hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長期粘弾性対流モデルから迫る惑星内部進化の研究

固体惑星の内部熱進化と、表層地形の長期粘弾性変形のカップリングに取り組んだ。研究対象としては、地球の月や冥王星、さらには土星の周りを回る氷衛星など様々な天体を選択した。まず、簡略化した熱進化モデルを用いた粘弾性変形問題を月に適用した。月の地形や内部構造について、LROやGRAIL探査機により得られた最新のデータを解析した。その結果、約半数の巨大クレータがほぼ粘性緩和しきっていることが分かった。これを説明する熱進化モデルを、膨大なパラメータ空間から探すということを行った。その結果、地形が緩和しきるのに必要な温度は地殻下端で1300 K以上であり、それは月マグマオーシャンの固化から約50 Myr以内でしかありえそうにないことが分かった。このことは、月の巨大クレータの約半数はマグマオーシャン固化から間もない時期に形成したことを示している。これは内側太陽系における巨大衝突史を解き明かす鍵となる結果であり、国際誌Icarusに報告された。また既存の3次元熱対流モデルを用いた地形変形問題を冥王星に適用した。冥王星についてはまだ探査データがないが、New Horizons探査が迫っている。そこで得られるデータから冥王星の内部物質(放射性元素量)が推定できるであろうことを明らかにした。具体的には、巨大クレータの緩和割合やクレータ内部の断層方向(放射状か同心円状か)は表層の冷たく硬い層(弾性リソスフェア)の厚さで支配されており、この厚さは岩石核中のコアで決まることを明らかにした。この結果は国際誌JGR-Planetsに報告された。さらに、粘弾性変形プログラムとカップリングしやすい熱対流計算コードの開発も進めた上、氷衛星レアの進化における研究も行った。これらの結果は国際学会LPSCで発表された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の第一目標は、惑星探査で得られる地形や重力場データと比較可能な、惑星の内部進化を解き明かすための数値モデルを構築することである。数値モデルは(1)熱進化計算と(2)粘弾性変形計算という、二つの要素から構成される。本年度においては、(1)に関して、先行研究で提唱されている混合距離理論を用いた対流の効果を組み込んだ。また(2)に関しては、本年度は相転移の効果を組み込んだ。具体的には、固体・液体の変化を組み込んだ。特に前者に関しては研究例がほとんどない。そのため、比較的単純な惑星モデル(1次元対称一様定常球モデルなど)を用いて、計算コードの妥当性の検証を綿密に行った。より実際の天体条件として、冥王星をモデルにした計算も行った。冥王星を選んだ理由は、(A)氷を主体とした天体で、相転移の影響が計算結果に反映されやすいということと、(B)来年にはアメリカNASAのNew Horizon探査機が世界で始めて冥王星に接近して画像撮影などを行う予定になっており、観測データと比較可能な冥王星の進化モデルが待ち望まれているためである。冥王星の構造についてはほとんど分かっていないため、様々なパラメータ(初期温度や放射性元素濃度など)を広い範囲で振った、パラメータスタディを行った。その結果、冥王星の表面にあると想定される巨大クレータの地形の緩和は、氷マントルの性質よりも、その下にある岩石コアに含まれる放射性元素濃度に敏感であることが分かった。この結果は、探査機によるステレオ地形図から、地下数百キロにおける放射改変熱量の第一次見積りが可能であることを示している。放射壊変熱量は惑星長期進化において最も重量な熱源であることから、冥王星探査において地形決定が非常に重要となることが示された。

これらの結果は国際学会LPSCで発表された。26年度が最終年度であるため、記入しない。計算コードの主要2パートについて、それぞれ予定された拡張を行ったため。また、それを用いて、将来探査への展望についても、定量的な結果を得ることが出来たため。本年度の成果を論文という形でまとめるとともに、まだ実装されていないコード拡張を行う。また既に得られている他の天体の地形・重力場データの解析を行い、モデル計算との比較からその天体の進化史を制約していく予定である。
先天性心疾患の網羅的遺伝子解析による心臓発生分子機構の解明

