hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい作用機作をもつ抗がん剤の合成と特性

細胞の分化を調節することに基づく制がん性化合物を展開することを目的とした研究を進めた。そのために遺伝子発現を調節することによって分化と制御しているレチノイドについて、構造と活性との関係を明確にした。レチノイドの作用機構については、我々の過去の研究で同定したレチノイドレセプタ-タンパクが、同時にクロ-ニングされたレチノイドレセプタ-遺伝子RARαおよびRARβによって産生されるものか否かの問題に解答を与えた。すなわち、RARαおよびRARβを細胞で発現させ、それらが我々の結合タンパク質RSBP-1およびRSBP-2に対応することを、クロマトグラフ法、ウエスタンブロット法によって確かめ、両m-RNAもHL-60において発現していることを確かめた。こうしてレチノイドレセプタ-の実態が、我々のタンパクRSBP-1およびRSBP-2であることを明らかにした。細胞の分化・遺伝子発現の制御という活性をもつフォルボ-ルエステルのレセプタ-はタンパク質リン酸化酵素PKCであるとの仮説が決してフォルボ-ルエステルの作用を説明できないことから、真のフォルボ-ルエステルのレセプタ-を探索した。HL-60細胞を用いた。その結果、期待通りに、フォルボ-ルエステルは特異的に結合するタンパク質を細胞質中に見いだした。このタンパクは核には存在しない。しかしながら、細胞をフォルボ-ルエステルで処理すると、このタンパクは核へ移行する。すなわちこのレセプタ-と考えられるタンパクは、同じく分化増殖と関係のあるグルコマルチマイドレセプタ-の様に働いているものと考えている。現在このタンパクの特性の研究と、構造研究へ向けた研究を進めている。
安定同位体比法を用いた荒川の窒素汚染と浄化作用に関する研究

荒川における「21世紀の水循環の創成と水循環の保全」について報告する。〔1〕荒川の「水循環システム」の確立についての調査研究。荒川の水循環と荒川源流の水源林の保全のために,(1)水源林の涵養の必要性,(2)水源林の整備・維持管理の強化,及び(3)「緑のダム」構想等の「水循環システム」の確立が重要であるため,上流域の自然環境保全について調査研究を行なった。〔2〕東京都の水道水源域の保全と育成の確立についての調査研究。(1)多摩川の水道水源林の保全は,東京都が上流域の水干を中心にして管理していることもあり,水質は良好な状態に保たれていることが確認された。(2)荒川・利根川の水道水源の保全のためには,国の行政レベルの水浄化対策を講じる必要がある。〔3〕荒川の上流・中山間地域の下水道処理システムの確立のための検証。(1)荒川源流域・山間地での合併浄化槽の普及により,「BOD値」の水質で1/8以下に改善されることが判明した。(2)荒川中流域に、下水道処理場及び産業廃棄物処理施設が多く存在し、荒川への排出基準の確立及び国の行政指導が重要な課題となってくる。〔4〕地域の住民・市民が提言する「水環境保全システム」の確立。市民・環境保全団体が,国や行政に対し,「河川の環境保全」の調査結果を提言した時は,その提言案を尊重し,行政レベルで反映できるシステムの確立が必要である。研究の初年度は,荒川河川敷での自然環境調査を行なった。荒川河岸には,上流及び下流からゴミ類が漂流し打ち上げられ,荒川の環境汚染問題になっている。最近,プラスチック類のゴミが多くなり環境に与える影響が心配されており,特にプラスチック製品の中間物質であるレジンペレットは,鳥・魚,水中動物の餌となるため,レジンペレットによる「環境ホルモン」の影響や,生態系に与える影響も検討されるようになった。今回は,プラスチック製品のうち,特に河岸の干潟に打ち上げられるレジンペレットを調査した。(実験方法)荒川河岸の水際部から河川敷に向って緩やかな傾斜になっている干潟に,50cm×50cmの正方形の範囲で,3ケ所試験採取地点とした。水辺からそれぞれA,B,C地点とした。(結果)採取した試料は,節でふるい分け,天然物と人工物に分け,ふるい落ちた砂,小石藁屑等の中にレジンペレットを含む,発泡スチロール玉やプラスチック製品の小片等が混在していた。レジンペレットを分別し,その個数比は,C地点86.9%,A地点12.8%でB地点は僅か0.3%のみ存在していなかった。このことは,レジンペレットが水より軽いという性質上,河川水の潮の干満や船舶の波により,水辺の下から上へ,そして,砂利や砂より上の葦・藁屑の中に多くのレジンペレットが存在していた。波が上下する中間点のB地点では,大部分が砂利であるため,このような条件下では,レジンペレットは停まらないことが明らかになった。レジンペレットの多くは,直径35mmの平たい円形で,その他に丸・円柱・楕円・長四形・レンズ型等もあった。色は無色が多かったが,白・黄・褐・橙・赤・青・緑・灰。黒色等も僅かあった。[A]荒川の「水循環」システムの確立を目指す。・荒川の水質浄化には,「水質環境」を「水循環」の視点から検討する必要がある。・河川が本来持っている「自然浄化システム」の機能を充分発揮できる水質浄化作用を活用する。(1)水源涵養林の育成と保全及び支援(水源林保全基金・緑の基金・下水浄化施設基金)・源流域の水源林は,水を涵養し,守る「緑のダム」とも言われている。

