hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算知能を用いた渋滞回避エージェントの開発と複雑系としての交通システムの解析

本研究でソフトウエアとして実装した渋滞回避エージェントは,対向車線を走行する車両や交差点において通信可能半径内に存在する車両との車車間通信により,進行方向や走行車線と交差する道路に関する交通情報を得ることができる.このような方法で獲得した情報に基づき,可能な複数の経路に関して目標地点までの走行時間の予測を行うことで,渋滞回避行動が実現される.具体的には,予測走行時間が最も短い経路を選択することで,渋滞を回避することができる.しかし,一方では,渋滞回避行動が新たな渋滞を引き起こすこともあり,予測された走行時間と実際の走行時間が大きく異なることもある.そこで,計算機シミュレーションを行うことで,走行時間の予測と渋滞回避行動および実際の走行時間に関する膨大な数値データを生成し,数値データからIf-Then形式のファジィルールを抽出する方法を提案した.獲得されたファジィルールは,「対向車線の車両が少ない」や「走行車線の車両が多い」のような日常言語で記述された条件部と,「新しい道路情報が得られ,正しく走行時間を予測することができる」のような結論部を持つ,利用可能な数値データを記述するために必要最小限のファジィルールを獲得することで,どのような状況で車車間通信に基づく渋滞回避行動が成功するかを明確に示すことができる.逆に言えば,車車間通信に基づく渋滞回避行動を有効にするための対応方向を示すことができるとも言える.本研究では,まず,セルラーオートマトンを用いて数値実験用の交通流モデルを構築した.次に,平均走行時間の最小化を目的とした経路選択を行うために,大域的最適化手法と局所的最適化手法を実装した.大域的最適化手法では,全ての車両における経路選択を中央管理者が行う.中央管理者は,遺伝的アルゴリズムを用いて,交通流モデル内を走行する全ての車両の平均走行時間を最小化する.一方,局所最適化手法では,個々の車両が各経路の走行時間を予測し,予測走行時間の短い経路を選択する.走行時間の予測は,過去の経験に基づき,ニューラルネットワークを用いて行われる.さらに,数値実験により,大域的最適化手法と局所的最適化手法の比較を行った.走行車両が少ない場合では,遺伝的アルゴリズムにより,大域的最適解が得られた.一方,局所的最適化手法では,個々の車両が利己的に走行時間の最小化を行うため,全走行車両に対する平均走行時間の大域的な最小化は行われなかった.しかし,大域的最適化手法では,走行車両数が増えると経路選択の組合せ総数が指数関数的に増大するため,大域的最適解を求めることが困難になるだけではなく,遺伝的アルゴリズムにより良好な実行可能解を獲得することも難しくなった.これに対して,局所的最適化手法では,走行車両が増えた場合でも,効率的に良好な経路選択が得られた。このような数値実験結果は,大都市の交通渋滞回避など大規模な交通システムにおける局所的最適化手法の有効性を示唆するものである.車車間通信により道路情報の交換を行うことのできる渋滞回避エージェントを実装した.渋滞回避エージェントは、対向車線を走行する車両との車車間通信により、進行方向の道路に関する交通情報を得ることができる.また、交差点における車車間通信により、進行方向だけではなく、走行車線と交差する道路に関する交通情報も得ることができる.渋滞回避エージェントは、車車間通信で獲得した交通情報に基づき渋滞回避を行う.具体的には、目標地点までの予想走行時間が最も短い経路を選択することになる.また、大域的な道路交通情報通信システムから得られる道路交通情報に基づき渋滞回避を行うエージェントの実装も行った.さらに、車車間通信エージェントと大域的道路交通情報通信エージェントの比較を行うために、セルオートマトンに基づく交通流モデルの構築も行った.数値実験では、車車間通信エージェントが道路情報の交換を行うことができる通信可能半径および道路情報の交換を行う通信間隔を変化させ、車車間通信エージェントの渋滞回避能力の調査を行った.数値実験により以下のような結果が得られた.まず、通信可能範囲が狭い場合でも、頻繁に道路情報の交換を行うことができれば、車車間通信により高度な渋滞回避が可能であることが確認できた.一方、通信間隔が長い場合では、効率的な渋滞回避を行うことができなかった.特に、通信間隔が長く、通信可能範囲が広い場合では、多数の渋滞回避エージェントが長時間同一の交通情報を持つことになるため、新たに渋滞を発生させるなどの悪影響が観察された.大域的道路交通情報通信エージェントでは、この傾向が顕著になり、通信間隔が短い場合では高い渋滞回避能力を持つが、通信間隔が長い場合では交通流に大きな悪影響を与えることが観察された.本研究でソフトウエアとして実装した渋滞回避エージェントは,対向車線を走行する車両や交差点において通信可能半径内に存在する車両との車車間通信により,進行方向や走行車線と交差する道路に関する交通情報を得ることができる.このような方法で獲得した情報に基づき,可能な複数の経路に関して目標地点までの走行時間の予測を行うことで,渋滞回避行動が実現される.具体的には,予測走行時間が最も短い経路を選択することで,渋滞を回避することができる.しかし,一方では,渋滞回避行動が新たな渋滞を引き起こすこともあり,予測された走行時間と実際の走行時間が大きく異なることもある.そこで,計算機シミュレーションを行うことで,走行時間の予測と渋滞回避行動および実際の走行時間に関する膨大な数値データを生成し,数値データからIf-Then形式のファジィルールを抽出する方法を提案した.獲得されたファジィ

ルールは,「対向車線の車両が少ない」や「走行車線の車両が多い」のような日常言語で記述された条件部と,「新しい道路情報が得られ,正しく走行時間を予測することができる」のような結論部を持つ,利用可能な数値データを記述するために必要最小限のファジィルールを獲得することで,どのような状況で車車間通信に基づく渋滞回避行動が成功するかを明確に示すことができる.逆に言えば,車車間通信に基づく渋滞回避行動を有効にするための対応方向を示すことができるとも言える.
アメリカにおける映画をめぐる文化現象と憲法：映画検閲から文化芸術助成まで