最終年度は、先天性心疾患患者の網羅的ゲノム解析と情報科学的解析による候補遺伝子探索、さらにはアンチセンスモルフォリノによる一次スクリーニングを経て、選定した2つの機能未知遺伝子LZTR1およびDNAH10について、CRISPR-Cas9システムを用いた遺伝子改変疾患動物モデリングによるin vivo機能解析を行った。LZTR1は円錐動脈幹奇形と肥大型心筋症の家系から得られた候補遺伝子であるが、昨年度に得られたLZTR1改変ゼブラフィッシュのヘテロ欠失体の交配によりホモ化に成功した。組織学的解析によって、LZTR1ホモ欠失ゼブラフィッシュの心臓表現型は患者病態と同様に心室肥大を再現していた。さらに免疫組織染色によって、LZTR1の下流シグナルの一つとして、ERKを同定し、本疾患のRAS/MAPK症候群(Noonan症候群類縁疾患)とのオーバーラップが示唆された。これら機能解析の結果については国際誌に投稿中である。また、本研究成果をもとに、RAS/MAPK症候群関連心臓病の病態生理の理解に向けて研究を展開し、PRAS/MAPK症候群関連心臓病を有する別の患者の心筋の病理組織においてKi-67陽性細胞の異常な増加を見出し、ヒトで初めて心筋細胞増殖の所見を発見し国際誌に報告した。内臓錯位症候群の患者の解析から得られた候補遺伝子であるDNAH10に関しては、マウス受精卵の遺伝子改変を実施し、機能喪失アレルを得た。DNAH10改変マウスのF0個体は不妊となり、系統維持・継代が困難であった。仕方なくF0個体を解析することとなったが、残念ながらDNAH10改変F0マウスは目的の患者表現型(内臓錯位)を呈さず、疾患原因遺伝子としての証拠を掴むことは出来なかった。現在は、疾患感受性を修飾する遺伝子(modifier gene)としての関与を想定し、解析を続けている。現在までに、修正大血管転位症の2家系において全エクソーム解析を実施し、それぞれの家系において原発性線毛機能不全症の原因遺伝子として知られているDNAH5とDNAAF1の複合ヘテロ接合体変異を同定した。原発性線毛機能不全症は運動線毛の障害による内臓位置異常を特徴とし、典型例は全内臓逆位となる。先天性心疾患における心房心室・心室大血管不一致と左右軸決定の異常により起こる内臓錯位症候群は、近年同じ疾患のスペクトラム(Hetrotaxic defect)としてとらえることが提唱されているが、症例を対象に遺伝学的解析を行った報告は少なく、遺伝学的根拠に乏しかった。今回我々が行った解析により、左右軸の決定に関わる遺伝子の異常と心房心室不一致の関係が示され、心房心室不一致を左右軸の異常のスペクトラムとして捕らえる妥当性が支持された。また、内臓錯位症候群の14家系の全エクソーム解析を施行し、12遺伝子のDe novo mutationを同定した。そのうち心臓発生や左右軸の決定に関わっている可能性のある2遺伝子を同定した。機能解析として、CRSPR/Cas9を用いたゼブラフィッシュの遺伝子改変ノックアウト変異体の表現型解析を行い、現在、ヘテロ変異を有するF1世代のゼブラフィッシュ稚魚を飼育中で、今後F1世代同士の交配によりホモ変異体を得て、表現型を解析する予定である。また同時にマウスでも機能解析を予定しており、現在CRSPR/Cas9を用いたマウスの遺伝子改変ノックアウト変異体を作成するために、vector構築を行っている。患者検体の収集から、候補遺伝子を見つけ機能解析を始めることができており、おおむね順調に進展している。2017年度中に、新たに6家系の発症者を含むトリオ(18例)に対し、全エクソーム解析を実施した。その後の、情報科学的解析により、複数の疾患原因遺伝子を同定した。これらの成果は、以下に示すごとく、学術集会および英語論文で報告した。線毛機能不全に合併した心房心室あるいは心室大血管構築不一致の遺伝子解析から疾患原因遺伝子を同定し、これらの心奇形が内臓錯位症候群と同一スペクトラムに在る、という「heterotaxic heart defect」の概念を支持する結果として報告した。なお、発表時点でDNAAF1遺伝子変異による内臓錯位は初めての報告であった。また、全身合併奇形を伴わない孤立性の大動脈弁上狭窄症の患者において未報の新規ELN遺伝子変異を同定し、学術集会において報告した。孤立性右室流出路狭窄という、閉塞性肥大型心筋症としては稀な表現型を取った幼児例において、サルコメア遺伝子上に2つの変異を同定し、両変異の相乗作用について考察した内容を、学術集会において報告した。執筆した論文においては、心筋細胞の無秩序な増殖によって発症する心筋症、という新たな疾患概念を提唱し、またその分子遺伝学的な機序を考察した。現在進行中の、内臓錯位症候群に関連した新規遺伝子の探索・機能解析について、国際シンポジウムで報告した内容が対外的にも評価され、優秀ポスター賞を受賞した。こちらの研究計画については、動物モデルを用いた機能解析を進めているが、ヘテロ変異体の作出に成功し、交配によりホモ変異体系統を得、維持・解析することを準備中である。本年度中に、新たに6家系(18例)から被験者として参加することに同意を頂き、全エクソーム解析を実施した。その後の情報科学的解析によって、複数の疾患原因遺伝子を同定することに成功し、学会発表および英語論文として報告した。なお近年、本研究実施施設の特色として、重症心筋症患者の診療ニーズが増してきている中で、同疾患を対象にした遺伝子解析を本年度から試みている。

遺伝学的検討と病理学的解析手法を組み合わせることにより、「心筋細胞の無秩序な増殖による心筋症」という新たな疾患概念を提唱した。本疾患概念の妥当性については、今後、他グループからの批判的吟味・続報を待ちたい。より探索的な内容として進めてきた内臓錯位症候群の新規疾患関連遺伝子の同定・機能解析については、変異ゼブラフィッシュのホモ化を進めている。また、よりヒトに近い哺乳動物モデルとして、マウスを用いた疾患モデリングを昨年度末から計画していたが、こちらについても動物実験の承認を得ることができ、gene targeting guide RNAの設計、条件検討、受精卵へのインジェクションを実施し、標的遺伝子のキメラ変異体(F0)を得ることに成功した。生殖への影響が危惧される中、系統の維持にやや苦渋しているが、ホモ変異体の解析を進める準備を進めている。最終年度は、先天性心疾患患者の網羅的ゲノム解析と情報科学的解析による候補遺伝子探索、さらにはアンチセンスモルフォリノによる一次スクリーニングを経て、選定した2つの機能未知遺伝子LZTR1およびDNAH10について、CRISPR-Cas9システムを用いた遺伝子改変疾患動物モデリングによるin vivo機能解析を行った。LZTR1は円錐動脈幹奇形と肥大型心筋症の家系から得られた候補遺伝子であるが、昨年度に得られたLZTR1改変ゼブラフィッシュのヘテロ欠失体の交配によりホモ化に成功した。組織学的解析によって、LZTR1ホモ欠失ゼブラフィッシュの心臓表現型は患者病態と同様に心室肥大を再現していた。さらに免疫組織染色によって、LZTR1の下流シグナルの一つとして、ERKを同定し、本疾患のRAS/MAPK症候群(Noonan症候群類縁疾患)とのオーバーラップが示唆された。これら機能解析の結果については国際誌に投稿中である。また、本研究成果をもとに、RAS/MAPK症候群関連心臓病の病態生理の理解に向けて研究を展開し、PRAS/MAPK症候群関連心臓病を有する別の患者の心筋の病理組織においてKi-67陽性細胞の異常な増加を見出し、ヒトで初めて心筋細胞増殖の所見を発見し国際誌に報告した。内臓錯位症候群の患者の解析から得られた候補遺伝子であるDNAH10に関しては、マウス受精卵の遺伝子改変を実施し、機能喪失アレルを得た。DNAH10改変マウスのF0個体は不妊となり、系統維持・継代が困難であった。仕方なくF0個体を解析することとなったが、残念ながらDNAH10改変F0マウスは目的の患者表現型(内臓錯位)を呈さず、疾患原因遺伝子としての証拠を掴むことは出来なかった。現在は、疾患感受性を修飾する遺伝子(modifier gene)としての関与を想定し、解析を続けている。当初の計画通り機能解析を進めるが、ゼブラフィッシュを用いた遺伝子改変ノックアウト変異体の表現型解析では、患者の表現型と大きく異なり、病原性の確認が難しいと考え、同時にマウスの遺伝子改変ノックアウト変異体の表現型解析を計画している。
映像生成におけるフラクタル変形法の利用に関する研究

