hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞外マトリックスからのシグナルによる粘液ムチンの産生制御の解析

我々はヒト気道細胞株NCI-H292において、喘息の原因となる粘液ムチンMUC5ACの産生を細胞外基質4型コラーゲンが抑制し、ラミニンは逆に促進することを見出した。細胞外基質からのシグナルを伝える接着分子インテグリンをsiRNA等で阻害した結果、インテグリンβ1の阻害がMUC5ACムチンの産生を促進した。インテグリン経路のAktキナーゼの阻害でもMUC5ACムチン産生は増加した。本研究の結果、ヒト気道上皮細胞において、細胞外基質からのシグナルはインテグリンβ1/Akt経路の活性化によってMUC5AC産生を抑制することが示唆された。気道の表面では粘液ムチンが産生されて粘膜を形成し、機械的な生体防御を行う。しかし粘液ムチンの産生が多すぎる場合には気道の閉塞につながり、喘息の症状が悪化する。このことからムチン産生の機構を明らかにし、制御することが可能となれば、喘息や感染症などの症状緩和につながる。これまでにサイトカインなどがムチン産生に関与していることが報告されていた。また喘息患者の気道ではコラーゲンが減少していることも報告されていた。しかし細胞を支持しているコラーゲンなど細胞外基質からのシグナルとムチン産生の関係について我々が知る限り報告はなかった。我々は細胞外マトリックスの成分であるコラーゲンからのシグナルが、粘液の主成分であるMUC5ACムチンの産生を抑制する事実を見出し、報告した。また、同じく細胞外マトリックスの成分であるラミニンは逆にMUC5ACムチンの産生を増加させた。これらの結果は細胞外マトリックスからのシグナルにより粘液ムチンの産生が制御される機構の存在を初めて示した。本研究では細胞外マトリックスがムチン産生を制御するインテグリン経路の詳細を明らかにし、ムチンの産生を制御する可能性を探ることを目的としている。当該年度では、特に、ムチン産生を抑制すると期待されるインテグリンβ1がコラーゲン上の細胞で発現量が増加していることがわかった。逆にラミニン上では発現量が低下していた。この結果はインテグリン経路がムチン産生を抑制するという我々の結果に合致するものである。Aktの活性もインテグリンβ1同様の活性変化を示した。この結果は細胞内で、インテグリンβ1からAktを活性化させる経路がムチン産生を抑制していることを示す結果である。インテグリンβ1/Akt経路を活性化させる薬剤などでムチン産生を抑制するという、喘息症状緩和に向けた新たな治療法につながる重要な結果を得た。気道上皮細胞から産生される粘液ムチンは、気道表面に粘液層を形成し、生体防御において重要な役割を果たす。しかし喘息患者の気道では粘液の主成分であるMUC5ACムチンが過剰に産生され、呼吸を困難にする。これまでに我々は、ヒト気道上皮細胞株NCI-H292において、細胞外基質の主要成分である4型コラーゲンからのシグナルが、MUC5ACムチンの産生を抑制する現象を見出した。同じく細胞外基質の成分であるラミニンは逆に、MUC5ACムチンの産生を促進する。本研究では細胞外基質からのシグナルによるムチン産生制御機構を明らかにすることを目的とした。細胞外基質からのシグナルは接着分子インテグリンを介して、細胞内に伝わる。インテグリンはαとβの2つのサブユニットから成るヘテロダイマーであり、多数のサブタイプが存在する。各サブタイプを抗体やsiRNA等を用いて特異的に阻害した結果、インテグリンβ1の阻害がMUC5ACムチンの産生を促進した。逆にαサブユニットの阻害はMUC5ACムチンの産生を抑制した。インテグリンからの刺激はAktなどを介して細胞内に伝わる。Aktの阻害によってMUC5ACムチン産生は増加した。また細胞と細胞外基質との接着が減衰するとMUC5ACムチンの産生が著しく増加した。本研究の結果、ヒト気道上皮細胞において細胞外基質からのシグナルはインテグリンβ1/Akt経路の活性化によってMUC5ACムチン産生を抑制し、インテグリンαサブユニットはMUC5ACムチン産生を増加させる活性を持つことが示唆された。今後は細胞外基質/インテグリン/Akt経路によるMUC5ACムチン産生制御をさらに解析し、喘息症状緩和法開発への展開を図る。

粘液ムチンの産生が多すぎる場合には喘息の症状が悪化するため、ムチン産生の機構を明らかにし、制御することが可能となれば、喘息や感染症などの症状緩和につながる。我々は細胞外マトリックスの成分であるコラーゲンからのシグナルが、粘液の主成分であるMUC5ACムチンの産生を抑制する事実を見出し、報告した。また、同じく細胞外マトリックスの成分であるラミニンは逆にMUC5ACムチンの産生を増加させた。これらの結果は細胞外マトリックスからのシグナルにより粘液ムチンの産生が制御される機構の存在を初めて示した。本研究では細胞外マトリックスがムチン産生を制御するシグナル経路の詳細を明らかにし、ムチンの産生を特異的に制御する可能性を探ることを目的としている。本年度の研究実施計画に従い、細胞外マトリックスからのシグナルが粘液ムチンMUC5ACの産生を制御する機構について、インテグリンを介した経路を中心に解析を行った。まずMUC5ACムチン産生制御に関与するインテグリンサブタイプを明らかにする実験をインテグリン阻害抗体を用いて行った。その結果インテグリンのサブタイプの中でもインテグリンβ3とβ4が、ラミニンからのシグナルによってムチン産生が増加する経路に、強く関わるという結果が得られた。それに対し、β5などのサブタイプでは関与が見られなかった。また、インテグリン経路の下流に存在するAktキナーゼが、ムチンの産生を抑制するという結果も得られた。さらにAktキナーゼは転写因子NfκBを介してムチンの産生を抑制するなどの興味深い知見が得られた。24年度の当初研究計画では、ムチンの産生に関与するインテグリンのサブタイプを同定するのみの予定であった。研究の結果、24年度にはβ3などのサブタイプがムチン産生に関与することを明らかにし、研究予定は達成した。さらにインテグリン経路の下流にあるAktキナーゼが予想に反し、ムチン産生を抑制することを明らかにした。さらにコラーゲン上でインテグリンβ1の増加、Aktの活性化が観察されるなど、インテグリン/Aktについて解析が進み、論文で報告した。インテグリン経路の下流でムチン産生に関わる転写因子がNFkBであることを明らかにするなどの点でも解析が進んだ。さらにサイトカインなどによる刺激ではムチン産生の増加は2倍程度であるが、細胞と細胞外マトリックスの接着を非特異的に阻害するとMUC5ACムチンの産生が10倍以上増加するという興味深い結果を我々は見出しており、最終年度に研究する予定であったが、前倒しで解析を進め、既に査読付き研究論文に掲載された。これらの進行状況から、当初の計画以上に研究が進展している。当初の研究計画では、ムチンの産生に関与するインテグリンのサブタイプを同定するのみの予定であった。研究の結果、23年度にはβ3などのサブタイプがムチン産生に関与することを明らかにし、研究予定は達成した。インテグリン経路の下流についても解析が進んだことから、当初の計画以上に研究が進展している。さらにムチン産生に関わる経路の下流について解析を続けている。25年度には研究計画に沿ってインテグリンの活性を阻害する実験を行うのと平行して、人為的にインテグリンの活性を増加させる実験を行う予定である。pTarget vectorを用いてインテグリンタンパク質を細胞内で強制発現させる。
機能流体の開発とその流動特性に関する研究