本研究は、芸術法学と憲法上の「表現の自由」とが交差する一場面として、アメリカにおける映画への国家干渉について研究調査を行うものである。アメリカでは、映画への統制的関心が、形を変えながら続いてきた(1950年代まで続いた検閲、その後に続く冷戦期の統制、そして芸術表現としての社会的認知が得られるにつれて起きてくる新たな要請など)。この変遷とその要因を調査し、憲法上の「表現の自由」理論に照らした考察を行うことで、日本における文化芸術法学の一助としたい。これまでの資料調査から、アメリカでは、映画表現が民主過程に大きな影響を及ぼすことが第二次世界大戦前から意識されていた。「検閲」の残存はこのことと深く関連していると考えている。そうした映像表現の影響力への統制的関心の緩和と、文化資源・知的財産として奨励していく方向での関心が、1980年代に一定の地盤固めを見た、と考えている。一方で、近年、海外の文化芸術政策において人種平等やジェンダー平等の観点から、過去の偏見を前提としたモニュメントの撤去や非公開、映画上映の可否をめぐる議論がある。このことを踏まえ、ジェンダー論と憲法上の「表現の自由」をどう総合していくかについて考察し、学会報告を行った。現在、フォーマルな法的規制や統制には抵抗力を持つ「表現の自由」の理論が、「政治的適正」に関する世論や団体の運動などインフォーマルな諸力によって、表現内容や上映の可否について影響を受けており、これを「社会的検閲」と見るか、健全な動きと見るかについては議論がある。こうした社会的諸力を、法学としての「表現の自由」論にどう位置づけるかについても考察し、「表現の場面」(公共性の度合い)によって法が関わる度合いも異なることの整理を行った。(1)平成30年度は、29年度に生じた遅れを完全に取り戻すには至っておらず、資料の収集・読解中心の研究活動にとどまることとなった。しかし、『映画で学ぶ憲法・第二集(仮題)』の出版計画が出版社との間で具体化し、複数の研究者と情報交換・意見交換を行う場を得て、成果の公表に向けての研究活動が進展している。(2)平成30年度12月には「ジェンダー法学会」報告を通じて、映像を中心とするメディア表現がジェンダー・ステレオタイプを助長していると考えられる場合に、法理論はどのようにこの問題に臨むべきか、というテーマに取り組んだ。(3)昨年度は、ある名誉毀損訴訟について裁判所提出意見書を執筆することとなり、この事情によって本研究の進捗が一時的に遅れたが、今後、本研究のサブテーマとして「映画表現と名誉毀損」という1項目を設けたい。過去に受け入れられていた映画作品が、人種平等、ジェンダー平等の観点から社会的批判を受けている現象と合わせて、公権力による人種差別と憎悪犯罪を描いた「ミシシッピー・バーニング」など、憲法問題を描き出す作品が名誉毀損に問われた事例を見ることは、本研究にとっても有益と思われるため、調査の対象に加えた。(4)文化庁における「大学を拠点としたアートマネージメント育成事業」AMSEA(於東京大学)からの依頼により、この事業の中の講義を担当し、本研究によって得た知見を提供し、意見交換を行った。映画など大衆の表現文化は、法によって支えられたり統制されたりする一方的・受動的なものではなく、文化芸術が法文化を反映し、大衆に(間接的に)伝達することで法を支える役割を果たす場面もあることが認識され、本研究にとって有益な内容内容拡充となった。昨年度に引き続き、資料読解を中心とした研究活動を行いつつ、可能なところから、段階的な成果化を行う。その一環として、『映画で学ぶ憲法・第二集(仮題)』の出版を2019年度中(遅くとも2020年度)に予定している。この図書は、学生および一般市民向けの解説図書だが、映画表現における「表現の自由」に影響を与えた社会現象や法環境について考察する章も設け、本研究で摂取した知識を生かす予定である。また、今年度も、文化庁における「大学を拠点としたアートマネージメント育成事業」AMSEA(社会を指向する芸術のためのアートマネージメント育成事業)(於東京大学)からの依頼により、この事業の中の講義を担当し、本研究によって得た知見を提供する予定である。2019年度は、上記2件の成果化活動に注力することとする。その後、32年度には、これらの知見をより学術的な形に高め、《文化的な価値観・宗教観の衝突》が映画表現に及ぼしてきた影響について考察を及ぼし、論文発表を行う予定である。可能であれば、その中で、あるいは本研究課題終了後の派生的成果として、「映画表現と名誉毀損」に関しても論文としての成果化を行いたい。アメリカでは、映画への統制的関心は形を変えながら続いてきた(1950年代まで続いた検閲、その後に続く冷戦期独特の統制、そして芸術表現としての社会的認知が得られるにつれて起きてくる新たな要請など)。この変遷とその要因を調査し、憲法上の「表現の自由」理論に照らした分析的考察を行い、日本における表現の自由の保障状況との比較考察を行うことで、日本における文化芸術法学への一助とすることが目標である。平成29年度の研究活動は、資料収集と読解が中心となった。とくにアメリカにおいて第二次世界大戦前から続いた「映画検閲」について、映画表現が芸術性・民主主義への貢献性の低い大衆娯楽と考えられてきたために1960年代後半まで検閲が行われていたことを確認した。

しかしこれと重なる1950年代、映画は大衆を思想的に感化する表現として反米活動調査の対象となっている(「レッド・パージ」)。ここには映画表現の民主プロセスへの影響について矛盾衝突する認識が並存していたこと、この二つの流れはアメリカの法現象の中で、統合的に把握されることなく並存していたことが観察される。さらにいくつかの資料から、当時の映画関係者に対して行われた思想身辺調査等は、映画産業界における労働組合結成への「嫌がらせ」に端を発したものであって冷戦におけるイデオロギー対立を真の関心事としていたものか疑わしいと見る材料もあり、この角度からの考察を加える必要があることに気づいた。平成29年度の研究活動では、資料の入手と読解を通じて、上記のような考察を行った。その調査過程で「政治的中立」「政治的適正」に関する議論に接し、日本におけるこれらの概念を考察する上でも、参照した。平成29年度は、本研究と同時に筆者が所属する大学の「教育改革助成」に単年度計画で採択されたため、具体的な成果作成についてはこの「教育改革助成」を優先することとなった。このため本研究の直接の成果として当初企図していた成果活動については遅れが生じ、資料の収集と読解にとどまることとなった。ただし、本研究の派生的成果として、本研究によって収集した資料から得た知見に基づいて「表現の自由」や「政治的中立」、映画・漫画・アニメーション映画における性表現規制の国際的議論に関連する論説を公表した。また、上記「教育改革助成」における成果取りまとめ(2月末)以降は、『映画で学ぶ憲法・第二集(仮題)』の出版計画が出版社との間で具体化するなど、本年度以降に行う成果作成のための公表手段、企画等について、3月から4月にかけて進展している。本研究は、芸術法学と憲法上の「表現の自由」とが交差する一場面として、アメリカにおける映画への国家干渉について研究調査を行うものである。アメリカでは、映画への統制的関心が、形を変えながら続いてきた(1950年代まで続いた検閲、その後に続く冷戦期の統制、そして芸術表現としての社会的認知が得られるにつれて起きてくる新たな要請など)。この変遷とその要因を調査し、憲法上の「表現の自由」理論に照らした考察を行うことで、日本における文化芸術法学の一助としたい。これまでの資料調査から、アメリカでは、映画表現が民主過程に大きな影響を及ぼすことが第二次世界大戦前から意識されていた。「検閲」の残存はこのことと深く関連していると考えている。そうした映像表現の影響力への統制的関心の緩和と、文化資源・知的財産として奨励していく方向での関心が、1980年代に一定の地盤固めを見た、と考えている。一方で、近年、海外の文化芸術政策において人種平等やジェンダー平等の観点から、過去の偏見を前提としたモニュメントの撤去や非公開、映画上映の可否をめぐる議論がある。このことを踏まえ、ジェンダー論と憲法上の「表現の自由」をどう総合していくかについて考察し、学会報告を行った。
バベシア原虫の完全長cDNAライブラリーを活用した新規診断・予防用抗原の探索

