hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カルシウムイオン画像解析と遺伝子解析による悪性高熱症素因のスクリーニング

23名に施行したCICRテストでは、11名のf-MH患者のうち10名、5名のf-MHの家族歴を有する患者のうち3名、7名のMH類似の症状を呈した患者のうち2名の合計15名で亢進が認められた。RYR1上のC1840T変異の検索は63名のDNAについて行ったが、検出されなかった。RFLP検索ではヘテロ接合体をいくつか認めたが、CICRの亢進と関連した特異的なRFLPは認められなかった。検索した領域のヘテロ接合体の検出頻度は、従来の報告と同程度であった。家系内での遺伝子連鎖の検索では、CICR速度の亢進といくつかのRFLPにおいて連鎖のある1つのMHS家系を発見した。その家系は、35才時にf-MHを発症した男性発端者を有するもので、その長女にCICR検査を行ったところ亢進していた。RFLPによる遺伝子連鎖で、長男と長女が発端者である父親由来の遺伝子を持っていると考えられた。そこで長男もCICR亢進を認めるMHSであることが疑われたため、筋生検を施行しCICR検査を行ったところ、亢進が認められた。発端者の姪では、疑わしい遺伝子を有しておらず、CICR検査も非亢進であった。2.カルシウム画像解析装置を使用したカルシウム解析本研究においてCICR機構のカルシウム動態を生検筋を用いてカルシウム画像解析装置によるカルシウム動態に置き換える試みを,培養ヒト骨格筋細胞を用いたカルシウム画像解析に発展させた.ヒト骨格筋細胞(SKMC2847,Clonetics,USA)を細胞培養し,8-13日後にα-actininとリアノジン受容体を有する(モノクローナル抗体を用いて確認)myotubesを得た.このmyotubesを用いてfura-2を負荷し,カルシウム画像解析装置を用いて無刺激時の細胞内カルシウム濃度を測定した.更にハロセンを0.1mMから順に増加させ(最大2mMまで),培養骨格筋細胞内のカルシウム濃度を測定した.これをwash outした後,カフェインを0.25mMから順に増加させ(最大10mM),その結果培養骨格筋細胞内カルシウム濃度はハロセン及びカフェインの刺激に対し,濃度依存性に上昇した.またこれらの反応は細胞外からのカルシウム流入のブロッカーであるニッケルにより一部抑制され,リアノジン受容体を介するカルシウムの細胞内のブロッカーであるプロカインにより抑制された.23名に施行したCICRテストでは、11名のf-MH患者のうち10名、5名のf-MHの家族歴を有する患者のうち3名、7名のMH類似の症状を呈した患者のうち2名の合計15名で亢進が認められた。2.カルシウム画像解析装置を使用したカルシウム解析本研究においてCICR機構のカルシウム動態を生検筋を用いてカルシウム画像解析装置によるカルシウム動態に置き換える試みを,培養ヒト骨格筋細胞を用いたカルシウム画像解析に発展させた.ヒト骨格筋細胞(SKMC2847,Clonetics,USA)を細胞培養し,8-13日後にα-actininとリアノジン受容体を有する(モノクローナル抗体を用いて確認)myotubesを得た.このmyotubesを用いてfura-2を負荷し,カルシウム画像解析装置を用いて無刺激時の細胞内カルシウム濃度を測定した.更にハロセンを0.1mMから順に増加させ(最大2mMまで),培養骨格筋細胞内のカルシウム濃度を測定した.これをwash outした後,カフェインを0.25mMから順に増加させ(最大10mM),その結果培養骨格筋細胞内カルシウム濃度はハロセン及びカフェインの刺激に対し,濃度依存性に上昇した.またこれらの反応は細胞外からのカルシウム流入のブロッカーであるニッケルにより一部抑制され,リアノジン受容体を介するカルシウムの細胞内のブロッカーであるプロカインにより抑制された.平成8年度(6月以降)から,CICR(Ca-induced Ca release)速度の測定を行ったのは23名であった.筋生検を当施設で行ったのは3例,他施設で行いク-ル宅急便で輸送されたのが20例であった.この23名の筋生検理由の内訳は、劇症悪性高熱症を発症した患者1名とその家族3名,悪性高熱症の家族歴2名,亜型悪性高熱症発症2名,術後悪性高熱症発症3名、高CPK血症5名,筋疾患2名,横紋筋融解症2名,正常コントロール3名であった.

このうち,CICR速度の亢、進が認められたのは2名(劇症悪性高熱症発症1名,家族歴1名)であった.また筋疾患(緊張性筋ディストロフィー)患者1名では,CICR以外の骨格小包体のCa調節の異常の可能性が示唆された.こういう異常を検出し,異常の場所を明らかにするには,CICR速度の測定だけでは困難で,カルシウム画像解析装置を用いた骨格筋単細胞のハロタンやカフェインの感受性テストが必要であると考えられる.平成8年の12月にカルシウム画像解析装置が実働可能となったので、現在これについて,基礎実験を進めている.これら種々の検査とCICR速度の異常が認められた患者とその家族から,DNAを取り出し,骨格筋リアノジン遺伝子の連鎖解析とone point mutationの検索を行う計画である.平成9年度は従来の張力による方法で,CICR(Ca-induced Ca release)速度の測定を行ったのは12名であった.1例は広島大学医学部附属病院で筋生検が行われたが,11例は生検された骨格筋がク-ル宅急便を利用して輸送された.この12名の筋生検理由の内訳は,劇症悪性高熱症を発症した患者4名,亜型悪性高熱症発症3名,悪性高熱症の家族歴2名,高CK(creatine kinase)血症3名であった.これらのうちCICR速度の亢進が認められたのは2名(劇症悪性高熱症発症2名)であった.また,悪性高熱症劇症型の集計は続けて行っている.総計で338例となり,1990年以降の死亡率は14.6%であった.カルシウム画像解析装置によるCICR速度の測定は装置の準備が完了して,次回の筋生検から行う予定である.ヒト骨格筋細胞のカルシウム動態については生検された骨格筋から細胞膜がintactな状態で1本の骨格筋線維を取り出すことが困難であった.このため本年度より,生検された骨格筋から衛生細胞を培養して,この細胞についてカフェインやハロタンによる細胞内のカルシウム濃度の変化を検討することとした.基礎実験としてラットから生検してきた骨格筋より衛生細胞の培養を行うことができた.また,ラットの筋芽細胞についてカフェイン520mMで細胞内のカルシウム濃度の上昇を確認した.この上昇は,CICR機構の抑制薬剤として知られているプロカイン10mMで抑制された.ヒト筋芽細胞について同様の検索を行った後,悪性高熱症疑いの患者から生検された骨格筋から筋芽細胞を培養して実験を行う予定である.遺伝子検索については,CICR速度の以上が認められた患者やその家族から得られた白血球よりDNAを抽出した.今までに報告された数カ所のone point mutationの検索のためのプライマーを作成中である.平成10年度は,ClCR(Ca-induced Ca release)速度の測定を行ったのは18例であった.17例は筋生検後クール宅急便を利用して摘出された骨格筋を輸送され,1例は当病院に入院後に筋生検を行った.この18例の筋生検理由の内訳は,高CPK血症7例(家族性高CPK血症2例),術後悪性高熱症3例,悪性高熱症の家族歴3例,亜型悪性高熱症発症2例,筋ジストロフィーおよびその家族歴3例であった.CICR速度の亢進が認められたのは2例で,亜型悪性高熱症1例,家族性高CPK血症1例であった.悪性高熱症劇症型の症例集計は続けており,総計345例で1990年以降の死亡率は昨年度と同様14.6%であった.カルシウム画像解析装置によるCICR測定を行った.
大脳白質脳症疾患モデルマウスの病態解析と病因関連代謝物の探索

