hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
進化型多数目的最適化における解集合評価の体系化へ向けた評価指標の批判的考察

また,多数目的最適化アルゴリズムの性能評価に用いられることが多いDTLZやWFGなどのテスト問題が特殊な性質を持ち,多目的最適化アルゴリズムMOEA/Dの性能が,この特殊な性質に大きく依存することを明らかにし,IEEE Transactions on Evolutionary Computation誌で発表した.関連して,そのような特殊な性質を持たないような一般性の高い多数目的最適化テスト問題を生成するための枠組みを開発し,国際会議IEEE CEC 2016で発表した.さらに,多目的最適化アルゴリズムの性能評価指標として用いられることの多いHV(Hyper-Volume)による性能評価結果とHV計算のための参照点の位置との関係に関する研究を進め.研究成果を国際会議に投稿した.また,HVと同様に,多目的最適化アルゴリズムの性能評価指標として用いられることの多いIGDに対しても,性能評価結果とIGD計算のための参照点集合分布との関係に関する研究を進め,英語論文誌への論文投稿を行った.進化型多目的最適化では,多目的最適化問題のパレートフロント全体を一様に覆うような非劣解集合が獲得される.非劣解集合の評価は,パレートフロント全体の近似の度合いとして評価される.非劣解集合がパレートフロントに近いほど高い評価となる.また,パレートフロントを幅広く覆っているほど高い評価となる.2目的問題や3目的問題では,パレートフロントと非劣解集合を図示することが可能であるため,視覚的な評価および評価尺度の意味も明確である.本研究では,視覚的な解析が困難となる多数目的最適化問題に対する非劣解集合の評価に関連する様々な問題点を解析し,新しい評価尺度およびテスト問題生成手法の提案も行った.申請書における平成26年度の研究目的は,以下の2項目であった.(1)進化型多数目的最適化に関する文献を調査し,性能評価に用いられている解集合評価指標を網羅的に列挙する.(2)また,性能評価指標の妥当性を検討するため,多数の目的関数を持つテスト問題を作成し,目的関数空間内でのトレードオフ曲面の形状およびパレート最適解の数を調べる.このように,文献調査および文献調査で得られた性能評価指標の検討を初年度の研究目的としていた.文献調査の結果,目的関数の数が10を超えるような多数目的最適化問題に対しては,IGDという解集合評価指標が多くの論文で用いられていることが明らかになり,IGDに焦点を絞った研究を進めた.IGDに関連した文献調査をさらに行い,その性質を調べた結果,上述のように,IGDの持つ二つの問題点を明確に示すことのできる例題および数値実験結果が得られた.このような研究成果は,研究が概ね順調に進展していると言える十分なものである.さらに,本研究では,パレート優越関係と矛盾した結果が得られることがあるというIGDの持つ問題点を解消するために,IGD+という評価指標を提案し,パレート優越関係と矛盾することがないことを数学的に証明した.この研究成果を,平成27年3月に開催された進化型多目的最適化に関する国際会議EMO 2015で発表した.
バイオ・テクノロジ-をめぐる法的諸問題の比較法的・総合的研究

1研究・開発規制の現状と問題点の検討西ドイツおよび英国における新立法、米国における規制の現状と連邦議会における検討内容等を研究するとともに、わが国における研究・開発規制とりわけ遺伝子組替え体の開放系実験に関する規制のあり方につき検討を進め、主として、遺伝子組替え技術の社会的受容(パブリック・アクセプタンス)の観点から法的規制の是非を考察すべきであるとの視点を確立した。2ヒトの細胞および遺伝子の操作に関する問題点の検討西ドイツにおける遺伝子工学法の制定、ヒトの細胞・組織の所有権に関する米国カリフォルニア州最高裁判決、人口生殖に関するフランス学説などを参考にして、法的規制のあり方を検討した。3知的財産権をめぐる諸問題の検討昨年度来検討の対象としてきた営業秘密(Trade Secret)が立法化されたことを受けて、米国の裁判例等を参考にして、その運用上の問題点を検討した。バイオ・テクノロジ-の特許をめぐる解釈論上の問題点につき米国判例を検討した。植物バイオに関連して、UPOVの動きを考慮に入れつつ、特に種苗法と特許法との関係につき、検討を深化させた。4共同研究・開発契約をめぐる問題点の検討「産官学共同開発の現状と問題点」を統一テ-マとして、秘密開示のあり方、成果物の帰属関係、独占禁止法上の問題点、契約締結上の留意点、契約違反に対する制裁のあり方等の論点をめぐり、民間企業・関係省庁等の実務担当者からのヒアリング、米国人弁護士による米国契約実務のレクチャアなどを踏まえ、検討を加えた。以上の各項目に関する成果は、適宜別掲の雑誌論文等により公表したほか、その一部を研究成果報告書にとりまとめた。1.研究・開発規制の現状と問題点の検討西ドイツにおける遺伝子工学法案の分析を行い、わが国法制への示唆を得た。その他の諸国およびわが国の現状については調査を続行している。2.遺伝子組替え体の環境放出をめぐる問題点の検討EC指令案等欧米における立法化の動向につき調査し、その一部につき中央公害対策審議会企画部会バイオテクノロジ-専門委員会において発表した。わが国における規制のあり方について引続き検討する。3.人の細胞および遺伝子の操作に関する問題点の検討西ドイツにおける連邦参議院法案の提出を受け、同法案に至る経緯を分析し、わが国の規制のあり方について示唆を得た。また、米国におけるヒトの細胞および組織の所有権を争う裁判例を参考にして、検討を行なった。来年度は、フランスにおける規制の現状等を分析・検討する。4.知的財産権に関する問題点の検討今年度は特に財産的情報(Trade Secret)の保護のあり方について検討し、その成果の一部は産業構造審議会財産的情報部会の審議および報告書にとりいれられている。また、植物バイオに関連して、特許法と種苗法との二重保護をめぐる論点の整理を行った。引続き来年度も検討を継続する。5.共同開発契約をめぐる問題点の検討「産官学共同開発の現状と問題点」を統一テ-マとし、産業界および通産省・厚生省等の関係省庁からのヒアリングを行なって問題点を析出するとともに、民間企業相互間の共同開発契約のあり方、試験研究委託契約に関する解釈論上の問題点を検討した。引続き次年度も検討を継続する。
建築・都市空間における浮力乱流場を対象としたダイナミック型LESモデルの開発

本研究では、まずLagrangianモデルの安定手法に基づくダイナミック型LESコードを作成した。このモデルを2次元角柱周辺流れ場に適用し、既往の実験結果と比較することにより浮力型ダイナミックLESモデルを吟味した。実験との対応が不充分な点に関しては、原因を究明して改良を施し、最適な浮力型ダイナミックLESモデルを構築した。さらに本研究では、浮力型Dynamicモデルを、既に申請者により開発されている、複合グリッドシステムに基づくLESによる流れ場・圧力場の高精度予測モデルに組み込み、建築・都市空間の浮力乱流場の高精度予測モデルを作成した。そして建築・都市空間の乱流拡散場の高精度予測システムの適用例として、既に申請者により設定され、詳細な風洞実験が行われている建物周辺で浮力のあるガスが排出された条件に予測モデルを適用し、実験結果との比較から、さらにモデルの改良、チューニングを行い、複雑乱流場にも適用可能な浮力型ダイナミックLESモデルを確立した。これらの結果より、実験では測定困難な諸量(乱流濃度フラックスの輸送方程式中の生産項、拡散項等)の空間分布が算出され、各種乱流統計量のデータベースとして蓄積された。
コンピュータによる初期近代英語の研究

