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ALK肺癌のEMTに起因するALK-TKI耐性克服治療の開発

ALKチロシンキナーゼ阻害薬(ALK-TKI)はALK肺癌に著効を示す分子標的薬であり、臨床で使用されている。しかし、12年程度で耐性を獲得することが問題となっている。近年、その獲得耐性機構として上皮間葉転換(EMT)が注目されているが、克服治療は確立されていない。本研究により、マウスの耐性腫瘍モデルにおいて薬剤Aは上皮系を誘導することで耐性克服できることが示唆された。また、大規模スクリーニングにより5種類の阻害薬で耐性株のE-カドヘリン発現誘導能を確認した。これらの結果から、miR-200cの発現誘導がALK肺癌のEMTによる耐性克服の戦略として有望であることが強く示唆された。本研究ではALK肺癌の上皮間葉転換(EMT)による獲得耐性を克服する新規治療法の開発を目的としている。これまでのin vitroでの検討から薬剤Aが間葉上皮転換(MET)を誘導し、ALK-TKIであるクリゾチニブへの感受性を回復させることを見出してきた。そこで平成28年度は、薬剤Aのin vivoでの効果を検証した。まず、マウス肺移植モデルを構築し、ルシフェラーゼで標識したクリゾニブ耐性クローン(EMTによる耐性株)をマウス胸腔内に移植した。次に、薬剤Aで5日間の前治療を行った後、クリゾチニブへ切り替えて治療を続け、その効果をin vivoイメージングで経時的に検討した。その結果、薬剤Aの治療群はコントロール群に比べて有意に腫瘍の縮小を認めた。また、マウスの体重減少は10%以内にとどまり、大きな副作用は認めなかった。さらに、薬剤Aでの治療後、腫瘍組織をEカドヘリン、ビメンチンによる免疫染色を行ったところ、METの誘導を認めた。これらの結果より、in vivoにおけるEMTによる耐性腫瘍モデルにおいても、薬剤Aが有効であることが示唆された。薬剤A以外にもMETを誘導できる候補薬を見出すために、耐性株のmiR-200c発現を誘導できる薬剤のスクリーニングを行った。まず、miR-200c-141プロモーター領域とルシフェラーゼ(NanoLuc)遺伝子を連結したベクターを構築した。次に、ベクターを耐性株に導入し、レポーターアッセイによるスクリーニング系を確立した。430種類の薬剤を含むライブラリを使用し、EMTによる耐性株を72時間処理した結果、薬剤A以外に新たに10種類のmiR-200cの発現誘導可能な候補薬を見出した。本研究の当初の予定は、大きく2つに分けられていた。1つは、肺移植マウスモデルにおける薬剤Aの抗腫瘍効果の検証である。当初の予定通り、マウスモデルでの検討を実施し、期待していた結果を得ることができた。2つめは、耐性株のmiR-200c発現を誘導できる候補薬のスクリーニング系の構築である。in vivoで効果のあった薬剤A以外にもMETを誘導できる薬剤を探索することが目的である。実際に、miR-200c-141のプロモーター領域の遺伝子とルシフェラーゼ(NanoLuc)遺伝子を連結しベクターを構築し、簡便にスクリーニングできるレポーターアッセイの系を構築した。さらに、430種類の薬剤を含むライブラリを用いてスクリーニングを行った結果、10種類の候補化合物を選抜することができた。以上のように、2つの研究を計画通りに進めており、期待していた結果も得られていることから、研究はおおむね順調に進展していると考える。これまでのin vitroでの検討より、薬剤Aが間葉系の耐性株を上皮系へ転換させALK-TKIへの感受性を回復させることを見出してきた。そこで本研究では薬剤Aのin vivoでの効果を検証した。まず、ルシフェラーゼで標識したクリゾニブ耐性株(間葉系)をマウス胸腔内に移植した。薬剤Aで5日間の前治療を行った後、クリゾチニブへ切り替えて治療を続け、その腫瘍縮小効果をイメージングで経時的に追跡した。その結果、薬剤Aの前治療群はコントロール群に比べて有意に腫瘍の縮小を認めた。また、薬剤Aでの治療後、腫瘍組織をEMTマーカーによる免疫染色を行ったところ上皮系への転換を認めた。さらに、次世代ALK-TKIであるアレクチニブへの治療効果についても同様の結果が得られた。これらより、in vivoモデルにおいても、薬剤Aが有効であることが示唆された。これまでの検討から薬剤Aは耐性株のmiR-200cの発現上昇を介して上皮系へ転換させることを明らかにしている。そこで、薬剤A以外にも上皮系へ転換できる候補薬を見出すために、miR-200cプロモーター領域とルシフェラーゼ遺伝子を連結したベクターを構築し、レポーターアッセイ系を確立した。430種類の薬剤でスクリーニングを行った結果、新たに10種類のmiR-200cの発現誘導可能な候補薬を見出した。本研究より、ALK肺癌のEMTに起因するALK-TKI耐性獲得後の腫瘍において、miR-200を標的とした薬剤は間葉系腫瘍を上皮系に誘導し、逐次的にALK-TKIで治療することで耐性を克服できる可能性が示唆された。今後はより安全性の高い薬剤を選抜し、臨床開発につなげていきたい。

ALKチロシンキナーゼ阻害薬(ALK-TKI)はALK肺癌に著効を示す分子標的薬であり、臨床で使用されている。しかし、12年程度で耐性を獲得することが問題となっている。近年、その獲得耐性機構として上皮間葉転換(EMT)が注目されているが、克服治療は確立されていない。本研究により、マウスの耐性腫瘍モデルにおいて薬剤Aは上皮系を誘導することで耐性克服できることが示唆された。また、大規模スクリーニングにより5種類の阻害薬で耐性株のE-カドヘリン発現誘導能を確認した。これらの結果から、miR-200cの発現誘導がALK肺癌のEMTによる耐性克服の戦略として有望であることが強く示唆された。平成28年度の検討において、in vivoでの薬剤Aとクリゾチニブとの逐次的な治療が認められた。一方、臨床では第二世代のアレクチニブが主流になってきている。そこで、確立したマウスの系を用いて、薬剤Aとアレクチニブによる治療効果についての検証も行う。また、平成28年度の検討において、430種類の薬剤から10種類のmiR-200cの発現を誘導できる候補薬を選抜した。今後はこれら10種類の化合物の中から、耐性株のMETを誘導することでALK-TKIへ感受化させる化合物を探索する。また、in vitroでの効果が得られれば、同様にin vivoでの効果も検証を行い、より臨床応用の可能性が高い薬剤を探索する。分子腫瘍学
CuO_2を含む新しい層状化合物の合成と超伝導化に関する研究

