hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人と機械の協調設計に基づくパワーアシスト駆動歩行椅子の開発

人のインターフェースと操作される機械とを同時に協調させて設計すること(人と機械の協調設計)により,人の意思通りの駆動を実現する高効率なパワーアシスト駆動系を有する歩行椅子を実現することを目的として,以下の研究を行った.(1)歩行椅子の脚機構の設計昨年度検討した,コンピュータ内で仮想的に脚機構の特性を実現するシミュレータにより計算された脚機構を駆動するために必要な負荷トルクを,アクチュエータを用いて仮想的に作り出し,これを人が駆動する実験を行い,人の疲労状態,出力運動の精度について検討した.また,強化学習法を用いて逐次脚機構の寸法を変化させ最適な脚機構を総合する方法を用いた歩行椅子の脚機構の設計方法について検討した.(2)歩行椅子に搭載するパワーアシスト駆動系の設計利用者の個人的な肉体的特性や疲労による力・運動特性の変化に対応して,利用者に過度の労力を必要としない範囲で,最も効率良く(アシストアクチュエータの消費エネルギーを最も少なくする)パワーアシスト駆動系について検討した.制御方法としては,昨年度まで検討してきたパワーアシストモードを状況に応じて変化させる制御方法を用いた.また,歩行椅子用のパワーアシスト駆動機構として,歩行椅子に搭載可能なコンパクトで単純な機構から構成される駆動機構の設計について検討した.(3)歩行椅子の設計これらの設計結果に基づく,脚機構およびパワーアシスト駆動系を有する歩行椅子の設計について検討した.(1)動力結合機構の提案高効率に人間の意思通りの駆動を行うために,歩行状態,人の筋力,疲労状態,熟練度等に対応してアシストモードを変化できるアシスト駆動系のハードウエアの提案をした.人とアクチュエータの動力結合形式は,それぞれの入力トルクが独立で入力速度に従属関係がある結合形式と,その逆に入力トルクが従属で入力速度が独立な結合形式があり,クラッチと遊星歯車を用いることで結合形式を切り替えることが可能で、さらにクラッチの制御によりその中間的な特性を持たせることも可能な動力結合機構を提案した.さらに小動力のアシストアクチュエータを追加することで,これら二つの動力結合形式を組合せた特性を有する動力結合機構も提案した.(2)制御系の提案と駆動実験(1)で提案した動力結合機構に対応した制御系として従来までに申請者等が提案した内部に仮想的な回転慣性系を有する制御系に基づく制御系と,新たに人間の意思をクランクの駆動速度の平均値から検出する平均速度制御方法と名づけた制御方法に基づく制御系を提案した.そしてブレーキとモータを用いて負荷を発生し提案した動力結合機構を有し人とアシストアクチュエータでこれを駆動する静止系上でパワーアシスト実験を行える基礎実験装置を製作し,提案した制御系を用いてこの実験装置上で駆動実験を行い提案した手法の有効性について検討した.(1)静止系に固定した歩行機械を模擬した装置を駆動することで,人の特性に合わせた最適な脚機構を総合する方法を確立することを目的とし,以下のことを行った.(1)クランク駆動実験および各関節トルクの測定実験等の人間の駆動特性を把握する実験に基づき,クランク駆動に着目した人の上肢の力学特性を表現する力学モデルについて検討を加えた.(2)コンピュータ内の仮想的な脚機構の特性を,16年度に用いた基礎実験装置の負荷用のブレーキ・モータを用いて実現する制御方法について検討を加えた.(3)人の疲労状態の評価方法および負荷と疲労の関係について実験的検討を加えた.(4)(3)で検討した疲労の評価方法および出力運動を評価関数とし,強化学習法を用いて機構寸法を変化させることで最適な機構を総合する方法について検討を加えた.(2)人の慣れ,疲労に対応したパワーアシスト法を確立するために以下のことを行った.(1)基礎実験装置を用いた駆動実験を行い,筋電位計,心拍数計等の人に直接取り付ける情報,駆動速度・トルク等の駆動装置から得られる情報およびアンケートによる情報を比較し,それらの相互関係について検討を加えた.そして,その結果から人にセンサを直接取り付けることなく把握できる情報から人の慣れ・疲労を把握する方法について検討した.(2)パワーアシストモードを人の慣れ・疲労に対応させて変化させられるパワーアシスト制御方法を実現するために,予め特別な学習の為の運動を行うことなく逐次学習の行える強化学習法を用いた制御系について検討した.人のインターフェースと操作される機械とを同時に協調させて設計すること(人と機械の協調設計)により,人の意思通りの駆動を実現する高効率なパワーアシスト駆動系を有する歩行椅子を実現することを目的として,以下の研究を行った.(1)歩行椅子の脚機構の設計昨年度検討した,コンピュータ内で仮想的に脚機構の特性を実現するシミュレータにより計算された脚機構を駆動するために必要な負荷トルクを,アクチュエータを用いて仮想的に作り出し,これを人が駆動する実験を行い,人の疲労状態,出力運動の精度について検討した.また,強化学習法を用いて逐次脚機構の寸法を変化させ最適な脚機構を総合する方法を用いた歩行椅子の脚機構の設計方法について検討した.(2)歩行椅子に搭載するパワーアシスト駆動系の設計利用者の個人的な肉体的特性や疲労による力・運動特性の変化に対応して,利用者に過度の労力を必要としない範囲で,最も効率良く(アシストアクチュエータの消費エネルギーを最も少なくする)パワーアシスト駆動系について検討した.制御方法としては,昨年度まで検討してきたパワーアシストモードを状況に応じて変化させる制御方法を用いた.また,歩行椅子用のパワーアシスト駆動機構として,歩行椅子に搭載可能なコンパクトで単純な機構から構成される駆動機構の設計について検討した.(3)歩行椅子の設計これらの設計結果に基づく,脚機構およびパワーアシスト駆動系を有する歩行椅子の設計について検討した.
離島小学生を対象にした理科・技術への興味を抱かせるための取り組み

研究目的多くの高専において“ものづくり教育"“地域貢献"が目標として掲げられており、筆者もその取り組みの一環として高専ロボコン出場ロボットを用いた出前授業(以下、出前授業)を実施してきた。しかし薩南諸島を抱える鹿児島県は県域が南北600kmにも及び、多くの交通不便地域が存在しているため、鹿児島市周辺地域以外では、ものづくり教育を受ける機会が極端に少ないのが実情である。交通不便地域の中でも特に科学技術に関する催しに参加する機会が少ない離島地域での実施に向けて検討する必要があるが、離島小学校や自治体の意識調査や出前授業等の実施事例のデータが不足している。本研究は離島地域の児童・生徒に対し体験的なものづくり学習の機会を提供し、創造力を育むための継続的なものづくり教育の土壌の醸成を目的とする。研究方法●訪問先:知名町立下平川小学校和泊町立大城小学校・和泊小学校(いずれも鹿児島県沖永良部島)●日時:平成28年3月2日6日移動の船中泊を含め4泊5日●人員:本校教職員2名ロボコン参加学生16名●交通手段:フェリー島内はレンタカー●出前授業実施概要:1)鹿児島高専およびメカトロニクス研究部の紹介2)2015ロボコンルール説明3)ロボットの紹介4)試合形式でのデモ5)質疑応答6)ミニロボット操縦体験※出前授業終了後、児童生徒および教諭にアンケートを実施する。アンケートは無記名とし個人が特定できないよう配慮した。結果・児童から「ものづくりに興味がわいた」「ロボットを作るエンジニアになりたい」「家にある身近な機械の仕組みを調べてみようと思った」等の感想を得られた。・訪問先の先生方からは「5・6年生においては進路を考える良い機会となった」等の感想を得られた。・受講後の児童の授業への取り組み方などの変化については追跡調査の必要がある。・本出前授業を通じて講師を務めた本校の学生のプレゼン能力、イベント運営能力が高まった。
風変わりなブルー銅タンパク質の構造生物無機化学