本研究は、コーパス言語学的方法によって、主にヘルシンキコーパスとティンデイル訳聖書を用いて初期近代英語散文の語彙と統語法・文体の分析を行うことを目的とする。以下、1.3.に平成6年度の成果、4.6.に平成7年度の成果の概略を記す(平成6年度)1.チェタステーン:(1)ヘルシンキコーパス責任者リッサネンおよび英国バ-ミンガム大学シンクレア教授を訪問、通時的データとコビルドコーパス利用について討論。(2)来日し立教大学で北欧フィロロジーの伝統に関して多数の研究者と討論。阪大では語学研究へのマルチメディア活用法を実験しながら討論。2.渡辺:英訳聖書の語彙研究の成果、(1)初期近代英語期の翻訳に頻出する同意語並列構文は、聖書翻訳では極めて少ないこと、(2)『欽定英訳聖書』中の表現'while the world standeth'は、ゲルマン語に共通の表現であることの2点を公表。英国リ-ズ大学バーバー博士を訪問、英語語彙の通時的問題(CD-ROM版OEDの活用法など)を討論。コペンハーゲン大学で、G.ロ-ゼ氏らとイェスペルセン著作の文献目録に関する共同作業を行う。3.今井:(1)リ-ズ大学バーバー博士を訪問、英語の統計的研究の方法論について助言を得る。(2)コペンハーゲン大学で、チェタステーン教授他と散文の文体について討論。(3)文頭の副詞用法不定詞の談話文法的機能をエリザベス朝散文について、分詞の用法との比較で研究。(平成7年度)4.チェタステーン:(1)テクストに見られる発音の方言差を探る方法を研究。資料としてヘルシンキコーパスとEETSの諸テクスト他を使用。(2)平成7年8,9月に渡米、同様の目的で1600年代のNew Englandで書かれた散文資料を調査。(3)平成8年1月来日、阪大で語彙のコーパス言語学的諸問題を実際の作業と討論を通じて研究。コンピュータによる2か国語辞書編纂の研究には、ドイツ語教育講座の細谷行輝助教授の参加を求め、同氏開発の独和辞典編纂プログラムを検討しながら研究を進めた。5.渡辺:(1)英国図書館所蔵の各種英訳聖書と中英語詩The Owl and the Nightingaleの写本を研究。前者に関する成果は論文の形で発表済み。後者の成果は、平成8年6月の中世英語英文学会西支部例会でのシンポジウムで発表予定。(2)デンマーク訪問中はZettersten教授と、コンピュータ利用の英語教育プログラムの開発について意見を交換するとともに、北欧における英語史研究の現状を討論。(3)CD-ROM版OEDを中心とした辞書学的研究の成果は、平成8年5月コペンハーゲン大学で開催の第7回国際辞書学会議で発表予定。6.今井:(1)平成7年9月フィンランドで、トゥルク大学ヒルトゥーネン教授の他多くの研究者と統語法の統計的研究および英語史全般に関する諸問題について討論。(2)コペンハーゲン大学では、上記5(2)の議論に参加した。(3)文頭に用いられた副詞用法不定詞の談話文法的機能をヘルシンキコーパスについて調査する前年度の続きの研究を行った。この用法の不定詞の出現頻度が使用コーパスの研究対象の部分に小さいことが問題点として残ったが、Backlund(1989)を基準に判断すると、「仮想の読者との対話」によりテクストの有機的な構築を助けるというこの用法の不定詞は、ヘルシンキコーパスEMod部分においては、現代英語におけるほど明確には捉えられないことが判明した。地震災害の復旧作業のため平成6年度末に研究を一時中断せざるを得なかったが、本計画の実行は以上の通り順調に所期の成果をあげている。デンマーク側・日本側とも、この意義深い大学間協力研究に意欲を燃やしており、同じ研究課題で内定していただいている8年度以降の研究を大いに期待している。なお、The Nordic Association for English Studiesの会長であるトゥルク大学リスト・ヒルトゥーネン教授との話し合いで、本共同研究を契機に、阪大と北欧諸国との間の研究協力をさらに推進すべく合意したことを付け加えておきたい。

(3)文頭の副詞用法不定詞の談話文法的機能をエリザベス朝散文について、分詞の用法との比較で研究。(平成7年度)4.チェタステーン:(1)テクストに見られる発音の方言差を探る方法を研究。資料としてヘルシンキコーパスとEETSの諸テクスト他を使用。(2)平成7年8,9月に渡米、同様の目的で1600年代のNew Englandで書かれた散文資料を調査。(3)平成8年1月来日、阪大で語彙のコーパス言語学的諸問題を実際の作業と討論を通じて研究。コンピュータによる2か国語辞書編纂の研究には、ドイツ語教育講座の細谷行輝助教授の参加を求め、同氏開発の独和辞典編纂プログラムを検討しながら研究を進めた。5.渡辺:(1)英国図書館所蔵の各種英訳聖書と中英語詩The Owl and the Nightingaleの写本を研究。前者に関する成果は論文の形で発表済み。後者の成果は、平成8年6月の中世英語英文学会西支部例会でのシンポジウムで発表予定。(2)デンマーク訪問中はZettersten教授と、コンピュータ利用の英語教育プログラムの開発について意見を交換するとともに、北欧における英語史研究の現状を討論。(3)CD-ROM版OEDを中心とした辞書学的研究の成果は、平成8年5月コペンハーゲン大学で開催の第7回国際辞書学会議で発表予定。6.今井:(1)平成7年9月フィンランドで、トゥルク大学ヒルトゥーネン教授の他多くの研究者と統語法の統計的研究および英語史全般に関する諸問題について討論。(2)コペンハーゲン大学では、上記5(2)の議論に参加した。(3)文頭に用いられた副詞用法不定詞の談話文法的機能をヘルシンキコーパスについて調査する前年度の続きの研究を行った。この用法の不定詞の出現頻度が使用コーパスの研究対象の部分に小さいことが問題点として残ったが、Backlund(1989)を基準に判断すると、「仮想の読者との対話」によりテクストの有機的な構築を助けるというこの用法の不定詞は、ヘルシンキコーパスEMod部分においては、現代英語におけるほど明確には捉えられないことが判明した。地震災害の復旧作業のため平成6年度末に研究を一時中断せざるを得なかったが、本計画の実行は以上の通り順調に所期の成果をあげている。デンマーク側・日本側とも、この意義深い大学間協力研究に意欲を燃やしており、同じ研究課題で内定していただいている8年度以降の研究を大いに期待している。なお、The Nordic Association for English Studiesの会長であるトゥルク大学リスト・ヒルトゥーネン教授との話し合いで、本共同研究を契機に、阪大と北欧諸国との間の研究協力をさらに推進すべく合意したことを付け加えておきたい。本研究は、コーパス言語学的方法によって、主にヘルシンキコーパスとティンデイル訳聖書を用いて初期近代英語散文の語彙と統語法・文体の分析を行うことを目的とする。初年度の成果は次の通り。1.チェタステーン教授:
差動形スイッチトキャパシタ変成器を用いたAC-DCコンバータの開発

