伝達機構の解明の一助となると思われる.いいかえればCの硫黄原子は電子伝達に関与しないことを意味する.一方酵母のチトクロムc__ー.ナ_<1.ニ>のC末端部の変異により,疎水部の必須部位の特定に成功し,さらにc__ー.ナ_<1.ニ>分子の酸性領域の必須部位の特定にも成功した. b.ナ_<6.ニ>/fはプレクトネマより精製し,これがチトクロム酸化酵素に電子をわたすことを確認した.ウシ心筋ミトコンドリアのチトクロムbc_1複合体の新しい単離精製法を開発した。從来法に比べ可溶化の時に蛋白濃度を高くし、冷凍操作を省くことにより時間短縮に成功し、合算3日で完了することができた。このものはSDS-PAGEで他のものと本質的に変らず、硫安やPEGによる結晶化に用いることができた。チトクロムc_1複合体はこれより単離可能であったが良好な結晶はえられなかった。前年度につづいてユーグレナのチトクロムc_1のヘム結合様式が異常であることを確認するため、ユーグレナのポリA^+RNAからcDNA発現ライブラリーを作成し、ユーグレナのチトクロムc_1に対する抗体を用いて対応するDNA画分を選別した。その中で872塩基対からなるcDNAのクローンの単離ができ、それが243アミノ酸残基から成る成熟c_1をコードするものであることを確認できた。そしてこのものが異常なヘム結合様式を示す部分に-F-A-P-C-H-なる配列をもつことを確認し、蛋白質の構造決定からの予測と一致した。即ち普通のC型ヘム結合様式ではFがCである。またこの全一次構造の決定により他のc_1の構造との比較も可能となり、チトクロムCとの反応に必須とされる2つの負電荷部位、C末端部の膜結合部位はユーグレナc_1でも保存されていた。從って進化的考察も行えることとなりユニークな位置を占めることも判った。一方藍藻より単離したb_6/f複合体はチトクロム酸化酵素に電子をわたすことにより呼吸を行うことを示唆したが、その時の中間電子伝達体としてチトクロムC553が関与するらしいことを示すことができた。C550は関与しない。これらのことから暗所では藍藻はNAD(P)Hよりb_6/fを経てC553、そしてチトクロム酸化酵素へと電子をわたし酸素を水に変えていることが判明した。本年は酵母C_1の変異に進展がなかった。
膵酵素阻害薬メシル酸ガベキサートによる血管障害の発現機序解明および予防策の確立

【研究目的】メシル酸ガベキサートは、膵疾患や汎発性血管内血液凝固症(DIC)に対して広く用いられているトリプシン様セリン蛋白分解酵素阻害剤であるが、副作用として投与部位の血管痛や、刺入した血管に沿った静脈炎や潰瘍、壊死などの重篤な血管障害をきたすことがあり、臨床上大きな問題となっている。しかしながら、血管障害の発現機序ならびに予防策に関する基礎的研究はこれまで皆無であった。本研究では、メシル酸ガベキサートによる直接的な血管内皮細胞障害に着目し、発現機序に関する検討を行った。【研究方法】メシル酸ガベキサートを培養ブタ大動脈血管内皮細胞に曝露し、細胞生存率の変化をWST-8法により測定した。細胞死の評価はTUNEL染色法、DNA電気泳動法、トリパンブルー染色法ならびにPI(propidium iodine)染色法により行った。【研究成果】メシル酸ガベキサート(0.5mM-5mM)の曝露により、濃度および時間依存的に血管内皮細胞の障害が惹起された。一方、メシル酸ガベキサートの同種同効薬であるメシル酸ナファモスタットならびにメシル酸には細胞障害作用はなかった。メシル酸ガベキサートにより障害された細胞は、トリパンブルー染色およびPI染色に陽性であったが、TUNEL染色には陰性であり、DNA断片化は認められなかった。メシル酸ガベキサートによる細胞障害は、抗酸化剤であるα-tocopherol、ラジカル消去剤であるedarabon、mannitolおよびdimethylthioureaによって抑制されず、カルシウムキレーターであるEGTAおよびBAPTA-AM、一酸化窒素合成酵素阻害剤L-NAME、カスパーゼ阻害剤も保護作用を示さなかった。以上の結果から、メシル酸ガベキサートは血管内皮細胞に対して、曝露から数分後より細胞膜を直接的に障害し、ネクローシスを引き起こすことが明らかとなった。
δ-アミノレブリン酸合成酵素アイソザイムの合成および細胞内局在化のヘムによる調節

1.ラット赤血球型δ-アミノレブリン酸(ALA)合成酵素の精製とその性質:ラット網状赤血球よりALA合成酵素を活性を有する限定分解産物として精製した。すなわち、溶血液から硫安分画、パパイン消化、ゲル濾過、ヒドロキシアパタイトおよびQセファロースカラムクロマトグラドフィー、次いてCoA-アガロースによるアフィニティークロマトグラフィーを行い精製した。なお、精製過程ではヘモグロビンの凝集を防ぐため界面活性剤の添加が必須であった。最終標品はSDSゲル電気永動上ほぼ均一で、その分子量は49,000であった。(肝酵素では51,000)。肝酵素と比べ、スクシニルCoAに対するKmがやや低く、またスクシニルCoAによる基質阻害もみられない。しかし、グリシンに対するKmや最適DHには差がなく、ヘムによる阻害も認められた。2.肝,網状赤血球およびその他の組織のALA合成酵素の免疫化学的比較:オクタロニー法や免疫滴定法で、坑ニワトリ肝ALA合成酵素坑体はニワトリ赤血球型酵素並びにラット肝型酵素と部分交叉反応を示すが、坑ラット肝ALA合成酵素坑体はラット赤血球型酵素ともニワトリ両型酵素とも交叉反応を示さないことが確かめられた。Western blot analysisでは、ラット赤血球型酵素が極めて弱いながら坑ラット肝酵素坑体と反応することが知られた。また、腎およびハーダー腺のALA合成酵素は坑肝酵素坑体によって肝酵素と同一分子量のものとして検出され、両者は肝型であろうと推定された。3.ニワトリ肝および赤芽球のALA合成酵素cDNAの比較およびmRNAのNorthern blot analysis:ニワトリ肝および赤芽球のλgtllライブラリーより得たALA合成酵素クローンの塩基配列および推定されるアミノ酸配列の比較,肝および赤芽球poly(A)【^+RNA】画分の両型酵素cDNAプローブによるNorthern blotanalysisなどより、肝型および赤血球型ALA合成酵素は別々の遺伝子の産物であることが確められた。
超高真空半溶融ダイカスト法に関する基礎研究

