hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳型Naポンプの特性と機能

3種類のNa, K-ATPaseアイソザイムのα鎖(αI鎖(旧α鎖), αII鎖(旧α(+)鎖)およびαIII鎖)のcDNAをプローブとして,ラットの種々の組織,細胞に存在するNa, K-ATPaseα鎖のmRNAの種類をハイブリット形成によって解析した.ノーザンブロット法,ドットブロット法により,成熟ラットの大脳にはαI鎖, αII鎖およびαIII鎖のmRNAがすべて存在することがわかった.大脳のαI鎖のmRNAはαIII鎖のmRNAよりやや大きく,両者とも28Sよりやや小さく,それぞれ単一であった. αII鎖のmRNAは28Sより大きく単一ではなかった.これに対し,成熟ラットの腎臓にはαI鎖のmRNAのみ存在し,心臓にはαI鎖とαII鎖のmRNAが存在した.一方, 16日胚, 5日齢のラット大脳にも3種類のα鎖のmRNAが存在した.これは, 16日胚の大脳にはジギタリス高感受性のαII型酵素活性がほとんど存在しないのに, αII鎖のmRNAは既に存在することを示す. 16日胚から得て11日間初代培養したニューロンにはジギタリス低感受性,高感受性(αI型, αII型)の両酵素活性が存在するが, αI鎖とαII鎖のmRNAに加えαIII鎖のmRNAも存在することが明らかとなった.他方,ジギタリス低感受性(αI型)酵素活性のみを持つPC12h細胞にはαI鎖のmRNAしか存在しなかった.3種類のNa, K-ATPaseアイソザイムのα鎖(αI鎖(旧α鎖), αII鎖(旧α(+)鎖)およびαIII鎖)のcDNAをプローブとして,ラットの種々の組織,細胞に存在するNa, K-ATPaseα鎖のmRNAの種類をハイブリット形成によって解析した.ノーザンブロット法,ドットブロット法により,成熟ラットの大脳にはαI鎖, αII鎖およびαIII鎖のmRNAがすべて存在することがわかった.大脳のαI鎖のmRNAはαIII鎖のmRNAよりやや大きく,両者とも28Sよりやや小さく,それぞれ単一であった. αII鎖のmRNAは28Sより大きく単一ではなかった.これに対し,成熟ラットの腎臓にはαI鎖のmRNAのみ存在し,心臓にはαI鎖とαII鎖のmRNAが存在した.一方, 16日胚, 5日齢のラット大脳にも3種類のα鎖のmRNAが存在した.これは, 16日胚の大脳にはジギタリス高感受性のαII型酵素活性がほとんど存在しないのに, αII鎖のmRNAは既に存在することを示す. 16日胚から得て11日間初代培養したニューロンにはジギタリス低感受性,高感受性(αI型, αII型)の両酵素活性が存在するが, αI鎖とαII鎖のmRNAに加えαIII鎖のmRNAも存在することが明らかとなった.他方,ジギタリス低感受性(αI型)酵素活性のみを持つPC12h細胞にはαI鎖のmRNAしか存在しなかった.
金属製錬における耐水物侵食およびこれに基づく金属汚染の機構に関する系統的研究

金属材料の工業的製造における溶製プロセスでは必然的に耐火物が関与し、このために生ずる金属の汚染はさけることができない。しかし、従来の耐火物の侵食あるいは耐火物による金属の汚染の機構に関する研究は、いずれも因果関係の追求が局所的であるため、多成分の不均質な混合体である耐火物の性状が製造および使用条件により変化することを考慮すると、不十分である。そこで本研究は、耐火物の内部および表面の性状と溶融スラグによるぬれや浸透との因果関係を同一試料を用いて系統的に追求した。実験は大別すると6種類である。まず耐火物の内部性状を定量的に特性化するために、次の4種類の測定を方法や表示法の改善を含めて実施した。1.減圧と煮沸との2つの水置換法による気孔率や吸水率の比較検討2.耐火物と水銀との接触角の実測と水銀圧入法による気孔径とその分布3.圧力を制御した数種の気体と水による通気率の測定および屈曲度の推定4.クリプトンガスを用いる改良BET法による気孔内表面積の定量次いで、耐火物の表面粗さを実測し、その溶融スラグによるぬれを液滴法を用いて観察した。さらに耐火物の滓化反応を伴うスラグの耐火気孔内への浸透について実験した。以上の知見に詳細な検討を加えると共に、物理化学と定量現象論を適用して総合的に解析した結果、個々には矛盾を呈する基礎実験の知見と実際上の現象においても、統一して定量的に説明できることを導いた。本研究成果は、従来実際の現象と工学との定量的な関連が不足しているこの分野において重要な指針となる。それ故、成果を国内の学術雑誌に5篇の論文としてまとめて報告すると共に、その概要を綜合して米国のワシントンで開催された第5回国際鉄鋼会議で公表した。本年度に購入した設備、水銀圧入式ポロシメーターと三次元粗さ測定器を十分活用し、前年度までの実績(昭和59年度科学研究費補助金実績報告書参照)以外に新たに得られた知見を以下にまとめて記す。1.耐火れんがにおける気孔の測定より算出される各代表径は、モード径が最小で、面積平均径、メディアン径、体積平均径の順に大きくなるが、面積平均径はモード径より常に大きいとは限らない。また、体積平均径における累積気孔量は、面積平均径におけるそれの約2.2倍である。2.耐火れんがの気孔径分布は長い裾を持ち、複合ワイブル分布として取り扱うことができる。3.耐火れんがにおいては、気体の平均自由行程の10倍以下である径の気孔が存在するため、れんが内の気体流には層流の他に拡散流れも関与するが、加圧法においては後者の寄与は小さくて気体の種類に依らずほぼ同一の通気率を示す。また、水を流体とした測定値は加圧法のそれと等しい。4.カルマン式に基づいて拡散項で算出した水力半径は、層流項によるそれよりも大きい。5.通気率法による空孔表面積値は、吸着法による測定値より大きく高い相関は認められない。しかし、水銀圧入法によるそれは、吸着法の測定値の約1.5倍となる。6.水銀とアルミナ質およびムライト質耐火物間の接触角は、それぞれ2.54,2.44radと実測され、Ritterらの推奨値に近い。7.耐火れんがの気孔を通してスラグが浸透する現象を定量的に解析するために、滓化反応などを考慮した式を導出した。
心筋線維芽細胞による心筋再生機序を応用した重症心不全治療の検討

