hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子のトポタクティック脱水素炭化による新しい炭素同素体の合成と機能開拓

(CH)nの高圧処理・CVDに加えて、窒素含有芳香族分子を新規に有機合成し、この高圧装置を用いて室温で5GPaをかけたところ、23分子の重合体が高収率でできていることがMALDI-TOFMS測定により明らかになった。この際、芳香環が減っていることがFTIR測定によって明らかになったため、重合反応について第一原理計算によって調べた。また、極限的な反応環境の舞台として、炭化物を作らないアルカリ金属中での炭化物の挙動についても調べ、新規炭素材料が得られることを実験的に明らかにした。スーパーコンピュータを用いた計算や実験により、関連する論文を7報出版し、国際会議を含む学会発表も多数行った。国内学会での招待講演・特別講演も行った。アルカリ金属中でのウルツ反応で合成される(CH)nの分子式で書かれるsp3ネットワーク高分子や、異種元素を含む分子結晶を高温高圧をはじめとする極限条件で反応させることによりトポタクティック反応による新規物質の探索を行った。平成29年度にはキュービックアンビル高圧装置を購入し、順調に立ち上げることができた。高圧装置のヒーター電源(500A)は予算不足のため自作を行い、年度末に完成して加熱が可能となった。また、極限環境の一つとして、Na中での反応の開拓を開始した。炭化物を作らないことが知られているNaを安定な炭化物と反応させることで炭素固体を析出させる実験を分担者である物質材料研究機構のHIP装置を用いて行った。sp2とsp3が混じった炭素ができており、反応条件により生成物が異なることが分担者である秋田大学の深紫外ラマン測定により確認された。計算については、炭素固体形成過程のシミュレーションは簡素化した第一原理計算では正しい結果が出にくいことが分かったため、詳細な計算を行うため東大物性研のスーパーコンピュータの利用を開始した。本研究は、まだ未解明の点が多い有機化合物の焼成による炭素材料の形成の基礎を掘り起こし、原料分子合成、高温高圧プロセスおよびCVD等の製膜プロセスによる炭素固体合成、電子顕微鏡や紫外ラマンを用いた構造解析、計算科学による反応過程の解明、さらに光触媒や電極触媒等、局所構造に由来する新機能の探索を行うことを目標としている。平成30年度には、以下のような成果が得られた。(1)平成29年度に導入したキュービックアンビル高圧装置を用いて高圧実験を行い、室温で分子の重合が起こることを見出し、第一原理計算により起こっている現象を解析した(Jpn.J.Appl.Phys. 58, SBBG13(2019))。また、高圧印加下で温度を上昇させると気体発生を伴う爆発的反応が起こることを明らかにした。(2)グラフェンと六方晶窒化ホウ素を原料としてトポタクティック合成した炭素材料の磁性測定を行い、発現する強磁性の詳細な測定と解釈を行った(J.Alloy.Compounds in press)。(3)リチウムアセチリドLi2C2を合成し、アルカリ金属やヨウ素との反応を調べた。
聴覚末梢および脳幹による信号抽出の生理機構：コウモリをモデルとした研究

コウモリ末梢で,蝸牛マイクロフォン電位と蝸牛神経由来の複合活動電位の覚醒状態での計測に成功した.その後2種のコウモリの聴覚系脳幹(下丘)で顕微脳内視鏡によるカルシウムイオン計測と電極による神経生理学的電気信号の同時計測に成功した.各ファイバー径である2マイクロメートルの空間分解能で,下丘内カルシウムイオンの活動状態と同じ場所で対応する電気信号がわかった.しかし,可視領域面スキャンに時間を要し,1データポイント取得に50ミリ秒必要とした.そこで,ラインスキャン計測法を開発し,1データポイント取得に132マイクロ秒という分解能を実現し,高時間分解能が必要な聴覚系研究に対応可能となった.本研究では平成26年度に、アブラコウモリ(Pipistrellus abramus)の聴覚系末梢における微弱信号抽出機能を解明するために蝸牛マイクロフォン電位(CM)、聴性脳幹反応(ABR)の第1波である蝸牛神経の複合活動電位(CAP)を計測した。また、コウモリ聴覚系脳幹での音情報抽出機構を解明するために、予備実験としてマウスの下丘での聴覚機能・構造計測を脳顕微内視鏡で実施した。さらに、エコー信号が他個体音声信号と混信する際にCF-FMコウモリであるキクガシラコウモリ(Rhinolophus ferrumequinum)が用いる発声行動をコウモリ搭載の小型軽量マイクで計測した。微弱なエコーが聴覚系末梢で信号化される機構を知るために、CMとCAPを覚醒状態で計測した。その結果、CAPでは、40 kHzに対する感度が最高で、40 kHzの微弱信号を特に増幅する機能が存在することが分かった。40 kHzは、アブラコウモリが放射する下降FMパルスの端末周波数で、獲物を検知するために利用すると考えられる。細い光ファイバー(外径300マイクロm,6000本束)から成る脳顕微内視鏡をマウスの下丘に挿入し、カルシウム感受性色素Oregon greenの励起反応を用いて、音刺激に対する反応を記録した。この結果、白色雑音やトーンバースに対する反応が記録できた。同一音に対して、空間的に異なる複数箇所が同時に反応した。また、低周波数に反応する部位は背側部分で、周波数が高くなるにつれ反応部位が腹側に移動した。複数個体が同時飛行する条件下や人工的妨害音呈示条件下では、キクガシラコウモリは、信号抽出に使う周波数が他個体と近い場合には、周波数を遠ざけて混信回避するのではなく、反対に周波数をさらに接近させる発声行動を実施することが分かった。本研究では,H26年度に,聴覚系末梢での微弱信号抽出機能を探るために,アブラコウモリ(Pipistrellus abramus)で,有毛細胞由来の蝸牛マイクロフォン電位(CM),蝸牛神経由来の複合活動電位(CAP)を覚醒状態で計測した結果, CAPでは,FMパルスの端末部分の周波数40 kHzに対する感度が高く,エコーの微弱信号を増幅する機能が存在することが分かった.この機構で,飛行中の昆虫の羽ばたきを検知する感度が高くなっていると解釈できる.同じくH26年度に,コウモリ聴覚系脳幹での音情報抽出機構を脳顕微内視鏡で解明するために,予備実験としてマウスの下丘での聴覚機能・構造計測を行った.細い光ファイバー(外径300&micro;m,6000本束)から成る脳顕微内視鏡をマウスの下丘に挿入し,音刺激に対する反応をカルシウム感受性色素Oregon greenの励起反応を用いて,輝度変化として記録した.この結果,ホワイトノイズ(white noise burst)やトーンバースト(tone burst)に対する反応を記録することができ,同一刺激に対して,空間的に異なった複数の箇所が同時に反応していることが分かった.また,低い周波数に反応する部位は脳表に近い背側部分で,周波数が高くなるにつれて反応する部位が腹側に移動することも分かった.マウスでの計測実験に基づき,H27年度はオオクビワコウモリ(Eptesicus fuscus)の下丘での脳顕微内視鏡を用いた計測を開始した.その結果,コウモリの下丘の活動の時空間的変化を計測することに成功した.各々のファイバーの径である300マイクロメートルの空間分解能で,下丘内のカルシウムイオンの活用状態を知ることができた.しかし,可視領域面をスキャンするために時間を要し,1データポイントを取得するのに50ミリ秒も必要であることが分かった.アブラコウモリ(Pipistrellus abramus)の聴覚系末梢における微弱エコー信号抽出機構を解明するために蝸牛マイクロフォン電位と蝸牛神経複合活動電位の計測に成功した.その結果,微弱エコー信号を検知可能にすべき信号増幅機構が内耳と蝸牛神経に存在することが示唆された.さらに,オオカグラコウモリ(Eptesicus fuscus)の下丘での神経活動の計測に電気信号を同時に記録可能な脳顕微内視鏡を用いて成功した.これで,エコーに対する下丘内の時空間反応を光学的および電気的に同時に得る下準備が整ったことになる.H26年度に,聴覚系末梢での微弱信号抽出機能を探るために,アブラコウモリ(Pipistrellus abramus)で,有毛細胞由来の蝸牛マイクロフォン電位(CM)と蝸牛神経由来の複合活動電位(CAP)を覚醒状態で計測した.CAPではFMパルスの端末周波数40 kHzに対する感度が高く,微弱エコーを増幅して昆虫の羽ばたきを検知する機能が蝸牛内に存在することが分かった.