(1)CuO_2層と整合するブロック層の範囲を明らかにした。Cu6配位よりブロック層の方が0.71.4%長い範囲で整合した。(2)Sr_<1.1>Nd_<0.9>GaCuO_Yについて結晶構造の決定を行った。この結晶の構造因子は、空間群Ima2(No.46)、格子定数a=16.271Å、b=5.5198Å、c=5.3301Åである。この構造は、ブロック層とCuO_2層が交互に積層した構造になっており、最初に考えた理想的な構造と近い構造であることがわかる。理想的な構造との違いは、GaO面から一部酸素が欠損していることと、CuO_2面が波打つように歪んでいることである。(3)Sr_<1.1>Nd_<0.9>GaCuO2_Yは積層構造をもつにもかかわらず、超伝導でない。その理由として、CuO2層へのキャリアドープが不十分であることが判明した。
インド音楽とペルシア音楽の交流―ヒンドゥスターニー音楽の形成過程に関する研究

古来、一つの伝統とみなされてきたインド古典音楽が、12世紀に北インドにムスリム政権が成立してより南北で徐々に異なる変容を辿り、今日、北のヒンドゥスターニー音楽と南のカルナータカ音楽という二つの様式に大別されるに至った。本研究では、ヒンドゥスターニー音楽の歴史的な成立過程を、従来のヒンドゥー教徒側の視点に立ったサンスクリット語・ヒンディー語文献に依拠した説明ではなく、当時北インドの公用語であったペルシア語や古ウルドゥー語の諸文献に基づき、ムスリム側の視点に立った異なる角度からとらえなおすことによって、全く新しい諸様相を浮かび上がらせた。初年度は計3回の研究会開催およびWeb上での議論を通じて、研究目的遂行のために各共同研究者が行う具体的取り組みの内容と、4年間の研究計画の方向性を確認すると共に、各々の研究経過報告と議論を重ねた。北田は、国内在住のインド人音楽家のもとでサロード演奏の研鑽を積み、インタビューによって音楽実践に関する知見を得ながら、ペルシア語による19世紀末のシタール入門書『宴のすべて』、アミールホスローによる物語詩『ドゥワル・ラーニーとヒズル・ハーン』、トルコ語による論文「ヨーロッパ文明とトルコ・イスラム文明における音楽療法」などの音楽記述部分の試訳を行い、いくつかの論考を発表した。二宮は、南アジアのペルシア語によるスーフィー諸文献や宮廷関連文献から、音楽や音楽を用いた儀礼がどのように行われていたかを示す記述を抽出し試訳を試みた。さらに、北田・二宮は、大英図書館等の所蔵目録から本研究にとって重要と思われるペルシア語音楽文献のリストアップと収集の作業を進めた。谷は、ペルシア起源でインドにも広く普及している楽器「サントゥール」に関する独自の研究視点と課題についての考察を進め、具体的分析手順を明らかにした。田中は、本研究の研究対象および情報源として重要な文献資料のデータベースと、文献試訳から得られた旋法名・リズム用語・楽器名ほか各種音楽用語のデータベースを作成し、補助員による情報の入力を開始させた。今年度は、文献データは約200件、音楽用語データは『リサーラ・イ・ラーガダルパン』などから約450件のデータ入力を行った。共同研究者全員が同じデータベース・ファイルの最新情報を共有し活用しながら、意見交換や各々の研究を行った。さらに、次年度遂行予定の「イラン調査」に向けて、諸情報を整理し、課題を明らかにし、詳細な調査計画を立案した。2回の研究会とイランにおける10日間の現地調査を実施した。第1回研究会は2015年5月9日に開催し、各研究分担者の研究の進捗状況と課題を報告し合うと共に、イラン調査の日程や手続き・調査対象や方法等の確認を行った。さらに、特別講師を招き、研究紹介「カーヌーンに関する図像学的な研究」およびペルシア音楽やマカーム音楽研究に関する貴重な情報提供と、イラン現地調査に向けての数々のアドヴァイスを受けた。8月17日28日の日程でテヘラン、イスファハン、マシュハド、トルバテジャームを研究分担者4人で訪れ、伝統芸能調査や各種博物館や楽器工房の視察等を行うとともに、文献や音源資料、楽器資料等を収集した。第2回研究会を11月22日に開催し、イラン現地調査で得た情報の交換と各自の今後の研究課題を確認した。一方、データベースへの入力を継続し、今年度では3文献から全424件のラーガ関連データを入力した。まず第一に、昨年度のイラン調査において、現地の諸物価高騰と共に安全を最優先にしたため予想をはるかに越える経費を要したことで、今後の調査費が圧迫され、当初予定していた中央アジア調査を見送らざるを得なくなった。第二に、研究が進むにつれ、中央アジア調査よりもインドのカシュミール地方調査の方が重要性が明らかになってきたものの、主に安全面で現在調査が困難な地域であることが判明し、今年度の現地調査地域・対象および調査方法再考の必要性が生じている。4月21日、平成28年度第1回研究会を京都教育大学にて開催し、各人の研究の進捗状況を報告し合った。田中は、ラーガ・データベースの途中経過として、抽出された424件のラーガ一覧を提示した。さらに、夏季インド調査に向けての課題について議論し、二宮は、インド文化とペルシア文化の交差点として最も重要なカシュミールにおける聖者廟調査の必要性を強調し、谷は両文化の接点にある楽器サントゥール調査の重要性を説いた。国際情勢から判断してカシュミール調査は断念せざるを得ず、谷と田中は、8月26日9月9日まで、北インドのムンバイ・プネー・デリーにおいて、楽器サントゥールに関する調査を遂行した。いずれの都市においても大きな成果が得られた。2017年2月7日、第2回研究会を京都教育大学にて開催し、インド調査の概要と成果を報告するとともに、今後の課題について話し合い、来年度の研究成果の公表の方法と内容に関する打ち合わせを行った。さらに井上春緒氏を招き、本研究の内容と深く関わる博士論文に関する報告を受け、大きな示唆を得た。複雑な国際情勢と予想外の経済的状況下においても、当初予定していた中央アジア・イラン・インドの3か所のうち、イラン調査とインド調査は決行することができた。関心の高かったカシュミールに行くことはかなわなかったが、インドの他の地域にカシュミールからの重要人物がいたため、順調に情報収集を行うことができた。さらに日本国内で、調査による収集データの分析や文献情報のデータベース化を継続して進めることができた。最終年度は、研究会は開催せず、各自が研究を集約して公表することに専念した。