源流域の森林の保全・育成をし,地下水の涵養と保全するためにも,中・下流域の自治体・住民による財政的支援が必要である。・上・中流域の家庭・下水排水の合併浄化槽の設置と,財政的支援が必要である。(大滝村)(2)「水の循環システム」の確立(源流域・中流域・下流域でのそれぞれのシステムの確立)(3)「近自然河川工法」により,河川本来の自浄作用と活力を発揮させる。・特に,下流域の多自然型河川・自然護岸・干潟・ワンド・アシ原等の創出と生物との共存をはかる。(4)河川は,上・中・下流域まで一本であり,統合的な水環境の河川行政が必要である。(5)適切かつ積極的な河川政策と住民参加による,市民提案型の「川づくり」「水づくり」が重要である。[B]荒川水系における「下水処理施設」の調査・荒川の水質は,都市下水道の完備や下水処理場の高度処理化及び上・中流域の下水合併浄化槽の設置により,年々,水質は徐々に改善されているが,今後も抜本的な対策が必要である。(1)源流・上流域での合併浄化槽の設置(大滝村・10ヶ年計画が進行中)(2)荒川水系本流の下水処理場は5ヶ所,支流域には計7ヶ所以上の処理場が存在し,荒川中・下流で流入することにより,水質は悪化する。(3)今後,下水処理場の高度処理化対策が求められている。今回の研究の概要は,「21世紀の水循環の創成と水環境の保全」について報告する。〔1〕荒川の「水循環システム」の確立についての調査研究.(1)荒川源流の水源林の保全のためには,(1)水源林の涵養の必要性(2)水源林の整備・維持管理の強化(3)「緑のダム」構想等の「水循環システム」の確立が重要である。(2)東京都の水道水源を構成する主な河川は,多摩川、荒川及び利根川であり,武蔵堰より荒川へ導水している利根川上流域の水源・水環境保全については,(1)上流域に建設又は予定の「ダム」の功罪の検証(2)上流域の自然環境の保全について調査研究した。〔2〕東京都の水道水源域の保全と育成の確立についての調査研究.(1)多摩川の水道水源林の保全は,東京都が上流域の山梨県側の水干を中心にして,奥多摩湖までの水源林の管理を行なっているため,水質は良好な状態に保たれていることが確認された.(2)荒川、利根川の水道水源の保全の確立のためには,上流域の水源林の整備と自然環境の保全が重要な課題であり,各市町村も行政レベルの水浄化のための対策を講じる必要がある.〔3〕荒川上流域の下水道処理システムの確立のための検証.荒川源流域の山間地域での合併浄化槽の普及事業が,「浄化槽法の改正」により,これまでの「単独浄化槽」から「合併浄化槽」の施置義務化により,上流域の水質浄化対策の改革が始まり.この補助金交付対策事業の完成後には,BODで水質が1/8に改善される.〔4〕荒川の中山間地域の農地・家庭から排出される,農薬・合成洗剤の使用量の規制及び浄化対策の確立と地域住民の意識改革が絶対要件として,今後必要である.又,荒川の上中流域(支流を含む)には大小の屎尿処理場及び産業廃棄物処理施設が多数点在しており,ここから排出される物質の安全基準及び行政指導の確立が重要な課題となっている.〔5〕「市民が提言できる水質浄化システム」の確立のために,あらゆるレベルの環境市民団体に対して,どのような問題提起が可能あるか検討し,行政へその結果が反映される必要がある.
系統組織再編下における農協共販の系統内競争構造と協調関係に関する研究

農協合併による大規模な販売ロットを有する農協の出現は、農協独自の販売体制を模索する動きの強まりとなっている実態は前年度の調査・研究から明らかになったが、農協にそのノウハウおよび経営体力が備わっているかどうかが疑問としてあげられた。自己完結型農協の実現を目標とした合併農協において、今日においても業務執行体制のあり方が問われていることは、そうした体制が確立されていないことの現れであり、系統内競争条件は有しているが、競争構造としては潜在的な段階にあると判断される。そこで、あらためて農協の統計分析を行った結果、学経理事数の増加や独自の資金運用、生産資材の独自仕入れなど、独自な事業展開は確認されるが、本研究の対象である販売事業に関しては、若干の系統利用率低下傾向がみられるにとどまる。その要因を事業収支の面でみると、経済事業の貸倒引当金の増加からリスク負担の問題がみられ、経営全体の収支からみると、事業利益の低下傾向が問題になる。連合会に依存しない事業展開を行いつつ、経営的には連合会依存率が上昇するという状況であり、連合会からの各種奨励金や配当金なくしては農協経営が成り立たない構造を強めているのである。しかも、部門別の純損益で見ると販売事業の赤字幅が増加しており、経営全体へのマイナスの寄与率も高まっている。農産物価格の全般的低落状態の中で、経営的にリスクを冒してまで独自展開するよりは、系統内の販売体制に依存したかたちが無難と判断する農協が多いことは、農協経営的要因が強いことも明らかになった。しかしながら、系統組織のどの段階が販売面のイニシアティブを有するかという問題は、生産者の視点から見ると、どのような販売方法が有利販売になるかというメリットヘの関心に置き換えられる。輸入青果物が急増する中で価格が低迷している今日的状況においてはよりシビアに受け止められているのである。そのための農協共販のあるべき姿が問われており、農協の販売体制の大転換が行われる可能性があるのが今日的特徴である。系統組織の再編状況は、農協段階では、2000年度で農協合併助成法がうち切られることを受け、合併の最終段階に入り、これまで進展が遅れていた北海道などでも急速に合併が進んでいるが、合併構想の7080%程度に止まりそうである。連合会段階では、全農と経済連の統合が新たに21ケース行われ、全国の経済連の半数以上にあたる27経済連が統合に参加している状況にあり、2001年度もすでに4ケースほどが予定に上がっている。組織面では以上のような再編の進展が見られるが、事業面での再編は過渡期にあることも要因し、模索の状況にあるとみられ、これまでの事業体制をドラスチックには変更できてはおらず、現状維持の体制にある。特に、販売事業に関しては、各県ごとに特徴を有していることもあり、実質的には全農県本部がこれまで通りの分荷権を有した販売体制になっている。とはいえ、全農は栽培方法にこだわった産直を構築する目的で「安心システム」を立ち上げており、全農独自に産地と提携する事業にも着手するなど、これまでの系統組織全体での販売体制とは異なった系統内競争構造が見られつつある。他方、経済連や全農県本部など、県段階の販売面の連合会と農協との競争構造は、農協が大型化するにともなって、大規模な販売ロットを有する農協の出現により、潜在的には農協独自の販売を模索する動きが強まっていることは、聞き取り調査などからも把握された。さらに、近年の青果物価格下落傾向のもとで、農家組合員による農協独自の販売面への取り組みの要望は高まりつつあり、連合会に頼らない販売体制の構築が本格的に進められる動きも確認される。しかし、これまでの連合会に依存した事業体制により、農協段階では独自に売るノウハウを有しているところはきわめて少なく、リスク負担までを考えた経営体力にも不安を有している。そのため、競争構造は潜在的に強まっているものの、全体的にみると表面化するまでには至っていないのが現状である。とはいえ、県段階の連合会においても、青果物販売事業が赤字の県が7割近い状況で、これまでの農協丸抱えの系統販売体制からの変革が行われることも予想されることから、経営面での採算も考えた上での販売面のイニシアティブ獲得競争構造を明確にすることが新たな課題である。

しかも、部門別の純損益で見ると販売事業の赤字幅が増加しており、経営全体へのマイナスの寄与率も高まっている。農産物価格の全般的低落状態の中で、経営的にリスクを冒してまで独自展開するよりは、系統内の販売体制に依存したかたちが無難と判断する農協が多いことは、農協経営的要因が強いことも明らかになった。しかしながら、系統組織のどの段階が販売面のイニシアティブを有するかという問題は、生産者の視点から見ると、どのような販売方法が有利販売になるかというメリットヘの関心に置き換えられる。輸入青果物が急増する中で価格が低迷している今日的状況においてはよりシビアに受け止められているのである。そのための農協共販のあるべき姿が問われており、農協の販売体制の大転換が行われる可能性があるのが今日的特徴である。
脳梗塞モデルマウスを用いた病態時における適応回路シフトの機構解明

