hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非意識下プロセスにおけるワーキングメモリの脳内機構：意識下と麻酔下との比較

実験は、3名以上の麻酔科医が立ち会うこと、血圧・心電図などのモニタを装着すること、気道確保・蘇生などの準備下で行った。実験は、大阪大学医学部付属病院の手術室を使用することができ、健常な意識レベルから深い鎮静状態まで、意識レベルを4段階の鎮静レベルにまで細分化することが可能となった。その4段階の鎮静レベルで実験を繰り返したところ、呼びかけに応じない状態の約2分の1レベルの鎮静段階において、指示された認知行動は可能なものの、長期記憶に転送できないことを発見した。これはワーキングメモリの遂行がある意識レベルで困難になることを示唆するものと考えられた。本研究の目的は、非意識下におけるワーキングメモリの働きを探索することであった。ワーキングメモリは、認知活動を行いながら、それに必要な情報を一時的に保持する機能である。ワーキングメモリの働きは意識的な制御により行われていると考えられるが、本研究では意識レベルが異なるときにワーキングメモリの働きがどのように変化するのかを明らかにすることを目標とした。26年度と27年度は、麻酔により鎮静状態になった段階と回復した段階を3段階に区切り、それぞれの段階におけるワーキングメモリ遂行の特徴を明らかにすることで、意識段階とワーキングメモリとの関連を検討した。その結果、麻酔による鎮静段階の中のレベルにおいて、ワーキングメモリが特徴的な低下を示すことが分かった。またそこでは、ワーキングメモリ課題には対応できるものの、その内容を一時的に保持しておくはたらきが低下することも明らかになった。このようなワーキングメモリの遂行が困難な状況は、高齢者のワーキングメモリの低下状態と近似していることが示唆された。そこで、鎮静状態での脳活動が低下した状況において、その脳領域の活動を活性化させ、課題遂行を向上させることができれば、加齢によるワーキングメモリの低下を阻止することも可能になると考え、この点についても検討した。具体的には、子供のような人型ロボットとの交流により、ポジティブ情動を強化することに取り組んだ。なお、この時の脳活動は、ロボットとの動作を通して測定するため、身体の動きを伴う活動中の脳活動の測定が可能なNIRS装置を用いて検討した。その結果、ポジティブ情動により前頭前野を中心として活性化が高まる結果を得た。一方で、活動が抑制される領域もあり、こうした活動増強と抑制の相互作用が、課題遂行に重要であるという知見を得た。麻酔による鎮静レベルは、当初1段階にしか設定できないと考えていた。しかし、大阪大学医学部の手術室を使用することが可能となり、また、4名の麻酔科医師の協力が得られるようになったことにより、鎮静レベルを4段階にまで細分化することが可能となった。そして、呼びかけに応じない状態の約2分の1レベルの鎮静段階が、指示された認知行動は可能なものの長期記憶に転送できないという、ワーキングメモリが健全に機能する限界の意識レベルであるという知見を得た。
ディジタル補聴器の最適なフィッティング・供給システムの開発

コンピューター上で管理する既存のデジタル補聴器フィッティングシステムソフトとNTTのフェニックステレビ会議システムを用いたリモートフィッティングシステムを試作し、その有用性明らかにした。(結果)(1)CLAIDHA式補聴器:本補聴器のフィッティングシステムは、測定結果のファイルと補聴器プログラミング用のファイルが各患者ごとに別個になっているためファイルの送受信が容易に行なえた。通常、補聴器のフィッティングでは、患者自身の感想や補聴効果を基に細かく再調整をくり返す必要があるが、ファイルの送受信の繰り返しとテレビ会議システムを利用した患者との直接的な面接で効果的に実施できた。(2)その他のデジタル補聴器(OTICON社、パナソニック社製など):それ以外のデジタル補聴器のフィッティングシステムは、患者データすべてを一元的に管理するようになっており、上記のようなファイルの送受信によるリモートフィッティングでは、患者数の増加に伴い物理的に限界があることが判明した。その為、これらの補聴器に対しては、患者が実際に受診している診療所のコンピューターを遠隔操作することにより、リモートフィッティングを実施した。(3)これまで、18例の通信実験を行った。フィッティングの結果、患者の満足できる特性が設定しえたものをフィッティング成功例とすると、全体で成功例6例、断念例12例であったが、フィッティングの成功率には施設間で大きな差があった。データのやりとりなどハード的な面で特に問題点はなかったが、通常1対1で直接フィッティングを施行する場合に比較して、補聴特性に対する問題点の引き出しと、それに対する微調整のやりとりに時間がかかることがあった。遠隔フィッティングの通信手段として、NTTのフェニックス・テレビ会議システムによるネットワークを形成し、その有用性について検討した。フェニックスJテレビ会議システムには、テレビ電話機能、ファイル転送機能、通信先のコシピューターの遠隔操作機能などがあり、これらの機能がデジタル補聴器の遠隔フィッティングに利用できると考えられた。具体的には次のような2種類の利用法が考えられた。われわれの開発したCLAIDHA(クリアトーン)の場合、検査結果は患者一人につき9個の小さなファイルとなり、また補聴器の設定も1設定につき1個の小ファイルで管理され、これれのファイルの送受信は上記システムのファイル転送機能でほとんど瞬時に行えた。したがって、各端末で検査を行い、その結果をフィッティング・センターに送付後、フィッティング・センターで設定ファイルを作成し、端末に送り返し、端末で補聴器に入力といった一連の作業がネットワークを介さない通常の作業と同様に行えた。一方、その他のデジタル補聴器の場合、すべての患者のデータが一つのデータベース・ファイルとして構築され、患者数の増加に伴ってファイルはかなり大きなものとなり、ファイル転送機能では時間がかかりすぎて、実用的ではないと判断された。そこで、遠隔操作機能を利用して、端末のフィッティング・プログラムを直接センターから操作することでフィッティングを行うのが有用と考えられた。いずれの場合も、テレビ電話機能によって患者とセンターの医師が直接対話することが可能で、患者が初めのうち若干戸惑う場合もあったが、比較的早期にテレビ電話に慣れてコミュニケーションをはかることができた。それによって直接その場で行うのとほぼ同様に、フィッティングをすすめることが可能であった。コンピュター上で管理する既存のデジタル補聴器フィッティングシステムソフトとNTTのフェニックステレビ会議システムを用いたリモートフィッティングシステムを試作し、その有用性を明らかにした。通常、補聴器のフィッティングでは、患者自身の感想や補聴効果を基に細かく再調整を繰り返す必要があるが、ファイルの送受信の繰り返しとテレビ会議システムを利用した患者との直接的な面接で効果的に実施できた。

