hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物由来N-アセチルトランスフェラーゼの機能解析とR体アミノ酸合成への応用

変異酵素について詳細に調べると、2-フェニルグリシンに対する立体選択性は維持しながら、クロロ誘導体である2-クロロフェニルグリシンに対する活性が、5から10倍となった。rNatAとC70A、C70G、Y148F変異酵素について反応速度パラメーターについて比較すると、これら変異酵素はフェニルグリシンに対して親和性は0.57 mMから2.1から2.6 mMと低くなっていたが、触媒活性は8.9から12から29 S-1と高くなっていた。。2016年度の研究のために、大腸菌(E. coli DH5α)およびバチルス属細菌(Bacillus subtilis RIK1285-pBE-S vector)を宿主とした同酵素発現と形質転換株(Growing cell)によるRS-2-フェニルグリシンの光学分割を検討した結果、両宿主とも培地中のRS-2-フェニルグリシンを取り込み、S-体をN-アセチル化して菌体外に放出することがわかった。Chryseobacterium sp. 5-3B株の生産するアセチルCoA依存性N-アセチルトランスフェラーゼ(5-3B_NatA)は、キラルアミンである2-フェニルグリシンのL-体に対してのみ活性を示す特異な酵素であり、Growing cellによりラセミ体混合物の光学分割に応用可能である。本研究では推定高次構造モデルを基に、本酵素におけるアセチルCoAや基質の認識に関わるアミノ酸残基の推定を行った。5-3B_NatAは既報の類縁酵素とは類似性が低く、N-アセチルトランスフェラーゼと機能が推定されている類縁酵素との比較からもアセチルCoAの結合に関わると予想されている数個のアミノ酸残基しか見いだせなかった。そこで、立体構造が解析されているN-terminalアセチルトランスフェラーゼ類(PDB code: 5C88, 4KVO, 2CNS等)を基に推定高次構造モデリングを行った。5-3B_NatAの配列中には、同トランスフェラーゼ類に保存されているアセチルCoA結合モチーフ(R/Q-X-X-G-X-G/A)と類似した配列がみられ、Asn25Met35、Met87Val89、Gln94Tyr100、Leu120Lys135の領域に含まれるアミノ酸残基が基質結合またはアセチルCoAの結合に関わると推定できたことから、部位特異的変異導入により各アミノ酸残基をAla残基等に変えた変異酵素を調製した。酵素活性の変化や酵素反応速度論パラメータ比較した。アセチルCoA認識および結合については、、87Met、89Valおよび133Tyr残基が特に重要であり、アセチル基の転移には83Gluと133Tyr残基が重要であることがわかった。また、アミノ酸置換した変異酵素を調べる過程で、85Serを置換するとフェニルグリシンの4位置換体に対する活性が増大することも分かった。本研究では、Chyseobacterium sp. 5-3B株由来N-アセチルトランスフェラーゼの活性発現に関わるアミノ酸残基について調べた。既報のN-アセチルトランスフェラーゼ類とはアミノ酸レベルでの類似性が低かったが、データベースを参考に、推定高次構造モデルを作成することができた。これを基に活性発現に関わるアミノ酸残基と推定されるものについてアミノ酸置換を行い、酵素反応速度論パラメータを基に比較した。
ヒマラヤ山脈における水力発電プラント開発と気候変動が河川流況に及ぼす影響

本研究は、インドヒマチャル・ヒマラヤ地域を対象に開発が進む地中トンネルに着目し、水力発電の開発が河川流況や生物多様性に与える影響を、気候変動の影響も含めて分析する。従来の関連研究に比べて、水力発電開発から河川流況、土壌水分量変化、さらには山岳地域の農業と生物多様性までを包括的に取り扱う点がこの研究の特徴である。地中トンネルの環境影響評価に基づき、環境政策の意思決定者や、農業従事者、水管理者、水力発電関連会社にとって必要となる科学的情報を提供するほか、気候変動の影響が懸念されるヒマラヤ地域の水環境・エネルギー・農業の問題を包括的に議論する。平成30年度は、インダス川上流に位置するサトレジ川、ビアース川の水文現象に着目し、発電トンネルの開発と気候変動が河川流況の変動に及ぼす影響を検討した。具体的には、地中トンネルが水力発電開発にもたらす効果、地域の土壌水分量に及ぼす影響、またそれらが河川流況に及ぼす影響を包括的に分析するため、現地調査を実施した。同現地では、2か所で土壌水分量センサーを設置するとともに、サトレジ川、ビアース川流域を対象にして、計8か所の水力発電サイトを特定した。また、100か所以上の発電所に関して基礎データを収集し、関連文献のレビューを行った。2019年3月にヒマチャル・ヒマラヤ地域を対象に現地調査を実施した。現地の2か所で土壌水分量センサーを設置するとともに、サトレジ川、ビアース川流域を対象にして、計8か所の水力発電サイトを特定し、関連するデータも収集が進んでいるため、概ね順調に進んでいるものと判断される。土壌水分量の情報は現地の農業にとって重要であり、地中トンネルによる小規模発電が、当該地域の水循環に及ぼす影響をより詳細に分析する。次年度も、再度サトレジ川とその部分流域を中心に現地調査を実施し、設置したセンサーのデータを取得・分析する。また同地域の農業、水管理、水力発電開発の実態、それらが流域水循環に及ぼす影響について分析した論文を包括的にレビューする。対象地域の小規模水力発電については、100か所以上の発電所に関して基礎データを収集したので、次年度はその分析とともに、周囲の植生活性指標を含めた土地被覆をリモートセンシングデータによって解析する。さらに、気候変動の影響については、1970年から2017年の期間を対象にインド気象局が整備した降水データを季節ごとに解析して、近年の変動傾向を明らかにする。また、同データセットには空間解像度0.5度で月平均の土壌水分量データが含まれるため、上記の現地計測データとも比較をしながら、土壌水分量の変化を分析する。
顎下腺の老化に及ぼすエストロゲンの影響

