hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラミニン・ガンマ 2 鎖短腕のがんの悪性増殖における役割

間質に浸潤した上皮性のがん細胞はすでにラミニン5を発現していないが、その構成鎖の一つであるgamma2鎖のみを単独で強く発現している。しかし、このgamma2鎖の発現とがんの浸潤性の直接的な関係は明らかではなかった。そこで私は、ヒト膀胱がん細胞EJ-1及びヒト胎児腎由来細胞HEK293にgamma2鎖を単独で強制発現させ、ヌードマウスに移植することによって、gamma2鎖が生体内での浸潤性増殖を促進することを明らかにした。そこで、gamma2鎖単量体の活性部位の探索を行い、主にドメインVに活性部位が存在することを明らかにした。そこで、gamma2鎖ドメインVを認識する抗体の作製を試みた。この作製した抗体がgamma2鎖の活性部位の機能を阻害し、がんの浸潤・転移を抑制できるかどうかを検討中である。がんの浸潤・転移におけるラミニンgamma2鎖の重要性をさらに明確にする結果が得られた。そこで私は、ヒト膀胱がん細胞EJ-1及びヒト胎児腎由来細胞HEK293にgamma2鎖全長及びgamma2鎖短腕を単独で強制発現させ、ヌードマウスに移植することによって、gamma2鎖短腕が生体内での浸潤性増殖を促進することを明らかにした。また、そのメカニズムとして、gamma2鎖短腕のドメインVが間質系の細胞外マトリックスであるFibronectinやCollagen Iによる細胞の接着や運動を促進することが明らかにした。そこで、ドメインV抗原として、gamma2鎖ドメインVを認識する抗体の作製を試みた。また、betaガラクトシド構造を持った糖鎖に特異的に結合するガレクチンがラミニンやインテグリンの糖鎖に結合し機能を修飾するという報告がなされている。実際、ガレクチン-8とインテグリalpha Mの結合が好中球の接着を誘導することを当研究室が明らかにしている。ラミニンやその構成鎖である、gamma2鎖にも糖鎖結合部位が存在する事から、それらの発現分布を網羅的に調べた。その結果、現在までに数種のガレクチンとラミニン構成鎖ががん細胞で共発現することを明らかにした。そこで現在、糖鎖やガレクチンがgamma2鎖の浸潤促進機構や生理活性に与える影響を調べている。間質に浸潤した上皮性のがん細胞はすでにラミニン5を発現していないが、その構成鎖の一つである&#61543;2鎖のみを単独で強く発現している。しかし、この&#61543;2鎖の発現とがんの浸潤性の直接的な関係は明らかではなかった。そこで、ドメインVを強制発現させた細胞を樹立し、精製を行い、gamma2鎖ドメインVを認識する抗体の作製を試みた。この抗体がgamma2鎖の活性部位の機能を阻害し、がんの浸潤・転移を抑制できるかどうかを検討する。また、gamma2鎖が間質系の細胞外マトリックスへの活性を調節していたことから、EMT(Epithelial Mesenchymal Transition)への関与を調べた。その結果、gamma2鎖の発現に伴って間質系マーカーであるビメンチンの発現が上昇することが明らかになった。つまり、gamma2鎖はEMTに関与し、その結果としてがん浸潤を促進していることが示唆された。現在、このメカニズムについて解析中である。抗体作製や活性部位の探索は予定通り進行しており、今後の解析を予定通り行う予定である。今回、gamma2鎖のがん浸潤促進機構にEMTが関与することが明らかになった。

そこで、今後はEMTに至るまでの細胞内シグナル等のメカニズムについて解析を進める。さらに、gamma2鎖ドメインVをN側、C側に分離しそれぞれの細胞における発現系を構築し、今後この細胞を用いて、gamma2鎖ドメインV内の活性部位をより細かく解析していく。さらに、gamma2鎖ドメインVを認識する抗体を作製したので、この中からgamma2鎖ドメインVによって引き起こされるがんの悪性増殖促進機構を阻害する阻害抗体をスクリーニングする。これらを並行して行うことで、がんの転移抑制剤の開発等の臨床応用を視野に入れた研究を計画している。また、betaガラクトシドを持った糖鎖に特異的に結合するガレクチンがLmやインテグリンの糖鎖に結合し機能を修飾するという報告がなされている。実際、ガレクチン-8とインテグリalphaMの結合が好中球の接着を誘導することを当研究室が明らかにしている。しかしながら、そのメカニズムはほとんど明らかになっていない。Lamininやその構成鎖である、gamma2鎖にも糖鎖結合部位が存在する事から、Laminin 5やgamma2鎖の浸潤促進機構や生理活性に糖鎖やガレクチンの与える影響を調べる。当初の計画通り、主には造腫瘍実験のための動物購入代や様々な組織(がん組織も含む)におけるgamma2鎖の切断状況を免疫染色により明らかにするための、組織購入代に用いる。
日本列島の歴史地震の地体構造区分と活動の相互連関の研究

本研究の目的は、日本列島とその周辺で発生した歴史地震(1872年まで)のうち、マグニチュード6.5程度以上の主要な被害地震について、既存の歴史地震カタログを再検討し、それぞれの地震が主要なテクトニック要素のうちのどれで発生したかを推定し直して、歴史地震活動を主要な地体構造別に分類するとともに、列島全域において、各地体構造間に地震活動の相互連関があるかどうかの検討を試みることであった。まず、歴史地震を分類するためのテクトニック要素(地体構造区分)の検討をおこない、次のような16の区分を設定した:(1)琉球弧、(2)日向灘、(3)フィリピン海スラブ、(4)南海トラフ、(5)西南日本外帯、(6)中央構造線、(7)西南日本内帯、(8)中部日本衝突帯、(9)伊豆弧北部、(10)相模トラフ、(11)南関東、(12)日本海東縁東北日本内帯、(13)東北日本外帯、(14)太平洋スラブ、(15)千島日本海溝、(16)太平洋プレート。次に、既存の歴史地震カタログをベースにして、さらに異説とその根拠などを重視して、作業用のデータベースを作った。それにもとづき、必要な場合はもとの地震史料を再吟味し、また震源が正確に求まっている最近の地震の震度や津波の分布とも比較して、とくに深さに注意して一つひとつの歴史地震の震源位置を見直し、地体構造区分のどれに属するかを推定した。その結果、従来内陸活断層に直接関係すると考えられていたいくつかの大地震が、フィリピン海スラブに分類されるというような新しい知見を得た。すべての結果を地体構造区分と発生年代の時空間分布として見ることにより、南海トラフの巨大地震の発生が西南日本内帯日本海東縁東北日本内帯の地震発生と関連しているという特徴が指摘された。本研究の目的は、日本列島とその周辺で発生した歴史地震のうち、マグネチュード6.5程度以上の主要な被害地震について、既存の歴史地震カタログを再検討し、それぞれの地震が主要なテクトニック要素のうちのどれで発生したかを推定し直して、歴史地震活動を主要な地体構造別に分類するとともに、日本列島全域において、各地体構造間に地震活動の相互連関(続発生や相補性など)があるかどうかを検討するものである。まず、歴史地震を分類するためのテクトニック要素(地体構造区分)の検討をおこなった。その結果、まだ暫定的で今後変わりうるが、次のような13の区分を設定した:(1)琉球弧、(2)日向灘、(3)フィリピン海スラブ、(4)南海トラフ、(5)西南日本外帯、(6)西南日本内帯、(7)伊豆弧北部、(8)相模トラフ、(9)南関東、(10)日本海東縁東北日本内帯、(11)東北日本外帯、(12)太平洋スラブ、(13)千島日本海溝沿い。また、既存の歴史地震カタログにもとづいて作業用のデータベースを構築するための基礎作業をおこなった。『理科年表』の「日本付近のおもな被害地震年代表」や『新編日本被害地震総覧』などの記載をインデックス代わりにするが、それらの「定説」を再検討することが課題の一つであるから、異説とその根拠、とくに根拠たなる地震史料を重視する。そのために、地震史料についても主要なもののデータベース化に着手した。具体的な調査・検討は来年度であるが、一例として、1819(文政2)年の近江を中心とした地震が「(3)フィリピン海スラブ」に分類されるのではないかというような結果を得ている。