Arg-BCPについて、N末Hisタグの後ろにSUMOタグを付加したコンストラクトを構築したところ可溶性タンパク質として発現できたので、結晶化可能な程度にまで精製をすすめ、UV-visスペクトル等のデータを取得した。しかしながら、本研究計画提出直後に、別のグループによってArg-BCPの構造が報告されてしまったため(Hosseinzadeh et al. JACS, 2016)、これ以上の研究遂行を断念した。CinAの大腸菌での大量発現系を構築し、微結晶も得られたが、500 mg/mLという極めて高濃度サンプルが必要であり、結晶素性の改善が困難であった。そこで可溶性を下げる目的と、結晶内での分子接触面積を大きくし結晶化を促進する目的で、マルトース結合タンパク質(MBP)タグをC末端に付加したコンストラクトをあらたに作製した。ところがこのサンプルを用いて結晶化をおこなっても結晶素性の改善には至らなかった。次に、N末端にMBPタグを付加し、さらにフレキシブルな領域を除いたコンストラクトを作製した。このコンストラクトも高純度での精製ができたので、現在結晶化に取り組んでいる。Tan-BCPは膜貫通へリックスを有するが、本研究はBCPドメインに着目するため、まずは、可溶性のタンデムBCPドメインのみを発現・精製した。Arg-BCPと同様にSUMOタグを付加することにより、可溶性タンパク質としての発現を試みたところ、発現量は少ないが、発現自体は確認できた。今後、精製条件や結晶化条件を検討する予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
結晶シリコンソーラーセルの水蒸気熱処理による特性改善機構の解明

アモルファスシリコンp-i-n型ソーラーセルに対して水蒸気熱処理を適用し、変換効率が向上する条件を見出した。特に、初期特性の悪いソーラーセルに大きな改善が見られた。マイクロ波吸収測定を用いたシリコン基板の少数キャリア実効ライフタイム評価技術を構築した。異なる波長の励起光を用いることにより、シリコン基板への光侵入長の違いによりキャリア生成場所を変調し、少数キャリア再結合サイトの空間分布、密度に関する情報を得た。本手法は半導体デバイスの品質評価、特に作製プロセス中モニタリングへの応用が期待できる。本研究は水蒸気熱処理技術を用いてソーラーセル素子内の欠陥を効率よく低減し、高い光・電力変換効率を安定して実現する低コストなプロセス技術の研究・開発を目的とする。実効少数キャリアライフタイムの測定評価・解析を目的として開発したマイクロ波吸収測定装置に、精密XYステージを取り付ける等の改造を施した。これを受け、大面積シリコン基板の面内ライフタイム分布の精密測定が可能になるとともに、測定の効率化が図られた。新装置を用いて、単結晶シリコン基板に対するプラズマ・プロセスに伴うキャリア再結合欠陥の生成およびマイクロ波アニーリングによる生成された欠陥の回復について詳細な検討を行った。本研究の成果はThe19th International Workshop on Active Matrix Flat Panel Displays and Devicesで報告した。さらに、Jpn. J. Appl. Phys誌に原著論文が掲載された。水蒸気熱処理がアモルファスシリコンソーラーセルの光・電力効率の改善に有効であることを見出した。アモルファスシリコンソーラーセルには欠陥が多く光誘起キャリアの再結合を誘発する問題があり、安価で簡便な効率改善技術が期待される。本研究の成果はJournal of Non-Crystalline Solids誌に掲載された。前年度までの研究計画に則り構築した最大8インチのシリコン基板全体の実効少数キャリアライフタイムτeffを測定し得るマイクロ波吸収測定システムを用いて、シリコン基板表面のパッシベーション効果を精密評価した。光キャリアの励起には635nmと980nmの半導体レーザ光源を用いた。多波長光源を利用してτeffを測定することにより、励起光波長による光侵入長の違いを利用して試料内の光キャリアの発生場所に違いを生じさせ、シリコン中欠陥の量と分布の解析を可能とした。多波長光照射時のマイクロ波吸収データから得られたτeffを解析して、バルクライフタイム及び表面再結合速度の算定が可能になった。本手法を用いて、これまで酸素ラジカル照射と水蒸気熱処理を組み合わせた極薄膜、水蒸気熱処理を施したSiO蒸着膜などのシリコン表面パッシベーション効果について評価した。さらに、最終年度はシリコン基板に注入した不純物のマイクロ波加熱による活性化について評価した。イオン注入直後のシリコン基板のτeffは635nm光照射時1.4μs、980nm光照射時13μsとなり、両者に差が生じた。これは980nm光照射時に基板奥深くで発生したキャリアがシリコン表面に拡散して消滅することを示している。即ちシリコン結晶バルクは欠陥が少なく良質であり、表面に高密度の再結合欠陥が局在することがわかる。一方、熱処理後のτeffは100μsに増加し、且つ635nmと980nmの照射光波長に依らなかった。この結果はシリコン表面の再結合欠陥がマイクロ波加熱により回復したことを示している。これらの結果は、マイクロ波吸収測定がシリコン表面のパッシベーション状態の精密評価のみならず、pn接合の評価にも有用であることを示している。本研究により得られた成果はJpn. J. Appl. Phys誌など原著論文7件にまとめ、国際会議発表11件を行った。水蒸気熱処理技術を用いて結晶性シリコンソーラーセル素子内に存在する欠陥を効率よく低減し、高い光・電力変換効率を安定して低コストに実現するプロセス技術を開発することを目的とし、平成23年度はシリコン基板に対する水蒸気熱処理前後の少数キャリア実効ライフタイムの精密測定技術の確立、並びにシリコン表面パッシベーションプロセス技術について主に検討した。我々が開発した試料に光照射しつつマイクロ波フリーキャリア吸収測定を行い、試料の少数キャリア実効ライフタイムを評価する装置に、新たに精密XYステージを導入して6インチ試料の評価を可能とした。また、水蒸気熱処理による欠陥低減がソーラーセルのどこに効いているのかを、少数キャリア実効ライフタイムを基準として定量的に解析することを目的として照射光光源の多色化を実現した。試料への光侵入長の変調により、シリコン基板表面、およびバルク中の少数キャリア再結合を詳細に調べることが可能となった。これらの装置改造に伴う研究成果は、平成24年春季応用物理学関係連合講演会等で発表した。また、結晶性シリコンソーラーセルの特性に重要な影響を与えるシリコン基板表面のパッシベーション状態について知見を得ることを目的とし、アモルファスシリコン膜成膜、リモートプラズマ酸化、アルミナ膜成膜をそれぞれ施したシリコン基板に対して、水蒸気熱処理を適用することによる表面パッシベーション状態の変化について検討した。これらの研究成果は18th International Workshop on Active Matrix Flat Panel Displays等で発表した。