バベシア病は、ダニの媒介により動物に感染し世界的規模で畜産業に甚大な被害を与え、また人にも感染可能で人獣共通感染症としても注目されている。本研究は、バベシア病の制圧のため、バベシア原虫完全長cDNAライブラリーを構築し、その遺伝子情報を解析する事により、バベシア原虫の赤血球への侵入、赤内型増殖、赤血球からの脱出に関する因子を探索し、新規の血清及び遺伝子診断法の開発を目的としている。22年度は、牛バベシアBabesia bovisのスフェリカルボディー4(BbSBP4)遺伝子の性状及びコードしている蛋白質の診断用抗原の有効性について検討を行った。その結果、BbSBP-4は世界的に広く保存されている遺伝子であり、コードする蛋白質は、赤血球内発育の後期に強く発現される事が明らかとなった。また、BbSBP-4蛋白質を用いたELISAはこれまで報告されている抗原よりも感度及び特異性が高い事がアジア・アフリカの試料を用いて明らかとなり、今後、世界的な疫学調査に有用であることが示唆された。また、人にも感染するB. microtiのBM94およびBmSA1組換え抗原を作製し、ELISA及びイムノクロマト法について検討した。その結果、これらの組換え抗原を用いたELISAやイムノクロマト法は、特異性が高く、マウス感染実験及びひと感染血清においても、感染後長期間に渡り抗体検出が可能であった。更に、バベシア原虫に対する有効薬剤候補のスクリーニングを行い、trepen nerolidol及びartesunateが牛、馬、犬及びマウスのバベシアに対して増殖抑制効果を有する事を示した。これらの研究成果は、バベシア病に対する有効診断法や治療法の実用化に向け、今後の更なる検討が必要である。
細胞壁の構造と樹木細胞の低温挙動の関係

樹木の木部放射柔細胞の氷点下温度への適応機構の変化に細胞壁が重要な役割を持つことを明らかにした。まず、細胞壁のマクロな壁層構造の違いにより凍結挙動は大きく異なることを明らかにした。すなわち、細胞壁の全部(コウヤマキ)あるいはその大部分(アカマツ)が未木化の薄い一次壁からなる木部放射柔細胞は、アポプラスト水分の凍結により、細胞外凍結をする。一方、細胞壁が厚い木化した一次壁(スギ)あるいは二次壁(カラマツ)からなる木部放射柔細胞は凍結により過冷却を起こす。さらに、電子顕微鏡レベルでは認められないミクロな壁層構造の違いも木部放射柔細胞の凍結挙動の違いをもたらすことを明らかにした。すなわち、針葉樹ではカラマツなど、広葉樹ではシラカバ、ポプラ、ヤナギなどの寒冷地に生育する樹木の木部放射柔細胞は、電子顕微鏡観察では、季節的に変化しない木化した厚い二次壁を持つが、その凍結挙動は夏期には過冷却を起こし、冬期には細胞外凍結を起こすことを明らかにした。これら樹種の季節的な凍結挙動の変化も、電子顕微鏡観察では捕らえられないミクロな細胞壁の特性変化によることを明らかにした。季節的な細胞壁の変化を明らかにするため、細胞壁結合蛋白質の季節的変動を調べた。その結果、冬期には夏期に比べ、非常に多種・多様な細胞壁結合性蛋白質が誘導されることを明らかにした。引き続いて、これら細胞壁結合蛋白質の全アミノ酸配列の解析を行っている。樹木の木部放射柔細胞の氷点下温度への適応機構の変化、すなわち深過冷却を起こすか細胞外凍結を起こすかの違いには、細胞壁が主要な役割を果たすことを明らかにした(研究発表参照)。細胞壁の役割をさらに詳細に検討するために、樹種間でその壁層構造が異なるとともに、その壁層構造がよく知られている数種針葉樹の木部放射柔細胞の氷点下温度での挙動を示差熱分析および低温走査電子顕微鏡により調べた。細胞壁の全部(コウヤマキ)あるいはその大部分(アカマツ)が未木化の薄い一次壁からなる木部放射柔細胞は氷点下温度に対して細胞外凍結をすること、一方、細胞壁が厚い木化した一次壁(スギ)あるいは二次壁(カラマツ)からなる木部放射柔細胞は、冬期に採取したカラマツを除き、氷点下温度に対して過冷却をすることを明らかにした。冬期採取カラマツ木部放射柔細胞はその壁層構造に顕著な季節的変化が起こらないにも拘わらず、細胞外凍結を起こした。これらの結果は、薄い、一見柔らかい細胞壁をもつ木部放射柔細胞は細胞外凍結をするとともに、厚い、一見堅い細胞壁をもつ細胞は過冷却をするという、細胞壁の巨視的構造特性の違いが凍結挙動の違いをもたらす一要因であることを示す。これとともに、壁層構造の季節的変化が見られないにも拘わらず、その凍結挙動を過冷却から細胞外凍結へ変えるカラマツの場合は、少なくとも凍結下で細胞の水分透過性を変えるような、何らかの微視的変化が細胞壁に起こったことを意味する。引き続き、この細胞壁の微視的変化の実体を明らかにするために実験を進めている。すなわち、細胞壁の全部(コウヤマキ)あるいはその大部分(アカマツ)が末木化の薄い一次壁からなる木部放射柔細胞は、アポプラスト水分の凍結により、細胞外凍結をする。

すなわち、針葉樹ではカラマツなど、広葉樹ではシラカバ、ポプラ、ヤナギなどの寒冷地に生育する樹木の木部放射柔細胞は、電子顕微鏡観察では、季節的に変化しない木化した厚い二次壁を持つが、その凍結挙動は夏期には過冷却を起こし、冬期には細胞外凍結を起こすことを明らかにした。これら樹種の季節的な凍結挙動の変化も、電子顕微鏡観察では捕らえられないミクロな細胞壁の特性変化によることを明らかにした。季節的な細胞壁の変化を明らかにするため、細胞壁結合蛋白質の季節的変動を調べた。その結果、冬期には夏期に比べ、非常に多種・多様な細胞壁結合性蛋白質が誘導されることを明らかにした。引き続いて、これら細胞壁結合蛋白質の全アミノ酸配列の解析を行っている。
コーポレート・ガバナンスとディスクロージャーのモデル分析