その為、これらの補聴器に対しては、患者が実際に受信している診療所のコンピュータを遠隔操作することにより、リモートフィッティングを実施した。(3)これまで、18例の通信実験を行った。フィッティングの結果、患者の満足できる特性が設定しえたものをフィッティング成功例とすると、全体で成功例6例、断念例12例あったが、フィッティングの成功率には施設間で大きな差があった。データのやりとりなどハード的な面で特に問題点はなかったが、通常1対1で直接フィッティングを施行する場合に比較して、補聴特性に対する問題点の引き出しと、それに対する微調整のやりとりに時間がかかることがあった。
肝細胞増殖・癌化に関与する新しいヒト遺伝子の単離と劇症肝炎の遺伝子治療の試み

我々は、重篤な肝細胞ミトコンドリアの機能不全が劇症肝炎患者では存在することや、AKBR低値の遷延する症例では劇症化率が極めて高く劇症肝炎の予測に役立つことを明らかにした(Liver14:85-89,1994)。また、肝細胞の微細脂肪変性を特徴とする急性肝不全は全身の急性ミトコンドリア不全が成因であると考えられているので、free radicalをその病因と想定した動物モデルも作成した(Laboratory Investigation 70:517-524,1994)。欧米では劇症肝炎に対して肝移植が最も有効であるとのコンセンサスがほぼ形成されている。しかし、本邦では未だ肝移植を劇症肝炎治療の選択肢に上げ得る状況にはない。そこで我々は劇症肝炎の治療に用いられる血漿交換治療法につき、肝臓エネルギーレベルの保持ないし回復と言う観点からその功罪につき検討を加え(J Hepatology 20:617-622,1994)、劇症肝炎の予後の改善には個々の肝細胞機能の他に肝移植あるいは肝細胞の再生促進による肝細胞量の確保が重要であることを痛感した。そこで肝細胞内において脂質のβ酸化を促進することにより、肝細胞が利用しうるエネルギー供給量の増加をもたらし肝細胞増殖を促す薬剤に着目し、この薬剤に対するレセプターを同定した。ついでこのcDNAをレトロウイルスベクターに組み込み、劇症肝炎モデルマウスに経静脈的に投与することにより肝細胞選択的に発現させることに成功し発現率も12%から5%に改善されたが、明らかな予後の改善効果を証明するには未だ不十分であり、発現率のさらなる改善の努力を続けている。発癌との関連では、このレセプターに対する抗体を用いて健常者、慢性肝炎、肝硬変患者につき、肝内における分布を検討したが、病勢の進展に伴い小葉内の分布が不均一となり発癌のfocus形成と関連する可能性を示唆する所見を得た。
Ｎｂ／ＩｎＡｓ量子ドットジョセフソン接合を用いた非局所もつれ電子対の生成・制御

本年度前半はまず、常伝導体を用いて並列二重ナノワイヤー接合の作製および測定を行った。微分伝導度を異なるボトムゲート電極の関数として測定・解析した。傾きの異なる二つの共鳴ピークの存在から、二つのナノワイヤー上にそれぞれ一つずつ量子ドットが形成されていることが確認された。また、あるゲート電圧領域において、二つのドット間の静電結合を示すhoney-comb型の共鳴ピークが観測された。これは二つの量子ドットが非常に近い位置に形成されていることを示唆している。一方で、今回の試料においてはドット間のトンネル結合は確認されなかった。次に、超電導体電極としてアルミニウムを用いた試料を作製し、クーパー対分離実験を行った。この並列二重ナノワイヤー接合において、アルミニウム電極は両方のナノワイヤーに接触している一方、常伝導電極はそれぞれのナノワイヤーに一つずつ蒸着されている。この二つの接合の微分伝導度を、各近傍に配置されたサイドゲート電極に印可した電圧の関数として測定した。伝導度ピークの存在から、それぞれの接合に一つずつ量子ドットの存在が確認された。また、あるゲート領域においては二つの微分伝導度の間に正の相関が見られた。この信号はクーパー対分離を示すものであり、並列二重ナノワイヤー接合においては初めて確認された結果である。分離効率は15%程度であり、従来の単一ナノワイヤーの試料の数%から大きく向上している。原因として、並列二重ナノワイヤー接合においては両ドットの入り口間の距離が近く、分離が促進されたことが考えられる。また、一部のゲート領域においては、さらに特徴的な伝導度の磁場依存性が観測された。クーパー対分離の根本にある基礎物理である交差アンドレーエフ反射の微視的機構、および超電導近接効果との関連性についての示唆を与える結果と考え、詳細を解析中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。BCS超伝導体内のクーパー対を異なる電極に取り出すCooper-pair splitterは、結果として生じる非局所もつれ電子対が固体中版量子テレポーテーションへの応用や、ベルの不等式等様々な量子力学の原理検証実験への利用といった可能性を持つため、非常に重要な系であり、熱心に研究されてきた。1クーパー対の分離→2分離した対のもつれ相関の検出→3非局所もつれ対の操作という、この領域のロードマップの中で、2→3のブレイクスルーを与えるとして期待されているのが、NbとInAs自己形成量子ドットを用いた並列二重量子ドットジョセフソン接合(DQDJJ)である。しかしながら、Nbの酸化されやすさに起因するナノ素子の作製の難しさから、これまでNb-InAs自己形成ドットのデバイスの報告はなかった。昨年度の研究では、GaAs基板上にランダムに成長したInAsドットに、高度な位置合わせ技術でNb電極を取り付け、単一量子ドットジョセフソン接合の作製・測定に初めて成功した。超伝導転移電流(10nA)やエネルギーギャップ(Δ0.9meV)、転移磁場(1T)など、クーパー対分離に重要な各パラメータがAlデバイスから飛躍的に改善された。また、同様にしてDQDJJも作製し、微分コンダクタンスの測定において典型的な並列2重量子ドットの動作を確認した。Nb電極の超伝導性も準粒子トンネル由来のピークから確認できた。ゼロバイアスのI-V特性に非線形な成分が観測され、これは超伝導電流を示唆する。しかしながら測定回路の構成要素によるI-V特性の鈍りがあり、定量的な評価やクーパー対分離の証明は難しいものとなった。しかしながら単一、並列2重いずれの結果も、Cooper-pair splitterの分野でブレイクスルーにつながる重要な結果である。前年度に測定を行ったNb-InAs量子ドットの伝導特性・超伝導電流についての論文を執筆・投稿した。また、次なるサンプルとして、従来のInAs自己形成ドットのサンプルから移行する形で、超伝導-InAsナノワイヤー接合のサンプルの作製に取り掛かった。平行に近接した二本のナノワイヤーに超伝導体を接合することで、広い接合面積と良好な伝導が期待できる。また、将来的な干渉実験やスピン操作実験に向けても有用な系である。本年度は、InAsナノワイヤーに常伝導体電極を接合し、ナノワイヤーをドットとして制御することを目的とした。接合の直下にCVDによって成長したSiN層(35nm)で隔たれたフィンガーボトムゲートを作製したほか、表面の接合近辺に複数のサイドゲートを蒸着した。まずは単一ナノワイヤーのサンプルを作製・測定し、ゲート制御性とピンチオフ特性により量子ドットとしての機能を確認した。また、二重ナノワイヤーを常伝導体金属でコンタクトしたサンプルを作製・測定した。二つのナノワイヤーの距離が比較的遠い(300nm程度)サンプルにおいては、トンネル結合や静電結合は確認できなかった。しかしそれぞれのナノワイヤーをバックゲートおよびサイドゲートによってある程度独立に制御することができ、またいずれも量子ドットとして動作させることにも成功した。次に作製したナノワイヤー間の距離が非常に近い(100nm以下)のサンプルにおいては、両方のナノワイヤーに由来する並列二重量子ドットの形成に成功した。一部のゲート領域ではハニカム型の共鳴ピークが観測された。これは両ドット(ナノワイヤー)が十分に近いことを示唆している。最終目標であるクーパー対分離実験と、分離後電子対のスピン検証・操作を目指していくにあたって必要な技術であるInAsナノワイヤーを用いたジョセフソン接合の作製技術を確立し、また並行して各種超伝導体の特性評価を行うことに成功した。