以下の3項目について組織的な研究を行った。1.機能流体の製造と物性に関する研究磁場の作用下で高機能を発揮する磁性流体の製法の開発が進められ、従来の磁化の強さに対して34倍の高い磁化を示す窒化鉄微粒子を含む磁性流体が開発され、その磁化特性及び粘度特性が解明された。また、磁化の温度依存性の高い感温磁性流体として銅-亜鉛フェライト粒子を含む磁性流体が開発された。さらに、電場によりレオロジー特性が大幅に変化するER流体についても、そのレオロジー特性への電場依存性が詳細に検討された。2.機能流体の力学に関する研究磁場の作用下での超微粒子の振る舞いと凝集形態を解明するための数値シミュレーションが行われた。また、磁場下での粒子の一部凝集あるいは濃度変化を考慮して、磁性流体の管内流動特性(特に,振動流の特性)を求め得る理論解析を行い、実験結果をよく説明しうることが示された。さらに、管内二相流の流動及び伝熱特性に及ぼす磁場の影響が流体中の気泡の微視的振る舞いをも含めて明らかにされた。3.流体の機能化とその応用面の開発に関する研究流体の混相機能化に関する研究が行われた。すなわち、磁性流体に磁場効果のみならず電場効果を持たせることやER流体のレオロジー特性への磁場付与の効果が検討された。さらに、多機能流体の構築による流体の知能化に関する提案がなされた。その応用面開発の基礎研究として、軸シール、ダンパ、アクチュエータ、及びエネルギー変換システムの性能評価が行われた。以下の3項目について3回の研究連絡会および1回の研究発表会をもち研究が進められた。(1)機能流体の製造と物性に関する研究:磁場の作用下で高機能を発揮する磁性流体の製法の開発が進められ,従来の磁性流体の磁化の強さに対して34倍の高い磁化を持つ窒化鉄微粒子を含む磁性流体が開発され,その磁化特性および粘度特性が調べられた。また,温度変化により磁化特性が大幅に変化する感温磁性流体として,従来のマンガン-亜鉛フェライト粒子よりも銅-亜鉛フェライト粒子を含む磁性流体の方がより優れた温度依存性を示すことが明らかにされた。(2)機能流体の力学に関する基礎研究:磁場の作用下での超微粒子の振る舞いと凝集形態を解明するための数値シミュレーションが行われた。また,粒子の凝集を考慮して磁性流体の管内流動特性(特に,振動流特性)を求めうる理論解析を行い,実験結果をよく説明できることが示された。さらに,管内沸騰二相流の流動および伝熱特性に及ぼす磁場の影響が,実験および理論的研究の両面から行われ,気泡の微視的振る舞いをも含めて明らかにされた。(3)流体の機能化とその応用面の開発に関する研究:高速回転軸シール,ダンパー,アクチュエータおよびエネルギー変換装置の応用機器の開発並びに性能向上に関する基礎研究が進められた。特に,アクチュエータの開発研究にみるべき成果がえられているので,次年度でさらに開発研究を進める予定でいる。前年度に引き続き、以下の3項目について3回の研究連絡会および1回の研究発表会をもち、研究が進められた。1.機能流体の製造と物性磁性流体の高機能化にほか、ER流体の電場みならず磁場の併用による高機能化の研究や混相流体の機能化、さらに、知能化、情報化の考え方の提案と具体例についての検証が行われた。2.機能流体の力学に関する研究磁場の作用下での超微粒子の振る舞いと凝集形態を解明するためのより詳細な検討が3次元モデルでの数値シミュレーションにより進められた。また、粒子の振る舞いを考慮しての機能性流体(磁性流体やER流体)のレオロジー特性や管内流動特性の解明が進められた。気液二相流の観点から、磁性流体の管内流動特性の安定性の問題が論じられ、磁場により流動の安定化が促進されることが明らかにされた。

さらに、血液の脈動流の流動特性についての検討も行われた。3.流体の機能化とその応用面の開発に関する研究流体の機能化の促進にともなう各種の応用機器開発ならびに性能向上に関する基礎研究が行われた。特に、磁性流体やER流体、液晶を用いてのアクティブダンパーやアクチュエータ、エネルギー変換システムの性能評価が行われた。さらに、プラズマのシ-デイングによる高機能化の実験的研究も行われた。また、混相流体の多機能化を進めることにより、外部環境に自律的に応答する高機能性流体、いわゆる知能流体の創製と応用の提案がなされた。
情報化造船産業のためのデータと知識の共有システム

