hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
効率と省電力を考慮したアドホックネットワーク用適応型ルーティングプロトコル

モバイルアドホックネットワークのルーティングでは,経路探索や構築のための制御パケットの量を極力削減することやネットワーク規模に適応したルーティングを行うことが重要な課題となっている.本研究では,ノードの移動や以前探索した経路の信頼値を用いて制御パケットの量を極力削減するルーティングプロトコルを考案した.さらに,ネットワーク規模に応じて2つのルーティング手法を適応的に使い分けるプロトコルの考案も行った.考案したプロトコルの有効性を計算機シミュレーションや実際に実装したシステムを利用して評価した結果,従来手法のプロトコルより性能が向上したことを確認した.モバイルアドホックネットワークのルーティングでは,経路探索や構築のための制御パケットの量を極力削減することやネットワーク規模に適応したルーティングを行うことが重要な課題となっている.本研究では,ノードの移動や以前探索した経路の信頼値を用いて制御パケットの量を極力削減するルーティングプロトコルを考案した.さらに,ネットワーク規模に応じて2つのルーティング手法を適応的に使い分けるプロトコルの考案も行った.考案したプロトコルの有効性を計算機シミュレーションや実際に実装したシステムを利用して評価した結果,従来手法のプロトコルより性能が向上したことを確認した.本研究では,モバイルアドホックネットワークのための効率と省電力を考慮した新しいルーティングプロトコルを考案し評価することを目的としている.アドホックネットワークのルーティングプロトコルの研究分野で問題となっていることは,ノード情報の伝達のために発生する制御パケットの数を極力減らすことやスケーラビリティを持ち合わせたプロトコルを開発すること,さらにノードの電力消費を極力削減するプロトコルを開発することである.このようなプロトコルを実現できることは,今後アドホックネットワークを用いたアプリケーションプログラムを開発する上で非常に重要なものであり,アドホックネットワークの発展に貢献できる意義のある研究であると考える.このような目的のもと今年度行ったことは,上述した問題を解決するために,できるだけ制御パケットの数を減らすことによりネットワーク性能を上げることやノードの電力消費を極力抑えてネットワークが長時間存続できるようにすることなどを実現するプロトコルの考案を主に行った.具体的には,従来手法で行っていた周辺ノードの情報を定期的に交換していた方法を改良し,ノードの移動時にのみノード情報の交換を行うことにより,制御パケットの削減を実現するプロトコルの考案を行った.さらに宛先ノードを探索する処理を経路情報の信頼度に応じて探索する方法を変えることにより,制御パケットの数を削減する方法を考案した.制御パケットの数を削減することにより,ノードの電力消費の削減も実現できると考えられる.考案プロトコルを評価するために実際にシミュレーションプログラムを開発し性能評価を行った結果,提案手法は従来手法であるZRPプロトコルやEZRPプロトコルより制御パケットの数を削減でき,遅延特性やスループット特性および省電力特性が優れていることを示した.本研究では,モバイルアドホックネットワークのための効率と省電力を考慮した新しいルーティングプロトコルを考案し評価することを目的としている.効率と省電力を実現するには,ノード情報を伝達する制御パケットの量を極力削減することが重要な課題となっている.このような目的のもと今年度は,21年度に考案したプロトコルの改良および改良プロトコルをシミュレーションにより評価した.また,プロトコルの基礎となる部分を実機に実装し評価実験を行った.さらに実機に実装したパケットの流れを可視化するためのシステムの開発を行った.プロトコルの改良では,昨年考案したプロトコルは,各ノードが定期的に自身の情報を伝達することをやめて,ノードが移動したときに自身の情報を他のノードに伝達することによって制御パケットの削減を図ってきた.しかし,どのタイミングで他のノードに自身の情報を伝達するかは課題になっていた.本年度はこのタイミングを,ノードの移動開始時,ノードの移動中,ノードが移動して停止したときの3つのタイミングでどのように性能に影響するかをシミュレーションにより調査した.その結果,ノードが停止したときに自身の情報を他のノードに伝達するのが一番性能改善に有効であることを確認した.これにより制御パケットの削減や消費電力の削減さらに伝送成功率やスループット特性などを改善することができた.このような評価指標を改善できたことは,アドホックネットワークのルーティングプロトコルの研究では,非常に重要なことであり意義のあることである.また,モバイルPCなどのモバイル端末を用いて,本プロトコルの基本的な部分を実装し実験を行った.その結果,本プロトコルは従来手法のZRPと比較して,制御パケット量を削減でき,伝送成功率やスループット特性が優れていることを示した.これによりシミュレーションと実機実験の両方で本プロトコルの有効性を検証した.さらに実機に実装したパケットの流れを可視化するシステムの開発も行い,実際にネットワーク上に流れるパケットを視覚的に確認した.本研究では,モバイルアドホックネットワークのための効率と省電力を考慮した新しいルーティングプロトコルを考案し評価することを目的としている.効率と省電力を実現するには,ノード情報を伝達する制御パケットの量を極力削減することやネットワーク規模に適応したルーティングを行うことが重要な課題となっている,このような目的のもと今年度は,22年度に考案したプロトコルの改良および改良プロトコルをシミュレーションにより評価した.また,プロトコルの基礎となる部分を実機に実装し評価実験を行った。さらに実機に実装したパケットの流れを昨年度開発した可視化システムによって確認した.プロトコルの改良では,昨年度考案したプロトコルは,どのようなネットワーク規模でもゾーン半径が同じであったためネットワーク規模に適応したルーティングを行うことはできなかった.本年度はネットワーク規模やトラピックを基に最適ゾーン半径を導出し,ゾーン半径を動的に変化させて常に最適なゾーン半径でルーティングを行うことのできるプロトコルを考案した.シミュレーションによる評価の結果,制御パケットの削減や消費電力の削減さらに伝送成功率やスループット特性などを改善できることを確認した.