本研究の目的は、日本列島とその周辺で発生した歴史地震(1872年まで)のうち、マグニチュード6.5程度以上の主要な被害地震について、既存の歴史地震カタログを再検討し、それぞれの地震が主要なテクトニック要素のうちのどれで発生したかを推定し直して、歴史地震活動を主要な地体構造別に分類するとともに、日本列島全域において、各地体構造間に地震活動の相互連関があるかどうかの検討を試みることであった。まず、歴史地震を分類するためのテクトニック要素(地体構造区分)の検討をおこない、次のような16の区分を設定した:(1)琉球弧、(2)日向灘、(3)フィリピン海スラブ、(4)南海トラフ、(5)西南日本外帯、(6)中央構造線、(7)西南日本内帯、(8)中部日本衝突帯、(9)伊豆弧北部、(10)相模トラフ、(11)南関東、(12)日本海東縁東北日本内帯、(13)東北日本外帯、(14)太平洋スラブ、(15)千島日本海溝、(16)太平洋プレート。次に、既存の歴史地震カタログをベースにして、さらに異説とその根拠などを重視して、作業用のデータベースを作った。それにもとづき、必要な場合はもとの地震史料を再吟味し、また震源が正確に求まっている最近の地震の震度や津波の分布とも比較して、とくに深さに注意して一つひとつの歴史地震の震源位置を見直し、地体構造区分のどれに属するかを推定した。その結果、従来内陸活断層に直接関係すると考えられていたいくつかの大地震が、フィリピン海スラブに分類されるというような新しい知見を得た。すべての結果を地体構造区分と発生年代の時空間分布として見ることにより、南海トラフの巨大地震の発生が西南日本内帯日本海東縁東北日本内帯の地震発生と関連しているという特徴が指摘された。
2焦点フラッシュ蛍光X線源の開発と単色X線立体撮影

本研究では、放射光を用いた2焦点蛍光X線源を開発し、被写体の3次元構造をリアルタイムで立体的にとらえる技術開発を行った。また、高速回転ターゲットを用いて、ミリ秒領域のフラッシュ単色X線の発生とエネルギーの高速スイッチングの技術開発を行い、ステレオ撮影との同時実現をめざすことを目的とした。(1)2焦点フラッシュ蛍光X線源の改良(豊福、徳森)平成14年度に開発した2焦点フラッシュ蛍光X線源に改良を加え、パルス幅1msec,パルス間隔1msecのデュアルエネルギーフラッシュ蛍光X線源を製作した。K吸収端差分の場合には、造影剤に対応した金属フォイル対(例えばヨードの場合、K吸収端33.2keVをはさむバリウム(32.2keV)とセリウム(34.7keV))を固定した。(2)放射光における基礎実験(豊福、徳森、東田、大喜、熊澤)高エネルギー加速器研究機構(KEK)の6.5GeV放射光ARを用いて、改良した2焦点フラッシュ蛍光X線源による実験をおこなう。検出器として、高分解能の2台のイメージインテンシファイア検出系(既設)を用いて、ファントムのステレオ撮影を行った。(3)ステレオ画像の処理と評価(大喜、熊澤、東田)得られたステレオ動画像に、各種の補正を加え、立体観察できる画質にした。また、視覚による画質評価を行った。(4)成果発表(豊福、徳森、東田、大喜、熊澤)15年度に行われた日本医学物理学会および関連学会で成果発表を行うとともに情報交換を行った。本研究では、放射光を用いた2焦点蛍光X線源を開発し、被写体の3次元構造をリアルタイムで立体的にとらえる技術開発を行う。また、高速回転ターゲットを用いて、ミリ秒領域のフラッシュ単色X線の発生とエネルギーの高速スイッチングの技術開発を行い、ステレオ撮影との同時実現をめざすことを目的とする。(1)高速回転ターゲットによる2焦点フラッシュ蛍光X線源の設計・製作(豊福、徳森)パルス幅1msec,パルス間隔1msecのフラッシュ蛍光X線源を製作する為に、固定焦点の蛍光X線源(既設)を改造した。(2)デュアルエネルギー2焦点フラッシュ蛍光X線源の設計・製作(豊福、徳森)パルス幅1msec,パルス間隔1msecのデュアルエネルギーフラッシュ蛍光X線源を製作した。(3)放射光における基礎実験(豊福、徳森、東田、大喜)高エネルギー加速器研究機構(KEK)の6.5GeV放射光ARを用いて、2焦点フラッシュ蛍光X線源の基礎実験をおこなった。検出器として、高分解能の2台のイメージインテンシファイア検出系(既設)を用いて、強度、エネルギー切替え時間等の特性を調べた。(4)成果発表(豊福、徳森、東田、大喜)平成14年度に開催された日韓ジョイント医学物理学会(ソウル)、ならびに国内学会で関連する研究成果発表を行うとともに情報交換を行った。
効率的かつ安全な多変数多項式暗号方式の構築