昨年度の研究で,キャパシタ電圧の差を利用して,交流入力電圧から直流低電圧を直接取出すコイルレスの新しい電圧変換回路を試作し,商用電源100V/60Hzから50Vの直流電圧を80%以上の高い電力交換効率で得ることができた。更に,位相制御を用いることにより,入力電圧が55V120Vと大きく変化しても,80%以上の高い電力変換効率で出力電圧を安定化することができた。但し,クロックを入力電圧に同期して発生していたため,クロック周波数が極端に低下し,出力電圧リプルが大きくなるということが分かった。しかし,出力側クロックを交流入力電圧に同期しなくても問題なく動作する等の見通しが付いた。本年度は出力側クロックを入力電圧と同期せずに100kHzで動作させ,出力電圧リプルを減少させる新しい方式を採用した。更に,出力電圧リプルを減少させるため電荷転送用キャパシタも5個に増やし,実験によりその諸特性を明らかにした。電荷転送用キャパシタが増加したのでクロック発生回路も,アナログ回路で設計すると回路が非常に煩雑となり,雑音等により誤動作を引き起こしやすいということで,今回はパソコンを用いたタイミングパルス発生器(Time98)を使用した。試作回路の結果,商用電源100V/60Hzから20V/0.5Aの直流電圧に変換でき,最大89.5%の高い電力変換効率が得られた。また,入力電圧の実効値を20Vから120Vの広範囲で変化しても安定した出力電圧を得ることができた。今後,パソコンを用いてクロック信号を発生していた部分をEPGA等でハードウェア化し,実験および回路シミュレーションによって,電源投入時や交流入力電圧の瞬停および負荷急変時の過渡応答などについて,、明らかにしていく予定である。本研究ではキャパシタ電圧の差を利用して,交流入力電圧から直流低電圧を直接取出すコイルレスの新しい電圧変換回路を試作した.試作回路は,個別部品を用いて用いて構成され,商用電源100V/60Hzから50Vの直流電圧を80%以上の高い電力変換効率で得ることができた(本報告書の研究発表論文参照).更に,位相制御により出力電圧を安定化し,交流入力電圧や負荷抵抗が変化しても,直流出力電圧をほぼ一定に保つことができた.スイッチトキャパシタ電源おいては,PWM制御により出力電圧の安定化を行った場合,入力電圧が大きく変化すると効率が極端に低下するという問題があった.本研究では位相制御を用いることにより,入力電圧が55V120Vと大きく変化しても,80%以上の高い電力変換効率で出力電圧を安定化することができた(この成果についてはこれから論文発表する予定である).現在,制御回路はアナログ回路で設計試作しているが,出力電流が増加した場合,雑音が増えこれにより誤動作を起こすことがある.また,電荷転送用キャパシタが増えると回路が非常に複雑になる.今後,実験および回路シミュレーションによって,電源投入時や交流入力電圧の瞬停および負荷急変時の過渡応答などについて,明らかにしていく予定である.更に,制御回路をディジタル回路で設計試作し,回路の簡単化と雑音に対して誤動作しにくくする予定である.キャパシタ電圧の差を利用して,交流入力電圧から直流低電圧を直接取出すコイルレスの新しい電圧変換回路を試作し,商用電源100V/60Hzから50Vの直流電圧を80%以上の高い電力変換効率で得ることができた.更に,位相制御を用いることにより,入力電圧が55V120Vと大きく変化しても,80%以上の高い電力変換効率で出力電圧を安定化することができた.但し,クロックを入力電圧に同期して発生していたため,クロック周波数が極端に低下し,出力電圧リプルが大きくなるということが分かった.

そこで,本年度は出力側クロックを入力電圧と同期せずに100kHzで動作させ,出力電圧リプルを減少させる新しい方式を採用した.更に,出力電圧リプルを減少させるため電荷転送用キャパシタも5個に増やし,実験によりその諸特性を明らかにした.電荷転送用キャパシタが増加したのでクロック発生回路も,アナログ回路で設計すると回路が非常に煩雑となり,雑音等により誤動作を引き起こしやすいということで,今回はパソコンを用いたタイミングパルス発生器(Time98)を使用した.試作回路の結果,商用電源100V/60Hzから20V/0.5Aの直流電圧に変換でき,最大89.5%の高い電力変換効率が得られた.また,入力電圧の実効値を20Vから120Vの広範囲で変化しても安定した出力電圧を得ることができた.
生理活性ペプチドサリューシンβの超高感度測定法の開発とその病態生理学的役割の解析