監査人に対して有限責任制を導入したときの監査リスクへの影響を分析した。有限責任制の導入によって、固有リスクが高くなり、発見リスクは低くなるものの、全体としての監査リスクは高くなる。また、確定決算主義のモデル分析を行なった。操作前利益に含まれる不確実性が十分に大きい場合か、経営者の報酬スキームについて情報の非対称性があまり大きくない場合、確定決算主義にもとづく会計利益のほうが価値関連性が高いことがわかった。価値関連性の実証研究では、株式時価総額を利益と自己資本で説明しようとする研究がほとんどであるのに対し、企業価値評価の分析的研究では、基本的に株式時価総額を残余利益と自己資本で説明する研究しか存在していない。そこで、株式時価総額を利益と自己資本で説明する理論モデルを構築した。次に、アメリカの1995年私的証券訴訟改革法によって、監査人の責任が連帯責任制から比例責任制になった場合の分析的研究はすでにいくつか存在しているので、監査人について連帯責任制と有限責任制といった法制度のちがいが、監査リスクやその構成要素、監査報酬等にどのような影響が生じるのかを分析した。ベースとなるモデルは、第1種の過誤の可能性のない不正探索ゲームである。起業家は、企業の収益性が高いか低いかを観察してから、財務諸表を準備する。この財務諸表は、監査人によって監査される。監査人が適正意見を出した場合にかぎって、株主は起業家より企業の株式を譲り受け、一定の確率で、経営者と監査人に対して訴訟を起こす。以上のサブゲームを前提として、ゲームのはじめに起業家は、監査人に監査報酬を提示する。このゲームにおいて、監査人の責任が無限(連帯)責任制のケースと有限責任制のケースとを比較ゲーム分析の手法を用いて、詳しく検討を行なった。監査人に対する有限責任制を導入するケースでは、無限責任制のケースと比較して、固有リスクは増加するものの、発見リスクが減少することがすでにわかっている。しかし、固有リスクの増加は、つねに発見リスクの減少を上まわり、総体としての監査リスクはつねに増加する。また、発見リスクが減少するということは、監査努力が増大し監査の質が高くなるため、より多くの監査コストがかかる。したがって、監査報酬が増加することがわかった。戦略的監査論の設定において、監査人についての有限責任制を導入した場合、監査リスクやその構成要素、監査報酬等にどのような影響が生じるのかを分析するのがこの研究課題の目的である。監査人について有限責任制を導入するケースでは、固有リスクは増加するものの、発見リスクが減少する。しかし、固有リスクの増加は、つねに発見リスクの減少を上まわり、総体としての監査リスクはつねに増加することになる。したがって、監査報酬が増加することになる。しかし、この設定では、監査の導入がつねに社会厚生を減少させることがわかった。そこで、投資プロジェクトにタイプを導入し分析を行なった。また、株式を購入した株主がつねに一定の確率で訴訟を起こすという設定に対して批判的なコメントが多いので、非本質的な拡張ではあるが、読者の理解を促進するため、粉飾についての兆候を示す設定をモデルに組み込んだ。本研究課題は、企業会計の問題のうち、コーポレート・ガバナンスとディスクロージャーの関わる問題について、主として、情報経済学(不確実性と情報の経済学)の視点からモデル分析することを目的としていた。とりわけ、日本固有の制度的要因が重要な役割を果たすモデルを構築し、その分析に取り組むことを目標とした。この目標は、研究期間内にある程度達成されたと考える。当初想定していた研究課題については一定の結論を得た。監査人についての有限責任制を導入した場合、監査リスクやその構成要素、監査報酬等にどのような影響が生じるのかを、第1種の過誤の可能性のない不正探索ゲームを題材に分析してきたが、本年度は、このモデルを不完備情報の設定へと拡張し、株主が訴訟意思決定をする前に、私的情報を観察するように設定を変更し、分析を続けた。このゲームにおいては、有限責任制の導入によって、固有リスクが高くなり、監査の質は高くなる(発見リスクが減少する)ものの、全体としての監査リスクが高くなるという結果が得られた。これは、完備情報のケースと同じである。他方、有限責任制の導入によって監査報酬がかえって高くなるのは、監査兆候シグナルがあまり情報提供的でないとき、監査報酬は増加することがわかった。

このほか、財務会計上の利益と税務会計上の所得との関係について、価値関連性の観点からモデル分析を行ない、確定決算主義にもとづく会計利益のほうがそうでない利益よりも価値関連性が高くなるための条件を特定した。具体的には、利益操作前の利益に含まれる不確実性が十分に大きい場合か、または、経営者の報酬スキームについて情報の非対称性があまり大きくない場合、確定決算主義にもとづく会計利益のほうが価値関連性が高いことがわかった。
土壌のメタン・一酸化二窒素生成・消費の解明:新たな同位体比測定による総速度測定