このような評価指標を改善できたことは,アドホックネットワークのルーティングプロトコルの研究では,非常に重要なことであり意義のあることである.また,モバイルPCなどのモバイル端末を用いて,本プロトコルの基本的な部分を実装し実験を行った.22年度も同様のシステムを開発したがノードの移動には対応できなかったので今年度はノードの移動に対応できるシステムに改良してノードを移動させながら実験を行った.その結果,本プロトコルはノード移動時でも従来手法のZRPと比較して,制御パケット量を削減でき,伝送成功率やスループット特性が優れていることを示した.これによりシミュレーションと実機実験の両方で本プロトコルの有効性を検証した.さらに昨年度開発した可視化システムを用いて,実際にネットワーク上に流れるパケットを視覚的に確認した。
複合環境制御下での熱測定による有機π電子系の研究

本研究では,分子性導体の微小単結晶を対象にした,外的パラメターを制御したカロリメトリ(比熱,熱容量測定)技術を開発し,極低温環境,強磁場下,加圧下,電場・電流印加下熱力学的情報を引き出すことを目指した.開発研究の結果,希釈冷凍機を用いて100mKまでの極低温実験が磁場中で可能となり、有機超伝導体,有機π-d電子系における磁気異方性や磁性と超伝導の関係を議論を行った.また加圧下,電流印加条件下での熱測定により分子性結晶の電荷・スピン・格子の自由度が引き起こす様々な量子現象を熱力学的に議論した.本研究では,分子性導体の微小単結晶を対象にした,外的パラメターを制御したカロリメトリ(比熱,熱容量測定)技術を開発し,極低温環境,強磁場下,加圧下,電場・電流印加下熱力学的情報を引き出すことを目指した.開発研究の結果,希釈冷凍機を用いて100mKまでの極低温実験が磁場中で可能となり、有機超伝導体,有機π-d電子系における磁気異方性や磁性と超伝導の関係を議論を行った.また加圧下,電流印加条件下での熱測定により分子性結晶の電荷・スピン・格子の自由度が引き起こす様々な量子現象を熱力学的に議論した.本研究は、分子性化合物の微小量結晶を対象に、磁場、電場、圧力など外的パラメターを能動的に制御した熱容量測定を可能とし、多角的な熱力学的情報を得ることを目指した開発研究である。初年度にあたる平成22年度は、まず、大阪大学で現有している超伝導磁石に組み込まれた温度可変インサートと組み合わせて使用可能な小型希釈冷凍装置と、共同利用装置として使用可能な、分子科学研究所の大型希釈冷凍装置(300μW)を使った極低温の緩和法による熱容量測定セルの開発を行った。室温で1kΩの抵抗値の酸化ルテニウムセンサーを使って10Tまでの磁場中での温度較正を行い、さらに、小型フィルムヒーターと組み合わせ緩和型熱容量測定セルとした。このセルは、上記の二つの希釈冷凍装置に搭載可能なように設計を行い、互換性のある実験を可能とした。さらに温度検出、極低温での温度制御が可能になるように測定系の整備を行った。これらの二つの冷凍装置の立ち上げを行った後、分子性化合物の磁性超伝導体であるK-(BETS)_2FeCl_4の測定を行い反強磁性転移に伴う熱異常の検出と、その磁場依存性を検証した。このような極低温測定と並行するかたちで、圧力下測定の開発を進めた。本年度新たに導入した低消費型クライオスタット内で使用可能な、圧力下カロリメターを搭載した^3Heクライオスタットの作成とそのテストを行った。分子性の超伝導体であるK-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の3mg程度の結晶を用いて、圧力セル内に試料と温度計、ヒーターを入れ交流法による測定を行い、超伝導転移の検出とその圧力依存性を調べることに成功した。さらにK-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br塩とそのBEDSe-TTFによる希釈系での超伝導転移に伴う熱異常の圧力依存性についても定性的ではあるが評価することに成功した。平成23年度は、まず研究計画に掲げた1κ型の分子配列をもつBEDHTF塩の中で、二次元の三角格子構造を示し磁気的なフラストレーションのためにスピン液体状態を形成するκ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3塩の面内磁場依存性を調べ、軽水素体、重水素体の両方の塩で磁場方向依存性がないことを明らかにした。また、同時に伝導性を示すがスピン液体物質に近い三角格子性を有するκ-(BEDT-TTF)_4Hg_<2.8>gBr_8,κ-(BEDT-TTF)_4Hg_<2.78>Cl8の塩の極低温、磁場下熱測定を行い、ホールドープによって作られた伝導電子による電子熱容量係数γが、通常のκ型塩と比較して2-3倍程度に増大すること、さらにはその状態でも超伝導転移が存在することを熱容量測定によって確認した。さらに、一方で、前年度からすでに整備を進めている高圧下測定の本格的な展開をはかり、Cu-BeのクランプセルにNiCrAlのセルを用いた1.7GPaまでの高圧下熱容量測定を最低温度0.9Kまで行うことに成功した。この装置を用いて、κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の圧力下熱測定を行い超伝導転移の系統的な変化を観測した。測定開発の過程で、信号の検出感度をあげるため、試料、温度計、ヒーター部をエポキシ樹脂でコートすることが有効であることが判明した。また、年度後半には、低温、高圧の実験と並行するかたちで、θ-(BEDT-TrF)_2csZn(SCN)_4塩で、電荷のゆらぎを電流印加によって制御した状態での熱容量測定の開発にも着手した。四端子をつけた単結晶試料を緩和型の熱容量測定装置に搭載して電流印加し定常状態を作ったまま緩和法による熱測定を行った。ヒーティングパワーが電気抵抗の変化によって変化するため、抵抗変化が大きい極低温では安定して測定できないが、4Kから上の温度領域では測定が可能であることが判明した。

平成24年度はκ-(BEDT-TTF)4Hg2.89Br8, κ-(BEDT-TTF)4Hg2.78Cl8の塩の極低温、磁場下での研究を行った。低温熱容量の結果をもとに強い反強磁性的なスピン揺らぎが低温での電子熱容量係数の顕著な増大につながっていることをκ-(BEDT-TTF)4Hg2.78Cl8塩を対象に追跡し、ゼロ磁場下での電子熱容量が-TlnTに従う二次元の反強磁性的な理論モデルで良く説明できることを指摘した。また両塩において10Tまでの強磁場印加下で熱容量を測定すると、大きなドナー分子上に存在するプロトンによる大きなショットキー熱容量が出現することが明らかになった。遍歴π電子をもつ有機導体の中で最もスピン揺らぎが強いκ-(BEDT-TTF)4Hg2.78Cl8塩ではその熱容量がすべてのプロトンの核比熱を取り入れたモデルで説明できることが判明した。また電流印加条件下での熱容量測定の開発も並行して行った。計測部が大きなユニットになるため、装置を導入できるクライオスタットが必須になり、当初予算では計画していなかった低ヘリウム消費タイプの装置を急遽導入した。その結果、電流印加条件下での抵抗値の温度変化による加熱量の補正を加える解析方法を用いてしq-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4塩で2mAまでの電流印加下での5-20Kの熱容量の電流依存性についての実験に成功した。電荷の凍結によってあらわれる低エネルギーフォノンの構造には、この電流領域では変化は検出されないため電荷凍結の融解はさらに高い電流域でおこることが示唆される。本研究課題によって、低温、磁場、圧力、電場[電流]などを組み合わせた条件下の熱的測定が分子性化合物の単結晶を用いた熱測定に有効であることが明らかになった。低温、高圧状態での熱測定につては、実際に超伝導転移のような微小な相転移を検出するところに至っており、成果の発表等に至っている。また電流印加状態での測定にも計画通り、着手することが出来た。24年度が最終年度であるため、記入しない。高圧下での熱測定によって超伝導のような微小な熱異常の信号を感度良く検出することが、本研究の最終目的達成のためには重要である。平成23年度に検討したエポキシ樹脂を用いた方法をさらに検討し、各種材料を吟味することで最適条件を見出す必要がある。また、電流印加状態での熱測定をθ-(BEDT-TTF)_2CsZn(SCN)_4や有機超伝導体に適用し電荷秩序、超伝導の電流印加による効果を検討する。
空間グラフの代数的不変量とその応用