本研究は重症不全心における心筋の線維化に焦点をあて、不全心の機能改善に関わるメカニズムを解明するものである。まず、左室補助人工心臓を装着した重症心不全患者の装着前および心臓移植時の心筋を採取し検討したところ、心機能と線維化との間に相関は見られなかったものの、心機能と細動脈の壁厚に相関がみられた。一方、ラット重症心不全モデルに再生型治療を行ったところ、線維合成や分解に関わる様々な因子が治療後にダイナミックに動き、心機能の向上と線維化の軽減をもたらすことが証明された。まず、重症心不全に対して心臓移植目的に左室補助人工心臓を装着した患者の装着前および心臓移植時の心筋を採取し、人工心臓装着前後の心筋の組織学的変化と、心機能など生理学的検査所見と相関を検討した。人工心臓装着後、程度の差はあるもののほぼ全ての患者において左室駆出率の向上を認め、これと相関するように線維化の軽減がみられた。また、同時に興味深い知見として、人工心臓補助中に心筋内微小血管のリモデリングが生じており、これが線維化の軽減と心機能の向上に関与することが証明できた。同内容を、平成24年度米国心臓学会総会において一般口演発表した。さらに、GFP発現ラットより採取培養した骨格筋芽細胞を細胞シート化し、同種同系ラットの虚血性心筋症モデルの梗塞心表面に移植した。心筋の組織学的変化を経時的に観察したところ、細胞シート移植後に線維化が軽減し、同時に筋線維芽細胞数が減少することが、免疫組織染色および電子顕微鏡にて観察できた。このメカニズムを解明するために、コラーゲンの合成および分解経路をWestern blotting、real-time PCR、免疫組織染色にて検討した。コラーゲン合成に関わるHGF、MMP1/2は細胞シート移植後に増加していたが、RECKの発現は減少していた。一方、コラーゲンの分解に関わるリン酸化Smad2やTGF-βR1は細胞シート移植後に減少していたが、Smad7は増加していた。以上より、細胞シートの移植により、線維芽細胞の形質転換を促しコラーゲンの合成と分解の双方の経路がダイナミックに動くことで、心筋線維に変化が生じることが証明された。同内容を平成24年度日本循環器学会および平成24年度日本再生医療学会にて一般演題として発表した。本研究では、1)左心室の機械的減負荷により、不全心筋内のTGFbあるいはHGFの発現が変化するとともに、線維芽細胞の筋線維芽細胞への形質転換を導き、結果として不全心機能が改善する。2)細胞移植により、移植された細胞からTGFbあるいはHGFが分泌され、線維芽細胞が筋線維芽細胞へと形質転換し心機能の改善へと導く。という仮説を検証する。そのために、平成23年度は、1)重症虚血性不全心における線維芽細胞の機能解析、2)左心室減負荷が虚血性重症心不全に与える影響の解明、平成24年度は、3)細胞シート移植が心臓線維芽細胞に与える効果の解明、4)細胞移植と左室減負荷の併用療法の効果解明、を実施することと計画した。本年度の成果として、1)ヒトの重症虚血性不全心のサンプルデータベースを作成するとともに、補助人工心臓装着時および心臓移植時に採取した左心室のサンプリングを前向きに行った。また、以前に採取したサンプルのデータベース化を行った。これらのサンプルを用いてMicroarrayやimmunoconfocal studyを行った。2)左心室減負荷モデルの作成にラットを用いて成功した。また、平成24年度実施予定であった3)虚血性不全心に細胞シート移植を行う実験をラットを用いて前倒しで行い、筋線維芽細胞の動態と炎症性サイトカインの推移などを検討し、この成果を日本循環器学会学術集会にて発表した。一部予定通り進行していない部分があるものの、予定以上に進行した部分もあり、全体としては順調に進展している。今後はヒトの重症虚血性不全心のサンプルデータベースを用いて、線維芽細胞の動向、心筋内の線維化の程度の定性化、定量化を行い、左室減負荷が心筋組織に与える影響を網羅的に検証する。続いて、ラットモデルを用いて細胞移植療法と左室減負荷療法の相乗効果につき検討する。成果は国際学会ならびに学術雑誌での発表を考えている。ヒト検体の検討のための試薬ならびに動物実験にかかる費用を使用する。
ハイドロゲン・ナノバブルを用いた壊死性腸炎に対する画期的治療法の開発

本研究は壊死性腸炎モデルラットを用いて、抗酸化物質と言われている、水素の投与により、壊死性腸炎を予防、もしくは治療できないかの治療効果の検討とメカニズムの解明を行う。壊死性腸炎は、フリーラジカルも関与していると考えられており。水抗酸化物質が、壊死性腸炎の予防、治療に効果が期待できることは、数々の実験で報告されている。水素は抗酸化物質であり、現在水素ガスをもちいたは臨床応用もされており、心肺停止の患者に投与する臨床研究もおこなわれている。また、水素を溶解した水素水も、様々な動物実験で用いられておりその有効性が報告されている。しかし、水素水自体は、不安定であり、今回は、既存の水素水やガスでの投与でなくナノバブル技術を応用し、水素を含む安定なナノバブル水であるハイドロゲン・ナノバブルを作成しこれを実験に用いた。(1)投与経路の検討腹腔内投与vs消化管内投与(2)投与時期の検討早期投与vs晩期投与。また、早期投与群(予防的投与群) :生後と6時間毎に投与する群と晩期投与群(治療的投与群) :生後48時間後より投与開始し、6時間毎に投与する群とに分けて、施行した。組織学的検討、生化学的検討、または、分子生物学的検討を追加して行い、壊死性腸炎の発生率の減少、生存率には改善が得られている。組織学的評価として全腸管長、生存率、crypt cell prolifirationの計測したが、傾向はあるものの有意差を得るには至っておらず、さらなる評価項目を検討中である。また、メカニズムの解明に向けて、サイトカインや、酸化ストレスの指標などの評価、さらに分子生物学的評価も併せて行った。壊死性腸炎は、フリーラジカルも関与していると考えられており、水抗酸化物質が、壊死性腸炎の予防、治療に効果が期待できることは、数々の実験で報告されている。水素は抗酸化物質であり、現在、水素ガスは、心肺停止の患者に、投与する臨床試験が開始されている。また、水素水も、様々な動物実験で用いられているが、水素水自体は、不安定であり、今回は、既存の水素水やガスでの投与でなくナノバブル技術を応用し、水素を含む安定なナノバブル水であるハイドロゲン・ナノバブルを作成しこれを実験に用いる。動物モデルに関してはすでに当研究グループで確立している方法を用いたが、一日6回の刺激介入が必要であり煩雑であったこと、また、作成率が、60%程度であったことから、改良を必要とした。一日、4回の刺激で、刺激変更を変更したところ、動物モデル作成率が、80%程度にまで上昇することができ、より、効率よく、実験を進めていけるように工夫した。通常の1気圧での水では、約1.6ppmが自然界の水素分子が溶け込む溶存水素濃度の飽和値であるが、ハイドロゲンナノバブルを用いることにより、水素濃度を2.4ppm程度まで、上昇させることができ壊死性腸炎モデルに現在投与を行う実験を繰り返している状況である。組織確認までは進んでいないが、ざっと観察した限りでは、効果がみられるように感じられ、今後の組織学的検討、生化学的検討、または、分子生物学的検討を追加して行い、効果のほどを検討していく予定である。通常の水素飽和濃度は、1.6ppmであるが、ハイドロゲンナノバブルの技術を用いると、1.5倍程度の高濃度にすることができ、また、長い間溶けていられることを確認できた。これは、今後の臨床応用でも大事なことであり、順調に行っていると思われる。また、壊死性腸炎モデルも、発生頻度を改良することにより、上げることができ、今後、効率的に実験の方を行っていけると考えられる。水素は抗酸化物質であるが、現在、水素ガスは、心肺停止の患者に臨床応用されており、また、水素水も、様々な動物実験で用いられているが、水素水自体は、不安定であり、今回は、既存の水素水やガスでの投与でなくナノバブル技術を応用し、水素を含む安定なナノバブル水であるハイドロゲン・ナノバブルを作成しこれを実験に用いる。動物モデルに関してはすでに当研究グループで確立している方法を用いたが、改良を必要とし効率よく、実験を進めていけるように工夫した。通常の1気圧での水では、約1.6ppmが自然界の水素分子が溶け込む溶存水素濃度の飽和値であるが、ハイドロゲンナノバブルを用いることにより、水素濃度を2.4ppm程度まで、上昇させることができた。壊死性腸炎モデルに現在投与を行う実験を繰り返している状況であるが、投与方法、量などまた評価方法について、改善や検討が必要である。組織確認も行っており、ざっと観察した限りでは、効果がみられるように感じられ、今後の組織学的検討、生化学的検討、または、分子生物学的検討を追加して行い、効果のほどを検討していく予定である。昨年壊死性腸炎モデルも、発生頻度を改良することにより、上げることができた。