最終目標の実験を行うための技術的要素は揃っており、これはおおむね順調に研究が進んだことを意味している。本年度前半はまず、常伝導体を用いて並列二重ナノワイヤー接合の作製および測定を行った。微分伝導度を異なるボトムゲート電極の関数として測定・解析した。傾きの異なる二つの共鳴ピークの存在から、二つのナノワイヤー上にそれぞれ一つずつ量子ドットが形成されていることが確認された。また、あるゲート電圧領域において、二つのドット間の静電結合を示すhoney-comb型の共鳴ピークが観測された。これは二つの量子ドットが非常に近い位置に形成されていることを示唆している。一方で、今回の試料においてはドット間のトンネル結合は確認されなかった。次に、超電導体電極としてアルミニウムを用いた試料を作製し、クーパー対分離実験を行った。この並列二重ナノワイヤー接合において、アルミニウム電極は両方のナノワイヤーに接触している一方、常伝導電極はそれぞれのナノワイヤーに一つずつ蒸着されている。この二つの接合の微分伝導度を、各近傍に配置されたサイドゲート電極に印可した電圧の関数として測定した。伝導度ピークの存在から、それぞれの接合に一つずつ量子ドットの存在が確認された。また、あるゲート領域においては二つの微分伝導度の間に正の相関が見られた。この信号はクーパー対分離を示すものであり、並列二重ナノワイヤー接合においては初めて確認された結果である。分離効率は15%程度であり、従来の単一ナノワイヤーの試料の数%から大きく向上している。原因として、並列二重ナノワイヤー接合においては両ドットの入り口間の距離が近く、分離が促進されたことが考えられる。また、一部のゲート領域においては、さらに特徴的な伝導度の磁場依存性が観測された。クーパー対分離の根本にある基礎物理である交差アンドレーエフ反射の微視的機構、および超電導近接効果との関連性についての示唆を与える結果と考え、詳細を解析中である。初年度はNbを用いたInAs自己形成量子ドットジョセフソン接合の完成および、並列二重ドットの接合の確認に成功した。これらは当初目標としていた実行計画を満足するものであり、今後の自己形成ドット・ナノワイヤーを用いた研究への指針を与えたため、概ね順調な進展が得られていると考える。InAsナノワイヤーを用いたジョセフソン接合を作成し、クーパー対分離実験やスピン検証・操作実験を行う。また、新たに興味深い研究対象としてマヨラナ粒子を視野に入れ、実験を行う。必要な試料や技術はクーパー対分離実験用試料に用いるものと類似しており、それほど大きくない労力で新規性の高い実験を行うことが出来ると期待している。同様に新たな研究対象として、quartetと呼ばれる電子状態を探求することも視野に入れている。
複数データセットからの高次元因果ネットワーク推定法の開発と生命科学への応用

因果探索のためのモデルであるLiNGAMモデルにおいて複数データセットを融合する場合の推定原理の確立と、それに基づく直接推定法の開発を行った。また、未観測交絡変数がある場合へと拡張した。ヘテロ集団に対応するために未観測クラスがある場合も研究した。この拡張は、非線形モデルへの拡張とみなすこともできる。また、時間的に因果構造が変化するような場合へも拡張した。生命科学への応用としては、脳活動計測データの模擬テータや実データに適用し、実用上の課題を見つけるとともに、分析から得られた情報を神経科学の共同研究者にフィードバックした。今年度は、LiNGAMモデルを未観測交絡変数のある場合へと拡張すると共に、未観測交絡変数の影響に頑健な推定法を提案した。その研究成果は国際学術雑誌Neural Computation誌に掲載された(Tashiro et al., 2014)。また前年度開発した複数データセット利用のフレームワークと組み合わせて、未観測交絡変数がある場合についても、複数データセットを融合することで推定精度が大幅に向上することを数値実験で確認した。また別のアプローチとして未観測クラスがある場合の推定法についても研究し、国内学会及び国際ワークショップで発表を行った(田中ら, 2014; Tanaka et al., 2014).それ以外には、時間的に因果構造が変化するような場合に対応するため、複数データセット融合のアイデアを拡張し、経時データにおける因果構造推定法を提案した。これも国内学会及び国際会議で発表した(門脇ら, 2014; Kadowaki et al., 2014)。初年度は、(1)「複数データセットからのLiNGAMモデル推定法の開発」の一部として(1-1)複数データセットを融合する場合の推定原理の確立と、(1-2)それに基づく直接推定法の開発を行った。これが次年度以降の研究を進める上での基礎となる。予定通り、(1-1)と(1-2)を開発することができた。また、(1-1)と(1-2)を未観測交絡変数がある場合へと拡張する研究も一部行った。具体的には、LiNGAMモデルを未観測交絡変数がある場合に拡張したLatent variable LiNGAMモデル上での因果分析法について研究した。因果構造の探索と未観測交絡変数の検出を同時に行うことによって、従来法のように未観測交絡変数を無視するのではなく、未観測交絡変数の影響のない(小さい)部分と大きい部分とを切り分けて、未観測交絡変数に対してより頑健な方法を研究した。そして、その成果を国内学会及び査読付プロシーディングのある国際会議で報告した(田代ら, 2012,人工知能学会全国大会; Tashiro et al., 2012, ICANN)。来年度以降に予定している事項のためのよい準備となった。来年度は、雑誌論文で成果を発表できるように方法論を洗練させたい。それ以外では、LiNGAMによる因果構造推定結果の信頼性を評価するために、LiNGAMにおけるブートストラップ法による信頼区間の構成法についての研究も行った。これについては、国内学会及び国際ワークショップにおいて成果を発表した(Thamvitayakulら, 2012,人工知能学会全国大会; Thamvitayakulら, 2012, ICDMW2012)。本年度は潜在交絡変数を許す方法の研究開発を行った。潜在交絡変数の存在は、観察データによる因果分析と実験データによる因果分析の最大の相違点であり、最大の困難でもある。また、ヘテロ集団へ対応するために潜在クラスがある場合への拡張も平行して行った。この拡張は、非線形モデルへの拡張と見なすことも出来る。実データによる方法論の検証については、前年度に考案した方法を脳活動計測データの模擬データや実データに適用し、実用上の課題がいくつか見つかった。それらを考慮した脳科学への応用方法が見つかり、現在予備解析を実施中である。本年度も引き続き、統計的因果推論における最大の課題である潜在交絡変数を許す方法の研究開発を行った。事前分布の選択へのsensitivityを調べるために、いくつかの事前分布を検討し、国際会議論文として出版した。具体的には、スケーリングの影響を緩和すべく変数を標準化した場合の事前分布の検討を行った。また、実データによる方法論の検証も引き続き行い、脳活動計測データに適用し、方法論の検証を行った。現在、これに関する研究成果を出版すべく準備中である。より具体的には、複数の被験者について測定された脳活動計測データから、脳内因果ネットワークの推定を行った。そして、被験者の属性によって異なる因果構造がないかを調べた。並び替え検定のアイデアを用いた多重比較を行い、候補となる因果構造を見つけた。研究機関全体を通じては、因果探索のためのモデルであるLiNGAMモデルにおいて複数データセットを融合する場合の推定原理の確立と、それに基づく直接推定法の開発を行った。そして未観測交絡変数がある場合へと拡張した。