p32 / C1qbpは、ミトコンドリア翻訳において必須のRNAおよびタンパク質シャペロンとして機能し、胚発生に不可欠である。神経特異的p32欠損マウス(p32cKO)は、大脳白質脳症モデルマウスとして有用であった。p32cKOから作製した初代培養細胞よりオリゴデンドロサイト細胞の分化異常および軸索変性が確認できた。代謝物解析により、p32cKO脳組織における解糖系の増加、GABAシグナル伝達の減少、脂質合成およびアミノ酸代謝の障害を示した。したがって、p32cKOは髄鞘形成および軸索維持に異常をきたし、白血脳症を示したと考えられる。先天性大脳白質形成不全症は、脳の白質の発達不全が原因で起こる神経変性疾患である。特徴として生後早期の発達遅滞と眼振、および痙性麻痺が言われている。診断には、MRIなどの画像検査や遺伝子解析が重要であるが、検査をしても原因がはっきり分からず、確定診断に至らない患者も多くいる。発症の病因としては神経細胞伝導路のアクソンの周囲の髄鞘化が正常に起こらないことが原因であると考えられている。つまり、髄鞘に必要なミエリンの構成成分の異常や、髄鞘化に必要な因子の障害が考えられている。代表的な疾患であるミトコンドリア白質脳症病は、ミトコンドリアHSP60の異常で起こるといわれている。しかし、その殆どについて神経変性の原因遺伝子、発症機序、診断マーカーは不明である。したがって、先天性大脳白質形成不全症疾患モデルマウスでの解析が強く求められている。研究代表者は、ミトコンドリア局在タンパク質であるC1qbpを神経系組織のみで特異的に欠損したマウスを独自に作製し、このC1qbp神経KOマウスは表現型、病理所見からヒトにおける大脳白質脳症の疾患モデルマウスになると考えられた。本研究は、C1qbp神経KOマウスを用いてC1qbpの機能解析を通じて大脳白質脳症発症機構の分子基盤の解明、およびメタボローム解析による新規診断マーカーの探索を目的とした。研究計画は以下の通りである。1. C1qbp神経KOマウスの形態、行動解析、病態解析を行う。2. C1qBP神経特異的マウスのミエリン形成能の低下の分子基盤を明らかにする。3. C1qbpと結合する分子の同定、その機能解析を通じて、C1qbpの分子機序を明らかにする。4. KO細胞、脳初代培養細胞を用いて、C1qbpの機能解析、病態解析を行う。5.メタボローム解析:診断ツールとしてのメタボローム解析を行う。C1qbpノックアウト細胞とC1qbp神経KOマウス大脳、血液における代謝物の変化を明らかにする。細胞のエネルギー代謝の中心であるミトコンドリアはATP産生、TCAサイクル、脂肪酸酸化など多彩な機能を持ち、その機能異常はミトコンドリア病をはじめ、神経変性疾患、心筋症、糖尿病などを引き起こす。しかし、ミトコンドリア異常による疾患の詳細な分子機構、診断マーカーは現在のところ明らかではない。ミトコンドリア病患者に変異が同定されたp32/C1qbpはミトコンドリアに局在しRNAやタンパク質のシャペロンとしての機能を有することを我々は見出してきた。このp32脳神経特異的ノックアウトマウスを作製すると、その表現型より大脳白質脳症疾患モデルマウスとなりうると考えた。そこで本研究は、p32KOマウスの機能解析を通じて、大脳白質脳症発症機構の分子基盤の解明、およびメタボローム解析による新規診断マーカーの探索を目的とした。研究実績は以下の通りである。(1)病理解析より大脳白質部位に典型的な空砲形成および、脱髄を示しオリゴデンドロサイトの分化異常が発症の原因であった。さらに神経軸索の維持異常を示した。(2)p32脳神経KOマウスの脳組織では、ERストレス応答を惹起すること、mTOR系のシグナル伝達阻害、脂肪酸酸化異常、尿素回路の異常を示した。これらの機構により大脳白質脳症を呈することを明らかにした。(3)野生型マウスおよびp32脳神経KOマウスの中枢神経系大脳白質から抽出した代謝物を質量分析器による代謝物の網羅的解析を行い、クラスター解析よりp32を介した代謝物シグナリング経路を同定した。結果、p32脳神経KOマウスでは、乳酸、ケトン体である3-hydroxybutyrateの上昇、尿素回路の低下(Citrullineの低下)を明らかにした。このことは大脳白質脳症疾患モデルマウスの解析が疾病診断マーカー探索として有意義であることを示唆している。p32神経特異的ノックアウトマウスの脳組織の解析はほぼ終了した。大脳白質脳症の原因の一つがオリゴデンドロサイト分化異常による髄鞘形成不全であることを脳組織免疫染色より発見した。さらにその分子機序として、RNA発現をリアルタイムPCRで確認すると、ER stress response遺伝子であるATF4、CHOPなどの発現亢進を発見した。さらにミトコンドリア病マーカーFgf21、Gdf15、のRNA発現も増加していた。またタンパク質発現を確認すると、mTORシグナルのp70S6K、S6RP、4EBPなどのリン酸化発現が増加していた。髄鞘の主な構成成分である脂肪酸については、RNA発現、タンパク質発現、脳組織中の脂肪酸定量、代謝物解析より特にスフィンゴミエリンの減少、を確認し、脂肪酸合成異常であることを見出した。