論考としては、北田が“Music Therapy Mentioned in the Sarmayah-i`Israt"など2点を著し、二宮は学会誌に「『アーイーニ・アクバリー』に見られるムガル宮廷での音楽」と題する論考を投稿中である。全期間を通じ、研究テーマの重なりが大きかった井上春緒氏(京都大学研究員)が同席し、議論や情報交換に加わり、特に実施できなかったカシュミール調査について、2015年に遂行した氏より情報提供を受けることができた。田中・二宮は井上氏と共に東洋音楽学会大会にて「北インド古典音楽の形成過程におけるペルシア音楽の影響に関する共同研究」と題した機会を持ち、各々の研究成果を発表した。研究期間全体を通して明らかとなったのは次の5点。すなわち、(1)ペルシア語・初期ウルドゥー語等の音楽文献には、サンスクリット語文献の強い影響を受けながらもムスリム独自の理解や表現も見受けられること、(2)ムスリムの歴史書や宗教家列伝など音楽以外に関する文献には、従来のインド音楽史には登場しなかった軍楽や宗教音楽などの豊かな音楽世界への言及があること、(3)ヒンドゥスターニー音楽の旋法理論ラーガやリズム理論ターラ、楽器などの歴史的変遷や伝播の本質的理解のためには、言語的・時代的・宗教的・地域的な背景の違いを踏まえた上で、種々の文献情報を総合的に比較・検討する必要があること、(4)そのためには共同研究によるデータベース化という手段が有効であろうこと、(5)西アジア・中央アジア・北インドの三つの文化圏の接点上にある楽器サントゥールは注目に値する研究対象であり、これらの地域をまたぐ共同研究が可能となる日を待たれること、である。古来、一つの伝統とみなされてきたインド古典音楽が、12世紀に北インドにムスリム政権が成立してより南北で徐々に異なる変容を辿り、今日、北のヒンドゥスターニー音楽と南のカルナータカ音楽という二つの様式に大別されるに至った。本研究では、ヒンドゥスターニー音楽の歴史的な成立過程を、従来のヒンドゥー教徒側の視点に立ったサンスクリット語・ヒンディー語文献に依拠した説明ではなく、当時北インドの公用語であったペルシア語や古ウルドゥー語の諸文献に基づき、ムスリム側の視点に立った異なる角度からとらえなおすことによって、全く新しい諸様相を浮かび上がらせた。2度を予定していた研究会を3度開催することがかない、また、準備期間と考えていた初年度から、重要文献の和訳やデータベース入力作業を予想以上に進めることができたため。2回の研究会を開催して情報や意見交換を行いながら、各自の課題に向けて研究を継続する。今年度は特に谷正人を中心に、国内およびインドにおいて、インドとイランの両音楽文化交流の接点にある楽器サントゥールに焦点を当てた研究を深める。谷はサントゥールの研究を独自に進める一方で、8月に田中と共にインドを訪れ、サントゥールの演奏様式や楽器製作の両面に関する調査や資料・情報収集を計画している。他方、二宮、北田は文献研究を進め、田中はデータベース入力作業を継続する。これまで調査により収集したデータの分析や、文献研究、文献情報のデータベースを集大成し、研究メンバーが各自の研究テーマに沿った論考を発表するとともに、秋に開催される(社)東洋音楽学会大会において共同研究発表を行い、広く研究成果を公表する。民族
木造戸建ストック住宅普及のための隙間特性評価法の構築

日本では,中古戸建住宅に適切な改修を施し,次世代に引き継いで行くことは重要な課題である。このストック住宅と新築住宅では,気密性能と断熱性能に著しい差がある。既往研究により,特に気密改修による温熱環境の改善効果が大きく,コスト面でも有用なことが明らかになっている。しかし,従来の相当隙間面積(C値)のみで評価する方法では,改修箇所の特定や改修効果の確認に多くの時間が必要になる。そこで本研究では,隙間特性値と隙間構成の関係から,改修箇所の特定や改修の効果を確認できる手法を提案し,木造戸建住宅の普及に資することを目的としている。提案する隙間特性式の適合性については,前年度に確認済である。今年度(H30年度)は,前年度使用した20152016年に建設された230物件の新築木造戸建住宅の気密測定データを再解析した。工法(構法)は,在来工法(木造軸組工法)が190戸,木枠断熱パネル工法が31戸,ツーバイフォー工法が9戸となっている。在来工法は断熱工法を充填断熱と外張り断熱に分類した。その結果,在来工法(外張)と木枠断熱パネル工法のC値は1.0cm2/m2より小さく,気密性能が高いことがわかった。また,クラック開口比率(小さく奥行きの大きな隙間の占める割合)はいずれの工法もばらつきがあり,工法による違いは見られなかった。また今年度は,倉敷市と広島市に建設された築後510年の3物件と,新築物件2物件の気密測定を行った。なお,経年住宅の新築時における差圧と風量の測定データは保存されていなかった。経年の2物件は,築後510年でC値が56割増加していた。隙間特性値も増加していることから,住宅の気密性能の劣化は,サッシ隙間の増加が主な原因だと考えられる。窓サッシの気密性能の低下は,ゴムパッキンの経年劣化による,硬化・変形に起因していると思われる。提案する隙間特性式の整合性は確認済である。また,竣工後510年程度経過したストック戸建住宅の気密性能が5割程度低下することを明らかにし,その原因が窓サッシのパッキンの硬化・変形にあるという予測を立てることができた。ただし,改修効果の確認には,改修前後の気密測定が必要であり,対象物件を見つけることは困難であるため,おおむね順調に進展していると判断した。提案する隙間特性式により,気密改修の効果や気密性能の経年劣化を評価する必要がある。しかし,改修効果の確認には,改修前後の気密測定が必要であり,対象物件を見つけることは困難である。また,ストック物件で新築時の詳細な気密測定データが残っているものは少ない。そのため,広島,岡山のハウスメーカーに加えて,川越市ある気密改修を取り扱う業者と連携し,物件選定を行う予定である。ストック物件の低気密はサッシの低気密に起因することが多いため,それにより隙間特性と隙間構成がどのように変化するのかを明らかにするすることが今後の課題である。

提案する隙間特性式により,気密改修の効果や気密性能の経年劣化を評価する必要がある。しかし,改修効果の確認には,改修前後の気密測定が必要であり,対象物件を見つけることは困難である。また,ストック物件で新築時の詳細な気密測定データが残っているものは少ない。そのため,広島,岡山のハウスメーカーに加えて,川越市ある気密改修を取り扱う業者と連携し,物件選定を行う予定である。ストック物件の低気密はサッシの低気密に起因することが多いため,それにより隙間特性と隙間構成がどのように変化するのかを明らかにするすることが今後の課題である。気密測定の実測対象住戸が予定よりも少なくなり,それに付随して物品費,旅費,人件費・謝金が少なくなったため。次年度も引き続き実測を行うため,差引額は主に旅費,人件費・謝金に充てる。また,国際会議における発表を考えている。
水性2相法を利用したバイオ産物の新規な分離