同じくH26年度に,コウモリ聴覚系脳幹での音情報抽出機構を脳顕微内視鏡で解明するために,予備実験としてマウス下丘での聴覚機能・構造計測を行った.細い光ファイバー(外径300マイクロm,6000本束)から成る脳顕微内視鏡をマウス下丘に挿入し,音刺激に対する反応をカルシウム感受性色素Oregon greenの励起反応を用いて,輝度変化として記録した.この結果,ホワイトノイズ(white noise)やトーンバースト(tone burst)に対する反応を記録し,同一刺激に対して空間的に複数の箇所が同時に反応していることが分かった.また,低周波数に反応する部位は脳表に近い背側部分,周波数が高くなるにつれて反応部位が腹側に移動することも確認した.H27年度に開始したコウモリでの脳顕微内視鏡計測で,H28年度にはオオクビワコウモリ(Eptesicus fuscus)とセバタンビヘラコウモリ(Carollia perspicillata)の下丘内カルシウムイオン計測に成功した.各々のファイバーの径である300マイクロメートルの空間分解能で,下丘内カルシウムイオンの活動状態がわかった.しかし,可視領域面スキャンに時間を要し,1データポイント取得に50ミリ秒必要とした.そこで,ラインスキャン計測法を開発し,1データポイント取得に132マイクロ秒という驚異的時間分解能を実現し,高時間分解能が必要な聴覚系研究に対応可能となった.コウモリ末梢で,蝸牛マイクロフォン電位と蝸牛神経由来の複合活動電位の覚醒状態での計測に成功した.その後2種のコウモリの聴覚系脳幹(下丘)で顕微脳内視鏡によるカルシウムイオン計測と電極による神経生理学的電気信号の同時計測に成功した.各ファイバー径である2マイクロメートルの空間分解能で,下丘内カルシウムイオンの活動状態と同じ場所で対応する電気信号がわかった.しかし,可視領域面スキャンに時間を要し,1データポイント取得に50ミリ秒必要とした.そこで,ラインスキャン計測法を開発し,1データポイント取得に132マイクロ秒という分解能を実現し,高時間分解能が必要な聴覚系研究に対応可能となった.アブラコウモリ(Pipistrellus abramus)の聴覚系末梢における微弱信号抽出機能を解明するために蝸牛マイクロフォン電位(CM)、聴性脳幹反応(ABR)の第1波である蝸牛神経の複合活動電位(CAP)の計測が成功した。その結果、微弱エコー信号を検知可能な信号増幅機構が内耳・蝸牛神経に存在することが示唆された。聴覚系中脳である下丘からの脳内視鏡による光計測を超音波げっ歯動物マウスを用いて行った結果、反応部位が時間的・空間的に移動することが分かった。今後のコウモリを用いた実験に道が開かれた。複数個体同時飛行中のエコー信号混信対策として、エコー周波数を接近させる逆説的行動をする興味ある事実が明らかとなった。以上の通り、研究は概ね順調に進展している。平成28年度は,エコー信号に対する,時空間反応をコウモリの下丘内で計測し,同時計測された電気神経信号と比較する.時間分解能を改善する工夫を施し,電極によって計測される電気神経信号と光計測によるカルシウムイオンの時間的変化を比較する.具体的には,これまでの面をスキャンする方式を変更し,ラインをスキャンする方式を試みる.これにより,電極での記録と比較可能な時間分解能を得ると予測している.28年度が最終年度であるため、記入しない。音響神経科学
周期構造に励起される表面プラズモンの偏光特性を用いた屈折率の微小変動検出