また、未観測交絡変数がある場合へと拡張した。ヘテロ集団に対応するために未観測クラスがある場合も研究した。この拡張は、非線形モデルへの拡張とみなすこともできる。また、時間的に因果構造が変化するような場合へも拡張した。生命科学への応用としては、脳活動計測データの模擬テータや実データに適用し、実用上の課題を見つけるとともに、分析から得られた情報を神経科学の共同研究者にフィードバックした。方法論研究についてはおおむね順調に進展している。実データ応用についても、実用上効いてきそうな課題を洗い出すことは予定通りできたと考えている。統計科学最終年度は、これまでに研究開発した方法論を実データへ適用する。そして、実質科学に関する成果を上げたい。特に、方法論の理論面については順調に研究が進んでおり、未観測交絡変数がある場合の推定について雑誌論文が1件出版され、関連のテーマについて国際会議で2件,国内学会で2件の発表を行った。初年度は、(1)「複数データセットからのLiNGAMモデル推定法の開発」の一部として(1-1)複数データセットを融合する場合の推定原理の確立と、(1-2)それに基づく直接推定法の開発を行う予定だったが、どちらも達成できた。残額が20円生じたが、20円で購入できる必要な物品がなかったため。当初計画通りに進める。特に、次の課題として実際の生命科学データへの応用がある.まずは、脳活動計測データの模擬データを用いて方法論の検証を行う。つづいて実際の脳活動計測データの分析に取り組みたい。来年度は、始めにLiNGAMモデルを拡張する。(2-1)未観測の遺伝子や脳領域などの潜在変数がある場合にも、因果に関する有用な情報を取り出したり、(2-2)遺伝子制御や脳活動などの時間構造を利用したり、(2-3)非線形関係を推定できるようにしたりする。これら拡張と今年度開発した方法論を組み合わせて方法論の適用範囲を広げる。来年度は最終年度であり、残額が残らない計画を立てる。当初計画より旅費、謝金の使用額が少なかった。本年度は配属学生が少なかったためである。次年度以降、配属学生も増える見込みで、旅費、謝金の使用額も増えると思われる。研究成果発表のための国内学会および国際会議出席用の旅費。そして、情報収集のための書籍・論文購入に研究費を使用する。また、ソフトウェア開発補助としての大学院生への謝金、国際会議論文の英文校正へも使用する予定である。
核酸の動的構造をプログラムして汎用の増幅型バイオセンサをつくる