1.空間6頂点完全グラフ内の2成分絡み目の絡み数の総和,及び空間7頂点完全グラフ内のHamilton結び目のArf不変量の総和は必ず奇数であるという事実はConway-Gordonの定理として知られ,研究代表者によってその整数持ち上げによる「精密化Conway-Gordonの定理」も与えられている.森下央子氏(東京女子大学)との共同研究により,任意の頂点数$n\ge 6$について,この精密化定理の空間$n$頂点完全グラフへの一般化を与えた.系として,各辺が線分である線形空間完全グラフ内のHamilton結び目の挙動への応用を与えた.2.Kazakov-Korablevは,空間$n$頂点完全グラフの全頂点を含む2成分絡み目の絡み数の総和は$n\ge 7$では必ず偶数であることを示した.森下央子氏(東京女子大学)との共同研究により,任意の頂点数$n\ge 6$について,上記事実の整数持ち上げによる精密化を,全頂点を含む2成分絡み目の絡み数の2乗の総和を簡明な式で表すことにより与えた.3.結び目$J$,$K$に対し,$J$の結び目群から$K$の結び目群への全射準同型が存在するとき$J \ge K$と定義すると,この関係は結び目型の前順序を定める.特に素な結び目については半順序となり,11交点以下の素な結び目についてその構造が決定されている.小澤裕子氏(東京女子大学),鈴木正明氏(明治大学)との共同研究により,種数2のハンドル体結び目について同様の研究を開始し,6交点以下の既約なハンドル体結び目について幾つかの結果を得た.1.任意の2つの有向結び目のJones多項式の差は,必ず(t-1)^{2}(t^{2}+t+1)で割り切れることがV.F. R. Jonesによって示されていたが,この事実を,結び目のVassiliev不変量と深く関係するC_{n}同値の立場から,次のように一般化した:(1) 2つの有向絡み目がC_{2}同値ならば,そのJones多項式の差は(t-1)^{2}(t^{2}+t+1)で割り切れる. (2) 3以上のnに対し, 2つの有向絡み目がC_{n}同値ならば,そのJones多項式の差は(t-1)^{n}(t^{2}+t+1)(t^{2}+1)で割り切れる. (3) 3以上のnに対し,ある2つの互いにC_{n}同値な有向結び目の組で,そのJones多項式の差がちょうど(t-1)^{n}(t^{2}+t+1)(t^{2}+1)であるものが存在する.応用として, 3以上のnに対し,互いにC_{n}同値な2つの絡み目のConway多項式のn次の係数の差の2を法とした値,及びJones多項式の1におけるn階微分係数の差の6n!を法とした値がそれぞれ0となるという,宮澤治子により示された事実の簡潔な別証明を与えた.有向絡み目のJones多項式,及びそれから導かれるVassiliev不変量は,空間グラフの分類問題や,各種内在性の問題にも応用される重要な不変量である.今回,絡み目のJones多項式を縛る関係式を, Vassiliev不変量と深く関係するC_{n}同値の立場から調べて一定の成果を挙げることができた.また, 2015年10月24, 25日にカリフォルニア州立大学フラトン校におけるAMS Fall Western Sectional Meetingにおいて, Special Session on Spatial Graphsを予定通り開催し,最新の研究成果発表に加え,国際的な研究交流を実行できた(セッションには米国,日本,韓国, UAEからの参加があった).更にはこのセッションの組織委員との共同執筆で,空間グラフ理論の近年の進展をまとめた総説を報告できた.得られた成果は迅速に国内外における研究集会やセミナー,更にはarXivなどインターネット上で随時公表している.1.連結成分が円周,シータグラフ,4頂点完全グラフのいずれかであるようなグラフについて,そのグラフの同じ空間埋め込みを表す2つの空間グラフ図式がReidemeister変形II,III,IVで移り合うための必要十分条件を,各結び目成分の回転数,交差符号和,及び各頂点の像から決まる不変量によって与えた.これは,同じ結び目を表す2つの結び目図式がReidemeister変形II,IIIで移り合うための必要十分条件は,回転数と交差符号和が一致することであるというTraceの結果の拡張である.結び目の場合はTsauによって特異結び目図式にも拡張されたが,我々の結果も自然に特異空間グラフに拡張される.2. Erica Flapan(Pomona College), Kenji Kozai(Harvey Mudd College)との共同研究により,以下を示した.3次元Euclid空間内の空間グラフが線形とは,各辺が線分であるときをいう.線形空間3+3頂点完全2部グラフK_{3,3}は,結び目成分が全て自明ならば全自由(=任意の空間部分グラフの補空間の基本群は自由群)であることを示した.このことから結び目成分が全て自明な線形空間K_{3,3}は「標準的な」空間K_{3,3}であることがわかり,ランダム線形空間グラフへの応用が見出される.