気体または液体試料の屈折率の微小な変動をin-situに計測する周期構造型の高感度プラズモンセンサの開発を目的として研究を行い,次の結果を得た:ホログラフィック格子をコニカルマウントした表面プラズモンセンサを試作した;このプラズモンセンサを用いて空気と気体試料(空気,酸素,窒素,水素)との屈折率差を検出した;提案する周期構造型プラズモンセンサのシミュレーションプログラムを製作し,実験結果を理論的に説明できるようにした.気体または液体試料の屈折率の微小な変動をin-situに計測する周期構造型の高感度プラズモンセンサの開発を目的として研究を行い,次の結果を得た:ホログラフィック格子をコニカルマウントした表面プラズモンセンサを試作した;このプラズモンセンサを用いて空気と気体試料(空気,酸素,窒素,水素)との屈折率差を検出した;提案する周期構造型プラズモンセンサのシミュレーションプログラムを製作し,実験結果を理論的に説明できるようにした.本申請課題では、液体や気体など一様媒質の微小な屈折率変動をin-situ(非抽出・非破壊・瞬時)に検出する周期構造型表面プラズモンセンサの開発を目的とする。平成19年度は、周期構造として金属格子を用いた表面プラズモンセンサを考案し、このセンサで気体試料の屈折率を測定し、小数点以下4桁目の屈折率変動が検出できることを実験および計算機シミュレーションにより示す。具体的に、下記の研究を実施した。(1)理論解析金属格子の表面に誘電体(検出する試料)をコートして、この金属格子をコニカルマウント(つまり、入射面と金属格子の溝が直交しないような配置)したときに励起される表面プラズモンを計算機シミュレーションにより求めた。数値解析には安浦の方法を用いて、回折問題(光を入射したときの回折波を求める問題)と固有値問題(コニカルマウントされた金属格子の表面波の伝搬定数を算出する問題)の両方を計算機シミュレーションするプログラムを作成した。このプログラムにより、コニカルマウントされた金属格子に励起される表面プラズモンの発生条件(入射角、波長など)を推定され、さらに吸収量を計算することができる。(2)プラズモンセンサ試作金属格子として市販のホログラフィック格子(1800本/mm、アルミコート)を用いて、コニカルマウントでレーザ光(677nmの赤)を照射し、そのときの入射角を変化させたときの鏡面反射光の強度及び偏光パラメータを測定する装置(周期構造型表面プラズモンセンサ)を設計し、試作した。(3)実験試作した周期構造型表面プラズモンセンサにおいて、気体試料(二酸化炭素、酸素、水素、窒素)に対して実験を行い、気体試料の有無をこのセンサにより検出できることを確かめた。空気と気体試料の屈折率差は小数点以下3桁から4桁程度であり、現時点で小数点以下3桁程度の屈折率変動を検出することができている。本申請課題では、液体や気体など一様媒質の微小な屈折率変動をin-situ(非抽出・非破壊・瞬時)に検出する周期構造型表面プラズモンセンサの開発を目的とする。平成20年度は、平成19年度に引続き下記の研究を実施した。(1)理論解析平成19年度は、反射型の周期構造(表面に誘電体(検出する試料)をコートした金属格子)をコニカルマウント(つまり、入射面と金属格子の溝が直交しないような配置)したときに励起される表面プラズモンを安浦の方法により計算するシミュレーションソフトを作成した。平成20年度は、金属薄膜を積層した周期構造に励起される表面プラズモンを解析するための安浦の方法による定式化を行った。この定式化による数値計算では、積層する層数の増加とともに、計算容量が増大するために、効率的な計算を行うための定式化の改良が必要であり、現在その研究を行っている。(2)センサの試作平成19年度に、周期構造として市販のホログラフィック格子(1800本/mm、アルミコート)を用いて、コニカルマウントでレーザ光(677nmの赤)を照射し、そのときの入射角を変化させたときの鏡面反射光の強度及び偏光パラメータを測定する装置(周期構造型表面プラズモンセンサ)を設計し、試作している。平成20年度は、この試作機での駆動最小角度を改善(従来の0.1度から0.05度へ)するための制御系を検討した(3)実験平成19年度に試作したプラズモンセンサを用いて、気体試料(二酸化炭素、酸素、水素、窒素)に対して実験を行い、気体試料の有無をこのセンサにより検出できることを確かめた。試作機の精度が良くなり、またノウハウも分かってきたことで、実験の再現性が良くなった。さらに、実験結果が測定環境に依存する傾向があることが分かった。本申請課題では、一様媒質の屈折率の小数点以下4桁から5桁目の変動をin-situ(非抽出・非破壊・瞬時)に計測する周期構造型の表面プラズモンセンサを開発する。平成21年度は,A.理論解析とB.実験・測定に関して下記の研究を行った:A.理論解析A1.昨年度までに作成した計算機シミュレーションソフトを用いて、コニカルマウントされた多層膜金属格子からなる周期構造型表面プラズモンセンサにおいて試料の屈折率が微小変動(小数点4,5桁程度)したときの反射光の楕円率が変動することを計算機シミュレーションにより確かめた。更に、金属格子表面にある試料の屈折率変化と楕円率の定量的関係を調べ,実験を行うための基礎的データを収集した。

A2コニカルマウントされた金属格子に表面プラズモンが励起されたとき、反射光が直線偏光になるメカニズムについて調べたが,解明には至らなかった。なお,計算機シミュレーションにより,反射光の楕円率変動がプラナーマウントでも生じることを見出した.B.実験・測定B1入射角を駆動させるコニカルマウントされた金属格子からなる周期構造型表面プラズモンセンサ(以後、駆動型プラズモンセンサ)を改良して,非駆動型つまり入射角を動かさないで屈折率変動を検出する非駆動型プラズモンセンサを試作した。B2 B1で試作した非駆動型プラズモンセンサを用いて、気体試料の屈折率変動を検出する方法について調べた絵.そして,気体試料(酸素、二酸化炭素、窒素、水素、他)の違いを反射光の楕円率変動から検出した。
新規自然免疫受容体による糖鎖依存的なインフルエンザウイルス認識機構の解明

