hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本の世界農業遺産（GIAHS）地域の観光を通じた農村振興に関する比較研究

3.比較する世界遺産の2か所の選定も予定していたが、まだ、選定は行っていない。現地調査のデータを分析してから考えたい。4.2017年度に行ったのは、文献と二次資料の収集及び分析、アンケート用紙の作成、現地調査(2か所:大分県宇佐市、国東市及び石川県金沢市及び能登半島)での一次資料の収集である。2018年度の研究では、日本の世界農業遺産認定地域にある53の自治体に対して、アンケート調査をおこなった(新たに認定された3地域にある自治体は除く)。調査からは、世界農業遺産関連の観光による農村振興には、5つの成功のタイプが発見された。それらは、1.観光客誘致の準備(旅行商品化可能性調査、リーフレット作成)、2.ツアーの開催(バスツアー、体験ツアー、棚田散策)、3.イベントの開催(祭り、イルミネーション)、4.住民の参加(住民活動支援、住民出資の組織形成)、5.プロジェクトの推進(グリーンツーリズム、スローツーリズム)である。また、世界農業遺産関連の観光による農村振興を行う際の、企画段階での問題点は主に8つあった。それらは、1.地域資源(地域独自の資源をどう掘り起こし、既存の資源をどう整理するのか、どのように観光資源として磨き上げていくのか)、2.住民主体の組織(住民主体の組織を形成できるかどうか。どのように地元推進組織を作っていくのか。行政支援引きあげ後、組織が住民主体で継続できるか。)、3.ブランド力(どのように世界農業遺産地域としてのブランド力を上げるのか。)、4.住民意識(いかにして地域住民の当事者意識を高められるのか。)、5.システムを売る難しさ(世界農業遺産が“モノ"ではなく“システム"を認定する制度のため、説明が難しい。目に見えないシステムをどう可視化するのか。)、6.観光客受け入れ態勢(観光客を受け入れる環境整備が必要。また、観光客を迎える人員確保も必要。)、7.効果測定(世界農業遺産関連の観光による農村振興では、どのように事業効果の検証をするのかについて明確な方法がなく、効果測定の方法を確立する必要がある。)、8.世界農業遺産を使った観光への懐疑(世界農業遺産=観光というイメージをとらえるのは難しいので、どれだけの観光客が増えるのか疑問。)である。2017年度は、研究の進捗状況をやや遅れているとしたが、2018年度は、アンケート調査で期待通りの成果が出たので、研究の進み具合は順調である。この研究目的は、観光を用いた農村振興に関して:(1)8地域共通の課題とそれぞれの地域特有の課題を明らかにする;(2)ベストプラクティスを見出し、その要件を明らかにし、地域に役立つモデルを提示する;(3)ユネスコ世界遺産との相違を明らかにするというものであるが、(1)の目的は、アンケート調査を通して概ね明らかになった。これまで、能登半島地域(石川県)、宇佐・国東地域(大分県)、長良川地域(岐阜県)、高千穂峡・椎葉山地域(宮崎県)の現地調査で詳細なデータを収集しており、アンケート調査を補足している。(2)の目的も、アンケート調査と現地調査でいくつかの好事例を見つけることができた。(3)の目的は、すでに論文として完成させており、ジャーナルに投稿し、査読中である。
膜電位形成・環境に関与する植物のK+およびNa+輸送体の解析

植物とラン藻の輸送体の塩と高浸透圧への関与を詳細に解析し、乾燥や塩の集積によるストレスに関わる本輸送系の機能的意義を明らかにすることを目標に研究を行った。Naや細胞内主要イオンKの植物の輸送系には他の生物とは異なる特徴がある。植物においてK/NaトランスポーターとKチャネルは、植物の生体膜の物質移動を支配するイオン輸送体である。本研究は、K/NaトランスポーターとKチャネルを研究対象に解析をすすめ、膜輸送系の制御機構と膜を介した情報伝達を解析した。シロイヌナズナのAtHKT1は高塩培地における植物の生育に寄与していることが知られている。その機構を探る目的で、大腸菌・昆虫細胞にシロイヌナズナAtHKT1の部分ペプチド抗原-GST融合蛋白質を作成してウエスタンブロテイング法により、AtHKT1抗体の特異性が高いことを確認した。次にAtHKT1の組織別発現と細胞内局在性を免疫電子顕微鏡観察において調べた。野生株の道管に隣接する細胞である木部柔組織の細胞の原形質膜にAtHKT1が局在していることが明らかとなった。またathktl変異株の道管と師管内イオン濃度を測定したところ、塩ストレスを負荷した生育条件におけるNa^+/K^+濃度の比は、道管で高く篩管で低かった。高浸透圧負荷におけるシロイヌナズナ培養細胞のAtHKT1の転写物の量を調べた。Na, K添加により約50mM辺りまでは濃度依存的にAtHKT1の転写量は増加したが、100mM程度では低下した。また、ソルビトールやマンニトールでも同様の傾向が観察されたことから、AtHKT1の発現はある程度の高浸透圧で最も増加することが明らかとなった。以上の結果から、AtHKT1は植物へのNa取り込み口として機能して、塩害を防ぐために重要な役割をもち、また高浸透圧に対しても働くことが示された。AtHKT1のラン藻におけるオルソログ蛋白質であるKtr系は、高浸透圧ショックの適応に関与するK^+取込み輸送体である。さらに、Ktr系以外の輸送系であるKdp系も浸透圧調節に関与しているのかを、変異株を用いて検証した。その結果、Kdpは高浸透圧への適応に必須ではないことが明らかとなった。この結果は、Ktr系が主なK輸送系として機能していることを示している。以上の結果は、HKT/Ktr系輸送系が浸透圧調節に重要な役割を担っていることを示している。AtHKT1とNa排出系のAtNHX1の役割:シロイヌナズナのAtHKT1は高塩ストレスに対抗する輸送系として機能することが分かっている。原形質膜に発現してNaを排出するNa/Hアンチポーター(SOS1)と、液胞膜に発現してNaを液胞内へ隔離することにより細胞質からNaを取り除くNa/Hアンチポーター(AtNHX1)が存在する。今回、AtNHX1とAtHKTIの役割を明らかにする目的で両輸送系の二重変異株を作成した。二重変異株は野性株と比較して背丈が小さく、また葉も小さい表現型を示した。この表現型はatnhx1の表現型と類似していた。一方、100mMNaClを添加した培地では二重変異株はathkt1とほぼ同様の感受性を示し、atnhx1変異株よりも塩に対する感受性が高かった。さらに、道管内のNa濃度を調べたところ、二重変異株と同様であった。以上のことはAtHKT1はNaの取り込み口として機能していることが示された。HKTの構造と機能:HKT系の膜貫通領域に存在する正電荷アミノ酸の役割を調べた。AtHKT1および小麦のTaHKT1の本アミノ酸を置換した変異体を作成して、酵母およびアフリカツメガエル卵母細胞発現系で輸送活性を調べた。TaHKT1のK輸送は中性電荷アミノ酸であるGlnでは、輸送活性がある程度維持されたが、Alaや負電荷アミノ酸の置換体は顕著に輸送活性が阻害された。浸透圧適応に関与するKtrの構造と機能:Ktr系はHKT系とホモログ蛋白質である。Naで活性化される機構を探る目的で、細胞外に面する側に存在する電荷アミノ酸をAlaに置換した変異体を作成して、輸送活性に必須となるアミノ酸を同定した。シロイヌナズナおよび小麦のNa/KトランスポーターであるHKT系トランスポーターとそのホモログとなるラン藻Ktr系トランスポーターは、チャネルのような速度の速いイオン輸送能力はないと考えられている。第8番目の膜貫通領域にある正電荷アミノ酸はHKT/Ktr系には存在するがチャネルには存在しない。本正電荷は輸送機能に重要であることを電気生理学的測定等で明らかにした。さらに、立体構造予測モデルから、この正電荷は負電荷アミノ酸と塩橋を形成すると推定した。この塩橋がイオン透過孔の開閉を制限するために、チャネルよりも開口率が小さいことが予想された。たばこからKチャネル遺伝子を単離して発現と機能の解析を行った。