本研究では,樹木,雲,炎などの自然界に多く見られるフラクタル形状を変形するフラクタル変形法を提案し,CGによる映像生成に応用するための手法を検討する.本年度は,前年度に引き続き,以下の項目を実施した.(1)既提案のフラクタル変形法の改良(1-2)処理の高速化(2)フラクタルCGプリミティブの構築(3)フラクタル実写プリミティブの構築(4)フラクタルCG/実写プリミティブのデータベース化(1)の(1-2)については,まず,グラフィックスライブラリOpenGLのテクスチャ機能を利用したIFSアトラクタの高速描画法について検討し,実装と実験を行った.また,PCクラスタ上での並列化手法を検討した.さらに,研究実施中に確認された変形操作の不具合のため,(1)の追加課題として,変形操作の理論上の改善,ならびに,数値計算の高精度化のための実装方法の変更を行った.これにより,様々なケースに対する良好な変形の実現が確認できた.(2)については,フラクタルCGプリミティブとするCGモデルに対して,IFSモデルへの遺伝的アルゴリズムの適用によるフラクタル構造の自動決定法について,精度と計算速度の両面から既提案手法の拡張法の検討を行い,今後の実装・実験に対する有用な知見を得た.(3)については,まず,ビデオ映像の連続フレームから移動物体を抽出する方法を検討し,実装と実験を行った.そして,複雑な境界を持つフラクタル形状の抽出を目的としたαマッティングによる物体抽出法について,検討ならびに実装・実験を行った.本年度中のフラクタル実写プリミティブ構築法の開発までには至らなかったが,今後の開発に対する十分な知見が得られた.(4)については,データ化ならびに映像生成時の利用を効率化するための表現形式やデータ管理方法などについて検討を行い,今後の実装・実験に対する有用な知見を得た.本研究では,樹木,雲,炎などの自然界に多く見られるフラクタル形状を変形するフラクタル変形法を提案し,CGによる映像生成に応用するための様々な方法を検討する.本年度は,以下の項目について研究を行った.(1)既提案のフラクタル変形法の改良(1-1)より自然な変形の実現:既提案の変形法における形状の歪みや崩れを改善する手法を提案する.(1-2)処理の高速化:リアルタイムによるインタラクティブな変形操作を可能とする手法を提案する.(1-3)変形操作法の提案:ユーザにとって使いやすい変形操作法,ユーザインタフェースを提案する.(2)フラクタルCGプリミティブの構築実用性のある「フラクタルCGプリミティブ」を提案する.(1-1)については,既提案手法では,対象形状に与えた変位ベクトルに反復交差変換と呼ぶ変換を直接適用することで,形状の歪みや崩れが生じていた.そこで,変位ベクトルの代わりに,その増加率を変換することで問題の軽減を図り,計算機上での実装と実験により効果を検証した.(1-2)については,大規模な連立方程式を解く既提案手法に対し,上記の増加率から直接的に変位ベクトルを再構成する手法を考案し,高速化を図った.現状では単一CPU上の実装のみであり,現在,PCクラスタ上での並列化への拡張について検討している.(1-3)については,対象形状を覆うメッシュをインタラクティブに操作するユーザインタフェースをOpenGLベースで実装し,実験により有効性を検証した.(2)については,フラクタルCGプリミティブの対象とするCGモデルに本フラクタル変形法を適用するため,IFS理論に基づき,そのCGモデルのフラクタル構造を自動的に求める方法について検討し,実装および実験を行った.その精度はまだ不十分ではあるが,いくつか具体的な問題点が見出され,今後の改善に向けての知見が得られた.本研究では,樹木,雲,炎などの自然界に多く見られるフラクタル形状を変形するフラクタル変形法を提案し,CGによる映像生成に応用するための手法を検討する.本年度は,前年度に引き続き,以下の項目を実施した.(1)既提案のフラクタル変形法の改良(1-2)処理の高速化(2)フラクタルCGプリミティブの構築(3)フラクタル実写プリミティブの構築(4)フラクタルCG/実写プリミティブのデータベース化(1)の(1-2)については,まず,グラフィックスライブラリOpenGLのテクスチャ機能を利用したIFSアトラクタの高速描画法について検討し,実装と実験を行った.また,PCクラスタ上での並列化手法を検討した.さらに,研究実施中に確認された変形操作の不具合のため,(1)の追加課題として,変形操作の理論上の改善,ならびに,数値計算の高精度化のための実装方法の変更を行った.これにより,様々なケースに対する良好な変形の実現が確認できた.(2)については,フラクタルCGプリミティブとするCGモデルに対して,IFSモデルへの遺伝的アルゴリズムの適用によるフラクタル構造の自動決定法について,精度と計算速度の両面から既提案手法の拡張法の検討を行い,今後の実装・実験に対する有用な知見を得た.(3)については,まず,ビデオ映像の連続フレームから移動物体を抽出する方法を検討し,実装と実験を行った.そして,複雑な境界を持つフラクタル形状の抽出を目的としたαマッティングによる物体抽出法について,検討ならびに実装・実験を行った.本年度中のフラクタル実写プリミティブ構築法の開発までには至らなかったが,今後の開発に対する十分な知見が得られた.(4)については,データ化ならびに映像生成時の利用を効率化するための表現形式やデータ管理方法などについて検討を行い,今後の実装・実験に対する有用な知見を得た.
植物の運動と「記憶」に関与する化学物質

1)我々は、ハエトリソウをメタノール水溶液で抽出すると、その抽出液にはハエトリソウの補虫運動(葉の閉鎖運動)を引き起こす活性があることを明らかにした。しかし、分離を行うと活性が容易に消失する事から、この化合物は化学的に不安定であると考えられた。2)我々は、覚醒物質レスペデジン酸カリウムを基盤とした蛍光プローブ化合物を化学合成した。蛍光補助基として、分子サイズの小さなNBD,AMCA,dansyl基を結合させたプローブ化合物は、天然物にほぼ匹敵する活性を示した。現在、蛍光顕微鏡を用いて、これらプローブ化合物と植物組織との結合の観察について検討している。3)我々は、化学合成した人工覚醒物質を用いて、植物の就眠運動を阻害することに成功した。そこで、水分蒸散の機構を調べるために、就眠物質により閉じた葉と覚醒物質により開いた葉を用いて、一日の気孔の運動を観察した。その結果、気孔は、葉の開閉と無関係に、昼間は開き、夜には閉じるといった通常通りの開閉運動を行っていることが分かった。これらの結果より、マメ科植物は、就眠運動を行うことで、葉表面のクチクラ層からの水分蒸散を制御しているものと推定された。4)マメ科植物のギンネムは、小笠原・沖縄地方に分布するマメ科の外来植物であり、他の植物を駆逐して、地域の生態系を乱すことから問題になっている。我々は、葉を開かせる覚醒物質を用いて目的植物のみの就眠運動を阻害し、水分欠乏を誘導して枯死させることで、ギンネムを選択的に除草剤できるのではないかと考えた。そこで、ギンネムの活性物質の単離・構造決定を行い、就眠物質としてPotassium 2,3,4-trihydroxy-2-methylbutanoateを得た。また、抽出液中には覚醒物質による活性も確認されており、現在精製を進めている。
GNSSシミュレーションによる屋内屋外シームレス・ナビゲーションの研究