脳血管障害は、本邦の死因の4位となる極めて発生頻度の高い疾患である。しかしながら、虚血により脳組織が一度損傷を受けると失われたニューロンを再生させる効果的な治療法は、未だ確立されていない。脳梗塞により血流が阻害されると、梗塞巣の内部では、酸素や栄養の不足により大多数のニューロンは死滅する。一方、梗塞巣の境界には、血流が低下しながらも細胞死を免れている領域が存在し、ここでのニューロンの細胞死を防ぐことが、臨床医学上の重要課題となっている。申請者らは本研究において、中大脳動脈閉塞(MCAO: middle cerebral artery occlusion)を用いて脳梗塞モデルマウスを作製し、梗塞2時間後の大脳皮質における梗塞巣との境界領域(penumbra)で発現が変化する遺伝子を、RNAシークエンシング(RNA-Seq)によりスクリーニングした。そして、梗塞側のpenumbraで発現が増加する27個の遺伝子をin situハイブリダイゼーションにより絞り込んだ。これらの中でも、転写因子Npas4は大脳皮質における興奮性と抑制性のニューロンで顕著に発現誘導され、penumbraに沿うような発現パターンを示した。また最近、申請者らは、健常脳での嗅球介在ニューロンの神経活動依存的なスパイン形成に、Npas4が必須の役割を果たすことを見出した(Cell Reports 8, 843, 2014)。そこで、本研究ではさらに、脳梗塞モデルマウスを用いて、梗塞直後に発現が誘導される転写因子Npas4やその関連因子に着目して解析した。その結果、Npas4やその関連因子は、健常時のみならず障害時においても、ニューロンの発達や生存を促進することで、神経回路の再構築に関与している可能性が示唆された。しかしながら、虚血により脳組織が一度損傷を受けると、失われたニューロンを再生させる効果的な治療法は、未だ確立されていない。そこで申請者らは、中大脳動脈閉塞(MCAO)手術の2時間後に、大脳皮質での梗塞巣の境界予定領域からRNAを調製して、RNA-Seq解析を行い、梗塞・再灌流の直後に発現が変化する遺伝子を網羅的に探索して、27個の候補遺伝子を見出した。これらの中でも、転写因子Npas4は大脳皮質における興奮性と抑制性のニューロンで顕著に発現誘導され、梗塞巣の境界に沿うような発現パターンを示した。また、Npas4欠損マウスにMCAO手術を施すと、野生型の場合と比較して梗塞巣のサイズが拡大し、予後の運動機能も顕著に悪化した。更に、MCAO手術直前に、健常マウスの脳でNpas4の発現を誘導させると、梗塞巣のサイズが縮小することを見出した。これらの結果から、Npas4やその下流の遺伝子は、健常時のみならず障害時においても、ニューロンの発達や生存を促進することで神経回路の再編に関与している可能性が示唆されたので、今後のさらなる研究が期待される(申請者ら,投稿準備中)。今後の研究においては、梗塞直後に発現が誘導される転写因子Npas4やその関連因子に着目して、梗塞後のニューロンの生死を左右し、神経回路の修復を制御する分子機構を、以下のように解析して、明らかにする。1)野生型・Npas4欠損マウスにおける梗塞後のニューロンの生存率や形態の変化について解析する。2)野生型・Npas4欠損マウスの梗塞後の運動機能について、行動実験により個体レベルで解析する。3)脳梗塞によるニューロンの細胞死を抑制するようなNpas4の下流遺伝子を同定するために、Npas4欠損マウスにMCAO手術を施した脳サンプルについて、リアルタイムPCRやRNA-Seqを用いてスクリーニングする。4)野生型・Npas4欠損マウスに関して、脳梗塞後の側脳室や梗塞巣に、レンチウイルスやアデノ随伴ウイルスを用いて、Npas4やその下流遺伝子を過剰発現させて、神経回路の再編を促進することで、その予後が改善されるかどうかを検討する。

また最近、申請者らは、健常脳での嗅球介在ニューロンの神経活動依存的なスパイン形成に、Npas4が必須の役割を果たすことを見出した(Cell Reports 8, 843, 2014)。そこで、本研究ではさらに、脳梗塞モデルマウスを用いて、梗塞直後に発現が誘導される転写因子Npas4やその関連因子に着目して解析した。その結果、Npas4やその関連因子は、健常時のみならず障害時においても、ニューロンの発達や生存を促進することで、神経回路の再構築に関与している可能性が示唆された。脳血管障害は、本邦の死因の4位となる極めて発生頻度の高い疾患である。しかしながら、虚血により脳組織が一度損傷を受けると、失われたニューロンを再生させる効果的な治療法は、未だ確立されていない。脳梗塞により血流が阻害されると、梗塞巣の内部では、酸素や栄養の不足により大多数のニューロンは死滅する。一方、梗塞巣の境界には、血流が低下しながらも細胞死を免れている領域が存在し、ここでのニューロンの細胞死を防ぐことが、臨床医学上の重要課題となっている。そこで申請者らは、中大脳動脈閉塞(MCAO)手術の2時間後に、大脳皮質での梗塞巣の境界予定領域からRNAを調製して、RNA-Seq解析を行い、梗塞・再灌流の直後に発現が変化する遺伝子を網羅的に探索して、27個の候補遺伝子を見出した。これらの中でも、転写因子Npas4は大脳皮質における興奮性と抑制性のニューロンで顕著に発現誘導され、梗塞巣の境界に沿うような発現パターンを示した。また、Npas4欠損マウスにMCAO手術を施すと、野生型の場合と比較して梗塞巣のサイズが拡大し、予後の運動機能も顕著に悪化した。更に、MCAO手術直前に、健常マウスの脳でNpas4の発現を誘導させると、梗塞巣のサイズが縮小することを見出した。これらの結果から、Npas4やその下流の遺伝子は、健常時のみならず障害時においても、ニューロンの発達や生存を促進することで神経回路の再編に関与している可能性が示唆されたので、今後のさらなる研究が期待される(申請者ら,投稿準備中)。今後の研究においては、梗塞直後に発現が誘導される転写因子Npas4やその関連因子に着目して、梗塞後のニューロンの生死を左右し、神経回路の修復を制御する分子機構を、以下のように解析して、明らかにする。1)野生型・Npas4欠損マウスにおける梗塞後のニューロンの生存率や形態の変化について解析する。2)野生型・Npas4欠損マウスの梗塞後の運動機能について、行動実験により個体レベルで解析する。3)脳梗塞によるニューロンの細胞死を抑制するようなNpas4の下流遺伝子を同定するために、Npas4欠損マウスにMCAO手術を施した脳サンプルについて、リアルタイムPCRやRNA-Seqを用いてスクリーニングする。4)野生型・Npas4欠損マウスに関して、脳梗塞後の側脳室や梗塞巣に、レンチウイルスやアデノ随伴ウイルスを用いて、Npas4やその下流遺伝子を過剰発現させて、神経回路の再編を促進することで、その予後が改善されるかどうかを検討する。
GHz帯横波斜入射の複素反射率測定による抗原抗体反応の高感度粘弾性計測