サリューシンβは2003年にin silicoペプチド探索法にて発見された初めての生理活性ペプチドである。本因子の発見は世界的に注目されたが、本因子特有の実験器具への吸着性のため、取り扱いが難しく血中濃度測定系を構築できず、ヒト体内での循環ペプチドとしての意義を検討できない時期が続いた。独自の抗体作製技術を用いてサンドイッチELISA系の構築を試みた結果、全長サリューシンβのみ検出可能な測定系の確立に成功した。サリューシンβには日内変動があり、副交感刺激試験実施前後の検討では非常に迅速な変動がみられた。また糖尿病、中枢性尿崩症患者血中濃度は健常者と比較し、有意に低値を示した。新規生理活性ペプチド探索法であるin silico探索法によって初めて同定されたサリューシンβは一般的に使用される器具(プラスチック、ガラス問わず)に吸着する性質をもつ。このような性質は従来の生理活性ペプチドにはみられない、本ペプチド特有の性質であり取り扱いが難しく血中濃度測定系の確立は困難を極めた。本ペプチドは培養細胞や実験動物を用いた検討から動脈硬化促進作用があることが報告されており、新規疾患マーカーとしての役割が期待されていたが、ヒト血中濃度を正確に測定する手段がこれまで存在しなかった。今回、サリューシンβの超高感度免疫複合体転移法を用いた測定系を開発し、質量分析にて血中に存在することを確認したサリューシンβフラグメントペプチドと併せてヒト血中遊離サリューシンβ濃度の測定を可能とし、心血管疾患・内分泌代謝疾患におけるバイオマーカーとしての有用性を示すための基礎的検討を行うことを目的としている。当該年度はヒト血漿を抽出操作をせず、希釈操作のみで血中に存在する遊離サリューシンβを検出する測定系を構築し、健常者血中濃度、生理的変動の有無を検討する、さらに本ペプチドは発見当初より副交感神経刺激因子の可能性が示されていることにも注目し、健常者における日常生活での副交感神経の動きとの相関性についての検討を予定していた。当研究室で作製した2種類の抗サリューシンβ抗体を用いて高感度測定系を構築するために次に述べる3点の基礎的検討を行い、(1固相抗体、検出抗体の最適濃度の決定2吸着防止剤(界面活性剤)の最適濃度の決定3標準曲線と正常ヒト血漿希釈曲線との平行性の確認)血中に存在するサリューシンβを測定することに成功した。本測定系を用いて健常者血中濃度、副交感神経刺激試験前後の血中濃度の測定を行った。研究計画時にELISA系測定がうまくいかなかった場合について対応策を示したが、本ペプチド特有の吸着性を回避するために使用する界面活性剤が0.02%という低濃度に存在しても抗原抗体反応を阻害した。界面活性剤を低濃度にしすぎると本ペプチドは実験器具へ吸着するため、完全に除去することができない。吸着を防ぎかつ抗原抗体反応を阻害しない最適な界面活性剤の選択ならびに最適濃度の検討に予想以上に時間を費やすこととなったが、測定系の構築には成功した。本測定系を用いて各種検体を測定し、データを収集し解析しているところであり、おおむね予定通り進んでいる。新規生理活性ペプチド探索法であるin silico探索法によって初めて同定されたサリューシンβは新規疾患マーカーとしての役割が期待されていたが、実験器具への吸着が著しく、ヒト血中濃度を正確に測定する手段がこれまで存在しなかった。今回、サリューシンβ特有の吸着性を回避し、ヒト血中濃度測定系を開発に成功した。また質量分析にて血中に存在することを確認したサリューシンβフラグメントペプチドと併せてヒト血中遊離サリューシンβ濃度の測定を可能とし、心血管疾患・内分泌代謝疾患におけるバイオマーカーとしての有用性を示すための基礎的検討を行うことを目的としている。ヒト血漿を、希釈操作のみで血中に存在する遊離サリューシンβを検出する測定系を構築し、健常者血中濃度、生理的変動の有無、副交感神経刺激因子としての動態を検討・解析を行った。健常者血中濃度は約70ng/mLであり、性差、年齢差はなかった。検討した疾患患者(1型糖尿病、2型糖尿病、中枢性尿崩症)では健常者と比較して有意に低値を示した。生理的変動については体位変動、飲水負荷試験、日内変動、高張食塩水負荷試験を行ったが、日内変動のみみられた。副交感神経が最も優位な状態の時にサリューシンβが最低値を示した。質量分析により発見されたサリューシンβ断片ペプチドについては本測定系では干渉することなく全長サリューシンβのみを認識していることを確認しており、各断片ペプチドに対する抗体の作製を試みているが、ELISA系へ適用できる抗体の作製に難渋している。本研究から得られた結果よりサリューシンβが生体内での循環ペプチドホルモンとしての働きを担っていることが示唆され、サリューシンβ全長ならびに各断片についてより詳細な解析を行い、新規バイオマーカーとしての有用性の検討を今後も継続していく。

サリューシンβには日内変動があり、副交感刺激試験実施前後の検討では非常に迅速な変動がみられた。また糖尿病、中枢性尿崩症患者血中濃度は健常者と比較し、有意に低値を示した。本研究計画で予定していた健常者症例の生理的変動を検討する症例数がやや不足しているので、引き続き収集する。本研究計画の予定通り、質量分析により観測された7種類のサリューシンβフラグメント認識抗体の作製は既に進めている。各フラグメントにポリクローナル抗体を作製し、アッセイに適した抗体価以上であるか確認する。抗血清からのIgG精製および酵素標識はイオン交換クロマトグラフィーやゲルろ過クロマトグラフィーを行う。今回試みたアッセイ系確立のノウハウを生かし、サリューシンβ断片ペプチドに対する測定系を構築する。培養細胞、実験動物を用いて各フラグメントの生理活性を検討し、サリューシンのアミノ酸配列のうちのどの部分がこれまで報告された様々な作用(強力な降圧作用、徐脈作用、動脈硬化促進、副交感神経刺激作用など)を司っているか考察する。ヒト血中濃度についても全長の検討と同様、健常者、副交感刺激試験前後、動脈硬化性疾患の各検体について各フラグメントの血中濃度を測定し比較し、どのフラグメントがどのような機能を担っているのか循環動態を詳細に解析していく予定である。病態検査学申請した研究計画を遂行するために次年度分も本助成金を必要とする。次年度は研究計画完了年であるため、実験に必要な消耗品だけでなく、論文投稿料、学会発表に必要な経費(学会参加費、出張費)が生じる。研究計画書に記載の通り進めるために次年度分の研究消耗品としてはイオン交換クロマトグラフィー用担体アフィニティー精製用担体ポリスチレンビーズ、96ウェルプレート、実験試薬、ピペット類、チップ、マイクロチューブ、ディスポーザブル遠沈管類、抗体精製キット、酵素標識キット、抗血清作製代、ペプチド合成代に費用がかかる予定である。論文発表については英文校正料、論文投稿料を予定している。研究成果発表の機会として学会発表を予定している(日本心脈管作動物質学会、日本心血管内分泌代謝学会)
新規の乳癌予後予測因子の研究-乳癌組織中の線溶系プロテアーゼとそのレセプター

研究の目的申請者らは線溶系のプロテアーゼとそのインヒビターが、乳癌の悪性度の指標になり得るかを検討した結果、u-PA(ウロキナーゼ型PA)およびPAI-I(PAインヒビターI)を多く含む乳癌は、少ないものに比べて有意に予後不良であった。この研究をさらに推進する目的で、u-PAとu-PAR(u-PAレセプター)の局在を免疫染色で明らかにし、これらの結果と乳癌との予後を検討し、これらが乳癌の新規の予後因子となり得るかを解析した。研究方法乳癌組織中のu-PAおよびu-PARをそれぞれに対する抗体を用いて免疫組織化学法(LSAB法)にてその局在を検討した。研究実績の概要乳癌組織中のu-PA、u-PARの免疫染色の結果、u-PAは乳癌組織中では主に乳癌細胞の細胞質に認められた。またu-PARは乳癌細胞の細胞膜、間質細胞(形態上から繊維芽細胞)の細胞膜上に認められたが、陽性細胞の数は間質細胞により多く認められた。乳癌細胞中にu-PA陽性群での再発率は71%に対して陰性群は5%であり、有意に予後不良であった。一方u-PAR陽性群の再発率は34%に対して、陰性群では13%と、陽性群で有意に予後不良であった。以上のことから、乳癌細胞に含まれるu-PAは、乳癌細胞の細胞膜上に存在するu-PARに結合してautocrineに働いて、細胞増殖を促進したり、プロテアーゼ活性を増強させる。そうすることにより、癌の浸潤転移を容易にする。また乳癌細胞に含まれるu-PAは、間質細胞の細胞膜上に存在するu-PARに結合してparacrineに働いて、細胞増殖を促進したり、プロテアーゼ活性を増強させ、乳癌の浸潤転移に大きく関与すると考えられる。
走査トンネル分光による高温超伝導体の電子対コヒーレンスの起源に関する研究