2年次である30年度は、主に光学的手法および音響測位手法の研究進展が見られた。光学的手法は室内照明光(複数)を変調してIDを付加し、その反射光をスマホで受信し、視野の物品について複数光源の照明照度の比から位置を求めるものである。音響手法は音源ビーコンの直接波のみならず、その壁面や床面での反射波を活用することで、少ないビーコン数で測位を成立させるものである。いずれも従来にない新提案ということで、発表した学会で注目された。これらを含め、5件の論文発表を行った。光学音響併用の測位技法については国際特許出願(PCT出願)を行った。既存の屋内測位技術を統合し、実用的な屋内測位サービスを成立させることが本研究の目的であるが、そのため、光学手法、音響手法、光学音響併用手法、無線手法を試みている。これまで、前3者において目標どおりの進展を得て、新技術開発および特許出願などを済ませている。無線手法について、現在FPGAを使用したリアルタイム波形合成器の製作を進めており、近く実験段階に入る予定である。無線手法はリアルタイムにGNSS信号を合成し、市販のGPS受信機による位置計測を成立させる構想で、それに対しFPGAを使用したリアルタイム波形合成器を製作している。これを完成させ、エントランスホールなど屋外と屋内の境界位置でもGPSマップを利用できるようにする延長技術を得たいと考えている。光学手法、音響手法を屋内の基準位置情報提供サーバとして機能させ、スマホの自律航法を併用して、完成した屋内地図案内サービスの立証実験をすることが、最終年度の課題となる。GNSSシミュレーションのための高周波信号生成装置を作成し、所期の動作を確認した。これは衛星ナンバーと軌道を入力しておき、その到着信号をシミュレートすることで、GNSS受信機に当該の位置を与え、表示させるもので、本研究提案の骨子となるものである。予定通り動作することで有効性を再確認できた。またGNSSシミュレーターを受信装置としても動作させ、上空のGNSS衛星を観測することで、実在の衛星とシミュレーターで生成した擬似衛星を同期させて使用する実験に着手した。単にGNSSとシミュレートするだけでは実在衛星と混合して測位させることはできないため、送受信とあわせた動作をさせる必要がある。このシームレスナビゲーションのため調整の必要となるパラメータについて検討を行った。本方式により屋内外のシームレスナビゲーションが可能になると期待する。平成30年度においてこの着想を展開することでナビゲーションのフィールドテストにつなげたい。ロボットアームを使用したスマホナビゲーションのデモ装置を作成した。見学者に本研究を効果的に説明することができる。以上の成果を雑誌論文と国際会議論文で発表した。また国際会議において本装置は研究の基本概念を実装使って示すもので、国内外の研究者と意見交換し、本方式を含めた屋内用歩行者ナビゲーションシステムの国際標準化作業を開始することで合意した。2020年東京オリンピック準備委員会と会合をもち、この方式の適用可能性について検討を行った。GNSSによる屋内外のシームレスナビゲーションについては、技術的に新規性のある課題なので実験を交えつつ進行させているが、予想を上回る成果を上げつつある。屋外から屋内、屋内から再び屋外に移行してもナビゲーションを継続できるように、必要な技術要素の洗い出しが完了した。屋内ナビゲーションの規格化と実証実験は、フィールドテストのスケジュールを検討している。2020年オリンピックについて、建設中のスタジアム周辺で歩行者ナビを行う計画を検討中で、関係団体と調整した。擬似GNSSについて、リアルタイム測位を提供するアルゴリズムを検討、実装中であり、本年度はこの開発に注力する。展開に応じて知的財産権の出願を考慮する。屋内外のシームレスナビゲーションのフィールドテストをショッピングモールや空港ロビーのようなオープンスペースで行うことを検討している。ここで開発された技術が2020年オリンピックに生かされるように、関係団体との協議を継続する。
突風率と波浪場の影響に関する観測研究

GPS波浪観測: GPS波浪計を、オーストラリアCSIROとBureau of Meteorologyが共同で行っているSOFS(Southern Ocean Flux Station)観測ブイに搭載した(2015年3月)。波浪計測は2時間に一度20分の計測を継続して行った.イリジウム通信で転送される統計値は常時モニタリングし,異常値の確認を行った.通年で途切れなくデータを取得することに成功した.本観測ブイでは、直接の大気フラックス計測は行わないが、風速計時系列、海洋乱流、複数の波浪計(加速度センサー)計測などを行っており,時系列同士の比較が可能となる.GPS波浪計観測データの品質管理と解析: SOFSブイ加速度計データの解析により,波浪中流体粒子運動の推定を行い,JKEO/NKEOデータと同様の解析結果が得られた.これにより,波群中の最大波の粒子速度は,弱い非線形性を考慮した速度を超えるということが,測定手法によらない頑強なものであることが確認できた。風速計データの解析と整備:SOFS風速時系列から得られた,突風率と乱流強度について,総観的な大気場との関係を考察するため,オーストラリア南部海域の大気モデルを、米国NOAAのWRFをベースとする領域大気モデルで再現した.その結果,極渦の影響による寒冷前線の通過と乱流強度の増大が関係していることが判った.突風率と波浪場の関係:SOFSブイで計測された波浪データの解析から,この海域ではうねりが卓越することがわかり,従って,突風率と波浪場との関係が必ずしも顕著ではないことが判った.この海域ではむしろ,前線に伴う鉛直循環が乱流強度増大の主要因出ることが判った.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。GPS波浪観測:当初予定していた平成25年度にJKEO観測ブイによる観測が中止となったため、補足データとしての、波浪モデルを構築した。GPS波浪計観測データの品質管理と解析:JAMSTEC Kuroshio ExtensionObservatory (JKEO 38.1N, 146.4E)とNew KEO (NKEO 33.8N, 144.8E)にて行った、GPS波浪計による観測データの品質管理(統計平均値、時系列)を行った。時系列から推定する方向スペクトルと、波浪モデルの方向スペクトルとの比較を行い、一定の相関が得られることを確認し、波浪ブイからの方向スペクトル推定が可能であることが判った。風速計データの解析と整備:新たな観測データの取得ができなかったため、気象モデル(気象庁NHM)による乱流パラメターの推定を、NOWPHAS風速観測データにて検証した。突風率と波浪場の関係:観測データを基にした解析は当初の予定通りには遂行できなかったが、突風率と波浪場におけるフリーク波指標(最大波高が有義波高の2倍を超える確率が高い波浪場)との相関に着目した解析を行った。弱くはあるが、波浪の方向スペクトルの特性と、突風率に相関が有る兆候が判った。当初予定していたJKEOにおける波浪及び風速観測が中止となったため、研究計画の変更を余儀なくされた。また、NKEOにおける観測データにも欠損が多く、気象データは一切取得できていないことが判った。従って、風況と波浪の同時観測データを新たに取得する必要が生じた。当初計画で平成25年度に設置が予定されていた、JKEO観測ブイによる波浪及び風速計測が中止となったため、別途入手した、国土交通省Nowphasデータ(波浪、風速時系列、2009年から2012年)を解析する。その他、既存波浪及び風速データの収集に努める。
リー群内極小部分多様体の安定性について