核酸を基体とするバイオセンサを自律的連鎖反応であるDNA circuitと組み合わせることでシグナルを増幅したい。これは、発シグナル系とDNA circuitなどのサブルーチンを構成要素とするDNAの“動的構造のプログラミング"とみなせる。アプタマーをインターフェースとして利用すれば核酸以外の多様な生理活性物質も検出可能である。CyD-DNA/Fc-DNAを用いた増幅型電気化学バイオセンサ、およびEDTA-DNA/Phen-DNAを用いた希土類金属錯体の発光を利用した増幅系に関しては、標的DNA存在下、Fc由来の酸化電流の増大、およびTb3+やEu3+錯体からの特徴的な発光を観察できた。本研究推進に必要なDNAコンジュゲート、およびDNAサーキットを用いたシグナル増幅に必要なすべてのDNAの合成を行った。DNAコンジュゲートに関しては、具体的にはABA-DNA、CyD-DNA、Fc-DNA、EDTA-DNA、Phen-DNAである。DNAコンジュゲートは、ABA-DNA以外はポストモディフィケーションにより合成した。修飾末端にアミノ基を導入したDNAを自動合成装置を用いて合成し、フェロセンカルボン酸、および1,10-フェナンスロリンカルボン酸の活性エステルやEDTA無水物とのカップリングにより、それぞれFc-DNA、Phen-DNAおよびEDTA-DNAを得た。CyD-DNAについては、DNA末端のアミノ基にSPDPを修飾し、チオールを一点修飾したβ-CyDとのカップリングにより得ることができた。ABA-DNAの合成はABA(アミノベンジルアミン)部分をアミダイト試薬として合成しようと試みたが、アミノ基の保護基として使用しているNVOCの安定性がDNAの切り出し条件において十分でないことがわかった。そこで、方針を転換して、ポストモディフィケーションによってABAをDNAに修飾することにした。そのために、ABA-NVOCの活性エステルを合成を進めた。現在、カルボン酸活性化の1段階手前までは順調に合成することができている。このうち、CyD-DNA/Fc-DNAを用いた増幅型電気化学バイオセンサ、およびEDTA-DNA/Phen-DNAを用いた希土類金属錯体の発光を利用した増幅型発光センサに関しては、鋳型DNA存在下においてのみ、Fc由来の酸化電流の増大、およびTb3+やEu3+錯体からの特徴的な発光を観察することができ、期待した発シグナル機構が有効にはたらくことを確認することができた。研究代表者はこれまでの研究をとおして、DNAの合成、および修飾の知識と技術を有しているので、ABA-DNAの化学的ライゲーションの系を除いて、研究に必要なすべてのDNA、DNAコンジュゲートを比較的順調に合成することができた。ABA-DNAは当初、光で脱保護可能なNVOCでアミノ基を保護したABAアミダイトを用いて自動合成機において合成する予定であった。ABA-DNA同士の化学的ライゲーションはまだ確認されておらず、生成物の解析には多くの試料が必要と判断して、その他のDNAコンジュゲートと同様のポストモディフィケーションではなく、より高い収量を得ようという意図があったからである。しかしながら、DNA合成後の典型的なDNA切り出し条件においてNVOCが外れ、それに続いて不明の副反応が進行してしまうことが明らかになった。そのため、温和な条件で切り出し可能な特殊なレジンを使用し、さらに、(切り出しと同時に脱保護される)A、G、Cの環外アミノ基の保護基もそのための特殊なものに変更する必要があるが、これらのアミダイトの価格は割高である。条件検討のために保護基のないTのみからなる(dT)n末端にABAアミダイトを付加したDNAを特殊なレジンを用いて合成し、NVOCを温存した切り出し条件の検討を行った。その結果、目的とするDNAを合成することはできたが、その収率とコストを考慮の上、合成方針を転換する決断を下した。前年度までに、本研究推進に必要なDNAコンジュゲート、およびDNAサーキットを用いたシグナル増幅に必要なすべてのDNAの合成を行った。希土類発光錯体の触媒的生成を利用した検出系EDTA-DNA/Phen-DNAを用いた希土類金属錯体の発光を利用した増幅型シグナル検出に関する検討を行った。シグナルを増幅させるためのDNAサーキットとしてはエントロピー駆動型の鎖交換反応を採用した。EDTA-DNAコンジュゲートに二つの短いDNAがハイブリダイズしたタンデム2本鎖を初期の2本鎖とし、この2本鎖に対してターゲットを触媒とする鎖交換反応が自律的に進行して最終生成物として2本鎖DNA、EDTA-DNA/Phen-DNAが生じ、その末端で発光性の希土類金属錯体を生成する仕組みである。ターゲットDNA(フルマッチ、またはミスマッチ)/DNAコンジュゲート(EDTA-DNAとPhen-DNA)/FuelDNAの比、温度、増幅時間など様々に条件を変えて系統的に最適化条件を検討した。その結果、Eu3+、およびTb3+存在下、それぞれ赤と緑の発光により、10倍以上の高いコントラストでターゲットの検出が可能であることを示すことができた。希土類錯体に特徴的な長寿命の特性を利用して、時間分解発光測定法により高感度計測が可能であった。増幅型電気化学的検出系CyD-DNA/Fc-DNAを用いたFcの電気化学シグナルを利用した増幅型バイオセンシングに関する検討を行った。希土類の系と同様のエントロピー駆動型のDNAサーキットを採用した。初期のタンデム2本鎖末端にβ-CyD/Fcの包接錯体を形成させておき、ターゲット添加に伴って2本鎖が触媒的に解離して本来のFcの活性が回復する仕組みである。

改善の余地はまた大きいが、上記と同様の条件検討の結果、電気化学シグナルを増幅することに成功した。研究代表者はこれまでの研究をとおして、DNAの合成、および修飾の知識と技術を有しているので、ABA-DNAの化学的ライゲーションの系を除いて、研究に必要なすべてのDNA、DNAコンジュゲートを比較的順調に合成することができた。希土類金属錯体の触媒的生成に関しては、当研究グループにノウハウがあり、EDTA-DNAとPhen-DNAの追加合成等も滞りなく行うことができるため、実験回数を重ねることが可能であり、十分な条件検討を行うことができた。一方、増幅型電気化学的検出系に関しては、使用するコンジュゲートCyD-DNAとFc-DNAのうちCyD-DNAの合成収率が高くない上に、一回の実験に多くのコンジュゲートを使用するため網羅的に条件を振って最適化するまでには至っていない。現在は電気化学系の検討の初期段階として溶液中でリリースされたFc-DNAの電気化学シグナルを計測しているが、今後はこれを相補的なDNAを修飾した電極に濃縮して感度を向上させる予定であるので、この段階での条件の最適化はこの程度でよいと判断している。ABA-DNAコンジュゲートの合成に関しては方針を転換し、ABAアミダイトの合成からABA活性エステルに変更したが、この合成にもやや難航している。構造中のアミノ基の保護基であるNVOCを温存した状態での(メチルエステルの加水分解)の収率が上がらないためである。現在、より温和な条件下でのケン化に関する情報を得ているので、前段階までの中間生成物を貯めている段階である。ABA-DNAコンジュゲートの合成:ABA(アシルベンジルアミン)は、連続するシッフ塩基形成による環化、および酸化を経てピラジン環を形成し、蛍光性の生成物ABA2を与えると考えられる。前年度からABAの活性エステル体の合成を行なっているが、最終段階のメチルエステルのけん化において光保護基が分解してしまう問題が生じている。そこで、合成ルートを変え、カルボン酸を使用せず、アルコール誘導体からアミダイト試薬とすることにした。この方法により、ABA構造を末端に修飾したDNA(ABAーDNA)の合成に成功した。ABAの修飾は、DNA合成の最終ステップ、すなわち固相担体上での反応になるので5'末端のみの修飾となった。そのため、ライゲーションの検討はC2対象な二本鎖構造のシークエンスにABAを内向きにして三本鎖形成により結合した二つのコンジュゲート間で行なった。残念ながら、実験条件下、HPLCによる生成物分析においてライゲーション生成物を同定することはできなかった。三本鎖の向かい合う5'末端間の距離は非常に長く、反応し難いことはわかっている。タンデムに形成した二本鎖構造、あるいは三本鎖であれば3'末端間のライゲーション、あるいは脱水能をもつ触媒等を用いることで反応を進行させることができるかもしれない。
可視光観測による OJ 287 の歳差連星モデルの検証

BL Lac型の活動銀河核であるOJ 287の準周期的な増光現象を説明する仮説として最も有力と考えられる「歳差連星ブラックホールモデル」から予測される将来の増光の時期を、可視光観測により検証する。OJ 287の増光時期は2015年以降、一般的に約12年といわれる周期性から大きく逸脱する期間に入っていると予測されている。それが確かめられれば、OJ 287のブラックホールの連星系における公転軌道の大きな歳差角の必要性が明らかとなり、将来の増光時期の予測に際して、あくまで約12年の周期性および過去からの外挿に立脚する他の理論モデルは棄却される。
二重旋回機構を有するロボットハンドに関する研究