地球温暖化防止や省エネルギなどのため、Al合金やMg合金の利用が進みつつあるが、これらの材料は溶接性が悪いためダイカスト法による加工が要望されている。しかし、従来のダイカスト法では、高信頼性製品を製造することは容易ではない。本研究では、新しいダイカスト法として超高真空ダイカスト法について検討し、以下のような結果を得た:(1)提案する新しいゲートシールによりキャビティ部を黒鉛型で7kPa,金型で3kPaまで減圧できることを確認した。これは従来の実用化真空度の最高値以上ではあるが、目標とした1kPaは達成できなかった。より高真空にするには黒鉛の通気性への対応と金型設置部等の加工精度を上げる必要がある。(2)キャビティ部を7kPaに減圧した真空ダイカストにより製作した試験片のポロシティ欠陥は、大気圧ダイカストと比較して、著しく減少し、機械的性質も倍増することが分かった。(3)大気ダイカストとは異なり真空ダイカストではより低温の金型でも表面性状が良いことが分かった。(4)X線による湯流れの可視化に成功し、真空ダイカストではゲートからキャビティへの流入角度がより垂直になる点は大気ダイカストと異なるものの、著しい違いがないことが分かった。(5)湯流れの可視化結果とシミュレーション結果を比較し、真空の影響より鋳型と溶湯との濡れの影響が大きいことが分かり、これを考慮したシミュレーションソフトをほぼ開発した。(6)本提案のゲートシールの利用を含めた新たな真空ダイカスト法により高品質ダイカスト品を製造できる可能性がある。地球温暖化防止や省エネルギなどのため、特に自動車や航空機等の輸送機械において、Al合金やMg合金の利用が進みつつあるが、これらの材料は溶接性が悪いためダイカスト法による加工が要望されている。しかし、従来のダイカスト法では、信頼性の高い製品を製造することは容易ではない。そこで本研究では、新しいダイカスト法として超高真空ダイカストの可能性を明らかにするため、以下を実施する予定である。・提案する新しいゲートシールによる高真空の実現を確認する。・ゲート形状と湯流れの関係をX線透過法による直接観察と数値シミュレーションにより比較し、望ましいゲート形状、シミュレーション精度、問題点を明らかにする。・上記を参考にして高真空ダイカストに適用できるシミュレーション法を明らかにする。・新しい高真空ダイカストによる試験片の品質(欠陥、機械的性質等)を明らかにする。・上記を総合して提案するゲートシール式高真空ダイカスト法の有効性を確認する。なお、申請段階では半溶融ダイカストも含めていたが、研究費が申請額よりかなり減額されたため、除外することにした。本年度は、現有装置に、新たに真空ポンプ、真空タンク等を追加設置した。また、シミュレーションソフトを開発した。そして、X線による可視化実験を実施し、シミュレーションとの比較を行った。その結果、可視化実験で溶湯流動を精度良く観察可能できることおよび精度の良いシミュレーションのためには表面張力効果を考慮する必要があることが分かった。しかし、予定していた到達真空度10Paを実現できなかった。この原因は、使用黒鉛にかなりの通気性があるためであり、現在、この問題を解決するため、鋳型表面処理について検討している。また、キャビティ部における凝固体には欠陥が非常に多く、これは鋳型温度が低いためであることが原因と考えられ、鋳型の温度制御を検討している。本研究では、新しいダイカスト法として超高真空ダイカスト法について検討し、以下のような結果を得た:

(1)提案する新しいゲートシールによりキャビティ部を黒鉛型で7kPa,金型で3kPaまで減圧できることを確認した。これは従来の実用化真空度の最高値以上ではあるが、目標とした1kPaは達成できなかった。より高真空にするには黒鉛の通気性への対応と金型設置部等の加工精度を上げる必要がある。(2)キャビティ部を7kPaに減圧した真空ダイカストにより製作した試験片のポロシティ欠陥は、大気圧ダイカストと比較して、著しく減少し、機械的性質も倍増することが分かった。(3)大気ダイカストとは異なり真空ダイカストではより低温の金型でも表面性状が良いことが分かった。(4)X線による湯流れの可視化実験では真空ダイカストではゲートからキャビティへの流入角度がより垂直になる点は大気ダイカストと異なるものの、著しい違いは観察できなかった。(5)湯流れの可視化結果とシミュレーション結果を比較し、真空の影響より鋳型と溶湯との濡れの影響が大きいことが分かり、これを考慮したシミュレーションソフトを開発した。(6)本提案のゲートシールの利用を含めた新たな真空ダイカスト法により高品質ダイカスト品を製造できる可能性がある。
東アジア先史時代における生業の地域間比較研究

東アジア各地域の先史時代生業資料、なかでも採集と農耕にかかわる植物遺存体の検索と集成を進め、生業に深く関わる遺跡立地のありかたを日本各地域、韓国、ロシア極東で実地調査し、各地域の生業の実態と特徴、地域間の関係の究明を進めた。また生業研究の現状を把握するために日本各地と中国、韓国、ロシアの研究者12名を招いて「東アジアの生業形態」と題する研究会を3年度にわたって実施し、討論を通じて生業研究の方向について有益な示唆を得た。本研究の主要な成果は弥生時代農耕研究の基礎となる植物遺体の集成と検討である。すでに1981年に他の研究者が224遺跡について集成を行っているが、今回その後の発掘調査から260遺跡について集成し、その結果弥生時代農耕がいちじるしく水田農耕にかたよることを明確にした。朝鮮半島についても同じ作業を行い108遺跡の植物遺体出土例を集成した。両者の比較から朝鮮半島の初期農耕では南部においても水田稲作に匹敵するほど畠作の比重が高いこと、15世紀の文献史料によりこの傾向が近世まで続くこと、弥生農耕が原郷の朝鮮半島農耕から水田稲作の比重を高める方向に変容していること等を新たに明らかにした。採集についてはドングリ類、クルミ、クリなどの出土事例から、日本列島と朝鮮半島および東北アジアの生業における採集の重要性を確認するとともに地域間に明らかな差異のあることを確かめた。このほか縄文時代の生業についてはこれまでの認識以上に遺跡立地との相関関係が強いことを明らかにしえた。このほかの時代、地域についても採集、初期農耕の地域的特徴や地域間関係を解明する基礎的研究を行い、民俗考古学的方法により狩猟活動のあり方を解明する方法論を深化させた。