二年間にわたる造船業の情報化に関する研究を行ってきた。まず、造船業と情報技術の現状を探り、ネットワークを活用した産業展開をめざして、プロダクとプロセス技術の体系的整理が必要であることが認識された。したがって本研究では、(1)ネットワーク分散環境の基礎的技術(2)プロダクトとプロセスの表現と実装技術二点に注力することとした。(1)については、米国のObject Management GroupによるCORBA規格の利用法について検討し、実際にCORBA準拠製品を用いて、異機種分散環境の中でデータとアプリケーションの双方が支障なく動作し、いわゆるバーチャルエンタープライズなどの新しい産業のあり方に対応できることを示した。(2)の検討に当たってもこれらの技術を利用している。(2)については、2課題に分割して取り扱った。一つは、設計のワークフローをIDEF3により表現することで、設計者の必要なデータ構造を抽出し、設計に利用できるプロダクトモデルの設定手法を提案した。GPMEによりバルクキャリアーについて実装し立証をしている。もう一つは、設計などのプロセスを実際に計算機の支援を受けて実行するためのシステムの提案を行っている。設計には流体力学、構造、機関、艤装などの多くの分野のエンジニアが参画し、いわゆるデザインスパイラルのような繰り返しやお互いの不具合を解消しながら設計過程をすすめるという困難がある。これを、設計者の役割と必要なデータと作り出すデータを整理しエージェントとし、それを整理運用するエンジンを提案し、CORBA、HTMLなどの基盤的技術を用いて実装した。以上、情報化造船業のための技術についてそのポイントを整理し実際に実装作業を行い、基盤的な検討を行えた。いずれもいわば学術的検討であり、現場ですぐに役に立つような規模のシステムではないが、造船現場で利用されるであろうGPMEやCORBA技術を用いており、拡張性についても十分に配慮した。本年度は研究初年度で、ソフトハードウエア等の研究基盤の設備と、基礎的な検討を行っている。全体研究は、ネットワーク上に分散したデータベースやCADシステムを統合して設計作業を進めるシステムの構築に関する検討を行うものである。本年度は、(1)オブジェクト指向規格技術(2)設計知識の検討(3)プロダクトモデルデータの検討(4)設計知識共有システムの検討を行っている。(1)では、米国で制定作業中のCORBA規格に準拠したソフトウエアシステム購入し、既存のCADやデータベース等、異機種間での接続が行えることを簡単なシステム構築を行い示した。(2)では船体設計、特に船殻と管系の設計知識について検討した。今後、ことなる機能を持ったシステム間のシステム設計を立証するための基礎作業である。(3)ではGPME(一般製品モデル定義システム)を用いて、データベース上にモデルのインスタンスを展開するシステムの構築を行った。(4)異機種間接続のための知識交換フォーマットKIFを用いることにつき検討した。オブジェクト規格技術、設計知識とその利用方法、エージェントシステム構成法が研究のポイントであり、今後更に内容を深める。本年度は、研究の最終年度であり、昨年より継続してきた個別テーマの取り纏めを行っている。(1)オブジェクト技術統合規格:CORBACommon Object Request Broker Architectureについて検討し、これに対応したソフトウエア製品を購入し異機種分散環境の中でオブジェクトシステムを結合するシステムの構築を行った。(2)設計知識の検討造船設計知識に関しては、詳細構造検討に入るまでの基本計画についてはセマンティックネットワークにより表現することを試みた。また、配管システムの設計システムにつき検討をおこなった。(3)設計ワークフローとプロダクトモデルの研究船殼構造設計についてIDEF3を用いて分析を行い、バルクキャリアのコルゲートバルクヘッドについては従来のプロダクトモデルにクラスを追加すると効率よく設計のできることを示した。

また、ワークフロー管理システムについても検討し、手戻りや再設計作業に対応しうるワークフロー管理システムの提案を行い、実際に計算機上にインプリメンテーションしてその可能性を確かめた。これらをまとめて、今後の造船業情報化の基本的な骨組みについて検討した。
分子性フェリ磁性体の構築と磁性発現機構の解明

昨年度合成に成功した、最初の有機フェリ磁性体PNNBNO[=2-{3,5-bis(N-tert-butylaminoxyl)phenyl}4,4,5,5-tetramethy1-4,5-dihydro-1H-imidazol-l-oxyl 3-oxide]について、今年度は基底状態およびその性質を詳しく調べた。昨年度、ゼロ磁場中での比熱測定により三次元的磁気秩序を同定したが、今年度は磁場中の比熱測定を行った。ピークの低温シフトおよび、高温域への強磁性的なブロードピークの出現といった、フェリ磁性に対応付けられる挙動を観測した。2K以下の交流磁化率測定を行い、低温での磁化の増大と、比熱のピークに対応する温度で磁化率のピークを観測した。単結晶を用いた異方性磁化過程の測定を検討中である。また単結晶ESRの測定を行い、室温から100K程度までのg-因子および線幅の角度依存性が、分子内でS=1種が形成される過程に対応することを明らかにした。さらに20K以下での短距離秩序に対応する線幅の増大を観測した。こうした詳細な物性測定の一方で、類似の骨格を持つ新規トリラジカルの合成を行った。対称性を落としたPIMBNOにおいては三次元的ネットワーク形成が見られたものの、分子の対称性を崩したことで分子積層様式にずれが生じ、S=1種同士の接近などが生じ、基底状態は非磁性と予想される。ベンゼン環をビフェニル環に置き換えたBIPNNBNOにおいては、フェリ磁性鎖構造が見られたが、分子内自由度(二面角)が増えたことで、フラストレーションを生む、鎖間近接・次近接相互作用が生じた。今後、高温有機フェリ磁性体を実現するためには、対称性の良い、強固な分子骨格を持つ平面性分子が好ましいことが明らかになった。新規有機化合物PNNBNO(2-[3'5'-bis(N-tert-butylaminoxyl)phenyl]4,4,5,5-tetramethyl-4,5-dihydro-1H-imidazol-1-oxyl3-oxide)を合成し、単結晶構造解析と1.8-300Kの静磁化率測定を行った。その結果、このトリラジカル分子が単一成分でフェリ磁性モデル化合物となることを示すことが出来た。PNNBNO分子は分子内に3個のラジカル基を含み、各々はS=1/2に相当する。分子内の二つのt-butyl基は互いに室温程度(2J/k_B【greater than or equal】850K)の強い分子内強磁性相互作用で結ばれており、S=1種を形成する。これは、分子内のニトロニルニトロキシドラジカルと2J/k_B=-215K程度の反強磁性相互作用で結ばれている。結晶中ではb軸方向に分子がπ電子平面を平行に積層しているが、分子間にもS=1種とS=1/2種との反強磁性相互作用が働いている。分子内反強磁性相互作用をrungとし、分子間反強磁性相互作用をlegとした、S=1/2とS=1のフェリ磁性梯子鎖構造が実現している。さらにac面内の梯子鎖間の配列もS=1/2種とS=1種が交互に配列したもので、都合三次元的なフェリ磁性構造が実現している。0.1Kまで比熱測定を行った結果、0.28Kで三次元的磁気秩序を観測した。つまりこの物質は、世界最初の純有機フェリ磁性体と考えられる。無機物を含めても単一成分フェリ磁性体は未だ報告例がなく、これは極めて興味深い系である。この成果は現在J.Am.Chem.Soc.に投稿中である。次年度は交流磁化率測定を0.1Kまで行うことで、この物質の磁気的性質を詳しく明らかにしていく予定である。

ベンゼン環をビフェニル環に置き換えたBIPNNBNOにおいては、フェリ磁性鎖構造が見られたが、分子内自由度(二面角)が増えたことで、フラストレーションを生む、鎖間近接・次近接相互作用が生じた。今後、高温有機フェリ磁性体を実現するためには、対称性の良い、強固な分子骨格を持つ平面性分子が好ましいことが明らかになった。
超ロングリードを用いた包括的全ゲノム配列解析の確立と神経疾患解明への応用