また、メタボローム解析を行った結果、オルニチン量は増加し、シトルリン量は減少していた。そこで尿素回路の酵素活性を測定すると、CPS1(carbamoyl phosphate synthetase1)活性には変化がなく、OTC1(ornithine transcarbamylase)活性が減少していた。このモデルマウスが尿素回路に異常をきたしていることを発見した。以上の解析から疾病診断マーカー探索として本研究が有意義であることを示唆している。細胞のエネルギー代謝の中心であるミトコンドリアはATP産生、TCAサイクル、脂肪酸酸化など多彩な機能を持つ。ミトコンドリア機能異常は、神経変性疾患、心筋症、糖尿病などを引き起こすことが知られている。ミトコンドリア異常による疾患の詳細なメカニズムや診断マーカーなどは現在のところ明らかではない。ミトコンドリア病患者において変異が同定されたp32/C1qbpはミトコンドリアに局在し、RNAやタンパク質のシャペロンとしての機能を有することを我々は見出してきた。このp32脳神経特異的ノックアウトマウスを作製すると、その表現型より大脳白質脳症疾患モデルマウスとなりうると考えた。そこで本研究は、p32ノックアウトマウスの機能解析を通じて、大脳白質脳症発症機構の分子基盤の解明、およびメタボローム解析による新規診断マーカーの検索を目的とした。研究実績は以下の通りである。(1)病理解析より大脳白質部位に典型的な空砲形成および脱髄を示した。(2)その原因を初代培養細胞を用いて解析し、オリゴデンドロサイトの分化異常、神経軸索の維持機能消失、であることを突き止めた。(3)p32脳神経特異的ノックアウトマウスの脳組織では、ERストレス応答を惹起すること、mTOR系のシグナル伝達阻害、脂肪酸酸化異常、尿素回路の異常を示した。これらの異常が大脳白質脳症を呈する原因だと考えられる。(4)p32脳神経特異的ノックアウトマウスの大脳白質から抽出した代謝物に対して質量分析器による網羅的解析を行い、p32を介した代謝物シグナリング経路を同定した。その結果p32が脳神経では、乳酸、ケトン体である3-hydroxybutyrate、尿素回路に関与することを明らかにした。以上の結果より我々が作製したp32神経特異的ノックアウトマウスが大脳白質脳症疾患モデルマウスとして疾病診断マーカー検索に有意義であることを示唆している。p32 / C1qbpは、ミトコンドリア翻訳において必須のRNAおよびタンパク質シャペロンとして機能し、胚発生に不可欠である。神経特異的p32欠損マウス(p32cKO)は、大脳白質脳症モデルマウスとして有用であった。p32cKOから作製した初代培養細胞よりオリゴデンドロサイト細胞の分化異常および軸索変性が確認できた。代謝物解析により、p32cKO脳組織における解糖系の増加、GABAシグナル伝達の減少、脂質合成およびアミノ酸代謝の障害を示した。したがって、p32cKOは髄鞘形成および軸索維持に異常をきたし、白血脳症を示したと考えられる。1. C1qbp神経KOマウスの脳形態観察、行動解析、病態解析、は全て確認できた。白質脳症病であることが示唆された。2. C1qBP神経
バイオアフィニティを利用する生理活性物質新規微量定量法

(1)生体内には酵素、抗体などをはじめとする特異的分子認識機構を有する生体物質が多数存在するが、化学センサの識別部位にこれら生体物質の優れた分子認識機構を利用すれば、高選択性を有する高感度バイオセンサシステムを構築できると考えられる。本研究ではAT-cutの水晶板上に金を蒸着し、ピエゾ圧電効果を利用した超微小量質量測定センサを作製し、電極表面にヤギ抗ヒトIgGを固定化し、IgGの測定について検討した。抗体は金電極表面上にチラミンを電解重合後、チラミンーグルタルアルデヒドー抗体のアミノ基間にシッフ塩を形成させることにより安定に固定化することができた。このセンサの電極質量変化と基本振動数との間には比例関係が成立し、その感度は1ng/Hzであった。各種濃度のヒトIgG溶液に対する免疫センサ応答の経時的変化を調べた結果、IgG投与によって振動数が極めてゆっくりとした時間経過で変化し、IgG50μg/ml投与では約20分後に最大振動数変化が200Hzに達した。(2)蛍光偏光度の変化を指標とするエストロゲン様化学物質の微量定量法について検討した。生体本来のエストロゲン受容体の代わりに遺伝子組み換えによって精製したエストロゲンレセプター(hrER)と蛍光物質を結合した蛍光エストロゲン(ES1)は強く結合して複合体を形成し、このとき複合体は高い蛍光偏光度を示す。この複合体溶液にテスト化合物を添加した場合、テスト化合物がエストロゲン受容体に親和性を持つならば、テスト化合物とES1との間で競合反応が起こり、テスト化合物がES1と置き換わってhrERに結合する。この反応によって蛍光偏光度が変化することから、テスト化合物を添加する前後の蛍光偏光度を測定することによって、化学物質のhrERへの親和性を評価でき、微量定量が可能となる事が明らかとなった。水晶振動子を用いた超微小量測定センサの開発:AT-cutの水晶血結晶板上に金を蒸着し,ピエゾ圧電効果を利用した水晶振動子センサを作成した.この水晶振動子の電極質量変化と基本振動数との間には比例関係が成立するので,水晶振動子をマイクロバランスとして使用すれば,ナノグラム単位での微量成分の検出が可能である.本研究ではヒトIgG測定について検討した.ヒトIgGを電極表面に固定化する方法としてグルタルアルデヒド法を用いた.固定化の手順は以下のように行った.(1)チラミンを金電極表面に電解重合し,電極表面にアミノ基を導入した.(2)チラミンを電解重合した金電極をグルタルアルデヒド溶液中で反応させ,チラミンとグルタルアルデヒドとの間にシッフ塩を形成する.(3)以上の反応を経た電極を,ヤギ抗ヒトIgG溶液中に24時間放置する.このとき,グルタルアルデヒドのアルデヒド基と抗体のアミノ基の脱水縮合反応によりシッフ塩が形成され,抗体を金電極表面上に安定に固定化することができる.各種濃度のヒトIgG溶液(10,30,50μg/ml)に対する免疫センサ応答の経時的変化を調べた.IgGの投与によって極めてゆっくりとした時間経過で振動数が変化し,IgG50μg/ml投与では約20分後に最大振動数変化200Hzに達した.また反応の立ち上がり速度もIgG濃度に依存して速くなった.いっぽう,ウシ血清アルブミン(10μg/ml)を投与してもIgG投与時に観察されたような振動数の有意な変化が認められなかったことから,IgG溶液に対する免疫センサ応答はIgGと抗IgGによる抗原・抗体の特異的結合であり,非特異的タンパク質結合等によるものではない.(1)生体内には酵素、抗体などをはじめとする特異的分子認識機構を有する生体物質が多数存在するが、化学センサの識別部位にこれら生体物質の優れた分子認識機構を利用すれば、高選択性を有する高感度バイオセンサシステムを構築できると考えられる。
初期宇宙での星団形成：初代星団から球状星団まで