なお予定外のことではあったが、大正時代に採取された朝鮮半島平壌の炭化米を再発見し、年代測定とDNA分析を行い、紀元前後の朝鮮半島北部での稲作資料を学界に提供できた。今年度は各地域の資料の実状把握と資料の収集に努めた。時代ごと・地域ごとの調査・研究の内容はつぎのとおりである。旧石器時代については、周辺とは異なる環境要因に基づき後期旧石器時代の環日本海に想定される共通の生業構造の解明を目的に、九州の旧石器時代資料、韓国の済州島、江原道等各地の旧石器時代資料を調査した。新石器時代については、農耕開始直前の生業の実態を知るために日本の九州と北海道の縄文時代後期晩期資料、韓国の新石器時代末青銅器時代はじめの南江ダム水没地内一部遺跡の資料を調査した。農耕開始以後については、とくに韓国青銅器時代と日本弥生時代の生業とその社会的背景の異同を確かめるために、韓国では南江ダム水没地内の青銅器時代前期の畠跡や集落、栽培植物遺体、漁労関係資料、大邱地域の青銅器原三国時代の水田跡、蔚山地域の水田跡の資料等を、日本では九州・東海・関西の弥生時代資料を調査し、東南アジアではベトナムのドンソン文化期の土製支脚に含まれる稲籾の調査を進めている。また関西地域の旧石器弥生時代の自然環境と生業資料、北海道のアイヌとそれ以前の生業資料、マタギ等の現生狩猟技術等を調査した。調査では多数の写真資料、発掘調査資料を得、また生業とそれにかかわる生態的、社会的背景を調べるために中国、韓国の発掘調査報告書の調査も行ったが、整理の多くとデータベース化は次年度以降に残されている。これら調査の成果の一部は論文、口頭発表などで公表した。各地域、時代の資料の収集と調査研究を進めるとともに、研究の最先端を明らかにする研究会を開催した。

旧石器時代については九州地域における中期後期旧石器時代の植物資源開発の様相に関する基礎的研究を行い、九州南部地域では後期旧石器時代初頭に、他地域とはことなっていち早く植物質食料を重視する生業戦略が始まっている可能性の高いことが推定された。縄文時代については後期の貝塚遺跡の資料収集を進めて農耕開始の前提の把握に務め、北方地域の生業に関しては北海道とロシア沿海州での発掘調査に関連して、生業関係資料の収集、研究を行った。中国、東南アジアについても狩猟、採集のほか農耕関係資料の収集と研究を進めている。農耕開始以後については、前年に引き続き弥生時代併行期の韓国と日本の農耕の比較研究、栽培植物資料出土例の集成を進め、水田類型の相違、水田稲作と畑作の比重の違いを明らかにしている。これら調査研究とともに、生業研究の現状と問題点を把握するために各地の研究者を招き研究発表と討論会を実施した。後期旧石器時代の陥し穴猟の事例発表では数、配列、植生推定などから複数集団による計画的猪猟の可能性が強調され、沿海州の貝塚遺物の分析から狩猟、採集、漁撈の細部の変化と生態環境の変化それに伴う農耕の開始が論じられ、水田稲作について西日本と東北地方の初期水田の立地の類型化と相違、水田と農具の実態に基づく日本列島内と中国、韓国との比較、東北地方における水稲導入による生業の再編の特質が明確にされるなどの成果をあげた。各地域・時代の資料の収集と分析を進め、また研究の最先端を把握するための研究会を開催した。旧石器時代・縄文時代についてはとくに陥し穴猟の分析を行い、一部を論文(佐藤)と口頭(今村)により発表した。北方地域(北海道・沿海州)については資料調査と発掘資料の分析を行い、一部を口頭発表するとともに、関連論文を印刷中である。東南アジアについてはベトナムの稲作資料の研究を進めている。弥生時代の農耕については引き続き植物遺体集成を行っているが、検索対象が膨大で完成には至っていない。朝鮮半島の初期農耕についても栽培植物遺体の資料集成を進め、農耕集落・耕地遺跡のあり方を弥生時代のそれと比較し、水田や畠の異同を検討し、成果の一部は印刷中である。これら調査研究とともに、生業研究の現状と問題点解明のために、海外からも研究者を招き研究発表(<1>縄文時代の動物資源、<2>東北日本の弥生・続縄文の生業、<3>古墳時代の畑作、<4>韓国新石器時代の生業、<5>中国新石器時代の生業)と討論を行った。<1>では動物遺体分析による生業のありかたを、<2>では該地域・時代の農耕の評価、<3>では北関東を中心とする畑作農耕の実態、<4>と<5>では該地域・時代の生業研究の現状が論じられた。本研究の最終年度で、これまでに進めてきた狩猟・採集・農耕にかんする調査と研究を進め、また資料収集を継続するとともに、その点検と分析を行い、生業研究の研究会を開催した。とくに弥生時代遺跡出土植物種実と朝鮮半島遺跡出土植物遺体資料について、発掘調査報告書に再度当たり、データの誤り・漏れを点検し、植物図鑑等と照合して植物名称の誤りがないかなどをチェックし、データ・ベース原稿作成を進めた。これによって現在入手できる発掘調査報告書などの資料にもとづく弥生時代200数十遺跡、朝鮮半島100遺跡前後に関するほぼ完全なデータ・ベースの作成に漕ぎつけた。
固有ジョセフソン接合超格子を利用したナノ超伝導スピントロニクスデバイスの創製

ビスマス系高温超伝導体に内在する固有ジョセフソン接合と磁性体で構成される磁性体/固有ジョセフソン接合超格子ハイブリッド構造を作製し,同構造におけるスピン依存輸送特性について研究した。特に,マイクロマグネティックス解析により,観測された臨界電流の磁場依存性が,磁性体の磁区構造に密接に関係することかにした。これにより,同接合超格子の新しいスピントロニクスデバイス応用への可能性を示した。本研究は,銅酸化物高温超伝導体に内在するナノ構造に起因した固有ジョセフソン接合に着目し,同接合超格子と強磁性体からなる積層構造を作製することにより,従来の超伝導素子やスピントロニクス素子にはない機能を探究するとともにそれを利用したデバイス開発を目指すものであり,H21年度は,以下の成果を得た.(1)高品質Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(BSCCO)単結晶を用いたCo(100nm)/Au(20nm)/BSCCOハイブリッド構造を電子線並びに光リソグラフィ,イオンエッチング技術により再現性良く作製することに成功した.(2)Co/Au/BSCCOハイブリッド構造において,層に平行な方向から磁場を印加すると,BSCCO内の個々の固有ジョセフソン接合の臨界電流は,4.2Kから臨界温度近傍にわたる広い温度領域でCo膜の磁化特性に対応した磁場依存性を示した.