1,ラット顎下腺由来上皮RSMG細胞の樹立低カルシウム無血清培地を用い、形態、増殖性の安定したWistarラット顎下腺由来上皮RSMG細胞を樹立することができた。3,RSMG細胞の分化能の解析RSMG細胞は、無血清下にHGFならびにFGF-1を添加して三次元コラーゲンゲル培養を行うと、樹脂状にbranchを延ばして導管様構造をとることを明らかにすることができた。4,RSMG細胞のエストロゲンレセプター(ER)の発現調節RSMG細胞をTGF-β、EGFにて処理後RNAを抽出し、ERに対するプライマーを用いてRT-PCRを行った。その結果、RSMG細胞にERのmRNAの発現が認められた。顎下腺において、ERがなんらかの機能に関与している可能性が示唆された。上記14の事項に関して、平成8年歯科基礎医学会総会にて発表を行った。5,今後の研究の計画(1)in situ hybridization法を用いて、三次元コラーゲンゲル培養して導管様構造をとったRSMG細胞にTGF-β、EGF処理を行った後、ERの発現部位を同定する。(2)RSMG細胞において、ERにより調節を受けていると予想される分泌蛋白の発現を検討する。(3)上記14の事項に関してをまとめ、論文発表の予定である。
交通等の都市社会基盤システムのもたらす環境影響の管理

本研究は実用的な広域交通環境影響評価支援システムを構築して、具体的な地域・政策の評価へと発展させることと、またこれらの諸政策を実施する場合の環境対策費用の負担と配分についてその合理的ル-ルを明らかにすること、さらに沿道環境を考慮した広域交通幹線の沿道地域との一体的計画・設定指針を提言することを目的としたものである。主な研究成果は、(1)広域環境影響評価支援システム開発のためのデ-タ収集及びモデルフレ-ムの作成、土地利用・交通・環境に関する分析デ-タの体系的整理・収集を行なうとともに、広域的評価という観点より、従来のモデルフレ-ムに検討を加えた。また、他の分担者と共に考慮されるべき広域交通環境の改善施策を整理した。(2)環境対随筑費用の負担配分方策のレビュ-及び負担メカニズムの設計・環境対策の観点からする公共事業施設事業計画の手続き費用負担配分の法制度、環境を加味した財源のあり方及び投資決定等について欧米の事例も含めて、方策をレビュ-するとともに、情報の不完全性が存在する場合の投資決定と費用メカニズムの設計に関する理論を構築した。また、燃料税が小型トラックディ-ゼル車普及率に及ぼす影響を分析できた。(3)沿道環境対策の整理と各環境形成手法の効果・有効性の検討・空間構成・景観設計とCADシステムを開発する上で必要となる物的・空間的環境改善策とその実現手法を見いだすとともにこれらの手法を環境に及ぼす効果・有効性を定量的に把握した。(4)都市活動の広域化がもたらす環境影響のための調査及び既存デ-タによる検討・商業施設の立地状況の変化と余暇活動の増加と集中に伴う観光交通の変動を地図からのデ-タ採取・現地調査・意識調査により行った。そして、これらの変化に起因する環境影響の評価項目とその尺度化を検討した。
磁気閉じ込めにおけるゾーナル流の形成とケルビン・ヘルムホルツ不安定性の研究

トカマクをはじめとする磁気閉じ込め核融合装置では、プラズマ乱流によって誘起される熱や粒子の異常輸送が大きな問題である。特に、これらの装置の高閉じ込めモードでは、ゾーナル流のようなプラズマの流れによって乱流が抑制されていることが知られており、乱流とプラズマ流との関係を解明することが、異常輸送の制御上、極めて重要である。本研究は、電磁的乱流がケルビン・ヘルムホルツ不安定性の安定化を通してどのようにゾーナル流形成に寄与するかを解明することを目的とする。平成13年度は、電磁的乱流として、抵抗性ドリフトアルベン波と抵抗性壁モードに注目し、その非線形数値シミュレーションを行った。抵抗性ドリフトアルベン波による磁気揺動エネルギーは運動エネルギーに比して無視できるレベルであるが、マクスウェル応力としてはレイノルズ応力を抑制する方向に作用し、ポロイダルシアー流の形成を妨げることが示された。また、抵抗壁がプラズマに近くて抵抗性壁モードの成長率が有限であれば、磁気揺動によるマクスウェル応力がポロイダル流を減衰させ、流速は有理面近傍ではほとんど零になることを見出した。平成14年度は、更に、圧力駆動型モードのひとつである抵抗性インターチェンジモード(RIM)に注目し、数値シミュレーションを用いて、以下の結果を得た。1)プラズマ中に二つの共鳴面ができる(二重共鳴となる)場合は、揺動により形成されるポロイダルシアー流はモード共鳴面と回転変換の極小となる位置に形成され、非共鳴条件では、回転変換が極小となる位置に形成される。2)共鳴面がひとつの場合は、RIMの非線形相互作用が有理面近傍の密度分布に平坦または逆勾配の局所構造を形成し、高βプラズマでも安定な密度分布を実現することを確認した。3)さらに揺動により形成されるポロイダルシアー流が、同構造の局所性を高めている。磁場中のプラズマ乱流では、非等方逆カスケードによりゾーナル流が自己組織化されることが見出されて以来(A.Hasegawa and M.Wakatani, PRL59(1987)1581)。ゾーナル流と乱流輸送の関連についての研究が世界的に進められてきた。その後、逆磁気シアートカマクにおけるETG(電子温度勾配駆動型ドリフト波)乱流をジャイロ運動論粒子シミュレーションにより調べた結果、磁気シアーがゾーナル流の形成において、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性の安定化を通して寄与することを見出した。(Y.Idomura, M.Wakatani and S.Tokuda, 7(2000)3551)。これらは静電的乱流によるゾーナル流の形成過程の研究であったが、今年の研究では、電磁的乱流がどのようなゾーナル流を生成するかを中心に調べた。電磁的不安定性としては、抵抗性ドリフトアルベン波に注目した。この不安定性は抵抗性ドリフト波とシアーアルベン波が同じ周波数になる場合に発生する。一方、MHDモードである抵抗性壁モードの非線形発展がプラズマ回転に与える影響にも注目した。プラズマのポロイダル回転は、抵抗性壁モードの成長率を下げる安定化効果を持っている。しかし、抵抗壁がプラズマに近くてしかも成長率が有限であれば、磁気揺動によるマクスウェル応力がポロイダル流を減衰させ、流速は有理面近傍ではほとんど零になる。このような場合には、非線形飽和レベルはプラズマ回転がない場合とほとんど同じである。