溶質を含む均一相に相分離剤を添加して,新たな相を形成させ溶質を分配させる分離技術は,従来の液液抽出に代わるものとして注目されている.本研究では相分離剤としてエタノールなどの水混和性有機溶媒もしくは水溶性イオン液体および塩を用いる.高濃度の塩と水分子の相互作用により水混和性有機溶媒(イオン液体)が相分離する.この現象を用いて,有機酸,ジオール,アミノ酸などバイオ産物の分離を定量的に行うことができた.また相分離剤としての塩に代わり糖を用いた新規の水性2相抽出も行い,糖を用いた新しい水性2相抽出により有機酸の抽出に成功した.抽出にpHが大きく影響していることを明らかにした.2,3-ブタンジオール(BD)やコハク酸は石油化学原料からの化学合成法により生産されてきたが,最近では発酵法による生産が注目されるようになってきた.しかし発酵液からのこれらの化合物の分離コストは全コストの半分以上を占め,その低減が求められている.これまで多くの分離法が提案されているが,本研究では環境負荷の小さな水性2相系に着目した.従来水性2相系で使用されたポリマー/ポリマー,ポリマー/塩系では抽出物の回収やポリマーなどの再利用性に問題があった.そこで本研究では、ポリマーの代替として低級アルコールなどの親水性の有機溶媒と塩もしくは糖を用いて水性2相系を形成させ,それらの2,3-BDおよびコハク酸分離への応用を検討した.まず種々の塩や水溶性有機溶媒を用いてバイノーダル曲線の作成,また塩析実験より,親水性有機溶媒や塩の効果を詳細に検討した.その結果に基づいて抽出実験を行ったところ,塩として炭酸カリウム,親水性有機溶媒としてテトラヒドロフランを用いた場合,ほぼ定量的に2,3-BDを有機相に抽出でき,最大3.7倍まで濃縮することができた.またコハク酸の場合には,抽出過程はpH依存性を示し,塩では酸性塩を用いた場合に最大70%の抽出率を示し,新たに糖を用いた場合も2相分離が生じた.今後は有機溶媒としてイオン液体を用いた場合および有機酸およびアミノ酸などの塩析および糖析抽出についてさらに検討していく予定である.一方水性2相を利用したイオン液体の液膜含浸法は,予想したようにうまく担持することはできたが,生じた液膜の安定性に問題があった.この点は今後系の組み合わせをさらに詳細に検討する予定である.石油化学資源の枯渇に伴い,化学品原料は化石燃料から再生可能資源由来のものに転換せれつつある.しかし再生可能資源から,すなわち多くの場合発酵法による物質生産は可能であるものの,希薄で複雑な発酵液からの目的物質の分離精製に生産コストの半分以上を占めているといわれている.そこで本研究では,環境負荷の小さな新規の水性2相法をバイオ産物の分離精製法として提案している.まずコハク酸の水性2相抽出に溶媒として水溶性イオン液体を用いた場合を検討した.この場合,昨年度検討した水溶性有機溶媒とは異なり,水相pHではなく,用いるイオン液体によって抽出率が異なった.このことから両者の抽出機構が異なることが示唆された.またアルカリ水溶液を用いた,抽出されたコハク酸の定量的な回収法も提案した.また糖析を用いた水性2相抽出についても同様に検討した.水溶性イオン液体,有機溶媒でともに水性2相が形成された.この抽出機構の詳細は今後検討する予定である.さらに本年度は発酵乳酸の水性2相抽出による分離も試みた.in situ分離は使用する溶媒や塩などの影響により菌の活性が失われたため,発酵終了後の発酵液からの乳酸の分離を水性2相法を用いて行った.塩析や糖析を用いた水性2相抽出により,通常の液液抽出よりも高い抽出率で乳酸が回収された.そのほかアミノ酸の水性2相抽出についても検討を開始した.今後は有機酸の水性2相抽出について体系的に検討するために,有機酸の構造,酸解離定数などの物性値と抽出能との相関について検討する予定である.一方水性2相を利用したイオン液体の液膜含浸はバクテリアアセルロースを用いた新しい液膜を作成することができた.石油化学資源の枯渇が懸念されるいる今日,化成品原料は化石燃料から,再生可能資源由来のものに転換する必要がある.バイオマスなどの再生可能資源からの発酵法などを利用した物質生産は可能ではあるが,希薄で複雑な組成を持つ溶液からの目的物質の分離精製は困難であることが多く,時には製造コストの50%以上を占めるといわれる.そこで本研究では,従来法に比べ環境負荷の小さな新規の水性2相法を,バイオ産物の分離精製手段として提案するものである.本年はアミノ酸および有機酸の水性2相に取り組み以下の知見を得た.親水性有機溶媒を2-propanol,t-butanol, tetrahydrofuran(THF),塩を硫酸アンモニウムとした親水性有機溶媒/塩水性二相系によるアミノ酸の抽出実験を行い,アミノ酸の抽出機構を検討した.水溶性有機溶媒/硫酸アンモニウム系の特性を知るためにDNP-アミノ酸の分配実験を行った.ギブス移動自由エネルギーはいずれの溶媒でも負の値となり,その値は2-propanol<t-butanol<THFの順で大きくなった。これは溶媒の疎水性の順と同様になった.