高温超伝導体の常伝導相(T>T_c)では、k空間の(π,0)と(0,π)近傍のフェルミ面に超伝導ギャップとほぼ同じ大きさの"小さな擬ギャップ"が成長し、T_c付近では(π/2,π/2)近傍にアーク状のフェルミ面が残ることが知られている。本研究では、Bi2212のトンネル分光実験から小さな擬ギャップはd波超伝導体の平均場の臨界温度付近から急速に成長し、T_cで超伝導状態のギャップにほぼ連続的に移行すること、また、ARPESの結果と同様に小さな擬ギャップの成長は低ホール濃度ほど顕著となることを確認した。ところで、T_c近傍でアーク状となるフェルミ面のキャリアーは、大きな面内易動度を持つことから、超伝導をもたらすクーパー対のコヒーレントな運動との関連で大きな興味が持たれている。そこで、本研究では超伝導の凝集エネルギーU(0)とトンネルスペクトルのコヒーレンスピークが低ホール濃度領域で共に大きく抑制される点に着目し、フェルミアークと超伝導との関連性を調べた。特に、U(0)はLa214系の電子比熱から、小さな擬ギャップとの関連性に注意しながら系統的に研究を行った。その結果、コヒーレントな運動をするクーパー対は「フェルミアーク上のホールから作られるものに限られる」と考えると、低ホール濃度領域でのU(0)とコヒーレンスピークの大きな抑制が良く理解できることを示した。しかし、小さな擬ギャップの成長が顕著となるアンダードープ領域では、超伝導相と常伝導相との相分離が起こるためにU(0)が大きく減少するとの指摘がある。そこで、Bi2212系の走査トンネル分光(STM/STS)実験からナノスケールで超伝導の一様性を詳しく調べ、U(0)の大きな減少が相分離に起因するものでない点を確認し、擬ギャップ領域での電子対コヒーレンスの起源はフェルミアークにあると結論した。高温超伝導体では平均場の特性温度T_<co>付近からk空間の(π,0)、(0,π)近傍のフェルミ面に擬ギャップが成長し、臨界温度T_cでは(π/2,π/2)近傍にアーク状のフェルミ面が残る。このため(π/2,π/2)近傍のキャリア(ホール)が超伝導の発現に果たす役割に興味が持たれている。本研究ではbreak-junction法によるトンネル分光を行い、常伝導状態の擬ギャップと超伝導状態のギャップについての成長過程を系のホール濃度を系統的に変えながら調べた。また、超伝導転移の性質を反映するT_cにおける電子比熱異常を調べ、(π/2,π/2)近傍のキャリア(ホール)と超伝導との関わりを調べた。その結果、トンネル分光の測定から1)超伝導状態のギャップとほぼ同じ大きさをもつ所謂"小さな擬ギャップ"はd波超伝導体に対する平均場の特性温度T_<co>付近から急速に成長し始めること、2)小さな擬ギャップはT_cで超伝導状態のギャップにほとんど連続的に移行することを確認した。また、擬ギャップは低ホール濃度ほど成長が顕著となり、(π/2,π/2)付近でアーク状に残るフェルミ面も小さくなると考えられることが分かった。一方、La214系に対する電子比熱の測定から、超伝導の凝集エネルギーU(0)が低ホール濃度領域で小さな擬ギャップの成長が顕著になると共に大きく低下し、その低下の大きさは(π/2,π/2)付近でアーク状に残るフェルミ面の大きさに依存することが分かった。これは、コヒーレントな運動を行う電子対(ホール対)の起源を考える上で大変興味深い結果と考えられる。

現在、同様の研究を他の系についても着手したところである。銅酸化物高温超電導体のBi2212に対するARPES実験から、T_cより高温からk空間の(π,0)、(0,π)近傍のフェルミ面に超伝導状態ギャップとほぼ同じ大きさをもつ"小さな擬ギャップ"が成長し、T_c付近では(π/2,π/2)近傍にアーク状のフェルミ面が残ることが指摘されている。我々はBi2212のトンネル分光実験から小さな擬ギャップはT_cで超伝導状態のギャップにほぼ連続的に移行すること、また、ARPESの結果と同様に小さな擬ギャップは低ホール濃度ほど成長が顕著となる点を確認してきた。ところでT_c近傍でアーク状となるフェルミ面上のキャリアーは大きな面内易動度を持っているため、クーパー対の運動のコヒーレンスとの関連で興味が持たれている。そこで、本年度の研究ではクーパー対の性質と深く関わるT_cでの電子比熱異常と超伝導の凝集エネルギーについてLa214系を用いて詳しく調べた。La214系の電子比熱のγ値(=Ce_1/T)は平均場の特性温度T_<co>,付近で擬ギャップの形成に対応すると思われるブロードなピークを示し、その低温側ではフェルミ準位の状態密度の減少を反映して減少する。また、オプティマルからアンダードープ領域にかけてγ値のピークが成長すると共に超伝導の凝集エネルギーU(0)が大きく減少するが、このU(0)の大きな減少は、小さな擬ギャップの成長によってT_c近傍でアーク状となるフェルミ面の大きさとU(0)が関連するというモデルに立つと非常に良く説明できることが分かった。現在、La214系以外についても同様の実験を行っているところである。銅酸化物高温超電導体では、T_cより高温からk空間の(π,0)、(0,π)近傍のフェルミ面に"小さな擬ギャップ"が成長し、T_c付近ではフェルミ面は(π/2,π/2)近傍を中心とするアーク状(フェルミアーク)となる。このフェルミアーク上のキャリアーは大きな面内易動度を持っているため、フェルミアークはコヒーレントなクーパー対の運動、すなわち超伝導の発現との関連で大きな興味が持たれている。我々は、これまでにLa214系について小さな擬ギャップ、超伝導状態のエネルギーギャップΔ_0、凝集エネルギーU(0)を詳しく調べ、小さな擬ギャップが成長すると共に超伝導の凝集エネルギーU(0)が大きく減少することを確認した。そして、T_cとΔ_0との関係から、小さな擬ギャップが成長すると超伝導の特性エネルギーがΔ_0からβpΔ_0(β=constでpはホール濃度)に変わることでU(0)の大きな減少が説明できることを指摘した。また、超伝導の特性エネルギーの変化は、小さな擬ギャップの成長によって形成されるフェルミアークと関連していることを提案した。しかし、小さな擬ギャップの成長が顕著となるアンダードープ領域では超伝導相と常伝導相との相分離が起こり、このためU(0)が大きく減少するとの指摘がある。そこで本年度は、Bi2212系の走査トンネル分光(STM/STS)実験から超伝導の一様性をナノスケールで詳しく調べた。その結果、T_cはまだ十分高いがU(0)は大きく減少する少しアンダードープ域では、超伝導相と常伝導相との相分離は見られないことを明らかにした。この結果から、擬ギャップ領域でクーパー対のコヒーレントな運動、すなわち超伝導をもたらすのはフェルミアークであることを結論した。
研究支援専門人材組織のマネジメントにおけるプロジェクト型組織モデルの有効性検証