1.ある型の3価グラフについて,その同じ空間埋め込みを表す平面上の2つの空間グラフ図式が正則イソトピックであるための必要十分条件を,各結び目成分の回転数,交差符号和,及び各頂点の像から決まる不変量によって与えた.応用として,この型のグラフについて空間グラフの調整図式の概念を導入し,調整図式の正則イソトピー不変量は,もとの空間グラフのアンビエント・イソトピー不変量となることを示した.これはKauffmanによる結び目・絡み目に対する同様の基本原理の空間グラフへの拡張である.2.空間8頂点完全グラフのHamiltonサイクル結び目について,それらのConway多項式の2次の係数の総和は6を法として3であることが知られていたが,更に5-サイクル結び目のConway多項式の2次の係数の総和を引くと21以上であることを示した(一部は森下央子氏(東京女子大学)との共同研究).応用として,線形空間8頂点完全グラフのHamiltonサイクル結び目のConway多項式の2次の係数の総和は必ず21以上であることを示した.また,21であるための必要十分条件,27であるための必要十分条件を,含まれる2成分絡み目たちの絡み数の関係式で与えた.3.2017年7月27日に米国・シカゴで開催されたMAA MathFest 2017における空間グラフセッション「Session on Spatial Graph Theory」にて招待講演者を務めるとともに,Erica Flapan氏(Pomona College), Kenji Kozai氏(Rose-Hulman Institute of Technology)との研究打ち合わせを行なった.また,2018年2月26日に韓国のHanyang Universityにて招待講演を行なうとともに,Youngsik Huh氏との研究打ち合わせを行なった.研究実績の概要で述べた1,2の成果は,当初の想定以上に研究が大きく進展した結果得られたものであり,更なる成果を得つつある.また,幾つかの国際共同研究では,分子トポロジーへの応用を目指す空間グラフの研究,特に空間グラフの階層構造の解析に資するものとして,研究を深化させつつある.1.空間6頂点完全グラフ内の2成分絡み目の絡み数の総和,及び空間7頂点完全グラフ内のHamilton結び目のArf不変量の総和は必ず奇数であるという事実はConway-Gordonの定理として知られ,研究代表者によってその整数持ち上げによる「精密化Conway-Gordonの定理」も与えられている.森下央子氏(東京女子大学)との共同研究により,任意の頂点数$n\ge 6$について,この精密化定理の空間$n$頂点完全グラフへの一般化を与えた.系として,各辺が線分である線形空間完全グラフ内のHamilton結び目の挙動への応用を与えた.2.Kazakov-Korablevは,空間$n$頂点完全グラフの全頂点を含む2成分絡み目の絡み数の総和は$n\ge 7$では必ず偶数であることを示した.森下央子氏(東京女子大学)との共同研究により,任意の頂点数$n\ge 6$について,上記事実の整数持ち上げによる精密化を,全頂点を含む2成分絡み目の絡み数の2乗の総和を簡明な式で表すことにより与えた.3.結び目$J$,$K$に対し,$J$の結び目群から$K$の結び目群への全射準同型が存在するとき$J \ge K$と定義すると,この関係は結び目型の前順序を定める.特に素な結び目については半順序となり,11交点以下の素な結び目についてその構造が決定されている.
表面欠陥と有機錯体の反応を利用した金属マイクロクラスターの作成と評価

本研究課題では、量子化学計算を用いて金属マイクロクラスターの構造・電子状態の相関とその化学結合の特徴の解明を行った。2から4個の銅の中性及び負イオンクラスターについて、密度汎関数法によって最安定構造を求め、実験で得られている電子スペクトルと比較検討した。その結果中性Cu_2クラスターは結合距離が2.26Åであった。Cu_3クラスターでは、中性のものが二等辺三角形で結合距離が2.35Åなす角θ=66度であり、負イオンでは直線で結合距離は2.36Åであった。Cu_4クラスターでは、中性・負イオンともにひし形でそれぞれの結合距離、角は2.44Å、5661度であった。最安定の構造をもとに化学結合を考察した結果は次の通りである。まず、Cu_3クラスターについて結合の解析を行ったところ中性では両端の銅間の4s-4pのオーバーラップポピュレーション(OP)がθ=66度で極大となった。そのため、これらの軌道の結合がクラスターの安定化に寄与していると考えられる。また、負イオンクラスターのOPの傾向は中性と似ているが、両端の銅間の4s-4sが中性よりも顕著な反結合性を示した。このOPはθ=7090度のところで極小になり、直線付近で0に近づく。以上のことから、直線の構造が最安定となると考えられる。次に、Cu_4中性・負イオンクラスターについては短い対角線上の4s-4s間のOPが最安定構造の時に極小となったので、この相互作用がCu4クラスターの安定化に最も大きく寄与していると考えられる。Cu_2クラスターは、n=3,4のものに比べて結合距離が極端に短く、一つの結合あたりのOPを比べると他のものの約2倍になっている。Cu_2クラスターは、他のクラスターよりも結合が強く、4s-3dのσ結合が安定化に寄与していると推測される。
大気CO_2濃度上昇への光合成のsource-sink機構を通じた物質生産過程の対応

大気CO_2濃度を350および700ppmに設定したグロースチェンバーでダイズの初生葉から作ったC_3モデル植物を生育させ、高CO_2下での光合成のsource-sink制御機構について解析を行っている。現在までの実験結果では、高CO_2(700ppmCO_2)濃度条件下では、1)生育とともにモデル植物の光合成CO_2固定速度が低下し、それに伴って、葉中にsucroseが蓄積する。2)そして光合成速度とsucroseの間には高い負の相関関係が認められた。3)したがって、高CO_2濃度条件下では、sink limit状態が生じている。4)光合成によるCO_2固定速度の低下は、主にRuBPcase活性の低下による。以上の結果が得られた。大気CO_2濃度を350及び700ppmに設定したグロスチェンバーで、ダイズの初生葉から作ったソース・シンクモデル植物を生育させ、高CO_2濃度下での光合成のsource-sink制御機構について解析を行ってきた。現在までの実験結果では、高CO_2(700ppm)濃度条件では、1)生育に伴って、モデル植物の光合成CO_2固定速度が低下し、それに伴って、葉中のsucroseとstarch含量が増加した。2)そして、光合成速度とsucrose含量との間に高い負の相関関係が認められた。3)従って、高CO_2濃度条件下では、sink-limit状態が生じることが明らかとなった。高CO_2濃度条件下でsink-limit状態になった葉における光合成速度-細胞間隙のCO_2濃度(A-Ci)曲線の初期勾配が低下していたことから、4)カルボキシレーション反応の低下が示唆された。しかし、5)RuBPcaseの比活性は低下していなかったことから、高CO_2濃度条件下での光合成CO_2固定速度の低下の原因と考えられるカルボキシレーション反応の低下の理由をRuBPcase活性の低下に求めることが出来なっかった。
食品に由来する生体調節因子の構造