一方、プラズマ回転の減少が大きくない場合には、飽和時のプラズマ流速の程度に応じて安定化効果は残る。トカマクやステラレータなどのトロイダルプラズマ実験装置では、圧力駆動型不安定性が閉じ込め性能の決定に重要である。例えば、同不安定性に起因するプラズマ揺動から形成されるポロイダルシアー流はプラズマの異常輸送を抑制する輸送障壁形成に寄与すると考えられており、また、〓(=プラズマ圧力と磁気圧力の比)の低いプラズマ中における同不安定性の非線形相互作用が、高〓でも安定なプラズマ分布の形成に寄与するという可能性が指摘されている。本研究では、こうした観点から、圧力駆動型モードのひとつである抵抗性インターチェンジモード(RIM)に注目し、数値シミュレーションを用いて、RIMの非線形相互作用によるポロイダルシアー流と磁気シアーの複合効果に関して解析して、以下の結果を得た。1)プラズマ中に二つの共鳴面ができる(二重共鳴となる)場合は、揺動により形成されるポロイダルシアー流はモード共鳴面と回転変換の極小となる位置に形成され、非共鳴条件では、回転変換が極小となる位置に形成される。2)共鳴面がひとつの場合は、RIMの非線形相互作用が有理面近傍の密度分布に平坦または逆勾配の局所構造を形成し、高〓プラズマでも安定な密度分布を実現することを確認した。さらに揺動により形成されるポロイダルシアー流が、同構造の局所性を高めていることを見出した。これは、例えば、核融合科学研究所のLHD装置などで、理想圧力駆動安定限界を超えた高〓が得られるという実験結果の説明を与える。
伸縮・角度可変な爪機構により超人的把持動作を実現するロボットハンドの基礎研究

本研究においては、ロボットハンドの指の爪機構を、伸縮・回転させるための機構として、J型の全方向駆動歯車を作製した。これにより、伸縮・回転の動作を、1つの歯車機構で行うことが可能となり、かつ広い可動範囲を確保した。逆向きにも曲がる指関節を実現するための機構として、球状全方向駆動歯車を開発し、1点で直交した2つの回転関節を球状の歯車1個のみで実現し、広い可動範囲を実現した。可動式の爪機構を先端に取り付けるための指機構を3個の球状全方向駆動歯車を用いて製作し、実験を行った。指先端の爪機構については、形状記憶ゲルを利用した機構を製作し、把持する物体や障害物の形状に指先が適応しやすくなるようにした。平成27年度においては、伸縮・回転が可能な爪機構を、ロボットハンドの指と同じ構造を有する冶具の上に固定して、様々な物体のすくい取り動作の検証実験を行った。爪の伸縮する長さはリニアポテンショメータで計測し、爪の回転運動は回転式のポテンショメータで計測した。爪機構は、タイミングベルトを介して2個のDCモータで差動歯車を駆動することで、爪の伸縮・回転をコンパクトな機構で行うものであるが、平成27年度は、この差動歯車を構成する傘歯車の回転軸方向に発生するスラスト力により、爪機構全体に振動が発生する現象がまだ残っていたため、差動歯車機構を十分な剛性により保持できる指・爪構造の設計を新たに行って、実際にその構造を構成する金属製部品を製作した。この指・爪構造全体の剛性を高める改良を施した結果、傘歯車のスラスト力による振動は無くなり、より安定して爪機構の伸縮・回転を行うことができ、両者の動作の分離も確実に行えるようになった。さらに、摂氏60度以上に加熱すると軟化し、外力を加えると容易に変形し、冷やすと硬度が元に戻るという特質を有し、把持する物体の形状や環境に馴染んで変形することが可能な「形状記憶ゲル」の材質の最適化も進めた。その結果、この形状記憶ゲルを爪先端に取り付けた場合に、室温においても形状記憶ゲルが乾くこと無く、把持する物体の形状や環境に合わせて、その形状を滑らかに変化させることが可能であることを確認した。平成28年度以降は、爪先端の着脱可能な部分に、この形状記憶ゲルを実際に使用して、様々な物体のすくい取り実験を行う予定である。伸縮・回転が可能な可動式の爪機構を実際に作成し、マイコン制御の2個のDCモータにより、滑らかに動作することを確認した上で、様々な動作実験を行った。これにより、次年度以降の研究がスムーズに執り行えることが確実な情勢となったため、順調に研究が進捗していると判断した。平成28年度においては、伸縮・回転が可能な爪機構の新しい試作機の設計・製作と並行して、爪機構を指先端に固定して、様々な物体のすくい取り動作の検証実験を行うためのロボットハンドの指機構の設計・製作を進めた。ロボットハンドの指関節を駆動するために、前年度まで使用していた2重連動関節よりも可動範囲が大きく、動力伝達効率が高い「球状歯車」を新たに開発して用いた。この球状歯車は、当該研究グループがこれまで開発してきた「全方向駆動歯車」を、直交する2方向に曲率を有する「球面」に新たに適用したものであり、爪機構の直交する2軸方向の回転を、同一曲面上で実現するためにも使用することが可能である。爪機構に用いる場合には、スラスト荷重による振動やエネルギー損失が問題となりやすい傘歯車を用いた差動歯車機構よりも、滑らかで動力伝達効率が大きい爪構造の駆動が可能であることを確認した。平成29年度においては、共同研究を行っている「ソフトマターロボティクスコンソーシアム」の各研究グループの要素技術を応用して、爪機構の滑らかな表面に触覚センサ・温度センサ・非接触型障害物センサの電子回路を塗布したり、爪構造を形状記憶ゲルで構成して、把持対象物の形状・表面特性や環境の変化に柔軟に対応して爪形状を変化させ、高度なハンドリング作業を行ったり出来るような、より高機能を有する爪機構として発展させてゆく予定である。また、球状歯車以外の、自由曲面に対応した全方向駆動歯車も、爪機構や、爪機構を指先端に有するロボットハンドの関節部分に利用してゆく。伸縮・回転が可能な可動式の爪機構の改良を進め、爪に使用する材料も複数種類吟味すると共に、爪機構の滑らかな駆動に必要な新型球状歯車の機構も、複数種類製作して、パシフィコ横浜で開催された展示会「ET2016」などに試作品を展示し、日本ロボット学会学術講演会での発表も行った。本研究においては、ロボットハンドの指の先端に配置する爪機構を、双方向に伸縮・回転させるためのアクチュエータ機構として、従来技術である差動歯車とラック機構の組合せよりも小型・軽量にその動作を実現するための機構として、曲率ゼロの平面と正の曲率を有する「凸円弧型」の曲面との組み合わせとしての「J型」の全方向駆動歯車を作製した。これにより、爪機構の伸縮・回転の動作を、1つの歯車機構で行うことが可能となり、部品点数を減らして小型・軽量の構造で爪機構全体を構成できた。また爪機構の可動範囲を差動歯車とラック機構の組合せを用いた場合よりも広くすることが可能となった。