つまり親水性有機溶媒ー塩系の水性2相系の疎水性は溶媒の疎水性に依存した.次にアミノ酸抽出に及ぼす塩濃度の効果を検討した.塩濃度が低くなると抽出率は増加し,有機相中の含水率も増加した.このことから水との共抽出作用が生じていることが推察できた.様々なアミノ酸の抽出率を検討した結果,疎水性が高いアミノ酸で高い抽出率が得られた.さらに抽出に及ぼすpHの効果を検討した.芳香族アミノ酸は高pH域,低pH域において高い抽出率を示し,上層で塩として存在しているものと推察された.またこのほか3-ヒドロキシプロピオン酸などの有機酸の水溶性有機溶媒系の塩析,糖析を利用した分離についても検討し,最適の抽出系を見出しつつある.溶質を含む均一相に相分離剤を添加して,新たな相を形成させ溶質を分配させる分離技術は,従来の液液抽出に代わるものとして注目されている.本研究では相分離剤としてエタノールなどの水混和性有機溶媒もしくは水溶性イオン液体および塩を用いる.高濃度の塩と水分子の相互作用により水混和性有機溶媒(イオン液体)が相分離する.この現象を用いて,有機酸,ジオール,アミノ酸などバイオ産物の分離を定量的に行うことができた.また相分離剤としての塩に代わり糖を用いた新規の水性2相抽出も行い,糖を用いた新しい水性2相抽出により有機酸の抽出に成功した.抽出にpHが大きく影響していることを明らかにした.新しい水性2相抽出による,バイオ産物の抽出に関してはコハク酸について,論文を投稿し,訂正原稿を送り審査待ちの状態である.また乳酸,アミノ酸の水性2相抽出に関しても従来にはない新しい結果が得られている.一方水性2相を利用したイオン液体の液膜含浸はバクテリアアセルロースを用いた新しい液膜を作成することができた.以上を総合的に判断して上記の区分とした.分離工学新しい水性2相抽出を利用したバイオ産物の抽出については順調に成果が出ている.今後は,ここで提案する新しい水性2相抽出の可能性を容器酸の抽出を体系的に検討することで明らかにする予定である.またアミノ酸等の双性イオン化合物についても抽出の機構を明らかにしていく.バクテリアセルロースへイオン液体の含浸についても安定な含浸法についてさらに検討する予定である.新しい水性2相抽出によるバイオ産物の抽出に関しては,予定した2,3-ブタンジオールについては論文として投稿し,受理された.さらにコハク酸についても塩析および糖析のいずれにおいても興味ある結果が得られている.一方水性2相を利用したイオン液体の液膜含浸法は含浸はできたものの膜としての安定性に若干問題が残っている.以上を総合的に判断して上記の区分とした.新しい水性2相抽出によるバイオ産物の抽出に関しては,予定した以上の成果が出ている.中性の2,3-ブタンジオールの抽出ばかりでなく,酸解離可能なコハク酸の塩析および糖析を利用した抽出に関してさらに詳しい検討を進めるとともに,双生イオン型のアミノ酸の分離についても検討を加える予定であり,ここで検討する新規な水性2相抽出の利点欠点を検証する予定である.また水性2相を利用したイオン液体の液膜含浸法は膜の安定化に向け,種々の操作条件を検討していく予定である.
船舶・海洋構造物のヘルスモニタリング・システムに関する研究

構造物の使用中の安全性を確保する方法に構造損傷モニタリングがある。本研究では船舶や海洋構造物に生じる疲労損傷を対象に,疲労亀裂発生を感知するための亀裂感知センサーの開発と,疲労亀裂の発生時期を予測するための犠牲試験片取付け法について実験的検討を行った。まずいくつかの亀裂感知センサーと亀裂予知のための犠牲試験片を試作し,次にこれらを小型試験片に設置して疲労試験を行いセンサー特性を調べた。亀裂感知センサーは,導電フィルム,導電塗料,プラステイックとガラス光ファイバーおよびカーボンファイバーを素材とする5種類を試作した。いずれもエポキシ樹脂で部材表面に接着して使用するもので,亀裂はセンサーの電気抵抗変化あるいはレーザー光の強度変化から感知する。疲労試験の結果,各センサーとも亀裂感知可能であることがわかった。また実験結果からセンサーの取扱いと耐久性に関する問題点を要約した。犠牲試験片取付け法とは切手大の寸法の犠牲試験片を構造部材に取付けて部材の疲労損傷時期を予測する方法である。犠牲試験片には部材歪みが拡大・伝達されて部材よりも早期に損傷が生じる。犠牲試験片の損傷時期と損傷の様子から構造部材の損傷時期を予測するものである。試行錯誤の結果最終的に採用した犠牲試験片の本体は,長さ60mm,幅10mm,厚さ0.25mmの中央人工亀裂付き平板試験片である。これを中央の人工亀裂を挟んである長さの間をテフロンフィルムで巻き,さらにその周りをエポキシ樹脂で包み,樹脂の間に本体がサンドイッチされるようにした。樹脂で包んだ後の試験片厚さは約1mmである。この犠牲試験片を平板試験片に接着して疲労試験を行ったところ,片振りおよび両振り荷重下で犠牲試験片として利用できることがわかった。
中性子散乱によるアクチナイド物性の研究

本年度はJRR3原子炉に取り付けた東北大学中性子分光装置(TOPAN)の調整が最も大きな仕事であった。その成果については現在報告書にとりまとめる作業の最中であるが、従来のJRR2原子炉の分光器の約1桁反射強度が強くなった。またモノクロメ-タ-の波長(エネルギ-)は連続可変で自動的に制御できる。いまだテストは済んでいないが、偏極中性子も使える。JRR3原子炉は平成3年度より共同利用運転されるので今後の研究成果が期待される。二番目に高エネルギ-の物理学研究所に設置されたチョッパ-分光器の性能が引き続き上がり、高エネルギ-中性子非弾性散乱の測定が続けられている。(論文(1)(4))。U、Th等のアクチナイド化合物の中性子散乱が実験できるように科学技術庁からの認可もようやく内諾を得ることができた。三番目にパルス磁場とパルス中性子とを結合させて約20Teslaの強磁場下で中性子回折ができるようにした。これは今のところ中性子回折の可能な磁場としては世界記録である。(論文(5))四番目は強相関物質として現在注目されている銅酸化物の中性子回折並びに散乱実験を行ってきた。例えばPr_2Cu_4OやNd_2CuO_4などにおいて、Cu^<2+>モ-メントが局在し、結局絶緑体になる原因が強い電子相関の結果であることがわかってきたが、我々はCu^<2+>のモ-メントの振る舞いのみならずPrやNdが低温で磁気秩序相転移を起こす過程を注意深く観察した。その結果、Cu^<2+>磁気モ-メントが作る分子場が希土類磁気モ-メントの秩序相を誘起することを発見した。アクチナイド遷移金属化合物もきっと同じようなメカニズムが存在しているのと想っている。(論文(6))本年度はJRR3原子炉に取り付けた東北大学中性子分光装置(TOPAN)の調整が最も大きな仕事であった。(論文(6))
三条西実隆を中心とする室町時代の万葉集研究と享受