ポスト量子暗号は、量子計算機の超並列計算モデルにおいても解読が困難となる数学問題を基にして構成される暗号方式である。本研究課題では、多変数多項式の求解問題の困難性を基にした公開鍵暗号を考察している。特に、既に実用化されているRSA暗号や楕円曲線暗号と同様の効率性を有する多変数多項式暗号の構成を目指す。多変数多項式暗号では公開鍵サイズが比較的大きくなる問題点があるが、暗号化方式SRPの公開鍵に巡回構造を導入することによりサイズを55%縮小する方法を構成し、国際会議ACIS2016で発表した。また、多変数多項式を用いた任意のディジタル署名の署名サイズを1015%縮小する方式を考察し、公開鍵暗号系の中で署名サイズが最も短くなるディジタル署名の構成を与えた。この論文は国際会議Indocrypt 2016において発表した。最後に、多変数多項式を用いたアグリゲイト署名を構成し、国際会議ISC2016で発表した。他の耐量子性を有するアグリゲイト署名と比較して、提案方式の署名サイズは最も短いものとなる。28年度が最終年度であるため、記入しない。特に、既に実用化されいるRSA暗号や楕円曲線暗号と同様の効率性を有する多変数多項式暗号の構成を目指す。本年度は、多変数多項式暗号を構成する数学問題の中で、Hidden Field Equation vinegar minus (HFEv-)と言われるクラスを用いたディジタル署名の高速を考察した。特に、グレブナ基底を用いた代数的攻撃に対して安全となるパラメターを考察し、安全性を低下させることなく署名生成プロセスが約2桁の高速化を達成する方式を提案した。更に、提案方式は署名サイズが120ビットとなり、他の署名方式と比較して非常に短い署名長を実現している。本成果は、オークランド大学で開催された国際会議Asiacrypt 2015において発表した。今後は、多変数多項式暗号の中で標準的なディジタル署名や暗号化に機能を追加した暗号方式の構成を検討する。特に、グループ署名やブラインド署名などの多変数多項式暗号の高機能化を考察する。他には、群上のDiffie-Hellman鍵交換方式や格子ベースのLWE鍵交換方式の類似として、多変数多項式の構造を利用した鍵交換方式の構成を考察する。
チタンは本当にアレルギー反応を起こさない材料か?

チタン,ニッケル,金属以外のコントロールとしてDNCB,OVAを正常C57BL6/Jマウス腹腔に投与し,感作した.2週間後,同一試薬を耳介皮下に投与し,48時間後に耳介腫脹反応を測定してアレルギー発症の有無を確認した.ニッケル,OVA投与群では耳介に著明な発赤・腫脹反応がみられ,アレルギーの発症が確認できたが,チタン投与群では耳介に著変を認めなかった.今回用いたような通法でアレルギーを誘導した場合,チタンの高い生体親和性からニッケルのようなアレルギー反応を惹起させるのは困難であると考えた.2)アレルギー発症マウス全身検索チタン以外の金属に対するアレルギーを発症したマウスの病態を検討した.所属リンパ節や脾臓を中心とした全身組織におけるサイトカイン,および炎症誘導物質の発現様式をRT-PCR法,ウエスタンブロット法,免疫組織学を用いて比較検討したところ,ニッケルアレルギー発症群マウスではリン酸化(活性化)MKK6遺伝子およびタンパクの発現の有意な上昇が認められた.また,同遺伝子の上昇は,マウス骨髄細胞から誘導・培養した樹上細胞に同刺激を加えて行ったウエスタンブロット,ELISA等でも確認された.しかしDNCB群では遺伝子・タンパクの発現増加がみられなかったことから,この現象が金属(現時点ではニッケル)に特異的である可能性が考えられた.チタン,ニッケル,金属以外のコントロールとしてDNCB,OVAを正常C57BL6/Jマウス腹腔に投与し,感作した.2週間後,同一試薬を耳介皮下に投与し,48時間後に耳介腫脹反応を測定してアレルギー発症の有無を確認した.ニッケル,OVA投与群では耳介に著明な発赤・腫脹反応がみられ,アレルギーの発症が確認できたが,チタン投与群では耳介に著変を認めなかった.今回用いたような通法でアレルギーを誘導した場合,チタンの高い生体親和性からニッケルのようなアレルギー反応を惹起させるのは困難であると考えた.2)アレルギー発症マウス全身検索チタン以外の金属に対するアレルギーを発症したマウスの病態を検討した.所属リンパ節や脾臓を中心とした全身組織におけるサイトカイン,および炎症誘導物質の発現様式をRT-PCR法,ウエスタンブロット法,免疫組織学を用いて比較検討したところ,ニッケルアレルギー発症群マウスではリン酸化(活性化)MKK6遺伝子およびタンパクの発現の有意な上昇が認められた.また,同遺伝子の上昇は,マウス骨髄細胞から誘導・培養した樹上細胞に同刺激を加えて行ったウエスタンブロット,ELISA等でも確認された.しかしDNCB群では遺伝子・タンパクの発現増加がみられなかったことから,この現象が金属(現時点ではニッケル)に特異的である可能性が考えられた.
医療事故体験看護者のリスク感性を高めるメタ認知支援とリスク管理システムの構築

4年間の研究活動では、A医療施設の看護部門と共同したリスクマネジャーによる安全管理システム構築の研究と、医療事故の体験を持つ看護者への面接の語り(メタ認知支援)を分析した結果から、以下の成果が得られた。前者はリスクマネジャーによる事故報告書に基づく活動を事例毎に分析して安全システムの構築に果たす機能を明らかにした。その機能は"事故防止対策"、"倫理追求"、"組織活性"の3カテゴリーに類型化された21要素が抽出された。後者は、B県内の医療施設で事故の体験を持つ看護師22名(事故時の看護歴1年から40年目)の面接データからグラウンデット・セオリー法による継続比較分析によって事故の予見が攪乱を受ける臨床体験の構造を明らかにした。倫理的配慮のもとで収集した23例の事故は患者影響レベル0(なし)V(死亡)で、事故の予見を持つ9例と与薬ミスなど予見のなかった例を比較した。結果は、看護師が予見した患者のリスクは「リアリティーの攪乱」を受ける構造を持ち、「予見の生成(リスクの教示・異変の察知・介入に伴うリスク・対処力の評価《自己・物理的条件・組織》)」、「予見のリアリティー(事態の切迫・予見の確信・回避の見積もり・回避の遂行)」が「予見の乱れ(情報密度の乱れ・回避不全・責任意識の歪み・予見の変更)」によって発生する14サブカテゴリー(括弧内)で構成された。これらの調査によって(1)事故の体験を(面接で)語ることはリスク感性を覚醒させることとなり、その体験と向き合うことが学習となること。(2)臨床には、看護師が予見した患者のリスクがその(予見)リアリティーに攪乱を受ける構造があることを明らかにした。看護者の臨床におけるヒューマンエラーとしてリスク予防のより有効な概念と示唆された。14年度は病床数162床の脳神経系外科・リハビリテーションを中心診療とする財団法人操風会岡山旭東病院看護部をフィールドに、3名の看護リスクマネジャーと看護部長との共同の元で、コンピュータに入力された看護師による事故・ヒヤリハット報告書を分析した。6月12月(7ヶ月間)の102件の内、ヒヤリハットを除く4病棟の3大事故項目(投薬・処方関係、ドレーン等チューブ管理、療養上の世話)に限定した89件を分析した。多発時期は休暇で人員構成が減少する9月であり、疾病特性を反映したと考えられる療養上の世話が3割と多くを占めた。発生時間は事故項目の性質、看護管理上の特徴が反映した集中、煩雑化する時間にみられた。今年度から入力されたデータ項目では事故防止の根本原因を分析できないことが明らかとなり、危険度の高いケースを軸に濃密な事例分析が必要であることを確認した。特に転倒転落についてはすでに当病院で取り組んできた専門委員が14年度1年間の発生件数162件について検討して、患者側要因に対して環境要因30%を抽出し、「環境チェックリスト」を作成して取り組むこととなり、事故発生率30%削減を目標とする方向が定まった。後半にはメタ認知支援の面接をスタートさせたが、積極的な参加者が少ないことから、今年度はスタッフ研修に「リスク感性を高め、事故の予測と予防対策を計画実践できる」を目標に、23名の研修者に、3名の研修担当者と企画して、看護の質向上にリスクマネジメントの観点からリスク感性を持つスタッフ指導者層を育てることとした。一方、岡山リスクマネジメント研究会を持ち、市内のリスクマネジャー、看護教員らと継続的に取り組んできている事故体験看護者の面接調査について、14年度はさらに14名の調査データと前回の7事例を加えて比較分析して、「看護者の医療事故からの学習構造」を明らかにした。