神経疾患の原因としては、一塩基多型や小さな挿入・欠失変異のみならず、構造変異やリピート伸長変異といった変異が原因となることがある。現在中心的に行われているshort readのシーケンスでは、構造変異などの変異を十分には検出することができず、またエクソーム解析では非翻訳領域やイントロンの変異を検出することができない。本研究では、短鎖シーケンサーによる全ゲノム配列解析に加えて、長鎖シーケンサーによる全ゲノム配列解析を施行した。短鎖シーケンサーでは解析しきれない変異が長鎖シーケンサーで検出できた例もあり、本方法は今後神経疾患の原因究明のために有用であると考える。本研究においては、全ゲノム配列解析を中心に、現在まで解析が困難であった構造変異やリピート伸長変異を含めた、包括的なゲノム解析を行うと共に、神経変性疾患の原因遺伝子を探索するというものである。初年度である本年は、まず1例について全ゲノム配列解析を行った。具体的には、HiSeq2500のrapid modeを用いて、TruSeq PCR free Sample prep kitを用いてライブラリ調整を行い、150塩基のペアエンド解析を行った。2枚のフローセルを用いて解析を行うことで、約1143万のリードが得られた。BWAを用いて参照配列にアラインメントを行い、93.6%のリードをマップすることが可能であった。Uniqueにアラインメントされないリードを除いたところ、85.3%のリードがマップされ、平均カバレッジ47Xの良質なデータを得ることができた。本データについては、SAMtoolsを用いてベースコールを行ったところ、約379万個の一塩基置換と約6万7千個の欠失・挿入変異が認められた。また、homozygosity haplotype法を用いて、共通ハプロタイプを検出するプログラムを作成し、90万SNP(一塩基多型)に対して対応可能であることを確認した。今後、本プログラムを全ゲノム配列解析のデータに応用し、超高密度SNP情報を用いたハプロタイプ解析を行う予定である。PacBioRSIIによるロングリードシーケンスを計画していたが、全ゲノム配列解析の結果から興味深いデータが得られたため、そちらの分析を優先させたことがあり、ロングリードシーケンスについては未施行となったため。本年度はPacBioRSIIによるlong read sequencerを用いて、発症者1例の全ゲノム配列解析を行った。参照配列へのアラインメントを行い、ベースコールを行い、高精度に全ゲノム配列を解読を行うことができた。いくつかのrare variantsについて、今後は他症例でのシーケンス解析と、コントロールにおける検討を行っていく方針とした。類似した臨床像を持つ別家系の症例について、高密度SNPタイピングデータから共通ハプロタイプを検出する試みも行ってみたが、疾患と関連するような共通ハプロタイプは認めなかった。発症者17名と対照者198名を用いてゲノムワイド関連解析も施行したが、共有ハプロタイプを示唆する、p値の低いSNPを検出することはできず、遺伝学的な異質性を示す結果と考えた。共通ハプロタイプを抽出する方法に関しては、創始者ハプロタイプを持つような疾患については、非常に効率よく原因遺伝子を同定できる方法と考えられる。神経筋疾患においては、創始者効果を持つ疾患も数多く存在することがこれまでの研究により明らかとなっており、今後、他疾患へと積極的に応用することができると考えられた。また、本研究により、高精度な全ゲノム配列を解読する方法が確立され、short read sequencerだけでは解読困難な変異をも含めて、本方法を応用することで、幅広い疾患の病因解明に寄与するものと考えられた。今後さらに情報解析を行い、疾患の原因変異を究明すると共に、全ゲノム配列解析の解析パイプラインを整備する。神経遺伝学、神経内科学全ゲノム配列解析のデータ解析の中から、興味深いデータが得られたため、確認作業などを優先すべく、超ロングリード解析については次年度に持ち越す予定とした。平成28年度、超ロングリード解析を行う予定としているが、研究目的としている家系の原因遺伝子が同定された場合には、そちらの研究を進めることを優先する可能性がある。
回覧雑誌「密室」における文学と美術の交流の研究

回覧雑誌『密室』(和歌山県立近代美術館所蔵)を対象として、1910年代の近代日本における、文学と美術の交流の実状と、その思想的、歴史的背景について明らかにした。回覧雑誌『密室』を翻刻し、掲載された文学作品と美術作品の基礎情報を整理し、個々の作品について解説した。平成19年度は、基礎情報の整理と、関連文献の収集に重点を置いた。まず、回覧雑誌「密室」5号9号め画像作品と言語表現作品部分の基礎的な整理確認作業を行った。画像をデータ化するとともに、59号の言語作品をテキストファイル化し、翻刻紹介のための準備作業を行った。研究協力者2名(寺口淳治氏、井上芳子氏)とともに、神奈川近代文学館での資料調査を2度実施したが、回覧雑誌「密室」における美術と文学の交流の文化史的コンテクストを明らかにするための関連資料の収集を行った。明治30年代後半の雑誌『月刊スケッチ』の調査では、創刊時より文学と美術の共鳴が自覚されており、回覧雑誌「密室」の源流の一つと見なすことができることがわかった。「スケッチ」という語は、準備的な素描や写生という意味でとらえられることが多いが、瞬間的に対象の生命を表現するという意味も存在しており、回覧雑誌「密室」における画像作品や小品文においては、後者の「スケッチ」の概念が影響していると考えられる。雑誌『秀才文壇』などのコマ絵の調査では、雑誌の本文との関連性を考慮する必要がない自在なコマ絵の表現が、回覧雑誌「密室」や創作版画誌『月映』のペン画や版画に関連していることが見てとれた。また、回覧雑誌「密室」59号のテキストファイル化の作業によって、その言語表現作品の全体の概要を把握することができた。『白樺』の影響とともに、独特のデカダンスの表現や、無意識を含んだ「自己」意識の自覚が見られ、それらは、画像表現に関連していることが確認できた。回覧雑誌「密室」5号以降の翻刻の冊子は、平成20年度に刊行したいと考えている。1900年代から1910年代にかけては、日本近代文学の表現史の上で、文学と美術の共鳴を意図した試みが活発に展開された時期である。回覧雑誌「密室」は、後に創作版画と詩歌の雑誌「月映」に集うことになる田中恭吉、藤森静雄、恩地孝四郎らが参加し、1913(大正2)年から1914(大正3)年にかけて9号(第4号は現在所在不明)が刊行された。回覧雑誌「密室」の内容は、文学作品と、ペン画、版画などの美術作品が共存しており、文学と美術の交響を表現している極めて貴重な文献である。本研究は和歌山県立近代美術館に所蔵されている回覧雑誌「密室」を対象として、文学と美術の交流の諸相について、分析研究することを目的としている。回覧雑誌「密室」に掲載された文学作品と美術作品のすべてについての基礎情報を整備した。回覧雑誌「密室」全冊の翻刻と、収録された美術作品と文学作品についての解説を作成した。回覧雑誌「密室」発行の思想的背景を分析し、武者小路実篤の影響について明らかにした。回覧雑誌「密室」における無意識への関心は、武者小路実篤、メーテルリンクの影響を受けており、写実を離脱した斬新な表現に向かう際の思想的根拠となったことについて考察した。絵画と文学の交流をはかる試みの源流をさぐるために、「スケッチ」という概念を分析し、小品とスケッチに対応があることを指摘した。回覧雑誌「密室」の表現は、近代日本の象徴主義の深まりを示すとともに、近代日本における独自の前衛として評価しうる可能性があることを指摘した。
小児気管支喘息患児の経過・予後における母親のストレスの役割に関する前向き研究