3種類のプロモーターがBY2細胞から単離され、そのうち2つのプロモーターは高浸透圧で活性化されることが分かった。Kチャネル遺伝子の機能を酵母宿主とするパッチクラシプ法により測定した。K選択性が高く細胞質内の酸性化で(pH5.5)活性化されることが分かった。チャネルのC末端領域のCa結合領域の寄与を調べたところ、Caで2倍程度活性化することが分かった。スペルミジンとスペルミンでKチャネル電流抑制を受けた。たばこではスペルミジンの濃度がスペルミンやプトレッシンよりも高いことが分かり制御を受けている可能性が示された。植物と微生物に存在するKトランスポーターの中で浸透圧調節に関与する輸送系を同定した。マイク口流路系を構築して、細胞毒性の小さい樹脂を用いることによって、細胞の活性に影響を与えることのない。装置の構築が可能となった。2種類のKトランスポーターの浸透圧の変化に対する細胞の膨張と収縮への寄与を観察して、両者ともにK輸送が浸透圧適応に関与していることが示された。植物のKチャネルの中でも膜電位センサーを持たないタイプのKチャネルである液胞膜TPKチャネルの性質を酵母液胞膜に発現させて検討した。たばこKチャネルTPKは細胞質内側が酸性化することによって、輸送活性が強くなることが知られている。今回イオン選択孔の置換体の中には、この性質が失われるものが存在した。イオン選択孔の構造がpH依存性に関係することが強く示唆された。シロイヌナズナのKチャネルKAT1の構造と機能を明らかにするために、精製系について検討した。昆虫細胞系を用いて全長の蛋白質を生産させたところ、これまでには得られない量の蛋白質を精製することが可能となった。以前に、ペプチドにおいて昆虫細胞系で精製を行ったことがあるが、今回のように全長の蛋白質が得られることたことは、今後のKAT1の機能と構造解析に有効である。野性株の酵母を巨大化する方法を用いて、巨大化細胞とその液胞膜の調製を試みてきたが、酵母の液胞膜に植物のKチャネルと同様のイオン輸送系が観察された。その本体は原核生物や真核生物に存在する陽イオン輸送体であり植物のイオンチャネル測定系として利用するにあたり、重要な知見であることからそのイオン特性について検証を行った。Caで活性化されることが明らかとなり、たばこKチャネルと類似の性質をもつことが明らかとなった。さらに、陽イオン選択性が低いことも予測されたことから、今後植物の液胞膜に存在するイオン輸送系の機能解析には、本遺伝子変異株を用いた解析がバックグランド電流を抑制する上で有効であることが示された。シロイヌナズナのKチャネルKAT1のC末領域に存在するリン酸化を受けるアミノ酸が植物から抽出されたリン酸化酵素においてもリン酸化を受けるのかを、シロイヌナズナ由来の抽出液を用いて反応させた。そのアミノ酸残基は32Pラベル実験においてリン酸化されること、質量分析においても相当する残基がリン酸化されることの両方に関して検討した、さらに、置換体を電気生理学的手法で調べたところ、輸送活性を維持する場合としない場合に評価を分けた結果、T306がリン酸化を受けてK輸送に関与することを明らかにした。Ca依存性リン酸化酵素もKAT1の輸送活性の調節を行うことを明らかにした。CDPK
歯周病原性細菌の外膜タンパク質の機能解析に関する研究

当講座では,歯周病関連細菌Porphyromonas gingivalisの主要外膜蛋白質であり,大腸菌のOmpAと相同性のあるPgm6(41kDa)およびPgm7(40kDa)が,三量体を形成すると報告してきた。本研究では,Pgm6およびPgm7をそれぞれコードするpg0695およびpg0694遺伝子の欠失変異株を作製し,Pgm6/7の三量体構造および生理機能をさらに解析した。還元状態では,40kDaの単一バンドが親株では強く,pg0695およびpg0694欠失変異株では弱く検出された。非還元状態では,親株ではPgm6/7の三量体に相当する120kDaに強いシグナルのバンドが検出されたが,pg0695およびpg0694欠失変異株ではそれぞれ120kDaよりやや小さい,あるいはやや大きいバンドがいずれも弱いシグナルとして検出された。両遺伝子欠失質変異株は,還元および非還元のいずれの場合でもバンドは検出されなかった。変異株の増殖はいずれも,栄養培地では野生株と同程度であったが,合成培地では低下し,食塩添加により塩濃度を上げるとさらに低下した。Alkaline phosphatase活性の検討により,いずれの変異株も外膜の物質透過性は顕著に上昇していた。親株の三量体に相当する120kDaのバンドがpg0695およびpg0694欠失変異株の三量体に相当するバンドの中間に検出されたことから,Pgm6/7は野生株ではヘテロ三量体を形成していると考えられる。また,これらのC末側にはペプチドグリカン結合モチーフがみられることから,Pgm6/7はペプチドグリカンと結合して外膜の安定化に寄与していることが示唆される。
中空糸膜型抽出装置による希少金属の高効率分離プロセスの開発