また,そのとき多数の接合の臨界電流が同様な磁場依存性をもつことがわかった.これは,スピン偏極電子が多数の接合にわたりトンネル伝導していることを示唆する結果といえる.(2)Co/Au/BSCCO長方形メサ構造を作製し,その長辺方向並びに長辺と垂直な方向から磁場を印加したところ,異なる臨界電流の磁場依存性が観測され,臨界電流の磁場依存性がCo膜の磁区構造と密接に関係していることを見出した.本研究の成果は,平成22年8月に米国において開催される応用超伝導国際会議において発表する予定である.本研究は,銅酸化物高温超伝導体に内在するナノ構造に起因した固有ジョセフソン接合に着目し,同接合超格子と強磁性体からなる積層構造を作製することにより,従来の超伝導素子やスピントロニクス素子にはない機能を探究するとともにそれを利用したデバイス開発を目指すものであり,H22年度は77Kにおける固有ジョセフソン接合のスピン伝導特性を中心に評価し,以下の成果を得た.(1)高品質Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(BSCCO)単結晶を用いた正方形(面積5×5μm^2)並びに長方形(面積2×13μm^2)のCo(100nm)/Au(20nm)/BSCCOハイブリッド構造を電子線並びに光リソグラフィ,イオンエッチング技術により再現性良く作製することに成功した.(2)正方形試料において,層に平行な方向から磁場を印加すると,BSCCO内の個々の固有ジョセフソン接合の臨界電流の磁場依存性は,磁場の掃引方向に依存してCoの磁気特性に対応したヒステリシスを示した.(3)長方形試料においては,長辺に対し磁場を平行に印加した場合と垂直に印加した場合では異なる臨界電流の磁場依存性を示した.試料と同形状のCoの磁気特性をマイクロマグネティックスシミュレーションにより解析したところ,観測された臨界電流の磁場依存性は,Coの磁化特性及び磁区構造と密接に関連しており,磁壁面積の減少により固有接合の臨界電流が抑圧されることを見出した.この結果は,固有接合におけるスピン伝導を外部磁場で制御で制御可能なことを示唆しており,固有ジョセフソン接合をスピンデバイス応用する上で重要な知見である.本研究は,銅酸化物高温超伝導体に内在するナノ構造に起因した固有ジョセフソン接合に着目し,同接合超格子と強磁性体からなる積層構造を作製することにより,従来の超伝導素子やスピントロニクス素子にはない機能を探究するとともにそれを利用したデバイス開発を目指すものであり,H23年度は77Kにおける固有ジョセフソン接合のスピン伝導特性の観測並びにその解析を行い,以下の成果を得た.高品質Bi_2Sr_2CaCu_20_y(BSCCO)単結晶を用いた正方形(面積5×5μm^2)並びに長方形(面積2×13μm^2)のCo(100nm)1Au(20nm)1BSCCOハイブリッド構造における固有ジョセフソン接合の臨界電流は,試料構造及び磁場印加方向により異なる磁場依存性が観測された.長方形試料の長辺に垂直に磁場を印加した場合は,ヒステリシスを伴う50%以上の臨界電流の変化が見られた.臨界電流の大きな抑圧は,ジョセフソン効果とスピン注入効果の相互作用によるものであり,スピン注入の影響を明らかにするために試料と同形状のCoのマイクロマグネティックスシミュレーションを行った.その結果,観測されたヒステリシスを伴う臨界電流の磁場依存性は,Coの磁化反転過程(回転磁化過程,磁壁移動過程)に依存することを見出した.この結果は,固有接合におけるスピン伝導を外部磁場で制御で制御可能なことを示唆しており,固有ジョセフソン接合をスピンデバイス応用する上で重要な知見である.
酵母の新規イオン輸送体の解析とオルガネラ膜のイオン輸送体測定技術の基盤構築

出芽酵母の液胞膜に局在性を示す陽イオンチャネルYVC1のチャネル活性の測定を酵母巨大化法とオルガネラ膜を用いたパッチクランプ測定技術の併用によって行った。yvc1欠損酵母の液胞膜に高等生物のオルガネラ膜に発現するイオンチャネルを異種発現させることにより、これまで機能解析が困難であったイオンチャネルの機能解析を行った。本研究によって、YVC1の還元剤による活性制御機構を明らかにした。さらに、yvc1欠損酵母を用いることによってヒトのリソソームに発現するTPC2チャネルの機能解析が可能であることを見出した。本研究では、酵母の巨大化法と細胞内小器官を用いたパッチクランプ法の併用により、酵母液胞膜に局在するCa2+チャネルYVC1の機能解明、yvc1欠損株の液胞膜に真核生物の細胞内小器官に局在するイオン輸送体を導入発現して機能解析することをめざした。動物において痛みや温度などの刺激に応答するイオンチャネルTRPのホモログチャネルであるYVC1は、動物TRPチャネルの分子機構を解明するための重要な研究対象である。測定電極の先端に液胞膜の断片を移しとるexcised-patch法を用いた単一チャネル測定を行った。その結果、細胞質側のCa2+によってYVC1チャネルが活性化するのとは反対に、液胞内のCa2+によってチャネル活性が低下する特性を見出した。yvc1欠損株にヒト細胞のリソソームに局在することが知られているTPCN2チャネルに緑色蛍光タンパク質GFPを融合したTPCN2-GFPを形質導入し、共焦点顕微鏡を用いて観察したところ、yvc1欠損株の液胞膜から蛍光シグナルを検出した。さらに、TPCN2チャネルを発現した酵母液胞膜を用いてパッチクランプ解析を行ったところ、液胞内から細胞質に向かって透過するNa+電流を検出したがK+電流は検出されなかったため、TPCN2はNa+選択性の高いチャネルであることを見出した。さらに、細胞質側に該当する測定溶液にホスファチジルイノシトール-3,5二リン酸(PI(3,5)P2)と添加したところ、TPCN2チャネルの活性化を確認した。また、シロイヌナズナのゴルジ体に発現する陰イオン輸送体CLC-dを酵母細胞に形質導入したところ、酵母液胞膜への発現が確認されたため、ゴルジ体に局在するイオン輸送体の異種発現系として酵母液胞膜を用いることが可能と考えられた。本研究では、酵母の巨大化法と細胞内小器官パッチクランプ法の併用により、酵母液胞膜に局在するCa2+チャネルYVC1の機能の解明を行う。