初期宇宙で実現する、銀河系とは異なる環境における星団形成過程を主に大規模数値シミュレーションを用いた理論研究によって明らかにする。具体的には、重元素の全くない初代星からなる星団から、球状星団の形成までを対象とする。特に銀河スケールの進化、及び遠方宇宙の観測に重要な、大質量星を多く含む大星団の形成過程についてその環境依存性を明らかにする。金属量に応じてどういう場合にどんな星団がどういう効率でどんな風に生まれるかを示す。また、それが初期宇宙のいつ、どこに相当してどういう風に将来観測されるか、または既存の観測と照らして整合するかを明らかにする。
DNA複製モニター機構の試験管内再構成

DNA複製チェックポイントは、複製進行をモニターする機構であり、正常な複製進行が阻害されたときに、ATR-Chk1のキナーゼ経路を活性化し細胞周期のG2/M期への進行を抑制する。昨年度の研究では、アフリカツメガルCut5のN末端側領域が複製開始、C末端側領域がChk1活性化に機能することを明らかにした。本年度は、C末端側領域のATR-Chk1経路活性化における役割を明らかにすることを目的として研究を行った。ヒトCut5ホモログであるTopBP1は、C末端側領域内のATM/ATRファミリー標的配列(SQ/TQ)においてリン酸化を受けることが知られている。そこで、ツメガエルCut5も同様のリン酸化を受けるか検討した結果、複製阻害時にリン酸化されることを見い出した。このリン酸化部位をアラニンに置換した変異体Cut5は、複製開始には機能したが、複製阻害時のChk1活性化に異常が見られ、これはリン酸化を擬態したグルタミン酸置換体により回復した。これらの結果は、Cut5のC末端側領域のリン酸化がChk1活性化に必要であることを示唆している。また、ATR-Chk1経路の活性化にCut5が直接関与するかどうか検討するため、免疫沈降したATRを用いてキナーゼアッセイを行った結果、Cut5はATRによるChk1リン酸化を促進した。このとき、C末端領域内のリン酸化部位に対するアラニン置換体では促進活性がなく、グルタミン酸置換体には促進活性があった。これらの結果は、高等真核生物Cut5/TopBP1のC末端側領域は、メディエーターとしてATR-Chk1経路の活性化に直接関与し、その機能はATR/ATM依存的なリン酸化によって制御されることを示唆している。DNA複製チェックポイントは、複製進行をモニターする機構であり、正常な複製進行が阻害されたときに、ATR-Chk1のキナーゼ経路を活性化し細胞周期めG2/M期への進行を抑制する働きを持っている。複製装置の構成因子であるDNAポリメラーゼ_ε(以下Pol_ε)とその関連因子であるDpb11/Cut5/TopBP1(以下、Cut5)は、複製チェックポイントに関与すると考えられているが、チェックポイント特異的に機能する因子と異なり、Cut5は複製開始、Pol_εは複製進行にそれぞれ必要であるため、複製チェックポイントたおける機能の解析は困難であり、直接的な必要性は不明であった。本年度の研究では、アフリカツメガエル卵抽出液を用いた無細胞複製系によりPol_ε、Cut5の必要性を検討した。Cut5非存在下で複製進行が起きる系を開発し、複製阻害剤による効果を調べた結果、Cut5は複製開始とは独立してChk1め活性化に必要であった。さらにツメガエルCut5の欠失変異体を作成して機能ドメインを解析したどころ、酵母ホモログと相同性の高いN末端側領域のみで複製開始が起きるが、このとき複製を阻害してもChk1の活性化が起きないこと、そこに分離したC末端側領域を添加するとChk1活性化が回復することを見い出した。また、ATR-Chk1経路を抽出液中で活性化させる合成DNA基質を用いた場合にも、Cut5のC末端側領域が必要であること、この領域内にDNA基質と結合するドメインがあることを明らかにした。とれらの結果は、高等真核生卿ではCut5のC末端領域が複製モニター機構においてセンサーとして機能していることを示唆する。一方、Pol_εは免疫除去してもChk1活性化が起きたごとから、チェックポイント活性化には直接的な関与がないと考えられるが、複製阻害時における複製装置の安定化への関与を示唆する結果を得ている。
助産学生から始めるアドバンス助産師育成のためのAL型3年プログラムの開発ー基礎編

本研究の目的は、思考力・判断力を兼ね備えた助産師の育成を目指し、アクティブラーニング(AL)型の様々なシミュレーションシナリオの体験を通して、助産実践能力の習得を可能とする助産師育成の基盤となるプログラムを開発することである。これは、分娩介助等のいわゆるテクニカルな部分に当たる助産技術習得に加え、思考力・判断力などのノンテクニカルスキルの習得もねらい、助産実践能力習熟度段階レベルIII(アドバンス助産師)である「自律した助産ケアを提供できる助産師」の認証に向けて、助産師育成教育プログラム(基礎編)の開発である。最終的には、助産師の教育・育成に活用できるシミュレーションシナリオ集の完成を目指す。
誤り訂正符号を用いた過負荷MIMOシステムの低演算量信号分離法の研究