ロボットハンドの指関節に用いる予定であった2重連動関節については、既存の2重連動関節を改良した関節機構の試作を進めるのと同時に、それよりもさらに小型・軽量の機構により、逆向きにも曲がる指関節を実現するための新規の機構として、「球状全方向駆動歯車」を開発し、1点で直交した2つの回転関節を球状の歯車1個のみで実現し、既存の2重連動関節より広い可動範囲を、それぞれの回転関節軸周りに実現した。この球状全方向駆動歯車については、5段階以上の個別の試作を繰り返すと共に、可動式の爪機構を先端に取り付けるためのロボットハンドの指機構も3個の球状全方向駆動歯車を用いて実際に製作し、既存の2重連動関節より広い可動範囲を、各関節が有していることを実験的に確認した。指先端の爪機構については、従来の金属式の機構に加えて、滋賀県立大学の山野光裕准教授との共同研究で、温度により硬度を制御可能な形状記憶ゲルを利用した機構を製作し、把持する物体や障害物の形状に指先が適応しやすくなるようにした。実際のロボットハンド機構やロボットアーム機構を用いた各種の実験により、様々な狭隘空間で環境に爪を馴染ませて、把持動作を行うことが可能であることを確認した。本研究においては、ロボットハンドの指の爪機構を、伸縮・回転させるための機構として、J型の全方向駆動歯車を作製した。これにより、伸縮・回転の動作を、1つの歯車機構で行うことが可能となり、かつ広い可動範囲を確保した。逆向きにも曲がる指関節を実現するための機構として、球状全方向駆動歯車を開発し、1点で直交した2つの回転関節を球状の歯車1個のみで実現し、広い可動範囲を実現した。可動式の爪機構を先端に取り付けるための指機構を3個の球状全方向駆動歯車を用いて製作し、実験を行った。指先端の爪機構については、形状記憶ゲルを利用した機構を製作し、把持する物体や障害物の形状に指先が適応しやすくなるようにした。本研究課題の今後の推進方策としては、本研究グループで研究開発したロボットハンド機構の先端に、この伸縮・回転が可能な可動式の爪機構を取り付けて、「指の関節の自由度のみを有する従来型のロボットハンドの場合」と、「爪の伸縮・回転の自由度をロボットハンドの指先端に付加した場合」とを様々な把持動作によって比較し、爪の伸縮・回転の自由度により、どのようにロボットハンドの把持能力や可操作性が向上するのかを、特に狭隘空間において、定量的に解析・評価するための実験を行う。本研究課題の今後の推進方策としては、球状歯車を爪機構の駆動やロボットハンドの指関節の駆動に用いて、ロボットハンドも含めた「高機能マニピュレーション機構」の製作・改良を進め、従来型のロボットハンド・ロボットアームとの様々な環境における高度マニピュレーション作業の効率・精度を比較する実験を行う。可動爪部分の材料や形状の最適化も、様々な作業実験・把持実験を通じて、引き続き行う。ロボットハンドの爪機構駆動用のJ型全方向駆動歯車については、パシフィコ横浜で開催されたET2015(Embedded Technology 2015)において展示とデモンストレーションを行い、ロボットハンドの指関節機構駆動用の球状全方向駆動歯車については、同じくET2016において展示とデモンストレーションを行った。工学2015年度に行った伸縮・回転が可能な可動式の爪機構の把持動作実験・すくい取り動作実験の結果に基づき、2016年度に、ロボットハンドに実際に爪機構を取り付けた上で、追加の実験を行い、その実験結果を反映させた爪機構先端部分の材質の再選定と、設計改良を行う必要が生じ、そのための予算を確保しておかなければならなくなったため。
脂肪細胞による腫瘍形成促進機構の統合的解析

乳がんでは、脂肪細胞は腫瘍間質の重要な構成因子である。本研究では、乳がん細胞による脂肪細胞の性質の変化(「教育」)、および乳がん組織中で脂肪細胞が線維芽細胞や血管内皮細胞へ変化すること(「分化転換」)に特に着目して、脂肪細胞ががんを進展させる新機構を解明する。そのために、まず乳がん異種移植マウス(PDX)由来腫瘍細胞と脂肪細胞の共培養を用いた解析をすすめる。さらに、乳がん細胞とともにマウスに共移植した「蛍光標識した乳腺脂肪細胞」の血管内皮細胞や線維芽細胞などへの分化転換を解析する。これらの検討により、腫瘍ー脂肪連関を標的とした新たな治療法の開発へとつなげていく。
都市における低層高密度住居群の空間システムの数理的解析

都市において低層型住居が高密度に集合した「低層高密度住居群」は、土地の有効利用を背景に消失する傾向にある。高層集合住宅が安易に計画される昨今、低層高密度住居群を再考することは重要である。本研究は、都市における低層高密度住居群の空間システムを数理的に解析する手法を考案し、その有効な事例として中国・北京の四合院住宅群をとり上げ、現地における実態調査を通じて空間データベースを作成し、空間システムの特性に明らかにした。本研究の目的は、都市における低層高密度住居群の空間システムを数理的に解析し、多数の事例を横断的、体系的に把握することによって、建築・都市空間の高密度化の計画手法として有効な空間システムを客観的に提示することであり、次の3点となる。1)国の内外を問わず、都市における低層高密度住居群の事例を網羅的に多数取り上げ、各事例において、住居単体とその集合体の空間構成を捉え、空間システムの特性を概観し、事例の類型化を行う。2)低層高密度住居群の代表的な事例をとりあげて詳細な調査を行い、それぞれの空間システムを数理的に解析する。解析手法については、既存の密度指標やスケールとの関係を厳密に捉えながら、横断的、体系的に空間システムの有効性を評価できる数理的手法を開発する。3)上記の成果を統合的に提示するために、低層高密度住居群の空間データベースを構築する。低層高密度化において有効な空間システムを客観的に提示することにより、都市の高密度住居に対する新たな計画手法を導出する。平成20年度は本研究の初年度であり、これらの目的のうち、主として1)および2)の前半に取り組み、以下の3点を実施した。1.都市の低層高密度住居群の網羅的抽出世界各地に現存する低層高密度住居群の事例を文献より収集した。2.これまでの低層住居群の調査の整理すでに本研究室において実施した低層住居群の調査(ハノイ、バルセロナ、ソウル、等々)の資料およびデータを整理し、また、これらを利用して、解析方法などの検討を行った。3.現地実測調査と分析(第1回)第1回目の現地実測調査の対象地を、中国・北京の四合院住居群とした。北京に四合院住居については、既に予備調査を実施していたが、本調査では中国・北京の歴史文化保護区に該当する4地域を選定した。北京には伝統的な住居が多数存在していたが、近年の大規模開発とともに急速に消失している。ここで取り上げた歴史文化保護区では、伝統的な建築が比較的多く残存している。この地域における現状を現地調査するとともに、広域的に空間形態の特徴を捉える解析手法を提案し、これまでの秩序ある空間構成の特性を明らかにした。平成21年度は、これらの目的のうち主に2)について重点的に取り組み、以下の3点を実施した。1.現地実測調査の補足:既に現地実測調査の対象地として中国・北京の四合院住居群を取り上げ、地域として中国・北京の歴史文化保護区に該当する4地域を選定した。この補足的な調査をするとともに、低層高密度住居群の比較対象として、高層高密度住居の調査も実施した。2.調査対象地に関する詳細な分析:北京には伝統的な住居が多数存在していたが、近年の大規模開発とともに急速に消失している。この地域において、空間形状データベースを作成し、広域的に空間形態の特徴を捉えることのできる解析手法を適用した。結果として、その空間的特徴を定量的に示すことができた。3.他事例との比較分析:同様の分析手法を他事例(東京の密集住宅地など)に適用し、比較分析が行えることを確認した。結果として、それらの空間的特徴を定量的に示すことができた。