リサーチ・アドミニストレーター(RA)と産学官連携コーディネーター(CD)が連携して研究支援にあたることは、研究の推進に大きく寄与する。そのため、両者の連携を重視した柔軟で効果的な研究支援を実現する組織体制・組織マネジメント方法として「プロジェクト型組織モデル(以下「本モデル」)」を提案し、その有効性を検討した。本モデルでは、RAとCDが職掌ごとに別々の組織に所属するのではなく、両者が同一組織に所属し、プロジェクト単位で混合チームを設置する。本研究では、一部に本モデルを導入した金沢大学のRA・CD組織、先端科学・イノベーション推進機構(FSI機構)を調査対象とし、平成28年4月から1年間活動状況を記録した。その結果、新たに融合研究を行う研究チームの立ち上げにおいて、本モデルが著しい成果を上げたことがわかった。また、本モデルにおけるマネジメントの困難さ、具体的には、業務内容およびマネジメント担当者の資質が、本モデルを導入した組織のマネジメントの成否に非常に大きく影響する可能性があることがわかった。同時に行った、他研究機関における組織体制調査においては、RA・CDの連携の重要性は認識しているものの、実際に取り組みを進めている組織はごく限られることがわかった。また、取り組みを進めている組織のなかで最も成果をあげている組織が本モデルを導入していることがわかった。比較検討した結果、本モデルは、RA・CD組織において、業務内容とマネジメント担当者の資質によっては大きな成功を収め得るため,導入にあたっては、この二点の検証を経る必要性が高いことがわかった。なお、本研究の実施期間内では、他のより効果的な組織体制・運営方法については十分な検討を進めることができなかった。RAとCDが一貫した研究戦略に基づいて活動し、研究推進に大きく寄与しうる組織体制およびマネジメント方法を明らかにするためには、さらなる調査を行う必要がある。
騒音下における車両接近通報音の認知容易性の評価基準とその手法の確立

ハイブリッド車や電気自動車などの次世代自動車が低速走行する際に,自動車の接近を歩行者に知らせる音(車両接近通報音)の気づきやすさ(認知容易性)評価基準を確立することを目指す.車両接近通報音の大きさや高さに対する要件はすでに法律で規定されているが,そのような単純な特徴だけではデザインの自由度が大きく,気づきやすい音であるか評価するためには多くの主観評価実験を実施しなければならない.そこで,音の代表的な特徴に限定して合成した通報音の認知容易性を測定し,その結果に対してディープラーニングを適用することで客観評価可能な手法の確立を目指す.ハイブリッド車や電気自動車などの次世代自動車が低速走行する際に,自動車の接近を歩行者に知らせる音(車両接近通報音)の気づきやすさ(認知容易性)評価基準を確立することを目指す.車両接近通報音の大きさや高さに対する要件はすでに法律で規定されているが,そのような単純な特徴だけではデザインの自由度が大きく,気づきやすい音であるか評価するためには多くの主観評価実験を実施しなければならない.そこで,音の代表的な特徴に限定して合成した通報音の認知容易性を測定し,その結果に対してディープラーニングを適用することで客観評価可能な手法の確立を目指す.
鉱物をテンプレートとした前生物的RNA生成への挑戦

本研究では鉱物表面でのヌクレオチドの重合によるオリゴヌクレオチドの生成に挑戦した。テンプレート鉱物はジプサム、カルサイトを用い、4種類のヌクレオチドについて実験を行なった。その結果、一部の実験ではジプサム基盤、ガラス基盤で十数量体のオリゴヌクレオチドが生成した。しかし、再現性や基板による優位な差が確認されないことから、追加実験を行なっている。また、ホウ酸とリン酸を含む鉱物であるルネバガイトが、ヌクレオシドをリン酸化してヌクレオチドの生成を可能にするということを示した研究はドイツの科学誌Angwandte Chemie International Editionに掲載され表紙にも選ばれた。生命誕生にはRNAが重要な役割を果たしたという説が多くの研究者から支持されている。一方で、生命誕生前の地球におけるRNAの生成可能な過程は明らかになっていない。このことが大きな問題となっている。本研究では鉱物をテンプレートとしたヌクレオチドの重合によるRNAの合成の可能性についての研究を行っている。初年度である本年は生成が期待される重合物を分析するための電気泳動装置やその撮像装置などの研究設備の購入と実験環境の立ち上げから始まり、一通りの実験操作を確認することができた。また、アメリカの共同研究相手であるFoundation for Molecular Evolutionに滞在し、東北大学で作成した実験試料をラジオラベルし重合物の分析を行った。これにより蛍光誘導体化検出とラジオラベルによる検出の複数の分析方法の中から最適な方法を検討した。現在までに実際に得られている結果としては、特定の鉱物の表面でヌクレオチドの一種であるアデノシンの種々の1リン酸(5'-AMP, 2',3'-cAMP, 3',5'-cAMP)が触媒や活性化なしで10量体程度まで重合するという実験データを得た。この結果は非常に重要な結果であり、本研究の最大の目的の一部を果たすものである。しかし、この反応の制御には成功しておらず、どのような場合にこの反応が起こるのかという部分についてはさらなる検証が必要である。その部分は来年度に行う。主な目的であるヌクレオチドノ重合反応の一部は既に達成された。しかし、その重合条件を明らかにするには至っていない。生命の誕生にとって初期地球での非生物的なRNA形成は必要不可欠なステップであると考えられている。一方で初期地球での合理的なRNA形成過程が見いだせないことが生命の起源解明にとって大きな課題となっている。本研究ではヌクレオチドからRNAが形成する際に鉱物の結晶面がテンプレートとしての役割を果たすと考え、鉱物表面でのヌクレオチドの重合によるオリゴヌクレオチドの形成に挑戦した。テンプレート鉱物はジプサム、カルサイト、対照実験としてガラス、ポリプロピレンを用い、重合単位のヌクレオチドには4種類を用いた。反応溶媒としては尿素水溶液とホルムアミドを用いた。これらの、基板、ヌクレオチド、溶媒のほとんどの組み合わせで実験を行なった。これらの組み合わせのうち、32Pラベル電気泳動で検出した実験ではジプサム基板、ガラス基板共に数量体のおりゴヌクレオチドが生成していた。この結果は大変重要であるが、質量分析計や蛍光ラベル電気泳動では再現できておらず、また、基板による差も見られないことから、研究結果として論文などにまとめるにはさらに実験が必要である。また、アメリカの共同研究施設に本研究のために滞在した時に、本研究に関連する実験も行なった。それはヌクレオチド形成のためにホウ酸を含むルネバガイトという鉱物がリン酸の供給源になって、ヌクレオシドをリン酸化してヌクレオチドにする反応が進むのではないかという仮説を検証するものである。この反応もRNA形成における鉱物の役割という意味で本研究と深く関連している。この研究では上記の仮説が的中し、ホウ酸の働きによって、ルネバガイトという非水溶性のリン酸源のリン酸が反応に供給されることを示した。この成果はAngewandte Chemie International Editionに"very important paper"として掲載され、表紙に選ばれた。鉱物や加熱脱水条件を変えて、どのような場合にヌクレオチドノ重合が顕著になるのかを明らかにする。地球化学
無線電力伝送のための高周波パワーエレクトロニクス理論の確立