本研究は、著者らが開発した流動液膜型の中空糸膜型抽出装置を用いて、省エネルギー型の高選択性希土類分離プロセスの開発を目的として行い、以下の知見を得た。1.平衡論的研究:種々の酸性リン酸エステルのペプタン溶液による希土類金属の抽出平衡を測定し、抽出錯体種ならびに抽出平衡定数を決定した。その結果、アルキルホスホン酸モノエステルは、軽希土と中希土の分離に優れており、本糸に最適であることを見出した。2.速度論的研究:中空糸1本からなる膜型抽出装置を用いて、アルキルホスホン酸モノエステルによるネオジム及びサマリウムの抽出速度及び逆抽出速度を測定した。その結果、(1)pH=2以上では、化学種の拡散が支配的であるため、金属イオン間の透過速度に差はなく、ネオジムとサマリウムの分離を行うためには、選択性の大きい界面化学反応が抽出速度を支配している領域で行なければならないこと、(2)高濃度の抽出剤を用いる場合には、pHを低く保たなければ、サマリウムに対する高い選択性は得られないこと、(3)逆抽出においては、両金属イオン間に差はなく、逆抽出プロセスにおける金属イオンの分離は困難であることを明らかにするとともに、界面化学反応定数を求めた。3.多段向流ミキサーセトラー装置と流動液膜型の中空糸膜型抽出装置の性能評価:ここで提案する中空糸膜型抽出法と多段向流ミキサーセトラーを用いる抽出法との比較を、バストネサイトからの希土類分離プロセスにおける中希土類(サマリウム)と軽希土類(ネオジム)の分離過程への利用を例として行った。その結果、従来の多段ミキサーセトラーを用いた希土類金属の分離プロセスに中空糸膜型抽出装置を適用することにより、飛躍的に溶媒量が節減できると同時に希土類金属間の分離効率も向上することが明らかになった。
波動方程式の漸近挙動に関する研究

田中-松山は外部領域において非線形消散型波動方程式を研究し、領域における幾何的条件の下で、解が減衰せず、散乱状態が存在する為の十分条件を明らかにした。楢崎は消散項の係数を定数とする非線形消散型波動方程式に関するコーシー問題を扱った。初期値が奇関数の場合には、線形消散型波動方程式の解が、時間に関して、より急激に減衰することを示した。初期値が奇関数である場合の非線形項についての臨界指数を提案し、非線形項の次数が臨界指数よりも大ならば、時間大域解が存在することを示した。楢崎は西原氏(早稲田大政経)と共に、Lp(p>1)に属する初期値問題について、非線形消散型波動方程式の漸近挙動を研究し、非線形項についての臨界指数1+2/npを提案し、非線形項の次数が1+2/npよりも大ならば、時間大域解が存在することを示した。ここで空間次元nは3以下である。山口は領域が準周期的に振動する波動方程式について、境界値問題を研究し、解が全て準周期的となる条件を明らかにした。山口は、時間に関して周期的な外力項と線形の減衰項を有する非線形振動方程式の強制振動を考察し、強制項と同じ周期を持つ時間周期解が存在することを示した。減衰項を有しない非線形振動方程式についても、周期解の存在、主要部の非退化点における解の正則性、有界な時間大域解の存在について山口は結果を得た。田中は、ユークリッド空間内の標準的回転トーラス面の各点における最小跡の構造を決定した。Conjugatelocusに関する予想"Jacobi's last geometric statement"が成立することをLiouville曲面のより広いクラスにまで拡張した。また、田中は、回転楕円面を含むある2次元回転球面からなる族に対して、最小跡の構造を完全に決定した。赤松は、主要部の符号が変化する2階線形偏微分作用素が準楕円型作用素であるための十分条件を示した。研究計画の項に従い平成16年度の研究実績として以下の成果が得られたことを報告する。1.松山は外部領域における摩擦が時間と共に広がっていく波動方程式を考え、奇数次元の場合、解の局所エネルギーが指数減衰することを解明した。この評価に基づき時間に依存するcut-off methodを展開し、解のL^p評価が得られた。特に、解の各点における減衰評価も得られ、これを散乱問題に利用しこの方程式の解が漸近的に自由になり、その散乱速度まで解明された。これら1連の結果は2004年暮にNonlinear Partial Diff.Eqn.Their Appl.から出版され、また2005年にProc.Roy.Soc.Edinburgh,数理研講究録から出版された。2.松山と田中は非線形項を有する波動方程式の外部問題を扱い、解のL^2評価を得、エネルギー非減衰を証明し、さらに散乱状態の存在及び散乱速度を決定した。特に、田中は微分幾何学の専門家の立場から、障害物の凸包が連続的微分可能にしかならないことを証明し、外部問題における散乱現象に興味深い考察を与えた。これらの結果は、2004年のAdv.Diff.Eqn.に掲載されている。3.波動方程式の周期解・準周期解の専門家として山口が上記の現象を解明するにあたりさまざまな助言や貴重なアドバイスを松山と田中に提供し上記1及び2の成果がえられた。以上平成16年度の研究計画は概ね達成されたことを報告する。本年度は以下の結果を得た。

1.消散項を有する波動方程式の漸近挙動消散項を有する線形波動方程式について考察した。上記方程式に関する初期値問題の解と対応する熱方程式に関する初期値問題の解の差についてL^p-L^q型評価の解析を行った。n個の空間変数x_1,...,X_nの内d個の変数に関して初期値が奇関数である場合には、一般の初期値の場合に比して、L^p-L^q型評価が(1+t)^<d/2>だけ改善されることが示された。消散項を有する波動方程式の解についてL^p-L^q型評価を適用し、奇関数を初期値とする解について従来の結果よりも改善された減衰オーダーが得られた。また、熱核の微分と類似する初期値問題を考察することにより、ここで得られた減衰オーダーが最適な結果であると判断される。上記性質は、消散項を有する線形波動方程式熱方程式の有する散逸構造をより明らかにしたものである。2.回転トーラス面上の最小跡ユークリッド空間内の標準的回転トーラス面の各点における最小跡の構造を決めることができた。しかも、それらを含むある回転面の族に対しても、同じく最小跡の構造を決定できた。子午線に沿って外赤道から内赤道までガウス曲率が単調で、回転軸に関して対称的な回転面であれば、全ての点における最小跡を決定した。3.重くてしなやかな弦を吊り下げた場合の弦の振動非線形の時間に関して周期的な外力項と線形の減衰項を有する振動弦の方程式の強制振動を考察し、強制項と同じ周期を持つ時間周期解の存在を示した。この方程式は主要部が退化しており、解の特異性が生じる可能性がある。この点が通常の波動方程式やクライン・ゴルドン方程式とは異なる。方程式に適した関数空間(重みをもつソボレフ型空間及びL^p空間)上で問題を考察し、従来の解析手法を当該問題に即して改良した。シャウダーの不動点定理を応用することにより,周期解の存在が示された。主要部の非退化点においては、解の正則性についても結果が得られている。本年度は以下の結果を得た。1.消散項を有する半線形波動方程式消散項を有する線形波動方程式の解が対応する熱方程式の解に漸近的する事、半線形波動方程式について、その非線形項に対する臨界指数が対応する半線形熱方程式の臨界指数と一致することが、2005年度までの研究で明らかにされた。上記研究においては、空間方向に急激に減衰し、空間全体で絶対積分可能である初期データが考察された。初期データが空間変数に関して比較的緩やかに減衰する場合、減衰の速さに応じて臨界指数が変動するとの結果が、2006年度の研究で得られた。この臨界指数は急激に減衰する初期データに対する臨海指数と連続的につながる。Super criticalな半線形波動方程式に対して、初期データが十分小であるという仮定の下で、解が対応する線形熱方程式の解の様に振舞う事も示された。今年度の研究では、空間次元が3以下の場合を扱った。2.回転面上の最小跡の端点の個数今までの研究から、ガウス曲率の単調性が最小跡の構造に深く関ることが予想できた。したがって、各点の最小跡の端点の個数は高々子午線に沿ってガウス曲率が単調な区間の個数であると予想した。この予想は、Robert Sinclair氏(現在、琉球大学訪問研究員)により計算機により確認された。
神経細胞死におけるニューロフィラメントおよびミトコンドリアの役割