本研究では、従来の質量変動による抗原抗体反応検出(QCM等)ではなく、これまで実現不可能であった数百MHzGHz帯横波斜入射を達成し、抗原抗体反応時の粘弾性変化を検出する新しいセンサ方式を提案する。センサ感度(S/N比)は「薄膜の圧電性」と「横波入射角」に強く依存する。本研究室で新たに発見したc軸が傾斜配向した横波圧電性薄膜を用いてこの問題を解決し、S/N比を大幅向上させた高感度・低雑音・小型な高感度病変マーカ検出システムを構築する。さらに、これまで難しかったUHF帯の複素反射率測定に挑戦する。
島嶼型地域の社会・文化・環境持続システムのありかた-自律発展型環境教育

集落の生活排水や農業排水を受入れて、汚濁物質を沈殿・希釈することにより、環境保全能を有する白石島(笠岡諸島)の干拓地調整池を取り上げ、持続性の問題に関して検討を加えた。従来は、祭り行事の一環として浚渫がなされ、環境保全機能が維持されていたが、この40年来浚渫が途絶していた。底質や水質の重金属濃度は生活排水の影響を受けており比較的高い濃度となっており、環境保全機能を復活するためには浚渫などの底質対策が必要であると判定された。本研究の内容は、「持続発展教育」についての我が国での積極的実践研究が最重要課題の一つとなっている機運を受け、持続可能という概念を示す具体的事例としての島嶼社会を研究対象とし、大学、高校、地域社会(公民館を拠点とするネットワーク)、NPO法人の各セクターの協力体制を整えた。過疎高齢対策が不可逆的に進む中、次世代の教育の現場として島嶼社会は、歴史、文化、自然環境、地域、水資源確保、水質管理などの各切り口を備えている非常に優れた現場である。具体的には笠岡市笠岡諸島白石島の文化と環境工学的インフラとしての調整池水質調査、浄化対策の検討を主とした大学での研究成果を高校の環境教育プログラムの実習課題に組み込み、その効果と発展性を検証する方法を確立することを目的とした。その一年目の成果として以下の項目について知見がえられた。1.緩衝池における水質浄化機能を検証するため、池並びに海域、水路の水質調査を行った。その結果、現在では耕作地負荷ではなく、生活排水が汚濁現となっており、海域への窒素リン汚染は緩衝値によって押さえられていることが確認された。また富栄養化について窒素制限、リン制限は季節によって変動していた。2.低泥の浚渫についてはバキューム方式を検討するが、浚渫時の撹乱による一時的な水質汚濁対策の必要性があった3.矢掛高校環境教育プログラムの二回目の実施結果により、単なる清掃や遊歩道整備のみではなく、白石踊等、歴史文化的背景の理解とさらに島民とのふれあいにおける体感的理解、気づきの効果が大きいことが二日における実習により明らかであった。4.自発的環境学習プログラムの有意性を国際的レベルから地域レベルへ、大学から小学校へと紹介、討議し、成果の還元を行った。これについてはネットワーク化を検討することが重要であることがわかった5.島民参加型のホームページ試作版を作成し、その中で各切り口、各セクターの関係性を明らかにすることを意識した。コンテンツについては今後充実を図る。本研究では持続可能という概念を示す具体的事例として、笠岡諸島白石島の干拓地調整池の問題に取り組んできた。この調整池は集落の生活排水や干拓地からの農業排水を受入れて瀬戸内海へと放流しており、汚濁物質の希釈、沈降機能等を備え、白石島で発生し瀬戸内海へ流出する汚濁負荷を低減させており、沿岸域の環境保全能を有している。この調整池は、従来、島の青年団によって祭り行事の一環として手作業で浚渫され、環境保全機能が保たれていたが、過疎のためにこの40年来浚渫が途絶しており、汚染された底泥の堆積とその環境影響が懸念されている。今年度は調整池の水質、底質、魚について調査を行った。重金属は全てのサンプルについて、水質については、水温、pH、酸化還元電位、電気伝導度、TOC、クロロフィル、全リン、全窒素、SSについて現地での調査を行った。調整池は富栄養化が進んでいるが、調査を行った秋から冬にかけて水中のTN/TPの比は最大でも5弱であり、底質では2弱以下であった。どちらの値も窒素制限的である事を示している。なお、窒素制限的状態は、海域では広く認められることである。底質や水質の重金属濃度は生活排水の影響を受けており比較的高い濃度となっていた。調整池の重金属がボラ、ハゼ、鯛等の魚類にどの程度影響しているかについて、瀬戸内海の他の場所で捕獲された魚類や文献値と比較して検討を加えた。検討結果によれば、淡渫などの底質対策が必要であると判定された。また、昨年度に完成させた白石島ホームページ試作版に関して、環境教育の部分を強化し、島嶼における環境教育のしい形を提示する啓発的な内容として改善した。
光デバイス用多層超薄膜の異常複屈折性に関する研究

異なる屈折率を有する材料を交互に配置した構造の膜の厚さが非常に薄く、光の波長に比べてきわめて小さい時、通常の構造複屈折よりも異常に大きい複屈折が生ずる可能性があることを見いだした。このような光学的性質を実現するためには、いくつかの材料が考えられる。その材料の一つとして、MBE法によってつくられるGaAs-AlGaAs超薄膜についてその可能性を検討した。また、このような超薄膜における電磁波の共振現象について理論的な考察を加えた。更に、この理論的考察を実証し、それを実用性の高い光デバイスとして実現するための条件について考慮した。超薄膜構造の光学的性質の検討と電磁界解析:超薄膜構造を有する誘電体の複屈折性について解析を行った。その結果、非常に小さい屈折率差を有する超薄膜に於ては、微小な屈折率差の多重の集積によって、強い反射が生じ、これによって、往復反射が生ずるから、ある特定の周波数のところで、強い共振が起こることを立証した。電気光学効果についても、理論的に検討し、積み重ね効果によって、電気光学効果が強調される可能性を指摘した。実験的に、ニオブ酸リチウムについてその電気光学効果係数を測定し、膜厚依存性を明かにした。超薄膜複屈折材料の製造と評価:GaAs-AlGaAs系の材料について、この超薄膜構造の設計を行った。MBE法によって得られたGaAs-AlGaAs超薄膜について、その屈折率変化を、エリプソメータによって測定した。またこれによる測定精度について検討を加えた。超薄膜構造の光学材料としての特性の評価と応用可能性の検討:量子井戸構造におけるエキシトンの影響を利用した光位変調器の原理を提案し、基礎特性をもとめた。
細胞内寄生性細菌に対するインターロイキン-17の新規感染防御機能の解明と応用