事故との直面から、本研究の面接による回想までの「事故との対峙」は「事故に伴う感情体験」「事故責任の自覚と行動」「事故の事実を再編する」の3カテゴリーと19サブカテゴリーで構成されており、この結果を日本看護研究学会近畿・北陸/中国・四国地方会(3月16日)で発表した。今後はさらに理論的発展に向けて研究する予定である。15年度は研究フィールドである脳神経専門病院看護部門のリスクマネジャー2名(前年度3名)と看護部長の3名で定期的な検討会を持った。リスクマネジャーナースによる「転倒転落防止対策」の環境チェック効果についてヒヤリハット報告及び集計データを元に分析し方向性を検討。委員会による49月のデータによると、患者による「ベットからの移動」「排泄行動」による発生が多く、病室内・ベットサイドが58%で、トイレは12%であり、その事故の性質は転落(滑り落ち)が49%であった。看護者側の体制は、観察不足・環境不備・説明不足が主で、発生時刻は8時・12時・17時と、看護者の勤務交代時で患者の食後の排泄行動が生じる業務の煩雑化する時間帯であることから、組織的な工夫が必要と考えられた。7月の2回に亘る院内研修会では、28名の参加者により、合計12事例の事故体験をグループサポートによる回想を通した事故状況のメタ認知覚醒を試み、その効果についての追跡方法を検討している。尚、当病院では12月、病棟増築に伴う移動により、新たな体制の中でのリスクマネジメントが課題となり、継続的に検討を進めている。一方、岡山リスクマネジメント研究会では、事故発生の予見について分析を重ねてきた。予見は看護者の労働環境のなかで多様に攪乱されていることが明らかであった。1月20日、Dr.JanetM.Corriganの広島での講演で、米国事故予防に看護職者の教育の課題が報告され、当研究会のこれまでの成果からも、事故事例の体験から学習し直すことが予防になると示唆された。そこで、次年度は研究会を一部公開にし、「事故を語る場」づくりと「リスクマネジャーの当事者サポート技術開発」のための研究会を立ち上げることとした。研究協力施設のリスクマネジャーと看護部長とで発生事故事例の丹念な分析をすすめた。その成果は第9回日本看護管理学会(平成17年8月神戸)でテーマ「事故報告書にもとづくリスクマネジャーの組織活動に関する事例分析」として発表予定。8件の事故について、リスクマネジャーの実践を時系列構造的に分析し、リスクマネジャーの機能が「事故対策」、「倫理追求」、「組織活性」の3要素によって遂行される安全構築の組織活動としてまとめた。一方、16年度から研究会を一部公開して、参加者による意見交換をもとに事故(すでに公開された事故事例を素材として)の多様な側面を検討。特に、患者側訴訟の経験を持つ弁護士による公開講座では法制度上の課題と動向を確認した。そこで、事故の法的責任が求められるのは結果予見義務と結果回避義務を怠った場合であることをふまえて、「医療事故当事者の事故<予見>と<攪乱>の構造」をまとめ、第29回日本看護研究学会(平成17年7月札幌)で発表予定。事故体験者22名の面接データ(許可を得たテープ記録を逐語録化)を分析した結果は、看護師の予見が臨床状況や患者の状態について事前情報に規定されて予測しているのであるが、それは看護師の知識と経験に裏付けられた判断とその回避技術、事態に対処する責任意識をもとに構成されていた。
次世代M2M網における構造化P2Pを用いた分散エネルギーマッチング技術の研究