本研究は食品に由来する新しい生体調節因子の単離、構造決定および化学合成を行い、機能性因子の物質としての特性を解明し、実際の食品として利用する際の適格性に関する基礎的な知見を得ることを目的としている。乳蛋白質の酵素分解物から3種類の回腸収縮ペプチドを単離し、性質を比較した。人乳α_<s1>-カゼイン由来のcasoxin Dは脳卒中易発性高血圧ラットに静注した際に顕著な血圧降下作用を示した(千葉)。グルコースとグリシンより得た分子量12,000以上の高分子メラノイジンの一部が腸管吸収され脱変異原として作用しうることを示した(加藤)。アレルギーや炎症のメディエーターである血小板活性化因子(PAF)の産生を食品成分によって抑制するための基礎実験を行った(里内)。食品加工中にリン脂質の過酸化反応によってPAF活性を有する物質が生成することを証明した(塚谷)。大豆タンパク消化物中の胆汁酸との結合能を持った高分子ペプチドが糞便中へのステロイドの排出を促進することによって血清コレステロールレベルを低下させることを見い出した(菅野)。ペプチドグリカン、エンドトキシン、ガングリオシドなど生体及び食品に含まれる生理性質糖質の構造ー活性相関を検討した(長谷川)。植物由来の生理活性セレブロシドの化学合成を行い、生理活性を有する光学活性体を決定した(森)。小腸上皮細胞株IECー6に対しヒト脱脂乳蛋白、乳清糖蛋白、ラクトフェリンが増殖活性を示すことを見い出した(山内)。カレー原料のターメリックに含まれるクルクミンを水素添加して得られたテトラヒドロ体が強い抗酸化作用を有することを見い出した(川岸,大澤)。抗脳卒中効果を持つパルミトレイン酸が脂肪酸伸長反応を阻害すると共に、無酸素時の動脈壁細胞に対し保護効果を示すことを見い出した(竹下)。エイコサペンタエン酸の体内代謝を解明するために各種同位元素誘導体を合成した(水柿)。
新統計測度による神経信号時系列パターンの分類と脳内信号の流れの解明

本研究の第1の目標は,神経生理学実験によって得られたスパイク時系列パターンの特性を分析し,そのスパイク列を発生した神経細胞の種類や,細胞がおかれている層,などに関する情報を抽出することであり,第2の目標は,脳切片スライスでの細胞通電実験をおこない,その実験データに照らし合わせて神経細胞のスパイク発生条件を数学的に決定することである.研究はその2つの目標共にきわめて順調に進行し,下記の文献などの成果が得られつつある.新しく提案した局所変動係数Lvという指標にて神経スパイク時系列を解析し,皮質領野に応じて,さらに同一領野内にても細胞層に応じてスパイク特性が異なるということを見いだした.特に現在,側頭葉の細胞活動の麻酔下計測,細胞層に関する推定根拠を有するデータの提供を受け,その分析を行った結果,スパイク特性の異なる2種の神経細胞群は皮質II-III層に分かれて局在していることが明らかになった(論文印刷中).経験ベイズ法などを用いた理論解析ツールの開発も進行中である(論文準備中).これまでのところ,領野を変えるたびにLv分布が異なるといった具合で,いまだ全貌がつかめない.そこで大々的にデータを収集してスパイク特性脳地図を作成するプロジェクトを立ち上げた.また第2の目標である,脳切片スライスでの細胞通電実験も順調にデータが蓄積され,現在ではこれまでより簡明でなおかつ再現,推定能力の高い準線形モデルを構築している.本研究の第1の目標は,神経生理学実験によって得られたスパイク時系列パターンの特性を分析し,そのスパイク列を発生した神経細胞の種類や,細胞がおかれている層,などに関する情報を抽出することであり,第2の目標は,脳切片スライスでの細胞通電実験をおこない,その実験データに照らし合わせて神経細胞のスパイク発生条件を数学的に決定することである.研究はその2つの目標共にきわめて順調に進行し,下記の文献などの成果が得られつつある.新しく提案した局所変動係数Lvという指標にて神経スパイク時系列を解析し,皮質領野に応じて,さらに同一領野内にても細胞層に応じてスパイク特性が異なるということを見いだした.特に現在,側頭葉の細胞活動の麻酔下計測,細胞層に関する推定根拠を有するデータの提供を受け,その分析を行った結果,スパイク特性の異なる2種の神経細胞群は皮質II-III層に分かれて局在していることが明らかになった(論文印刷中).経験ベイズ法などを用いた理論解析ツールの開発も進行中である(論文準備中).これまでのところ,領野を変えるたびにLv分布が異なるといった具合で,いまだ全貌がつかめない.そこで大々的にデータを収集してスパイク特性脳地図を作成するプロジェクトを立ち上げた.また第2の目標である,脳切片スライスでの細胞通電実験も順調にデータが蓄積され,現在ではこれまでより簡明でなおかつ再現,推定能力の高い準線形モデルを構築している.
歯牙移植・再植を臨床応用するための保存方法に関する基礎的検討

雑種成犬の下顎単根歯を抜歯後歯根膜細胞を剥離し,out-growth法にて細胞培養を行う.また剥離後の歯牙は2種類の保存液(UW液・DDS)中にて0°Cを行った.保存終了後の歯の歯根表面を高分子電解質錯体膜(キチン・キトサン)でコーティングを行い,その膜表面に培養後の歯根膜細胞を植え付けた.高分子電解質錯体膜は,キチン4種(Sキチン・Pキチン・CMキチン70・CMキチン100)とキトサン2種(キトサン70・キトサン100)の組み合わせで構成されるが,この8種類の中ではSキチンとキトサン100の組み合わせに於いて細胞の接着性を増殖性の向上が認められた.そして,この細胞を含む膜を歯根膜代用として,犬に自家再植を行った.歯牙自家再植4週間後に下顎骨体を摘出し,光顕切片を作製し観察した.歯牙の保存期間の長短及び歯牙保存液の種類に関わらず,再植歯の周囲に歯根膜用組織が認められたが,歯根膜様組織と再植窩の骨面の結合は認められず,歯牙を被包している組織像が観察された.また歯根膜様組織中の歯根膜細胞は天然歯の歯根膜の様な規則正しい排列は認められなかった.今回の実験では,ペック膜の代用歯根膜としての可能性が示唆されたが,歯根膜の細胞走行など,今後の課題が残された.雑種成犬の下顎単根歯を抜歯後歯根膜細胞を剥離し,out-growth法にて細胞培養を行う.また剥離後の歯牙は2種類の保存液(UW液・DDS)中にて0°Cを行った.保存終了後の歯の歯根表面を高分子電解質錯体膜(キチン・キトサン)でコーティングを行い,その膜表面に培養後の歯根膜細胞を植え付けた.高分子電解質錯体膜は,キチン4種(Sキチン・Pキチン・CMキチン70・CMキチン100)とキトサン2種(キトサン70・キトサン100)の組み合わせで構成されるが,この8種類の中ではSキチンとキトサン100の組み合わせに於いて細胞の接着性を増殖性の向上が認められた.そして,この細胞を含む膜を歯根膜代用として,犬に自家再植を行った.歯牙自家再植4週間後に下顎骨体を摘出し,光顕切片を作製し観察した.歯牙の保存期間の長短及び歯牙保存液の種類に関わらず,再植歯の周囲に歯根膜用組織が認められたが,歯根膜様組織と再植窩の骨面の結合は認められず,歯牙を被包している組織像が観察された.また歯根膜様組織中の歯根膜細胞は天然歯の歯根膜の様な規則正しい排列は認められなかった.今回の実験では,ペック膜の代用歯根膜としての可能性が示唆されたが,歯根膜の細胞走行など,今後の課題が残された.
慢性腎臓病患者における石灰化ストレスマーカーの確立