インターロイキン(IL)-17は、好中球性炎症を誘導するサイトカインとして同定されたが、申請者らは、細胞内寄生性細菌の感染に対する感染防御においてもIL-17が重要な役割を果たすことを明らかにした。結核菌肺感染では、感染防御を担う成熟肉芽腫の形成にγδ型T細胞が産生するIL-17が必須であり、IL-17により誘導される接着分子が成熟肉芽腫形成に関与する可能性も示唆された。IL-17産生細胞の制御が新たな結核予防と治療の方法になるものと期待される。インターロイキン(IL)-17Aの細胞内寄生性細菌に対する防御機能を、Mycobacterium bovis BCGまたはMycobacterium tuberculosisの肺感染系を用いて検討した。その結果、特定のT細胞レセプター(TCR)V領域遺伝子(Vγ4およびVγ6)を発現するTCRγδ型T細胞が感染早期から成熟肉芽腫形成期にいたるまで主なIL-17A産生細胞であること、IL-17A産生TCRγδ型T細胞が肉芽腫内に局在すること、及びこの細胞が産生するIL-17Aがマイコバクテリア感染による肺の成熟肉芽腫形成に必須であることが明らかとなった。また、IL-17A欠損マウスでは、感染防御を担うインターフェロン(IFN)-γ産生性CD4+T細胞の誘導は正常であるにも係わらず、初期肉芽腫から成熟肉芽腫への成熟が阻害され、この現象は肉芽腫形成に重要な接着分子であるLEA-1およびICAM-1の発現低下と相関することが明らかとなった。in vitroの実験系でも、IL-17A産生TCRγδ型T細胞はBCG感染マクロファージのLEA-1およびICAM-1発現を増強すること、この増強にはIL-17A以外にも調節的な細胞間相互作用、特にCD40-CD40Lを介した刺激が必要なことも明らかとなった。また、Listeria monocytogenes感染系では、IL-17AにIL-22を加えることによりヒト由来肝細胞癌株HepG2からの菌排除が増強することが確認された。以上の結果から、IL-17Aは肉芽腫の形成および非免疫系細胞からの病原体排除、という多面的作用を介して細胞内寄生性細菌に対する感染防御に重要な役割を果たすことが明らかとなった。近年注目されている炎症性サイトカイン、インターロイキン(IL)-17が細胞内寄生性細菌感染に対する防御免疫に重要な役割を果たすことを申請者らは報告してきたが、その防御メカニズムについては明確ではなかった。この点を明らかにするために、細胞内細菌である結核菌(Mtb)又はBCGワクチン株のマウス肺感染モデル、リステリア菌(Lm)の肝細胞感染モデル、あるいはネズミチフス菌(Stm)の腸管感染モデルを用いて解析を行い、以下の結果を得た:1.IL-17欠損マウスのMtb又はBCG感染肺では、菌の封じ込めと排除に重要な成熟肉芽腫が形成されない。またMtb感染肺からの菌排除がIL-17欠損で著しく低下した。以上の結果から、IL-17は成熟肉芽腫形成と維持に重要と考えられた。そこで、IL-17の誘導する成熟肉芽腫形成に関与する因子を検索するため、次世代シーケンサを用いたSuper SAGE法により野生型またはIL-17欠損マウスのBCG感染肺の網羅的発現解析を行った。現在、この発現解析の結果を検討中である。2.Lm感染早期の肝細胞からの菌排除にIL-17が重要な役割を果たすが、この排除がIL-17の直接的な作用である可能性を検討するために、試験管内でLm感染した肝細胞株にIL-17を作用させ、一定期間培養した後の菌数を測定した。再現性のある菌排除能の誘導は認められず、IL-17の抗菌物質誘導活性は肝細胞内のLm排除には重要でないと推定された。3.Stm腸管感染では、感染後1時間の腸管内菌数が抗IL-17抗体腸管内接種により著しく増加するとともに、激しい上皮組織障害が認められた。IL-17産生細胞は非感染マウスの腸上皮内およびcryptに認められた。この結果から、Stmは細胞内寄生性細菌であるが、IL-17は抗菌物質の誘導を介して細胞外での菌排除を増強するものと考えられた。近年注目されている炎症性サイトカイン、インターロイキン(IL)-17Aが細胞内寄生性細菌感染に対する防御免疫に重要な役割を果たすことを申請者らは報告してきた。その解析では、IL-17ファミリーサイトカインのプロトタイプであるIL-17Aの遺伝子を欠損したマウスを解析に用いてきた。その結果以下の結果を得た:1.IL-17A欠損マウスに結核菌を感染させ、慢性肺結核のモデルを作成して検討した。その結果、慢性期においても主要なIL-17A産生細胞はT細胞

レセプターγδ型T細胞であること、約1年の観察期間では野生型マウスの8割が生存するのに対してIL-17A欠損マウスは全例が死亡することが明らかとなった。IL-17A欠損マウスでは肉芽腫形成が慢性期においても低下していた。したがって、IL-17は結核菌肺感染の慢性期においても成熟肉芽腫形成を介して感染防御に重要な役割を持つこと、そのIL-17Aは一般的なT細胞レセプターαβ型CD4+Th17細胞ではないことが明らかとなった。2.結核菌抗原特異的にIL-17Aを発現するT細胞を、結核菌抗原HBHAと粘膜アジュバントであるコレラ毒素を用いた経鼻ワクチンで誘導することに成功した。BCGワクチンを接種したマウスに前記のIL-17A産生細胞を誘導することにより、肺結核初期の菌排除が増強した。したがって、IL-17産生細胞の誘導することにより、ABCGワクチンの肺結核に対する防御効果を増強できる可能性が示唆された。3.IL-17が腸管で恒常的に発現され、腸管の細胞内寄生性細菌-(Salmonella Typhimurium)感染では感染直後の防御に関与することを昨年度に報告したが、この恒常的に発現される腸管のIL-17Aは腸管での感染防御能を増強する反面、腸管での腫瘍増殖を増強する可能性が示唆された。したがって、IL-17A誘導による細胞内寄生性細菌のコントロールを考える上で、副作用として腫瘍増殖誘導の可能性を念頭に置く必要性が明らかとなった。
PDZドメイン蛋白を介したHTLV-1発がんの悪性化機構

ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)には病原性が異なる2つのサブタイプがある。1型(HTLV-1)が成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルスであるのに対して、2型(HTLV-2)はATLの発症に関与しない。我々はこれまでに、HTLV-1のTax1はT細胞株(CTLL-2)の細胞増殖をIL-2依存性から非依存性に形質転換するが、この活性はHTLV-2のTax2よりも有為に高く、両者の分子機構も大きく異なっている事を報告してきた。これらに基づいて、"も生体内低IL-2環境下においてHTLV-1感染細胞はHTLV-2感染細胞より高い増殖能を持っこと、このことが白血病発症に関与する"ことを提唱してきた。今回我々は、Tax1とTax2とを比較検討し、Tax1のみが転写因子NF-kB2を活性化することを見出した。RNA干渉法によってNF-kB2の発現を低下させると、CTLL-2に対するTax1の形質転換活性は著名に低下し、その強さはTax2と同レベルになった。一方で、NF-kB2を活性化するNIK(NF-kB inducing kinase)を発現したCTLL-2を用いると、Tax2の形質転換活性が有為に昂進した。Tax1はC末端にPBM(PDZ domain binding motif)を持つが、Tax2はこのモチーフを持っていない。Tax1のPBMをTax2に付加した変異体は、NIK発現CTLL-2細胞に対して、Tax1と同等の形質転換活性を示した。これらの結果は、NF-kB2活性化能とPBMを介したシグナルとがTax1とTax2の形質転換活性の違いを規定していることを示している。また、これらがHTLV-1感染細胞とHTLV-2感染細胞の生体内における増殖能、引いては病原性の違いに関与することを示唆している。ヒトT細胞白血病ウイルス1型(HTLV-1)は成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルスである。一方で、近縁ウイルスHTLV-2はATLあるいは類似悪性疾患を発症させない。HTLV-1のトランスフォーミング蛋白Tax1が転写因子NF-kB2を活性化するのに対して、HTLV-2のTax2はNF-kB2を活性化しないことを見出した。その際、Tax1はNF-kB2/p100と結合したが、Tax2は結合しなかった。Tax1はT細胞株(CTLL-2)の細胞増殖をIL-2依存性から非依存性へと形質転換するが、RNA干渉法でNF-kB2の発現を低下させると、Tax1の形質転換能が著名に低下した。一方で、Tax2もCTLL-2を形質転換したが、その活性はTax1よりも低く、NF-kB2の発現を低下させても、活性への影響は観察されなかった。さらに、NF-kB2を活性化することが知られている、NIK(NF-kB inducing kinase)を発現したCTLL-2において、Tax2による形質転換活性は有意に昂進した。PBMもTax1によるCTLL-2の形質転換に関与するが、Tax2にTax1のPBMを付加した変異体(Tax2+C)とNIK発現細胞を用いると、Tax1以上の形質転換活性を示した。これらの結果は、NF-kB2活性化能とPBMを介したシグナルが、ともに、Tax1とTax2の違いに関与し、引いては、HTLV-1とHTLV-2の病原性の違いに関与することを示唆した。また、これらがHTLV-1感染細胞とHTLV-
幼児期の体力・体力測定はなぜ必要か？；幼児期の体力が思春期の生活習慣に与える影響

幼児を対象とした体力・運動能力の研究成果が多く報告されている.しかし,幼児を対象とした体力・運動能力測定の実施は,測定結果に対する練習効果や幼児の測定内容の理解度の影響など,測定実施に対して否定的な意見もある.そこで,本研究は中学生を対象に,質問紙を用い幼児期における体力・運動能力測定の実施の有無と現在の体力や運動に対する意識との関係性を明らかにし,幼児期における体力・運動能力測定の実施の効果を検証することを目的とした.対象は,神奈川県内の公立中学校に在籍する9918名とした.質問紙の白紙ならびに属性(学年と性別)の回答がない143名分を除く9775名の回答を分析対象とした.小学校入学前を振り返り,体力・運動能力測定を実施した経験についての質問に対しい,全体の回答者数は,「実施していた」が1921名,「実施していなかった」が1401名,「覚えていない」が6413名であった(未回答者数40名).現在の体力について「あると思う」「ややあると思う」と回答した者が3675名,「どちらでもない」が2718名,「ややないと思う」「ないと思う」が3358名であった(未回答者数24名).幼児期における体力・運動能力測定の有無と体力の有無についてオッズ比を求めた.体力の有無については,「あると思う」「ややあると思う」と回答した者と,「ややないと思う」「ないと思う」と回答した者の2群とした.男女子全体におけるオッズ比は1.475(95%CI:1.251-1.739)であった.つまり,幼児期における体力・運動能力測定の実施経験がある生徒は,経験がない生徒に比べて「体力をある」と意識する割合が多い結果であった.本研究から,就学前の体力・運動能力測定の実施は,その後の運動習慣や生活習慣に何かしらの影響を与え,思春期である現在の体力に対する意識に関係していることを推測させる結果を得ることができた.本研究は、幼児期の体力レベル・体力測定の実施有無が思春期の生活習慣(運動習慣・運動に対する意識・防衛体力)に与える影響を明らかにすることを目的とした前向きコホート研究である。本研究のベースラインは、申請者が平成18年度から平成21年度に実施した神奈川県内の幼児を対象に実施した体力測定の参加有無と体力測定に参加した幼児約11,000人の測定結果とする。アウトカムは、思春期(小学校4年生から中学校3年生)における生活習慣(運動習慣、運動に対する意識、防衛体力)とする。アウトカムの調査方法は、アンケート法を用いる。対象は、神奈川県内の小学4年生から中学3年生の約453,000人とする。さらに本研究に参加した児童、生徒の保護者を対象にwebアンケートも実施する。現在、教育委員会等の各機関に対象学校へのアンケート依頼方法について相談をしている。同様な生活習慣アンケートが多数存在することもあり、回収率を向上させるための依頼方法を模索中である。Webアンケートについては、各会社のセキュリティ対策を確認が終わり業者の選定は終了している。Webアンケートの作成(webでの表示方法等)は、現在協議中である。1.教育委員会や対象学校における担当者(研究依頼をしていた担当者)移動により、学校への依頼方法を再検討する必要性が生じた。2.大学内での業務拡大(運動部部長就任ならびに大学同窓会役員就任)3.父親の介護(平成27年7月頃に呼吸困難による障害者申請をし9月には障害者1級として家族の介護を必要とする生活となった。平成28年5月に難治性気胸にて他界)本研究は、幼児の体力レベル・体力測定の実施有無が思春期(小学校4年生から中学校3年生)の生活習慣(運動習慣・運動に対する意識・防衛体力)に与える影響を明らかにすることを目的とした。我々は、平成18年度、平成19年度、平成20年度、平成21年度の4年間で約10,000人の幼児期に体力測定を実施した。現在測定を実施した子ども達は小学校4年生から中学校3年生となる。そのため、小学生から中学生を対象に現在の生活習慣についてアンケート調査を実施し、過去と現在の関係性を検討する前向きコホート研究である。昨年度、今年度と児童および生徒を対象としたアンケートの作成および依頼書の作成を実施した。作成したアンケートを基に、アンケートの実施方法として関係各位と打ち合わせを実施した。しかし、実施方法には再検討が必要という結論に至り、アンケート実施が困難な状況である。そのため、研究計画から随分遅れている。そのため、アンケートの実施方法を再検討することが必須である。今後は市教育委員会や市体育協会の協力のもと、また子どもたちの出身幼稚園、保育園(保育所)に依頼をし、幼稚園や保育園から各個人へのアンケートの依頼も検討している。2015年度は父親や母親の介護が必要となり2016年度の5月に父親が他界した。1年間は介護のため研究を実施する時間が困難だった。2016年度は、2015年も直接学校に依頼する予定だった学校教員の移動や教育委員会、体育協会の職員の移動により研究関係者との打ち合わせが困難となった。さらに学校への直接依頼ができなくなり、アンケートの実施方法の再検討が必要である。成人において身体活動量が多い者は、生活習慣病の罹患率が低いことが報告されている。しかし、我が国の成人における週1回以上の継続的運動実施者は成人全体の50%以下であり諸外国と比較して低いことが報告されている。