土壌はメタンや一酸化二窒素の放出源であると共に吸収源であるともされている。土壌がこれら温室効果ガスをどれだけ放出し同時に吸収するかを簡便に測定するための同位体測定手法の開発を試みた。一酸化二窒素については15Nと18OでラベルしたN2Oを生成する手法を立ち上げ、土壌に添加することで、N2Oの生成と消費を分離することができるようになったが、現在のところN2Oを吸収する土壌は見つかっていない。温室効果ガスであるメタン(CH4)と一酸化二窒素(N2O)について、どのような土壌がこれらのガスを吸収するか、あるいは放出するか、そしてその違いを制御する環境要因が何であるかを明らかにするため、簡易なトレーサー測定技術の開発を行っている。膜導入型質量分析計を組み立て、CH4とN2Oの測定に最適な分離条件、イオン化条件などの探索を行った。CH4とN2Oについては通常のIRMS測定と同等の濃度でトレーサー測定が可能となるチューニングを見いだし、培養容器など、実験環境のスケールについてもほぼ最適なセッティングがかたまり、現在15N2Oを用いて、gross測定の予備実験を開始したところである。現在のところ土壌からのN2O放出と比較してN2O吸収速度が小さく、grossN2O吸収速度の見積誤差が大きくなってしまう問題がある。そのため、15N2Oだけでなく、18OでラベルしたN2Oの利用が必要である可能性が出てきた。現在18OでラベルしたN2Oを発生させるための実験ラインを作成中であるが、発生に用いる18Oでラベルされた水が高価なため、ラベル濃度を90%にすることを当初目的としていたが、この濃度を10%程度に抑えることでどれだけ測定誤差が大きくなるかの見積を現在試算しているところである。また、一度脱窒菌を用いた高濃度の系をつくり、生成、吸収双方の速度が十分高いところで測定装置全体のパフォーマンスの見積を行う必要があり、現在、脱窒菌の培養に着手したところである。温室効果ガスであるメタンと一酸化二窒素について、どのような土壌がこれらのガスを吸収するか、あるいは放出するか、そしてその違いを制御する環境要因が何であるかを明らかにするため、簡易なトレーサー測定技術の開発を行っている。これまでの手法では、濃度変動から純生成(消費)速度しか推定してこなかった。しかし、特にメタンについてはメタンを生成する微生物と消費する微生物が全く異なるため、生成と消費を分離し、総生成(消費)速度としてメタンのダイナミクスを議論する必要がある。この総速度測定を実現するために、トレーサー測定の可能な膜導入型質量分析計を組み立て、メタンと一酸化二窒素の予備測定を開始した。土壌培養においては、これまで利用していた容器では、土壌構造を攪乱せずにガス濃度をモニタリングすることができなかったため、容器の容積、サンプリング方法を改良し、非攪乱土壌コアで測定が行える環境を整備した。現在使用している森林土壌が大変低いメタン生成能しか保持していないために、CO2とメタンのマスバランスについて十分に確認が取れていないが、13CO2濃度については良好な分析結果が得られている。一酸化二窒素については、土壌によってはNOが発生し、m/z31の利用が困難であることがあり、現在NOと一酸化二窒素の両方が生成する土壌についての測定について検討を行っている。今後、NH4、NO3、NO2の15Nトレーサーを添加し、水分環境を変化させた非撹乱土壌コアを用い、実際のメタンおよび一酸化二窒素生成消費速度を、窒素飽和森林土壌と窒素制限森林土壌を用いて測定する予定である。温室効果ガスであるメタンと一酸化二窒素について、どのような土壌がこれらのガスを吸収するか、あるいは放出するか、そしてその違いを制御する環境要因が何であるかを明らかにするため、簡易なトレーサー測定技術の開発を行った。メタンについては13CH4トレーサーの測定が可能となり、いくつかの土壌についてメタン吸収と生成の同時測定を試みた。残念ながら測定に供したサンプルについてはメタン生成が起こっておらず、今後湿地土壌のようなメタン生成が活発である土壌について測定を行う予定である。一酸化二窒素については15N20に関しては昨年中に測定可能となったが、土壌から発生するNOによるm/z31の妨害が問題であった。現在のところ、土壌培養時に180でラベルした土壌を添加することにより、N20およびNOの質量数を変化させることで、土壌から発生したN20(180に富む)と吸収する添加したN20(15Nに富む)の分離を行っており、ある程度の成果を得た。しかし、質量数が30,31,32,33,44,45,46,47,48という大変多くのN20アイソトポマーの測定結果を解析することが必要であり、現在まで、これだけのアイソトポマー種の濃度測定の結果を解析した例はない。そのため、これらの測定結果を15Nおよび180トレーサー濃度に変換するための予備実験を引き続いて行っており、この結果を利用して定式化を進め、最終的には論文にまとめる予定である。
トランスポゾンタギングによるシロイヌナズナのアントシアニン関連遺伝子の単離

トランスポゾンタギング法は突然変異体から変異を起こした遺伝子を単離するのに非常に効果的な方法であり、トウモロコシやキンギョソウにおいてトランスポゾンタギング法を用いて多くのアントシアニン生合成系の構造遺伝子および調節遺伝子が単離されている。本研究では、トウモロコシのトランスポゾンEn-Iを導入したシロイヌナズナから見つかったアントシアニンがふ入り状になる突然変異体(an12)を用い、この挿入変異体からアントシアニン合成に関与する遺伝子の単離を行った。サザンハイブリダイゼーションの結果から約4.5kbpのHindIII断片に目的の遺伝子があることを確かめ、さらにIPCR法により挿入されたI-エレメントに隣接する遺伝子の一部を増幅し、それをプローブに用いcDNAライブラリーおよびゲノミックライブラリーをスクリーニングした。スクリーニングの結果、一種類のクローンをcDNAライブラリーから、また互いにオーバーラップする二種類のクローンをゲノミックライブラリーから得た。これらの塩基配列を調べたところ、ANL2遺伝子は一部まだ不明の部分が残っているが約10個のエクソンからなる事が明らかとなった。また、転写産物は約3kbpの大きさで、その塩基配列をデータベースで検索したところ、シロイヌナズナの表皮の毛の形成に関与しているGL2遺伝子とホモロジーがあることが明らかとなった。GL2遺伝子はホメオドメインをもった調節遺伝子であることが指摘されており、このANL2にも良く似たホメオドメインが存在することから、ANL2もアントシアニン合成に関係した調節遺伝子であることが強く示唆される。
逆光電子回折現象を利用したバルク敏感性可変原子構造解析法の確立と応用

エネルギー損失電子の角度分布に、励起源の偏光や種類(光・電子)に関わらず、光電子回折模様とは真逆のネガコントラスト模様が出現する逆光電子回折という現象を発見した。種々の結晶試料にて光電子回折と非弾性散乱電子回折模様を測定し、逆光電子回折効果と脱出深度の関係を系統的に調べ、この現象の機構を解明した他、バックグラウンド除去法を確立し、希薄なドーパント原子周りの局所原子構造について調べられるようになった。またこうした回折模様を効率よく測定する新規小型表示型分析器を考案し、特許出願を行った。最近私たちは、結晶中の自由電子の非弾性散乱過程に光電子回折とは逆の吸収過程があり、エネルギー損失電子の角度分布に、励起源の偏光や種類(光・電子)に関わらず、光電子回折模様とは真逆のネガコントラスト模様が観察されることを発見した。この「逆光電子回折」による新規原子配列解析法の開発が目標である。1.既報(J.Phys.Soc.Jpn.81(2012)013601)のGe(111)について発見した現象は、Siや金属のCuでも確認。こうした定量的な知見は通常の光電子回折やAuger電子回折に与える影響を正確に除去するのに役立っている。現在CuのAuger電子回折の円二色性について定量的な解析を進めているが、Ge(111)の「逆光電子回折」とその「円二色性」の信号の減衰から、実際にCuのAuger電子回折に円二色性が現れるのを実証することができた。2.当現象に興味を持つA. Winkelmann博士(独Max Planck研究所)に理論面からのサポート得た。波数空間上での結晶格子と多数の平面波との相互作用を積算するアプローチでGe(111)のネガコントラスト模様のシミュレーションを行っていただいた。成果はJ.Ele. Spectrosc. Relat. Phenom.誌の特集号に掲載される予定。3.スイス放射光施設にて3週間のビームタイムを獲得し、光電子回折の高エネルギー分解能測定による研究が大幅に進展した。4.研究拠点の一つであるSPring-8 BL25SUのブランチ化を含む大幅な改造工事に伴い、2次元光電子分光実験ステーションの移設とメンテナンスを進めている。5. 2013年5月より、新規に研究室を立ち上げた。新規表示型電子分析器のデザインと製作を進めている。真空排気系と試料搬送系の整備を終えた。収束電子銃の導入も済んだ。現在、分析器各要素の組み立ては進行中。1)測定の中心となるSPring-8 BL25SUは2014年9月までにブランチ化を含む大幅な改造工事があり、それに合わせ表示型分析器の移設と軟X線ビームサイズと集光位置の最適化による高分解能化などのアップグレードを行った。ビーム径がそれまでの300μmから数10μmに収束させることができ、不均一試料でも状態の良い場所を選んで回折測定が行えるようになった。2)同時にBL25SUの次期分析器計画に備え、代替・発展形の小型分析器を作製する。2014年度に電源・分析器・磁場遮蔽真空槽が揃い、組み立てが終わり、電極電位の調整・最適化を進めている。3)昨年に引き続き、スイス放射光施設にて3週間のビームタイムを獲得。InSb表面価電子帯の光電子回折に現れるエネルギー損失成分のバックグラウンドについて詳細に調べた。その結果、価電子帯の元素別状態密度を解析することが可能になり、本成果のおかげで当研究室から最優秀学生賞受賞者を輩出するに至った。4)Auger電子回折の二色性と磁性単分子の表面構造に関する論文がそれぞれPhys. Rev. Lett誌に掲載された。この「逆光電子回折」による新規原子配列解析法の開発と応用展開が当課題の目標である。1 2H積層構造を前提に多くの電子状態計算の研究がされているMoS2やMoSe2が光電子回折の測定から明瞭に3R積層構造を持つことが示された。反転対称性が破れる系で、前者は六回対称、後者は三回対称の光電子回折模様が得られる。エネルギー損失電子角度分布の時間反転によるネガコントラスト生成機構を解明する際、空間反転があるかどうか決定するために利用することができる。系統的な測定の結果、ネガコントラスト生成機構では空間反転はないことを見出した。これは吸収過程によって本来の光電子波動関数が消滅し、その分がネガコントラストとなることを示唆する。2 SiC/絶縁体界面の欠陥準位を解消するのに有効なN原子の局所構造について調べてきた。N原子は界面原子層の一部のC原子を置換しており、バルク・表面原子の数に比してわずかな量である。