さらに、yvc1欠損株の液胞膜から見出された新規陰イオン輸送体の解析と遺伝子の同定行う。YVC1は、動物において痛みや熱などの刺激に応答するTRPチャネルのホモログチャネルであり、TRPチャネルの分子メカニズムを解明するための重要な研究対象である。1YVC1のパッチクランプ解析により、還元剤によってYVC1が大きな活性を示すことを見出した。さらに、S-S結合を形成するシステイン残基をセリンに置換した変異チャネルを作成して還元剤の影響を検討した。その結果、C末端領域に存在するシステイン残基を置換した変異チャネルでは還元剤による活性化能が消失していた。以上より、C末端領域のシステイン残基が還元剤による活性化に関与していることを明らかにした。yvc1欠損株の液胞膜を用いたパッチクランプ解析により、硝酸イオンを選択的に透過する輸送体の存在が示唆された。本輸送体の同定のため、候補輸送体遺伝子の欠損株を作成してパッチクランプ解析を行った。その結果、yhl008c欠損株では硝酸イオンの透過活性が消失したことからYHL008cが酵母液胞膜における主要な陰イオン輸送体であることが示唆された。2パッチクランプ実験に用いる巨大化酵母に輸送体タンパク質を高発現させるために、酵母の巨大化操作によって輸送体タンパク質遺伝子の発現が誘導される発現系の構築をめざしている。DNAマイクロアレイ解析により、巨大化操作によって遺伝子発現量が5倍以上に上昇する遺伝子を5つ検出した。これらの候補遺伝子のプロモーター領域をクローニングしたプラスミドベクターを構築する。本研究では、酵母の巨大化法と酵母液胞膜を用いたパッチクランプ法の併用により、酵母液胞膜に局在するCa2+チャネルYVC1の機能解明、yvc1欠損株の液胞膜に真核生物の細胞内小器官に局在するイオン輸送体を導入発現して機能解析することをめざした。動物においてセンサータンパク質として機能するイオンチャネルTRPのホモログチャネルであるYVC1は、動物TRPチャネルの分子機構を明らかにするための重要な研究対象である。これまでに細胞質内の還元剤によってYVC1チャネルが活性化されることが報告されていたが、どのような分子機構によって活性化しているかは未知であった。本研究では、YVC1チャネルのシステイン残基をセリン残基に置換して還元剤による活性化の有無を確認したところ、C末端領域のシステイン残基が活性に重要であることを見いだした。また、リン脂質がYVC1の活性化を抑制する可能性を示唆するデータが得られた。yvc1欠損株にシロイヌナズナのゴルジ体に発現する陰イオンCLCDに緑色蛍光タンパク質GFPを融合したCLCD-GFPを形質導入し、共焦点顕微鏡を用いて観察したところ、yvc1欠損株の液胞膜から蛍光シグナルを検出した。さらに、CLCDチャネルを発現した酵母液胞膜を用いてパッチクランプ解析を行ったところ、細胞質から液胞内に向かって透過するCl-電流を検出した。

以上より、ゴルジ体に局在するイオン輸送体の異種発現系として酵母液胞膜を用いることが可能と考えられた。本研究では、酵母の巨大化法と細胞内小器官を用いたパッチクランプ法の併用により、酵母液胞膜に局在するCa2+チャネルTRPY1の機能解明、trpy1欠損株の液胞膜に真核生物の細胞内小器官に局在するイオン輸送体を導入発現して機能解析することをめざした。高等動物において外環境からの刺激に応答するイオンチャネルTRPのホモログチャネルであるTRPY1は、動物TRPチャネルの分子機構を解明するための重要な研究対象である。これまでにTRPY1が還元剤によって活性化が報告されているが、その活性化機構の詳細は未知のままである。本研究では還元剤が作用するアミノ酸残基を同定するために、細胞質に露出したN末端とC末端のシステイン残基をセリン残基に置換して活性を測定したところ、C末端のシステインをセリンに置換した変異チャネルでは還元剤による活性化が消失した。また、その変異チャネルではCa2+による活性化には変化は見られなかった。測定電極の先端に液胞膜の断片を移しとるexcised-patch法を用いた単一チャネル測定を行い、野生型TRPY1と変異TRPY1を比較したところ、単一チャネルのコンダクタンスに違いは見られなかった。次に、各種のホファチジルイノシトールリン酸を細胞質側に添加したところ、PI(3)PによってTRPY1の活性化が半分程度に減少した。その一方、PI(3,5)P2とPIでは活性に変化は見られなかった。TRPY1は、高浸透圧に応答して液胞内から細胞質へCa2+を放出することが知られているため、イクオリンを用いた細胞内Ca2+検出実験を行った。その結果、PI(3)Pを脱リン酸化してPIを生合成するSac1脱リン酸化酵素の欠損株では液胞内からのCa2+放出がみられなかった。このことより、PIPの蓄積がTRPY1活性を抑制することが推察された。trpy1欠損株の液胞膜にシロイヌナズナの陰イオンチャネルCLC-Dを導入発現して機能解析したところCLC-DのClイオンの透過を確認した。出芽酵母の液胞膜に局在性を示す陽イオンチャネルYVC1のチャネル活性の測定を酵母巨大化法とオルガネラ膜を用いたパッチクランプ測定技術の併用によって行った。yvc1欠損酵母の液胞膜に高等生物のオルガネラ膜に発現するイオンチャネルを異種発現させることにより、これまで機能解析が困難であったイオンチャネルの機能解析を行った。本研究によって、YVC1の還元剤による活性制御機構を明らかにした。さらに、yvc1欠損酵母を用いることによってヒトのリソソームに発現するTPC2チャネルの機能解析が可能であることを見出した。本年度の研究により、細胞質内の還元剤によるYVC1チャネル活性化の分子機構の詳細を明らかにした。また、シロイヌナズナのゴルジ体に局在する陰イオン輸送体CLC-dを酵母に形質導入して局在を検討したところ、酵母液胞膜への局在を確認した。シロイヌナズナのゴルジ体に局在するイオン輸送体CLC-dが酵母に導入発現した場合に、酵母液胞膜に局在することが明らかとなり、さらにCl-を選択的に透過することが示された。
リメディアル教育の為の「英語基礎知識テスト」の作成