成人における継続的な運動実施者の多くは幼少期から運動やスポーツを得意だったや好きだったと肯定的意識を有する傾向が確認されている。そのため、幼児期に運動に対する肯定的意識を有する経験をが必要であり、苦手とする運動に対して介入が必要であると考える。しかし、幼児期の体力(運動能力)レベルが、その後の成長過程においてどのような影響を与えるのか追跡調査した研究は数少なく、未だ現場の保育士や保護者には体力・運動能力測定の実施の有効性について疑問を抱いている方もいる。本研究は、幼児期の体力(運動能力)レベルが、また、幼児期の体力(運動能力)が小学校高学年から中学生時期の思春期の運動習慣、生活習慣、運動に対する意識に対する影響を明らかにすることを目的とした。本研究対象者は、小学生ならびに中学生とし、小学校ならに中学校にアンケート依頼を実施した。アンケート実施を承諾していただける学校が少なく、打ち合わせが年度を超えることもある。年度を跨ぐと担当教員の勤務校の移動となり、アンケートの実施が遅れている。そのため、今年度も各学校に依頼すると同時に、web等により個人として研究参加者を募るように研究方法を変更し研究を継続する予定である。本研究は、小学校と中学校を対象とした研究であり学校教員等と相談をするが、年度はじめの4月の担当者(教員)や学校長の移動により、常に研究説明から求められ研究実施に至らない。さらに、呼吸困難で入院していた父親の様態が悪化し、平成27年から障害者1級として家族の介護が一層必要となった。父親は平成28年5月に他界。また母親が肺非結核性抗酸菌症と診断され、父と同様に障碍者として介護が必要となった。母親は平成30年3月に他界。本研究期間である3年間に父母の介護と他界により、研究実施が困難となり研究実施が困難であった。幼児を対象とした体力・運動能力の研究成果が多く報告されている.しかし,幼児を対象とした体力・運動能力測定の実施は,測定結果に対する練習効果や幼児の測定内容の理解度の影響など,測定実施に対して否定的な意見もある.そこで,本研究は中学生を対象に,質問紙を用い幼児期における体力・運動能力測定の実施の有無と現在の体力や運動に対する意識との関係性を明らかにし,幼児期における体力・運動能力測定の実施の効果を検証することを目的とした.対象は,神奈川県内の公立中学校に在籍する9918名とした.質問紙の白紙ならびに属性(学年と性別)の回答がない143名分を除く9775名の回答を分析対象とした.小学校入学前を振り返り,体力・運動能力測定を実施した経験についての質問に対しい,全体の回答者数は,「実施していた」が1921名,「実施していなかった」が1401名,「覚えていない」が6413名であった(未回答者数40名).現在の体力について「あると思う」「ややあると思う」と回答した者が3675名,「どちらでもない」が2718名,「ややないと思う」「ないと思う」が3358名であった(未回答者数24名).幼児期における体力・運動能力測定の有無と体力の有無についてオッズ比を求めた.
超音波を利用した病理標本作製の迅速化に関する検討

【目的】近年、在院日数の短縮、患者様の精神的負担の軽減などの観点から、病理診断の迅速化が求められている。そのために、病理標本作製に超音波を利用する試みがなされており、固定、脱脂、脱灰などの処理時間が短縮されることが明らかになっている。今回の検討では固定について(1)最適な容器の種類(2)良好かつ迅速に行われる周波数(3)有用な検体の種類の選定(4)特殊染色の超音波照射の有用性について検討を行なった。【方法】病理解剖で得られた臓器を用いて、多周波超音波洗浄機の水槽内で行った。固定について(1)ビニール製の袋、プラスチック製ボトル、ガラス製ボトルの3種類の容器について検討した。(2)28、45、100kHzの3周波数で検討した。(3)胃、骨髄、筋組織について3周波で検討した。染色については(4)鍍銀、Azan、EVG染色を検討した。【結果】(1)ガラス製のボトルで最も固定が促進された。(2)28、45kHzで固定促進効果を認めた。(3)いずれの周波数においても組織障害は認めず、その組織において免疫染色でも通常の浸漬固定と同様の染色性を示した。(4)切片の厚い染色ほどはがれる傾向にあり、特に28、45kHzでは切片のはがれが目立ったが、100kHzでははがれは認められなかった。しかし、超音波による染色促進作用は明らかでなかった。【考察】超音波固定は、ガラス製の容器を用いるのが最も効率が良く、45kHzの超音波照射が最も促進された。45kHzは一般にメガネ洗浄機などで利用されることから、高価な専用機器でなくても促進効果が得られることがわかった。比較的繊細な組織である消化管や骨髄の血液細胞において超音波照射による障害がみられなかったことから、ほとんどの組織にも利用できると考えられ、固定の迅速化に非常に有用であることがわかった。また、特殊染色の検討においては、切片にはがれが生じるため、更なる照射条件の検討が必要であった。
冠動脈開口部の発生機序および心臓外に由来する細胞の役割解明