これまでの研究代表者らの解析により、Immunoreceptor tyrosine-based activationmotif (ITAM)アダプター分子DAP12に会合する新規のITAM関連受容体であるIgSFR2は、インフルエンザウイルス(IFV)のヘマグルチニンタンパク(HA)を、HAの糖鎖修飾依存的に認識することが明らかになっている。そこで、本研究計画の最終年度である平成30年度は、既に合成を完了しているIgSFR2結合糖鎖モチーフをマウス生体に投与した場合の安全性および免疫学的作用について検討した。まず、野生型C57BL/6マウスの気道を外科的に切開し、糖鎖モチーフを投与した後、体重測定を含む経日的な状態観察を実施した。糖鎖モチーフを単回のみ投与、あるいは複数回投与したいずれの場合においても、マウスに目立った変化は認められなかった。続いて、野生型C57BL/6マウスにマウス馴化IFVを経気道感染させると同時に糖鎖モチーフを単回投与し、経日的な状態観察に加えて、段階的にCT(Computed Tomography)像を撮影した。その結果、IFV感染時に糖鎖モチーフを同時に投与したマウスでは、IFV感染のみの実験対照に比較して生存率が向上し、肺組織障害も顕著に抑制されていることが明らかになった。以上のことから、IgSFR2結合糖鎖モチーフはin vivoにおいてもIFVの吸着機構もしくは取込機構を競合的に阻害することによりIFVの感染効率を低下させ、結果としてインフルエンザ肺炎の増悪化を抑制する作用があることが確認された。今後はin vivoにおけるIgSFR2依存的なIFV感染成立機構の効率的な阻害に目を向け、IgSFR2を標的としたインフルエンザ肺炎の治療法開発に向けた基礎的知見を集積していきたいと考えている。これまでの研究代表者らの研究により、immunoreceptor tyrosine-based activation motif(ITAM)アダプター分子DAP12に会合する新規のITAM関連受容体であるIgSFR2は、インフルエンザウイルス(IFV)のヘマグルチニン(HA)タンパクを糖鎖修飾構造依存的に認識することが明らかになっている。そこで、平成28年度は、研究計画調書記載の方法に従って、IgSFR2が認識するIFV HAの具体的な糖鎖修飾構造を、生化学的手法により詳細に明らかにすべく、下記の検討を実施した。まず、前年度までに実施した糖鎖アレイ解析の結果明らかになっている、IgSFR2が認識すると考えられる糖鎖モチーフの絞り込みを行い、注目する1種類の具体的な構造について化学合成を民間企業に依頼し、mgオーダーでの大量合成を完了した。次に、合成した糖鎖モチーフを用いて、in vitroにおけるIgSFR2-Fcとの結合や、刺激によるレポーター細胞での活性化シグナル伝達の可否を解析したが、これについては現在最終評価の実施中である。さらに、先行する研究でこれまで使用してきたタイプの異なる複数のIFV(H1N1, N5N1, H7N9など)に由来するHAについて、脱糖鎖処理によって回収されたN型糖鎖に関する網羅的な質量分析を実施し、IgSFR2が認識する糖鎖修飾構造が、実際にこれまで実験に使用してきた全てのタイプのIFV HAに共通して存在していることを確認した。平成28年度については、IgSFR2が認識するIFV HAの具体的な糖鎖修飾構造を生化学的手法により明らかにすることを目的として、主としてin vitroの実験を展開して評価を行った。その結果、ほぼ予定した通りの実験を順調に実施し、平成29年度以降の実験で最も重要なツールとなる糖鎖モチーフの絞り込みと大量合成を、年度前半に滞りなく完了することが出来た。さらには、他機関の協力の元、実際のIFV HAの糖鎖修飾パターンについても、質量分析計を使った解析で詳細を明らかにすることができた。しかしながら、組換えタンパクやレポーター細胞を用いた評価については、想定したよりもやや時間を費やし、平成28年度中に確実な結果を得ることができなかったことから、全体と通じて「(2)おおむね順調に進展している。」との評価結果とした。これまでの研究代表者らの解析により、Immunoreceptor tyrosine-based activationmotif(ITAM)アダプター分子DAP12に会合する新規のITAM関連受容体であるIgSFR2は、インフルエンザウイルス(IFV)のヘマグルチニン(HA)タンパクと広範な結合活性を有し、かつ糖鎖修飾構造依存的にこれを認識することが明らかになっている。そこで、平成29年度は、研究計画調書記載の方法に従って、前年度までに合成を完了したIgSFR2が結合する糖鎖モチーフが、IgSFR2を発現する樹状細胞やマクロファージに及ぼす生理作用および免疫学的作用を、主にin vitroにおいて検討した。具体的には、マウス生体および組織に由来する複数の樹状細胞およびマクロファージを準備し、糖鎖モチーフで細胞を刺激した場合の炎症性サイトカイン/ケモカイン産生を、ELISAで解析した。その結果、糖鎖モチーフ単体はこれらの細胞に対する免疫刺激活性を有さず、炎症性サイトカイン/ケモカインの産生は全く認められなかった。次に、これらの細胞をIFVで刺激すると同時に、糖鎖モチーフを添加したところ、糖鎖モチーフの濃度依存的に、IFV刺激によって産生される炎症性サイトカイン/ケモカイン量が減弱することが明らかとなった。すなわち、この糖鎖モチーフは樹状細胞およびマクロファージにおけるIgSFR2を介したIFVの吸着機構もしくは取込機構を競合的に阻害することによりIFVの細胞への侵入を減少させ、結果として宿主細胞から産生される炎症性サイトカイン/ケモカイン量を減弱させる作用があることが確認された。

平成29年度については、IgSFR2が結合する糖鎖モチーフが、IgSFR2を発現する樹状細胞やマクロファージに及ぼす生理作用および免疫学的作用を明らかにすることを目的として、主としてin vitroの実験を展開して評価を行った。その結果、当初予定していた実験の2/3程度を滞りなく終了し、かつ最終年度に予定しているin vivo実験の実施に際しても、極めて重要な知見を得ることができた。しかしながら、他の業務の都合上、当初予定していた宿主細胞における糖鎖モチーフの集積や取り込み過程を蛍光プローブやpHインジケーターを用いて解析する実験を進展させることができず、具体的な結果を取得することができなかった。このため、平成29年度の進捗状況に関する評価としては、全体を通じて「(3)やや遅れている。」とした。平成30年度は研究計画の最終年度となるため、エフォート配分に注意しながら、研究計画調書に記載した解析を全て終了させ、今後の研究のさらなる進展に向けた有望な結果を得ることが出来ればと考えている。これまでの研究代表者らの解析により、Immunoreceptor tyrosine-based activationmotif (ITAM)アダプター分子DAP12に会合する新規のITAM関連受容体であるIgSFR2は、インフルエンザウイルス(IFV)のヘマグルチニンタンパク(HA)を、HAの糖鎖修飾依存的に認識することが明らかになっている。そこで、本研究計画の最終年度である平成30年度は、既に合成を完了しているIgSFR2結合糖鎖モチーフをマウス生体に投与した場合の安全性および免疫学的作用について検討した。まず、野生型C57BL/6マウスの気道を外科的に切開し、糖鎖モチーフを投与した後、体重測定を含む経日的な状態観察を実施した。糖鎖モチーフを単回のみ投与、あるいは複数回投与したいずれの場合においても、マウスに目立った変化は認められなかった。続いて、野生型C57BL/6マウスにマウス馴化IFVを経気道感染させると同時に糖鎖モチーフを単回投与し、経日的な状態観察に加えて、段階的にCT(Computed Tomography)像を撮影した。その結果、IFV感染時に糖鎖モチーフを同時に投与したマウスでは、IFV感染のみの実験対照に比較して生存率が向上し、肺組織障害も顕著に抑制されていることが明らかになった。以上のことから、IgSFR2結合糖鎖モチーフはin vivoにおいてもIFVの吸着機構もしくは取込機構を競合的に阻害することによりIFVの感染効率を低下させ、結果としてインフルエンザ肺炎の増悪化を抑制する作用があることが確認された。今後はin vivoにおけるIgSFR2依存的なIFV感染成立機構の効率的な阻害に目を向け、IgSFR2を標的としたインフルエンザ肺炎の治療法開発に向けた基礎的知見を集積していきたいと考えている。
Xenophyophores as bioindicators for polluant concentrations and species diversity assessment