神経変性あるいは細胞死の際の神経細胞のニューロフィラメント(NF)とミトコンドリアの変化を神経変性疾患モデルマウスおよびNF-HlacZ遺伝子導入マウスの神経細胞さらにPC12細胞を用い解析し、これらの小器官が細胞死にどのように関与しているかを検討した。NFに関しては髄鞘形成不全のジンピーミュータントマウスではNFは神経細胞体では変化がみられないが、軸索では増加しかつ配列が不規則でクロスブリッジの発達が悪く、特に非リン酸化型NF-Hの割合が増加し、NF-MおよびMF-HのmRNAも顕著に増加することがわかった。すなわち、ジンピーマウスの軸索ではNF蛋白発現異常のため軸索NFの構築が変化し、軸索輸送などの神経機能に障害が起き、骨格筋の萎縮が起き死に至ると考えられた。ミトコンドリアについてはNFが細胞体に蓄積し、軸索NFがほとんど欠損する上記の遺伝子導入マウスおよび髄鞘形成不全のシバラミュータントマウスので著しく膨大することがわかり、特に前者では膜性変性小器官が軸索に蓄積し、輸送障害像を呈するが、ミトコンドリア内の細胞死抑制蛋白であるBcl-2が増加するので、軸索変性に抵抗している可能性が示唆される。すなわちNFが、おそらくそのNF-Hが、軸索で増加しなければミトコンドリアの機能亢進により軸索変性が進行しにくいと判断される。事実このトランスジェニックマウスの軸索は細くなるものの骨格筋にはほとんど変化がみられなかった。次に細胞死の方向に進行する血清除去PC12細胞のミトコンドリアを用いてミトコンドリアのBcl-2の分布を検索するとミトコンドリアが小さくなり、サブユニットβ、ポーリンなどのミトコンドリア内在蛋白は変化しないが、大部分のBcl-2はミトコンドリアから内からミトコンドリア外膜および細胞質に移動することがわかった。中枢神経系で髄鞘形成不全を示すジンピーミュータントマウスにおいて、ニューロフィラメント(NF)の発現及びその構成蛋白のリン酸化が髄鞘の存在によって調節されていることを示唆する重要な所見を得た。ジンピーマウスはミエリンプロテオリピドプロテイン(PLP)遺伝子の点突然変異のため正常PLPが発現されず、その結果中枢神経系でのみ髄鞘形成が障害される。ジンピーマウスは生後約3週で強直性痙攣で死ぬため生後20日のマウスを同腹のコントロールとNFの性質について比較した。方法として、通常の光顕及び電顕法、レーザー顕微鏡による免疫組織化学法、凍結切片による免疫電顕法、イムノブロット法及びRT-PCR法を用いた。免疫手法では最大分子量のNFサブニット蛋白であるNF-Hのリン酸化の相違を認識する抗体を用いた。末梢神経系の髄鞘形成不全のマウスでの報告のように、ジンピーマウスにおいても中枢神経の軸索において非リン酸化NF-Hの著しい増加に加えてNFの密度の増加がみられた。このNFの増加はNF間の最少間隔は変らず、コントロール軸索でどの小器官も存在しない細胞質領域にNFが侵入することによって起こる。リン酸化NF-Hもその程度は非リン酸化型よりかなり低いもののコントロールより増加し、また定量的検索で軸索の直径は減少しないこともわかった。非リン酸化NF-Mの動態については検索しなかったが、リン酸化型NF-Mもリン酸化NF-Hと同様にコントロールより若干の増加を示し、また後述するそのmRNAの発現量から、NF-Mも極めて増加していることが推測される。NF-Lはジンピーマウスの軸索でリン酸化型NF-H及びNF-Mと同程度にやや増加した。さらにNF蛋白のmRNAの発現パターンをみると、生後20日ではNF-LmRNAのみがコントロールよりやや増加するものの、他のmRNA量はコントロールと同じであった。