さらに、多結晶シリコンソーラーセルに対して水蒸気熱処理技術を適用し、変換効率の向上を見出した。平成24年度以降は水蒸気熱処理によるソーラーセル欠陥低減メカニズムの解明に向け、さらなる検討を進める。今年度の研究計画に沿っておおむね順調に進展している。平成23年度に光照射マイクロ波吸収測定装置への精密XYステージ取り付け等の改造を実施した。その結果、大面積シリコン基板の一括評価が可能になり、実効少数キャリアライフタイムの測定・解析の効率化が図られた。さらに、当初計画では平成25年度に実施予定であったアモルファスシリコンソーラーセルへの水蒸気熱処理を前倒して今年度実施した。その結果、単結晶・多結晶シリコンソーラーセルと同様に、水蒸気熱処理がアモルファスシリコンソーラーセルの変換効率改善に対しても有効であることを見出した。研究計画に沿っておおむね順調に進展している。単結晶シリコン基板を用いたパッシベーション膜の形成および光照射マイクロ波吸収測定装置を用いた少数キャリア実効ライフタイムの解析は同装置の改造に伴う精度・実験効率の向上等により、平成23年度実施計画を上回る進捗を得ている。pn接合を形成したシリコン基板に対する水蒸気熱処理の適用についても実施計画に沿った検討を着実に進めているが、現時点では具体的な研究実績にまで結実していない。平成24年度に継続してシリコン基板表面のパッシベーションに関する検討を行う。単結晶シリコン基板上に形成したアモルファスシリコン膜、リモートプラズマ酸化膜、アルミナ薄膜に対して水蒸気熱処理を施し、表面パッシベーション状態の変化を観測する。さらに、水蒸気熱処理条件と暗状態および光照射下の電気特性との関連について評価する。これらの結果を基に、水蒸気熱処理によるシリコン基板およびパッシベーション膜の欠陥低減メカニズムに迫るとともに、キャリア再結合を低減する最適条件を見出す。さらに、シリコン基板面内での少数キャリア実効ライフタイム、表面再結合速度の分布を評価し、プロセス技術としての可能性について検討する。単結晶シリコン基板上にアモルファスシリコン膜、リモートプラズマ酸化膜、アルミナ膜をそれぞれ形成した後、水蒸気熱処理を施すことによってシリコン基板表面のパッシベーションを実現するプロセスについて、平成23年度に改良したマイクロ波フリーキャリア吸収測定装置を用いて詳細な解析評価を実施する。さらに、水蒸気熱処理条件と暗状態および光照射下の電気特性の関係について評価する。これらの結果を基に、水蒸気熱処理による欠陥低減メカニズムに迫るとともに、キャリア再結合を低減する最適条件を見出す。
共役ポリマー/カーボンナノチューブ複合体の光電変換特性

カーボンナノチューブはその特異な電子構造から様々な材料への応用が期待されている。しかし、カーボンナノチューブはバンドル化しやすく、種々の溶媒に対するその溶解性の低さが材料として利用する上で大きな問題となっている。そこで、本申請者は共役ポリマーであるポリチオフェン誘導体を可溶化剤としてカーボンナノチューブの有機溶媒への可溶化を行なった。このとき、本申請者は高速振動粉砕法によりポリチオフェン誘導体とカーボンナノチューブを固体のまま混合することで可溶化を試みた。これまでに、高速振動粉砕法は"簡便に"、"短時間で"、しかも"高濃度で"カーボンナノチューブを水溶化できることを報告していたが、今回、クロロホルム、1-メチル-2-ピロリドン(NMP)、およびN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)などの有機溶媒にも適用できることが示された。透過型電子顕微鏡の写真から、ポリチオフェンはカーボンナノチューブの表面に巻きついていることが明らかとなった。また、可視-紫外吸収スペクトルの結果から、500650nmに新しい吸収が確認され、ポリチオフェンの有効共役長が伸張していることが明らかとなった。この原因は、比較的剛直で一次元方向に伸びたカーボンナノチューブ表面で、ポリチオフェンの構造が立体的に規制されたことによると考えられる。この共役ポリマーの立体構造の規制は、光電機能や導電特性が種々変化するものと予測され大変興味深い結果である。
ヨーロッパ共同体の職業教育・訓練政策とイギリスの職業資格制度の対応

平成68年度の研究によって得られた新しい知見は、以下の通りである。1ヨーロッパ統合の拡大と深化に伴ない、欧州共同体内の職業教育・訓練には、集中化(コンヴァージェンス)と分岐化(ダイヴァージェンス)との相反する傾向が出てきている。欧州共同体による超国家的法制と補完成(サブシディアリティ)の原理との矛盾とみることもできる。その意味で、介入主義者と規制緩和主義者との間の緊張も高まってきている。2欧州共同体内には産業関係(Industrial Relation)を規制する法制には、3つのタイプの伝統が存続している。ローマン・ゲルマン的、アングロ・アイリッシュ的、およびノルディック的の3種類であり、これらが職業教育・訓練のあり方にも影響を与えている。3集中化を求める要因としては、超国家的法制、多国籍企業の役割、組織的・技術的変化の職業への影響、各国における職業教育・訓練政策の相互借用等があげられる。4欧州共同体における職業教育・訓練制度へのプレッシャーとニーズについて、イギリスのピーター・スコットとマイクル・ケルハ-は、その主要なものとして、次の4つをあげている。(1)職業教育・訓練の絶対量を増やすこと。養成・現職の両段階においてそうすること。(2)職業的能力と職業資格の平均的水準を高めること。(3)職業教育・訓練制度の効率と質を保証する手続の簡素化と向上をはかる。(4)職業教育・訓練制度の柔軟性を高め、産業界のニーズと関連づけ、職業教育・訓練の魅力を高めること平成68年度の研究によって得られた新しい知見は、以下の通りである。(4)職業教育・訓練制度の柔軟性を高め、産業界のニーズと関連づけ、職業教育・訓練の魅力を高めること平成6年度の研究によって得られた新しい知見は、以下の通りである。1.EEC,EC及びEU(欧州連合)の職業資格、職業訓練に関する政策2.イギリスにおける職業教育・訓練及び職業資格制度の改革(1)イギリスではロンドン市同業組合協会ほか多数の試験団体が様々な職業資格試験を実施してきたが、1986年に全国職業資格協議会(NCVQ)を設置し、第1レベルから第5レベルまでの5層構造から成る職業資格制度に再編成と構造化をはかりつつある。認定された資格は全国職業資格(NVQ)として表わされる。(2)1992年には職業資格とナショナル・カリキュラムの橋渡しをする一般的全国職業資格(GNVQ)が新たに導入された。NVQもGNVQも、共にモジュール制(ユニット・クレジット制)を採用している。平成7年度の研究によって得られた新しい知見は、以下の通りである。(1)欧州委員会(European Commission)は、「成長、競争力、雇用-21世紀に向けての挑戦と進路-」(1994年)と題する白書の中で、欧州連合の国際競争力を強化するためには、職業教育・訓練制度も新しい国際環境に適応させることが必要なこと、そのためには欧州連合のレベルで、次の3つのことを行なうべきことを提言している。1)教育・訓練にヨーロッパ的次元を一層強化すること。教育・訓練の質を向上させるために、加盟各国での優れた実践や情報についての交流を深め、共同プロジェクトを開発し、職業資格の透明性(transparency)や相互承認を促進し、教育・訓練にかかわる教師、学生、その他の人々の相互交流を促進する。2)継続的な教育・訓練及びそのための教育・訓練クレジット(ヴァウチャー)の施策と労働時間のフレキシブル化と短縮の施策とを結びつける中長期的措置を講じるための政治的フレームワークをつくり上げること。3)職業教育・訓練に関する施策や政策にとっての基本的要請と長期的目的を明確にすること。「ヨーロッパ教育年」を設けるのも一案である。2イギリスの対応(1)イギリスのウェールズ合同教育委員会(WJEC)は、1992年以来、スペイン、フランス、ドイツとの間に、ヨーロッパにおける職業資格比較への新しい共同プロジェクトを発足させた。(2)これは自動車工業の分野における地域レベルでの職業能力、技能等の比較である。平成8年度の研究によって得られた新しい知見は、以下の通りである。