クセノフィオフォラは世界中の海洋の深海底に多く見られる巨大な単細胞の原生動物である。その大きく複雑な殻は、水中から有害金属のみならず、等脚類、多毛環虫、軟体動物、棘皮動物など、多種多様な生物を引き寄せる。本研究の目的は、深海生態系の健全性の生物指標としてクセノフィオフォラの妥当性を確立するとともに、環境汚染濃度及び在来種/地域種の多様性評価に利用できるかを見極めることである。当プロジェクトには、解析のためのサンプルが不可欠であり、サンプル採取のための航海に出たものの、必要なサンプルが得られなかったため結果として予定していた計画遂行がかなわなかった。環境学27年度はサンプリングとDNA解析を実施予定のため、研究費は主にDNA解析に必要となる試薬の購入にあてる予定である。
船舶操縦者の行動特性に基づく着離桟操船支援システムの開発

近年、船舶運航における安全性の確保と効率化のために、操船支援システムの開発が進められている。支援システムとは完全自動化の装置とは異なり、オペレータとシステムが一体となって船舶の安全運航を達成するものである。私たちは曳船を使用した着桟操船を対象とした支援システムの開発を行っています。本研究において著者らは操船シミュレータを用いて着桟操船を行う人間の特性を明らかにすると共に支援システムの必要機能とシステムの構成を決定し、サポートシステムの開発を行った。初年度は着離桟操船における技能レベル推定法の確立、技能レベルの推定、必要技能の推定を操船シミュレータを用いて調査・分析を実施することを計画していた。しかし、本課題はH27科研追加採択のため、内示を受けた時期が10月末であった。そのため当初立案していた研究計画を見直す必要があった。初年度は船舶の操縦室を模擬したブリッジモックアップ内で船舶操縦を行う操船者の行動記録装置のシステム設計を行い、最低限必要備品の購入を行うと共に次年度の研究事項を円滑に進めるために動作及び有効性の確認を行った。次年度は記録装置の改善を行うと共に、人間の行動分析を行ない、支援システムの基本設計仕様を決定することとしている。行動分析は操船内容(タグボートの操作内容、舵、主機の操作内容等)と船体運動との関係から操船者の知的負担となっている業務を明確にする。本課題はH27科研追加採択のため、内示を受けた時期が10月末であった。そのため当初立案していた研究計画の見直しを行ったため。本研究は移動体の安全な運航環境を実現するための環境条件を論理的に明らかにし、一般社会に対し移動体操縦者いわゆるオペレータの重要性を正しく認識させることを目的としている。さらに移動体操縦を行うオペレータの知的負担を軽減し、確実に目的を達成することを可能とする支援システムの開発を行う。近年、移動体、大型プラントで発生した事故及災害の原因はそのシステムを運用する人間にあるとされ、その割合は非常に高いと理解されている。本研究では船舶運航、特に複数のタグボートを使用した着離桟操船を例に安全な移動体運航を達成するための必要条件及び移動体操縦者の行動を詳細に分析することを目的としている。本研究では工学的な視点から人間の行動分析を行い、船舶操縦者の知的負担の軽減を目的とした支援システムを開発することを目的としている。本年度は初年度に作成した船舶の操縦室を模擬したブリッジモックアップ内で曳船を用いた着桟操船を行う操船者の行動記録装置を用いて操船者の行動分析を実施した。さらに、分析結果に基づき操船支援システムの基本設計仕様を決定し、プロトタイプの作成を行った。支援システムは指令入力部、コントローラ部、意思決定用情報表示画面の3つのサブシステムで構成されている。本年度は実務者2名によるプロトタイプの支援システムを用いた検証実験を実施し、問題点、改良点の調査を行った。次年度は支援システムの改良を行い、本研究で開発を行った支援システムが操船者(人間)の知的負担となっている業務を支援すると共に、操船者が安全に操縦することが困難とされていた強外力下においても安全かつ効率的に操船が可能となることを実証する。初年度は内示を受けた時期が10月末であったため、当初計画していた計画を見直すこととなった。本年度は昨年度の計画と本年度の計画を並行して実施することができた。しかし、支援システムの予備検証実験を完了することが出来なかった。次年度は予備検証実験を継続すると共に支援システムの完成と実証試験を行う計画である。本研究は移動体の安全な運航環境を実現するための環境条件とオペレータに求められる能力の関係を論理的に明らかにすると共に一般社会に対し、移動対操縦者の重要性を正しく認識させることを目的としている。本研究では船舶運航、特に複数の曳船を使用した着離桟操船を例に安全な船舶運航を達成するための必要条件および操縦者の特性分析を行った。研究期間は3年間である。初年度は着離桟操船を行う操船者の操縦特性を調査するための計測システムの開発を行った。また、計測システムの性能評価を行い、本研究で目的とする特性分析が実施できることを確認した。第2年次は初年度に作成した計測システムを用いた特性分析を実施すると共に操船者の知的負担を軽減し、確実かつ安全な着離桟操船を実現するための支援システムの設計を行った。支援システムの設計は操船者の特性分析に基づき、人間が担当すべき機能と機械が担当すべき機能を明確化させ進めた。特性分析の結果、次に述べる3つの情報処理が大きな負担となっていることが明らかとなり、その情報処理結果の精度が船体運動制御結果に大きく影響することが明らかとなった。1)2つ以上の運動を同時に制御すること、2)複数の曳船の操作量を同時決定すること、3)船体を停止させるための操作を開始する時期及びその操作量を決定すること最終年度は基本設計に基づき必要機能を実現するために入力装置、制御力算出部及び意思決定を支援するための情報表示画面の作成を行った。また、支援システムを完成させると共にその有用性について検証実験を行った。本研究において開発を行った支援システムを用いた場合、操船基準を確実に満足することが確認できた。さらに、操船が許可されない外力下においても操船基準を満足することが確認できた。