本年度の研究実績追跡データの収集ベースライン調査から1年後に、患児の気管支喘息の臨床経過について、母親を対象に自記式調査(郵送法)を実施した。その内容は、過去1年間の重症度分類(日本小児アレルギー学会による)である。その結果、195人(71%)から返信が得られ、これらの母親とその患児を解析対象とした。解析結果ベースライン時点での母親のストレス(「ストレス調査票」にて評価)および母親の養育態度(「田研式親子関係診断テスト」にて評価)の各尺度得点を説明変数、1年間の追跡期間における喘息重症度の変化を目的変数として、両者の関連について検討した。その結果、ストレス調査票尺度のうち、対象依存/怒り、不愉快な状況、開示性、受容欲求非充足感、利他性、および利己性のそれぞれが、喘息重症度の改善、悪化と有意に関連していた。また、低コントロール感との関連も有意に近いものであった。このうち、開示性と利己性は、得点が高いほど患児の喘息症状の予後は良く、他の尺度については逆の関連であった。一方、親子関係診断テスト(両親用)の尺度のうち、喘息重症度の変化と有意に関連するものはなかった。結論母親の養育態度のうち、問題とされる態度は子どもの喘息症状の経過に必ずしも影響を与えるとは限らない一方で、母親自身のストレスは重要な子どもの喘息に重要な関わりをもつようである。すなわち、母親が自己犠牲的で他者優先的に行動し、慢性的に不愉快な状況にあり、そのことへの適切なサポートが得られない場合、そのようなストレスが間接的に子どもの喘息の経過に好ましくない影響を与える可能性が示唆された。本年度の研究実績以下の方法で、ベースライン・データを得た。国立療養所南福岡病院小児科外来通院中の気管支喘息患児のうち、次の4条件を満たす者とその母親を対象とした。すなわち、(1)年齢が2歳以上12歳以下、(2)罹病期間が2年以上、(3)過去1年間継続的な外来もしくは入院加療を要していたこと、および、(4)今後も継続的な薬物療法を要すること、である。患者の母親に対して、研究目的と調査内容、研究協力の自由と同意撤回の自由、個人情報の保護、研究協力による利益と不利益についての説明文書を提示し、これを説明した。同意が得られた場合は、同意書への署名を得た。その結果、合計274人から参加同意を得た。1人1調査あたり1,000円相当の謝礼品を渡した。参加者の性別は、男児176人、女児98人であった。年齢は、3歳以下が43人、45歳が83人、67歳が56人、89歳が57人、10歳以上が35人であった。一方、母親の年齢は、20歳代が29人、30歳代が178人、40歳代以上が67人であった。患児の血中IgEレベルについては、できるだけ過去のデータを利用し、これが得られない者に限って新たに採血を行い測定するようにした。診療録と主治医から、内服/吸入薬の種類と量、および過去1年間の(1)発作の頻度、(2)発作による医療機関受診頻度、(3)入院頻度および期間について情報を得た。母親に次の4種の調査票への回答を求め、記入後に郵送してもらった。すなわち、1)気管支喘息調査用紙、2)ストレス調査票、3)親子関係診断テスト、および4)小児気管支喘息QOL調査票である。得られたデータは、パーソナルコンピュータのデータベースソフトを利用して整理し、保存した。
Ⅲ型インターフェロンサブタイプ相互干渉解析によるウイルス自然除去因子の探索