無線電力伝送技術の学問的背景にはパワーエレクトロニクスを基盤としたものと、マイクロ波技術を基盤としたものに大別できる。前者は分布定数の扱いは範疇外であること、後者は電力伝送を目的としたもので無いため負荷インピーダンスや伝送効率に対する考え方が実用的ではないという問題がある。無線電力伝送技術のさらなる発達のためには、これらの学問領域を統合する必要がある。申請者のこれまでの研究では、まず、無線電力伝送システムは、電力の「周波数」、「インピーダンス実部」、「インピーダンス虚部」、「伝搬モード」を変換するシステムであると位置づけた。その上で、結合器(アンテナやコイルなど、電気回路と電磁界の変換デバイス)がこれらの機能をどこまで担うかにより、モード変換のみを担う「非共振結合器」(コイルなど)、さらにインピーダンス虚部変換を担う「準共振結合器」(自己共振アンテナなど)、さらにインピーダンス実部変換まで担う「完全共振結合器」(間接給電型自己共振アンテナなど)に分類し、パワーエレクトロニクスによる考え方とマイクロ波技術による考え方を、同一の基盤で論じることができるように体系化してきた。しかしながら、これまでに提唱してきた理論では、アンテナやコイルなどの線形回路として扱う部分のみを論じることしかできなかった。無線電力伝送の場合は通信技術とは異なり、波形が歪まないことではなく、効率を向上することが目標である。そのため、F級インバーターなど、高調波処理までを包含して議論することができる理論体系が必要となる。2018年度の研究では、これまでに提唱してきた理論に基づき、走行中給電などの新しい応用先に実証すると同時に、高調波処理までも含めた理論体系の構築の検討を行った。当該研究に関し、著書1編(洋書)、国際会議6回、国内学会5回、の発表を行った。科学研究費補助金による基礎的な理論の検討と、他の競争的資金による実用化を同時に行い、相乗作用により、効率的な研究を推進していく。計算機シミュレーションに想定外の時間を要したため、研究計画が遅延し、次年度使用額が生じた。次年度使用額は検証実験および学会発表・論文出版費に使用する。
現地砂礫を活用した環境調和＋節水型の畑地かんがい法の展開

砂層とその下部に礫層を重ねた層状地盤では,土の相対的な保水性の違いによって生じるキャピラリーバリア(CB)機能により,境界面の上部の砂層内で地表面から浸潤してきた水分が捕捉され,集積する。表層部に集積された水分は植生に効率的に利用され,下部層への余分な浸潤が制御されることから,少ないかんがい水での栽培が可能となる。礫層による浸潤水の遮断機能は,逆に,浅層地下水からの毛管水の遮断にも働き,塩分集積を効果的に制御できる可能性を持つ。本研究では,圃場での植栽実験を通して,高い蒸発散条件のもとでのCBの植生生長への効果を明らかにした。あわせて半乾燥地域へのCB農法の適用可能性を現地調査により調べた。研究の目的:乾燥・半乾燥地域は,太陽エネルギーが豊富で農業生産力は潜在的に人きい。それを制約するのが希少な地表水資源と塩分集積による土壌劣化である。本研究では,現地に分布する砂礫材がもつ毛管障壁機能(保水と遮水性;CB)を利用して,少ないかんがい水量で済み,かつ浅層の地下水からの塩分上昇を遮断できる畑地かんがい法を提案し,その実用性を圃場植栽試験で明らかにする。研究実施計画:初年度(H27年度)では,1地下水からの塩分上昇に対するCB層の制御機能を,過酷な蒸発散条件にある夏期のビニールハウス内での植栽実験により検討する。合わせて,2本研究で検討する新たなかんがい農法の適用候補地の海外調査を行う。研究実績の概要:1ホースで連結したコンテナーボックスを埋設し,一定水位の模擬地下水を循環させ,土中の複数点に埋設した水分・塩分濃度(電気伝導度)計測センサーにより,地下水面からの毛管上昇の遮断,ならびに節水かんがい時における礫層上部での水分捕捉と植生成長に及ぼす影響を定量的に評価することができた。2研究分担者がこれまでに研究交流の実績をもつパレスチナ西岸地区ナジャハ大学(Nablus,Palestine Authority)を介して,パレスチナヨルダン川西岸地区のRamarrah市西方郊外のWadi Al-Fawar谷に農地(オリーブ園)を借用し,平成27年度9月より,現地に部分CB区画を設置し,土中水分と気象の観測を開始した。相対的に雨量が多い時季のため土中水分は高い状態にあるが,その中でも,現地砂礫を埋設した区画では相対的に多くの土中水分が捕捉・貯留される結果がえられた。引き続き28年度も継続的に計測を進めるとともに,現地土壌の粒度や水分特性曲線等の土壌物理性を調べていく予定である。「研究実績の概要」で説明したように,平成27年度の研究課題としてあげた1地中に礫層を敷設したCB圃場における地表かんがい水の集積効果,ならびに礫層による地下水からの毛管上昇水の移動制御効果を明らかにできた。また,平成27年度では,2海外調査により,在来農法の現状および土質特性を調べ,土の毛管障壁機能を利用した節水かんがい法の適用候補地を探すとしていたが,初年度内に具体的な候補地を選考でき,かつすでに半年以上にわたる計測が実施できており。この課題については,当初計画以上に進展していると考える。なお,平成27年度では,主に2の調査研究の取りまとめを先行しており,1の研究成果の取りまとめ・学術公表は平成28年度前半に行う予定である。砂層とその下部に礫層を重ねた地盤層は,互いの水分保持特性の相対的な違いにより,キャピラリーバリア(CB)機能をもつ。降雨あるいは地表面かんがいにより下方浸潤が生じると,この機能により,砂層と礫層の境界面の上部で浸潤水が保持・貯留される。雨水やかんがい水を不必要に下層へ浸潤させることなく,有効に植物生育に供することができるため,節水かんがいあるいは小規模な雨水ハーベスティングの効果をもつ。礫材は現地で比較的簡単に入手でき,特別な技術や知識がなくても層状に敷設することができる。また,現地に分布する自然材料であることから,環境調和性にも優れた利点をもつ。農業分野におけるこのような優れた特性を検証するため,ガラスハウス内に造成したCB地盤で植栽実験を行い,地表面給水した浸潤水の地盤内における捕捉状況を観察するとともに,植物の生育量に及ぼす捕捉水の効果を調べた。次いで,小規模な雨水ハーベスティングシステムとしてのCBの適用性を探るため,パレスチナ国ヨルダン川西岸地区においてCB圃場を造成し,野外条件下での土中水分量のモニター調査を実施した。2015年9月より,ヨルダン川西岸地区Ramallah市郊外のBaituniya村にCB試験区を設け,自然気象条件下における土壌水分動態の長期計測を開始した。現地の土からふるい分けにより中礫分サイズの礫を容易に入手できるか,礫層を敷設することにより,降雨量が少ない自然気象条件下でも効果的に土中水分を捕捉できるかなどの工法としての実務性を調べることも当面の調査目的とした。砂地盤に敷設した礫層の上部で,浸潤した灌漑水が定常的かつ効果的に捕捉され,捕捉された水分量が植生量に有意な影響を及ぼすことが確認でき,土のCB機能を利用して節水かんがい,あるいは局所的なウォーターハーベスティングを展開することは,技術的に十分に可能であることを明らかにした。