しかし、生後10日ではNF-LmRNAは生後20日とほぼ同じパターンであるが、NF-H及びNF-MmRNAは著しく増加した。これらのmRNAの発現変化は対応する各蛋白の増加量とよく一致し、ジンピーマウスにおいてはNF遺伝子、特にNF-HとNF-MDNAの転写がより活性化されその蛋白さらにNF構造の増加を引き起こすと考えられる。増加したNF蛋白は細胞骨格分画に検出されるので、非リン酸化型NF-Hとおそらく同型のNF一MもNFの構造に組み込まれていると考えられる。このような正常と極めて異なるトリプレット蛋白の割合とリン酸化状態をもつNFが形成されるため、不安定なNF構築となり軸索の性質、機能に障害が起こり、個体の死に繋がる結果になると考えられる。神経細胞およびPC12細胞におけるニューロフィラメント(NF)とミトコンドリアの性質についてそれらの細胞が変性あるいは細胞死に陥る際にどのような変化が起きるかを解析した。NFに関しては生後3週で強直性痙攣のため死ぬ直前の変性神経細胞のジンピーミュータントマウスのNFを解析するとNFは神経細胞体では変化がみられないが、軸索では増加し、それもNF構成蛋白の1つであるNF-Hの非リン酸化型の割合が極めて増加し、さらにNF-Lは若干であるが、NF-MおよびNF-HのmRNAは顕著に増加することがわかった。すなわち、ジンピーマウスの髄鞘欠損軸索ではNF密度(数)の増加し、かつそのサブユニット蛋白、特に非リン酸化型NF-MとNF-Hが異常に増加し、そのため軸索NFの構築が変化し、軸索輸送などの神経機能に障害が起き、骨格筋の萎縮が起き、呼吸筋の痙攣のため死に至ると考えられた(Gotow.et al.,1999)。ミトコンドリアについては神経変性、神経細胞死のモデルとして細胞死の方向に進行する血清除去PC12細胞のミトコンドリアを用いてミトコンドリアに局在する(大部分は内膜に局在することを見出した)細胞死抑制蛋白であるBc1-2の分布を免疫細胞化学的に検索するとβサブユニットやポーリンなどのミトコンドリア内在蛋白は変化しないが、大部分のBc1-2はミトコンドリアから細胞質に移動することがわかった。詳細に観察するとミトコンドリア内にあるBc1-2の多くはミトコンドリア外膜に比較的多く見られ、細胞質に移動したものいくらかは小胞体に関連していることもわかった。細胞分画法でもBc1-2蛋白がやや軽い方の分画に移動することもこの結果を支持することが理解できる(Gotow et al.,投稿中)。現在ミトコンドリア分画で内膜から外膜分画に移動することを確認しつつある。さらにシバラやジンピーなど突然変異マウスの変性神経細胞のミトコンドリアでそのBc1-2蛋白の分布がPC12細胞同様変化する傾向にあることに加えて、これらのミトコンドリアとニューロフィラメントとの結合関係が不安定になることがわかりつつある。
炭素・窒素化合物とその輸送体のジオグラフィック・マッピング

炭素化合物と窒素化合物の移動機構の可視化を目指した研究を計画した。上記の化合物の輸送担体である糖とアンモニウムトランスポーター遺伝子に関する研究はある程度進展させることが出来たけれども、「可視化」には至らなかった。ただし、幾つか可能性のある手法がみつかってきているので、それらの研究を推進し最終的な実現を果たしたい。2年間の研究成果は以下のように要約できよう。1.イネ単離胚における糖取込機構を明らかにし、あわせてスクローストランスポーターOsSUT1が維管束篩部特異的に発現すること、その発現が内生の糖によって制御させていることを明らかにした。種子形成時における糖輸送と糖トランスポーターの関わりについて明らかにした。イネ単糖トランスポーターOsMSTの機能と発現制御に関する詳細を解析した。2.イネの破生通気腔の形成過程とその制御に、横走維管束の形成と細胞死が関与していることを明らかにした。3.糖とアブシジン酸の相互作用について検討を行い、糖飢俄がアブシジン酸の内生量を亢進させる現象を明らかにした。4.イネの根における窒素吸収機構の理解を目的として、アンモニウムトランスポーター遺伝子OsAMTの発現制御・輸送活性について検討した。5.GFP融合遺伝子を用いて、糖センサー型のイネヘキソースキナーゼOsHXK1がミトコンドリアに局在することを明らかにした。6.マイクロアレイ技術を用いてイネ胚における糖応答性遺伝子の検索を行った。その結果、糖によって発現が促進されるCa^<2+>結合タンパク質についての検討を行った。7.イネ培養細胞を用いてα-アミラーゼアイソフォームの糖応答性の詳細を明らかにした。8.種子デンプン分解酵素β-アミラーゼの生合成ならびにイネ品種間での活性欠損現象に着目し、この欠損がmRNAレベルで起こっていることを明らかにした。In situ技術を植物に応用し、作物特にイネの生育・生産性の重要要因である炭素・窒素化合物の代謝・輸送機構についての全く新しい視点の導入、かつそれに付随する各種技術・実験手法の確立を達成目的とする。炭素・窒素化合物の輸送・変換解析:炭素放射性化合物を植物体(最初にイネ培養細胞を用いた)に導入し、その代謝中間体と輸送過程について経時的に解析した。糖飢餓を施した細胞では糖の取り込み活性の上昇が観察された。これがトランスポーターに由来するものかについて検討中である。炭素・窒素輸送体(トランスポーター)のクローニング:炭素化合物輸送体として、スクローストランスポーター(OsSUT1)と単糖トランスポーター(OsMST1-5)のcDNAとゲノムクローニングを行った。In situ mRNA検出の結果、OsSUT1は維管束篩部伴細胞で、またOsMST3は根の内表皮細胞と葉鞘のsclenchyma細胞・肥厚細胞で発現していることを明らかにした。窒素輸送体としては、イネにおいてアンモニアトランスポーター(OsAMT1-3)と硝酸トランスポーター(OsNIT1-2)のcDNAクローニングを行った。現在それらの輸送機能と細胞(特に根における)発現調節について解析している。

1.イネ単離胚における糖取込機構を明らかにし、あわせてスクローストランスポーターOsSUT1が維管束篩部特異的に発現すること、その発現が内生の糖によって制御させていることを明らかにした。種子形成時における糖輸送と糖トランスポーターの関わりについて明らかにした。イネ単糖トランスポーターOsMSTの機能と発現制御に関する詳細を解析した。2.イネの破生通気腔の形成過程とその制御に、横走維管束の形成と細胞死が関与していることを明らかにした。3.糖とアブシジン酸の相互作用について検討を行い、糖飢俄がアブシジン酸の内生量を亢進させる現象を明らかにした。4.イネの根における窒素吸収機構の理解を目的として、アンモニウムトランスポーター遺伝子OsAMTの発現制御・輸送活性について検討した。5.GFP融合遺伝子を用いて、糖センサー型のイネヘキソースキナーゼOsHXK1がミトコンドリアに局在することを明らかにした。6.マイクロアレイ技術を用いてイネ胚における糖応答性遺伝子の検索を行った。その結果、糖によって発現が促進されるCa^<2+>結合タンパク質についての検討を行った。7.イネ培養細胞を用いてα-アミラーゼアイソフォームの糖応答性の詳細を明らかにした。8.種子デンプン分解酵素β-アミラーゼの生合成ならびにイネ品種間での活性欠損現象に着目し、この欠損がmRNAレベルで起こっていることを明らかにした。
個人内および個人間の知覚－運動協調ダイナミクスの解明