その光電子角度分布を解析する際、エネルギー損失電子による定量的なバックグラウンド処理が重要であることが示せた。4付随して発見したAuger電子回折の円二色性の発現機構についてまとめた論文がZ. Physik. Chem.誌に受理された。2016年度初頭に出版された。1 SPring-8にて様々な試料について光電子回折測定を進めた。解析にてエネルギー損失電子角度分布の知見が役立っている。2新分析器のコリメータを改良し、アスペクト比(1:10)を保ちながら1 mmの厚さのものの作製に成功した。角度・エネルギー分解能向上と検出ムラ軽減が見込める。3建設協力を行ってきたスイス放射光施設の光電子回折ビームラインのユーザーとしての利用も三年目に入り、二度のビームタイム配分を受けた。Fe3O4やTiO2のAuger電子回折の円二色性とエネルギー損失電子回折のデータを系統的に取得した。Fe3O4のビームタイム申請では提案中最上位の評価を得ている。最近私たちは結晶中の自由電子の非弾性散乱過程に光電子回折とは逆の吸収過程があり、エネルギー損失電子の角度分布に励起源の偏光や種類(光・電子)に関わらず、光電子回折模様とは真逆のネガコントラスト模様が観察されることを発見した。この「逆光電子回折」による新規原子配列解析法の開発と応用展開が当課題の目標である。1)サブmm大でステップのない2H-MoSe2劈開単結晶表面を得ることに成功し、光電子・エネルギー損失電子回折模様の系統的な測定を行った。表面で対称性の破れる特殊な構造で、ネガコントラスト模様発生機構解明に恰好な系である。化合物系でのネガコントラスト模様が励起エネルギーに依存して元素別の回折模様の割合が変化していくことを見出した。当初予想していなかった新しい現象である。2)微量元素の光電子回折の解析において、エネルギー損失電子による定量的なバックグラウンド処理が重要である。本研究の中心的な成果がこの処理法の確立である。黒鉛層間化合物超伝導体の劈開表面原子配列ホログラフィー再構成(Scientific Reports vol 6(2016)36258)の成功につながった。他にもSrTiO3にドープされたRhのやSiOx/SiC界面のN原子の局所構造の研究成果がある。4)光電子回折に関する教科書の解説を2報(Springer,講談社サイエンティフィク)執筆した。後者の書籍においてネガコントラスト模様について詳述した。エネルギー損失電子の角度分布に、励起源の偏光や種類(光・電子)に関わらず、光電子回折模様とは真逆のネガコントラスト模様が出現する逆光電子回折という現象を発見した。種々の結晶試料にて光電子回折と非弾性散乱電子回折模様を測定し、逆光電子回折効果と脱出深度の関係を系統的に調べ、この現象の機構を解明した他、バックグラウンド除去法を確立し、希薄なドーパント原子周りの局所原子構造について調べられるようになった。またこうした回折模様を効率よく測定する新規小型表示型分析器を考案し、特許出願を行った。1.分析器開発で地磁気などによる影響を除去するための磁気遮蔽真空槽を作製した。収束電子銃を用いた分析器の電場調整について詳細に行っている。2.SPring-8での移設作業が無事終了し、光電子回折の実験を再開できるようになった。アップグレードでX線ビームが数10μmに収束し、微結晶試料の実験が行えるようになった。
ゲノムデータ解析用の高速ニューラルネットワークの研究

本年度の研究によって得られた結果はつぎのとうりである。1.3層ニューラルネットワークの引き込み領域の導出入力層と中間層と2個の出力ユニットをもつ出力層をもつ3層ニューラルネットワークの結合荷重に、入力層に正データを入力したとき1番目の出力ユニットだけが発火し,負データを入力したときは2番目の出力ユニットだけが発火する条件を不等式制約条件として課し、ネットワークの引き込み領域を縮小写像原理を用いて導いた。2.最急降下法によるネットワークの学習とゲノム情報データ分類システムの構築学習データとして正データと負データを用意した段階では,まだネットワークの結合荷重は一意に決まっていない.したがって,ネットワークが精度の高い分類をおこなうよう,引き込み領域をできるだけ広くするよう決定しなければならない.そこで引き込み領域を広げる条件を,結合荷重に関する汎関数の最小化問題として表した.その際,中間層における出力には何ら制約をもうけていないため,訓練パターンの特徴が中間層の出力に反映するよう結合荷重を決定できる.しかしこのようなネットワークの結合荷重の決定には,これまで用いてきた手法が使えないため,慣性項を付加した最急降下法による縮小写像型ニューラルネットワークの結合荷重の決定手法を開発し,これに基づくゲノム情報データの学習システムを構築した。この方法で,タンパク質符号化領域におけるシグナル配列の有無の判定問題について実験を行なったところ,正の例と負の例に対し,平均72%を越える非常に高い精度でシグナル配列の有無を判定するネットワークが得られることがわかった.また,この方法による結合荷重の決定は,誤差逆伝搬法などに比較してもはるかに速く,大量ゲノム情報処理に対して十分な実用性があると考えられる.本年度の研究によって得られた結果はつぎのとうりである。この方法で,タンパク質符号化領域におけるシグナル配列の有無の判定問題について実験を行なったところ,正の例と負の例に対し,平均72%を越える非常に高い精度でシグナル配列の有無を判定するネットワークが得られることがわかった.また,この方法による結合荷重の決定は,誤差逆伝搬法などに比較してもはるかに速く,大量ゲノム情報処理に対して十分な実用性があると考えられる.
担持金属触媒の電子化学ポテンシャルの定量とその変位による触媒反応促進に関する研究