本研究は以下の2部で構成される。第一に、慢性腎臓病患者における石灰化ストレスのマーカーとして期待される血中T50値が実際に血管石灰化の進行を予測し得るかを臨床的に検証する。研究デザインは保存期慢性腎臓病患者および血液透析患者(計300例)を対象とした前向き観察研究であり、冠動脈石灰化スコアの1年間での上昇率とT50の関連を解析する。これにより、石灰化ストレスマーカーとしてのT50の臨床的妥当性を確立する。次に、石灰化ストレスを緩和させる手段としてマグネシウムの効果を検証する。90例の血液透析患者を対象としたランダム化比較試験において、6か月間の酸化マグネシウム製剤投与によるT50の改善効果を解析する。これらの研究を通じて、石灰化ストレスという概念を慢性腎臓病患者の診療に浸透させ、T50に基づくミネラル管理の個別化を図る。特に高リン血症治療が難しい症例に対して、マグネシウム投与という石灰化ストレスへの新しい治療戦略を提供する。1前向きコホート研究『慢性腎臓病患者の血中石灰化ストレスと血管石灰化・動脈硬化の進行の関連』については目標症例数300例のところ、75例を試験登録し、今後も順調な症例エントリーを見込める状況である。2非盲検ランダム化比較試験『血液透析患者の血清T50に対する酸化マグネシウムの効果』については、保存血清サンプルを用いて血清T50値を測定した。結果として、酸化マグネシウム群におけるT50値の改善が認められた。ランダム化比較試験に関してはデータ解析がほぼ完了した。前向きコホート研究については順調に症例エントリーが進んでいる。前向きコホート研究に関して引き続き症例エントリーを進める。ベースラインで採取した血清における血管石灰化マーカーと、冠動脈石灰化の進行との関係について解析を行う予定である。大阪地震により実験に必要な物品調達遅延が生じた為、現在物品調達が出来ているので遅延実験も順次完了予定。
ヒトインターフェロンが誘導するエラーフリー型DNA修復機構の解析

ヒトの血中にはわずかな単位であるがインターフェロンが存在する.インターフェロンはウィルスや細胞の増殖を抑制することが知られているタンパク質であるが,健常人で通常この血中のインターフェロンが一体何をしているのか不明である.我々は, DNA修復機構とその関連機能に着目し,インターフェロンの役割を検討している.本年度は, DNA修復誘導時に誘発されるプロテアーゼとインターフェロンとの関連を,ヒト変換細胞RSa,Xeroderma pigmentosum(XP)およびCockayne syndrome(CS)患者由来線維芽細胞を使用し,明らかにした.いずれの細胞でも,培養液中にヒトインターフェロン(α,βあるいはγ)を添加し,その後DNA傷害因子(紫外線やニトロソグアニジン)で処理すると, DNA修復レベルが上昇し,生存率も増大した.このインターフェロン効果に連動し, DNA傷害因子処理直後(5分以内)にプラスミノゲンアクチベーター様プロテアーゼ活性の増大が認められた.この誘発活性はインターフェロンの種類に関係なく見られ,上認3種細胞いずれでも認められた.なお,モックインターフェロン処理の際は誘発活性は見られなかった.以上のインターフェロン効果は, DNA傷害因子処理直後にタンパク質の合成阻害剤であるサイクロヘキシイミド処理すると消失した.したがって,ヒトインターフェロンはある種のタンパク合成を介しプラスミノゲンアクチベーター様プロテアーゼを活性化することにより,ヒト細胞のDNA修復および修復関連機能の発現を誘導することが示唆された.大腸菌の修復機能が開始するにはrecAタンパクが有するプロテアーゼの活性化が必須であることを考えると,インターフェロンを利用することにより殆んど不明であるヒト細胞のDNA修復機構の解明に突破口が開けたと言えよう.ヒトの血中にはわずかな単位であるがインターフェロンが存在する.インターフェロンはウィルスや細胞の増殖を抑制することが知られているタンパク質であるが,健常人で通常この血中のインターフェロンが一体何をしているのか不明である.我々は, DNA修復機構とその関連機能に着目し,インターフェロンの役割を検討している.本年度は, DNA修復誘導時に誘発されるプロテアーゼとインターフェロンとの関連を,ヒト変換細胞RSa,Xeroderma pigmentosum(XP)およびCockayne syndrome(CS)患者由来線維芽細胞を使用し,明らかにした.いずれの細胞でも,培養液中にヒトインターフェロン(α,βあるいはγ)を添加し,その後DNA傷害因子(紫外線やニトロソグアニジン)で処理すると, DNA修復レベルが上昇し,生存率も増大した.このインターフェロン効果に連動し, DNA傷害因子処理直後(5分以内)にプラスミノゲンアクチベーター様プロテアーゼ活性の増大が認められた.この誘発活性はインターフェロンの種類に関係なく見られ,上認3種細胞いずれでも認められた.なお,モックインターフェロン処理の際は誘発活性は見られなかった.以上のインターフェロン効果は, DNA傷害因子処理直後にタンパク質の合成阻害剤であるサイクロヘキシイミド処理すると消失した.したがって,ヒトインターフェロンはある種のタンパク合成を介しプラスミノゲンアクチベーター様プロテアーゼを活性化することにより,ヒト細胞のDNA修復および修復関連機能の発現を誘導することが示唆された.大腸菌の修復機能が開始するにはrecAタンパクが有するプロテアーゼの活性化が必須であることを考えると,インターフェロンを利用することにより殆んど不明であるヒト細胞のDNA修復機構の解明に突破口が開けたと言えよう.
レセプターがG蛋白質αサブユニットを活性化する機構