1ヨーロッパ統合の拡大と深化に伴ない、欧州共同体内の職業教育・訓練には、集中化(コンヴァージェンス)と分岐化(グイヴァージェンス)との相反する傾向が出てきている。欧州共同体による超国家的法制と補完成(サブシディアリティ)の原理との矛盾とみることができる。その意味で、介入主義者と規制緩和主義者との間の緊張も高まってきている。2欧州共同体内には産業関係(Industrial Relation)を規制する法制には、3つのタイプの伝統が存続している。ローマン・ゲルマン的、アングロ・アイリッシュ的、およびノルディック的の3種類であり、これらが職業教育・訓練のあり方にも影響を与えている。3集中化を求める要因としては、超国家的法制、多国籍企業の役割、組織的・技術的変化の職業への影響、各国における職業教育・訓練政策の相互借用等があげられる。4欧州共同体における職業教育・訓練制度へのプレッシャーとニーズについて、イギリスのピーター・スコットとマイクル・ケルハ-は、その主要なものとして、次の4つをあげている。(1)職業教育・訓練の絶対量を増やすこと。養成・現職の両段階においてそうすること。(2)職業的能力と職業資格の平均的水準を高めること。(3)職業教育・訓練制度の効率と質を保証する手続の簡素化と向上をはかる。(4)職業教育・訓練制度の柔軟性を高め、産業界のニーズと関連づけ、職業教育・訓練の魅力を高めること
分子三脚の自己組織化に基づく秩序配列単分子膜の開発

1)分子三脚-フェロセン連結体の合成とその単分子膜アダマンタンの3個の橋頭位炭素にCH_2SH基を結合した分子三脚の上部に、長さの異なるオリゴ(フェニレンエチニレン)リンカーを介してフェロセンを連結した分子を合成し、それぞれの自己組織化単分子膜をAu(111)面上に作製して電気化学的手法により特性を解析した。その結果、フェロセンユニットの表面密度はリンカーの長さによらず一定に保たれることが示された。これにより、アダマンタン炭素骨格の剛直性とリンカーの硬い棒状構造により、長いリンカーを用いた場合でもフェロセンユニットを一定間隔で強固に固定できることが明らかとなった。また、膜上のフェロセンユニット間の相互作用はリンカーの長さによらずほぼゼロであり、各ユニットの独立性が保持できることから、これらの連結体は分子メモリーの構成要素として有用であることが示された。2)占有面積拡張型分子三脚の合成とその単分子膜アダマンタン分子三脚の3つの脚のそれぞれに2個のメチル基を結合した、新しい三脚形トリチオールの合成に成功した。この三脚では6個のメチル基が分子の周囲に張り出しているため、単分子膜を形成した際に分子占有面積が増大し、その結果隣接分子間距離は広くなる。実際に単分子膜を作製して電気化学測定を行った結果、膜上の分子間距離はメチル基を持たない場合に8.7Åであるのに対して10.9Åに広がることが確認できた。これにより、大きなサイズの機能分子を三脚上に結合して各分子を孤立した状態で単分子膜を形成できることが示された。1)Au基板上におけるアダマンタン分子三脚の単分子膜の精密解析アダマンタンの3個の橋頭位炭素にCH_2SH基を結合した分子三脚のAu(111)表面における単分子膜について、超高真空STMによる分子配列の精密解析を行い膜状の配列パターンを明らかにした。2)三脚分子上部への芳香環の導入上述の分子三脚のアダマンタン骨格の第4の橋頭位に、p-ヨードフェニル基を結合した分子を良好な収率で合成した。遷移金属触媒を用いたクロスカップリング反応により、この分子の上部のフェニル基に様々なπ共役機能分子ユニットを効率的に結合することが可能であり、この手法で広範囲の分子三脚一機能ユニット連結系が合成可能となった。3)分子三脚-フェロセン連結分子の合成とその単分子膜の作製および評価上記の手法でアダマンタン分子三脚とフェロセンを、フェニレンエチニレン基を介して連結した分子を園頭カップリング反応により合成した。Au(111)面上にこの分子の単分子膜を作製し、その特性を分光学的および電気化学的な手法により分析した。まず、反射IRスペクトルおよびXPS分析により、分子中の3個のSH基がすべてAuと結合しており、三脚分子が基板に3点結合により吸着していることが確認できた。また、膜上のフェロセンの酸化還元挙動を調べるため、膜を形成したAu基板を作用電極とするサイクリックボルタンメトリーを行った結果、つぎの2点が明らかとなった。(i)フェロセンユニットの表面密度は、直鎖アルカンチオールの自己組織化単分子膜の1/3という高密度である。(ii)フェロセンユニット間の間隔がアンカーである三脚の分子サイズの効果のため広がり、分子間の相互作用はほとんど無視できるほど小さい。以上の結果、分子三脚をアンカーとして使用することにより、機能π共役分子ユニットを互いに孤立した状態で高密度に配置して単分子膜を作製できることが示された。