本研究では,誤り訂正符号を用いた過負荷MIMOーOFDM伝送方式を検討した.検討の結果,提案方式は誤り訂正符号にブロック符号を用いた場合,誤り率特性を維持しながら統合最尤復号の復号演算量を1/40に低減した.さらに誤り訂正符号にTrellis符号を用い,スループットを維持したまま特性を改善するシステムも提案し,受信信号電力が高い領域で特性を維持しつつ計算量を約1/16に低減した.また非直交多元接続システムにおいて統合最尤復調により信号分離処理を行うシステムを検討した.基地局近傍端末および基地局から遠方の端末両方において統合最尤復調を適用することによって全体のスループットが改善した.近年スマートフォンの急激な普及や動画配信の一般化により,移動体通信システムのトラフィック量は毎年指数関数的に増加している.今後10年間で500倍から1000倍に増加することが見込まれている.そこで本研究では受信側アンテナ数を1に制限し,複数のシンボルに渡って受信信号を観察することによって信号を分離する過負荷MIMOーOFDMシステムを検討する.提案方式では誤り訂正符号によって複数シンボル間に関連性を持たせ,誤り訂正復号器内のメモリの状態遷移の尤度を複数の信号ストリームに対して同時に計算する.この方式における問題は計算量が受信信号数に対して指数関数的に増加することである.そこで本研究ではこの問題を解決するために,過負荷MIMOーOFDMシステム用誤り訂正符号およびその復号法を検討する.2013年度には誤り訂正符号としてトレリス符号化変調,Hamming符号,反復符号を用いて検討した.ー計算量削減法としてトレリス符号化変調を用いたシステムではスフィア復号法を用い計算量を1/12に低減した.スフィア復号法を用いる場合には通信路行列がフルランクである必要があるため,仮想アンテナ法を用い,雑音の標準偏差を通信路行列に挿入した.ーHamming符号に対する計算量削減法として2段階復号法を提案した.この方式では各シンボルの信号点に対する尤度を計算し,それを符号語全体に合算することによって符号語候補を選択した.その結果計算量は1/100に低減した.そののち符号語全体の尤度を計算し,復号した.またHamming符号を用いたシステムをソフトウェア無線プラットフォーム上に実装た.ー反復符号を用いたシステムではQRL-MLD法を用いた.ただし計算量は1/32に低減した.QRL-MLD法も通信路行列がフルランクである必要があるため,仮想アンテナ法を用い,雑音の標準偏差を通信路行列に挿入した.スマートフォンの普及などにより移動体通信のトラフィック量は毎年指数関数的に増加している.従来の移動通信では送受信機に複数のアンテナ素子を用いるMulti-Input Multi-Output(MIMO)ーOFDM伝送方式により伝送速度の向上を目指してきた.しかし端末の物理的サイズの制約によりMIMOーOFDMによる伝送速度の向上には限界がある.そこで本研究では,誤り訂正符号を用いた過負荷MIMOーOFDM伝送方式を検討する.この方式は1受信アンテナで複数の信号を受信し,誤り訂正符号の特性を利用してそれらを分離する.2014年度には誤り訂正符号とてして内符号にHamming符号,外符号に畳み込み符号を用いた場合の統合最尤復号の計算量削減法を検討した.内符号であるHamming符号に昨年検討した2段階復号法をそのまま適用すると,外符号の符号語候補が存在しない可能性がある.このような状況に対応するため,ビットフリップ法ならびに仮メトリック計算法を提案し,計算量の削減しながら特性劣化を抑えた.特に仮メトリック計算法を用いた場合,計算量を約1/1000に低減しながら特性劣化を0.5dBに抑えられることが明らかになった.また提案する2送信信号を1受信アンテナで受信するMIMOーOFDMを実験により評価し,提案方式が動作することを明らかにした.特に見通し伝搬環境をモデル化し屋内近距離において提案方式が動作することが明らかになった.提案方式の応用例として第5世代移動通信システムの非直交多元接続方式が挙げられる.非直交多元接続では同じ周波数で複数の端末への信号を送信する.端末では複数の信号を復調し,希望信号を抽出する.これは1受信アンテナMIMOと同一の原理である.そこで提案方式を非直交多元接続システムに適応した場合のスループット特性も検討し,スループット特性が改善する可能性があることが明らかになった.スマートフォンの普及などにより移動体通信のトラフィック量は毎年指数関数的に増加している.従来の移動通信では送受信機に複数のアンテナ素子を用いるMulti-Input Multi-Output(MIMO)ーOFDM伝送方式により伝送速度の向上を目指してきた.しかし端末の物理的サイズの制約によりMIMOーOFDMによる伝送速度の向上には限界がある.そこで本研究では,誤り訂正符号を用いた過負荷MIMOーOFDM伝送方式を検討する.この方式は1受信アンテナで複数の信号を受信し,誤り訂正符号の特性を利用してそれらを分離する.2013年度,2014年度の検討では誤り訂正符号としてトレリス符号,Hamming符号,反復符号を用いた過負荷MIMOーOFDMを検討した.特に受信側における統合復調処理および復号処理の計算量削減法を検討した.2015年度においてはターボ符号を用いた場合の統合復調における尤度計算の計算量削減法を検討した.提案方式として乗算を用いずに加算とビットシフトのみで尤度を計算する方式を検討した.また2015年度には過負荷MIMO

ーOFDMを非直交多元接続に適用した場合のシステム容量の改善度も検討した.基地局の近傍および遠方の端末において統合復調を用いることでスループットが直交多元接続と比較して1.4倍,近傍のみ統合復調を用いる場合に比べて1.1倍に増加することを示した.本研究では,誤り訂正符号を用いた過負荷MIMOーOFDM伝送方式を検討した.検討の結果,提案方式は誤り訂正符号にブロック符号を用いた場合,誤り率特性を維持しながら統合最尤復号の復号演算量を1/40に低減した.さらに誤り訂正符号にTrellis符号を用い,スループットを維持したまま特性を改善するシステムも提案し,受信信号電力が高い領域で特性を維持しつつ計算量を約1/16に低減した.また非直交多元接続システムにおいて統合最尤復調により信号分離処理を行うシステムを検討した.基地局近傍端末および基地局から遠方の端末両方において統合最尤復調を適用することによって全体のスループットが改善した.当初の研究予定では1)前年度に構築した計算機モデルおよび実験システムを用いて提案する過負荷MIMOシステムの有効性を確認する2)メモリ状態遷移の尤度計算範囲の限定と逐次処理による低演算量信号分離方式を提案し評価する3)異なるチャネルモデルにおける提案過負荷MIMOシステムの特性を検討することになっていた.1)の計算機モデルおよび実験システムによる提案方式の有効性の確認については当初予定通り実施した.2)の尤度計算範囲の限定による低演算量化については,仮メトリック計算法がより有効であることが明らかになったため,この方式を提案し特性を評価した.3)に関しては周波数選択性フェージングモデルのみならず,見通し伝搬環境をモデル化し,提案方式が有効に動作することを確認した.さらに提案方式の応用として第5世代移動通信システムの非直交多元接続方式への適用を検討し,その有効性を明らかにした.無線通信1受信アンテナMIMOーOFDMシステムの提案ならびにその有効性の計算機シミュレーションおよび有線実験に関しては,すでに当初目標を達したと考えている.今後の課題として以下の項目を検討する.ー1受信アンテナMIMOーOFDMシステムの尤度計算法を非直交多元接続システムに適用した場合の誤り率特性の評価を行う.従来方式では干渉として処理するところを提案方式は重畳された信号を同時に復調することが可能である.そのため従来方式よりビット誤り率が改善する.ー非直交多元接続システムに提案方式を適用した場合のシステム特性を評価する.直交多元接続システムに対してスループットおよびユーザフェアネスにおいて改善がみられることを確認する.当初予定では2013年度は,過負荷MIMOーOFDMシステムの計算機シミュレーションモデルおよびソフトウェア無線プラットフォーム上で信号を処理する実験システムを構築することになっていた.計算機シミュレーションにより過負荷MIMOシステムの評価を行い,その後構築した信号分離・復調アルゴリズムを移植する.実験システムを用いた測定に関しては,各信号ストリームの間の相関,ビット誤り率特性およびパケット誤り率特性,各信号処理ブロックの計算量を測定できるようにプログラミングする.各信号ストリーム間の相関は信号分離・復号特性に影響を与えるだけでなく,分離の際に計算するメモリの状態
光強度輸送方程式に基づく位相センシングの研究