G蛋白質を介した情報伝達の機構を解明するために、G蛋白質とレセプターとの相互作用を生化学的・物理化学的に解析し、以下の成果が得られた。1. Gilαに結合したマストパランXの構造:安定同位体で一様にラベルしたペプチドを簡単に調製できるユビキチン融合蛋白質発現系を構築した。^<15>Nと^<13>Cで一様にラベルしたマストパランXとGilαとの相互作用をTRNOEで解析することによって、主鎖のrmsdが0.33Åという非常に精密な構造が得られた。2. G蛋白質βγサブユニットの新しい精製法:Gilαをリガンドとする新しいアフィニティークロマトグラフィーを考案し、牛脳βγサブユニットをたった1ステップで精製できるようにした。3.レセプターミメティックによるGilαの構造変化:リガンドの結合したレセプターがG蛋白質αサブユニットからのGDPの解離を促進するメカニズムを解明するために、レセプターミメティックによるαサブユニットの二次構造変化をCDで解析した。活性化と対応してGilαのへリックス含量が低下することがわかった。4.レセプターがGilαを活性化するメカニズム:Gilαのアミノ酸配列の二次構造予測からレセプターミメティック刺激によってレセプター結合領域にあるα5ヘリックスがほどけていることが示唆された。α5ヘリックスは良く保存されているAspとLysによって形成されるイオンペアを介してβ2/β3ループと結合しており、β2ストランドのN末端側にはグアニン結合領域があるので、α5ヘリックスの構造変化はそのイオンペアを経由してGDP結合部位に構造変化を誘起してGDPの解離を促進していることが示唆される。実際に、イオンペアを形成できないmutantはm2ムスカリンレセプターによってあまり活性化されなかった。また、イオンペアはGDPのαサブユニットへの強固な結合に重要であることがわかった。1.レセプター刺激に伴うG蛋白質αサブユニットの二次構造変化:レセプターと同様にG蛋白質を活性化できるマストパランとcompound48/80によって引起されるGi1αの二次構造の変化を円偏光二色性(CD)で解析した。マストパランとcompound48/80は何れもGi1αのヘリックス含量を減少させた。また、compound48/80によるGi1αの活性化のEC50と二次構造変化のEC50は何れも30μg/mlと等しかった。更に、CD測定条件下でGi1αは失活していない事が確認された。そこで、レセプター刺激によってαサブユニットのαヘリックス含量が減少し、その構造変化がGDP解離を促進している事がわかった。αサブユニットのレセプター結合部位にあるα5ヘリックス中に存在する2つのアスパラギン酸(D337,D341)はβ2-β3ループに存在するリジン(K192)とイオンペアを形成しており、β2ストランドの先にはグアニンヌクレオチド結合部位が存在する。そこで「レセプター刺激によってα5ヘリックスの巻戻しが起り、その結果GDPの解離が促進される」と考えられる。この仮説を確認するために2つのアスパラギン酸をアラニンに置換した突然変異体(D337,D341A Gi1α)を作成した。この突然変異体はcompound48/80によってαヘリックス含量は減少したが、GDP解離の促進は起こらなかった。また、m2スカリンレセプターによっても活性化されなかった。これらの現象は上記の仮説を裏付けている。

1.レセプター刺激に伴うG蛋白質αサブユニットの二次構造変化:レセプターと同様にG蛋白質を活性化できるマストパランとcompound48/80は何れもGi1αのαヘリックス含量を減少させた。また、活性化のEC50と二次構造変化のEC50は何れも30μg/mlと等しかった。そこで、レセプター刺激によってαサブユニットのαヘリックス含量が減少し、その構造変化がGDP解離を促進している事がわかった。2. Gi1α突然変異体の活性化とグアニンヌクレオチド結合特性: αサブユニットのレセプター結合部位にあるα5ヘリックス中の2つのアスパラギン酸(D337,D341)はβ2-β3ループに存在するリジン(Kl92)とイオンペアを形成しており、β2ストランドの先にはグアニン結合部位が存在する。そこで「レセプター刺激によってα5ヘリックスのほぐれが起り、その結果GDPの解離が促進される」と考えられる。この2つのアスパラギン酸をアラニンに置換した突然変異体はcompound48/80によってαヘリックス含量は減少したが、GDP解離の促進は起こらなかった。また、m2ムスカリンレセプターによる活性化の程度は低かった。これらの現象は上記の仮説を裏付けている。さらに、K192・D337・D341のそれぞれをアラニンに置換した突然変異体を調製しそのGDP特性を調べたところ、いずれもGDPの解離速度がwild typeに比べて速かった。そこで、イオンペアはGDPのαサブユニットへの安定な結合に重要であることがわかった。3. G蛋白質βγサブユニットの効率的な精製法の確立: βγサブユニットの精製には従来多種類のクロマトグラフィーを組合せる必要があり、時間と労力がかかった。Gi1αをリガンドとするアフィニティークロマトグラフィーの条件を検討することによって、1ステップでβγを精製する方法を確立した。
離散転移動力学法を用いた結晶粒径依存マルチスケール解析システムの開発