1.二重旋回機構を利用した対象物の操り戦略の構築:共有軸ξを有する多指多関節ロボットハンドの機構および対象物体のモデルに基づき,二重旋回機構を利用した操り戦略を構築した.代表的なタスクとして1つのハンドによるビンのブタ開けタスクを取り上げ,指とビンおよびフタの幾何学的関係から,持ち替え動作あり/なしの2種類の動作戦略を構築した.2本ずつの外指と内指で,それぞれビンとブタを把持し,共有軸周りに両者を互いに逆方向に旋回させることによって,ビンからブタを取り外す.外指と内指が干渉する姿勢に達すると,持ち替え動作(regrasping)を行う.2.二重旋回機構の設計開発と実機実験:二重旋回機構を有するパームを開発し,2関節指モジュールを装着して実機実験を行った.指の旋回可能範囲として,外指に関しては3回転,内指に関しては2回転の範囲での旋回動作を実現した.この機構により,相対的に5周の回転動作を実現し,一般的な容器(取り外しに4,5回転を要する)のフタの取り外しタスクを想定した基礎実験により,開発ハンドと操り戦略の有効性を確認した.タスク遂行時間は,持ち替え動作ありの場合で3.0[sec],持ち替え動作なし場合で1.5[sec]を実現した.また,他の複数対象物の操りタスク例として,輪状対象物に棒状対象物を挿入するDoughnut-stickタスクを実現した.(1)共有軸ξに基づく対象物操りの解析ならびに数値実験:共有軸ξを有する多指多関節ロボットハンドの機構および対象物体をモデル化し,対象物の位置・姿勢変化に対するハンドの各指先配置位置および各関節変位への影響度を解析的,数値的に考察した.各パラメータの物理的制限(指の可動限界,関節トルク制限,対象物位置・姿勢,質量,摩擦力,等)および安定把握のための接触力バランスの運動学的ならびに動力学的な関係を定式化した.得られた関係式に基づき,共有軸ξを有効利用した指関節目標軌道の決定戦略を構築した.静的バランスが保たれるレベルの運動速度から,ハンドおよび対象物へ慣性力が大きく影響するような高速条件下までの運動を考察するために,ダイナミックシミュレーションを行い,対象物の挙動解析およびパラメータ影響度の妥当性を検証した.(2)把握実験データの解析:二重旋回機構の開発に向けて,指モジュールとプロトタイプパームによる把握実験を行った.旋回操り中の指先接触力を計測し,解析解およびシミュレーションと定性的に一致することを確認した.以上のデータを踏まえ,最終年度となる来年度は,二重旋回機構の最終設計と開発,回転操りアルゴリズムの構築を進めたい.1.二重旋回機構を利用した対象物の操り戦略の構築:共有軸ξを有する多指多関節ロボットハンドの機構および対象物体のモデルに基づき,二重旋回機構を利用した操り戦略を構築した.代表的なタスクとして1つのハンドによるビンのブタ開けタスクを取り上げ,指とビンおよびフタの幾何学的関係から,持ち替え動作あり/なしの2種類の動作戦略を構築した.2本ずつの外指と内指で,それぞれビンとブタを把持し,共有軸周りに両者を互いに逆方向に旋回させることによって,ビンからブタを取り外す.外指と内指が干渉する姿勢に達すると,持ち替え動作(regrasping)を行う.2.二重旋回機構の設計開発と実機実験:二重旋回機構を有するパームを開発し,2関節指モジュールを装着して実機実験を行った.指の旋回可能範囲として,外指に関しては3回転,内指に関しては2回転の範囲での旋回動作を実現した.この機構により,相対的に5周の回転動作を実現し,一般的な容器(取り外しに4,5回転を要する)のフタの取り外しタスクを想定した基礎実験により,開発ハンドと操り戦略の有効性を確認した.タスク遂行時間は,持ち替え動作ありの場合で3.0[sec],持ち替え動作なし場合で1.5[sec]を実現した.また,他の複数対象物の操りタスク例として,輪状対象物に棒状対象物を挿入するDoughnut-stickタスクを実現した.
頭部伝達関数の周波数特性解析に基づく臨場感向上と音源方向推定に関する研究

本年度は以下の2つについて研究を行い,これまでの研究成果をまとめた.1.話し言葉向け2チャネルマイクロホンアレイによる音源方向推定手法小規模かつ高精度に音源方向推定が可能な手法が求められている.母音の調波構造を利用して2つのマイクロホンを用いた手法が提案されているが,母音だけでなく子音や無音空間が存在する実際の話し言葉を想定する場合には,音源方向の推定精度が落ちるという問題がある.そこで,本研究では,音源方向に用いるデータの中から調波構造を抽出する2つの手法について評価を行い,母音と子音の混じった音声における適切な音源方向推定手法を提案した.さらに高調波成分の大きさによる閾値処理によって,無音区間を除去することで,話し言葉向けにも高精度で音源方向を推定可能となる手法を提案した.2.頭部近傍における立体音像定位の組込みシステム向け実装音源までの距離が聴取者の頭部の大きさに対して無視できなくなるほど近くなる頭部近傍においては,特別な手法を用いて,音の距離感を再現しなければならない.さらに,組込みシステム向けアプリケーションにおいては,少ない計算資源で実現できる立体音像定位手法が求められている.そこで,本研究は昨年度に行った遠距離,および頭部近傍における頭部伝達関数の違いやその低演算量再現手法に関する考察を踏まえ,DSPを用いた組込みシステム実装を行った.さらに,再現する音源の種類や位置(距離,角度)の違いによる本手法の効果についての主観評価実験を行い,頭部近傍における距離感の向上について確認した.以上,これまでの研究成果を博士論文としてまとめた.本年度は以下の3つについて,研究を行った.1.2チャネルマイクロホンアレイと回転による音源方向推定手法小規模かつ高精度に音源方向推定が可能な手法が求められている.2つのマイクロホンを用いた手法が提案されているが,音源が2つのマイクロホンを通る直線をはさんで前後どちらにあるかを推定することができないという問題がある.そこで,本研究ではマイクロホンを取り付けた筐体の回転を利用することで,システム規模と演算量を大幅に増やすことなく,全方向の音源方向推定が可能となる手法を提案した.2.頭部近傍における立体音像定位の向上に関する研究我々の提案してきた立体音像定位手法では,距離の違いを全体のレベル差のみで表現しており,全体のレベル差以外の変化が生じる頭部近傍においては,音の距離感が再現できない.そこで,遠距離,および頭部近傍における音像定位の違いについて考察し,それらを従来の立体音像定位手法に適用することによって,メモリ量や演算量を大幅に増加させることなく,頭部近傍における立体音像定位を実現する手法を提案した.3.立体音像の移動感の向上に関する研究ゲームなどの分野においては,位置や距離の正確な再現よりも,移動感の明確さなど,強調された立体音響が要求される傾向にある.このような問題を解決するため,頭部伝達関数の再現により得たバイノーラル音声に対して,リバーブ効果など,付加的な要素技術を導入することで,仮想音像の移動感を向上する手法が実現されている.しかしながら,この手法は仮想音源の明瞭度が低下する,あるいは演算量が増えるといった問題点が存在する.そこで,立体音響に関するその他要素技術を追加することなく,移動感の向上を実現する手法が求められている.本研究では,頭部伝達関数の特性に補正を加え,移動感の向上に重要となる要因を強調して再現することで,移動感を向上する一手法を提案した。本年度は以下の2つについて研究を行い,これまでの研究成果をまとめた.1.話し言葉向け2チャネルマイクロホンアレイによる音源方向推定手法小規模かつ高精度に音源方向推定が可能な手法が求められている.母音の調波構造を利用して2つのマイクロホンを用いた手法が提案されているが,母音だけでなく子音や無音空間が存在する実際の話し言葉を想定する場合には,音源方向の推定精度が落ちるという問題がある.そこで,本研究では,音源方向に用いるデータの中から調波構造を抽出する2つの手法について評価を行い,母音と子音の混じった音声における適切な音源方向推定手法を提案した.さらに高調波成分の大きさによる閾値処理によって,無音区間を除去することで,話し言葉向けにも高精度で音源方向を推定可能となる手法を提案した.2.頭部近傍における立体音像定位の組込みシステム向け実装音源までの距離が聴取者の頭部の大きさに対して無視できなくなるほど近くなる頭部近傍においては,特別な手法を用いて,音の距離感を再現しなければならない.さらに,組込みシステム向けアプリケーションにおいては,少ない計算資源で実現できる立体音像定位手法が求められている.そこで,本研究は昨年度に行った遠距離,および頭部近傍における頭部伝達関数の違いやその低演算量再現手法に関する考察を踏まえ,DSPを用いた組込みシステム実装を行った.さらに,再現する音源の種類や位置(距離,角度)の違いによる本手法の効果についての主観評価実験を行い,頭部近傍における距離感の向上について確認した.以上,これまでの研究成果を博士論文としてまとめた.
アレルギー性気道炎症における内在性及び肺局所誘導性制御性T細胞の挙動と役割の解析