固体担持金属触媒を用いた化学反応は、微粒子化した金属表面で反応が進行し、金属の種類、粒径、担体の種類、助触媒や不純物の有無など様々なパラメータが関与して触媒活性を決定させている。本研究は、反応性能を決定させる大きな要因である金属粒子の化学ポテンシャルを、分光学的または電気化学的測定手法を駆使し、定量的な記述を試み、触媒構造-活性の厳密な相関関係を得ることを目的とする。
高強度・高弾性繊維の機械的特性評価と動的環境強度に関する研究

高強度・高弾性繊維として,有機繊維であるアラミド繊維,セラミックス繊維であるアルミナ繊維,SiC繊維,Si-C-Ti-O繊維を選び,単繊維の機械的性質に及ぼす水環境,真空環境,電子線照射,紫外線照射効果について検討を加えるとともに,原子間力顕微鏡(AFM)による原子オーダの繊維表面の3次元形状を評価して,損傷と変形機構について検討を加えた。アルミナ繊維,SiC繊維,Si-C-Ti-C繊維の引張強度は水環境の影響を強く受け,真空環境,大気中,浸潤環境の順に環境中の水分量が多いほど強度が低下すること,また,引張速度が小さく,環境にさらされる時間が長くなるほど強度が低下することを明らかにした。さらに,繊維の強度の環境依存性を反映して,アルミナ繊維一方向強化アルミニウムの真空環境中の繊維方向引張強度と疲労強度が大気中強度に比べて大きく上昇することを示し,複合材料の強度は特に試験片表面の影響を強く受けることを示した。また,AFMを用いて繊維表面のナノメータオーダの損傷について詳細に観察して,水分子によるSCGにより生じた微小損傷を可視化することに成功するとともに,その微小損傷は水環境と応力保持の送受効果により一層顕著になることを示し,繊維劣化機構について考察を加えた。また,アラミド繊維については,吸水と真空環境にさらすことにより引張強度が低下すること,また真空環境中に放置した後、空中に環境を変動することにより,さらに強度が低下することを明らかにした。また,アラミド繊維一方向強化エポキシ樹脂基複合材料の真空中の引張・疲労強度は、繊維強度に応じて,空中放置材の空中強度に比べて低下すること,複合材料における強度低下は繊維の引張強度低下よりも大きくなることを示した。さらに,繊維表面をAFMにより詳細に観察することにより,アラミド繊維では,吸水と真空環境に放置することにより、「ふくれ」と「溝」状損傷が生じて,繊維スプリッティングが促進されて強度が低下することを明らかにした。また,アラミド繊維は,電子線照射により繊維方向引張強度が低下すること,また,紫外線照射により横方向弾性係数が低下することを明らかにするとともに,照射による表損傷をナノメータオーダで可視化し,その破壊機構について考察を加えた。本年度は,高強度・高弾性繊維として,アルミナ繊維,アラミド繊維を選び,単繊維の機械的性質に及ぼす水環境・真空環境・電子線照射効果について検討を加えるとともに,原子間力顕微鏡による原子オーダの繊維表面の3次元形状を評価して,損傷と変形機構についてナノメータオーダより検討を加えた。アルミナ繊維の引張強度は水環境の影響を強く受け,真空環境,大気中,湿潤環境の順に環境中の水分量が多いほど強度が低下すること,また,引張強度が小さく,環境にさらされる時間が長くなるほど強度が低下することを明らかにした。さらに,繊維の強度の環境依存性を反映して,アルミナ繊維一方向強化アルミニウムの真空環境中の繊維方向引張強度と疲労強度が大気中強度に比べて大きく上昇することを示し,複合材料の強度は特に試験片表面の影響を強く受けることを明らかにした。一方,アラミド繊維については,吸水あるいは真空環境にさらすことにより,引張強度が低くすること,また,電子線照射効果について見ると,引張強度あるいは弾性係数には照射の影響が小さいのに対して,アラミド繊維強化

一方向強化材の繊維方向強度および繊維横方向強度は未照射材に比べて大きく低下することを明らかにした。さらに,繊維表面を走査型原子間力顕微鏡により詳細に検討することにより,アラミド繊維では,吸水と真空環境に放置することにより,ナノメータオーダの損傷が繊維表面で生じること,荷重負荷によるスプリッティングなどの表面損傷をナノメータオーダで捉えることが可能であることを示した。さらに,アルミナ繊維は,水環境中における荷重負荷により,繊維表面の凹凸がナノメータオーダで大きくなることを明らかにした。本年度は,高強度・高弾性繊維として,Si-C-Ti-O繊維とアラミド繊維を選び,単繊維の機械的性質に及ぼす水環境・真空環境効果について検討を加えるとともに、原子間力顕微鏡による原子オーダの繊維表面の3次元形状を評価して,損傷と変形機構についてナノメータオーダより検討を加えた。Si-C-Ti-O繊維の引張強度は水環境の影響を強く受け,真空環境,大気中,湿潤環境の順に環境中の水分量が多いほど強度が低下することを明らかにした。一方,アラミド繊維については,吸水あるいは真空環境にさらすことにより引張強度が低下すること,また,真空環境中に放置した後,空中に環境を変動することにより,さらに強度が低下することを明らかにした。さらに,アラミド繊維一方向強化エポキシ樹脂基複合材料の真空中の引張・疲労強度は,繊維強度に応じて,空中放置材の空中強度に比べて低下すること,また,真空に放置したのち空中に環境を変動することによりさらに強度が低下することを明らかにするとともに,複合材料おける強度低下は繊維の引張強度低下よりも大きくなることを示した。さらに,繊維表面を走査型原子間力顕微鏡により詳細に検討することにより,アラミド繊維では,吸水と真空環境に放置することにより,「ふくれ」と「溝」状損傷が生じて,繊維スプリッティングが促進されて強度が低下すること,一方,Si-Ti-C-O繊維では,環境中の水分により繊維表面にSCGによるnmオーダの損傷を生じて,繊維表面のnmオーダのあらさがとくに水分と荷重が重畳する条件下で大きくなることを明らかにした。
研究用原子炉を用いた腫瘍のボロン中性子捕起療法に関する基礎研究