本研究課題の目的は、スポーツやダンスなどの全身を用いたリズミカルな運動に応用可能な理論モデルの構築を目指し、非線形力学系理論を用いて、全身リズム動作における個人内/個人間協調の組織化、および組織化に関わる制約因子の解明することであった。今年度は、昨年度フランスで行った対人協調に関する実験のデータを解析した。二者の姿勢動揺を記録し、因果律を計算した。その結果、協調運動後には二者の身体運動の同期率が高まっていることが明らかになった。これは二者の運動協調がその後の他の運動(姿勢制御)の同期にも影響を与えることを示す。27年度が最終年度であるため、記入しない。特別研究員の先行研究では、ストリートダンスでの2種類の膝屈伸動作(ダウン:膝屈曲とビート音を同期、アップ:膝伸展とビート音を同期)が、体肢協調と共通の力学系法則に従うことが報告されている(Miura et al., 2011 ; Miura et al., 2013)。これらの研究では、ダンス未経験者とストリートダンス熟練者に、ダウンとアップを様々な速度で行わせた。その結果ダウン動作からスタートする条件では、両群ゆっくりから速くなるまでダウンの動作が遂行できているのに対し、アップからスタートする条件では、ダンサーでは平均166拍/分、非ダンサーでは平均125拍/分でアップからダウンへの相転移現象が観察され、その相転移周波数はダンサーの方が有意に高かった(p<. 05)。知覚ー運動協調の相転移の制約因子として、重力が影響している可能性が示唆されている(Carson et al., 2009)。仮に重力がアップからダウンへの相転移の制約因子だとすれば、関節の運動の方向と重力の関係を逆転させることで、相転移の方向が逆転する可能性がある。立位では重力方向動作と音を合わせる協調パターンはダウン(膝屈曲とビート音を同期)であるのに対し、仰臥位ではアップ(膝伸展とビート音を同期)が重力方向動作と音を合わせる協調パターンである。そのため、仰臥位ではダウンからアップへの相転移が観察される可能性がある。参加者は仰臥位でメトロームに合わせてアップとダウンを行った。メトロノームのビート音は60拍/分から220拍/分まで16ビートごとに20拍/分ずつ増加した。その結果、180拍/分でダウンからアップへの相転移が観察された。この結果は重力が、アップダウンなどの立位での知覚ー運動協調パターンの組織化に関わる制約因子であることを示唆する。本年度は、個人間の協調について、フランスのモンペリエ第一大学で研究を実施してきた。人間は他者と共有された現実を経験することに対して根源的な欲求を持ち、運動同期はその手段の一つである(Echterhoff, 2009)。このことは人間が太古より、集団で音楽を奏で、共に踊ることで他者との絆を深めてきた歴史的な事実(Mithen, 2005)からもその妥当性が支持される。近年社会心理学の研究から、他者との運動同期による社会性の向上や、相手の心理変化(印象が良くなるなど)が多数報告されており、統制条件から運動同期そのものが心理変化を起こすことが明らかになってきた。そこで本年度は、社会性と運動協調の関係を全身のリズム動作を用いて調査した。大学生30名を対象に2人1組で向かいあって立ってもらい、リズミカルに膝の屈伸運動を行わせた。逆位相から初めても同位相へとすぐに切り替わってしまう引き込み現象が観察された。また、その後運動同期を繰り返すと、自他の認知と関わる心理指標(自分と相手をそれぞれ1つの円と見なし、その2つの円が重なる面積が異なる7段階の選択肢)が変化し、自分と運動を同期した相手を、より重なり部分の大きい2つの円として捉えるようになった。このことは他者との運動同期が、自他の認知を変えることを示唆する結果である。今後は運動同期時のキネマティクスを解析し、個々人の社会性や2者の社会性の差などとの関連を明らかにし、そのモデル化を試みる。特別研究員は、モンペリエ第一大学(仏)へと留学し、社会的な協調運動に関する研究を行った。その間に国際学会では1件シンポジストとしての招待講演、1件の口頭発表、1件のポスター発表を行った。またオランダのアムステルダム自由大学とドイツのミュンヘン工科大学でのセミナー講演に招待された。また国際学会誌に総説論文を1篇発表した。以上のことからも、特別研究員の研究は期待通りに進展していると言える。

27年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は、モンペリエ第一大学(仏)で行ってきた実験の解析をさらに進め、社会性と運動同期の関連を数理モデルで記述することを目指す。特別研究員は、国内の学会に2件シンポジストとして招待され、国外学会で1件ポスター発表を行った。また国内学会誌に総説論文を1篇、国外学会誌に共著として1篇、原著論文を1篇発表した。また現在総説論文が1篇、改訂中である。以上のことからも、特別研究員の研究はおおむね順調に進展していると言える。本研究課題は、個人内および個人間の知覚ー運動協調ダイナミクスの解明が目的である。本年度は主に、個人内での協調に関する研究を行った。次年度は個人内協調に関する研究を並行して行う。
分子レベルのナノ構造を用いた自己修復性光デバイスの開発