またハイドロゲンナノバブルの作成も行い、実験プロトコールとして(1)投与経路の検討腹腔内投与vs消化管内投与(2)投与時期の検討早期投与vs晩期投与。また、早期投与群(予防的投与群) :生後と6時間毎に投与する群と晩期投与群(治療的投与群) :生後48時間後より投与開始し、6時間毎に投与する群とに分けて、施行した、検体は採取済みであり、組織学的検討も進行中である。本研究は壊死性腸炎モデルラットを用いて、抗酸化物質と言われている、水素の投与により、壊死性腸炎を予防、もしくは治療できないかの治療効果の検討とメカニズムの解明を行う。壊死性腸炎は、フリーラジカルも関与していると考えられており。水抗酸化物質が、壊死性腸炎の予防、治療に効果が期待できることは、数々の実験で報告されている。水素は抗酸化物質であり、現在水素ガスをもちいたは臨床応用もされており、心肺停止の患者に投与する臨床研究もおこなわれている。また、水素を溶解した水素水も、様々な動物実験で用いられておりその有効性が報告されている。しかし、水素水自体は、不安定であり、今回は、既存の水素水やガスでの投与でなくナノバブル技術を応用し、水素を含む安定なナノバブル水であるハイドロゲン・ナノバブルを作成しこれを実験に用いた。(1)投与経路の検討腹腔内投与vs消化管内投与(2)投与時期の検討早期投与vs晩期投与。また、早期投与群(予防的投与群) :生後と6時間毎に投与する群と晩期投与群(治療的投与群) :生後48時間後より投与開始し、6時間毎に投与する群とに分けて、施行した。組織学的検討、生化学的検討、または、分子生物学的検討を追加して行い、壊死性腸炎の発生率の減少、生存率には改善が得られている。組織学的評価として全腸管長、生存率、crypt cell prolifirationの計測したが、傾向はあるものの有意差を得るには至っておらず、さらなる評価項目を検討中である。また、メカニズムの解明に向けて、サイトカインや、酸化ストレスの指標などの評価、さらに分子生物学的評価も併せて行った。現在は、投与方法についても検討が必要であり、腹腔内投与、経静脈的投与、経口投与についての検討が必要である。また、組織学的評価、分子生物学的評価を行っておらず、今後加えていきたい。現在は、組織学的評価として全腸管長、生存率、crypt cell prolifirationの計測、検討中である。今年は、さらにメカニズムの解明に向けて、サイトカインや、酸化ストレスの指標などの評価、さらに分子生物学的評価を加えていきたい。消耗品を予定よりも安価に購入することが出来た。実験用試薬購入に充てる事とする。実験用試薬購入に充てることとする。
酵素複合体メタボロン研究の新展開：酵素群の膜上提示技術がもたらすブレークスルー

本研究の対象として適切なフラボノイドメタボロンを精査するため,キンギョソウ,トレニア,ダイズのフラボノイドメタボロンにおけるタンパク質間相互作用をさらに詳しく調べた.その過程で,カルコンイソメラーゼファミリーのIV型タンパク質(CHIL)が,どの植物種においてもカルコン合成酵素やシトクロムP450タンパク質との相互作用を通じてフラボノイドメタボロンの構成メンバーとなっていることを新たに見いだした.CHILとカルコン合成酵素の相互作用の強さをバイオレイヤー干渉法で調べたところ,その解離定数は数nMから数十nMの範囲内にあることがわかった.CHILの相互作用は本研究における解析の対象としてきわめて有用であることが強く示唆され,新たに研究対象として盛り込むこととした.メタボロンを試験管内で再構成するための第一段階として,メタボロンの足場となる各種のシトクロムP450タンパク質(フラボン合成酵素,2-ヒドロキシイソフラバノン合成酵素,フラボノイド3'-水酸化酵素)のリポソーム上への発現をコムギ胚芽無細胞抽出液を用いて試みた.その結果,ダイズの2-ヒドロキシイソフラバノン合成酵素やヨウシュヤマゴボウのフラボノイド3'-水酸化酵素について,タンパク質を酵素活性を保持した形で膜上に発現させることに成功した.現在,発現されたこれらの膜タンパク質がリポソーム上に提示されていることを確認しており,またP450提示リポソームの単離精製方法について検討している.カルコンイソメラーゼファミリーのIV型タンパク質(CHIL)がフラボノイドメタボロンの構成メンバーとなっていることを新たに見いだし,カルコン合成酵素やシトクロムP450と比較的強く相互作用することが明らかになった.このことは当初の計画では予想されなかった発見であり,その解析に予定外の時間を費やすこととなったが,この知見は本研究の今後の推進のためにきわめて有用な,意義のあるものである.CHILとカルコン合成酵素の相互作用の強さをバイオレイヤー干渉法で調べたところ,その解離定数は数nMから数十nMの範囲内にあることがわかった.CHILの相互作用は,その強さと予想される生理機能から考えて本研究における解析の対象としてきわめて有用であると考えられる.CHILの相互作用を新たに研究対象として盛り込むこととし,これにより,研究のさらなる推進が期待される.本研究の対象として適切なフラボノイドメタボロンを精査するため,キンギョソウ,トレニア,ダイズのフラボノイドメタボロンにおけるタンパク質間相互作用をさらに詳しく調べた.その過程で,カルコンイソメラーゼファミリーのIV型タンパク質(CHIL)が,どの植物種においてもカルコン合成酵素やシトクロムP450タンパク質との相互作用を通じてフラボノイドメタボロンの構成メンバーとなっていることを新たに見いだした.CHILとカルコン合成酵素の相互作用の強さをバイオレイヤー干渉法で調べたところ,その解離定数は数nMから数十nMの範囲内にあることがわかった.CHILの相互作用は本研究における解析の対象としてきわめて有用であることが強く示唆され,新たに研究対象として盛り込むこととした.メタボロンを試験管内で再構成するための第一段階として,メタボロンの足場となる各種のシトクロムP450タンパク質(フラボン合成酵素,2-ヒドロキシイソフラバノン合成酵素,フラボノイド3'-水酸化酵素)のリポソーム上への発現をコムギ胚芽無細胞抽出液を用いて試みた.その結果,ダイズの2-ヒドロキシイソフラバノン合成酵素やヨウシュヤマゴボウのフラボノイド3'-水酸化酵素について,タンパク質を酵素活性を保持した形で膜上に発現させることに成功した.現在,発現されたこれらの膜タンパク質がリポソーム上に提示されていることを確認しており,またP450提示リポソームの単離精製方法について検討している.カルコンイソメラーゼファミリーのIV型タンパク質(CHIL)がフラボノイドメタボロンの構成メンバーとなっていることを新たに見いだし,カルコン合成酵素やシトクロムP450と比較的強く相互作用することが明らかになった.このことは当初の計画では予想されなかった発見であり,その解析に予定外の時間を費やすこととなったが,この知見は本研究の今後の推進のためにきわめて有用な,意義のあるものである.CHILとカルコン合成酵素の相互作用の強さをバイオレイヤー干渉法で調べたところ,その解離定数は数nMから数十nMの範囲内にあることがわかった.CHILの相互作用は,その強さと予想される生理機能から考えて本研究における解析の対象としてきわめて有用であると考えられる.CHILの相互作用を新たに研究対象として盛り込むこととし,これにより,研究のさらなる推進が期待される.
眼炎症局所由来のクローン化T細胞を用いたベーチェット病の発症機構の解析