本研究では、英語初級者における文法用語などのメタ言語の認識度を調査し、英語習熟度との関係を検証する為に「基礎知識テスト」を作成した。その結果、対象となった1180名の大学生の初級英語学習者の多くが副詞や冠詞といった基本的な文法用語が認識できないことが確認できた。さらに、「基礎知識テスト」の結果と英語習熟度テストの結果に有意な相関関係が認められたことから、日本人大学生の初級英語学習者にとって、英語を学ぶための文法用語などのメタ言語が理解できないことが英語習得の障害となっている可能性が示唆される。近年、大学生の英語力低下が懸念される中、英語リメディアル教育の必要性が高まっている。しかし、一般的な英語能力試験では、初級レベルの学生はほとんど不正解という場合も少なくなく、「全体と比較して習熟度が低い」という以外の情報は得られない。本研究は、こうした学生が英語学習に必要な用語(メタ言語)などの基礎知識をどれだけ理解できるのかを測定しようとするものである。初級レベルの英語学習者の基礎知識をより細かく把握し、教材作成や授業改善に反映させることを目標としている。本研究は、先行研究をもとに作成、実施したパイロットテストを、対象者の人数、および習熟度レベルを広げて拡張したものである。23年度は、まずテストの修正、改良を行った。改良点は大きく分けて2種類あり、パイロット研究でほぼ全員が正解した項目を削除し、少し難易度の高い項目を増やことで難易度を調整したことと、パイロット研究の学会発表で得られた指摘点、疑問点を改善する為の項目を増やしたことである。採点の利便性を考慮し、テストはマークシート方式の選択問題としたが、通常のテストのように4択に止まらず、例えば品詞の問題であれば基本的な品詞全てを選択肢に設定した。テストは、23年度後期の後半に、1、2年生対象の英語の授業37クラスで実施し、705名のデータを得ることができた。データはRemarkOfficeOMRを使用して集計し、Winstepsで分析した。簡易分析では、Winstepsで得られた学習者能力と英語習熟度テスト(TOEIC Bridge)のスコアにある程度の相関関係が認められ、中でもリーディングセクションとの相関関係が一番強い(r=.66)という結果になった。今後、さらに項目および対象者分析を行ってmisfit(回答パターンがおかしい)項目や対象者を除去するなどの作業を行うことで、より正確なデータを出していく必要がある。本年度は文法性判断項目を加えた『基礎知識テスト』を、前年度とは異なる大学で524名を対象に実施し、合計有効データは1180名分となった。英語習熟度テストは、それぞれの大学がカリキュラムの一部として実施しているテストを使用し、23年度に実施した大学では639名のTOEIC Bridgeスコア、今年度実施の大学では86名のVELCテストスコアが入手できた。メタ言語知識を表すスコアは、『基礎知識テスト』結果のラッシュ分析によって得られた受験者能力推定値を使用した。習熟度テストスコアとメタ言語知識の相関は以下の通りであった:TOEIC Bridgeリスニング(r = .52)、リーディング(r = .66)、合計(r = .64)、VELC Testリスニング(r = .65)、リーディング(r = .80)、合計(r = .79)。リーディングセクションとの相関が一番高い結果は先行研究と同じであり、メタ言語知識が語彙や文法などの正確さと関連が高いことを示しているといえる。『基礎知識テスト』の結果から、対象者の多くが品詞など基本的なメタ言語を認識できないことが明らかになった。英文の文法的間違いを見つけることが困難であり、間違いを正しく説明した文を選ぶことはさらに難しいということも判明した。本研究の結果から、英語の授業や教科書の日本語での説明を理解出来ない大学生が多数存在すると推定できる。近年、会話力が注目され、文法や文法用語などが軽視される傾向にある。しかし、日本のように生活でほとんど英語を使用しない環境では、明示的知識を養い、暗示的知識をサポートしなければ、会話の上達も難しい。高校でも英語での授業が開始される中、理解できない部分を自分で調べる必要性も増すであろう。日本人英語学習者にとってのメタ言語や明示的知識の重要性に関しては、更なる研究が必要である。テストの実施時期が後期であったことで、2年生の英語受講者が前期よりも著しく少なく、実施したクラス数に対しての学生数が当初予定していたよりも少なかった。しかし、簡易分析ではテストの信頼性に問題ないという数値が出ており、データ量としては十分であるといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、集計したデータの分析、および結果の学会発表、論文発表を行っていく。さらに、研究者代表者の所属大学異動に伴う学生の変化に対応するために項目を増やしたテストを実施し、そのデータも結果に反映させていく。
分裂酵母収縮環のin vitro収縮系を用いた細胞質分裂の機構解明

分裂酵母細胞ゴーストを用いた収縮環の微細構造の解析。ゴーストをガラス面に貼付けてからunroofingし、内部の収縮環を露出させた。これをgelsolin処理してアクチンフィラメントを除去した。この操作により、アクチンフィラメントにうずもれていたミオシンを観察することができた。ミオシンはフィラメント状になっており、フィラメント同士がくっつき合っていた。これらがミオシンであることを確認するため、分裂酵母からミオシンを精製してフィラメント形成を試みた。収量が低いため不確かな部分もあるが、ミオシンフィラメントと思われる構造を確認した。これらは収縮環中のミオシンフィラメント様の構造に類似していた。さらに収縮環におけるミオシンの配置を確認するために、軽鎖Mlc1とC末端にタグをつけたミオシンを細胞内で発現させ、細胞ゴーストを作製し、蛍光抗体法でミオシンを可視化した。非常に興味深い染色パターンが得られたが、フィラメントの配置の説明がつかないので、タグの場所を変えたミオシンの発現コンストラクトを作製しているところである。カエル未受精卵抽出液を用いた収縮環形成過程の研究。アフリカツメガエル未受精卵から抽出液を調製し、油中に懸濁して人工脂質膜小胞を作った。小胞内のアクチンは蛍光アクチンの添加により可視化した。アクチンが脂質膜付近で重合してフィラメントとなり、同じく小胞中に形成されるX-bodyに向かって流れることを見いだした。流れたアクチンはX-body近辺で脱重合した。この流れにはミオシンATPase活性も関与していた。27年度が最終年度であるため、記入しない。