本研究の目的は、従来軽視されがちであった三條西実隆を中心とする、室町時代における万葉集研究と享受について、万葉集の研究史・享受史という立場からのみではなく、当時の和歌・連歌・歌学・古典研究の状況をも視野に収め、文学史的観点から総合的に捉え直そうとすることにあり、平成911年度の3カ年に亙る、中世万葉集研究会の共同研究として取り組んだ。平成9年度から、『一葉抄』諸本の基礎的な文献調査に重点をき、特に京都大学附属図書館蔵本の文献調査と全文翻刻とに努め、11年度に全文翻刻を完成した。併せて、今日確認し得た現存諸本、国立歴史民俗博物館蔵高松宮本・お茶の水図書館蔵本・静嘉堂文庫蔵本・国文学研究資料館史料館蔵本・刈谷市立刈谷図書館蔵本の文献調査および資料収集を行った。これと併行して、平成10年度には、『校本一葉抄』作成の基本方針を決定し、基礎的な作業に取り掛かった。また、実隆の万葉集研究を総体として捉えることにも努め、国文学研究資料館蔵『萬葉集註釈』や京都女子大学図書館蔵『かなかき萬葉集』等との比較を通して、実隆の万葉集研究の全体像を把握し、室町時代における万葉集の研究と享受の中で、実隆の担った役割とその意義についての考察・検討を行った。本研究の初年度に当る今年度は、今後の研究の基本方針の検討、基礎資料の調査,収集と、三条西実隆の万葉集研究の成果である『一葉抄』校本作成の準備を行った。その研究実績の概要は以下の通りである。先ず、数度の研究会(5月8日〈木〉中央大学、10月10日〈金〉渋谷虎雄氏宅、11月29日〈土〉笠間書院会議室)及び合宿(8月4日〈月〉6日〈水〉、9月27日〈土〉28日〈日〉いずれも京都女子大学)を行い、(1)中世万葉集研究・享受に関する資料の調査・収集の基本方針、(2)『一葉抄』諸本の調査方針、(3)『校本一葉抄』作成の方針、等について検討した。また、研究分担者がそれぞれ遠隔地に居住しているため、こういう機会を利用して、相互の研究状況の確認と情報交換を行った。次に2度の調査合宿(8月23日〈土〉25日〈月〉京都女子大学・叡山文庫、3月7日〈土〉10日〈火〉祐徳稲荷博物館他)を行い、(1)京都大学本『一葉抄』の翻刻・校合、(2)京都女子大学所蔵三条西実隆関係和歌資料の調査、(3)学習院大学所蔵三条西実隆関係和歌資料の調査、(4)校本用データカード作成、(5)鍋嶋家を中心とする中世和歌関連資料の調査、などの作業を行った。また、校本作成に向けて、宮内庁書陵部旧蔵歴史民俗博物館蔵高松宮本、お茶の水図書館本、清嘉堂文庫本、及び、新発見の国文学研究資料館史料館蔵清水谷家本等の資料も分担して調査した。以上の結果、(1)一葉抄伝本中での京都大学本の重要性を改めて確認し、(2)これを底本とした『一葉抄』新校本の必要性を再確認し、(3)その全巻にわたる翻刻と校定をほぼ完成した。(4)また、新発見の国文学研究資料館史料館蔵清水谷家本が、高松宮本系統の善本であることをほぼ碓認した。(約750字)本研究の二年目に当る今年度は、昨年度に引き続き、室町時代の万葉集研究と享受に関する基礎資料の調査・収集と、三条西実隆の万葉集研究の成果である『一葉抄』の諸本調査を行い、『一葉抄』校本作成の作業にとりかかった。先ず、6月25日〈木〉笠間書院会議室において、今年度の研究方針の打ち合わせを行った。そこで、(1)昨年度の研究の総括、(2)室町時代の万葉集研究と享受に関する資料の調査・収集の方針、(3)『一葉抄』

諸本調査の中間報告と今後の調査方針、(4)『校本一葉抄』作成の具体的方法等について検討した。その上で、各自分担して、(1)京都大学本『一葉抄』の翻刻・校舎をほぼ完成し、(2)京都女子大学所蔵三条西実隆関係和歌資料の調査、(3)学習院大学所蔵三条西実隆関係和歌資料の調査、(4)校本用データカードへのデータ記入、(5)島原松平家を中心とする中世和歌関連資料の調査、などの作業を行った。また、西国での中世万葉集関連資料の分布状況を把握するため、いずれも島原市立図書館松平文庫で2度の調査合宿(12月23日〈水〉26日〈土〉)(3月27〈土〉31〈水〉)を行った。さらに校本作成に向けて、宮内庁書陵部旧蔵歴史民俗博物館蔵高松宮本、お茶の水図書館本、静嘉堂文庫本、及び、新発見の国文学研究資料館史料館蔵清水谷家本等も、引き続き分担して調査した。以上の結果、(1)一葉抄の重要な伝本である京都大学本の全巻にわたる翻刻と校定をほぼ完成し、(2)これを底本とした『一葉抄』新校本のデータ作成作業にとりかかり、(3)国文学研究資料館史料館蔵清水谷家本の詳細な調査が必要であること、(4)島原市立図書館松平文庫の資料調査の必要なことを確認した。(約700字)本研究の最終年度に当る今年度は、昨年度に引き続き、室町時代の万葉集研究と享受に関する基礎資料の調査・収集と、三条西実隆の万葉集研究の成果である『一葉抄』の諸本調査を行い、『一葉抄』校本作成の作業にとりかかった。その研究実績の概要は以下の通りである。先ず、5月13日〈木〉笠間書院会議室において、今年度の研究方針の打ち合わせを行った。そこで、(1)昨年度の研究の総括、(2)室町時代の万葉集研究と享受に関する資料の調査・収集の方針、(3)『一葉抄』諸本調査の中間報告と今後の調査方針、(4)『校本一葉抄』作成の具体的方法等について検討した。その上で、各自分担して、(1)京都大学本『一葉抄』の翻刻・校合をほぼ完成し、(2)京都女子大学所蔵三条西実隆関係和歌資料の調査、(3)学習院大学所蔵三条西実隆関係和歌資料の調査、(4)校本用データカードへのデータ記入、(5)北陸・四国の中世和歌関連資料の調査、などの作業を行った。そのため、金沢(8月28日〈土〉31日〈火〉)・松山(平成12年3月26日〈日〉29日〈水〉)で2度の調査合宿を行った。さらに校本作成に向けて、宮内庁書陵部旧蔵歴史民俗博物館蔵高松宮本、お茶の水図書館本、静嘉堂文庫本、及び、新発見の国文学研究資料館史料館蔵清水谷家本等も、引き続き分担して調査したほか、新たに刈谷中央図書館蔵『校正一葉抄』の調査に取りかかった。以上の結果、(1)一葉抄の重要な伝本である京都大学本の全巻にわたる翻刻と校定をほぼ完成し、(2)これを底本とした『一葉抄』新校本のデータ作成作業にとりかかり、(3)国文学研究資料館史料館蔵清水谷家本の詳細な調査が必要であること、(4)刈谷中央図書館蔵『校正一葉抄』の伝来についての手ががりを得、引き続き調査が必要であることを確認した。
T細胞不活化経路をターゲットとした腫瘍免疫療法と抗腫瘍薬を併用した新規治療の開発