本研究は、サイバーフィジカルシステムの根幹をなす、分散M2Mネットワーク制御技術に関するものである。スケーラビリティを持った、電力網のマッチングは、ある需要に関して最適な発電リソースを見つけるものである。今期は、その技術を発展させ、自動運転車(M)のピアを自動生成する技術へと発展させた。ピアは、例えば信号機(M)や他の自動車(M)のみではなく、街頭カメラが観測した危険の可能性がある方向に移動する自転車(コンテンツもしくは仮想的なMと定義)である。自動車の場合は、高速で移動し、またそれぞれのMが複数とピアを瞬時に作り、相互に通信を行い最適制御することが困難な点である。このアプリケーションで、最適なマッチングとアルゴリズムを作るためのプラットフォームを作成した。また、実際に4つの無線基地局を模したWiFiのアクセスアンテナとそのアンテナの基地局部分にエッジコンピュータを配置して、自動運転車のコントロールプロトコル(エイジェントプログラム)を配置し、実験を進めた。その結果は、ヨーロッパ、米国において招待講演(ICTON2018,ICNC2019)で発表すると同時に、米国の最大級の国際会議/エキジビション(SuperComputer2018)で、公開実験デモを行った。本デモは、ダラス大学をはじめ米国企業3社、複数の国内ベンダー、研究機関、測定器ベンダーと連携し、日米を100Gbpsのリンクでつなぎ、3つのブースを接続し米国の会場と日本の2拠点を接続して実験を行った。国際会議の招待講演等の結果、複数の米国大学等から共同研究やデータの提供等の要請を受けている。ネットワークアシストの自動運転車は、高度な最適化アルゴリズムを実装できる。その一方で、高速移動し、相互に依存する分散最適化問題を高速で解法する必要があり、今後、この点の研究を強化し、学術的完成と同時に社会実装に対するインパクトを強化したい。Machine-to-Mchien (M2M)によるマッチングのターゲットを、分散ベストミックスエネルギーマッチングから、ネットワークアシスト型自動運転にシフトした。ターゲットをシフトした結果、当初は若干の遅れが出ることが危惧されたが、結果として、M2Mを利用したネットワークアシスト型自動運転プラットフォームのプラットフォームのプロトタイプシステムを構築し、エッジコンピューティングと連携した動態デモンストレーションを実現することができた。よって、十分な研究の進展が図れたと考えられ、おおむね順調に進展していると自己評価する。ターゲットを、ネットワークアシスト型自動運転にシフトした。最終年度にあたる平成31年度においては、自動運転プラットフォームにおける機能アルゴリズムの検証、自動運転用エージェント間での連携によるM2Mアルゴリズムの検証、自動運転プラットフォームにおける、分散データベースプラットフォームの検証を進めて行く。サイバーフィジカル技術を用いた、分散制御プラットフォーム(EVNOプラットフォームの検討を行った。ホームゲートウエイに対応した、バーチャルエージェントを仮想空間に作成し、分散環境で自動的にピアを作りネゴシエーションを行う。P2PプロトコルPIAXを利用し、高速でピアを作る事に成功した。PIAXは、スキップグラフを応用して、高速でターゲットとなるエージェントを発見する(マッチングする)。このスキップグラフをN次元に拡張して、さらに、あいまい(範囲)検索ができる様に実装を進めている。PIAXは1次元のデータ列からマッチングさせるが、それをたとえば2次元に拡張し(電力価格、CO2排出量)で検索できる。また、価格を30円として検索しその検索結果を25ー35円の範囲で応答するように(あいまい検索)実現した。この点に関しては、当初の計画を超えて研究している。一方、スキップグラフのダイナミック化の検討は、データベースの高速アップデート手法としてスケールラビリティが課題である。今後は、データベースの構造を検討しながら、変化毎(たとえば発電量の変化だと、きわめて多くのデータが変化する)にデータベースを変更せず、準最適であるがスケーラビリティを担保した方式を検討していく。これらの技術のプロトタイプ実装を行った。具体的には、EVNOプラットフォームのプロトタイプ(V.1)を完成させた。さらに、OSGiを使ったIoTプラットフォームの基本権等に着手した。平成29年度に着手した、課題(1)(4)に関して、一通りの検討が実現できており、Step1のマッチングアルゴリズムに関する進展があったと考える。

ネットワークアシストの自動運転車は、高度な最適化アルゴリズムを実装できる。その一方で、高速移動し、相互に依存する分散最適化問題を高速で解法する必要があり、今後、この点の研究を強化し、学術的完成と同時に社会実装に対するインパクトを強化したい。Machine-to-Mchien (M2M)によるマッチングのターゲットを、分散ベストミックスエネルギーマッチングから、ネットワークアシスト型自動運転にシフトした。ターゲットをシフトした結果、当初は若干の遅れが出ることが危惧されたが、結果として、M2Mを利用したネットワークアシスト型自動運転プラットフォームのプラットフォームのプロトタイプシステムを構築し、エッジコンピューティングと連携した動態デモンストレーションを実現することができた。よって、十分な研究の進展が図れたと考えられ、おおむね順調に進展していると自己評価する。研究手段となるMachine-to-Machine (M2M)技術の適用先として、分散ベストミックスエネルギーマッチングを対象とすることを第一と考えていたが、自動運転等他のアプリケーションへの適用も想定した検討を進める。ターゲットを、ネットワークアシスト型自動運転にシフトした。最終年度にあたる平成31年度においては、自動運転プラットフォームにおける機能アルゴリズムの検証、自動運転用エージェント間での連携によるM2Mアルゴリズムの検証、自動運転プラットフォームにおける、分散データベースプラットフォームの検証を進めて行く。
中世の紀伊半島における歴史遺跡・名所の創作および保存・活用事業データベースの作成

昨年に引き続いて、13c高野山金剛峯寺を中心とする歴史遺跡等の創作過程を集中的に分析して、その核心となる弘法大師「御手印縁起」絵図について、建武政権を射程に入れて結論を出した。根来寺による遺跡捏造については、伊太祁曽神社文書を解読して、祭神や境内・荘園史跡(覚鑁伝説の実体化)などが改竄・創作される過程を追求し、ついでに日前宮の為光伝説作りについても確認した。高野山・根来寺ともに、寺内の禅律僧勢力が遺跡作りを主導していたことが明らかになった。紀南地域については、熊野信仰圏を根城にする山伏・聖勢力(時衆や融通衆)、湯浅の華厳教団(明恵・喜海)、由良の刈萱聖教団(法灯波・虚無僧衆)などがキーパーソン集団となることを付き止めた。熊野古道については、データベースつくりのための事例ピックアップがほぼ終了し、他も概要は掌握できた。ミネルヴァで刊行した研究成果、『世界史とつながる日本史』(海津他編)をもちいた研究成果の普及活動についても、歴史系学界の最高峰である日本歴史学協会・日本学術会議のシンポジウム、和歌山の歴史教育者協議会の年次大会における報告などを積極的に行った。さらに、歴史教育の分野で、紀伊半島の発信する世界的な交流・広がりが注目されて、高校新科目の歴史総合(日本史と世界史の統合的な理解)への応用が期待されるようになった。先のミネルヴァ本が、教育現場の幅広い教員層(関西圏だけでなく全国)に方法論的に着目され受容された。この点は、こちらの研究効果(意図)とは異なる、新たな副産物といえるだろう。3年次にとりかかる予定だった諸データのとりまとめの作業が職場の設備事情で不可能になった。すなわち在勤している大学の研究棟の建て替え工事(2018・2019)により、研究室と4つの実験室(歴史史料保管室、レプリカ史料館他)が閉鎖されるという事態になり、紀伊半島にわたる時代ごとの史料分類のスペースが得られず作業中断中である。2019年度の再移転後にとりまとめが可能になる。加えて、同じく(教育専門職の養成を最優先するという)職場の事情によって、研究の成果が学校教育現場で活用することが大幅に期待されており、この面での広報・活用の負担が増大したこと研究室の10月再移転、来年度の最終移転の進行状況を踏まえると、当初予定のデータの集約、データベースの作成はきわめて困難な状況にある。すでに、複数のグルーピングによって、紀伊半島の個性的な歴史遺跡・物語創作(捏造)のあり方が明らかになっている。その各々について、可能な限り特色を明示して差別化した分類マップを作成して成果品とした。これによって、紀伊半島の紀ノ川筋、由良白崎半島、那智勝浦海域など、創作遺跡の濃淡(多寡)や推進した宗教勢力の特色が概観できるはずである。懸案の歴史教育との関係については、重源・明恵・覚心など宗教勢力が高野山や由良・加太を介して中国のニンポウに拠点を持っていたことを重点的に示したい。欧米やオランダなどに支配される以前の中世日本が、倭寇文化圏(ラドロイス)とよばれる国際秩序の中で動いていたこと、その窓口が紀伊半島だったことを、できるだけ効果的な形で教材化してみたい紀伊半島は禅律僧とよばれる旧仏教改革派(穏健派)の宗教集団が蟠踞して、過去の歴史を再現することによって支配圏の確保をめざすという中世的な手法がみられる点で全国的にも類例のない地域である。16世紀には、織豊政権に対してアジア海域連合の倭寇共和国・日本支部として独自性を主張し続けた(1585に太田城水攻めで滅亡)。したがって、県域には異常な数の歴史的遺産(史跡・天然記念物)があふれているがその多くが実は中世惣国の時代の遺産なのである。この研究では、データベース構築の前提となる事例発掘を、観光学の範疇のなかで進めることを目的とする。中世的支配の正当性は「徳政」(あるべき過去の復活再現)であり、公武の支配権力は自己に都合の良い歴史物語作りのために、歴史遺産の活用を推進した。とくに紀伊半島においては、16世紀には紀州惣国という寺社勢力の連合国家が成立しており、この傾向が顕著だった。筆者は、中世の寺社勢力による神領興行運動を取り上げた単著『中世の変革と徳政』以後、赴任地の紀伊半島(中世紀州惣国)をフィールドとして、高野山領・日前宮領・神護寺領・根来寺領の具体例にもとづいて、禅律僧(顕密仏教改革派)たちの地域活動を考察してきた(単編著『中世終焉』『かせ田荘の研究』『中世都市根来寺と紀州惣国』など。神領興行運動とは古代神話時代を復活・再現するという宗教運動で、具体的には異国降伏神戦、造寺造仏の修造事業、荒野開発・港湾整備、蒙古・悪党ら敵対者への神戦(調伏祈祷)等が行われた)。このような事例研究の積み重ねのなかで、神領興行に共通する前提として、史跡・建造物などの歴史遺産(モニュメント)を再現(顕彰)して、地域の歴史的由緒をアピールするという宗教活動が認められることに気付いた。第一年次はもっともオーソドックスな史跡として、熊野参詣にまつわる諸遺跡(小栗説話や道成寺物語の関係史跡・伝承)について捏造した主体をしらべた。さらに、こうした歴史捏造による観光資源の創出という手法の意義を考えるため、和歌山市の現在進める沙也可=紀州人説について、広やかな視座から史料を集めた。