支援システムとは完全自動化の装置とは異なり、オペレータとシステムが一体となって船舶の安全運航を達成するものである。私たちは曳船を使用した着桟操船を対象とした支援システムの開発を行っています。本研究において著者らは操船シミュレータを用いて着桟操船を行う人間の特性を明らかにすると共に支援システムの必要機能とシステムの構成を決定し、サポートシステムの開発を行った。本課題はH27科研追加採択のため、内示を受けた時期が10月末であった。そのため当初計画していた計画を見直すこととなったため。次年度は本課題の最終年度となる。次年度は本年度得られた予備試験結果に基づき支援システムの改良を行う。その後、実務者による実証実験を行い、本研究で開発を行った支援システムが操船者(人間)の知的負担となっている業務を支援すると共に、これまで操船者が安全に操縦することが困難とされていた強外力下においても安全かつ効率的に操船が可能となることを実証計画である。人間機械系解析本課題はH27科研追加採択のため、内示を受けた時期が10月末であった。当初計画では支援システムを完成させる計画であったが、プロトタイプによる予備検証実験を完了することが出来ず、支援システムを完成させることが出来なかった。また、本年度は本研究において操船者特性、支援システムの検証のために使用する操船シミュレータの運用計画を見直し、当初計画していた視界映像を投影しているプロジェクタのランプ交換を次年度に実施することとした。さらに、本研究成果の発表するために計上した国際会議出席のための旅費の節約を行った。当初、本研究では2・3年次計画として、操船者行動の特性把握、支援システムの設計・開発を並行して実施するものとしている。初年度の計画していた行動特性把握のための実験の遅れは、2年次に実施可能である。次年度は本年度の残額を使用し、支援システムを完成およびプロジェクタランプの交換を早期に実施し、最終実証実験を行う計画である。最終年度は本年度計画していた予備検証実験を行うこととしているので、プロジェクタランプの交換回数を2回実施する予定である。
肥満細胞トリプターゼ特異受容体(PAR-2)を介する関節破壊機序の解明

肥満細胞トリプターゼ・レセプター(PAR-2)を介したシグナル伝達から発現に至る機序を解明し、肥満細胞トリプターゼが関節炎・関節破壊の中心的な役割を果たしていることを実証することが我々の目的であり、研究実施計画に基づき、以下の結果が得られている。1.肥満細胞トリプターゼの関節炎における病態的意義の解明関節液中の肥満細胞トリプターゼ活性比率が炎症性関節疾患(RA, OA)では正常人に比べ有意に高い。滑膜細胞の培養実験では、肥満細胞トリプターゼやレセプターアゴニストを添加にて、細胞の増殖能やサイトカインの産生能が亢進している。RT-PCRで、培養滑膜細胞におけるトロンビン・肥満細胞トリプターゼのレセプターmRNAの発現を認めた。特に肥満細胞トリプターゼのレセプターであるPAR-2 mRNA発現量は変形性関節炎より関節リウマチの滑膜中において有意に多かった。これまでに得られた結果の詳細は論文投稿中である。2.肥満細胞トリプターゼとトロンビン、カテプシンBとの関連性とその意義肥満細胞トリプターゼ・レセプター(PAR-2)を介したシグナル伝達から発現に至る機序を解明し、肥満細胞トリプターゼが関節炎・関節破壊の中心的な役割を果たしていることを実証することが我々の目的であり、研究実施計画に基づき、以下の結果が得られている。2.肥満細胞トリプターゼとトロンビン、カテプシンBとの関連性とその意義これまでに得られた結果の詳細は論文投稿予定である。肥満細胞トリプターゼの関節炎における病態的意義の解明関節液中の肥満細胞トリプターゼ活性比率が炎症性関節疾患(RA, OA)では正常人に比べ有意に高い。特に肥満細胞トリプターゼのレセプターであるPAR-2mRNA発現量は変形性関節炎より関節リウマチの滑膜中において有意に多かった。
肺癌における化学放射線療法の免疫チェックポイント療法効果増強メカニズムの解明

臨床病期III期の局所進行非小細胞肺癌に対して化学放射線療法後にデュルバルマブによる治療を受ける症例を対象に治療前、化学放射線療法終了後、デュルバルマブ投与後、増悪時の4回、末梢血を採取し、免疫関連分子の発現やがん細胞に特異的な遺伝子変化を解析する。また、治療前、増悪時の腫瘍組織における免疫チェックポイント分子の発現や浸潤リンパ球サブセット、がん細胞に特異的な遺伝子変化の解析を行う。これら解析の結果と腫瘍の病理所見、患者の臨床経過との関連を分析し、患者選択や予後予測に有用なバイオマーカーを同定する。
GH_4C_1細胞におけるリソゾームシステインプロテアーゼの細胞内輸送機構について

CI(cation independent)およびCD(cation dependent)MPRの発現を解析するために、まずCDMPRの細胞質側領域のペプチドを合成し、これに対するポリクローナル抗体を作製した。そしてこの抗体が、免疫沈降法、蛍光抗体法に使用できることを確認した。RT-PCR、免疫沈降法、蛍光抗体法により、GH4C1細胞におけるMPRの発現を検索した結果、同細胞においてはCIMPRの発現がCDMPRに比して著しく低いことが明らかになった。そしてこのことが、私の見出した現象、すなわち同細胞においてシステインプロテアーゼがリソゾームだけでなく分泌顆粒にも局在し、細胞外へ分泌されることの説明となることが示唆された。また、内分泌系の他の培養細胞株として知られるAtT-20、PC12細胞およびラット下垂体組織にて同様の解析をした結果、PC12細胞ではGH4C1細胞とは逆にCIMPRがCDMPRより発現が強く、AtT-20細胞、ラット下垂体では両者が同程度に発現していることが確認された。このことは組織、細胞により両者の発現様式が異なることを示唆する。(1)の結果に基ずき、エレクトロポレーション法を用いてヒトCIMPR遺伝子をGH4C1細胞に遺伝子導入した。安定に発現する細胞株を得るためG418 Sulfateで選択し、蛍光抗体法にて発現を確認することにより、CIMPRを高率に発現するクローンが得られた。現在、この細胞におけるシステインプロテアーゼの局在および分泌動態の解析を行っている過程である。
主観的会計情報の監査に関する事例研究