近年,癌免疫療法のターゲットの1つとしてT細胞不活化経路が着目されている.応募者らはT細胞不活化経路の一つであるHVEM/BTLA,CD160経路について研究を行い,肝臓癌,大腸癌,食道癌への免疫療法の可能性について報告してきた.今回,応募者らは化学療法と免疫療法の融合に着目した.T細胞不活化経路をターゲットとした腫瘍免疫療法は化学療法の影響を受けにくい化膿せ傴がある.本研究では肝細胞癌,大腸癌において, HVEM/BTLA,CD160経路をターゲットとした腫瘍免疫療法を,既存の化学療法と併用することで抗腫瘍効果を増強することができるか検討し,新たな治療ストラテジーを開発することを目標とする.近年,癌免疫療法のターゲットの1つとしてT細胞不活化経路が着目されている.応募者らはT細胞不活化経路の一つであるHVEM/BTLA,CD160経路について研究を行い,肝臓癌,大腸癌,食道癌への免疫療法の可能性について報告してきた.今回,応募者らは化学療法と免疫療法の融合に着目した.T細胞不活化経路をターゲットとした腫瘍免疫療法は化学療法の影響を受けにくい化膿せ傴がある.本研究では肝細胞癌,大腸癌において, HVEM/BTLA,CD160経路をターゲットとした腫瘍免疫療法を,既存の化学療法と併用することで抗腫瘍効果を増強することができるか検討し,新たな治療ストラテジーを開発することを目標とする.
新規な網羅的定量解析系を用いた酵母の活性窒素種シグナルの総合的理解

タンパク質のシステイン残基のS-ニトロソ化(SNO化)、チロシン残基のニトロ化(PTN化)は、一酸化窒素(NO)などの活性窒素種(RNS)による翻訳後修飾の一種であり、タンパク質の機能を制御する因子として様々な生命現象に関わっている。これらは哺乳類において盛んに研究されているが、酵母においてはほとんど理解が進んでいない。本研究では、SNO化タンパク質、PTN化タンパク質のハイスループットな網羅的定量解析系を構築し、これを用いて酵母におけるRNS依存的な生命機能の制御系を総合的に理解する。
時間領域法によるコイル浮遊容量問題へのアプローチ

抵抗とインダクタンスによってゆっくり増加する電流に加え、コイルのステップ応答の初期段階にスパイク上の電流が現れる。これは、巻線間で浮遊静電容量コンデンサーが形成され、これに充電電流が流れるとして、広く知られている電流である。しかしながら、本研究では、コイルのステップ応答において、階段状にこの電流が変化することを明らかにした。実験に加えて、モーメント法とFDTD法を使用した数値電磁界解析法で応答をシミュレーションした。解析と実験結果は良い一致が得られた。巻線間の静電容量や電磁誘導、伝送線路理論によって階段状電流を考えた。平成24年度で準備した計測システムと解析システムの拡充、増強を行い、実モデルの電圧、電流分布の測定を行うとともに、コンピュータ解析モデルの電圧、電流分布の結果も得ることができた。実験的な研究これまでの測定システムでは、電流測定に電流トランスフォーマ(CT)を使用し、電圧測定に高インピーダンス電圧プローブを使用する方式を採用していた。しかし、平成24年度の予備実験では電流波形は解析と良い一致を示すにもかかわらず、電圧測定では周期が大きな振動と、初期に逆極性となる電圧が現れた。この原因として電圧ケーブルに使用する金属シースによって電圧測定点とオシロスコープ間の往復サージが現れることが考えられる。そこで、絶縁して信号を得る光ケーブルとポッケルス素子使用の電界センサから成る電圧測定システムを検討した。これによって、大きな振動は見られなくなり、解析と同様な単極性の巻き線間電圧を測定できた。しかし、電圧分布は解析とは異なった。解析的な研究大量の計算量を必要とするモーメント法、およびFDTD法の対策としてGPUおよびマルチコアによって、平成24年度購入の計算システムの増強を行った。これによってこれまでの処理能力を140%にすることができ、巻線内の電圧や電流、電磁界分布のパラメータ解析も可能にできた。このシステムによって、モーメント法では実験モデルと同一の解析モデルを使用することができ、電流分布と巻き線間電圧を求めることができた。電流分布は伝搬時間がほぼ光速になることをのぞけば、実験結果とよく説明できる値、時間変化が得られた。すなわち、電流の初期に減衰する階段状のサージ電流が巻線内を伝搬する。また、巻線の内部ほど、このサージ電流の到達前に逆極性の電流が大きくなることが明らかになった。しかし、電圧分布は実験とは異なる結果となっている。コイルのサージ解析で見られる容量性のステップ応答に現れ回ファン上に減衰するスパイク電流発生の原因とその特性を明らかにすることを目的としている。今年度は、実験による研究と解析による研究を可能にする両システムの準備を進め、予備的な実験と解析を行った。●実験的な研究立ち上がり時間0.5ナノ秒以下の電圧発生器と、新たに購入した周波数帯域1GHz以上のオシロスコープを用意することができ、計測系の構築を行った。この計測システムで観測可能なコイルの大きさ、巻き数、巻き方法等の検討をし、巻線機を自作して直径1mのコイルを製作した。ステップ電圧源から特性インピーダンス50Ωのケーブル、さらに整合用の50Ω抵抗に接続し、この抵抗にコイルと直列に1kΩを挿入して電流を測定した。1kΩの入力端から流入する電流や、1ターン毎に電流を測定することによって、電流の伝搬速度や波高値の変化を測定した。コイル端子の電流はインダクタンスと抵抗からなる一時遅れ系の電流が現れる前の容量性の電流が階段状になることを確認することができた。また、入力端子電流は単極性であってもコイル内の電流は双極性となることが新たな知見として得られた。●解析的な研究マルチコアのCPUへの交換、主メモリの拡大でシステム増強を行った。これにより、より詳細な時間分解のシミュレーションが可能になり、並列計算によって、実験に使用するモデルコイルのステップ応答を調べた。モーメント法では、電流はステップ状に変化するが誘電体を模擬しないため実験結果との差が大きい。そこでFDTD法で解析を行い、実験結果に近い解析結果を得ることができた。特に、導体に絶縁被覆を設けた解析ができ、より実モデルに近い条件の解析が可能となった。ただし、計算時間が1週間以上となるため、今後、GPUやCPUコアを増加させた並列計算で計算時間を短縮する必要がある。変圧器やリアクトルでは巻線構造を使用するが、巻線間に存在する静電容量とインダクタンスによって共振が生じ、線間に定常時とは異なる過電圧が発生する場合がある。このため、一般に線路モデルを採用するにしても複雑な等価回路になり回路定数を算出することは容易でない。そこで数値電磁界解析法を使用してステップ電圧源の出力電流を求め、負荷のインピーダンスを検討する時間領域反射法をコイルに適用した。その結果、インダクタンスのステップ応答電流に複数のステップ変化の減衰電流が重畳することが明らかになった。