1)国の内外を問わず、都市における低層高密度住居群の事例を網羅的に多数取り上げ、各事例において、住居単体とその集合体の空間構成を捉え、空間システムの特性を概観し、事例の類型化を行う。2)低層高密度住居群の代表的な事例をとりあげて詳細な調査を行い、それぞれの空間システムを数理的に解析する。解析手法については、既存の密度指標やスケールとの関係を厳密に捉えながら、横断的、体系的に空間システムの有効性を評価できる数理的手法を開発する。3)上記の成果を統合的に提示するために、低層高密度住居群の空間データベースを構築する。低層高密度化において有効な空間システムを客観的に提示することにより、都市の高密度住居に対する新たな計画手法を導出する。平成22年度は、これらの目的のうち主に2)、3)について取り組み、以下の3点を実施した。1.調査対象地に関する詳細な分析:補足的な調査を実施した中国・北京の四合院住居群、および低層高密度住居群の比較対象として調査を実施した香港の高層高密度住居群について、空間構成に関する詳細な分析を行った。2.他事例との比較分析:低層高密度住居群の空間システムを数理的に解析する手法を提示し、これを海外及び国内のいくつかの事例(東京の密集住宅地)に適用し、比較分析を行った。結果として、低層高密度住居群の空間的特徴を定量的に示すことができた。3.空間データベースの構築:低層高密度住居群の空間データベースの事例を増やし充実化を図った。
脳虚血後意識障害の病態解明

前年度では、イソフルラン麻酔下での視床下部での一酸化窒素(NO)の推移とその反応物であるperoxynitriteの推移を観察したが、シリコンコーティングが不十分だったせいもあり視床下部梗塞が完全ではなかった。そこで、今回は、ナイロン糸のシリコンでのコーティングの長さを12mmとし、麻酔はイソフルランとセボフルランで同様の研究を行った。視床下部梗塞は体温の上昇を目安とした。あらかじめ、57日前に視床下部(Bregma -3.0mm,外側1.5mm,深さ6.2mm : Paxinos & Watsonのラット脳地図)にマイクロダイアリシス用ダミーカニューレを挿入し、両側脳波測定のためのスクリューを設置した。当日、同じ麻酔下でマイクロダイアリシスプローブ(長さ8.0mm,膜長2mm)を挿入し覚醒させた。2時間のコントロールを測定し脳波とマイクロダイアリシスプローベを1.0μl/minで灌流した。正常時の脳波は活性化脳波を示し、NOに関しては、NO_2(retention time 5分)とNO_3(retention time 8分)の2つのピークがみられ、NO_3の濃度の方が、NO_2よりも高かった。その後、イソフルランまたはセボフルラン麻酔下で左総頸動脈、外頚動脈を露出し、外頚動脈およびpterygopalatine動脈を結紮後、総頸動脈からシリコンコーティングしたナイロン糸を抵抗のある部位まで挿入し2時間留置した。脳波は梗塞側で徐波化し、NO_2およびNO_3の濃度は徐々に減少した。2時間後再びセボフルラン麻酔下でシリコンコーティングナイロン糸を抜去した。その後、6時間NO_2およびNO_3の変化を観察したが、視床下部でのNOの増加は、イソフルラン麻酔下と同様な変化で次第にその総和は減少した。しかし、1日3日目になると、視床下部でのNO_2、NO_3の濃度は増加し、NO_2濃度はNO_3よりも大きかった。脳波は、常に梗塞側で徐波化しており、健常側では活性化脳波が見られた。Nitrotyrosineの発現は、40μm凍結切片で観察したが、37日目で発現したが視床下部周辺部では観察されなかった。以上の結果より、麻酔によりそのNOの発現に差は殆ど見られなかったが、脳梗塞後の視床下部障害にNOが早期(時間単位)で関与することは少ないと考えられた。脳虚血・再潅流後の神経細胞障害にNOとその反応物であるperoxynitriteが関与することは知られている。しかし、覚醒維持に深く関与するオレキシン細胞に対して虚血・再潅流後に産生されるNOならびにperoxynitriteがどのように影響するかは知られていない。体重230260gのWistarラットを用い、イソフルレンで麻酔した後、中大脳動脈閉塞モデルを作製した。実験710日前にあらかじめマイクロダイアリシス用ガイドカニューレを視床下部外側部に挿入した。実験当日、深イソフルレン麻酔下、気管切開し筋弛緩薬で非動化した後、イソフルレン1.0MAC(1.2%)で麻酔を維持した。あらかじめ外頸動脈にセットしておいたシリコンコーティング4-0ナイロン糸を抵抗のあるところまで挿入し、2時間留置し脳虚血を作製した。2時間後、ナイロン糸を抜去し、再潅流した。NO変化(NO_<2^->,NO_<3^->)を虚血後3時間迄観察したが、NOに有意な変化はなかった。この事実は、NO産生細胞がオレキシン神経細胞と共存していないという報告もあり、オレキシン細胞は比較的脳虚血・再潅流に抵抗がある可能性があるのか、病的障害を起こすのはグリア細胞が関与すると言われており、時間的にiNOS含有グリア細胞の発現まで多量のNOは産生されないのかもしれない。一方、peroxynitrite発現の足蹠といわれるnitrotyrosineの発現を免疫組織学的に検討した。同様にイソフルレン麻酔下で中大脳動脈閉塞モデルを作製し、3日後、7日後のnitrotyrosineの発現を、凍結切片(30μm)にて観察した。その結果、nitrotyrosineの発現は7日目に見られ、その発現は大脳皮質梗塞巣の周辺に観察され、視床下部周辺には認められなかった。オレキシン細胞障害でのperoxynitriteの影響は少ない可能性が示唆された。