等質ベクトル束の調和解析の理論を応用する際,リー群Gの(複素)既約表現の既約因子として,部分群Kの表現が何回現れるかを知ること(分岐の問題)が重要になる.我々は,コンパクト対称対(F_4,Spin(9))の分岐重複度の安定性について次の様な結果を得た.λをF_4の支配的整形式、μをSpin(9)の支配的整形式とするときm(λ、μ)でλを最高ウェイトとするF_4の複素概約表現におけるSpin(9)の複素概約表現でμを最高ウェイトとする物の重複度を表す.F_4の基本ウェイトλ_1・・・λ_4をλ_4が(F_4,Spin(9))の球表現の最高ウェイトであるようにとるとき、λが十分大きければさらにこの結果を用いた計算機プログラムを作成して分岐重複度の計算を行ない、応用として、ケイリー射影平面上の外微分形式に作用するラプラシアンの固有値を全て計算した.また、対(G_2,SU(3))の分岐重複度についても,(F_4,Spin(9))について得られたのと同様の性質があることも分かった.ユークリッド平面上の円の性質を一般化して,リーマン空間内の円が定義される.normal等質空間では全ての測地線は等長変換群の1径数部分群の軌道として表されることが知られているが、全ての円が等長変換群の1径数部分群の軌道として表される等質空間は2点等質空間であり,またその逆も成立することを示した.この過程において、階数1対称空間の円は2つの曲率により特徴付けられることも示せた.等質ベクトル束の調和解析の理論を応用する際,リー群Gの(複素)既約表現の既約因子として,部分群Kの表現が何回現れるかを知ること(分岐の問題)が重要になる.我々は,コンパクト対称対(F_4,Spin(9))の分岐重複度の安定性について次の様な結果を得た.λをF_4の支配的整形式、μをSpin(9)の支配的整形式とするときm(λ、μ)でλを最高ウェイトとするF_4の複素概約表現におけるSpin(9)の複素概約表現でμを最高ウェイトとする物の重複度を表す.F_4の基本ウェイトλ_1・・・λ_4をλ_4が(F_4,Spin(9))の球表現の最高ウェイトであるようにとるとき、λが十分大きければさらにこの結果を用いた計算機プログラムを作成して分岐重複度の計算を行ない、応用として、ケイリー射影平面上の外微分形式に作用するラプラシアンの固有値を全て計算した.また、対(G_2,SU(3))の分岐重複度についても,(F_4,Spin(9))について得られたのと同様の性質があることも分かった.ユークリッド平面上の円の性質を一般化して,リーマン空間内の円が定義される.normal等質空間では全ての測地線は等長変換群の1径数部分群の軌道として表されることが知られているが、全ての円が等長変換群の1径数部分群の軌道として表される等質空間は2点等質空間であり,またその逆も成立することを示した.この過程において、階数1対称空間の円は2つの曲率により特徴付けられることも示せた.
補綴領域における歯科心身症の診断・治療に関する研究

咬合異常感、舌痛症、非定型歯痛など補綴治療に関連した歯科心身症患者の診断、治療について検討を行った。精神疾患の既往を持つ患者の割合は多くないことが明らかになった。特に咬合異常感に関連する症状は難治性で、咬合調整や義歯調整の繰り返しは症状を悪化させる可能性が示唆された。咬合異常感の患者においてSSRIやSNRIなどの抗うつ薬を用いた薬物療法の有効性が示唆された。補綴歯科が、診断機器の発展、インプラント治療やマテリアルの進化で発展する陰で、説明のつかない慢性の痛みや咬合の違和感、味覚障害、異常感など様々な原因不明の症状に苦しむ患者群が存在する。このような患者は、歯科では「気のせい」「精神的な問題」として突き放され、それではと精神科や心療内科に行くと「歯のことはわからない」「精神科の範疇ではない」とされて、さながら医療難民と化し、望まざるドクターショッピングを強いられてきていた。本当に本人の訴えるように歯科的な問題なのか、それとも歯科心身症なのか、精神科疾患なのかも不明なままの患者が多く存在している。これらの問題の現状把握を目的として、歯科心身外来初診患者574名を対象にレトロスペクティブな検討を行った。患者には女性が多く、81%を占めた。患者の受診経路はほとんどが紹介で紹介元の6割は医科であった。初診時診断名は舌痛症がもっとも多く39%、次いで非定型歯痛18%、口腔異常感症15%であった。発症契機に関しては、歯科処置・口腔症状に関連するものか43%であった。また、舌痛症と非定型歯痛の患者にどのような精神科病名の診断名がつくかを調査した結果、舌痛症の51%、非定型歯痛の33%には精神科での診断名がついていなかった。これらの結果から、歯科心身症は精神科疾患とは本態が異なり、歯科で対応するべき疾患である可能性が示唆された。また昨今、歯科臨床上で大きな問題となってきた歯科インプラントが関係する歯科心身症患者の情報収集も開始した。これらの結果から歯科心身症の診断基準の妥当性を検討した。被験者は、本学義歯外来を受診した患者のうち、歯科医学的に症状に相応する異常が認められず歯科心身症が疑われる患者および、本学歯科心身症外来に、咬合異常感、義歯不適応症など補綴的な愁訴で紹介受診した患者とした。新患だけでなく、外来で補綴処置がスムーズに進行せず、通常歯科医の常識から考えて明らかに治療が長引いている患者も被験者とした。既往に明らかな精神障害を有するものは除外して対象患者を絞り込んだ。特に、近縁疾患とされる感情障害、不安障害や心気症などの合併例については、必要に応じて専門科への対診を行い慎重な検討を行った。患者の症状は、従来の歯科医学の見地からは十分に説明しきれないという点で酷似していたが、その訴えには多様性があり単純なカテゴライズは困難なことがあらためて認識された。ただ、多くの患者は補綴治療を契機に発症しており、補綴専門医のもとを転々として治療を繰り返した結果さらに症状の遷延を招いていた。近年の傾向として欠損補綴にはインプラント治療が選択されることが多くなったが、インプラント治療を契機に発症した舌痛症、咬合異常感の予後は特に不良な印象を得た。これは、体内に金属体を半永久的に埋入固定したままにするというインプラント治療自体の特殊性と、単価の高さから開業医でのトラブルが発生しやすく発症後のケアの困難さの両面が関与していると考えられた。舌痛症の治療には従来三環系抗うつ薬およびSSRIが効果的に用いられてきたが、より副作用が少なく高い効果を発揮するSNRIの用量効果関係も検討されたことで、臨床における治療の選択肢が広がった。本学義歯外来を受診した患者のうち、歯科医学的に症状に相応する異常が認められず歯科心身症が疑われる患者および、本学歯科心身外来に、舌痛症、咬合異常感、義歯不耐症など補綴治療に関連する愁訴で紹介受診した患者とした。新患だけでなく、外来で補綴処置がスムーズに進行せず、通常歯科医の常識から考えて明らかに治療が長引いている患者も被験者として研究に組み込んだ。対象患者について、紹介病名や訴えの内容にかかわらず、同一のプロトコールに従って検査を行った。主訴、現病歴、治療歴、全身既往の聴取、歯牙残存状況、咬合支持域、補綴物の適合、咬合接触状況、粘膜の性状、顎関節症状の有無、咀嚼筋群の診査ならびに口腔内写真、パノラマレントゲン写真の撮影を行った。口腔内状況に相応しない訴えの内容は多岐にわたり病態の多様性が示唆された。特に痛みに関する症状よりも咬合の異常感覚についての症状が難治化する傾向にあった。長期間の咬合調整や補綴物の再製作がかえって症状を遷延させていると思われる症例もあった。