機械材料の高性能化や高度な構造健全性の要請のため,ミクロスケール構造変化に立脚した力学モデル構築の試みが盛んになされている.中でも代表的なアプローチとして,量子計算から原子間相互作用力を定義し,分子動力学法による欠陥構造のダイナミクスの理解を経て,離散転位動力学法による転位構造と力学特性の関連の解明へと繋げようとする一連の研究が挙げられる.しかしながら,離散転位動力学問題の単なる大規模化によってマクロな構造解析を実施することは非現実である.本研究ではこの問題点を突破するために均質化理論に基づく解析手法の開発を行なった.初年度は,連続体解析における代表体積要素内に周期境界条件を仮定した離散転位動力学問題を格納することで,連続体によるマクロ問題と離散転位動力学法によるミクロ問題を結合したマルチスケール解析手法の定式化を行なった後,それを用いて弾性体粒子を分散させた1滑り系の金属基複合材料の塑性変形挙動の解析を行った.本年度は,それに引き続き,転位が介在物内に侵入できるように,理論及び解析プログラムを拡張した後,転位源の活性化及び,介在物への転位のパイルアップと侵入挙動と,応力-ひずみ曲線との関係を異なる寸法の介在物に対して明らかにした.さらに,2滑り系に拡張し,多結晶体の塑性変形挙動と粒径及び転位構造との関わりに関する解析を行った.そして,転位が粒界を横断するメカニズムを離散転位動力学法に導入することで,降伏応力と加工硬化係数に対する粒径効果が適切に導入されることを明らかにした.機械材料の高性能化や高度な構造健全性の要請のため、ミクロスケール構造変化に立脚した力学モデル構築の試みが盛んになされている。中でも代表的なアプローチとして、量子計算から原子間相互作用力を定義し、分子動力学法による欠陥構造のダイナミクスの理解を経て、離散転位動力学法による転位構造と力学特性の関連の解明へと繋げようとする一連の研究が挙げられる。しかしながら、離散転位動力学問題の単なる大規模化によってマクロな構造解析を実施することは非現実である。本研究ではこの問題点を突破するために均質化理論に基づく解析手法の開発を行なった。まず、連続体解析における代表体積要素内に周期条件を仮定した離散転位動力学問題を格納することで、連続体によるマクロ問題と離散転移動力学法によるミクロ問題を結合したマルチスケール解析手法の定式化を行なった。そして、2次元一滑り系条件下で動作するプログラムを開発し、離散転位動力学解析によって転位運動による塑性現象が適切に再現し得ることを確認した。引き続き有限要素法による解とマイクロメカニクス的アプローチによる理論解を重ねあわせることでミクロ問題に任意形状の弾性体介在物が含まれる場合に対して理論を拡張した。そして、本理論を用いた解析プログラムを開発し、長方形の介在物を含む問題の解析を行ない、介在物まわりの転位源の活性化、及び、転位の蓄積挙動と応力-ひずみ曲線の関係について調べた。さらに、介在物の寸法を小さくした場合には、降伏応力、加工硬化係数が顕著に増加する寸法効果が現れることを確認した。また、この過程で多重局展開を転位の長距離相互作用力の計算に用いることで計算の高速化を可能とした。ここで、離散転位動力学法で用いる転位運動則は、分子動力学シミュレーションを用いてα鉄単結晶のせん断変形を実施し、せん断応力と転位運動速度の関係を求め決定した。機械材料の高性能化や高度な構造健全性の要請のため,ミクロスケール構造変化に立脚した力学モデル構築の試みが盛んになされている.中でも代表的なアプローチとして,量子計算から原子間相互作用力を定義し,分子動力学法による欠陥構造のダイナミクスの理解を経て,離散転位動力学法による転位構造と力学特性の関連の解明へと繋げようとする一連の研究が挙げられる.しかしながら,離散転位動力学問題の単なる大規模化によってマクロな構造解析を実施することは非現実である.本研究ではこの問題点を突破するために均質化理論に基づく解析手法の開発を行なった.初年度は,連続体解析における代表体積要素内に周期境界条件を仮定した離散転位動力学問題を格納することで,連続体によるマクロ問題と離散転位動力学法によるミクロ問題を結合したマルチスケール解析手法の定式化を行なった後,それを用いて弾性体粒子を分散させた1滑り系の金属基複合材料の塑性変形挙動の解析を行った.本年度は,それに引き続き,転位が介在物内に侵入できるように,理論及び解析プログラムを拡張した後,転位源の活性化及び,介在物への転位のパイルアップと侵入挙動と,応力-ひずみ曲線との関係を異なる寸法の介在物に対して明らかにした.さらに,2滑り系に拡張し,多結晶体の塑性変形挙動と粒径及び転位構造との関わりに関する解析を行った.そして,転位が粒界を横断するメカニズムを離散転位動力学法に導入することで,降伏応力と加工硬化係数に対する粒径効果が適切に導入されることを明らかにした.
高圧下におけるランタン銅酸化物の逐次構造相転移と超伝導異常

La_<2-X>M_XCuO_4(M=Ba,Sr)系銅酸化物超伝導体では、x=1/8の近傍で超伝導が著しく抑制されることが知られている。最近、Ndを添加したLa_<2-X>Sr_XCuO_4(La-Nd-Sr)系の中性子散乱実験から、超伝導の抑制原因は電荷(ホール)とスピンのストライプ相関の発達にあることが指摘された。そして、低温(T_160K)で低温正方晶(LTT)あるいはPccn斜方晶への構造相転移が起こると、格子ポテンシャルによってドメインウオール内のホールがピン止めされ、系が絶縁体的となると考えられた。しかし、Ndを添加したLa_<2-X>Ba_XCuO_4(La-Nd-Ba)系では、Ndの添加により構造相転移温度T_1は100K以上に上昇するが、電荷とスピンのストライプ秩序の形成は60Kに止まる。このためストライプ秩序とT_1での構造相転移との関連性の有無が改めて問題となった。そこで、本研究では、両者の関連性を明らかにするため、圧力の印加によりT_1での構造相転移を抑制すると電荷(ホール)とスピンのストライプ秩序にどの様な影響が現れるかを調べた。その結果、1)La系では結晶構造にかかわらず電荷とスピンのストライプ相関がT^*60K付近で発達すること。T^*60Kでの結晶構造がLTT(あるいはPccn斜方晶)であれば、結晶ポテンシャルが電荷(ホール)のピン止めを通じてストライプ秩序の安定化をもたらすこと。更に、x=1/8の試料では整合うエネルギーもピン止めに寄与すること等が確認できた。2)また、Ndを添加した試料では、Ndサイト上の局在磁気モーメントによるランダムポテンシヤルのためストライプ相関の発達が乱されることが分かった。La_<2-x>Ba_xCuO_4系銅酸化物超伝導体では、酸素八面体の傾きに伴う低温(T_160K)の構造相転移により電子系に異常が起き超伝導が著しく抑制される。この構造相転移は圧力により容易に抑制でき、Tcも30K以上まで回復する。しかし、x=0.125のごく近傍だけはTcの回復が10K止まりで、この領域ではT_1での構造相転移以外に未知の超伝導の抑制機構が存在する。一方、Laの一部をNdで置き換えることにより構造相転移温度T_1は100K以上の温度へシフトするが、電子系が異常を示す温度(60K)は変化しない。このため電子系異常は(酸素八面体の傾きに起因する)構造相転移との無関係との主張がある。本研究では、La-Nd-Ba系について、熱膨張率、交流磁化率、電気抵抗の測定から高圧下におけるT_1での構造相転移および超伝導特性を調べた。その結果、La-Nd-Ba系に圧力を印加するとT_1が低下し、ある圧力以上で構造相転移と電子系の異常が再び同一温度で起こるようになることを明らかにした。この結果は、60K付近の電子系異常にとってやはり酸素八面体の傾きが重要な役割を担っていることを意味している。また、2Gpaの圧力を加えて構造相転移を完全に抑制した場合、x=0.125でのTcの回復がLa-Ba系よりもLa-Nd-Ba系のほうが大きいことが分かった。これは、構造相転移以外の超伝導抑制機構がNdの添加によって弱められるためである。今後、高圧下でのNQR等から、この超伝導抑制機構を具体的に明らかにしていきたい。2)また、Ndを添加した試料では、Ndサイト上の局在