干渉計測の手段を用いることができない状態下で強度情報だけから光波の位相を求める問題は位相回復問題と呼ばれ,光学のみならずX線や電子線のような低コヒーレンス波動場の計測の基礎となる非常に重要な問題である.位相回復問題に対する従来の研究は,強度の非負性を拘束条件とした反復法または複素平面場上の解析接続などの数学的手法に基づくものが主流であるが,ノイズの影響を受けやすいことや解の一意性が保証されない点が実用化の障害になっていて,多くはコンピュータシミュレーションによる原理の確認に留まっていた.そこで,本研究では,光強度だけでなく光強度の空間的微係数をあわせて計測することにより,簡単な計算で解を一意に決定することができる実用性のある手法を開発し,その有効性を実験により確認した.その具体的な内容は以下の通りである.1.波動方程式から出発して,光強度と位相との関係を直接表現するような形式の光強度輸送方程式を導き,境界条件として強度とその空間的微係数を与えることにより位相を一意に求めることができる新しい測定原理を提案し,その計算のためのアルゴリズムを明らかにした.2.2次元光強度分布とその空間的微係数を測定するために,軽量CCDカメラを精密微動装置上に搭載し前後に微小移動させてフレームメモリに光強度分布を蓄えるシステムを試作し,空間的にインコヒーレントな純単色光源で照明された位相物体の位相を計測する実験を行い有効性を実証した.従来の方法は光強度のみから位相を決定しようとしたのに対し,本方法はさらに光強度の空間的微係数をあわせて測定し,より多くの情報を利用してその分だけ数学的計算と原理の簡単化をはかろうとする点を特色とする.本研究の成果は,コヒーレンスの高い光源が得にくい電子線やX線の分野の位相計測への応用が期待できる.干渉計測の手段を用いることができない状態下で強度情報だけから光波の位相を求める問題は位相回復問題と呼ばれ,光学のみならずX線や電子線のような低コヒーレンス波動場の計測の基礎となる非常に重要な問題である.位相回復問題に対する従来の研究は,強度の非負性を拘束条件とした反復法または複素平面場上の解析接続などの数学的手法に基づくものが主流であるが,ノイズの影響を受けやすいことや解の一意性が保証されない点が実用化の障害になっていて,多くはコンピュータシミュレーションによる原理の確認に留まっていた.そこで,本研究では,光強度だけでなく光強度の空間的微係数をあわせて計測することにより,簡単な計算で解を一意に決定することができる実用性のある手法を開発し,その有効性を実験により確認した.その具体的な内容は以下の通りである.1.波動方程式から出発して,光強度と位相との関係を直接表現するような形式の光強度輸送方程式を導き,境界条件として強度とその空間的微係数を与えることにより位相を一意に求めることができる新しい測定原理を提案し,その計算のためのアルゴリズムを明らかにした.2.2次元光強度分布とその空間的微係数を測定するために,軽量CCDカメラを精密微動装置上に搭載し前後に微小移動させてフレームメモリに光強度分布を蓄えるシステムを試作し,空間的にインコヒーレントな純単色光源で照明された位相物体の位相を計測する実験を行い有効性を実証した.従来の方法は光強度のみから位相を決定しようとしたのに対し,本方法はさらに光強度の空間的微係数をあわせて測定し,より多くの情報を利用してその分だけ数学的計算と原理の簡単化をはかろうとする点を特色とする.本研究の成果は,コヒーレンスの高い光源が得にくい電子線やX線の分野の位相計測への応用が期待できる.
抗赤血球自己抗体遺伝子導入マウスを用いた自己免疫性貧血治療法の検索

自己の赤血球を認識し、その産生による溶血性貧血を誘導するような自己抗体の遺伝子をマウス受精卵に導入し、トランスジェニックマウスを作成した。このトランスジェニックマウスでは、ほぼすべてのBリンパ球が抗赤血球抗体を産生するようにプログラムされている。このような自己反応性B細胞の生体内での運命をこのマウスで解析したところ、骨髄、脾臓、リンパ節ではB細胞はほとんどみられず、自己反応性B細胞が生体内のトレランス機構によって除去されることが明らかとなった。しかしながら、このマウス系統では約半数の個体で貧血の発症がみられた。全く同一の遺伝的背景を持っているにもかかわらず自己免疫症状の発症に個体差があることは、環境要因が、自己反応性B細胞の抑制の程度を左右し、このマウスの自己免疫病の発症に重要な役割を果たしていることを強く示唆し、この点でヒトの自己免疫病と共通点を有する。さらに、この事実はこのマウスにおける自己免疫病を何らかの手段で制御できることを示している。実際、我々はB細胞を多クロ-ン性に刺激するLPSを全身投与したところ、自己抗体産生の増強および貧血症状の悪化を認めた。また、免疫抑制作用を持つFK506の投与を行ったが、この薬剤では特に貧血症状の改善は認めなかった。今回の検討から、このマウスが、自己抗体産生制御法そして自己免疫病の治療法を検索する良いモデルとなることが明らかとなった。
ダンス学習における障害児及び障害を持たない児童によるインテグレートの効果

ダンス学習では様々な能力の子どもたちが自己の力を発揮しながら一緒に活動できるとの見地から、視覚障害児、聴覚障害児及び障害のない児童を対象に、インテグレートによるダンス学習指導を計画実施した。学習はダンス表現の原体験(鳥取砂丘での遊び)を共有することから始め、作品(「砂丘で遊んだよ」)づくりと上演を行った。各学習を撮影したビデオテープを中心に観察分析し、インテグレートの効果として以下のことがあげられた。日常運動とダンス学習における運動の比較には、ラバンの運動観察法、記譜法を手がかりとした。○障害のない子どもが障害児を理解する手がかりとなった。○援助し、援助を受ける関わりから最小限の援助で共に遊ぶ関わりへ、視覚障害児と障害のない子どもの砂丘での関わりの変化に共生への学びが見られた。○合同作品では、日常運動や、各学校だけの表現ではできなかった体験があった。・砂丘では孤立していた聴覚障害児が、他校生とタイミングを合わせ一緒に踊った。・制御的な日常運動を持つ視覚障害児が、他校生と一緒に大きく思い切って動いた。・障害のない子どもが、障害児を取り込み一緒に新しい表現を創って踊った。○ダンス学習を通して視覚障害児の運動表現に、全身一体となった、自由な流れと強い力のエフォートを持ったものが現れた。この他「障害児のニーズに応じた教育的支援は障害のない子どもにも必要な支援であった」「交流の機会をつくるには取り除く時間的、空間的障害があった」「教員が障害児、障害のない子どもそれぞれの文化を紹介し交流する役割を担える」「ダンスのように、新たな文化を共につくりあげる体験を多く持たせることが共に生きる力をはぐくみ社会でのノーマライゼーションにもつながる」などの課題と示唆を得た。平成11年度は研究計画に基づき、聴覚に障害のある子ども、、視覚に障害のある子ども、障害のない子どものインテグレートによるダンス学習と作品発表を行った。サンプルの日常運動、各学習、作品発表はデジタルビデオに収録したが分析、比較は終了していない。表現の原体験としての「砂丘で遊ぶ」において、交流での遊びは健常児と視覚障害児ではスムーズであったが、聴覚障害児とは交流での遊びがほとんど成立しなかった。その原因として2点が考えられる。1.視覚障害児への援助の方法は聴覚障害児へのそれに比較してわかりやすい。2.健聴児と聴覚障害児では言語でのコミュニケーションがとれず、特に開放的な砂丘でのダイナミックな遊びが一緒に続けにくい。これに対し、健聴児同士では視覚障害があるなしに関わらず、感情表現を含んだ会話で運動の体験が共有できたと思われる。また、聴覚障害児が視覚障害児と一緒に遊ぶことも見られなかった。聴覚障害児は視覚障害児の手を取ることが無く、視覚障害児は手を取らず話しかけない子どもに触れることはなかった。ダンス作品では、同じ場面の感じを共有し一緒に感じ合って表現できたが、お互いが交流して活かし合う場面が体験できているかは、分析によって明らかにしたい。研究計画では、ダンスそのものにおけるインテグレートの効果を、各学校だけのダンスの動きと、合同作品での動きで比較することのみを考えていたが、「砂丘で遊ぶ」という日常の活動と「砂丘で遊んだよ」というダンス作品における、インテグレーションの様態比較の方向も探ってみたい。平成12年度は、11年度に行ったインテグレートによるダンス学習と作品発表の実施におけるデータを分析し考察した。その結果ダンス学習における、視覚障害児、聴覚障害児、障害のない子どもによるインテグレートの効果として以下のことがあげられた。1.障害のない子どもが障害児を理解する手がかりとなった。