有機色素は発光・変色など優れた光学機能を示すものの、劣化しやすいことが欠点である。この問題を解決するため、生体の新陳代謝機能をまねて自己修復性を持つ光学材料を作製した。ポリジメチルシロキサン(シリコーン)ゴムにはナノサイズの自由空間が存在し、これを通って分子が固体中を移動する。この現象を利用すると、劣化した分子を新鮮な分子に置換することができる。このことを実証するため、フォトクロミック色素をゴム中に分散した可変色デバイスを作製し、着脱色を3万回繰り返して耐久性が向上することを示した。また、自己形成・修復機能を有する光信号接続の実験を行い、パルスの発生頻度に応じて信号が伝達されることを示した。有機蛍光色素はレーザ媒質として広く利用されているが、強い光照射や熱の影響で劣化しやすい欠点を持っている。固体に分散させた色素分子が液体中と同様に流動性を持つなら、劣化した色素分子が新鮮な分子に置換されるので、発光媒質の耐久性を向上させることができる。このような自己修復機能を持つ固体マトリクスとしてポリジメチルシロキサン(PDMS)に着目し、昨年までの研究では、ジシアノメチレン(DCM)のような非極性色素を分散させることに成功した。今年度は、レーザ媒質として最も広く利用されているロダミンについて実験を行った。ロダミンは極性を持つためアルコールなどの極性溶媒に溶かしてPDMSと混合する必要がある。しかし、メタノールやエタノールは非極性のPDMS中では液滴を形成してしまい、色素を均一に分散させることができない。また、原液となるPDMSオイルを硬化させる際に使用する架橋促進剤がロダミンと化学反応を起こすことも分かった。そこで、2-プロパノールとトルエンの混合溶液を作製し、硬化後のPDMS中に浸透させる方法を試みた。その結果、PDMS表面に滴下した色素溶液が1か月ほどで浸透し、均一な色素分散固体が形成されることが明らかになった。本研究で取り組む「自己修復」のもう一つの意味は、光信号が自発的に光路を形成することや、形成された光路が伝搬媒質によって自然に閉鎖されることである。この機能を実現するため、ジアリールエテンをPDMS中に分散したフォトクロミック(可変色)ポリマーを作製した。このポリマーに紫色光を照射して一様に着色させた後、緑色光を照射するとその光路だけが透明になり、後から来る光が通るようになった。しかし、そのまま放置しておくと、着色した色素が周囲から流入するため光路が閉じられることも分かった。この機能を用いて、発生頻度の高いパルス信号だけを選択的に通過させることに成功した。発光・変色など優れた光学機能を示す有機色素は、一方で劣化しやすいことが欠点である。この欠点を克服し耐久性のある光デバイスを作製することを目的に、生体のように古い組織が新しい組織に置換される新陳代謝機能を備えた光学素材を開発した。色素を分散するマトリクスとして、ポリジメチルシロキサン(PDMS、シリコーンゴム)の利用を検討した。PDMSには分子レベルのナノサイズ自由空間が存在し、これを通して分子が固体中を移動することが知られているが、光学機能を示す色素についてはこれまで研究が行われていなかった。ジシアノメチレン(DCM)やジアリルエテンなどの色素を用いて実験を行った結果、これらの色素をトルエンに溶かしてPDMS中に分散させると均質な素材が作製できることが分かった。さらに、トルエンはPDMSオイルをゴム状に硬化させた後でも内部に浸透しやすく、その際に色素分子も同時にPDMS中に拡散していくことが明らかになった。この拡散現象を詳しく調べるため、トルエンで膨潤させたPDMS中にフォトクロミック反応(光照射による色素の変色反応)を示すジアリルエテンを分散させた試料を作製し、部分的に紫色レーザを照射して色素を赤色に着色させながら、その色素が周囲に拡散していく様子を分光測定によって観察した。その結果、1時間程度で数mmの範囲まで色素が移動することが分かった。全体を均一に着色した試料に緑色レーザを部分的に照射して脱色させる実験(上記と正反対の実験)においても、脱色した色素が周囲に拡散していき、代わりに周囲の着色色素が流入してくることが明らかになった。また、トルエンの含有量を増やすことによって、拡散速度が上がることも分かった。これらの実験結果より、作製したトルエン膨潤PDMSが、新陳代謝機能を実現する固体マトリクスとして有用であることが示された。有機色素は着色剤や発光材料として広く用いられているが、強い光を照射したり高温下に置いたりすると、分子が損傷を受けて光学機能が劣化することが欠点となっている。

生物は劣化した組織を新しい組織に置き換える新陳代謝で生体機能を長期間にわたって維持しており、このような自己修復機能をもつ光学素材を作ることができれば、有機色素を用いた光デバイスの長寿命化を図ることができる。本研究では、シリコーンゴムと呼ばれるポリジメチルシロキサン(PDMS)中に有機色素を分散させて、自己修復機能を実現することを目的とした。PDMSは細長いフレキシブルな分子であり、通常はオイル状の液体であるが、その一部が隣の分子と結合する(架橋という)ことで硬化し、透明なゴム状固体となる。外見上あるいは取扱い上は固体であっても、ミクロには液体と同様にフレキシブルな構造を持っており、分子間にできるナノメートルサイズの隙間を通って様々な分子が移動する。したがって、色素分子が劣化しても、周囲の正常な色素分子がそれに置き換わるため、機能性を長期間にわたって維持することができる。このような自己修復機能を実証するため、本研究ではフォトクロミック色素(可変色色素)を採り上げた。ジアリルエテンはフォトクロミック色素のひとつであり、通常は透明であるが、紫色(波長400nm)のレーザを照射すると赤色に変色し、緑色(530nm)のレーザを照射すると透明状態に戻る。この反応は可逆的であるが、1000回程度着脱色を繰り返すと色素分子が壊れて変色しなくなる。そこで、この色素をPDMSゴム中に分散させて新陳代謝が起こるようにすると、劣化が少なくなることが分かった。また、トルエンをPDMSオイルに混ぜて固めた膨潤ゴムを作製すると、分子の流動性が10倍以上向上するため、3万サイクルの着脱色でも、色素の劣化がほとんど生じないことが実証された。光デバイス工学初年度において、劣化した色素を新鮮な色素に置き換える自己修復機能の実現に成功したのに加え、今年度は、信号光によって自己形成された光導波路を伝搬媒質が自己修復的に閉鎖する機能を実現することができた。これらの実験結果により、本研究の目的を達成できる目途が立った。PDMS中で分子拡散が起こることは研究開始前から分かっていたが、それが光学的耐久性を高めるのに十分な程度であるか否かは疑問であった。PDMS単独の場合は十分な拡散速度を得ることができなかったが、トルエンを大量に混ぜて膨潤させることによりこの問題を改善できた。このことは、課題を達成するうえで重要な足がかりとなったので、初年時の研究成果としては満足いくものと評価している。当初に立てた計画がほぼ予定通りに進んでいるので、最終年度となる次年度には、サンプルの改良や、不十分な点の再実験などを行い、信頼性の高いデータを出して研究のまとめを行う。トルエンで膨潤させたPDMSによって十分な分子拡散速度が得られたことを踏まえ、劣化した色素分子を新鮮な分子で置き換える新陳代謝の実験を本格化させる。また、前年度のフォトクロミック色素に加え、蛍光色素についても同様の試料を作製し、レーザ発振時の耐久性向上を目指す。本研究のもうひとつの目標として掲げている、自己修復性を持つ光インターコネクションについても、前年度に開発した試料を利用できると考えられるので、新たに光学系を組み立てて実験を開始する。設備備品としては、評価実験を行うためのレーザ分光システムを購入する。消耗品は、前年度とほぼ同様に薬品類・実験器具・光学部品などを購入する。長時間にわたる実験を補助させるため、学生アルバイトを謝金で採用する。
チタノシリケートの有機反応への新しい応用と新規メタロシリケートの合成