分裂酵母のcdc25変異株細胞にミオシン軽鎖-GFPを発現させ、細胞壁溶解酵素処理により細胞壁を除いてスフェロプラストとし、収縮環形成を確認してから界面活性剤処理により細胞ゴースト(収縮環-細胞膜複合体)を単離した。これにATPを加えると収縮環の収縮がおこるが、ATP, CTP, ITP, GTPはこの順で収縮速度が遅くなり、非水解性のAMPPNPでは収縮がおこらなかった。ミオシンATPaseの阻害剤存在化や、ミオシン重鎖変異株myo2-E1と欠損株myo3Δの2重変異株では収縮は起こらかった。このためミオシンATPase活性が収縮に働いている事が分かった。またATP添加で起こる収縮は生きた細胞中の収縮環の収縮の20-30倍という速い速度だった。この結果は生細胞中では収縮を遅くする制御系が存在することを示唆し、あらたな研究課題が生じた。収縮の際、収縮環はゴーストの細胞膜から離れて収縮した。収縮環と細胞膜の接点構造の解明も新たな研究課題である。収縮中にアクチン繊維は脱重合したか少なくとも小単位に解離したが、アクチン繊維安定化物質を加えた実験により、脱重合そのものは収縮に必須でないことがわかった。また分裂酵母のアクチン繊維架橋タンパク質IQGAPとフィンブリンを大腸菌で発現/精製しそれぞれゴーストに加えて収縮環を収縮させたところ収縮は阻害された。これは適度な繊維の架橋が収縮環の構造維持と収縮に必要である事を示している。収縮環が収縮せずに停止する分裂停止変異株cps1細胞から単離したゴーストの収縮環は正常な速度で収縮した。収縮環の収縮条件の基本的検討はほぼ達成した。すなわち収縮のヌクレオチド要求性、pH依存性、Caイオン依存性、II型ミオシンの必要性、アクチン脱重合の不要性、トロポミオシンの必要性、アクチンフィラメント架橋タンパク質による収縮調節などを明らかにした。さらにin vitroの収縮は細胞内での収縮の速度に比べて20倍以上速いことが分かった。このことは新たな問題を提起した。即ち細胞内では収縮速度を遅く調節する機構が存在するだろうという事である。

さらに本収縮系を用いて収縮環の収縮力の測定が可能ではないかと考えられる。これについては既に研究を開始し、3つの方法を試みているところである。また本収縮系は細胞質成分を排除してあるため、収縮環が露出しており、これを用いて収縮環の微細構造を解明できるのではないかと考えている。これについても3つの方法(エッチングレプリカ法、臨界点乾燥法、クライオEM)により試料を作製し、条件検討を行っている。現在、ゴーストの膜が物理的障害になっており内部がよく見えず苦戦している。また収縮環の完全単離は目標の一つで、それができればプロテオーム解析も可能になる.現在、部分的に可能になっているが、単離される割合が低いため、これも条件検討を行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。分裂酵母細胞ゴーストを用いた収縮環の微細構造の解析。ゴーストを凍結割断して内部の収縮環が見えるようにし、エッチングレプリカ法によりその微細構造を観察する.またはゴーストを基質にはりつけてからunroofingし、内部の収縮環が見えるようにし、エッチングレプリカ法によりその微細構造を観察する.また同様の試料を臨界点乾燥し、収縮環の微細構造を観察する.いずれの方法においてもアクチンフィラメントをゲルソリン処理によって除いた物も作製し、ミオシンの観察を試みる。分裂酵母細胞ゴーストを用いた収縮環の収縮力の測定。ゴーストの膜の破れ目から2本のガラス針を差し込んでATPを加え、収縮環を収縮させて発生する力を測定する.また、ゴースト内に2つのビーズを導入して光ピンセットで操り、収縮環を収縮させて発生する力を測定する.さらにゴースト内の収縮環の間に油滴を顕微注入し、収縮環を収縮させて油滴を変形させる力として収縮力を測定する。収縮環の収縮ならびに収縮速度の制御系の研究。分裂酵母から分裂期の細胞質を調製し、細胞ゴーストに加えて収縮環の収縮速度を測定する.また温度感受性の分裂停止変異株からゴーストを調製し、収縮環の収縮性を見ることによって収縮開始の制御系を探る。カエル卵抽出液を用いた収縮環形成過程の研究。アフリカツメガエル卵の抽出液を調製し、油中に懸濁するかリポソームに封入して細胞質ドロップレットを作製する。まずはこの中でのアクチンの動きを観察する。ドロップレット中のアクチンがドロップレット膜に結合する条件を探り、アクチンの運動によってドロップレットが変形あるいは収縮する条件を探る。
漫画に対する画像処理　（漫画の特徴を考慮した検索とリターゲティング）

(1)近似最近傍探索手法の提案ベクトルの探索について,近年はプロダクト量子化を用いた手法が盛んに研究されている.これは,ベクトルを短い添え字集合のコードに変換し,さらに転地インデックス構造と組み合わせて検索を行うものである.これらの手法はテストデータベースに対し高速・高精度な探索を可能とするが,様々なパラメータチューニングが必要である,およびデータ構造が複雑になるという欠点があった.私はそれを解決するため,ハッシュテーブルを用いて,コードに対し直接近いものを計算するデータ構造とアルゴリズムを提案した.提案手法はコードさえ設計すればそれ以上のパラメータ調整が必要でない,実用的に有効なものである.提案手法はコンピュータビジョン分野で最も権威のある国際会議であるInternational Conference on Computer Visionに採録された。また、その内容は国内学会である映像メディア処理シンポジウムにても発表され、学生論文賞を受賞した。(2)お絵かき支援手法の論文採録従来,漫画をはじめ絵をうまく「描く」という行為は訓練を必要とする技術であった.一方で,画像処理技術を用いれば絵を描くユーザに対し描画行為を支援することができるかもしれない.私はリファレンス画像のストローク情報を伝搬させることでユーザの創造性を刺激し,絵描きを支援する技術を提案した.提案手法は従来のドローイング支援手法に比べ,ストロークレベルでの対応,変形の度合いをユーザ自身が決めることができる,実際に変形させるか裏に表示する提案にするかを選ぶことができる,などの利点がある.提案手法はコンピュータグラフィクス分野において二番目に権威のあるIEEE Transactions on Visualization and Computer Graphicsに採録が決定された.