アレルギー性気道炎症における内在性及び肺局所誘導性の制御性T細胞の効果を、遺伝子改変マウスを用いて解析した。気道炎症を惹起した際に、肺局所における抗原特異的な誘導性制御性T細胞の出現が確認できたが、一方、今回の検討では、誘導性制御性T細胞による気道炎症に対する明らかな効果は認められなかった。また、抗原特異的な内在性制御性T細胞の移入による気道炎症の抑制効果は認められなかった。Rag2欠損マウスにOvalubumin (OVA)に特異的なT細胞受容体のtransgenicマウス(DO11.10)を交配したRag2^<-/->DO11.10マウスでは、T細胞は全てOVA特異的であり、胸腺で自然に分化するnaturallyoccurring regulatory Tcell (nTreg)を欠損しているが、inducible regutatory T cell (iTreg)は保たれている。一方Rag2<-/->^DO11.10Scurfy (sf)マウスでは、nTreg、iTregともに存在しない。また、全身の核内にOVAを発現するLd-nOVAマウスをRag2^<-/->DO11.10マウスと交配すると(Rag2^<-/->DO11.10x Ld-nOVA:以下RagDBLと呼ぶ)、T細胞の多くはCD4^+CD25^+Foxp3^+のnTregに分化している。本申請研究では、Rag2^<-/->DO11.10,Rag2^<-/->DO11.10sf,及びRagDBL由来のT細胞を、T細胞欠損マウスに移入後にOVA/alumを腹腔内投与後、OVA点鼻を繰り返してアレルギー性気道炎症を作成し解析を行った。肺と縦隔リンパ節については単離細胞液を作成し、FACSにて主にCD4^+T細胞の表面マーカー、Foxp3発現、細胞内サイトカインを解析した。また気管支肺胞洗浄液(BALF)中の細胞数、細胞分画、サイトカイン(IL-9,IL-13など)測定を行った。Thy1.1で標識して移入したRag2^<-/->DO11.10由来の丁細胞がFoxp3を発現し、確かに生体内でiTregが誘導されることを確認した。一方、Rag2^<-/->DO11.10由来T細胞の移入群と、Rag2^<-/->DO11.10sf由来T細胞の移入群では、気道炎症(BALF中の好酸球数、肺組織、細胞内サイトカインなど)の程度に明らかな差を認めなかった。移入先を野生型マウスに変えた実験も施行したが、同様の結果だった。またRag2^<-/->DO11.10由来T細胞,及びRag2^<-/->DO11.10sf由来T細胞を、それぞれin vitroでTh2誘導条件下にて培養したが、IL-4産生T細胞の比率には、明らかな差を認めなかった。また、この実験過程で、移入先に用いたT細胞欠損マウス(Rag2^<-/->マウス及びTCRα^<-/->マウス)では、加齢に伴い好中球性の気道炎症に引き続き肺の線維化が自然に生じることが判明した。この背景肺に生じる炎症・線維性変化により、iTregによるアレルギー性気道炎症に対する影響が不明瞭になったと考えられた。また移入先を野生型マウスにした実験では、移入したT細胞が相対的に少なく気道炎症に対する効果が不十分だった可能性がある。nTregについては現在検討中である。今後、引き続き実験系を工夫して解析を続けたい。
既知人物・事物の同定、未知人物・事物の検出、並びにそれらの振る舞い解析

本研究では、監視カメラ映像、放送映像、大量医療画像・映像等、を対象とし、それらの間にある同一人物、同一物体、(希少)類似症例等の関連性を検出し、高度に解析する手法について検討し、監視映像解析、放送映像解析、医療画像解析等自体の高度化を図る。特に、既知の事物の同一性判定、次いで未知の事物の検出・同一性判定について検討し、時空間をもつメディア空間中でみられる多数の同一(類似)事物の関連性を軌跡としてとらえ、これらの振る舞い解析によりもともとの解析技術の高度化を図る。平成30年度は、既知の事物の同一性判定について主として検討した。主として深層学習を利用し、視覚的な同一性判定の解析に注力すると同時に、時空間性による拘束条件を加味した方法について検討した。今後は、転移学習等の利用により、未知の事物への対応、さらにはターゲットの事物のデータベース中の分布などの振る舞いの解析へと検討範囲を広げる予定である。
免疫調節ペプチドを介したイネの環境適応及び微生物共生の制御

植物は自然条件下で免疫と成長のバランスをうまく調節しながら様々な環境条件に適応している。これまでイネの免疫調節ペプチドOsPepの機能について研究を行い、このシステムが植物免疫強化機能と根系拡張機能を併せ持つことを明らかにした。特に、後者の新機能が貧栄養環境適応や微生物共生に果たす役割並びに作用機序・制御基盤の解明を進めることで、植物の生体防御と生育の両立、さらには共生微生物叢の操作を図る。
P.intermediaとP.nigrescensの分布および産生溶血毒素の精製