ベーチェット病は、ぶどう膜炎、口腔内アフタ、結節性紅斑などの皮疹、および陰部潰瘍の4主要症状がいくつか組み合わされて発症する原因不明の難治性の全身性炎症性疾患である。われわれはベーチェット病の発症機構を解明するために、ベーチェット病でぶどう膜炎を発症している患者(HLA-B51保有者を含む)2名の前房水および硝子体液より、18種類のCD3+CD4+CD8-と4種類のCD3+CD4-CD8+のクローン化T細胞を樹立した。また同じ患者の末梢血より、16種類のCD3+CD4+CD8-のクローン化T細胞を樹立した。さらに、コントロールとして、健常人3名の末梢血から18種類のCD3+CD4+CD8-と4種類のCD3+CD4-CD8+のクローン化T細胞も樹立した。これらのクローン化T細胞を培養・維持し、研究に用いた。ベーチェット病のぶどう膜炎の患者の治療に用いられている、ステロイド、コルヒチン、非ステロイド系消炎剤、免疫抑制剤が、ベーチェット病患者由来のクローン化T細胞のIL-8産生に与える影響を解析したところ、ハイドロコーチゾンとFK506には抑制効果が認められた。この結果は、ベーチェット病の治療薬を開発していくために重要な情報であると考えられた。クローン化T細胞について、各種サイトカイン(IL-1α,IL-2,IL-3,IL-4,IL-6,IL-8,IL-10,TNF-α,IFN-γ,GM-CSF)のin vitroでの産生量をELISA法で測定したところ、ベーチェット病患者のクローン化T細胞はコントロールと比べて、IL-8の産生量が統計学的に有意に高いことが判明した。また、TNF-αの産生量もベーチェット病患者の前房水および硝子体液由来のクローン化T細胞はコントロールと比べて高かった。この結果より、ベーチェット病におけるぶどう膜炎の発症機構には、病気の局所の浸潤細胞が産生するIL-8が深く関与していることが示唆された。
労働市場構造を考慮したモデルによる政策効果分析

今回の研究では、労働市場を契約部門と非契約部門に分けた二重労働市場モデルを用いて、それぞれの部門での雇用の変動や生産性との関係などに焦点を当てた。日本の労働市場のパフォーマンスの良さがそのような制度的特質(交渉形態の違い・二重構造性)に起因しているかどうか、多様な構造の経済モデルを対照実験としてその特性を比較分析した。このような定量的なシュミレーションによる分析方法として、RBCモデルの枠組みを用いた。ただし、実物ショック以外にもマネタリーショックを導入することもできるので、現実の経済の分析にも耐えうるシュミレーションモデルとなっている。今回の分析に使用しているモデルはdistortion(ひずみ)が存在している経済[例えば、失業など]を対象としているため、非パレート最適化経済となっている。今回の分析を可能ならしめたのは、複雑な数値計算を行うEular equation iterationの一種であるpolicy function iterationであった。まず、この手法を用いて、より現実的なモデルのセッティングを行った。また、政策分析という観点から、契約部門の制度パラメターを変化させるような政策(例えば、企業側と組合側の交渉力や組合の危険回避度に影響を与えるようなマイクロの意味での経済政策)が行われた場合のシュミレーション分析を行った。生産性ショックが以後の期間にわたっていかなる影響を与えるかを見るインパルス応答関数を用いて、これらのマイクロな政策の影響を見たところ、マネタリーショック(政府支出など)による増幅効果よりもマクロなパラメターに影響を与える政策の方が長期にわたって生産性ショック(技術的な要因)の影響を持続させるということが分かった。今回の分析は現在の所、途中までの分析をまとめたものと本研究内容に関係ある計量分析をまとめたものの2点が掲載されている。今後、本研究を最終的にまとめたものを雑誌に投稿する予定である。
離散凸性を活用したネットワーク最適化手法とその分野横断的応用研究