正常時の脳波は活性化脳波を示し、NOに関しては、NO_2(retention time 5分)とNO_3(retention time 8分)の2つのピークがみられ、NO_3の濃度の方が、NO_2よりも高かった。その後、イソフルランまたはセボフルラン麻酔下で左総頸動脈、外頚動脈を露出し、外頚動脈およびpterygopalatine動脈を結紮後、総頸動脈からシリコンコーティングしたナイロン糸を抵抗のある部位まで挿入し2時間留置した。脳波は梗塞側で徐波化し、NO_2およびNO_3の濃度は徐々に減少した。2時間後再びセボフルラン麻酔下でシリコンコーティングナイロン糸を抜去した。その後、6時間NO_2およびNO_3の変化を観察したが、視床下部でのNOの増加は、イソフルラン麻酔下と同様な変化で次第にその総和は減少した。しかし、1日3日目になると、視床下部でのNO_2、NO_3の濃度は増加し、NO_2濃度はNO_3よりも大きかった。脳波は、常に梗塞側で徐波化しており、健常側では活性化脳波が見られた。Nitrotyrosineの発現は、40μm凍結切片で観察したが、37日目で発現したが視床下部周辺部では観察されなかった。以上の結果より、麻酔によりそのNOの発現に差は殆ど見られなかったが、脳梗塞後の視床下部障害にNOが早期(時間単位)で関与することは少ないと考えられた。
非共有結合を介した超分子らせん複合体の創製と応用

アキラルもしくはキラルな化合物、特に電子的に中性の有機物を直接比色により検出する手法は、情報記憶や光学デバイス、センサー、ナノ材料などへの応用が見込まれることから、近年注目を集めている。我々の研究グループでは、これまでにシクロデキストリン(CyD)を側鎖に有するらせん高分子を用いるユニークな比色検出法を開発している。らせん構造を持つポリフェニルアセチレンの側鎖にα-シクロデキストリン(α-CyD)を有するポリマーpoly-1-αは、キラルなアミンである1-フェニルエタノールと1-フェネチルアミンを取り込んだ際、それぞれ異なる色である黄色とオレンジ色を呈色した。これは、本ポリマーが基質の違いをセンシングし、目に見える色の変化によりその情報を出力できたことを示しており、実用的な化学物質センサーへの展開が示唆される結果である。興味深いことにこのpoly-1-α錯体の溶液を、加熱及び冷却した際の円二色性(CD)スペクトルを測定すると、同一の温度条件で測定しても、加熱と冷却のプロセスにより異なるCDパターンを示すヒステリシス現象が観測された。このようならせん構造のヒステリシスは非常に特異な現象であり、その解析からは、DNAやタンパク質に代表される生体内のらせん構造体の挙動の解明にも繋がる可能性も期待できる。我々は、側鎖に長鎖アルキル基を有する光学活性ヘリカルポリフェニルアセチレン誘導体(poly-1)を、有機溶媒の蒸気を利用して2次元結晶化させることで、原子間力顕微鏡によるらせん構造の高倍観察が可能になることを見い出し、らせんの周期や向きを直接観察できることを示している。さらに、このポリマーのTHF溶液から作成された2次元結晶中のらせん構造が、ベンゼン飽和蒸気下で反転し、ベンゼン溶液から作成された場合と同じ2次元結晶構造へと転移することも見い出している。以上の背景を踏まえ、本研究では、poly-1のLangmuir-Blodgett(LB)膜を作成し、溶媒蒸気を用いてLB膜中のポリマーのらせんキラリティーを制御可能かどうかについて検討した。Poly-1は、クロロホルム中、一方向巻きのらせん構造に由来する円二色性(CD)スペクトルを示した。一方、四塩化炭素中においてもCDを示したが、そのパターンはクロロホルム中とほぼ鏡像関係となった。これは、クロロホルム中と四塩化炭素中でpoly-1のらせんの向きが逆向きであることを示している。次に、poly-1のLB膜を、ポリマーのクロロホルム溶液を水面上に展開した後、基板上に積層させることにより調製した。得られたLB膜は、クロロホルム中と類似のCDスペクトルを示した。興味深いことに,このLB膜を四塩化炭素の飽和蒸気下に置くとCDのパターンは反転し、四塩化炭素中のCDと同様のパターンへと変化した。以上の結果は、LB膜中のpoly-1のらせんの向きが、溶媒蒸気により制御可能であることを示している。
超高速ネットワーク上のオペレーティングシステムと透過型プロセスモデルに関する研究

本年度は、開発研究A「透過型プロセスモデル」を実装したミドルウエアであるVNAアーキテクチャの実装と評価を行った。具体的には、ネットワーク上に分散する計算機に接続された各種デバイスやセンサ、情報家電機器を、それらが持つ機能を単位として統合管理および制御、利用できるミドルウエアを開発した。特に、研究代表者が属する慶応大学徳田研究室内に、昨年度構築した総合的実験,施設「Smart Space Laboratory」を利用して評価を行った。また、同ミドルウエアの応用として、情報家電機器の融合フレームワーク「.HOME」を開発し、同フレームワークおよびその定量的/定性的比較評価結果に基づいて論文を執筆した。同フレームワークは、情報処理振興事業協会(IPA)の出資により、研究代表者が中心となって産学協同で進めている「情報家電機器を融合する基盤ソフトウエア.HOME」プロジェクトの主たる成果として採用された。同フレームワークではまず、計算機のシリアルポートから制御可能なカメラと、温度センサをはじめとする気象センサ、位置情報センサなどをターゲットとし、環境情報に基づいた動的適応を可能とする機構を開発する。その際ラップトップ計算機では、消耗品として購入するネットワーク機器(具体的にはPCMCIAイーサネットカード等)を利用した。これらの成果は、海外の著名な学会にて発表した。まず2002年7月にオーストリアで開催されたIEEE主催のICDCSでは、VNAアーキテクチャに関する包括的な発表を行った。また同年12月にフランスで開催されたACM主催のMultimediaでは、VNAアーキテクチャ中の脱着型サービス間通信機構に関する発表を行った。SFCオープンリサーチフォーラム、およびIPA技術発表会では、研究成果をポスターにまとめて展示したほか、プロトタイプシステムのデモンストレーションを行った。これらによって、本研究の成果を積極的に外部に公表した。
質感知覚における輝度ヒストグラム部分情報と空間サイクル数の寄与