これらの症例を報告するとともに、歯科心身医学会において、補綴領域の歯科心身症について「咬合違和感の実態に迫る」と題されたシンポジウムで講演を行った。ディスカッションでは、安易な咬合調整などの補綴処置を避けることや、逆に歯科心身症と決めつけて補綴物の質の評価を怠ることの危険性などについての意見交換を行った。酷似しているようで歯科心身症の症状には微妙なバリエーションがあり、薬物療法への反応性、忍容性、副作用の出現に個人差が大きいことがわかってきた。咬合に関連した歯科心身症患者は独特のこだわりを持っている点に共通性があり、実際の治療が難航するケースも多い。24年度が最終年度であるため、記入しない。発症の契機と具体的な症状、その後の治療反応性、補綴的評価の推移から分類を行い、疾患概念を構築していく。補綴領域のみならず、心身医学や精神医学の最新の文献の渉猟、他科学会への参加を積極的に行い、従来の補綴学の概念にとらわれない仮説を模索する。
アミノレブリン酸投与後の腫瘍特異的ポルフィリン蓄積メカニズムの解明

がん患者にアミノレブリン酸(ALA)を投与すると、腫瘍特異的にポルフィリンが蓄積されることが知られており、この現象を利用したがんの診断・治療が臨床で用いられている。しかしながら、腫瘍特異的なポルフィリン蓄積の分子メカニズムは未だ解明されていない。そこで本研究では腫瘍特異的なポルフィリン蓄積メカニズムの解明を目的とし、特異的なポルフィリン蓄積に関わる生体内物質を同定する。その結果、ALAの取り込みにトランスポーターPEPT1、ポルフィリンの排出にはATP-bindingcassette(ABC)トランスポーターABCG2が関わっていることが示された。がん患者にアミノレブリン酸(ALA)を投与すると、腫瘍特異的にポルフィリンが蓄積されることが知られており、この現象を利用したがんの蛍光診断・がんの光線力学治療が臨床で用いられている。そこで本研究はALA投与後の腫瘍特異的なポルフィリン蓄積メカニズムの解明を目的とし、特異的なポルフィリン蓄積に関わる生体内物質を同定する。本年度は、mRNA定量RT-PCR法のためのプライマー設計・標的分子の過剰発現または発現抑制株の樹立を行い、標的分子がポルフィリン蓄積に与える影響を評価した。ポルフィリン生合成に関連する12遺伝子のmRNA配列に特異的なRT-PCR用プライマーを設計した。5種類のヒト胃がん由来細胞株を用いて、RT-PCR法で各遺伝子の発現解析を行った。その結果、ALA投与後にポルフィリンを多く蓄積する細胞と蓄積しない細胞を比較した結果、ポルフィリン生合成酵素発現量はほぼ同一であることが分かった。しかしながら、ペプチドトランスポーターPEPT1およびATP-bindingcassette(ABC)トランスポーターABCG2の顕著な発現変化が認められ、ポルフィリン蓄積にはトランスポーターの発現が大きく関わることが強く示唆された。これらのトランスポーターはALAの取り込み並びにポルフィリン排出に関わっていると推測される。現在、これらの過剰発現株・発現抑制株を樹立し、その機能の解析を行っている。また、アミノレブリン酸の投与後は好気代謝能が亢進することが明らかとなった。具体的には好気代謝で重要な役割を果たしているミトコンドリア内の複合体IV活性が1.5倍も上昇することが分かった。腫瘍内部では好気代謝が大きく阻害されていることを考え合わせると、ALA投与後の腫瘍特異的なポルフィリン蓄積は好気代謝能の低下から惹起される現象であるということも示唆された。さらに、これらの現象を利用した新たながんの検診技術も提案し、新聞発表等大きな反響を得た。そこで本研究ではALA投与後の腫瘍特異的なポルフィリン蓄積メカニズムの解明を目的とし、特異的なポルフィリン蓄積に関わる生体内物質を同定する。昨年度までの結果より、ALAの取り込みにペプチドトランスポーターPEPT1、ポルフィリンの排出にはATP-bindingcassette(ABC)トランスポーターABCG2が関わっていることが示された。さらに、ポルフィリンを蓄積しやすい株はPEPT1およびABCG2の顕著な発現変化が認められた。そこで本年度はこれらの過剰発現株・発現抑制株を樹立し、その機能解析を行った。その結果、PEPT1の過剰発現株ならびにABCG2発現抑制株ではポルフィリン蓄積能が飛躍的に向上した。以上のことから、この二つのトランスポーターの発現が腫瘍特異的ポルフィリン蓄積に大きく関わっていることが明らかとなった。さらに、がんの蛍光診断を施した膀胱がん臨床検体において、よりポルフィリンを蓄積する検体はPEPT1の発現が亢進し、ABCG2の発現が抑制されていることが分かった。以上のことからこれらのトランスポーターの発現がポルフィリン蓄積に与えることが臨床検体レベルにおいても確認できた。また、好気呼吸能が低下しているがんほどポルフィリン蓄積能が高いことが分かった。ALAは好気呼吸能を司るヘムタンパク質の前駆体であることを考え合わせると、ALA投与後の腫瘍特異的なポルフィリン蓄積は好気代謝能の低下から惹起される現象であるということも示唆された。さらに、これらの現象を利用した新たながんの検診技術も提案した。これは腫瘍特異的に蓄積したポルフィリンを血液・尿から検出するものであり、新たながん患者の簡易スクリーニング法として期待できる。
マイクロ・ナノ空間内におけるリアルタイム触媒スクリーニングシステムの開発