歴史学と観光学のはざまにある問題群であり、地域活性化の実践として独自集会・研究会を行った。つぎに、紀伊半島の研究状況をおさえるために2つの研究会を立ち上げた。1現実の中で歴史学を活用していく方途について観光の視点から問い直す「観光マインド学芸員の会」(全国組織)、2紀伊半島の史跡や説話が世界史的なひろがりをもっていることを地域・時代ごとに追究する「紀伊半島世界史研究会」である。前者は専門職である学芸員や発掘技師、後者は学校教員を主要なメンバーとして、それぞれ企画出版をめざすことで紀伊半島遺跡の重要性を明らかにしようとする研究組織である。最後に、紀伊半島と他の海浜地域を比較するため、改革派仏教勢力の各地をフィールドワークして史料を集めた。兵庫加古川市、奈良市、大阪泉南地区などである。また沙也可の歴史普及のため韓国大邱の韓日友好館と連携して韓国作成ビデオを得た。1中間報告書の刊行紀伊半島から考える世界史研究会を組織して2年間におよぶ共同研究成果を『世界史とつながる日本史ー紀伊半島からの視座』として刊行した。なるべく全国的な影響力・広報力を高めるために、学術出版のミネルヴァ書房を版元とした(2018年4月30日刊行ISBNー9784623082407)。この書籍は、紀伊半島が世界と日本をつなぐ窓口として存在していることを、主に実体の側面から解明している。本科研費の研究は、遺跡や史実を活用・捏造した情報戦略の側面を考えるものであり、紀伊半島だけが世界の窓口として注目される仕掛けを解明するものである。遺跡の捏造に関する前近代の部分(1・2・3部)が私の責任編集部である。研究書の早期刊行によって、世界につながる史実が確定、それをめぐる捏造粉飾の在り方をさぐる必要、ということで研究の主眼が大きく絞られてきた。2中国調査関係遺跡の調査と、上記研究成果の広報のために各地の歴史教育関係学会に出席して意見交換してきたが、中国寧波の調査は前近代の紀州の位置付けを明らかにするものであった。紀伊半島には倭寇勢力と連携した宗教共和国「惣国」が16世紀まで存続するが、寧波の双嶼半島がその本拠地であり、重源・覚心・徐福らの紀州関係者の足跡を追うことができた(調査団の山川均会長に多くの指南を得た)。中国杭州沿海との文物の交流に加えて、様々な宗教的伝承を担った紀伊半島の寺社勢力の役割がクローズアップされてきた。四国の瀬戸内地区などの対外交流関係史跡についても追加調査をおこなって、紀州との比較を行なった。3捏造遺物の事例として空海の御手印縁起について個別調査を実施して原物の確認に成功した。研究公開の面では一般研究書が刊行できて進捗した分、注目される事例への注意が集中したので、全県的なデータ蒐集の作業に遅れがでてしまった。研究公開を急いだ理由は、高校「歴史総合」等の学習指導要領が公表されて、本研究の成果との接点が予想以上に大きいことによる社会的な責任の優先のためである。昨年に引き続いて、13c高野山金剛峯寺を中心とする歴史遺跡等の創作過程を集中的に分析して、その核心となる弘法大師「御手印縁起」絵図について、建武政権を射程に入れて結論を出した。根来寺による遺跡捏造については、伊太祁曽神社文書を解読して、祭神や境内・荘園史跡(覚鑁伝説の実体化)などが改竄・創作される過程を追求し、ついでに日前宮の為光伝説作りについても確認した。高野山・根来寺ともに、寺内の禅律僧勢力が遺跡作りを主導していたことが明らかになった。
非線形ロバスト制御システムの開発-触媒充填層反応器の温度分布制御への適用-