呼吸器ウイルスとくにRSウイルスは小児の気道感染症に重要である.ウイルスに伴う炎症を抑制する作用を持つとされるマクロライド系薬剤(CAM)を用いてRSV感染および疑似ウイルス感染による鼻粘膜上皮からの炎症性サイトカインおよび各種インターフェロンの産生について検討した.CAMは炎症性サイトカインの産生を抑制しただけでなくIFNβおよびIFNλのサブタイプの産生も抑制した.この作用はCAMがIRF3の核内移行を抑制することでおこることが解った.ウイルス受容体のうち,TLR3の刺激による鼻粘膜の変化を観察し,ウイルスに対する防御機構を検討継続した.この研究では,物質透過性に関するタイト結合分子の動きをmicroRNAや薬剤を作用させることで,ウイルスに対するバリア機構について検討した.インターフェロンによるウイルス自然除去因子の検討では,まずターゲットとしてすでに確立された鼻粘膜上皮を用いた感染系を使用したが,ウイルスの排除機構を定量的に測定する有効な方法を模索中であり,この点が最も研究の遅れに関与している.それに代わり,小児の鼻汁を用いたウイルスの起動からの除去に関与する遺伝子解析を行うため,倫理委員会へプロトコールを提出中である.許可が得られれば,実際の臨床検体を用いたウイルスと宿主細胞の相互作用について検討する.次に,RSウイルスの重症化を予測するためのバイオマーカーとしてmicroRNAの役割について検討中である.まだプレリミナリーであるが,本年度の学会にて発表予定である.インターフェロンに関しては,ウイルスの持続感染系を用いて,その際の上皮細胞でのIFN誘導経路の抑制について検討を進める.ウイルスがなぜ持続感染できるのかを解明することで,ウイルスの自然除去因子の解明につながると予測している.また実際に使用されている薬剤がウイルス感染時に抑制的に働くものをスクリーニング中である.この研究の応用として,IFN産生系にどのように作用しウイルスを除去する際の作用点について検討を進めている..III型インターフェロンを調節できる物質の同定を行うことにより,ウイルス感染の抑制につながると考えた.まず,RSV感染気道上皮細胞のIII型IFN産生はすでに確認し報告したが,ウイルス感染に伴う,炎症抑制作用を持つ抗菌薬であるCAMを用いた検討を行った.この結果より上皮より産生されるIFNβおよびλは予想に反し抑制傾向にあることが分かった.この結果は,IFNβおよびIII型IFNの新しい免疫調節作用を示しているのかもしれない.この点についてさらに検討を進めている.また,ウイルス感染で細胞内におこる現象の一つとしてストレス顆粒の出現がある.このストレス顆粒は抗ウイルス作用にもまたウイルス感染促進作用という側面もあり,この現象の本質がまだ解明されていない.ヘルペスウイルスであるムンプスウイルス感染でこの系を調べていると,一部にインターフェロンが関与していることが分かった.この研究の中から,特にIII型IFNがストレス顆粒出現に直接関与していることが分かった.子次年度に向けてこの現象の詳細を検討することで,III型IFNの新しい機能,ウイルス排除に関する機能との関連などが解明できる可能性がある.呼吸器ウイルスとくにRSウイルスは小児の気道感染症に重要である.ウイルスに伴う炎症を抑制する作用を持つとされるマクロライド系薬剤(CAM)を用いてRSV感染および疑似ウイルス感染による鼻粘膜上皮からの炎症性サイトカインおよび各種インターフェロンの産生について検討した.CAMは炎症性サイトカインの産生を抑制しただけでなくIFNβおよびIFNλのサブタイプの産生も抑制した.この作用はCAMがIRF3の核内移行を抑制することでおこることが解った.λインターフェロンサブタイプに対する抗体にはばらつきがあり,抑制実験などのサブタイプごとの差異がうまく再現できない.産生の測定としてのキットはサブタイプごとのものが作成できているため,手法として持続感染系(主に麻疹ウイルスとムンプスウイルス)でのλインターフェロンサブタイプの動態を測定することとした.すでに感染系が確立している系は細胞株であるため,鼻粘膜上皮の初代培養系で同様の持続感染系の確立に努めている.この系が確立できれば大幅に研究が進むことが予想される.臨床的な見地からの解析は順調に進んでいる.耳鼻咽喉科学まず,安定的な鼻粘膜上皮細胞のウイルス持続感染系の確立を最優先する.細胞株を用いた系は完成しているので,実際の気道上皮を用いた検討に移行する.しかし並行してBEAS2B細胞株のような気道系の株を用いた基礎実験も並行して行う.前述のように,細胞株ではウイルスの持続感染系が出来上がっているが,これらの細胞株ではIFN産生系が正常と若干異なるため,本来の目的であるウイルス自然除去因子の探索には不向きであると考えられる.初代培養系での持続感染系の確立までは,siRNAやノックインなどの手法を用いてλIFNサブタイプのウイルス感染時の抑制状態あるいはウイルス排出機構についての検討を続ける.旅費や英文校正費,投稿料などには支出せず,消耗品のみに支出したため,これらの費用が残額として残った.さらに,初代培養系に必要な特殊な培養液が高額であるが,この系がまだ完成していないため,使用量が少なかったためと考えられる.次年度使用額は消耗品の内,初代培養系の持続感染系が確立した際の培養液の支出としておもに充てる予定である.さらに,臨床的検討としての小児の遺伝子解析とマイクロアレイの購入量としても支出予定である.
都市河川における橋梁の景観デザインに関する研究

本研究は、都市河川のアメニテイを高めるために、都市から河川へのアクセス性を確保し、景観を広く眺めることのできるオ-ブンスペースである河川を想定した橋梁景観のデザインを支援するための研究を行った。現在、西欧諸国や日本で事業化された都市河川にかかる橋梁設計の事例を対象として、つぎの研究成果を得ることができた。1.橋梁空間の基本構成と機能分類(平面分析)対象都市河川の事例の基本計画図(平面図)を対象として、橋梁本体の構造形式や各部分の要素の構成、および橋詰め広場の空間構成を整理し、設計コンセプトの整理を行った。2.景観と橋の基本的な構図デザインに関する分析橋の景観設計におけるデザインコンセプトを模索するために、橋と架橋景観のシルエットがより美しいと演出され、両者が積極的な演出の関係をもつための基本的な構図の考え方を提案した。ここでは景観として、山並みや、オ-ブンスペース、街を一般的に想定し、結果的に9つの基本的な構図の考え方を提案したが、できるだけわかりやすい表現として整理することができるようにイメージ図と事例をもとに提示した(研究発表参照)。3.構造の意匠パタンの抽出構造形式をその輪郭線の動きや粗密の量、橋詰め広場の構成、景観的な修辞(点、線、場所性表現)、陰影に関する意匠パタンを整理した。
免疫・アレルギー性皮膚疾患と脂質メディエーター

脂質メディエーターは、ホメオスタシスの維持と免疫・アレルギー発症のバランスを司っている。多数の候補脂質メディエーターにおいて、各免疫・アレルギー疾患に本質的に関与しているおり、かつ、ヒトでの役割の詳細な解明が待たれてきた。そこで、皮膚免疫・アレルギー疾患患者からの臨床検体や各種脂質メディエーター関連遺伝子欠損マウスを元に、各疾患特異的な脂質メディエーター関連のシーズを網羅的に発掘し、マウスとヒトの両方向から包括的に役割を解明することが重要課題であると申請者は考える。そこで、本研究では、アトピー性皮膚炎を一つのモデルとして、マウス・ヒトの見地から、脂質メディエーターの免疫・アレルギーにおける役割の解明と治療応用の基盤を形成するプロセスを確立したい。そしてこのプロセスを他の免疫・アレルギー疾患にも適用することにより、ヒトとマウス研究の橋渡し的研究の遂行につながり、広く世間に応用されるplatformとなることを目指す。本年度は、まずマウス皮膚炎モデルにおけるプロスタノイドの役割の解析に焦点を当てて研究を進めた。脂質メディエーターの一つであるプロスタグランジン(PG)I2の受容体であるIPがT細胞に強く発現していること、PGI2が樹状細胞より産生されることを示した。また、IP欠損マウスでは、接触皮膚炎反応が減弱し、Th1分化の障害が認められた。さらに、PGI2-IPシグナルが、cAMP-PKAカスケードにより、Th1への分化を促進させる事も検証した。以上の結果は、脂質メディエーターが獲得免疫の形成に重要な役割を果たしている事を示す。現在PGI2-IPシグナルの以上が接触皮膚炎やアトピー性皮膚炎の発症に関与していないかを検討している。
リグノセルロース系バイオマスからの高付加価値・環境低負荷製品の生産プロセスの開発