既知の方法で合成したチタノシリケートを用いた新しいタイプの有機合成反応の開発を目指した研究と,チタノシリケートゼオライト触媒の新しい合成法の開発を目指した研究の両方を行った。まず,TS-1,Ti-beta, Ti-MWWの3種のチタノシリケートを合成し,不飽和ケトンの過酸化水素によるエポキシ化に適用した。6員環ケトンの反応性が電子吸引性のカルボニル基の存在に関わらず大きく,速やかにエポキシケトンに転化されることを見出す一方,5員環ケトンでは反応性が非常に低いことを観察した。これは環の平面性が大きい5員環共役ケトンではオレフィンの電子密度がカルボニル基の効果により減少するのに対し,6員環では共役による電子吸引基の効果が現れ得ないためと説明できた。環が大きく,また,オレフィン基の置換基が大きくなると反応性の減少が見られたが,これは立体的な制約によりオレフィン基がTiの酸化活性種に近づきにくくなるためである。立体障害の小さい直鎖の不飽和ケトンでは,オレフィンとカルボニル基の同一平面性が容易に達成されるため,反応性は低かった。続いて3置換または4置換オレフィンの過酸化水素によるエポキシ化を同様な触媒を用いて行い,ピナコールタイプの生成物が選択的な合成を達成した。これはエポキシ化と続いて起こる加水分解によるものであり,生成したエポキシ環の置換基同士の立体反発と置換基によるカルボニウムイオンの安定化の両方の効果によってエポキシ環の加水分解が促進されたものである。エポキシ化は電子的には置換度が高いほど促進されるはずであるが,3置換の方が速く,これはエポキシ化の段階での立体効果によるものであるとした。Ti-beta触媒を用いて各種の環状オレフィンやジエンのエポキシ化における位置選択性を調べた。選択性は炭素炭素二重結合の電子密度と立体的な混み具合の両方の因子によって反応性が影響されるとの基本的考えに基づき,置換基の増加は電子的には促進,立体的には抑制という相反する効果のバランスによって説明できることを明確に示した。チタノシリケートの新しい合成法としては,通常,合成が困難なシリカTi-betaのフッ化物法による合成を新しい構造指向剤としての有機アンモニウム化合物を用いて行った。特に二官能基性の有機アンモニウム塩の橋掛けの炭素鎖の長さによって結晶相とモルフォロジーが制御できることを見いだした。
曲率・捩率対数グラフに基づくビジュアルシミュレーション及びデザインの効率化

美しい曲面デザインなどにおいて,曲面を生成する曲線自体も高度に美的である必要がある.本研究では,曲率対数グラフの直線性に基づく対数美的曲線を,曲率対数グラフが2次曲線になるように拡張(一般化)した2次対数美的曲線の基礎理論を構築するとともに,基本的な性質を解明し,プログラムとして実装しリアルタイムに曲線が生成できることを確認した.この理論は,即材に捩率対数グラフの一般化,空間曲線の生成に応用することも可能である.曲率の制御可能な曲線を生成するために,曲率プロットを陽的Bezier曲線で指定し,曲線を生成する研究も行った.従来,曲率対数グラフが直線になる曲線として対数美的曲線が提案されてきたが,この拡張として,曲率対数グラフが2次曲線になる曲線の生成法および基本的な性質の解明を行った.対数美的曲線は,曲率変化の単調性だけでなく,曲率対数グラフの直線性という強い制約を持つため,曲線をそのままG^2 Herimite補間(両端点の位置,接線方向,および曲率を生成した曲線補間)に,そのまま利用することは困難であった.このため,曲率の単調性を維持しながら,曲線の表現空間のより広い曲線が望まれていた.そこで,本研究では,より広い表現空間の曲率変化の単調な曲線を生成するために,曲率対数グラフが2次曲線となる曲線の生成および基本的な性質の解明を行った.曲率対数グラフが2次曲線となる曲線を生成するために,曲率対数グラフの0次の項に対応するΛ,1次の項αに加えて,2次の項γを導入した(γ=0の場合は従来の対数美的曲線に一致する).曲線の生成には,誤差関数erfおよび複素誤差関数erfiの逆関数が必要であるが,現状では2分法とNewton法を組み合わせたハイブリッドな手法が最も安定して曲線の生成ができている.また,曲線の性質については,γの値が負の場合にはα,Λの値に依存せず曲線長が有限になり,γの値が正の場合には曲線長が無限になることなどの性質の解明を行った.γが負の場合には,有限の曲線長で曲率が0の点(変曲点)および無限大の点を持つ曲線となり,今後CAD分野への応用の可能性を調べていく予定である.また,CADシステムに広く利用されている曲線の性質への応用を考えて,3次多項式および有理Bezier曲線の曲率変化の性質を調べる研究も行っった.昨年度までに、曲率対数グラフが2次曲線となるような曲線(2次対数美的曲線と呼ぶ)の生成手法や基本的な性質の解明がなされた。また、2次対数美的曲線をC++言語のプログラムとして実装し、リアルタイムに生成できることなどの確認を行った。本年度は、CADアプリケーションへの応用を考え、まずは両端点の位置と接線方向が与えられた場合に、この条件にフィットする2次対数美的曲線を求めることを行った(G1 Hermite補間)。具体的には、従来の対数美的曲線(曲率対数グラフ曲線が直線となる曲線)に対するG1 Hermite補間と同様のアルゴリズムを適用してみたところ、曲線が求まったり求まらなかったりする場合があることが分かった。より詳細に、調べてみたところ、2次対数美的曲線は、対数美的曲線と本質的に異なり、G1 Hermite補間の一意性がない場合があることが分かった(具体的な例として、γ≠0の時に、一意に求まらない場合があることを示すことができた)。対数美的曲線については、α<0の場合にはG1 Hermite補間の一意性はは数学的に証明されており、α≧0の場合について2分法による探索で全く問題がないことから、対数美的曲線に関して一意性があるものとされている。2次対数美的曲線に関しては、曲線セグメントの一意性がない場合があるという知見が得られたため、今後、曲線セグメントが一意に求まらない曲線に対して、曲線セグメントを求める手法を考えていくなどの新たな課題を得ることができた。主たる目的の一つであった曲率対数グラフが2次曲線となるような曲線の生成手法は性質が解明され、またG^1 Hermite補間についても道筋が立てられたことから、おおむね順調に進んでいると考える。本年度は,昨年度までに作成した2次対数美的曲線をG^1及びG^2 Hermite補間に適用することを主たる目的とした. G^1 Hermite補間補間は,両端点とそこでの接線できる三角形(両端点と両端点での接線方向を含む直線の交点できる三角形)と相似になるような曲線上の三角形(曲線上の2点とその2点での接線方向を含む直線の交点できる三角形)を見つける問題に帰着できる.相似な三角形は2角が同じであれば良いので,一つの角(具体的には方向角の変化)を固定して,曲線上でもう一つの角がどのように変化するのかをグラフ化するプログラムを作成した.このグラフから,局所的な極値がある(従って,G^1 Hermite補間が一意に求まらない)ことが分かった.G^1 Hermite補間は,この極値で区切ることによって,対数美的曲線と同様な手法が適用可能となる.G^2 Hermiteに関しては,2次美的曲線のパラメータ(α,β,Λ)を様々に変化させ,方向角を固定した時に,両端点の曲率がどのように変化するのかを調べることを行った.