歯周病巣局所において黒色色素産生Gram陰性嫌気性桿菌であるPrevotella intermediaとPrevotella nigrescensどちらの菌種がより重要か検討するため歯周ポケットからのこれらの菌種の検出率を検討したところP.intermediaとP.nigrescensは歯周病患者(実験群)と健常者(対照群)いずれにおいても、どちらかの菌種が検出されその分離頻度は前者において明らかにP.intermediaが優勢であり、多くの症例でP.intermediaが単独で検出された。また、両菌種が検出された場合でもP.intermediaが絶対多数(90%以上)を占めていた。一方、対照群においてはP.nigrescensが優勢に検出さる傾向を示した。また、歯周病原的役割の一端を解明するためこれら菌種の溶血毒素に関して検討したところこれら両菌種間における血液平板上での集落の溶血環は幾分P.intermediaが強い傾向が認められたもののほとんど相違は無いと考えられた。そこで歯周病患者において検出頻度が顕著に高いP.intermediaについてその溶血因子を検討した結果、活性は培養上清に有り、菌体の音波処理においてはほとんど活性が認められなかった。本因子は易熱性蛋白で熱処理(100°C,10min)あるいはトリプシン(12000u/ml)処理において溶血活性は完全に失活した。また、キレート剤(40mM EDTA)およびカチオン(100mM Ca、Mg)による影響は認められなかった。部分精製品(DEAE-Sephacel後のCM-Sepharose画分)は4°C静置でその活性が漸次減少した。しかし、各種還元剤(Cystein,Dithiothreitol,Glutationなど)によりその活性にある程度差が認められるものの回復を示した。溶血活性はpHで差が認められ、溶血活性に影響を及ぼさない(pH6.0-8.0)範囲においてはpH7.5付近で最大値を示した。さらにこの物質はHot-cold型の溶血毒でないことが判明した。しかし、4°Cにおいては活性が認められず活性発現が温度に影響されることが認められた。歯周炎患者22名(22-66歳、♂17♀5)、健常者9名(24-52歳、♂7♀2)を対象に歯周ポケットおよび歯肉溝から通法に従い黒色色素産生グラム陰性嫌気性桿菌を分離した。無作為に約50個の集落を釣菌し、純培養後、血清学的性状検査およびPAGEによるMDHとGDHの移動度の違いからPrevotella intermediaとP.nigrescensの菌種同定を行った。歯周炎患者22名においてP.intermediaのみ検出された者は8名、P.nigrescensのみの者は3名、P.intermediaとP.nigrescens両菌種が検出された者は11名であった。また、健常者9名においてはP.intermediaのみ検出された者は2名、P.nigrescensのみの者は2名、P.intermediaとP.nigrescens両菌種が検出された者は5名であった。P.nigrescensは1名を除いていずれもATCC33563タイプに属する菌株であった。P.intermediaとP.nigrescens両菌種が検出された被検者における両菌種の検出比率は歯周炎患者および健常者いずれにおいてもP.intermediaが95%以上と高い比率を示した。

一部被検者(歯周炎患者8名、健常者6名)についてはPCR法でP.intermediaおよびP.nigrescensの検出を同時に行った。PCR法と培養法のマッチング(PCR陽性および培養陽性またはPCR陰性および培養陰性)は歯周炎患者でP.intermediaにおいては7/8、P.nigrescensにおいては4/8であり、健常者においては6/6と6/6であった。さらに、同一被検者3名について半年後、口腔内の異なる部位より再度試料採取を行いP.intermediaとP.nigrescensの検出比率を検討したが、それら菌種の検出比率に大きな差異は認められなかった。また、採取部位による検出菌種の検出比率の違いもほとんど認められなかった。歯周病巣局所において黒色色素産生Gram陰性嫌気性桿菌であるPrevotella intermediaとPrevotella nigrescensどちらの菌種がより重要か検討するため歯周ポケットからのこれら菌種の検出率を検討したところP.intermediaとP.nigrescensは歯周病患者(実験群)と健常者(対照群)いずれにおいても、どちらかの菌種が検出されその分離頻度は前者において明らかにP.intermediaが優勢であり、多くの症例でP.intermediaが単独で検出された。また、両菌種が検出された場合でもP.intermediaが絶対多数(90%以上)を占めていた。一方、対照群においてはP.nigrescensが優勢に検出さる傾向を示した。また、歯周病原的役割の一端を解明するためこれら菌種の溶血毒素に関して検討したところこれら両菌種間における血液平板上での集落の溶血環は幾分P.intermediaが強い傾向が認められたもののほとんど相違は無いと考えられた。そこで歯周病患者において検出頻度が顕著に高いP.intermediaについてその溶血因子を検討した結果、活性は培養上清に有り、菌体の音波処理においてはほとんど活性が認められなかった。本因子は易熱性蛋白で熱処理(100°C,10min)あるいはトリプシン(12000u/ml)処理において溶血活性は完全に失活した。また、キレート剤(40mM EDTA)およびカチオン(100mM Ca、Mg)による影響は認められなかった。部分精製品(DEAE-Sephacel後のCM-Sepharose画分)は4°C静置でその活性が漸次減少した。しかし、各種還元剤(Cystein,Dithiothreitol,Glutationなど)によりその活性にある程度差が認められるものの回復を示した。溶血活性はpHで差が認められ、溶血活性に影響を及ぼさない(pH6.0-8.0)範囲においてはpH7.5付近で最大値を示した。さらにこの物質はHot-cold型の溶血毒でないことが判明した。しかし、4°Cにおいては活性が認められず活性発現が温度に影響されることが認められた。
銀河団形成領域の高分解能計算と広視野・高分解能観測で解き明かす銀河と銀河団の進化

銀河の形成と進化には,銀河内部での星形成や超新星爆発,銀河中心超大質量ブラックホールへの質量供給および,それに伴う活動銀河核からのエネルギー放出等の「内部因子」と,他の銀河や銀河団との相互作用による「環境効果」が複雑に絡み合っている.本研究では,銀河団形成領域を選んで世界に類をみない高分解能の銀河形成シミュレーションを行うことにより,この「内部因子」と「環境因子」それぞれの役割とその相互作用を明らかにする.すばる望遠鏡及びALMAによる高品質な観測データとシミュレーション結果を直接比較することにより,シミュレーションによって得られた銀河形成の描像を実証的に検証する.銀河の形成と進化には,銀河内部での星形成や超新星爆発,銀河中心超大質量ブラックホールへの質量供給および,それに伴う活動銀河核からのエネルギー放出等の「内部因子」と,他の銀河や銀河団との相互作用による「環境効果」が複雑に絡み合っている.本研究では,銀河団形成領域を選んで世界に類をみない高分解能の銀河形成シミュレーションを行うことにより,この「内部因子」と「環境因子」それぞれの役割とその相互作用を明らかにする.すばる望遠鏡及びALMAによる高品質な観測データとシミュレーション結果を直接比較することにより,シミュレーションによって得られた銀河形成の描像を実証的に検証する.