本研究「主観的会計情報の監査に関する事例研究」は、近年企業の財務諸表において増大してきた主観的会計情報のうち、いくつかの会計上の見積り(例、環境債務、年金債務、金融商品など)に対して、監査人がいかに対応してきたかを、3年間の期間にわたり検討し、特に、その問題点を、アメリカにおける証券取引委員会による監査上の処分事例の研究を通じて明らかにしようというものである。本研究は、主観的会計情報に関する監査上の処分事例の検討として、最終的には多数の事例の中から抽出した11件の事例について、その内容を主観的会計情報の性格と監査人の行動から分析し、とりわけ主観的会計情報の監査における失敗がどのように生じたかに焦点を合わせてその内容を図式化した。これらの研究の結果、主観的会計情報の監査において、(1)監査手続の適用の失敗、(2)証拠の入手・評価の失敗、(3)見積りの評価とその後の対応の失敗、(4)監査人の経験や知識の欠如と(5)会計上の見積りの変更への対応の失敗といった課題が存在することが確認され、また今後の研究における課題が明確になった。さらに本研究の期間は、結果的に、国際会計士連盟の国際監査・保証基準審議会が、従来の会計上の見積りの監査を全面的に見直し基準案を2度公開し、それぞれにコメントを募集した時期でもあった。そこで、これらの動きについて、会計上の見積りの監査に関する監査環境の変化や監査の失敗がその一因となったと考え、公開された2つの公開草案について、会計上の見積りの監査の新局面と位置づけ、その特徴を示し検討結果をまとめた。平成17年度は、まず事前準備を行った。これまで収集したいくつかの文献やSEC処分事例に関してすでに検討されている論考をもう一度調査し、とくに会計連続通牒(Accounting Series Releases)第200号のリーシング社の事例および会計・監査執行通牒(Accounting and Auditing Enforcement Releases)第109A号のサージカル社の事例など会計上の見積りが問題となった5つの事例について翻訳を行い、その構図を整理し分析のためのフレームワークの構築を試みた。現在のところ、問題となった主観的会計情報固有の性格、会計情報作成者の内部統制の問題を類型化して、それに対して監査人の問題をとりあげて議論する必要性を強く認識させられた。そこでこれらの類型化をより具体的に整理するため、平成17年12月に、イリノイ大学アーバナー・シャンペーン校を訪問しデータベース等を利用して、特定の会計上の見積りである工事進行基準に関する事例を収集した。現在その内容の検討を行い、次年度の成果の公表にむけて論文を作成中である。最終年度にわたる平成19年度は、まずは主観的会計情報の監査の代表である会計上の見積りについて、国際会計士連盟の国際監査・保証基準審議会によって2006年12月に公表された公開草案を総合的に検討した結果を論文として発表し、また学会で報告した。

さらに、過去数年にわたって検討してきた監査上の処分事例について、その検討結果を学会で報告し、その際の質問や助言を加えてその結果を論文にまとめた。本研究は、最終的には多数の事例の中から抽出した11件の事例について、その内容を主観的会計情報の性格と監査人の行動から分析し、とりわけ主観的会計情報の監査における失敗がどのように生じたかに焦点に合わせてその内容を図式化した。これらの研究の結果、主観的情報の監査において、(1)監査手続の適用の失敗、(2)証拠の入手・評価の失敗、(3)見積りの評価とその後の対応の失敗、(4)監査人の経験や知識の欠如と(5)会計上の見積りの変更への対応の失敗といった課題が存在することが確認され、また今後の研究における課題が明確になった。
CTエンジニアリングのための実物モデリングに関する研究

本研究ではX線CT装置による実体計測技術をベースとした新しいエンジニアリングを実現するためのモデリング技術について研究している。特に、CTデータから物体の表面を表す3次元のポリゴンデータ(メッシュデータ)を生成する。このような処理を等値面抽出というが、平成15年度は、特に多媒質境界抽出手法を開発し、アルミ、鉄、空気の3媒質などの場合の多数の媒質が出会うところの非多様体を生成する手法を開発した。これは、CTデータから面貼りに必要な情報と領域を抽出する3次元の画像処理アルゴリズムと、それに対して面を生成するMarching-Cubeabilityという概念を創案し、新しいアルゴリズムを作った。16年度は薄板のCTデータから、その中立面ポリゴン生成機能を重点的に研究した。この中立面生成機能では、従来の等値面抽出法を適用することができないプレス部品のような板構造を扱う。そのために板の中立面に相当するボクセルからポリゴンを生成する方法を開発した。また、精度評価のための試験用サンプル部品を作成し、実際にCTデータを計測によって求めて、その評価を行った。その結果、我々の手法で作成された中立面は、マーチングキューブによって作成した表面メッシュとほぼ同等の精度を持つことが確認された。一方、薄板部品ではその強度が問題になる。そこで中立面に対して板厚も計算し、薄板の板厚分布を求める手法を提案した。また、より複雑な薄板構造物では、溶接によって複数の板が組み合わされる場合が多い。そのため、溶接部分を認識して、複数の部品に分解する方法を考案した。これによって溶接されている場合でも、それを複数の部材に分解して中立面を求めることができるようになった。15年度はポリゴン生成機能を重点的に研究した。CTデータから物体の表面を表す3次元のポリゴンデータ(メッシュデータ)を生成する。このような処理を等値面抽出というが、次のような課題についていくつかの成果をあげた。1.非多様体ポリゴンデータ構造通常の等値面抽出では2多様体曲面(閉じた多面体)を前提としているが、本研究では、以下で述べるように非多様体のポリゴンモデルを扱う必要があるため新しいデータ構造を実現した。2.多媒質境界抽出アルミ、鉄、空気の3媒質などの場合、従来の等値面抽出では、うまくいかない。例えば、多数の媒質が出会うところの非多様体を生成する手法を開発した。3.中立面生成機能プレス部品のような板構造はソリッドではないので、従来の等値面抽出法を適用することができない。板の中立面に相当するボクセルからポリゴンを生成する方法について研究した。特に、CTデータから面貼りに必要な情報と領域を抽出する3次元の画像処理アルゴリズムと、それに対して面を生成するMarching-Cubeabilityという概念を創案し、新しいアルゴリズムを作った。その枠組みによって、上記の非多様体の面生成と中立面生成が同じ体系の中で統一的に実現できることを示すことができた。これらの機能を実現するプログラムを試作し、実際に計測したエンジンヘッドや板金部品のCTデータに対してプログラムを適用した評価検証を行った。平成15年度に開発したキュービックシェル理論をベースに、薄板の中立面メッシュを生成する。手法は、ボリュームモデルからセルという構造を作り、そのセルに対して中立セルを求める。