リグノセルロース系バイオマスからバイオフューエルやバイオマテリアルを効率的に生産するためのプロセスの開発を行った。水蒸気爆砕スギからのバイオエタノール生産のために無毒化同時糖化発酵SSDFが行われた。SSDFの流加培養は阻害物質分解微生物による解毒作用によりエタノール濃度を増加できるので大変効果的であった。次に、リグノセルロース系バイオマスの構成成分の有効利用のために有用バイオマス由来製品への変換についても研究した。ホロセルロース、水可溶性成分やオルガノソルブリグニンはそれぞれセルロースナノファイバー、抗酸化活性物質やリグニンエポキシ樹脂に変換された。近年、化石資源の枯渇、地球温暖化等の問題を解決するための技術開発や未利用資源の有効利用による循環型社会の構築が求められる中、バイオマスから燃料だけでなく高付加価値製品を統合的に生産するバイオリファイナリープロセスの開発に関する研究に関心が集っている。本研究は、既往技術の問題点であったリグノセルロース系バイオマスのバイオリファイナリーにおける汚染物発生の削減や糖化段階における酵素フリー(高価なセルラーゼを使用しない)プロセスおよび全構成成分の有効利用法の開発という課題を解決するためにバイオマスからの高付加価値・環境低負荷製品の統合的生産プロセスの開発を目的として実験を行った。試料としてスギチップ(針葉樹)とユーカリチップ(広葉樹)を用いて水蒸気蒸煮実験および水蒸気爆砕実験を行い、ユーカリの場合には水蒸気蒸煮のみでも十分前処理効果(脱リグニン効果)があること、スギの場合には水蒸気蒸煮のみでは不十分であり水蒸気爆砕が必要であることを明らかにした。水蒸気爆砕物を水と有機溶媒で抽出することにより低分子量リグニンを分離し、それをエポキシ樹脂と硬化剤に用いた電子基板材料用のエポキシ樹脂を合成し、その熱特性および機械特性を検討した。また、爆砕物の水・有機溶媒抽出残渣物として得られる固形残渣物(セルロースと一部リグニン)に対してグラインダー処理を施して開繊処理を行い、セルロースナノファイバーを製造した。SEM(走査型電子顕微鏡)観察の結果、ナノファイバーの製造が確認され、これを他の樹脂に混合することにより強度が増加する基礎的知見を得た。国産バイオ燃料やバイオマテリアルの大幅な生産拡大を図るため、稲わら、バガス(砂糖黍の絞り粕)等の農作物の未利用部分や針葉樹、広葉樹間伐材等のリグノセルロース系バイオマスを低コストで効率的にエタノールや有用化学製品に変換する技術の開発が急務となっている。本年度は、主として針葉樹および広葉樹リグニンからの機能性樹脂の製造について検討した。水蒸気爆砕と水・メタノールを用いた抽出分離操作によって得られる低分子量リグニン(重量平均分子量はスギの場合1330、ユーカリの場合1400)は比較的均一性に富み、数個のフェノール性水酸基を含有していることがわかったので、低分子量リグニンを原料としたエポキシ樹脂の合成と物性評価について研究した。相間移動触媒TMAC (テトラメチルアンモニウムクロライド)を用いてエピクロロヒドリンと反応させる新規方法により、リグニンエポキシ樹脂の分子量を制御(低分子量化)し、有機溶媒に可溶、すなわち、有機エレクトロニクス材料として成形可能なエポキシ樹脂を得るための樹脂化方法を確立した。次に、エポキシ樹脂を硬化剤(市販のフェノールノボラックや低分子量リグニン)により硬化させ、リグニンエポキシ樹脂硬化物の熱機械特性を測定し、電気機器の基板材料等に使用可能なレベルの特性(ハンダ耐熱性を超える熱分解温度や材料強度)を持つリグニン分子量を決定した。スギリグニン由来エポキシ樹脂の耐熱性はユーカリ由来エポキシ樹脂よりも高かった理由はスギリグニンは縮合型リグニンを多く含むことによると考えられる。また、水蒸気爆砕セルロースからのエタノール生産の効率化のために阻害物質分解菌を用いた同時糖化発酵における流加培養の有効性を明らかにした。近年、二酸化炭素濃度の急激な増加に伴う地球温暖化が懸念されているが、森林は二酸化炭素を吸収し、地球温暖化の防止に大きく貢献している。我国の森林は国土の約70%を占め、その面積は人工林1,000万ha、自然林2,500万haで年間成長量1億m3といわれている。その中でもスギは戦後の植林政策により人工林面積の約45%に達している。植林されたスギは成長に伴い、木々の間隔が狭くなるため、健全な成長のためには定期的な間伐が必要である。また、間伐を行わないと地表の土が露出し、木の根を力強く張らすことや水を蓄える力を無くし、洪水、山崩れや倒木のような大災害を引き起こす。しかしながら、現状では林業構造的不況の影響から良質の木材を育てるための枝打ちや、下草苅り、間伐等の手入れも行き届かず荒地化しているので、活力ある森林環境保全のためにも間伐材の利益創出型利用法の開発とそれに伴う新規産業や雇用の創出が望まれる。本年度は、地球温暖化の防止や森林環境保全のために国内で大量に発生するスギ間伐材を原料としてセルロースナノファイバーやエポキシ樹脂硬化物の合成と物性評価を行い、得られた製品の機能性を高めるための最適な水蒸気爆砕条件や抽出分離条件を決定した。

ホロセルロース、水可溶性成分やオルガノソルブリグニンはそれぞれセルロースナノファイバー、抗酸化活性物質やリグニンエポキシ樹脂に変換された。・バイオベースエポキシ樹脂(リグニン含有率90%)の合成に成功し、熱機械特性が実用化レベル(電気機器の基板材料等に使用可能なレベル)であることを明らかにした。また、針葉樹リグニンと広葉樹リグニンを原料としたエポキシ樹脂の諸特性を比較検討することができた。・フルフラールや5-HMFなどの阻害物の影響を削減するための新規同時糖化発酵法を提案し、水蒸気爆砕物のアルコール発酵のために有効であることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。バイオマス水蒸気爆砕セルロースのアルコール発酵の効率化だけでなく、有用製品化(ナノファイバー化)を試みる。水蒸気爆砕物の水・メタノール抽出後の固形残渣物中にはセルロース以外に一部リグニンが混在しているので、アセトン等の溶媒で含有リグニンの除去を行う。分離・精製されたセルロースに対してグラインダー処理を施して開繊処理を行い、針葉樹および広葉樹由来のセルロースナノファイバーを作成する。この際、水蒸気爆砕条件(温度、圧力や蒸煮時間)およびグラインダー処理条件(試料濃度、回転数や処理回数)により得られるセルロースナノファイバーの形態(直径,長さ)が変化するため、種々の条件でセルロースナノファイバーの試作を行い、現有のSEM(走査型電子顕微鏡)とTEM(透過型電子顕微鏡)を用いて制御可能な形態の範囲を把握する。得られた水蒸気爆砕セルロースナノファイバーを種々の樹脂に添加して複合材料を作成し、その熱・機械特性を測定することにより、水蒸気爆砕セルロースナノファイバー増加効果を明らかにする。・針葉樹と広葉樹ではリグニンの構造および結合様式が異なるので、それぞれに適した水蒸気蒸煮や水蒸気爆砕の最適前処理条件を決定することができた。・低分子量リグニンをエポキシ樹脂と硬化剤の両方に用いたエポキシ樹脂硬化物の合成に成功し、熱特性および機械特性を一部検討できた。・爆砕セルロースからナノファイバーを作成することができた。爆砕セルロースナノファイバーとリグニンエポキシ樹脂の特性をさらに検討するとともにそれらを組み合わせたバイオマス由来の高強度複合材料の作製を行う。この際、リグニンエポキシ樹脂の粘性を予め調節し、セルロースナノファイバーへの樹脂の含浸が短時間に行えるように調整しておく。複合材料の力学的特性は繊維の分散・配向などの内部構造に大きく依存するため、試作したバイオマス複合材料の内部構造を観察する。その後、引張試験、曲げ試験などの強度試験を強度解析ソフトを使用して行い、試作したバイオマス複合材料におけるセルロースナノファイバーによる強化機構と破壊メカニズムについて調査する。物品の最終購入額がはっきりしないため、数万円の次年度使用額が生じた。セルロースナノファーバーやリグニンエポキシ樹脂の合成と評価のための物品費や研究補助のための謝金、研究調査
力学系理論による符号設計とそのディジタル通信への応用