表層部に集積された水分は植生に効率的に利用され,下部層への余分な浸潤が制御されることから,少ないかんがい水での栽培が可能となる。礫層による浸潤水の遮断機能は,逆に,浅層地下水からの毛管水の遮断にも働き,塩分集積を効果的に制御できる可能性を持つ。本研究では,圃場での植栽実験を通して,高い蒸発散条件のもとでのCBの植生生長への効果を明らかにした。あわせて半乾燥地域へのCB農法の適用可能性を現地調査により調べた。(1)局所的に敷設するCB層の直径と敷設深さを実験計画的に変えた複数個のプロットを設置し,点滴かんがいにおける浸潤水の集積状況とロスを計測するとともに数値実験と照らし合わせて,局所的なCB層の大きさや埋設深さによる集水効果を定量化する。具体的には,圃場にポット状の実験プロットを造成し,植栽実験により,かん水量と礫敷設の有無の影響を定量化する。礫の敷設範囲を根群域と同程度としたプロット,2倍程度としたプロット,そして礫を敷設しない対照プロットとする。礫層の埋設深さは,10cm30cm程度の2ケースを組み合わせる。かん水量は,日蒸発量の1/2を基本とし,2つの対照プロットのうち片方には日蒸発量と同程度のかん水量を供給する。かん水後の土中の水分量は,深さ方向に複数個埋設した水分センサーで計測し,保水性の確認のためテンシオメータによりサクション計測を実施する。生長が早いミズナを用い,収穫後,草丈や新鮮重に対する藻層敷設の有無,礫層の大きさおよびかん水量の影響を統計手法により定量化する。(2)土の保水・透水性に関する室内試験を実施し,不飽和土における水分移動のメカニズムを普遍的に考察することにより,CB機能の規定要因(粒径の組み合わせ等)を明らかにする。具体的には,土柱試験装置により,砂層と礫層の境界面近傍における土壌水分量を測定し,砂の空気侵入値と礫の水侵人値の差によって生じるCBの破過圧力を定量化する。粒径を変えた実験により,砂材と礫材の最適な組み合わせを提示する。(3)前年度に引き続き,パレスチナ西岸地区に設営したCB圃場区画で土中水分等のモニターを進めるとともに,現地土壌の土壌物理特性を調査し,節水かんがい法の実用性の可能性を検討する。農業工学(農業農村工学),地盤工学当該年度末あるいは次年度当初に,海外適用地として造成したパレスチナ西岸地区Ramallah市近郊の試験サイト(階段状に傾斜したオリーブ園)の地形測量を行うこととしたため。当該年度に生じた次年度使用額を用いて,アンマン経由でパレスチナ西岸地区Ramallah市に渡航し,トラバース測量により試験サイトの地形測量を行う。ハンディタイプの測量用コンパス,レーザー距離計等を購入し,持ち込む。
ゲノム機能の次世代への継承に必要なクロマチンドメイン構造とその確立

マウスセントロメアヘテロクロマチン領域のエピジェネティックな制御:マウスセントロメアヘテロクロマチン領域において複製フォークの進行と複製タイミング、ヒストンのエピジェネティックな動態との相関関係について解析することを目的とし、DNAメチル化阻害時のヘテロクロマチン領域における修飾ヒストンのダイナミックな変換と複製タイミング、複製フォークの進行との相関性等を解析した。通常ユークロマチンに多く存在しているtriMeK4H3,diMeK4H3はDNAメチル化を阻害することで、セントロメア周辺ヘテロクロマチン領域に局在する一方、通常ヘテロクロマチン領域に多く存在しているtriMeK9H3はDNAのメチル化阻害によりこの領域では少し減少した。また、24時間の5azadC処理によって、セントロメア周辺ヘテロクロマチンにおける修飾ヒストンの変換が起きた核はS期初期では少なく、この領域が複製するS期中期以降の核で多く見られた。これらの結果から、5-azadC処理により、セントロメア周辺ヘテロクロマチン領域のDNAのメチル化が減少することで、複製タイミングが早くなり、さらに複製フォークの進行が促進されるに伴って、その後のクロマチンアッセンブリーの際、ヒストン修飾の構成に大きな変化が起こるとが示唆された。また、分子コーミング法による複製フォークの解析法を確立した。DNA複製における核マトリックスの関与:複製タイミングがS期初期、中期、後期の特定のゲノム領域について解析した結果、それぞれの遺伝子領域に存在するMARはS期を通して核マトリックスに結合しているが、MAR以外のDNA配列は、それぞれの複製タイミングの時期にのみ核マトリックスと結合していることを明らかにした。また各種preRC複合体タンパク、複製ファクトリータンパクについても核マトリックスとの関係を明らかにし、これまでの成果とあわせて複製・転写ファクトリーが核マトリックス上で機能しているモデルを提示した。これらの成果について論文作成中である。発生段階でクロマチンドメイン・複製ドメインがいかに確立するかを調べる手法として、ES細胞に修飾ヌクレオチドを取り込ませ複製解析するシステムを確立し、複製起点間の距離等を解析中である。また、受精卵を体外培養する系で複製解析手法を確立中である。マウスセントロメア領域、マイナーサテライトDNA(MS)およびメジャーサテライトDNA(MMS)のクロマチン構造のエピジェネティックな制御について複製との関係で解析した。マウスm5S胚性線維芽細胞株を5アザデオキシシチジン(azadC)処理した際のMS,MMS領域のヘテロクロマチン構造、修飾、複製タイミング、複製フォーク進行速度等について解析した。azadC処理によりMMS領域はヘテロクロマチン構造の崩壊が認められ、崩壊した領域が高アセチル化すること、ヘテロクロマチン結合タンパク質HP1□の結合が極めて少なくなることを見出した。MS領域は、セントロメア結合タンパク質CENPBの結合も変化なく、ヘテロクロマチン状態を維持していると推定した。次に核内複製フォーカスパターン(S期をIIVに分類)からそれぞれの複製タイミングを判定した。MMS領域はパターンII、MS領域はIIIの時期に複製するがazadC処理でヘテロクロマチン構造が崩壊した部分はパターンIに、MS領域はIIに複製する核の割合が増え、MS,MMS領域ともに複製タイミングが早まっていた。MS領域は、隣り合うMMS領域の複製タイミングの早まりに引きずられ早くなったものと推定した。さらに、複製フォークの進行速度を複製フォークの進行とMS,MMS領域をDNAファイバー上に同時検出するシステムを確立し、調べた結果、MMS領域のみ速くなっていた。これらの結果により、クロマチンのエピジェネティックな構造変換が複製タイミング、複製フォークの進行速度に大きく影響することを明らかにした。