本研究は,質感知覚の元となる表面知覚の必要条件について研究する.特に陰影を構成する低輝度成分(暗部)とテクスチャの物体内空間周波数(cycles per item)特性を明らかにする事を目的として研究を行った.本研究では,「暗部の情報が物体表面(拡散反射)知覚を支配する」という仮説について,広輝度帯域(high dynamic range: HDR)の視覚刺激を用いた心理物理実験により調べた.暗部は主に素材表面の構造に基づく陰影に起因しているが,布の織り目までディスプレイで再現できず正確な材質感が得られない場合がある.他方,織り目の細部が完全に再現されなくても質感を知覚できる場合もある.これらの状況を考慮しつつ,物体サイズに依拠した空間周波数の尺度である「cycles /item(物体サイズ当たりの周期数)」にも着目し,適正な質感情報を与える空間的精度要件について心理物理学的に調べた.4種類の材質(石,布,革,木)の平板画像71枚を用意し,その輝度ヒストグラムを作成した.画像全体の輝度を拡大/縮小した画像を作成し,どちらの画像がもっとも質感印象が強いかを選択させる実験を行なった.その結果は,材質によらず低輝度側にヒストグラムを縮小させた画像が選択された.これは視野全体における高輝度側と低輝度側の感度特性が異なることに依拠すると考えられる.そこで,空間周波数ごとのコントラスト感度関数(CSF)を異なる輝度レベルで測定する実験を行なった.通常は,刺激を呈示する視野全体の輝度を一斉に上下させるが,本研究では,ディスプレイの輝度レンジを明示的に示す背景を呈示し,CSFの測定を行なった.その結果,低い空間周波数の領域で輝度レベルによる違いが見られた.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,質感知覚の元となる表面知覚の必要条件について研究する.特に陰影を構成する低輝度成分(暗部)とテクスチャの物体内空間周波数(cycles per item)特性を明らかにする事を目的として研究を行った.本研究では,「暗部の情報が物体表面(拡散反射)知覚を支配する」という仮説について,広輝度帯域(high dynamic range: HDR)の視覚刺激を用いた心理物理実験により調べた.暗部は主に素材表面の構造に基づく陰影に起因しているが,布の織り目まではディスプレイで再現できず正確な材質感が得られない場合がある.他方,織り目の細部が完全に再現されなくても質感を知覚できる場合もある.これらの状況を考慮しつつ,物体サイズに依拠した空間周波数の尺度である「cycles /item(物体サイズ当たりの周期数)」にも着目し,適正な質感情報を与える空間的精度要件について心理物理学的に調べた.4種類の材質(石,布,革,木)の平板画像71枚を用意し,その輝度ヒストグラムを作成した.画像の平均輝度よりも高い輝度をもつ画素の輝度コントラストを1/5に圧縮した画像,平均輝度より低い輝度の画素の輝度コントラストを1/5に圧縮した画像の2種類を用意し,元画像と質感を比較する課題を被験者に行わせた.平均より高い輝度帯域の情報が重要な材質の場合には高輝度温存,低い輝度帯域の情報が重要な材質の場合には低輝度温存の画像が選択されることが予想される.10名の被験者に2回ずつ実験を行わせた結果,高/低輝度帯域を温存した画像の選択率は材質に依存して異なることが明らかになった.光沢を持たない平板な画像を視覚刺激として,4種類の材質(石,布,革,木)について平均輝度より高い/低い輝度成分が質感知覚に与える寄与について心理物理学的な実験で明らかにすることができた.これは当初の目標である,輝度ヒストグラム情報の高い/低い成分が質感に与える影響を調べる事に該当する.当初のデータは得られ,画像統計量と被験者の選択との間の相関を取る事によって,今後,空間周波数(cycles/item)に着目した画像要素と質感知覚の関係が解明できることが明確になった.一方で,画像を提示する装置として用いている有機ELディスプレイは寿命が短いことが知られており通常2年程度と言われているが,研究用途で用いる際には可能な限り最善の性能を保った状態で研究を行うことが望ましい.また,有機ELディスプレイは最高輝度が数100 cd/m^2程度であり,自然に存在する物質の最高輝度である約1000 cd/m^2に及ばない問題がある.すなわち現在の実験環境は,室内における質感印象の評価はできても屋外での観察時に同じ理論が汎化できるかを解明することができない.そこで,次の研究ステップに進むにあたり,より安定して広輝度帯域を表示できるディスプレイを導入することを検討している.本研究は,質感知覚の元となる表面知覚の必要条件について研究する.特に陰影を構成する低輝度成分(暗部)とテクスチャの物体内空間周波数(cycles per item)特性を明らかにする事を目的として研究を行った.

本研究では,「暗部の情報が物体表面(拡散反射)知覚を支配する」という仮説について,広輝度帯域(high dynamic range: HDR)の視覚刺激を用いた心理物理実験により調べた.暗部は主に素材表面の構造に基づく陰影に起因しているが,布の織り目までディスプレイで再現できず正確な材質感が得られない場合がある.他方,織り目の細部が完全に再現されなくても質感を知覚できる場合もある.これらの状況を考慮しつつ,物体サイズに依拠した空間周波数の尺度である「cycles /item(物体サイズ当たりの周期数)」にも着目し,適正な質感情報を与える空間的精度要件について心理物理学的に調べた.4種類の材質(石,布,革,木)の平板画像71枚を用意し,その輝度ヒストグラムを作成した.画像全体の輝度を拡大/縮小した画像を作成し,どちらの画像がもっとも質感印象が強いかを選択させる実験を行なった.その結果は,材質によらず低輝度側にヒストグラムを縮小させた画像が選択された.これは視野全体における高輝度側と低輝度側の感度特性が異なることに依拠すると考えられる.そこで,空間周波数ごとのコントラスト感度関数(CSF)を異なる輝度レベルで測定する実験を行なった.通常は,刺激を呈示する視野全体の輝度を一斉に上下させるが,本研究では,ディスプレイの輝度レンジを明示的に示す背景を呈示し,CSFの測定を行なった.その結果,低い空間周波数の領域で輝度レベルによる違いが見られた.まず4つの材質に関して,高輝度/低輝度成分のいずれの情報が重要な情報であると被験者が感じたかについて得られたデータを,画像統計量との観点において解析する.画像統計量としてはまず,平均,分散,歪度,尖度などの比較的低い次元の画像統計量を用いることから検討を開始する.さらに,布地の織り目や木目などの構造は,画像の中で比較的高い空間周波数(細かい)構造として存在することから,空間周波数(cycles/item)に分割した画像において,統計量と被験者の応答との相関を解析する.研究を行う途上で,これまでの研究における刺激画像の操作方法では,平均輝度が変化することが判明した.質感の判定を行う上で,視野全体の中における高い/低い輝度の成分が影響しているのか,画像の中で相対的に高い/低い輝度成分が影響しているのかを明らかにする必要が生じて来た.この問題を根本的に明らかにする一つの方法として,視野の中で相対的に高い/低い輝度帯域におけるコントラスト感度を測定することを計画している.例えば低い輝度成分において細かい構造を観察する課題に適したコントラスト感度を持っていれば,これまでに得られた実験結果を理論的に説明することができる.そこで,広輝度帯域の視野において,高い/低い輝度領域におけるコントラスト感度特性の測定を行う.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
赤外-可視和周波混合円偏光二色性を用いた表面不斉構造の研究