エチレンオキサイドを生産する現有の触媒充填反応器(長さ90cm、直径2.5cm)において、現有のプロセスガスクロマトグラフを用いて生成物濃度が測定することにより、本プロセスの反応速度を同定した。本反応系はエチレンオキサイドが生成する反応と、二酸化炭素が生成する副反応が併発して起きる。反応器出口で、エチレンオキサイドと二酸化炭素の濃度を測定することでこれらの反応速度を同定した。次に反応器の動的挙動を表す物理モデルを、反応器の物質収支とエネルギー収支をもとに構築した。このモデルには上記の反応速度を取り入れた。構築したモデルを用いてシミュレーションを行った結果、反応器入り口付近でHot spotが生じる事が確認された。実際の実験装置で反応を行った場合においても、反応器入り口付近でHot spotが生じ、シミュレーション結果は実プロセスの挙動をある程度予測できることがわかった。そこで、反応器から測定される温度の構報のみから反応器内部の温度分布や濃度分布が推定可能であるかを確認するため、構築した物理モデルを基にオブザーバを構成して状態推定を試みた。オブザーバには、非線形モデルにも適用可能な拡張カルマンフィルタを用いた。シミュレーションの挙動とオブサーバーによる推定結果を比較したところ、6から8点の測定から反応器内部の温度分布や濃度分布を比較的正確に推定可能であることが確認できた。特に反応速度に若干の違いがあるようなモデル誤差がある場合にも、濃度分布の推定誤差が少ないことから、本推定法は実プロセスにも適用可能であるものと考えられる。エチレンオキサイドを生産する現有の触媒充填層反応器(長さ90cm、直径2.5cm)に新しく購入したマスフローコントローラを設置して原料濃度の制御ができるように改良した。また、現有のプロセスガスクロマトグラフにてオンラインで生成物濃度が測定できるようにした。そして、触媒を調整して反応器に仕込み、本プロセスの反応速度を同定した。実際の実験装置で反応を行った場合においても、反応器入り日付近でHot spotが生じ、シミュレーション結果は実プロセスの挙動をある程度予測できることがわかった。さらに、シミュレーションによりエチレン、酸素、エチレンオキサイド、二酸化炭素の4成分の濃度分布を求めたところ、実験結果とは異なる結果となった。このことから、更なる精度の高い反応速度の同定が必要となることが確認された。13年度以降においては、導出した物理モデルを用いて、反応器の温度分布制御を試み、反応器内部のHot spotを抑制し、触媒の劣化を防ぐ制御の実現をめざす。さらに、物理モデルを基に、反応プロセス内部の温度分布や濃度分布をオンラインで推定できるシステムの開発を行う。エチレンオキサイドを生産する現有の触媒充填層反応器(長さ90cm、直径2.5cm)において、現有のプロセスガスクロマトグラフを用いて生成物濃度が測定することにより、本プロセスの反応速度を同定した。構築築したモデルを用いてシミュレーションを行った結果、反応器入り口付近でHot spotが生じる事が確認された.実際の実験装置で反応を行った場合においても、反応器入り口付近でHot spotが生じ、シミュレーション結果は実プロセスの挙動をある程度予測できることがわかった。そこで、反応器から測定される温度の情報のみから反応器内部の温度分布や濃度分布が推定可能であるかを確認するため、構築した物理モデルを基にオブザーバを構成して状態推定を試みた。

オブザーバには、非線形モデルにも適用可能な拡張カルマンフィルタを用いた。シミュレーションの挙動とオプザーバによる推定結果を比較したところ、6から8点の測定温度から反応器内部の温度分布や濃度分布を比較的正確に推定可能であることが確認できた。特に反応速度に若干の違いがあるようなモデル誤差がある場合にも、濃度分布の推定誤差が少ないことから、本推定法は実プロセスにも適用可能であるものと考えられる。
ハードウェアアルゴリズムを自動生成する進化的コンピューティングクラスタの開発

本研究では,演算回路の構造をアルゴリズムに関する知識を用いずに創発的に生成する設計手法の実現を目指して,進化的グラフ生成手法(EGG : Evolutionary Graph Generation)と呼ばれる進化的計算手法に基づく回路生成技術の可能性を検証した.1.単一コンピュータでの実装を前提としていたEGGを並列化して,複数のプロセッサ上で動作する並列EGG処理系を開発した.2.マスターサーバ1台とノードプロセッサ10台から構成される並列EGG用のPCクラスタを構築し,並列EGG処理系を実装した.3.EGGシステムを基本素子の端子接続制約を設定できるシステム(端子色制約つき回路グラフを合成可能なEGGシステム)に拡張し,アナログ・ディジタル混在回路などのような異種混在ネットワークを合成可能な新しいEGGシステムを実現した.4.開発したEGGおよび並列EGGシステムを並列型定係数乗算器,並列型定係数積和演算器,ビットシリアル加算器,ビットシリアル定係数乗算器,ビットシリアル定係数積和演算器,電流モード算術、演算回路などの設計に適用し,総合的な性能評価を行った.この結果,一般に,最大で約50ノード程度の回路グラフで記述できる回路合成問題にEGGが有用であることを見いだした.5.「トランスマイグレーション(Transmigration)」と呼ぶ新しい進化的操作を用いることにより,EGGの合成時間が短縮できることを実証した.今後,汎用的なEGGフレームワークを構築し,各種応用に対する設計技術を確立していくことが重要な研究課題になると考えられる.本研究では,演算回路の構造をアルゴリズムに関する知識を用いずに創発的に生成する設計手法の実現を目指して,進化的グラフ生成手法(EGG : Evolutionary Graph Generation)と呼ばれる進化的計算手法に基づく回路生成技術の可能性を検証した.1.単一コンピュータでの実装を前提としていたEGGを並列化して,複数のプロセッサ上で動作する並列EGG処理系を開発した.2.マスターサーバ1台とノードプロセッサ10台から構成される並列EGG用のPCクラスタを構築し,並列EGG処理系を実装した.3.EGGシステムを基本素子の端子接続制約を設定できるシステム(端子色制約つき回路グラフを合成可能なEGGシステム)に拡張し,アナログ・ディジタル混在回路などのような異種混在ネットワークを合成可能な新しいEGGシステムを実現した.4.開発したEGGおよび並列EGGシステムを並列型定係数乗算器,並列型定係数積和演算器,ビットシリアル加算器,ビットシリアル定係数乗算器,ビットシリアル定係数積和演算器,電流モード算術、演算回路などの設計に適用し,総合的な性能評価を行った.この結果,一般に,最大で約50ノード程度の回路グラフで記述できる回路合成問題にEGGが有用であることを見いだした.5.「トランスマイグレーション(Transmigration)」と呼ぶ新しい進化的操作を用いることにより,EGGの合成時間が短縮できることを実証した.今後,汎用的なEGGフレームワークを構築し,各種応用に対する設計技術を確立していくことが重要な研究課題になると考えられる.1.マスターサーバ1台とノードプロセッサ10台から構成されるPCクラスタを構築した.OSとしてLinuxを使用し,マスターサーバは1GHz PentiumIII CPU×2個,1024MBのメモリ,15GBのハードディスクを備え,各ノードプロセッサは1GHz PentiumIII CPU,512MBのメモリ,15GBのハードディスクを備える.これらをGigabit Etherスイッチングハブにより結合した.本クラスタの動作試験を実施し,安定な長時間運転が十分可能であることを確認した.2.従来,Sunワークステーション上で,SPARC C++コンパイラにより動作していたEGGシステムをGNU C++コンパイラで動作すべく修正を加えた.移植されたEGGシステムをPCクラスタ上に実装し,性能評価を実施した.今回試作したクラスタのノードプロセッサとSun Ultra60ワークステーション(360MHz UltraSPARC-II CPUおよび640MBメモリを使用)の性能比較を行った.性能は合成する回路の種類にも依存するが,各ノードプロセッサはUltra60のほぼ2倍以上の速度を有することが判明した.このノードプロセッサを10ノードクラスタリングすることによってUltra60と比較して,理想的には20倍以上のスループットを実現できることが明らかになり,EGG実装におけるクラスタコンピューティング技術の有効性が実証された.3.EGGの具体的な応用として,SW(Signed-Weight)数系乗算器の合成,ビットシリアルデータパスの合成,アナログ・ディジタル混在回路の合成を取り上げ,基礎的な検討を行った.1.昨年度構築した11ノードPCクラスタにおいてEGGによるさまざまな進化実験を行い、各種の進化パラメータ(ノードあたりの個体数、世代数、遺伝的操作の確率、機能評価方法、個体の選択方法など)ならびに各種のハードウェアパラメータのチューニングを行った。合成のターゲットとして、SW(Signed-Weight)数系に基づく並列定係数乗算器を考え、16ビット精度以下のさまざまな係数を持つ乗算器の自動合成に成功した。2.EGGシステムを基本素子の端子接続制約を設定できるシステム(端子色制約つき回路グラフを合成可能なEGGシステム)に拡張した。これにより、アナログ・ディジタル混在回路などのような異種混在ネットワークを合成可能な新しいEGGシステムを実現した。これを用いて、電流モードCMOS回路技術に基づく4進SD(Signed-Digit)数加算器をトランジスタレベルの素子を用いて合成することに成功した。得られた回路構造は、専門家によって設計された回路構造とほぼ同程度の性能を有することが明らかになり、EGGシステムの有効性が示された。3.上記のEGGシステムは、クラスタの各ノードで独立した進化プロセスを実行する「並行EGGシステム」である。