1)分子伸張型分子三脚-フェロセン連結体の合成と単分子膜の作製18年度に合成したアダマンタン分子三脚-フェロセン連結体のリンカーであるフェニレンエチニレン基を伸張して,ビス(フェニレンエチニレン)およびトリス(フェニレンエチニレン)リンカーによる分子伸張型連結体を合成した。それぞれの自己組織化単分子膜をAu(111)面上に作製し,その特性をサイクリックボルタンメトリーにより解析した。その結果,フェロセンユニットの表面密度はリンカーの伸張にかかわらず一定に保たれることが示された。これにより,アダマンタン炭素骨格の剛直性とオリゴ(フェニレンエチニレン)リンカーの硬い棒状構造により,長いリンカーを用いた場合でもフェロセンユニットを一定間隔で強固に固定できることが明らかとなった。また,膜上のフェロセンユニット間の相互作用はリンカーの伸張によらずほぼゼロであり,各ユニットの独立性が保持できることから,これらは分子メモリーの構成要素として有用であることが示された。2)占有面積拡張型分子三脚の合成と単分子膜の作製アダマンタン分子三脚の3つの脚のそれぞれに2個のメチル基を結合した,新しい三脚形トリチオールの合成に成功した。この三脚では,6個のメチル基が分子の周囲に張り出しているため単分子膜を形成した際に分子占有面積が増大し,その結果隣接分子間距離は広くなる。実際に単分子膜を作製して電気化学測定を行った結果,膜上の分子間距離はメチル基を持たない場合に8.7Aであるのに対して10.9Aに広がることが確認できた。これにより,大きなサイズの機能分子を三脚上に結合して各分子を孤立した状態で単分子膜を形成できることが示された。
部分構造反復法による3次元ストークス問題ソルバーの開発と実装

ストークス問題では,滑り境界条件を課す場合があり,解は剛体回転の自由度と圧力の不定性自由度を含む.この自由度を取り除くために線形拘束を用いるが,これは関数空間の制約として取り扱う.全節点自由度の空間からの制限を実現する正射影によりアルゴリズムを構成することができる.有限要素剛性行列は全節点に自由度を持つ有限要素基底を用いて生成することができ,手続きが簡単である.この行列自身の正則性は考える必要がなく,線形拘束をみたす制約付き空間の上での正則性,すなわち正射影を行列の両辺に作用させたものの正則性を議論することで十分であり,これは有限要素解の一意性から自然に導かれる.得られた連立一次方程式は正射影付きクリロフ部分空間法(特に共役勾配法)を用いて解くことができる.行列・ベクトル積とベクトル加減算に正射影を付加するプログラム実装を行うことで,数値誤差の蓄積を防ぎ,制約付き空間のなかでクリロフ部分空間法を実行することができる.部分構造反復法では部分領域内部の自由度を消去し,内部境界上の自由度の方程式に変換する.このためには部分領域での係数行列の成分を知る必要があるが,正射影を伴う有限要素方程式では,成分の値を陽に得ることは難しい.正射影作用素を領域分割に対応して分割することで,有限要素方程式に対する汎用的な部分構造反復法を構成した.各部分領域で,領域毎に線形拘束を課すことで,行列成分を陽に必要とする問題を回避できるが,過剰な制約となってしまうため,全体領域で拘束条件の自由度に対応する問題を付加する.これにより内部境界上での問題の正則性が保たれることがわかった.この手法によるストークス方程式の部分構造反復法に,弾性体問題に対して優れた収束特性をもつバランシング前処理(BDD法)を導入した.BDD法はPavarin-Widlund[2002]によって圧力に不連続要素を用いるQ2/QO要素の有限要素近似に拡張されているが,圧力に連続要素を用いるP1/P1安定化近似に対してアルゴリズムを構築した.ストークス問題では,滑り境界条件を課す場合があり,解は剛体回転の自由度と圧力の不定性自由度を含む.この自由度を取り除くために線形拘束を用いるが,これは関数空間の制約として取り扱う.全節点自由度の空間からの制限を実現する正射影によりアルゴリズムを構成することができる.有限要素剛性行列は全節点に自由度を持つ有限要素基底をもちいて生成することができ,手続きが簡単である.この行列自身の正則性は考える必要がなく,線形拘束をみたす制約付き空間の上での正則性,すなわち正射影を行列の両辺に作用させたものの正則性を議論することで十分であり,これは有限要素解の一意性から自然に導かれる.得られた連立一次方程式は正射影付きクリロフ部分空間法(特に共役勾配法)を用いて解くことができる.行列・ベクトル積とベクトル加減算に正射影を付加するプログラム実装を行うことで,数値誤差の蓄積を防ぎ,制約付き空間のなかでクリロフ部分空間法を実行することができる.このアルゴリズムと合同な部分領域への分割を利用した領域分割法を組み合わせることにより,共有メモリー型の並列計算機やベクトル計算機に適したコードを開発することができた.しかし,この手法は分散メモリー型の並列計算機には向かないため,部分構造反復法の開発を開始した.部分構造反復法では部分領域内部の自由度を消去し,内部境界上の自由度の方程式に変換する.このためには部分領域での係数行列の成分を知る必要があるが,正射影を伴う有限要素方程式では,成分の値を陽に得ることは難しい.正射影作用素を領域分割に対応して分割することで,有限要素方程式に対する汎用的な部分構造反復法を構成した.各部分領域で,領域毎に線形拘束を課すことで,行列成分を陽に必要とする問題を回避できるが,過剰な制約となってしまうため,全体領域で拘束条件の自由度に対応する問題を付加する.これにより内部境界上での問題の正則性が保たれることがわかった.ストークス問題では,滑り境界条件を課す場合があり,解は剛体回転の自由度と圧力の不定性自由度を含む.この自由度を取り除くために線形拘束を用いるが,これは関数空間の制約として取り扱う.全節点自由度の空間からの制限を実現する正射影によりアルゴリズムを構成することができる.有限要素剛性行列は全節点に自由度を持つ有限要素基底を用いて生成することができ,手続きが簡単である.この行列自身の正則性は考える必要がなく,線形拘束をみたす制約付き空間の上での正則性,すなわち正射影を行列の両辺に作用させたものの正則性を議論することで十分であり,これは有限要素解の一意性から自然に導かれる.得られた連立一次方程式は正射影付きクリロフ部分空間法(特に共役勾配法)を用いて解くことができる.行列・ベクトル積とベクトル加減算に正射影を付加するプログラム実装を行うことで,数値誤差の蓄積を防ぎ,制約付き空間のなかでクリロフ部分空間法を実行することができる.部分構造反復法では部分領域内部の自由度を消去し,内部境界上の自由度の方程式に変換する.このためには部分領域での係数行列の成分を知る必要があるが,正射影を伴う有限要素方程式では,成分の値を陽に得ることは難しい.正射影作用素を領域分割に対応して分割することで,有限要素方程式に対する汎用的な部分構造反復法を構成した.