2.表現の原体験としての砂丘での遊びにおける視覚障害児と障害のない子どもの関わりの変化は、子どもたちが自ら学んだ共に生きるあり方であった。3.合同作品では、日常や、各学校だけの学習ではできなかった体験があった。(1)実際の砂丘では孤立していた聴覚障害児が、他校の児童と手をつないだりタイミングを合わせて踊った。(2)ためらいがちで制限的な運動の型を持つとされ、歩行の不安定さを指摘される視覚障害児が自信を持って大きく進んだり、思い切ってジャンプできたりした。(3)障害のない子どもが視覚障害児を自分たちの表現に取り込み、さらに新しい表現を創って踊った。4.視覚障害児の運動表現に、全身一体となった、自由な流れと強い力のエフォートを持ったものが現れた。また、ともだちと一緒に表現する内容を体験できた。この他「障害児一人一人のニーズに応じた教育的支援は障害のない子どもにも必要な支援であった」「交流には時間的、空間的障害があった」「教員が障害児、障害のない子どもそれぞれの文化を紹介し交流を援助する役割を担える」「ダンスのように、新だな文化を共につくりあげる体験の機会を多く持たせることが共に生きる力をはぐくみ、ノーマライゼーションにもつながる」などの課題と示唆を得た。
骨形成因子受容体の自己リン酸化部位の同定とその基質の探索

我々は、骨形成因子(BMP)受容体以降の細胞内シグナル伝達機構を解明するための第一歩として、受容体の自己リン酸化能の検討を行った。大腸菌に大量発現させたBMP受容体蛋白質を用いて、放射活性標識したATPの取り込み量を測定した。また、ATP結合能の欠損した部位突然変異体を作製し、これを対照とし比較検討した。その結果、ATPの取り込み量に優位な差は認められず、今回用いた受容体のみでは自己リン酸化されないという結論に達した。TGF-βスーパーファミリーに属する細胞増殖因子の受容体には、I型、II型が知られている。最近の報告によると、細部内へ情報を伝達するためにはI型、II型受容体がヘテロダイマーを形成することが必要であり、リガンド結合後、II型がI型をリン酸化し、活性化されたI型受容体が、細胞内基質をリン酸化することによってシグナルを伝えていると考えられている。今回の実験に用いた受容体はI型に属し、リン酸化されるためには、II型受容体の存在が必要であることが示唆された。我々の解析を進めるためにはII型受容体分子が必要であるが、BMPのII型受容体分子はクローニングされていない。よって、現在我々はBMPの細胞内シグナル伝達機構解明のための第一歩として、BMPのII型受容体遺伝子の単離を進めている。
大環状構造の自発開閉による分子トポロジーの制御と巨大分子のクリッピング認識

大環状構造をもつホスト分子がゲストを取り込む際に、自発的に開環してゲストと相互作用し、続く自発的閉環によってその認識過程を完結する動的分子認識の新モードを実現させることを目的に、前年度に合成したメタロホストのゲスト認識能について核磁気共鳴スペクトルを用いて詳細に検討した。用いたメタロホストは、ビピリジンと(チオ)尿素部位をもつポダンドと銅(I)とからほぼ定量的に得られる。こうして得られるメタロホストである擬環状化合物はハロゲン化物イオンを捕捉することを初年度に明らかにしているが、今回、末端にフェニル基をもつリン酸ジエステルをその空孔に強く取り込むことがわかった。また単純なフェニル基の代わりに、フェニル基の3,5位に大きな置換基であるt-Bu基をもつリン酸ジエステルをゲストに用いても同様の検討を行った。このゲストはCPKモデルを用いた考察により、メタロホストの空孔を通り抜けることができないにもかかわらず、メタロホストに強く取り込まれることがNMR滴定より明らかとなった。NOEの測定からもホストとゲストのシグナルの間に相関が見られ、ゲストがホスト空孔にロタキサン型で取り込まれていることが明らかとなった。さらに分子力場計算からもこの認識様式がエネルギー的に有利であることがわかった。これらの結果は、メタロホストの銅錯体部位が置換活性であるため、認識場となる空孔が開閉することができ、非常に大きな置換基を末端にもつゲストであっても、被認識部位がメタロホスト空孔に丁度よいサイズであれば有効な分子認識が可能であることを示している。つまり、本研究課題の当初の目的であった自発的な認識場の開閉による動的分子認識モードを実現することに成功した。この手法は生体巨大分子の認識にも適用可能であるなど、波及効果の大きな成果であると考えている。大環状構造をもつホスト分子がゲストを取り込む際に、自発的に開環してゲストと相互作用し、続く自発的閉環によってその認識過程を完結する動的分子認識の新モードを実現させるために、末端にビピリジンをもつ鎖状分子で、鎖の内部に複数の尿素部位あるいはチオ尿素部位をもつホスト分子を各種合成した。化合物の同定は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルおよび元素分析により行った。これらの化合物に銅(I)を作用させると、チオ尿素部位を三つもつ分子や尿素部位を三つもつ分子では1:1で錯形成して擬クラウンエーテルを生成するものの、NMRシグナルが極端にブロードニングしたり、溶液を濃縮するとゲルを生成したりして、ゲスト認識能を調べるには不適当であることがわかった。一方、尿素を一つとチオ尿素を二つもつ分子は銅(I)を1当量加えることで定量的に擬クラウンエーテルを与え、そのNMRスペクトルはシャープであった。ただし銅を過剰に加えると擬クラウンエーテルが分解し、それぞれのビピリジン部位に銅が一つずつ配位した1:2錯体となることが各種スペクトルから示唆された。1:1銅錯体は分子内で尿素部位同士が弱い水素結合をしていることがNMRの測定からわかった。また、この錯体にハロゲン化物イオンを添加するとすべてのNHプロトンが働く水素結合によってこのアニオンが捕捉されることが明らかとなり、このメタロホストがアニオンレセプターとなることがわかった。このホストは予備的検討からリン酸アニオン誘導体とも相互作用することがわかっており、現在、非常に大きな置換基をもつアニオン性ゲストを合成して自発的開環-閉環メカニズムによる分子認識が達成できるか検討中である。
組合せ荷重を受ける鉄筋コンクリート部材のせん断破壊制御