これを拡張し、ノード間通信を通して、PCクラスタ全体として協調的な進化を実現する「並行EGGシステム」を実現し、SW数系に基づく並列定係数乗算器の合成に成功した。並行EGGシステムの性能評価に向けた基礎実験を開始した。1.昨年度までに開発したEGGおよび並列EGGシステムを並列型定係数乗算器,並列型定係数積和演算器,ビットシリアル加算器,ビットシリアル定係数乗算器,ビットシリアル定係数積和演算器,電流モード算術演算回路などの設計に適用し,総合的な性能評価を行った.この結果,一般に,最大で約50ノード程度の回路グラフで記述できる回路合成問題にEGGが有用であることを見いだした.2.昨年の基礎実験を通して,実用的な規模の回路設計問題にEGGを適用する際に有用な「トランスマイグレーション(Transmigration)」と呼ぶ新しい進化的操作の着想が得られた.これは,EGGの1回ごとの進化試行を完全に独立したものとして取り扱うのではなく,過去に得られた良好な回路構造をデータベースに登録し,必要に応じて現在の個体集団に注入することにより,進化速度を加速させる手法である.トランスマイグレーション機能を備える新しいEGGシステムを実装し,並列型定係数乗算器の合成に応用した結果,従来のEGGと比較して合成時間が1/3程度に減少できる見通しを得た.3.これまでに提案してきたEGGシステムをさまざまな回路合成問題に適用することを目的として,オブジェクト指向フレームワークの概念に基づいて汎用EGGフレームワークの開発を行い,基本となるデータ構造を実装した.
タンパク質の超高感度定量法の開発とその定量から理解する動物行動の変容

モノアラガイでの味覚嫌悪学習のキー・ニューロン内でのCREB1タンパク質の定量を試みるのが本研究の目的である。まずはその検出方法であるが、当該のタンパク質の抗体を用いたELISA法に、チオNAD酵素サイクリング法を組み合わせたものを適用し、極微量のタンパク質でも定量できるようにその測定方法の開発に努めた。サイクリング法での脱水素酵素として3α-hydroxysteroid dehydrogenaseを用い、かつ基質としては改変したandrosteroneを用いて、300回転/分以上のサイクリングを実現した。これは、androsteroneの17位を修飾することによって成功した。また酵素反応の至適条件も見直し、バッファー組成のリン酸基濃度を増やした。さらには、標識酵素としてアルカリホスファターゼまたはβガラクシダーゼのどちらを適用し、市販のプレートリーダーを用いた測定系で、10^<-20>moles/well以上の検出限界を達成できた。さて次に、CREB1タンパク質を、上述のアルカリホスファターゼを標識酵素として用いて定量してみた。しかしながら、現時点では高感度は得られておらず、行動変容に特に関与するニューロン1個内のCREB1タンパク質を定量できるまでには至っていない。問題点は、抗体の精度にあることは明らかとなったので、現在は、その抗体の精度を上げるように努めている。本申請者はヨーロッパモノアラガイを実験動物として用い,その味覚嫌悪学習機構を研究している.その機構の鍵を握るキー・ニューロン(Cerebral Giant Cell : CGC)をすでに同定しており,本研究ではこの神経細胞に着目した.これまで本申請者らが得てきた結果から,長期記憶形成時に,このキー・ニューロン内では,cAMPの上昇→Aキナーゼの活性化→転写因子cAMP Response Element Binding Protein(CREB1とCREB2)の活性化が起こっていることが知られている.しかし,誰も単一ニューロン内でのCREB1やCREB2の量的変化を正確に示した者はいない.そこで本研究の目的は,このCREB1とCREB2のタンパク質としての個数の変化を,キー・ニューロン1個内で定量できる方法を提示することである.今年度はまずはELISA法の至適pHと酵素サイクリング法の至適pHなど,条件検討を行った.反応効率を比較しながら,反応系全体としての至適pHならびに至適反応温度を決定し,また,基質や酵素の量比も決めて行った.さらには,作成済みのCREB1とCREB2タンパク質の抗体に対して,酵素であるアルカリ・ホスファターゼ(ALP)を標識した.抗体と酵素との架橋剤や架橋方法についていくつかを試してみて,もっとも効率よく反応できる系を作り上げた.その上で,ELISA法と酵素サイクリング法とを組み合せて,互いの反応系が影響を及ぼし合う可能性を検討した.検討の結果,基質の新規合成を試みることが必要であることがわかり,現時点ではすでに最良のものを得ることができている.モノアラガイでの味覚嫌悪学習のキー・ニューロン内でのCREB1タンパク質の定量を試みるのが本研究の目的である。