多くの候補の中から最もよいものを見つける「最適化」の手法が,本研究の中心的な技術である.本研究では,ネットワークなどの離散構造を研究対象とする最適化手法を中心に扱い,特に「離散世界における凸最適化」に対応するといえる劣モジュラ最適化やその周辺の技術をベースにしたネットワーク最適化手法の理論的発展を目指し研究に取り組んだ.また,基礎理論に加えて,理論に基づいた高度なネットワーク最適化技術を,機械学習を含む人工知能関連分野等に応用することによって,現代社会における問題解決のための最適化理論の基礎技術の構築や効率のよいアルゴリズム設計に取り組んだ.多くの候補の中から最もよいものを見つけることを最適化とよぶ.本研究ではネットワークに関する最適化手法を中心として扱っている.最適化理論に基づいた高度なネットワーク最適化技術を無線通信システムなどの工学分野や、機械学習・データマイニングなどのデータ科学の分野に応用することによって,現代社会における問題解決へ向けた最適化技術の基礎構築,ならびに計算効率の良いアルゴリズムの設計を目指している.本研究で平成26年度に中心的に取り組んだテーマの一つは,無線資源割当問題である.複数の基地局と複数の端末がある状況で,基地局-端末間の割り当て方によってはシステム全体として負荷分散が達成されずに通信品質が非常に悪くなってしまう.このような問題解決のためにネットワークフローの技術を駆使した様々なアルゴリズムを提案した(その一部は長谷川幹雄氏らとの共著論文で発表されている).また機械学習やデータマイニングの分野における離散凸性に基づいたネットワーク最適化手法の応用研究についても取り組んでいる.多くの候補の中から最も良いものを見つける「最適化」の手法が,本研究において中心的な役割を果たす技術である.本研究ではネットワークのような離散構造に関する最適化手法を中心的に扱っている.最適化理論に基づいた高度なネットワーク最適化技術をデータ科学や工学分野の分野に応用することで,現代社会における問題解決へ向けた最適化理論の基礎技術の構築や計算効率の良いアルゴリズム設計を目指している.平成27年度,本研究において中心的に取り組んだ内容は,劣モジュラ最適化技術を用いた機械学習の理論に関する本「劣モジュラ最適化と機械学習」(講談社,2015年12月,大阪大学の河原吉伸氏との共著)の執筆である.この本は,ネットワーク最適化を一般化した概念である劣モジュラ最適化について,その基礎理論やデータ科学の中心分野である機械学習に関する最先端の応用研究について扱った本である.また,ネットワーク最適化技術を人工知能の分野に応用する研究にも取り組んでいる.本研究が目指しているのは離散凸性(劣モジュラ性)に基づいたネットワーク最適化の分野横断的研究である.今年度は,機械学習の分野における最適化について扱った書籍を執筆,出版することができた.また同時に人工知能分野におけるネットワーク最適化の応用についても取り組んでいるところである.ネットワーク最適化やその一般化である劣モジュラ最適化,離散凸最適化を本研究の軸として分野横断的に研究に取り組むことができている状況であり,予定通り研究が進んでいるといえる.多くの候補の中から最もよいものを見つける「最適化」の手法が,本研究において中心的な役割を果たす技術である.本研究ではネットワークのような離散構造を研究対象とするに関する最適化手法を中心に扱っている.離散最適化手法として,特に「離散の凸最適化」といえる,劣モジュラ最適化やその拡張である離散凸解析などをベースにしたネットワーク最適化手法の理論的発展を目指している.また基礎理論に加えて,最適化理論に基づいた高度なネットワーク最適化技術を,機械学習を含む人工知能関連分野などに応用することによって,現代社会における問題解決に向けた最適化理論の基礎技術の構築や効率の良いアルゴリズム設計を目指してきた.平成28年度,本研究において中心的に取り組んだ内容は,人工知能分野のマルチエージェントシステムの基本問題であるマルチロボットルーティング問題に対して,最適化技術に基づく手法を提案することであった.マルチロボットルーティングは実社会における乗り合いタクシーの配車問題などと関連しており,社会的な重要性の高い問題といえる.この問題に対するアプローチとして,本研究では並列計算による実際的な手法と,離散最適化理論に基づいたルーティング手法の両方を試みた.並列計算による実際的な手法に関しては成果発表をすることができたが,その一方で離散最適化理論に基づいたアプローチに関しては平成28年度内にまとまった成果を発表するには至らなかった.平成27年度までは書籍の執筆など,おおむね順調に研究が進んでいた.しかし,平成28年度はマルチロボットルーティングに対するアプローチとして,部分的には成果を得ることはできたものの,離散最適化理論に基づくルーティングアルゴリズムについては,その成果を年度内に発表するにはいたらなかった.このため,研究はやや遅れていると言わざるを得ない.多くの候補の中から最もよいものを見つける「最適化」の手法が,本研究の中心的な技術である.本研究では,ネットワークなどの離散構造を研究対象とする最適化手法を中心に扱ってきた.特に「離散世界における凸最適化」に対応するといえる劣モジュラ最適化やその周辺の技術をベースにしたネットワーク最適化手法の理論的発展を目指してきた.また,基礎理論に加えて,理論に基づいた高度なネットワーク最適化技術を,機械学習を含む人工知能関連分野等に応用することによって,現代社会における問題解決のための最適化理論の基礎技術の構築や効率のよいアルゴリズム設計を目指してきた.平成29年度,本研究において中心的に取り組んだテーマは,劣モジュラ関数の一般化に対応する,劣加法的関数に関する最適化とその応用である.劣モジュラ

関数でないような劣加法的関数にも基本的な関数がいくつも存在している.この劣加法的関数に関する最適化問題は応用として,人工知能分野のマルチロボットルーティング問題等を含む重要なクラスの問題であるといえる.劣加法的関数の最適化の理論的な扱いやすさ(扱いにくさ)の解析や,劣加法的関数の負荷分散問題に対するアルゴリズムの提案などの成果をまとめることができた.劣加法的関数の最適化は離散最適化理論においてこれまであまり扱われてこなかった問題であり,理論的側面のみならず人工知能分野などを中心とした応用面も含めて今後の広がりを期待できる研究対象といえる.多くの候補の中から最もよいものを見つける「最適化」の手法が,本研究の中心的な技術である.本研究では,ネットワークなどの離散構造を研究対象とする最適化手法を中心に扱い,特に「離散世界における凸最適化」に対応するといえる劣モジュラ最適化やその周辺の技術をベースにしたネットワーク最適化手法の理論的発展を目指し研究に取り組んだ.また,基礎理論に加えて,理論に基づいた高度なネットワーク最適化技術を,機械学習を含む人工知能関連分野等に応用することによって,現代社会における問題解決のための最適化理論の基礎技術の構築や効率のよいアルゴリズム設計に取り組んだ.本研究の目指すところは、離散凸性に基づいたネットワーク最適化の分野横断的研究であり,今年度は無線通信の分野の最適化についてこのような応用研究の発表とさらなる新たな手法開発を行うことができた.また同時に,また機械学習やデータマイニング分野のネットワーク最適化手法の応用研究についても取り組んでいるところである.ネットワーク最適化を本研究の軸として,分野横断的に研究に取り組むことができている状況であり,予定通り研究が進んでいるといえる.ネットワーク最適化の応用として,データ科学分野,特に機械学習における最適化研究と,工学分野,特に無線通信分野における最適化研究を中心的なテーマとして研究に取り組んでいく予定である.また,平成28年度に中心的に取り組んでいくテーマとしては,人工知能におけるロボティクスの領域にネットワーク最適化技術を応用することを目指す.複数のロボットについて,それらの経路選択問題を解決するためにネットワーク最適化技術は重要となり,問題に特化したアルゴリズムの開発も進めるべき課題であるといえる.ネットワーク最適化の応用として,人工知能分野の問題であるマルチロボットルーティングに対し,引き続き離散最適化理論に基づいたルーティングアルゴリズムの開発に取り組む.また,マルチロボットルーティングに対する研究で得られた知見を活かして,人工知能分野における応用を主眼に入れた,離散最適化アルゴリズムの基礎理論も進めるべき課題である.離散最適化ネットワーク最適化の応用として,工学分野,特に無線通信分野における最適化研究とデータ科学分野,特に機械学習にける最適化研究を中心的な応用分野として引き続き研究に取り組んでいく予定である.また今後中心に取り組む予定のテーマとしては「ネットワークにおける知識発見手法の開発」があげられる.
未来-過去情報を統合する双方向型計算様式に基づいた時系列予測技術に関する研究