当該研究は、フッ素の親和力を用いたガラス壁面への触媒固定化技術を用い、マイクロ・ナノチャネル内化学反応のリアルタイム解析および触媒スクリーニングを同時に可能とするシステムを構築することを目的としている。本年度には、フッ化炭素鎖を持つシラン化剤で修飾したマイクロチャネル内に、ルイス酸触媒であるフッ化炭素鎖を持つスカンジウム錯体を含む溶液を導入して、触媒を固定化した後、100μmチャネル内にてアルドール反応を試みた。また、このチャネル内反応を、バルク均一系および不均一系(触媒固定化した粒径60μmのシリカゲルを混ぜる)と比較した。これら3つの系全てにおいて触媒濃度が同等になるように調整すると共に、収率が20%に達するまでの反応時間から、反応効率を評価した。その結果、バルク均一系における反応時間は20分であったのに対し、不均一系では7分、チャネルでは3分で同収率に到達した。すなわち、チャネル内に触媒を固定化することで、反応速度が向上することが分かった。さらに、チャネルのサイズ依存性についても検討した。この時、チャネル内での溶液滞在時間が5分となるように、流速を調整している。その結果、チャネルサイズの減少に伴って、すなわち比表面積が増大するにつれて反応速度が向上し、100μmチャネルでの収率20%から50μmチャネルでは36%まで増加することが分かった。さらに、繰り返し操作による収率への影響は見られず、再利用も可能であることを確認した。本年度は、フルオロカーボンを持つシラン化剤でチャネル壁面を修飾した後、ルイス酸触媒であるスカンジウムトリフラート(フッ素系配位子を持つスカンジウム錯体)を含む溶液をチャネル内に導入することで、チャネル壁面全体に金属触媒を固定化することに成功した。触媒を固定化したガラス壁面からアルカリによって触媒を剥がし、ICP(誘導結合プラズマ分光)分析を行うことで、単位面積あたりの固定化触媒を定量することが出来た。また、VUV(真空紫外光)を流路の一部分に照射して固定化物を分解することで、マイクロ・ナノチャネル壁面の任意の位置に金属触媒をパターニングすることも可能となった。これらにより、触媒を固定化したチャネル内における触媒的有機反応を行うための基盤技術が確立できた。さらに、既存の半導体加工技術を用いて核磁気共鳴(NMR)に適用可能なマイクロ・ナノチャネルを持つチップを作製した。作製したチップにモデル試薬を導入してNMRスペクトル測定を行ったところ、マイクロ・ナノ空間においても充分な感度でスペクトルが検出されることを確認した。次年度には、触媒を固定化したチャネル内で進行する化学反応のNMRリアルタイムモニタリングへ展開する。
有用物質生産を目指した微細緑藻のテルペノイド前駆体生合成経路の解明

群体性微細緑藻Botryococcusbrauniiは大量の液状炭化水素を蓄積するため、再生産可能なエネルギー資源としての利用が考えられている。本藻種にはA、BおよびLの3品種があり、これらの中でエネルギー資源として最も有望なのはbotryococcene類およびスクアレン誘導体等のトリテルペンを生産するB品種である。一般にトリテルペン類は2分子のファルネシル二リン酸の縮合により生成されると考えられている。ファルネシル二リン酸は、テルペン類共通の前駆体であるイソペンテニル二リン酸から生成されることから、本藻種が非常に多量のトリテルペンを生産できることは、他の生物と比べて非常に効率的にイソペンテニル二リン酸を生産し、トリテルペンの生合成系へと投入できるシステムを備えていることを意味している。このテルペン前駆体供給システムに関する知見を得るため、^<13>C標識グルコースの投与実験を行ったところ、本藻種におけるbotryococceneおよびスクアレン誘導体の生産に必要なイソペンテニル二リン酸は、DOXP/MEP経路(非メバロン酸経路)のみにより供給されていることが明らかになった。そこで本藻種におけるDOXP/MEP経路がどの様に制御されているかを調べるために、まず、1-deoxy-D-xylulose synthase(DXS)および1-deoxy-D-xylulose reductoisomerase(DXR)遺伝子のcDNAクローニングを行った。その結果前者については複数の、又、後者に関しては単一のクローンが得られた。今後、これらの遺伝子の発現がどのように制御されているのか、又、遺伝子産物の機能について解析を継続する予定である。一般にトリテルペン類は2分子のファルネシル2リン酸の縮合により生成されると考えられている。ファルネシル2リン酸は、イソペンテニル2リン酸から生成されることから、本藻種が非常に多量のトリテルペンを生産できることは、他の生物と比べて非常に効率的に大量のイソペンテニル2リン酸を生産し、トリテルペンの生合成経路へと投入できるシステムを備えていることを意味している。イソペンテニル2リン酸の生合成経路については、従来から知られていたメバロン酸経路に加えて、「非メバロン酸経路」という新規経路が存在することが近年明らかになっている。しかしながらB.brauniiのイソペンテニル2リン酸の生合成に関する知見は皆無である。そこで本研究では本藻種におけるイソペンテニル2リン酸生合成系のメカニズムを明らかにすることを目的とした。増殖期の藻体由来のcDNAライブラリーから非メバロン酸経路の第一段階で働く1-Deoxy-D-xyllulose synthase(DXS)および第二段階の1-Deoxy-D-xyllulosereductoisomerase(DXR)遺伝子を、それぞれの酵素において保存されているアミノ酸配列を基に作成した縮重プライマーを用い、PCRによりスクリーニングを行ったその結果、それぞれの酵素遺伝子の一部と思われるcDNA断片が得られたので、これらを基に同ライブラリーから全長遺伝子のクローニングを試み、いくつかのクローンを得ることが出来た。現在、これらの機能について解析を行っている。
ヨルダン「緩衝国家生存」のメカニズム:国家‐社会諸勢力間の調整と介入