各部分領域で,領域毎に線形拘束を課すことで,行列成分を陽に必要とする問題を回避できるが,過剰な制約となってしまうため,全体領域で拘束条件の自由度に対応する問題を付加する.これにより内部境界上での問題の正則性が保たれることがわかった.この手法によるストークス方程式の部分構造反復法に,弾性体問題に対して優れた収束特性をもつバランシング前処理(BDD法)を導入した.BDD法はPavarin-Widlund[2002]によって圧力に不連続要素を用いるQ2/QO要素の有限要素近似に拡張されているが,圧力に連続要素を用いるP1/P1安定化近似に対してアルゴリズムを構築した.
生合成酵素を用いたテルペノイドの酵素的全合成とゲノム科学的新奇生合成遺伝子の探索

前年度の研究により10種類以上の組換え酵素を組み合わせたテルペノイドの試験管内合成系を確立し、単純な出発原料から生理活性テルペノイドの全合成に成功していた。ゲノム情報が公開されたシダ植物S.moellendorffiiのゲノム中に見出された新奇ジテルペン環化酵素に関して機能解析を行った。この遺伝子をcDNAライブラリーからクローニングし、大腸菌を用いて組換え酵素の生産と精製を行った。得られた組換え酵素をテルペノイド試験管内合成系に加え、環化反応生成物の合成を行った。酵素反応生成物をGC-MSで分析したところ、目的化合物の合成が確認された。酵素合成の出発原料に完全^<13>C標識化合物を用いることで生成物の炭素を全て^<13>Cで標識化しNMRによる測定感度の向上を試みた。酵素合成系の出発原料に完全^<13>C標識メバロン酸を用いて約1mgの酵素反応生成物を調製した(収率約26%)。この完全13C標識生成物を^<13>C-NMRを基本とする各種NMR解析に供した。同種核2次元NMRの^<13>C-^<13>C COSY測定を行い、隣接する炭素同士の結合を直接クロスピークから読み取ることで、平面構造の大部分を決定した。ピークが重なり解析が困難だった部分に関しては、3次元NMRによってピークを分離し、解析を行った。その結果、生成物をミルティラジエンであると決定した。さらに、糸状菌に特異的に分布しているキメラ型ジテルペン環化酵素の機能解析にも取り組んだ。機能未知遺伝子をクローニングし、ミルティラジエン合成酵素と同様に解析を行ったところ、化合物の平面構造の決定に成功し、新規化合物であることが判明した。遺伝子の構造が異なる二種類生合成酵素の機能解析にも成功し、酵素合成系と安定同位体標識化、多次元NMRを組合せた本手法はテルペノイド生合成酵素機能解析法として非常に強力である事を示した。テルペノイドは天然における一大化合物群の一つで、ホルモンや抗生物質などの重要な生理活性を持った化合物が多く含まれる。本研究では、組換え生合成酵素、補欠因子、出発原料からなるテルペノイドの試験管内合成系を確立し、安定同位体標識化とNMR分析を組み合わせた解析法による生合成研究モデルの確立を目的とした。本年度は生理活性テルペノイドの試験管内合成系のモデルとして、植物ホルモンの一種ジベレリンA_4(GA_4)の酵素的全合成を行った。テルペノイド生合成の初期経路であるメバロン酸経路に関与する9種類の遺伝子を、複数の微生物に由来するcDNAライブラリーからクローニングし、大腸菌を用いて発現と精製を行った。同様に、GA_4生合成特異的な酵素遺伝子を複数の植物種から取得し、大腸菌と酵母を用いて組換え酵素の生産を行った。生細胞内における生合成反応を模倣して、一連の合成反応を二本の試験管に分け、三段階の反応を試みた。まず、前半の合成段階を行った試験管において、出発原料(酢酸)からGA生合成中間体の合成が確認された。次に後半の合成段階を行う反応液を新たに調製し、抽出した中間体を加え二段階で合成反応を行った。最終反応液を分析したところ中間生成物の蓄積を認めることなくGA_4の合成が確認された。さらに、生成物の確認を容易にするためにC^^13Cで標識された出発原料を用いたところ、骨格を形成する全ての炭素が標識された生成物も得ることができた。現在、新奇テルペノイド生合成酵素遺伝子を有することが期待される複数の生物種から遺伝子のクローニングを行い、酵素合成系、C^^13C標識化とNMR分析法を組み合わせ、新奇テルペノイドの構造解析に取り組んでいる。機能

未知遺伝子をクローニングし、ミルティラジエン合成酵素と同様に解析を行ったところ、化合物の平面構造の決定に成功し、新規化合物であることが判明した。遺伝子の構造が異なる二種類生合成酵素の機能解析にも成功し、酵素合成系と安定同位体標識化、多次元NMRを組合せた本手法はテルペノイド生合成酵素機能解析法として非常に強力である事を示した。
統合失調症スペクトラム障害における概日リズム特性と社会機能障害の検討

統合失調症および統合失調感情障害(統合失調症スペクトラム障害)では、概日リズム睡眠覚醒障害(Circadian rhythm sleep-wake disorder:CRSWD)がしばしば併存すると考えられている。しかしCRSWDの併存率や、併存による社会機能の低下との関連は明らかではなく、また併存した場合の治療法も確立されていない。本研究では統合失調症スペクトラム障害患者におけるCRSWDの有病率調査を行い、CRSWDが社会機能に与える影響について検討する。さらにCRSWDが併存していた患者を対象に、高照度光療法を用いたランダム化クロスオーバー比較試験を行い、その治療効果について検討する。
証券市場における職業会計人(CPA)の法的責任に関する理論的・実証的研究

(1)公認会計士(CPA)は、本来、一定の契約に基づいたサービスの提供における債務不履行(契約違反)や、当該サービス上の瑕疵(不法行為)に起因して、常に損害賠償訴訟を提起されるリスクにさらされている。特に訴訟社会といわれるアメリカにおいては、その生来的特徴が顕著に現れており、「平和な環境」に慣らされた我国会計士業界とは大きな差がある。しかしながら、最近になって、日米構造協議で職業会計士市場の解放問題が採り挙げられたり、商法改正によって監査人の法的責任が追求される土壌が整備されたことに伴い、我国のCPAにも「訴訟の嵐」に巻き込まれる前提条件が備わってきた。そして、ボーダーレス化した資金調達のより一層の促進と、それに伴う監査報告書の国内指向から国際的流布によって、国外株主からの我国監査人の責任追求も容易となった。(2)以上のような視点から、現在まで研究を行なってきたが、特にCPA訴訟ではかなり先を行くアメリカの判例を採り挙げて研究した。その中で、アメリカの会計事務所はその損害賠償負担能力の相対的大きさ(ディープ・ポケット)によって、被損当事者(原告)の標的にされてきた事実があった。しかし、いかんせんアメリカにおいて、判例として顕在化するケースはCPA訴訟のなかでも半数に満たず、その半数以上が和解等の裁判外の手続によって解消されている点を重視し、特に平成5年度分については、前段階として検証してきたコモン・ロ-責任を前提に、職業会計士がどのような訴訟戦略を採り得るのかについて検証した。(3)具体的には、コモン・ロ-と監査論上の争点という両専門分野における知識に基づき、アメリカにおいて社外監査人に賦課されてきた法的責任の流れを把握し、被告となり得る会計事務所にとって有効な訴訟戦略-和解と訴訟のいずれを選好するかの意志決定プロセス-について、確率・機会コスト・期待値を構成要素とする「意思決定ツリーモデル」を用いて明らかにした。
不況の知覚が内集団の範囲を狭めて曖昧成員への攻撃を促進するプロセスの解明