双方向型計算様式に基づいた時系列予測とは、本来の順時間方向の変換(現在→未来)とは別に逆時間方向の変換(現在→過去)を用意し、両者の情報統合の効果で予測精度向上を目指す手法である。本助成期間開始以前の成果として、従来法の"一方向型"よりも提案法の"双方向型"の方が優れていることが判明していたが、「なぜ時系列処理能力が改善するか」については不明な点が多かった。そこで、まず1年目(平14)は、モデルの内部に保持される情報表現の自由度が増すことで、予測精度の向上に結び付いている可能性を明らかにした。また2年目(平15)は、制御工学的な観点から、順時間方向と逆時間方向の信号変換がそれぞれ"プレディクション"と"スムージング"に類似した処理であることを指摘し、フィルタ理論との関連性について言及した。またこの時点までは短期的な実験とその解析に終始していたが、最終年度の3年目(平16)は、生体システムとの関連性という視点に転じ、過去の研究内容とも絡めながら大局的な見地から問題点を洗い出し、全体像を整理することにした。紙面の制約から詳細は省略するが、例えば、我々が英単語を暗記する場合を考えてみよう。単に綴りを眺めるだけで覚えることは稀であり、実際には手を動かして書き、読みを発音しながら、これらの視聴覚情報を目や耳を介して帰還していることが多い。これは、異なる信号変換を相互作用させる効用を、我々自身が実体験を通して知っているためであろう。ところで、「研究は発表することによってその成果を社会に還元できる」とは、かつての指導教官の言葉である。最近は作業が一時遅延しているものの、この言葉を念頭に、今後も研究成果をホームページ(http://www.sens.ee.saga-u.ac.jp/wakuya/)などで公開し、積極的に情報を発信していく予定である。先に提案した双方向型計算様式に基づいた時系列予測とは、従来の順時間方向の信号変換系(現在→未来)とは別に逆時間方向の信号変換系(現在→過去)を用意し、両者の情報統合の効果によって予測精度の改善を図る手法である。これまでに種々の時系列データに適用し、予測精度の改善のほか、学習に要する計算量、未学習データに対する汎化能力などの点で優れていることを確認しているが、「なぜ時系列処理能力が改善するか」については未だ不明な点が多い。そこで、今回、この点について重点的に検討を行った。一般に、神経回路モデルにおいては、隠れ層のニューロン数が信号処理能力と密接に関わるが、これは情報表現の自由度が増すことに起因している。したがって、情報が実際に保有している自由度が小さなものであれば、ニューロン数を必要以上に増やしても大きな意味はないはずである。そこで、隠れニューロンの応答波形に主成分分析を適用し、自由度の評価を行った。その結果、同じ規模のネットワークであれば提案手法の方が自由度が大きく、効率よく入力情報を保持できていることを明らかにした。これは、本研究で新規に導入した逆時間方向の信号変換が、従来の順時間方向の信号変換とは大きく異なる内部情報表現を可能としたためであり、この情報表現の増加分を効率よく学習に利用することで信号処理能力が改善したと考えられる。事実、この内部情報表現が増大する区間で学習が急激に進行しており、両者の密接な関連性が示唆される。ところで、「研究は発表することによってその成果を社会に還元できる」とは、かつての指導教官の言葉であるが、今年度は国内外の学会等に積極的に参加し、多くの有益なコメントを得た。また、研究成果の詳細については、現在、ホームページ(http://www.sens.ee.saga-u.ac.jp/wakuya/)で公開中である。双方向型計算様式に基づいた時系列予測とは、本来の順時間方向の信号変換系(現在→未来)と新規に導入した逆時間方向の信号変換系(現在→過去)の間の情報統合によって、予測精度の改善を図る手法である。これまでの結果を総合すると、概して、従来法の"一方向型"よりも提案法の"双方向型"の処理の方が優れているようであるが、最大の懸案事項「なぜ時系列処理能力が改善するか」については未だ不明な点が多かった。昨年度(1年目)は、モデルの内部に保持される情報表現の自由度が増すことで、予測精度の向上に結び付いている可能性を明らかにしたが、これを受けて今年度(2年目)は、更に突っ込んだ検討を試みた。まずは、上で述べた情報表現の自由度であるが、神経回路モデルの学習時間と伴に一方的に増加するのではなく、学習が進行する区間で増加し、学習が停滞している区間では逆に僅かながらも減少していることを明らかにした。これは、学習の際には多くの"きっかけ"を必要とするが、一度身に付けてしまえば、不要なものを削除していると解釈できるであろう。また、制御工学的な観点に立てば、順時間方向と逆時間方向の信号変換は、それぞれ"プレディクション(予測問題)"と"スムージング(平滑問題)"に類似した信号処理とみなせる。そのため、提案手法は、時系列予測という同一の課題に異なる手法(例えば、短期的な予測と長期的な予測というような役割分担など)でアプローチし、両者のメリットを予測精度の改善に結び付けている可能性が示唆された。

この言葉を念頭に、これまで同様、研究成果の詳細については、現在、ホームページ(http://www.sens.ee.saga-u.ac.jp/wakuya/)で公開中である。双方向型計算様式に基づいた時系列予測とは、本来の順時間方向の変換(現在→未来)とは別に逆時間方向の変換(現在→過去)を用意し、両者の情報統合の効果で予測精度向上を目指す手法である。本助成期間開始以前の成果として、従来法の"一方向型"よりも提案法の"双方向型"の方が優れていることが判明していたが、「なぜ時系列処理能力が改善するか」については不明な点が多かった。そこで、まず1年目(平14)は、モデルの内部に保持される情報表現の自由度が増すことで、予測精度の向上に結び付いている可能性を明らかにした。また2年目(平15)は、制御工学的な観点から、順時間方向と逆時間方向の信号変換がそれぞれ"プレディクション"と"スムージング"に類似した処理であることを指摘し、フィルタ理論との関連性について言及した。またこの時点までは短期的な実験とその解析に終始していたが、最終年度の3年目(平16)は、生体システムとの関連性という視点に転じ、過去の研究内容とも絡めながら大局的な見地から問題点を洗い出し、全体像を整理することにした。紙面の制約から詳細は省略するが、例えば、我々が英単語を暗記する場合を考えてみよう。単に綴りを眺めるだけで覚えることは稀であり、実際には手を動かして書き、読みを発音しながら、これらの視聴覚情報を目や耳を介して帰還していることが多い。これは、異なる信号変換を相互作用させる効用を、我々自身が実体験を通して知っているためであろう。ところで、「研究は発表することによってその成果を社会に還元できる」とは、かつての指導教官の言葉である。最近は作業が一時遅延しているものの、この言葉を念頭に、今後も研究成果をホームページ(http://www.sens.ee.saga-u.ac.jp/wakuya/)などで公開し、積極的に情報を発信していく予定である。
植物の栄養情報の伝達・応答機構の分子生理学的解析