次世代無線通信方式として注目を集めるOFDM(直交周波数分割多元)方式は,ドップラー効果による周波数のずれに対し脆弱な点を課題として抱えていた.研究代表者らは,サブキャリア間の直交性を必要としない擬似直交マルチキャリアCDMAを提案し,さらにこの結果を発展させたユーザ間の時間・周波数の同期誤差に強い耐性をもつGabor-Division(GD)-CDMAを提案した. GD-CDMAシステムは次の3つの特徴を兼ね備えている.(1)負のマルコフ符号を用いることでユーザ間干渉を独立同分布(i. i. d.)符号に比べ最大9/25まで削減可能(2)時間と周波数のオフセットを同時に推定可能な2次元同期捕捉が可能.(3)時間領域,周波数領域, 2種類のマルコフ符号を使って信号帯域を同時拡散する.符号のマルコフ性により平坦な周波数スペクトルが得られる.以上の結果から, GD-CDMAは, OFDM方式で問題であったドップラー周波数シフト対策が可能であることが示された.周波数の同期保持にはフィードバック構造のPhase Locked Loop(PLL)回路がもっぱら用いられるが,超広帯域通信での応用を見据え、研究代表者らはこれとは異なり、ニュートン法に基づく到来波から周波数と位相を直接同定する手法を提案した。携帯電話・無線通信の分野ではOFDM(直交周波数多重)方式の実用化が急速に進んだ.OFDMはスペクトル効率が高くマルチパスフェージングにも強いものの,搬送波キャリアの直交性の保持を必須条件としており,ドップラー効果による周波数オフセット,時間同期の誤差に対し脆弱である.信頼性の高い通信を行うには,雑音や干渉のある通信路の適切なモデルの構築とその推定方法が通信システム設計の上で極めて重要である.スペクトル拡散方式は,単一ユーザーで非拡散通信の場合時の100倍程度の帯域を利用するので,一見スペクトル利用効率が悪いように見えるが,妨害波・干渉波に強い点がOFDMに比べ有利である.また,広帯域性からくる時間分解能の高さと同期捕捉法を組み合わせれば複数到来波の遅れ時間のチソプレベルでの推定が可能であり,マルチパス対策が可能である,本研究では,時間・周波数の誤差の同時推定を可能にするGabor2次元表現に基づく通信システムを提案する,本方式はGauss包絡線キャリアに基づくので,同期誤差に対し頑強となることが期待される次世代無線通信方式として注目を集めるOFDM(直交周波数分割多元)方式は,ドップラー効果による周波数のずれに対し脆弱な点を課題として抱えていた.研究代表者らは,サブキャリア間の直交性を必要としない擬似直交マルチキャリアCDMAを提案し,さらにこの結果を発展させたユーザ間の時間・周波数の同期誤差に強い耐性をもつGabor-Division(GD)-CDMAを提案した. GD-CDMAシステムは次の3つの特徴を兼ね備えている.(1)負のマルコフ符号を用いることでユーザ間干渉を独立同分布(i. i. d.)符号に比べ最大9/25まで削減可能(2)時間と周波数のオフセットを同時に推定可能な2次元同期捕捉が可能.(3)時間領域,周波数領域, 2種類のマルコフ符号を使って信号帯域を同時拡散する.符号のマルコフ性により平坦な周波数スペクトルが得られる.以上の結果から, GD-CDMAは, OFDM方式で問題であったドップラー周波数シフト対策が可能であることが示された.周波数の同期保持にはフィードバック構造のPhase Locked Loop(PLL)回路がもっぱら用いられるが,超広帯域通信での応用を見据え、研究代表者らはこれとは異なり、ニュートン法に基づく到来波から周波数と位相を直接同定する手法を提案した。カオスを利用した通信の研究は1990年代に始まったが,その多くはカオス実数値軌道をそのまま利用するアナログ通信であり,現在隆盛を極めるディジタル通信の諸技術の上に直接載せることが困難と考えられる.一方,我々の提案手法は,カオス力学系をバイナリ系列の設計に役立てる手法なので,CDMAやOFDMなどの既存のディジタル通信技術に容易に適合できる利点を持つ.本年度は,まずシングルキャリアDS-CDMAにおいて,ガウス波形とカオス力学系に基づくマルコフ系列の最適化を行い,そのビット誤り率,周波数帯域制限からのはみ出しエネルギースペクトル密度の両方を勘案すると,従来法のルートレイズドコサイン(RRC)フィルタを上回ることを示した(ISSSTA2008).また,CDMAのチップ波形は,従来シンボル間干渉をゼロにするナイキストフィルタの一種であるRRCがよく用いられていた.一方,時間領域・周波数領域のエネルギー集中度の点では,SlepianのProlate Spheroidal Wave Function(PSWF)が最適であるが,これはナイキスト条件を満たさない.研究代表者らは,CDMAのスペクトル拡散符号が畳込まれた擬似乱数信号のエネルギー集中度による符号と波形の同時設計するMarkov Coded PSWFを議論した.Markov coded PSWFは設計が複雑であるが,ガウス波形とマルコフ符号の組み合わせは,簡単に設計できしかも性能も十分良いことが示された.第4世代携帯に組み込まれる予定のOFDM通信は,スペクトル利用効率が高く,マルチパスフェージングに強いことで注目を集めているが,データを並列伝送するサブキャリアが周波数軸上でオーバーラップしており,厳密なキャリアの直交性が要求される.