鉄筋コンクリート部材にねじり-曲げ-せん断の組合わせ荷重が作用した場合の耐力および破壊パターンについて、立体トラスモデルを拡張した理論により検討を行った。また、ねじり荷重を受ける部材の変形挙動について、RC平板モデルを用いた解析手法により検討を行った。以下にその成果を示す。1.ねじり-曲げ-せん断の組合わせ荷重を受ける鉄筋コンクリート部材の耐力および破壊パターンねじりに対する代表的な解析モデルである立体トラスモデルにせん断および曲げによる断面力を重ね合わせることにより基本式を構築した。解析手法としては、2分法による繰返し計算により任意の荷重の組合わせにおける応力ならびにひずみが得られ、以下の破壊条件について検討し耐力および破壊パターンを算定することができる。(1)横方向鉄筋の降状,(2)圧縮斜材コンクリートの圧壊,(3)仮想断面上縁の圧縮-せん断破壊,(4)曲げ破壊実験結果と比較した結果、算定値と計算値は良い対応を示し、本理論が任意のねじり-せん断-曲げの組合わせに適用できることが示された。2.ねじり荷重を受けるRC部材の変形挙動ねじりの有効断面をRC平版に置換え、コンクリートの引張応力を考慮した力の釣合い条件および変形の適合条件より基本式を求めた。また、せん断ひずみを指標とした有効かぶりを用いることによりねじりひびわれ発生後の剛性の低下を表した。解析手法としては、2分法による繰返し計算を用いた。計算値を矩形断面およびT形断面部材の実験値と比較した結果、載荷の初期から終局時までの変形挙動を評価できることが示された。(1)ねじりー曲げーせん断の組合わせ応力下のRC部材の耐力RC部材にねじりー曲げーせん断の組合わせ荷重が作用する場合の耐力と破壊パターンについて、ねじりに対する立体トラスモデルにせん断および曲げによる断面力を重ね合わせることにより算定が可能であり、破壊パターンとしては横方向鉄筋の降伏、圧縮斜材コンクリートの圧壊、ねじりに対する有効断面上縁の圧縮ーせん断破壊があり、トルクに対して曲げモーメントが卓越する場合耐力は曲げのみに支配され、トルクを考慮する必要の無い領域があることが示された。(2)RC平板理論を用いたねじり解析ねじりを受けるRC部材の解析において立体トラスモデルを適用した場合、コンクリートの引張応力を考慮しないためねじり剛性が小さく算定され、変形を過大に評価する。これに対し、コンクリートの引張応力を考慮したRC平板理論を適用することにより初期剛性の評価が可能となるが、ねじりひびわれ発生後の剛性低下が表現されず、過大な耐力を算定する。そこでせん断ひずみを指標とした有効かぶり厚を導入することによりねじり剛性の低下を表現することができ、任意の荷重段階における変形挙動の評価が可能となった。(3)今後の研究の展開(2)におけるRC平板理論に基くねじり解析の手法をを曲げーせん断を受ける部材に拡張し、任意の組合わせ応力下の部材の変形挙動を精度良く把握する事を試みる。前年度までの研究で組合わせ荷重下のRC部材の耐力および破壊パターンを立体トラスモデルを基に検討した。立体トラスモデルは力の釣合いが理解しやすく、耐力の算定には適していると考えられるが、コンクリートの引張応力を考慮しないためねじり剛性が小さくなり、変形を過大に評価する。そこで、部材の断面を中空断面に置換え、構成する壁をRC平版とした純ねじり解析を行った。このRC平版モデルではコンクリートの引張応力を考慮することができ、力の釣合いと変形の適合条件から基本式を誘導した後は、立体トラスモデルと同様の解析手法を用いることができる。矩形断面部材の実験値との比較から、全断面を有効とした場合、ねじりひびわれ発生前は、精度良く剛性を評価するがその後の剛性の低下が現われず過大な耐力を与えることが示された。

そこで、ひびわれ発生付近までは全断面を有効とし、それ以降はせん断ひずみを指標としてかぶりを減少させていく方法を用いたところ、剛性の減少を表現することができ、部材の変形性状を載荷の初期から終局時まで評価できることが明らかとなった。また、T形断面部材について同様の解析手法で実験値との比較を行った結果、幾分耐力を小さく評価する傾向にあるものの、変形性状を評価できることが示された。
食品安全確保システムと関連学際研究領域の組織化に関する企画調査

2001年秋に国内でBSE発生が確認されて以来、食品安全確保対策の抜本的な転換がはかられつつあるが、まだ多くは手法が模索中であり、学術研究を通してのバックアップが必要である。また、そのためには食品科学、微生物学、化学、生命科学、獣医学、食品衛生学、公衆衛生学、認知心理学、法学、(農業)経済学・フードシステム論など広い関連領域の研究者の連携を必要とする。本企画調査は、これら関連領域の研究者が一堂に会し、主要な食品安全確保システムについて、国内外の現場の動向と課題をふまえつつ、国内外の関連分野の研究動向を調査し、研究上の課題、研究者の学際的な組織方法、教育上のあり方について検討し、方向性を提示することを目的とした。主な調査内容は以下の通りである。I.リスクアナリシスについて;(1)微生物学的リスクに関する国際的モデルアセスメントの実施状況と課題、関連分野の研究組織のあり方、(2)動物衛生分野のリスクアナリシスの動向と獣医疫学の課題、専門研究者の学際的組織方法、(3)遺伝子組み換え作物における安全性評価の課題、(4)獣医経済疫学研究の現状と課題、(5)ドイツおよびオランダにおけるリスクアナリシスおよび消費者の政策決定への参加手法の開発。II.HACCP等の企業における食品安全システム導入に関する経済研究の動向と分析上の課題。III.食品安全教育の現状と課題;獣医系大学における教育の実情と課題、獣医師の役割。IV.クライシスマネジメントのあり方に関する研究動向と課題;(1)リスクマネジメントとクライシスマネジメントの研究動向と課題、(2)複雑系から見たハインリッヒの法則に関する調査研究-セルラーオートマトン法を用いた時間発展挙動解析。