冠動脈の大動脈近位部発生、特に大動脈への開口の過程と関与する細胞や接着分子について検討した。動脈幹分割や大血管の弁形成に関与する神経堤細胞や右心室流出路形成に関与する二次的心臓前駆細胞はこの過程に直接関与せず、心外膜前駆細胞から分化し大動脈周囲に形成される冠動脈原基と大動脈内皮との間の直接的なシグナル交換により冠動脈口が形成されることが示唆された。(1)ニワトリ胚でのPEO細胞の培養系の確立Hamburger-Hamiltonステージ(HH)16-17のニワトリ胚からPEOを摘出後,血清添加コラーゲンゲル上で37°Cにて2週間培養し,形態変化を実態顕微鏡下に観察した。PEOの分化を確認するため,PECAM-1,lectin, flk-1, alpha-smooth muscle actinなどのマーカーを用い免疫組織学的に検討したところ,血管内皮細胞,血管平滑筋細胞への分化が明らかになった。内皮細胞は培養早期にはlectin陽性で,その後PECAM-1陽性となった。(2)PEO細胞とcNCCの共培養HH10-11のニワトリ胚からcNCCを含む神経管の部分を摘出し,コラーゲンゲル上にて培養した。この培地上にHH16-17のニワトリ胚から摘出したPEOを加えて培養を試みたが成長が悪く,形態変化を観察するに至らなかった。両方の培養面を密着させ,共培養の代用とすることを試みている。(3)PEO細胞とSHF細胞の共培養HH14のニワトリ胚からSHFを含む咽頭弓部分を摘出し,コラーゲンゲル上にて培養した。この培地上にHH16-17のニワトリ胚から摘出したPEOを加えて培養し,形態変化を実態顕微鏡下に観察した。PEO単独で培養した場合と比べ,形態的あるいは免疫組織学的に明らかな差は認めなかった。以上の結果から,PEO細胞が冠動脈組織に分化する上で,SHFの細胞は大きな影響を及ぼさないことが明らかになったが,cNCCの作用については次年度の課題である。心臓神経堤細胞(cNCC)や心外膜前駆細胞(PEO)等の心臓外由来細胞の冠動脈近位部周辺の分布をin vivoで観察し、冠動脈発生への関与を検討した。(1)マウス胚での冠動脈開口部の細胞接着分子やマーカーの分布胎生13日14日の冠動脈が大動脈に開口する発達時期にあるマウス胚の冠動脈近位部をテネイシン(TN)C、血管内皮のマーカーであるPECAM、レクチン、神経組織のマーカーであるNCAMで免疫染色したところ開口前後の大動脈及び冠動脈内皮にレクチンが発現し、それに遅れてPECAMの発現が見られた。また、PECAMの発現に先行してTNCが発現した。しかし、NCAMの発現は見られなかった。(2) PEO細胞とcNCCの共培養昨年度からの継続で、HH10-11のニワトリ胚から摘出したcNCCを含む神経管の部分をコラーゲンゲル上にて培養した組織と、HH16-17のニワトリ胚から摘出したPEOの培養を密着させ、共培養の代用としたが、やはり細胞の発育は悪く形態観察には至らなかった。培養の方法を再考する必要はあるが、少なくともcNCCとPEOは互いの成長に不可欠な因子であるという根拠は得られなかった。(3)ラット胚心臓での神経系組織由来細胞の分布(1)、(2)の結果を踏まえ、神経堤細胞由来組織のマーカーで長期に発現するHNK-1を用い、ラット胚、特に背側中胚葉と心臓での発現の三次元的位置関係がわかるよう共焦点型実態顕微鏡下で観察した。HNK-1は胎生13日の背側中胚葉から心房中隔に連続して強く発現したが、大動脈周囲での発現は認めなかった。以上の結果から、PEOから冠動脈が発生し大動脈へ開口する過程において、cNCC等の心臓外由来細胞は大きな役割を果たしている可能性が少ない事が示唆された。
群行動する海中ロボットの研究

分散海中ロボットとして、すでに建造されている「ツインバーガ-」を遠隔操縦し、これを仮想海中環境シミュレータの中に表示させることに成功した。すなわち、超音波による情報伝送の時間遅れをシミュレータにより解消させ、オペレータにとって時間遅れを感じさせないシステムを構築した。すなわち、シミュレータ内に仮想ロボットを置き、実ロボットとの行動とこの仮想ロボットとの行動の違いをオペレータに伝えることにより、少ない情報であっても遠隔操縦することができることになった。このシステムを用いて、海中にある観測ステーションにドッキングするデモをおこなった。これは、シミュレータ内では、実ロボットと行動の規範となる仮想ロボットとの間の群行動するロボットになっている。また、有索ランチャー、自律中継器、および先端遠隔操縦機の3台からなる海中ロボットシステムを構築した。3台は一体となって目標地点へと潜航し、目標地点で自律中継器および先端遠隔操縦機が合体して分離し、操縦者によって運転される。超音波通信システムが有効な範囲から外れるようなことがあると、中継器と遠隔操縦機は分離して、遠隔操縦機はさらに複雑な構造物の中へと探査活動を続ける。それぞれのロボットは半自律的に行動するために、操縦者は、最先端のロボットのみを注目すればよい。また、中継器は自動的に最適な中継地点へと移動する。沈没船のような複雑な形状をした海底構造物を調査することを想定して、研究室が開発した「ツインバーガ-」をモデルとしたシミュレーションをおこなったこれによれば、幅および深さが約20mの船体の2つの船倉を調査するのに約30分の短時間でおこなえることが示された。このように、単独のロボットではなし得ない複雑で高級な作業のできるロボットシステムを例示し、それが海洋開発あるいは海洋調査に役立つことを示した。分散海中ロボットとして、すでに建造されている「ツインバーガ-」2台に加えて、必要最小限度の機能を備えた有索潜水機に自動制御用コンピユ-タを取り付け、自律潜水機としての機能を付加し、これを3台目のロボットを建造した。他の2台のロボットとともに、単独状態における自律機能についての運動機能および画像処理の研究、およびシュミレータに連結し仮想的な群行動の研究をおこなった。超音波トランスジューサと通信用光パネルのみを水中に沈めて通信相手のロボットとして機能させ、このトランスジューサも有索潜水機と同様に水上のコンピユ-タと接続されており、有索潜水機と通信をおこなって、何らかの判断を有索潜水機に伝えるという、行動シュミレーションをおこない、協調海中作業の最低位での行動総括アルゴリズムを研究した。制御装置は分散処理のできるトランスピュータを主CPUとする。このトランスピュータ上に、有索潜水機のロボットのアクチュエータ制御用コントローラを最低位とする階層的な単独行動総括システムを構築し、障害物回避および目標地点への到達をおこなうアルゴリズムを開発した。仮想的なロボットである有索潜水機との通信は、250kHz帯の超音波と光パネルを用いた画像通信との2系統を取っている。超音波通信と光パネル通信の通信プロトコルは既に研究されており、強い雑音のある場での信頼性を確保した。光パネルデータは、TVカメラで受け、この画像処理アルゴリズムをパターン認識の得意なニューラルネットワークの中に構築した。

これは、シミュレータ内では、実ロボットと行動の規範となる仮想ロボットとの間の群行動するロボットになっている。研究の中心は、10秒近くの時間遅れがあり、情報量が少ない状況において人間がどのように行動に関与していくかにある。ここでは、ロボットをシミュレータ内で群行動するロボットとして捉えることでこれを解決している。すなわち、規範ロボットの行動を追従するように実ロボットは動き、実ロボットは一見自律して行動していることとなる。ドッキングは、海中ロボットがエネルギーをステーションから供給されることを考えておこなわれ、2次電池に対する非接触充電である。また、同時に、至近距離からの高速情報伝達をすることが目的である。これができることによって、エネルギおよび情報通信速度に限界のあった海中ロボットが、より長時間な行動ができ、より高密度の情報通信ができることになる。有索ランチャー、自律中継器、および先端遠隔操縦機の3台からなる海中ロボットシステムを構築した。3台は一体となって目標地点へと潜航し、目標地点で自律中継器および先端遠隔操縦機が合体して分離し、操縦者によって運転される。超音波通信システムが有効な範囲から外れるようなことがあると、中継器と遠隔操縦機は分離して、遠隔操縦機はさらに複雑な構造物の中へと探査活動を続ける。それぞれのロボットは半自律的に行動するために、操縦者は、最先端のロボットのみを注目すればよい。また、中継器は自動的に最適な中継地点へと移動する。沈没船のような複雑な形状をした海底構造物を調査することを想定して、研究室が開発した「ツインバーガ-」をモデルとしたシミュレーションをおこなった。これによれば、幅および深さが約20mの船体の2つの船倉を調査するのに約30分の短時間でおこなえることが示された。