1、経過昭和63年に始った米国オハイオ州立大学と京都大学原子炉実験所の3年間の協力研究が一応終了した。これは両大学の大学間協定に基づいて行われたもので、研究用原子炉からる中性子を利用する腫瘍治療法の開発に関する協力研究で、日本から延べ6名、米国から5名が相手国を訪問し、セミナ-、討論、講議、放設見学を中心に情報の交換などを行った。3年間に研究代表者及び協力研究者による論文の一部は、様式5の10にまとめてある。)最終年度の12月にオ-ストラリア・シドニ-で開催された第4回中性子捕捉療法国際会議に併せて開かれた国際中性子捕捉療法学会評議会において、研究代表者神田啓治助教授が理事に選出されるという幸運もあった。2、研究の内容と成果硼素中性子捕捉療法は、あらかじめ腫瘍を持つ患者に硼素化合物を注入し、その化合物が腫瘍に選沢的に集積したときに、原子炉から出る中性子を照射して、腫瘍のみを破壞しようとする新しい治療法である。1960年代に米国で堤案され、1970年代に日本で初めて成功した方法で、脳腫瘍、悪性黒色腫に適用されているが、今日でも臨床例約120件は日本にしかない。さて、オハイオ州立大学には硼素化合物の世界的権威であるソロウェイ教授がおり、京大には医療用中性子場の開発の第一人者である神田助教授がいることから、ギブアンドテイクの研究協力が成立した。オハイオ州立大学には出力10Kwの小型研究用原子炉があるが、医学生物学用の照射装置は付設されていなかった。そこで京大側の指導のもとに、ガンマ線混入比の少ない中性子場の設計を行ない、計算による評価と原子炉の一部改造が行われた。また、出力も近く100KWに上昇する計画がまとまった。しかし、生物の照射までには、まだ若千の時間がかかるものと思われる。また、照射技術、例えば、照射中の細胞の雰囲気コントロ-ル法とか、中性子やガンマ線の測定方法について、いくつかのノウハウを教えた。ちなみに、京大には5MWの中型研究用原子炉があり、かつ各種の医学生物学用の照射装置が付設されている。又この3年間に、9例の臨床応用も実施された。一方、硼素化合物の合成とその特性測定は、京大のウィ-クポイントであったが、度重なるソロウェイ授の指導で、相当レベルアップすることができたし、何より硼素化合物に興味を持つ研究者が興こされたことが大きい。また、終了直前の今年2月には、ソロウエイ教授を迎えて全国レベルの硼素化合物に関する研究会を京大で開催することができた。これまで述ベた物理(日本)一薬学(米国)を中心としたギブアンドテイクの他に、生物学・医学についても討論や情報交換などが、かなり高いレベルで行われた。相方で開かれたセミナ-は合計20回近くになり、出席者は延べ600名に達したことは感謝すベきことである。3、今後の展望研究者の交流に加えて、相方共この分野の学術論文を各数十編ずつ交換した。この論文交換のル-トは今後共続行する予定である。また、米国側には、この研究協力続行の希望が非常に強く、平成3年度には日本側から協力研究者の古林講師を数ヶ月招へいしたい意向で、目下その準備が進められている。京大側としても得るところが大きいので、平成4年度から、再度この科学研究費を申請したいと考えている。いずれにしても、研究用原子炉を用いた硼素中性子捕捉療法が、米国でも早く実現することを望み、今後共協力を惜しまないつもりである。また、症例拡張のために、新しい硼素化合物の開発研究は続けたいと考えている。

また、出力も近く100KWに上昇する計画がまとまった。しかし、生物の照射までには、まだ若千の時間がかかるものと思われる。また、照射技術、例えば、照射中の細胞の雰囲気コントロ-ル法とか、中性子やガンマ線の測定方法について、いくつかのノウハウを教えた。ちなみに、京大には5MWの中型研究用原子炉があり、かつ各種の医学生物学用の照射装置が付設されている。又この3年間に、9例の臨床応用も実施された。一方、硼素化合物の合成とその特性測定は、京大のウィ-クポイントであったが、度重なるソロウェイ授の指導で、相当レベルアップすることができたし、何より硼素化合物に興味を持つ研究者が興こされたことが大きい。また、終了直前の今年2月には、ソロウエイ教授を迎えて全国レベルの硼素化合物に関する研究会を京大で開催することができた。これまで述ベた物理(日本)一薬学(米国)を中心としたギブアンドテイクの他に、生物学・医学についても討論や情報交換などが、かなり高いレベルで行われた。相方で開かれたセミナ-は合計20回近くになり、出席者は延べ600名に達したことは感謝すベきことである。3、今後の展望研究者の交流に加えて、相方共この分野の学術論文を各数十編ずつ交換した。この論文交換のル-トは今後共続行する予定である。また、米国側には、この研究協力続行の希望が非常に強く、平成3年度には日本側から協力研究者の古林講師を数ヶ月招へいしたい意向で、目下その準備が進められている。京大側としても得るところが大きいので、平成4年度から、再度この科学研究費を申請したいと考えている。いずれにしても、研究用原子炉を用いた硼素中性子捕捉療法が、米国でも早く実現することを望み、今後共協力を惜しまないつもりである。また、症例拡張のために、新しい硼素化合物の開発研究は続けたいと考えている。
ラン藻ゲノムの光合成機能遺伝子の体系的解析

ラン藻(シアノバクテリア)の光合成関連遺伝子群の体系的同定をめざし、絶対光依存性(光が無いと生育できない)でゲノムサイズの小さいSynechococcus PCC6301株(旧名Anacystis nidulans6301)の全ゲノム配列を決定することを本年度の研究目的とした。(1)Synechococcus6301のゲノム全域をカバーする200個のλクローンそれぞれの全長をショットガン法で決定し、ゲノム全長の5倍に相当する塩基配列データを得た。現在、ギャップ部分のクロージング作業を行っている。これまでに、1000個余りの遺伝子をannotationした。(2)33kDa核酸結合性蛋白質(Nbp1と命名した)をコードする遺伝子を明らかにした。Nbp1は293アミノ酸からなり、リボソーム蛋白質S1のアミノ酸配列とは80.4%の相同性を持っていた。しかし、Nbp1はリボソーム顆粒の成分でなく、可溶性成分として細胞内に存在していた。in vitroでの核酸結合実験では、RNAとDNAに結合する性質を有していた。機能は未定であるが新規の核酸結合性蛋白質であるとannotationした。(3)塩基配列を決定したゲノム領域の遺伝子密度から推定すると、Synechococcus PCC6301株はおよそ2400個の蛋白質遺伝子が存在すると予想される。これはSynechocystis6803株よりも800個ほど少ない数である。ゲノム上の遺伝子配置を2つの株で比較すると、両者の間では遺伝子配置が大きく異なっていることが明らかになった。このことはラン藻ゲノムの構造が種や株によって多様であることを示している。