近年、反グローバリズム的な風潮が世界的に見られ、それに伴う暴動が発生している地域もある。心理学領域の研究は、こうした現象の背後に、不況の知覚の影響があることを示唆している。しかしこれらの研究は、不況の知覚が内集団の範囲を狭める認知傾向を引き起こすという現象の「存在」を示すにとどまっており、そのプロセスおよび社会的帰結は明らかでない。そこで本研究では、不況の知覚が内集団の範囲を狭め、内集団成員か外集団成員か曖昧な人物への攻撃を促進するプロセスを解明する。これを解明し、各段階での介入方法を検討することで、昨今の反グローバリズム的風潮とそれに伴う暴動を改善・予防する糸口が得られることが期待される。
球面内の平坦トーラスに関する直径予想の研究

「3次元単位球面内に等長的にはめ込まれた平坦トーラスの外的直径は円周率πに等しいであろう」という直径予想について研究した.この予想を証明するには,「2次元単位球面上のある種の閉曲線対(c_1, c_2)について,c_1とc_2の自己交点数がともに奇数であれば,c_1とc_2は第2種の2重接触を持つであろう」という2重接触予想を証明すれば十分であることが知られており,本研究では,主に2重接触予想について研究した.その結果,もしc_1がnegative shellを含めば,2重接触予想は正しいことを証明した.1980年代後半,2次元単位球面上の閉曲線対から3次元単位球面内の平坦トーラスを構成する方法が研究代表者により開発された.この構成法を応用して,現在までに,3次元単位球面内の平坦トーラスに関する興味深い研究成果が数多く得られているが,クリフォードトーラスの剛性に関する問題をはじめとして重要な未解決問題も残されている.本研究では,3次元単位球面内の平坦トーラスに関する研究をさらに発展させるため,次の二つの研究を実施する.(研究A)3次元単位球面内の平坦トーラスの直径は円周率に等しいという「直径予想」に関する研究を推進し,この分野における重要な未解決問題である「クリフォードトーラスの剛性」に関する問題の解決を目指す.(研究B)3次元単位球面内の平坦トーラスについて得られている諸定理の高次元化の問題を研究するため,2次元複素射影空間内のラグランジュ平坦トーラスに関する研究を推進する.今年度は,直径予想について重点的に研究した.そのため,連携研究者との研究打合せを行うとともに,国内で開催された微分幾何学関連の研究集会に参加し,直径予想と密接に関連する2重接触予想を解決するための情報収集に努めるとともに,直径予想に関するこれまでの研究成果について講演を行い多くの研究者とこの問題について議論した.さらに,連携研究者と研究打合せを行い,得られた情報を共有するとともに,2重接触予想を解決するためのアイデアについて検討した.本研究を推進するための研究組織と研究設備を予定通り整えた.さらに,連携研究者との研究打合せ,情報収集のための研究集会への出席等もほぼ予定通り進行した.1980年代後半,2次元単位球面上の閉曲線対から3次元単位球面内の平坦トーラスを構成する方法が研究代表者により開発された.この構成法を応用して,現在までに,3次元単位球面内の平坦トーラスに関する興味深い研究成果が数多く得られているが,クリフォードトーラスの剛性に関する問題をはじめとして重要な未解決問題も残されている.本研究では,3次元単位球面内の平坦トーラスに関する研究をさらに発展させるため,次の二つの研究を実施する.(研究A)3次元単位球面内の平坦トーラスの直径は円周率に等しいという「直径予想」に関する研究を推進し,この分野における重要な未解決問題である「クリフォードトーラスの剛性」に関する問題の解決を目指す.(研究B)3次元単位球面内の平坦トーラスについて得られている諸定理の高次元化の問題を研究するため,2次元複素射影空間内のラグランジュ平坦トーラスに関する研究を推進する.今年度は,直径予想について重点的に研究した.そのため,連携研究者との研究打合せを行うとともに,国内で開催された微分幾何学関連の研究集会に参加し,直径予想と密接に関連する2重接触予想を解決するための情報収集に努めるとともに,多くの研究者とこの問題について議論した.さらに,連携研究者と研究打合せを行い,得られた情報を共有するとともに,2重接触予想を解決するためのアイデアについて検討したが,現時点では,完全解決には至っていない.問題解決のための情報収集や研究打合せは等は順調に進んでいるが,2重接触予想の完全解決には至っていない.1980年代後半,2次元単位球面上の閉曲線対から3次元単位球面内の平坦トーラスを構成する方法が研究代表者により開発された.この構成法を応用して,現在までに,3次元単位球面内の平坦トーラスに関する興味深い研究成果が数多く得られているが,クリフォードトーラスの剛性に関する問題をはじめとして重要な未解決問題も残されている.本研究では,3次元単位球面内の平坦トーラスに関する研究をさらに発展させるため,補助事業期間全体を通じて,次の二つの研究を実施した.(研究A)3次元単位球面内の平坦トーラスの直径は円周率に等しいという「直径予想」に関する研究を推進し,この分野における重要な未解決問題である「クリフォードトーラスの剛性」に関する問題の解決を目指す.(研究B)3次元単位球面内の平坦トーラスについて得られている諸定理の高次元化の問題を研究するため,2次元複素射影空間内のラグランジュ平坦トーラスに関する研究を推進する.今年度は,直径予想について重点的に研究した.具体的には,連携研究者との研究打合せを行うとともに,国内で開催された微分幾何学関連の研究集会に参加し,直径予想と密接に関連する2重接触予想を解決するための情報収集に努めるとともに,この予想に関する研究発表を行い,多くの研究者とこの問題について議論した.さらに,連携研究者と研究打合せを行い,得られた情報を共有するとともに,2重接触予想を解決するためのアイデアについて検討した.その結果,ある種の条件の下で,予想が解決できるであろうことが明らかになりつつあるが,現時点では,完全解決には至っていない.「3次元単位球面内に等長的にはめ込まれた平坦トーラスの外的直径は円周率πに等しいであろう」という直径予想について研究した.