本研究は、ヨルダン・ハシミテ王国が、60余年に及ぶ地域紛争と経済危機の歴史の中で、なぜ、どのようにして国家として生存できたのかを包括的に分析した。具体的には、2年間の研究活動を通じ、ヨルダンの政治体制、外交政策、国家-社会関係(わけても政府-イスラーム勢力関係)、ナショナル・アイデンティティと公定ナショナリズムにおけるエリート形成について検証し、同国独自の政治・安全保障システムの概要を明らかにした。21年度の研究実績は、以下の通りである。1.出張・調査・研究報告(平成21年12月。実施地域:ヨルダン、エジプト)まずヨルダン(アンマン市)を訪問、研究計画に係る、現地関係者との意見交換を行った。続いてエジプト(カイロ市)に移動、「イスラーム地域研究カイロ国際会議」に出席し、研究計画に係る研究発表(詳細は、11.参照)を行った。2.出張・調査(平成21年12月22年1月。実施地域:ヨルダン、カタル)まずヨルダン(アンマン市)にて、研究計画に関連した資料収集と、専門家との意見交換を行った。資料収集では、ヨルダンの国会議員名簿、政党一覧等を入手したほか、市内書店にて各種研究書を購入した。意見交換では、当地の政治.国際関係研究者と、平成21年11月に発足したヨルダン新内閣、総選挙に向けた動向等につき意見交換した他、共同論文の執筆について話を進めた。また、当地の政治経済学者とも、本件研究課題に関連した共同研究の計画につき打ち合わせた。カタル(ドーハ市)では、カタル大学の調査責任者(ヨルダン政治の専門家)と、政治意識に関する、ヨルダンを含めた多国間比較調査について意見交換した。3.研究発表(平成22年2月。実施地域:大阪府)大阪大学世界言語研究センターにて、ヨルダン政治の構造と、政府-社会諸勢力(わけてもイスラーム運動)の関係について研究報告を実施した。報告内容については、現在、研究論文としてまとめている。4.研究会(平成22年3月。実施地域:大分県)「ヨルダン研究ワークショップ」の1回目を、立命館アジア太平洋大学にて実施した。研究代表者、錦田愛子(早稲田大学イスラーム研究機構助手[当時])、江崎智絵(財団法人中東調査会研究員)の3名がヨルダンの政治体制、社会問題(ヨルダンのパレスチナ難民)、国際関係について報告、意見交換を行った。本研究の最終年度である22年度は、研究成果の公開、わけても国際学会発表や一般公開に力を入れた。口頭発表については、研究実施計画より充実した成果を収めた。他方、論文その他の著作については、単著にまとめるほどの量に達していないので、引き続き成果公表に努めたい。今年度末には、研究対象国であるヨルダンを含めた、中東・アラブ諸国全体で大規模な社会変動が起きたことで、図らずも、本研究目的の「緩衝国家であるヨルダンの生存を可能とする政治メカニズム」の存在を立証することとなった。ヨルダン情勢の短期的な見通しについては、既に11で公表しているが、今後は、より長期的な視野に立った検証を続けたい。1.学会発表上半期は、世界中東学会大会(バルセロナ市)にパネル参加し、項目11.のとおり発表した(ペーパーあり)。内容は、研究実施計画のうち「ヨルダンのナショナル・アイデンティティ」に係る部分で、同国の上からのナショナリズム構築の状況を様々な角度から論じた。また下半期には、研究実施計画の全体に係る内容を、公開シンポジウムにて発表した(項目11.参照)。具体的には、平成23年1月以降のヨルダン政治・社会情勢について、一般参加者を交えて討論した。なお、当該年度には間に合わなかったものの、近日中に公開予定の研究実績は以下の通り。(2)吉川卓郎「(仮題)ヨルダン社会とムスリム同胞団:変容する役割と方向性」(ペーパーあり)京都大学地域研究統合情報センター共同研究プロジェクト「中東地域における経済自由化と統治メカニズムの頑健性に関する比較研究」2011年度第1回研究会、京都大学東京オフィス、平成23年7月2日※発表確定2.論文項目11.のとおり。内容は、本研究の内容に沿って、直近のヨルダン情勢を分析したもの。なお、投稿済みで、当該年度の公開には間に合わなかったものとしては、以下のとおり。(2)吉川卓郎「(仮題)なぜヨルダンの反政府運動は盛り上がらないのか?」『季刊アラブ』第137号(平成23年6月20日発行予定)※査読なし、掲載確定。
粒子法による大変形を伴う流体・構造連成の数値解析

本研究では粒子法に基づいた流体-構造相互作用の数値解析手法の開発を行なった。以下にその詳細を示す。1.2次元の薄肉の構造物を1列に並んだ粒子によって表現し、薄肉構造物の応力-歪みの関係式を隣接する粒子間の相互作用として定式化した。本方法を用いて片持ち梁の振動の計算を行なったところ、変形が大きい場合にも振動周期が解析解とよく一致した。ただし、粒子の移動の計算において、単純なオイラー陽解法を用いた場合には精度が悪く、これをルンゲ-クッタ法とすることで精度の良い結果が得られるようになった。2.流体と構造物の相互作用モデルを以下のように開発した。まず、流体内の圧力場を計算する時には、構造物を剛体壁と見なして計算を行なう。ただし、構造物を表す粒子は、表面と裏面のそれぞれに圧力変数を持つものとする。次に、構造物の運動の計算では、構造物両面の圧力の差が外力として作用するようにする。これらを交互に行ないながら時間を進めていくことで相互作用が考慮される。3.上記の計算法を組み込んだ2次元計算コードを作成し、崩壊する水柱が垂直な薄肉構造壁に衝突する計算を行なった。壁の剛性が大きい場合には、壁変形しながらも水の衝突を跳ね返すことが計算された。壁の剛性が小さくなると水の勢いを防ぎ切れなくなり、壁は大きく変形し、水の一部がこぼれ落ちてしまう様子を計算することができた。なお、本計算結果はインターネットアドレス"http://www.utnl.gen.u-tokyo,ac.jp/usr/rohonbu/lab/mps/mps-j.html"に公開されている。本研究によって、構造物の大変形および流体の分裂・合体を伴う場合にも、流体-構造物相互作用を解析できる方法が開発できた。