ダイズ種子貯蔵タンパク質β-コングリシニンβサブユニットは含硫アミノ酸含量が極端に低く、硫黄欠乏によって発現誘導を転写レベルで受ける。形質転換植物を用いた水耕栽培によって、βサブユニット遺伝子の発現は硫黄栄養だけでなく、窒素栄養条件によっても変動することをこれまでに明らかにしてきた。窒素栄養の場合には、βサブユニット遺伝子の発現は窒素欠乏によって抑制され、硫黄欠乏条件は相対的な窒素過剰状態であり、βサブユニット遺伝子の発現が硫黄欠乏によって誘導され、窒素欠乏によって抑制されることは、発現制御が窒素と硫黄の栄養状態のバランスに応答して行なわれていることを示している。植物における硫黄の代謝経路において、硫酸として吸収された硫黄は還元され、窒素化合物であるO-アセチルセリンと結合してシステインとなり他の化合物に交換されていく。硫黄欠乏状態は、システイン合成反応の還元硫黄の供給不足による、O-アセチルセリンの過剰状態を引き起こしている可能性があり、また、O-アセチルセリンが植物における遺伝子発現制御を含む様々な反応に重要な役割を持っている可能性が考えられる。シロイヌナズナのO-アセチルセリン含量をHPLCを用いて測定したところ、硫黄欠乏条件で栽培した植物では含量が顕著に増加していた。さらに、硫黄が豊富に存在する条件でO-アセチルセリンをダイズに与えると、硫黄欠乏時に発現の増加するβサブユニットの蓄積量が増加し、硫黄欠乏時に発現の抑制されるグリシニンの蓄積量が減少した。このことはO-アセチルセリンが植物の硫黄欠乏の感知にと応答に重要な役割を持つ化合物であることを示唆している。
日本における竜巻発生環境の再評価に基づいた竜巻発生予測の高精度化

レーダー解析については、新たに高知県内で発生した突風事例6例を解析し、うち一つはダウンバーストなど発散性の突風であることを示した。その他の5事例はノンスーパーセル竜巻ながら明瞭なフックエコーを捉えることに成功した。これらの事例のうち高知市長浜地区に上陸してJEF1の被害をもたらしたものについては、被害調査だけでなく画像解析も行なっており、画像から推定される強さとレーダーエコーに示された渦径などとの対応関係を明らかにした。気象庁レーダーを用いた全国の渦分布については、2013年1年間の全国レーダーデータを解析し、日本海側、太平洋側、南西諸島の3地域で季節変化傾向がわかれることを明らかにした。最も渦が発生しやすいのは911月であったが、日本海側は12月2月の冬場が最も発生数が多いことを明らかにした。日変化については午後に認知数のピークが見られる気象庁竜巻等突風データベースとは異なり、顕著な傾向が見られないことを明らかにした。渦の平均直径は3.8km、速度差は34m/sであり、大半が極めて寿命の短いノンスーパーセルタイプであることを明らかにした。検出数約40000個のうち、寿命が1時間を超える事例は1年間で60程度であった。レーダーからの距離依存性が検出数に認められたことや、まだ誤検出と思われる事例も多いことから、エコートラッキングと組み合わせた解析が必要であることも確認した。室内実験においては、前年度までの研究で存在が認められていた、ノンスーパーセル竜巻形成過程における下層の下降気流領域の原因を明らかにするため、水平断面と鉛直断面の同時観測を行い、冷気外出流外縁の傾圧効果による水平渦が竜巻状渦に巻きついていく際に、竜巻状渦近傍で下降気流を示すことなどを明らかにした。機械学習による画像解析については教師画像の作成追加により検出精度を高めることができた。高知県内の観測事例については、年間で最大の6事例の検出に成功し、渦周辺の降水システムの形態についても分類が可能となるようなデータが蓄積されてきた。また、気象庁全国レーダーを用いた解析においても1年間の気候学的特性を把握できるデータが整備され、研究所年度において今後の解析に重要なデータを予想以上に多く収集することに成功した。一方、年度始めに朝倉レーダーが故障したことにより、修理を本研究費より捻出する必要が生じ、実験に使用予定であったレーダー光源の追加購入を断念した。このため、実験の進行が危ぶまれ、初年度にスーパーセル再現実験を実施することは断念した。しかしながら、ノンスーパーセル竜巻再現実験については、既存のレーザー光源を用いることで竜巻形成過程を詳細に捉えることができ、予想以上の解析結果を得ることができた。画像解析については当初の計画通り、機械学習による自動検出の精度を高めることに成功するとともに、郷土の推定なども事例解析を進めることができた。これらを総合した結果、研修計画全体としてはおおむね順調に進展しているものと判断した。高知県内に展開したレーダーネットワークを用いて常時観測を継続し、事例が発生した場合は、被害調査も含めた詳細な解析を行う。また、これまで検出されてきた事例について再整理を行い、スーパーセルタイプとノンスーパーセルタイプの構造やスケールの違いを明らかにする。気象庁全国レーダーの解析については、エコートラッキングを含めた解析とし、誤検出をより削減するとともに、降水システムの形態との対応関係も含めた統計的解析を行い、竜巻等突風データベースとの気候学的特性の違いを明らかにする。室内実験においては、新たなスーパーセル模擬装置を作成し、リアフランクダウンドラフトを模擬した冷気下降流の貫入によってメソサイクロン下でどのように竜巻状渦が形成されていくのかを明らかにする。また、ノンスーパーセル竜巻についても並行して実験を進め、渦形成過程の気流構造を3次元的に計測する。画像解析については、機械学習による自動検出の精度をさらに高め、他の動画事例についても検出精度を検証するとともに、規模や強度などを判定できる要素の盛り込みを検討する。