そしてこれをキュービックシェルへと変換し、面を生成するものである。さらに、その面の精度を向上させる最適化を行う手法を開発した。そして、精度評価のためのサンプルを作成し、実際にCTデータを計測によって求めて、その評価を行った。その結果、我々の手法で作成された中立面は、マーチングキューブによって作成した表面メッシュとほぼ同等の制度を持つことが確認された。一方、薄板部品ではその強度が問題になる。そこで中立面に対して板厚も計算し、薄板の板厚分布を求める手法を提案した。また、より複雑な薄板構造物では、溶接によって複数の板が組み合わされる場合が多い。そのため、溶接部分を認識して、複数の部品に分解する方法を考案した。これによって溶接されている場合でも、それを複数の部材に分解して中立面を求めることができるようになった。
森林生態系における放線菌類の機能の多様性に関する研究

本研究では,ブナ科樹木に内生あるいはその根圏土壌に生息する放線菌とブナ科樹木の萎凋病菌(Raffaelea quercivora)に対する抗菌性を明らかにするため,コナラ,アラカシ,ウバメガシを対象として,葉,茎,根の器官からの放線菌の分離と同定を行った.その結果,根,根圏土壌から多くの菌株を獲得された.葉に由来する株は根,土壌とは分子系統的に異なる仲間であった. R. quercivora菌株に対する抗菌性は菌株間で異なり, 460菌株中17菌株は,複数のR. quercivora菌株に抗菌性を示した.本研究では,ブナ科樹木に内生あるいはその根圏土壌に生息する放線菌とブナ科樹木の萎凋病菌(Raffaelea quercivora)に対する抗菌性を明らかにするため,コナラ,アラカシ,ウバメガシを対象として,葉,茎,根の器官からの放線菌の分離と同定を行った.その結果,根,根圏土壌から多くの菌株を獲得された.葉に由来する株は根,土壌とは分子系統的に異なる仲間であった. R. quercivora菌株に対する抗菌性は菌株間で異なり, 460菌株中17菌株は,複数のR. quercivora菌株に抗菌性を示した.放線菌を用いたブナ科樹木の萎凋病の生物的防除の確立を目指すため,ブナ科樹木とその周辺土壌からの放線菌の分離とそれらを用いた病原菌Raffaelea quercivoraに対する対峙培養試験を行った.6月から12月まで2ヶ月間隔でコナラ属3種(コナラ,アラカシ,ウバメガシ)の実生とそれらの根圏土壌から放線菌の分離を行い,コナラ,アラカシ,ウバメガシの各実生からそれぞれ14,36,32菌株が分離された.根圏土壌からは,コナラでは267菌株,アラカシでは404菌株,ウバメガシでは135菌株が分離された.また,6月に分離された113菌株を用いたR.quercivoraに対する対峙培養の結果,3樹種の実生由来の菌株で病原菌の生育を抑制するものはなかった.土壌由来の10菌株が本病原菌の成長を阻害し,そのうちの1菌株の阻害力は他のものより強かった.以上より,ブナ科実生および土壌から多数の放線菌が分離され,そのうち更なる接種試験に供試可能な有望菌株が獲得された.コマツナの根圏から分離された植物生長促進特性(インドール酢酸生産能,シデロファ生産能,リン酸塩可溶化能)を有する放線菌26菌株の植物生長に対する作用特性を明らかにするため,トマトを対象に地上部および地下部乾物重,開花への影響を調査した.その結果,26菌株中3菌株が地下部乾物重を有意に増加させ,10菌株が開花を顕著に早めた.以上より,放線菌の生長促進作用として,従来から示唆される植物バイオマス量の増加に加えて,開花促進という新規作用が確認された.放線菌は多様で有用な二次代謝物を生産する細菌であり,生物防除としての利用が注目されている.大部分の放線菌は土壌中に生息しているが,樹体内にも存在する.そこでブナ科樹木とその周辺土壌からの放線菌の分離とそれらを用いた病原菌Raffaelea quercivoraに対する対峙培養試験を行った.放線菌は,三重大学構内に生育するコナラ、アラカシ、ウバメガシの実生各3個体の葉、茎、根系、根圏土壌から行った.分離,純化された放線菌株を1/2PDA培地に静置し2日間培養した後,R.quercivora菌株を6cm離して静置し,さらに5日間培養した.その後,放線菌株と病原菌株との間に形成された生長阻止帯幅を計測した.その結果,実生から419菌株,根圏土壌から497菌株が得られた.純粋培養できた460菌株の中で,R.quercivora菌株すべて生長阻止帯を形成したのは,実生からの2菌株と根権土壌からの15菌株であった。生長阻止帯幅は,R.quercivoraの菌株間で異なっていたことから,放線菌の生産する抗生物質に対する感受性は,R.quercivoraの菌株によって異なると考えられた.また,耕地土壌および植物体内から放線菌276菌株を分離し,ナス科青枯病に対する発病抑制活性を試験管アッセイ法で検討した.活性の高かった10菌株について,次にポット試験で発病抑制活性を調べた結果,2菌株が優れた活性を示した.両株とも寒天培地上では同病菌に抗菌性を示さなかったが,一方の菌株はトマト根に定着させると抗菌性を発揮した.この結果から,選抜2株の作用機序はそれぞれ抵杭性誘導および抗生であると考えられた.