この予想を証明するには,「2次元単位球面上のある種の閉曲線対(c_1, c_2)について,c_1とc_2の自己交点数がともに奇数であれば,c_1とc_2は第2種の2重接触を持つであろう」という2重接触予想を証明すれば十分であることが知られており,本研究では,主に2重接触予想について研究した.その結果,もしc_1がnegative shellを含めば,2重接触予想は正しいことを証明した.今後の研究の推進方策は以下の通りである.研究Aについては,直径予想と2次元単位球面上の正則閉曲線対の2重接触予想との同値性を基盤とし,連携研究者とともに,2重接触予想の完全解決を目指す.さらに,クリフォードトーラスの剛性に関する問題を解決する.研究Bについては,(n-1)次元複素射影空間内のラグランジュ平坦トーラスから(2n-1)次元単位球面内のn次元平坦トーラスが自然に構成できることをふまえ,特に,2次元複素射影空間内のラグランジュ平坦曲面の構成法についての研究を重点的に推進する.このような曲面の構造方程式を導き,この偏微分方程式の解の構成法を開発する.さらに,解の2重周期性について研究し,2次元複素射影空間内のラグランジュ平坦トーラスの構成法を確立する.今後の研究の推進方策は以下の通りである.研究Aについては,直径予想と2次元単位球面上の正則閉曲線対の2重接触予想との同値性を基盤とし,連携研究者とともに,2重接触予想の完全解決を目指す.さらに,クリフォードトーラスの剛性に関する問題を解決する.研究Bについては,(n-1)次元複素射影空間内のラグランジュ平坦トーラスから(2n-1)次元単位球面内のn次元平坦トーラスが自然に構成できることをふまえ,特に,2次元複素射影空間内のラグランジュ平坦曲面の構成法についての研究を重点的に推進する.このような曲面の構造方程式を導き,この偏微分方程式の解の構成法を開発する.さらに,解の2重周期性について研究し,2次元複素射影空間内のラグランジュ平坦トーラスの構成法を確立する.数学(幾何学)所属機関における業務のため,研究集会に予定通り出席できない場合があり,残額が生じた.所属機関における業務のため,研究集会に予定通り出席できない場合があり,残額が生じた.次年度以降に請求する研究費の使用計画への影響は無い.次年度以降に請求する研究費の使用計画への影響は無い.
EBウイルス関連胃癌の発生機構.病原体・宿主相互DNAメチル化を軸として

粘液形質:粘液分子,CD10の発現パターンの分類によると,EBウイルス関連胃癌はNull型および胃型形質に分類さた.胃粘膜上皮幹細胞がEBウイルス感染の標的である可能性が示唆された.エピジェネティック異常:癌抑制遺伝子プロモーター領域のCpG繰り返し配列のシトシンにメチル化がおきると,転写が抑制され癌の発生を促進する.このようなメチル化異常を高頻度に起こしている胃癌は高CIMP型胃癌と呼ばれている.EBウイルス関連胃癌は高CIMP型胃癌に分類されるが,その中でも抜きん出て多数の遺伝子プロモーター領域にメチル化がおこっていた.また,プロモーター領域メチル化を起こしている遺伝子の中でも,癌抑制遺伝子p73のプロモーター領域にEBウイルス関連胃癌特異的にメチル化が起きていた.さらに,EBウイルス関連胃癌の周囲胃粘膜でDNAメチル化の頻度を検索したが,陰性胃癌の周囲胃粘膜と差はなく,いずれも低頻度であった.このことから,DNAメチル化の亢進はEBウイルス感染に伴って引き起こされる異常であると考えられた.EBウイルス感染系による解析:組みかえEBV持続感染胃癌細胞株と親株との比較で,EBウイルス関連胃癌の特徴であるアポトーシス抵抗性が,複数のEBV感染胃癌細胞株において再現されていた.この系を用いることによって,潜在期ウイルス蛋白LMP2AがNFκBを活性化し,抗アポトーシス蛋白の発現を亢進させていることを見出した.トランスジェニックマウス:EBウイルス潜在期蛋白を胃特異的に発現させるため,胃壁細胞特異的H^+K^+-ATPaseプロモーターを用い,その下流にLMP2a,EBNA1遺伝子を結合させた組み換えベクターを構築した.これを用いてトランスジェニックマウスを作製し,胃上皮細胞にEBウイルス潜在期蛋白の発現を確認した.新たな実験モデルとなることが期待される.粘液形質:粘液分子,CD10の発現パターンの分類によると,EBウイルス関連胃癌はNull型および胃型形質に分類さた.胃粘膜上皮幹細胞がEBウイルス感染の標的である可能性が示唆された.エピジェネティック異常:癌抑制遺伝子プロモーター領域のCpG繰り返し配列のシトシンにメチル化がおきると,転写が抑制され癌の発生を促進する.このようなメチル化異常を高頻度に起こしている胃癌は高CIMP型胃癌と呼ばれている.EBウイルス関連胃癌は高CIMP型胃癌に分類されるが,その中でも抜きん出て多数の遺伝子プロモーター領域にメチル化がおこっていた.また,プロモーター領域メチル化を起こしている遺伝子の中でも,癌抑制遺伝子p73のプロモーター領域にEBウイルス関連胃癌特異的にメチル化が起きていた.さらに,EBウイルス関連胃癌の周囲胃粘膜でDNAメチル化の頻度を検索したが,陰性胃癌の周囲胃粘膜と差はなく,いずれも低頻度であった.このことから,DNAメチル化の亢進はEBウイルス感染に伴って引き起こされる異常であると考えられた.EBウイルス感染系による解析:組みかえEBV持続感染胃癌細胞株と親株との比較で,EBウイルス関連胃癌の特徴であるアポトーシス抵抗性が,複数のEBV感染胃癌細胞株において再現されていた.この系を用いることによって,潜在期ウイルス蛋白LMP2AがNFκBを活性化し,抗アポトーシス蛋白の発現を亢進させていることを見出した.トランスジェニックマウス:EBウイルス潜在期蛋白を胃特異的に発現させるため,胃壁細胞特異的H^+K^+-ATPaseプロモーターを用い,その下流にLMP2a,EBNA1遺伝子を結合させた組み換えベクターを構築した.これを用いてトランスジェニックマウスを作製し,胃上皮細胞にEBウイルス潜在期蛋白の発現を確認した.新たな実験モデルとなることが期待される.メチル化遺伝子プロファイリング:周囲粘膜における変化CIMP-H型の胃癌周囲の非腫瘍性粘膜でもDNAメチル化が亢進しているという報告もみられる.このため,EBウイルス関連胃癌の周囲胃粘膜でDNAメチル化の頻度を検索したところ,陰性胃癌の周囲胃粘膜と差はなく,いずれも低頻度であった.また周囲胃粘膜のメチル化の頻度と慢性炎症の程度の間には関連性が見られなかった.以上の事実から,EBウイルス胃癌の場合には,DNAメチル化の亢進はEBウイルス感染に伴って引き起こされる異常であると考えられる(Ushiku et al.in preparation).EBウイルス感染系によるメチル化促進機構の解析:EBウイルス関連胃癌におけるメチル化亢進の分子機構を調べるため,EBウイルス感染胃癌細胞株を樹立し,検討を加えている.EBウイルス潜在期蛋白トランスジェニックマウスによるメチル化促進機構の解析:EBウイルス潜在期遺伝子を胃に特異的に発現するトランスジェニックマウスを作成し,発癌過程を解析する.胃特異的発現のため胃壁細胞特異的H^+K^+-ATPaseプロモーターを用い,その下流にLMP2a,EBNA1遺伝子を結合させた組み換えベクターを構築した.マウス受精卵にinjectionした後,分割した受精卵の移植を行った段階である.胃における発現を確認し,継時的に粘膜上皮におけるメチル化状態の変化を解析する予定である.EBウイルス関連胃癌におけるエピジェネティック異常:癌抑制遺伝子プロモーター領域のCpG繰り返し配列のシトシンにメチル化がおきると,転写が抑制され癌の発生を促進する。