室内実験においては、前年度までの研究で存在が認められていた、ノンスーパーセル竜巻形成過程における下層の下降気流領域の原因を明らかにするため、水平断面と鉛直断面の同時観測を行い、冷気外出流外縁の傾圧効果による水平渦が竜巻状渦に巻きついていく際に、竜巻状渦近傍で下降気流を示すことなどを明らかにした。機械学習による画像解析については教師画像の作成追加により検出精度を高めることができた。高知県内の観測事例については、年間で最大の6事例の検出に成功し、渦周辺の降水システムの形態についても分類が可能となるようなデータが蓄積されてきた。また、気象庁全国レーダーを用いた解析においても1年間の気候学的特性を把握できるデータが整備され、研究所年度において今後の解析に重要なデータを予想以上に多く収集することに成功した。一方、年度始めに朝倉レーダーが故障したことにより、修理を本研究費より捻出する必要が生じ、実験に使用予定であったレーダー光源の追加購入を断念した。このため、実験の進行が危ぶまれ、初年度にスーパーセル再現実験を実施することは断念した。しかしながら、ノンスーパーセル竜巻再現実験については、既存のレーザー光源を用いることで竜巻形成過程を詳細に捉えることができ、予想以上の解析結果を得ることができた。画像解析については当初の計画通り、機械学習による自動検出の精度を高めることに成功するとともに、郷土の推定なども事例解析を進めることができた。これらを総合した結果、研修計画全体としてはおおむね順調に進展しているものと判断した。高知県内に展開したレーダーネットワークを用いて常時観測を継続し、事例が発生した場合は、被害調査も含めた詳細な解析を行う。また、これまで検出されてきた事例について再整理を行い、スーパーセルタイプとノンスーパーセルタイプの構造やスケールの違いを明らかにする。気象庁全国レーダーの解析については、エコートラッキングを含めた解析とし、誤検出をより削減するとともに、降水システムの形態との対応関係も含めた統計的解析を行い、竜巻等突風データベースとの気候学的特性の違いを明らかにする。室内実験においては、新たなスーパーセル模擬装置を作成し、リアフランクダウンドラフトを模擬した冷気下降流の貫入によってメソサイクロン下でどのように竜巻状渦が形成されていくのかを明らかにする。また、ノンスーパーセル竜巻についても並行して実験を進め、渦形成過程の気流構造を3次元的に計測する。画像解析については、機械学習による自動検出の精度をさらに高め、他の動画事例についても検出精度を検証するとともに、規模や強度などを判定できる要素の盛り込みを検討する。
DNAトポイソメラーゼ(トポ)を標的とした癌化学療法開発のための基礎的研究

DNAの高次構造変換酵素DNAトポイソメラーゼ(トポ)Iのカンプトテシン(CPT)耐性変異酵素のアミノ酸配列が決定された。野性型酵素のそれとの比較から、トポIの酵素活性ドメインの1つが決定された。トポIIは主としてセリン残基のリン酸化によって活性が調節されている。酵素のリン酸化部位は主としてタンパクの中央部1/5領域に集中していた。その中でも特定のセリン残基が活性発現に必須であることが示唆された。DNAの機能発現においてそのトポロジーの果す役割は重要である。トポIIと共同し環状DNAに超ラセンを導入してその転写鋳型活性を上昇させる重要なタンパク質因子が精製され、性格付が行われた。そしてその部分アミノ酸配列が決定された。遺伝子の転写上流にしばしば見出されるMAR配列を特異的に認識し結合する核マトリックスに存在する120kdのタンパク質が見出された。本タンパク質に対するモノクローナル抗体(mAb)が作製された。本mAbによる蛍光抗体法によって本タンパク質は核内、特に核周辺と核内にネットワークを形成していることがわかった。DNAの非相同的組換えにトポIIが関与することが示されていたが、真核生物におけるトランスポゾンのαーサテライトDNAの転移にトポIが関与していることが示唆された。抗癌剤CPT耐性機構として二つの事が明らかとなった。トポI酵素遺伝子の変異とトポI酵素の減少である。またVPー16耐性獲得によってはトポII活性に異常が生じる事も明らかとなった。上記耐性細胞は他の種々の抗癌剤に対してcollateral sensitivityを示した。以上、本研究班の課題である癌化学療法開発を志向したトポの基礎的研究は一歩前進した。今後更に目的に沿って発展させたい。
アルコ-ル、水素の内燃機関用代替燃料としての実験的評価に関する研究

1.まえがき近年代替燃料、特に自動車用のそれについての研究はエネルギ-資源のみならず地球環境保護の立場からも活発になり、現在アメリカ、西ドイツ、カナダ、日本、スエ-デンなどでメタノ-ル(メチルアルコ-ル)自動車のフリ-トテストが行われている^<(a)>。石油資源が少なく石炭埋蔵量の豊富な中華人民共和国(中国)では、石炭転換によるメタノ-ル代替燃料についての研究が、大学や研究所独自またはフォルクスワ-ゲン社(西独)との提携のもとで、主として実車試験が行われている。2.実験結果本研究に関係する二大学の研究実績を考え、浙江大学は主として実機の燃焼実験を担当、岐阜大学は定容燃焼器内燃焼に関する測定系、特に赤外線によるガス温度測定を実機で行う方法についての技術供与も含めた研究を行った。(1)メタノ-ルの燃焼80x90x50mmの寸法を持つ燃焼器を用いメタノ-ル・空気混合気の圧力と温度履歴を種々の条件について測定した。一例を図に示す。到達最高温度はプロパンの場合ほとんど同じである。これはメタノ-ルの断熱火炎温度が数10K低いにもかかわらず、火炎温度が当量比φ<1.2では10%以上も速く冷却損失が減少するためと考えられる。これは同一回転数における燃料消費率がガソリンより小さい理由として、燃焼温度が低く放熱損失、熱解離が少ないためと言われていることがそのまま適用できないことを示唆している。実機における燃焼ガスの壁面冷却は単に燃焼速度だけではなく、ガスの乱れなどに強く支配されることを考えれば、この定容燃焼器の結果をそのまま用いることは難しく、本研究に用いた測定方法を用い直接実機の状態を調べる必要がある。なお排気ガス中のNOx濃度も火炎温度とその経過時間に支配されると考えられ、この点の測定は今後に残された課題である。(2)副室の影響前述の燃焼器の80x50mm壁面の中央に副室を設け、その影響を最高圧力到達時間の短縮割合で検討した。φ=1.0、噴口径d=3.0mmの場合、時間は62.5%に短縮され、比較に用いたC_3H_8の67.5%とほぼ同じである。またシュリ-レン写真による火炎の発達過程もC_3H_8と殆ど変わりがない。(3)水素の影響本研究では水素を主燃料としてではなく、副室内水素により高速の火炎ジェットを作り、燃焼速度の遅い希薄混合気の燃焼時間を短縮する手段として用いた。副室体積割合が0.91%と小さい場合でも37.2%にまで短縮され、メタノ-ルを副室燃料に用いた場合の59.5%になる。また両者の火炎形態の特徴をシュリ-レン写真により観察した。3.結論本研究は、主として単室、副室付の定容燃焼器内の燃焼機構に焦点を絞り、火炎の圧力、温度の履歴、火炎の発達過程、水素火炎ジェットによる燃焼促進効果などについて調べ、火花点火機関の代替燃料としてメタノ-ルを用いた場合の基礎デ-タを得る手段を検討した。また、浙江大学においても光学的温度計測が可能となり、今後の研究の基礎が作られた。文献(a)自動車技術会、メタノ-ルエンジンの開発'89, NO.09.(1990).1.まえがき近年代替燃料、特に自動車用のそれについての研究はエネルギ-資源のみならず地球環境保護の立場からも活発になり、現在アメリカ、西ドイツ、カナダ、日本、スエ-デンなどでメタノ-ル(メチルアルコ-ル)自動車のフリ-トテストが行われている^<(a)>。一例を図に示す。