本研究は赤外-可視和周波混合法(IV-SFG)に新たに円偏光二色性(CD)という概念を導入し、表面感度にして8桁以上の高感度測定の実現を目指した新規な不斉分子検出法を提案する。併せて、不斉源を有する重要な有機化合物にSFG-CDを適用し、新規な分光法としての有用性を検討する事を目的としている。SFG-CDは現有するピコ秒YAGレーザーとLBO結晶を用いたOPG/OPAシステムを流用した。AgGaS_2においてYAGの基本光とOPG/OPAシステムのアイドラー光の差周波を取る事によって赤外光を発振させ、YAG基本光の第二高調波との和周波を超薄膜試料上で得る。この時、第二高調波側に1/4波長板を挿入して左右円偏光を作り出し、各々の円偏光条件において得られた和周波光の差をSFG-CDとして評価した。試料には、我々のグループで新規合成された不斉炭素を有する強誘電性液晶及び反強誘電性液晶を用いた。いずれの場合においても、層数にして10分子層程度の超薄膜では、不斉炭素に結合するメチル基に十分な強度のSFG-CDシグナルを得ることが出来た。このことは、分子内の対称性の破れに起因するシグナルが不斉炭素回りの化学構造に起因している事を示している。一方、単分子膜試料においてはSFG-CDシグナルが観測されなかった。これは目標とする8桁の増強に1桁不足する。この点を改善するために、可視光側にさらにLBO結晶からなるOPG/OPAシステムを構築した。尚、膜構造の評価に関しては、NEXAFSなどの各種分光法を駆使して十分な検討を加えた。本研究は赤外-可視和周波混合法(SFG)に新たに円偏光二色性(CD)という概念を導入し、表面感度にして8桁以上の高感度の実現を目ざした新規な不斉分子検出法を提案する。併せて、不斉源を有する重要な有機化合物にSFG-CDを適用し、新規な分光法としての有用性を検討することを目的とする。赤外光発生にはGeSeを用い、OPG/OPAの出力とYAGレーザーの基本波を取る事によって16μm程度までの赤外光をカバーする。出力レベルとしては80μJ/pulseの赤外光をえた。備品として購入したエネルギーメーターは赤外光の強度モニター用に用いる。又、消耗品の半分はGeSe結晶の購入に充てられた。結晶の回転角制御には現有のパソコンを用いた。本年度の具体的な実験課題としては、先ず、SFGシステムの立ち上げを行いnoctadecyl trichrolosilane等の自己組織化単分子膜既知試料を用いた校正を行った。この分子は不斉源を有さないのでCDは観測されないが、この性質を利用してSFG-CDシステムの0点校正ができる。次に、我々のグループで合成した反強誘電性液晶の超薄膜を作製し、不斉炭素近傍のアルキル基などの特定官能基からSFG-CDシグナルの観測に成功した。此の実験から分子内の対称性の破れに関する定性的な理解を得られる。本成果は平成12年度の液晶学会にて報告した。

SFG-CDは現有するピコ秒YAGレーザーとLBO結晶を用いたOPG/OPAシステムを流用した。AgGaS_2においてYAGの基本光とOPG/OPAシステムのアイドラー光の差周波を取る事によって赤外光を発振させ、YAG基本光の第二高調波との和周波を超薄膜試料上で得る。この時、第二高調波側に1/4波長板を挿入して左右円偏光を作り出し、各々の円偏光条件において得られた和周波光の差をSFG-CDとして評価した。試料には、我々のグループで新規合成された不斉炭素を有する強誘電性液晶及び反強誘電性液晶を用いた。いずれの場合においても、層数にして10分子層程度の超薄膜では、不斉炭素に結合するメチル基に十分な強度のSFG-CDシグナルを得ることが出来た。このことは、分子内の対称性の破れに起因するシグナルが不斉炭素回りの化学構造に起因している事を示している。一方、単分子膜試料においてはSFG-CDシグナルが観測されなかった。これは目標とする8桁の増強に1桁不足する。この点を改善するために、可視光側にさらにLBO結晶からなるOPG/OPAシステムを構築した。尚、膜構造の評価に関しては、NEXAFSなどの各種分光法を駆使して十分な検討を加えた。
EBウイルスベクターを用いた系統的遺伝子機能解析システムの構築

ゲノム解析によって明らかになった塩基配列情報を元に、系統的に簡便にかつ迅速に機能解析を進めることができる網羅的な機能解析手法の開発を目的として研究を進めている。本年度は、かねてより解析を開始していた赤色蛍光蛋白質DsRedの細胞内動態の解析が大きく進展した。DsRedは当初予定していた1)動物細胞を用いたプロモーター解析、2)Tet制御発現系の改良と応用、3)外来DNA可視化システムの構築のいずれのプロジェクトにおいても、これらの研究を強力に推進できる重要なツールとなるので、予定を変更し、DsRedの解析とその結果に基づくDsRedの改良を最優先で推進した。その結果、以下のような成果を得ることができた。1)DsRed蛋白質は哺乳動物細胞内においてユビキチン化-プロテアソーム系を介して、迅速に分解されているため、細胞内に十分な量の蛋白質の蓄積が起こりにくく、蛍光を検出することが難しいことを見出した。2)1)の結果を踏まえて、分解系を免れるDsRedの開発に成功した。これを用いると、フローサイトメトリーにおいてほぼ100%の細胞で蛍光を検出することが可能となり、蛍光強度も数十倍に上昇していた。これを緑色蛍光蛋白質EGFPと組み合わせて利用することにより、フローサイトメトリー(FCM)によって、簡便に2カラー解析を行うことが可能となった。3)2カラーFCMが可能になったことを活用し、わずか数日で2種類の遺伝子を独立に哺乳動物細胞に導入するRapid Stable Double Transfectionが可能になるEBVベクターセットの開発に成功した。