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究の目的である漫画に対するスケッチ検索の実現,及び漫画に対する応用的画像処理に向けて,私は今年度に以下の四つを実現した.(1)スケッチ検索の基本となる,漫画に対するエッジベース画像特徴料の記述・比較方式を提案した.これは漫画の内容に踏み込んで検索を行う世界で初めての取り組みである.これにより,現在急速に発展しており今後も市場が拡大していくであろう電子漫画の領域において,従来にない検索を行うことが可能となる.現在中規模のデータセットにおいて実現した内容を論文投稿して結果を待っている段階にある.(2)効率的なインデクス構造の構築.数百万枚などの大規模な漫画画像を扱うためには,より効率的なインデクス構造を作る必要がある.現在,プロダクト量子化を基本とした新しいインデクス構造を考えており,論文投稿準備中である.(3)お絵かき支援技術.漫画の応用処理を考える上で,漫画を「描く」行為に注目した時,電子技術を用いてお絵かきを支援することが考えられる.私は今年度にマイクロソフトリサーチアジアに研究インターンに行き,描き手の想像力を刺激しお絵かきを支援するシステムを提案した.この内容は実験が全て終わり,論文投稿準備中にある.(4)漫画の応用処理.私は自身の研究に加え,現在研究室で漫画を研究するグループを率いて研究指導・共同研究を行っている.現在後輩との共同研究として「漫画の領域選択」「イラスト画像の類似度を考慮した可視化とブラウジング」の研究を行った.これらの内容は現在論文投稿し結果を待っている.研究の目的である漫画に対するスケッチ検索の実現,及び漫画に対する応用的画像処理に向けて,私は今年度に以下の三つを実現した.(1)スケッチによる漫画検索:私は昨年度に提案したスケッチによる漫画画像検索手法をより高速・省メモリ化(objectnessと直積量子化の導入)した.これにより,総計21800ページの漫画画像データに対するスケッチ検索を60ms程度,8GB程度のメモリ消費で行うことができることを示した.これらについて,昨年度の内容が国際会議ICIPに採録され,またHCGシンポジウムにて和文投稿した内容が最優秀インタラクティブ発表賞を受賞した.その内容について現在和文論文誌に投稿中であり,また上記の改良を加えたものを現在英文論文誌に投稿準備中である.(2)近似最近傍探索手法の提案:ベクトルの探索そのものにも焦点を当て,数学的・理論的に探索を高速化する研究も行った.近年の最新の手法は様々なパラメータチューニングが必要である,およびデータ構造が複雑になるという欠点があった.私はそれを解決するため,ハッシュテーブルを用いて,直積量子化コードに対し直接近いものを計算するデータ構造とアルゴリズムを提案した.提案手法はコードさえ設計すればそれ以上のパラメータ調整が必要でない,実用的に有効なものである.現在国際会議に投稿中である.(3)データセットの構築:私を含む相澤研究室漫画グループは,非営利の漫画書籍収集団体との交渉を通じて,研究目的でパブリックに利用できる漫画画像データセット,「Manga109」を構築した.これは一冊平均200ページほどの漫画単行本109冊から成り,全てプロフェッショナルの漫画家によって描かれ出版されたものである.漫画画像処理研究の分野において,このようなプロによる大量の画像を含むデータセットは存在せず,世界で初めて成し遂げられたものである.(1)近似最近傍探索手法の提案ベクトルの探索について,近年はプロダクト量子化を用いた手法が盛んに研究されている.これは,ベクトルを短い添え字集合のコードに変換し,さらに転地インデックス構造と組み合わせて検索を行うものである.これらの手法はテストデータベースに対し高速・高精度な探索を可能とするが,様々なパラメータチューニングが必要である,およびデータ構造が複雑になるという欠点があった.

私はそれを解決するため,ハッシュテーブルを用いて,コードに対し直接近いものを計算するデータ構造とアルゴリズムを提案した.提案手法はコードさえ設計すればそれ以上のパラメータ調整が必要でない,実用的に有効なものである.提案手法はコンピュータビジョン分野で最も権威のある国際会議であるInternational Conference on Computer Visionに採録された。また、その内容は国内学会である映像メディア処理シンポジウムにても発表され、学生論文賞を受賞した。(2)お絵かき支援手法の論文採録従来,漫画をはじめ絵をうまく「描く」という行為は訓練を必要とする技術であった.一方で,画像処理技術を用いれば絵を描くユーザに対し描画行為を支援することができるかもしれない.私はリファレンス画像のストローク情報を伝搬させることでユーザの創造性を刺激し,絵描きを支援する技術を提案した.提案手法は従来のドローイング支援手法に比べ,ストロークレベルでの対応,変形の度合いをユーザ自身が決めることができる,実際に変形させるか裏に表示する提案にするかを選ぶことができる,などの利点がある.提案手法はコンピュータグラフィクス分野において二番目に権威のあるIEEE Transactions on Visualization and Computer Graphicsに採録が決定された.私の研究計画である(1)漫画画像特徴量記述,(2)効率的インデクス,(3)大規模実装,のうち,2013年度に(1)を実現し,2014年度に(2),および(3)のためのデータセットの構築を終えたため,おおむね順調である.27年度が最終年度であるため、記入しない。提案した特徴量,インデクス構造,構築したデータベースを用いて,大規模実装を実現する.加えて,それをデータソースとして用いた,応用的漫画画像処理も追及する.私の研究計画である(1)漫画画像特徴量記述,(2)効率的インデクス,(3)大規模実装,のうち,(1)を実現し論文投稿中であり, (2)について論文投稿準備中である.また発展的な内容としてその他の応用処理の内容も論文投稿準備中である.よっておおむね順調に進展しているといえる.27年度が最終年度であるため、記入しない。効率的インデクス構造の内容をより深く掘り下げ,より大規模なデータベースで実験を試す.またそれを漫画画像に適用し,大規模な漫画画像に対し検索を実現する.さらに,発展的な漫画応用処理についても引き続き研究を続ける.