また、コイル内の電流は双極性の電流になることも得られた。これらの解析結果を検証するために、実ソレノイドコイルを作成し、電流分布や線間電圧の測定を行うとともに、またモーメント法とFDTD法を使用する数値電磁界解析法を用いて実験と同様のモデルの解析を行い、そのサージ特性を検討した。電流分布は電流変成器を、電圧は線間にポッケル素子を挿入して求める方法と高入力インピーダンス電圧プローブを使用する方法を採用した。電圧プローブ法では波形測定用オシロスコープの電位振動が測定電圧に現れたが、振動の周期はコイル内のサージ振動より大きくなるため、取り扱いが容易な電圧プローブで十分な測定が可能であることが明らかになった。以上の測定法にて実コイルのサージ特性を測定し、解析結果と比較検討した。電流分布は測定と解析はかなり良い一致が見られるが、電圧分布は差が大きい。その原因としては誘電体の取り扱いが解析では十分でないことが挙げられる。入力端から流入する電流による誘導電流が、サージ電流の進行方向に流れる場合は負電流となり、反対に入力端方向に流れる電流は正の電流になる。これが重畳することによって、階段状に減衰する容量性の電流になることが明らかになった。このためサージ解析で使用する線路モデルは巻線構造に適用するには問題がある。電力工学実験的研究では、ケーブル接続による被測定電圧への影響が少ないポッケルス素子を使用する電圧測定が可能であることが明らかになり、より精度の高い測定を行えるようになった。すなわち、電圧プローブによる測定に現れた周期が大きな振動の除去、および逆極性の電圧が現れることがないことを確認することができ、解析波形に近い波形になった。この結果を得るためにポッケルス素子電界センサのサージ応答特定を調べた。ステップ応答から本研究で必要な1ナノ秒以下の立ち上がり時間を有し、入力電圧と出力電圧間に最大3Vまでの線形性が成立することを明らかにすることができた。したがって、巻線に限らず、サージ電圧、電流のように高周波成分を含む信号を光ケーブルで絶縁して被測定場所から離れてオシロスコープを使用した波形観測が可能である。電流について、電流トランスフォーマによる測定結果があり、高速のオシロスコープの使用によって精度の高い測定が実現されている。解析的な研究では、平成24年度の計算システムに、GPUを追加した計算能力の増強を行い、コイルモデルの電磁界解析を行うことが可能になった。これまでのモデルから、さらに細分化した導線モデルについて、モーメント法によって高精度なシミュレーション結果が得られた。また導体の絶縁被覆をモデル化するFDTD法では、実験モデルと同じ幾何学サイズの解析はメモリ容量と計算時間の制限から実モデルの1/2の計算モデルで電流、電界を求めることにした。これによって、導体長が1/2になり、伝搬時間を2倍にすることで実験結果と比較検討した。その結果、電界センサで測定される電圧波形はFDTD法と同様の変化をするが、波高値の分布は実験値より小さくなった。
生体機能を模倣した単電子情報処理システム

本研究の目的は「生体機能を模倣した単電子情報処理システムを構築すること」である。これの達成のために,以下について検討をした。第一に,生体が持つ「雑音・揺らぎを吸収・利用する機能」の単電子デバイスへの実装,第二に,生体機能の中の「機能的情報処理能力」の単電子デバイス化,第三に,第一の内容と第二の内容との融合(最終目標)である。研究成果として,細胞性粘菌の挙動/蟻の挙動/軍隊蟹の挙動/ニューラルネット模倣といった各単電子回路の実現可能性が高いことを見出したほか、雑音・揺らぎを利用することにより、信号伝搬速度の向上能力の発現/信号振幅の増幅能力の発現等の新現象を見出した。単電子デバイスは原理的に熱雑音や揺らぎに弱いことが知られている。一般的には作製プロセスの向上および極低温動作により問題の解決を目指すが,本研究では生体の持つノイズ・揺らぎ吸収機能および利用機能に着目するという従来とは別のアプローチから解決を図る他,未確立の単電子回路向けの情報処理アーキテクチャについて,生体の持つ情報処理機能に学ぶシステムの設計をし,単電子回路に適する手法であることを実証する。本研究の目的である生体機能を模倣した単電子並列情報処理システムを実現するためには,大きく分けて3つのことについて検討をする必要がある。これは第一に,生体が持つ有益な機能の内「雑音・揺らぎを吸収・利用する機能」の単電子デバイスへの実装,第二に,生体機能の中の「機能的情報処理能力」を単電子デバイスによって実行すること,第三に,前述の「雑音・揺らぎ吸収/利用単電子デバイス」と「生体様情報処理単電子デバイス」との融合(最終目標)である。平成25年度においては,平成24年度に遂行した上述の第一,第二の内容をさらに発展させた。結果として,当初予想していなかった「雑音・揺らぎを吸収・利用することにより信号を増幅する」単電子デバイスの可能性等を見いだせた。計画に従う内容では、前年度で実施した第一,第二の研究を融合させ始め(上記「第三」の内容),その有用性を国際会議等で示した。生体機能の中の「機能的情報処理能力」を単電子デバイスによって実行することについては細胞性粘菌の挙動の単電子回路化および蟻の挙動に学ぶ単電子回路等複数の内容についての研究を進めた結果,それぞれ英語論文誌に採択および国際会議・国内学会発表を実施することができた。さらには,他研究機関の研究者と議論を進め,新たな共同研究の計画立案につなげることができた。本研究の目的である生体機能を模倣した単電子並列情報処理システムの構築を実現するためには,大きく分けて3つのことについて検討をする必要がある。平成24年度において,「雑音・揺らぎを吸収・利用する機能」の単電子デバイスへの実装については当初の計画通り,熱雑音だけではなくデバイス作製エラー(ばらつき)をも吸収/利用して動作するシステムの構築可能性を見出し,国際会議・国内学会への研究発表につなげることが出来た。生体機能の中の「機能的情報処理能力」を単電子デバイスによって実行することについては細胞性粘菌の挙動の単電子回路化および蟻の挙動に学ぶ単電子回路等複数の内容についての研究を進め,それぞれ英語論文誌への投稿準備および学会発表を実施することができた。また,現時点での総括的な内容について招待講演も実施した。最終目標として掲げた内容については基礎理論を構築しているところである。

本研究の目的である生体機能を模倣した単電子並列情報処理システムの構築を実現するためには,大きく分けて3つのことについて検討をする必要がある。これは第一に,生体が持つ有益な機能の内「雑音・揺らぎを吸収・利用する機能」の単電子デバイスへの実装,第二に,生体機能の中の「機能的情報処理能力」を単電子デバイスによって実行すること,第三に,前述の「雑音・揺らぎ吸収/利用単電子デバイス」と「生体様情報処理単電子デバイス」との融合(最終目標)である。平成26年度(最終年度)においては,平成24年度および平成25年度に遂行した研究を基に第一・第二の内容を突き詰めた。結果として,細胞性粘菌の挙動/蟻の挙動/軍隊蟹の挙動/ニューラルネット模倣といった各単電子回路の実現可能性が高いことを見出したほか、雑音・揺らぎを利用することにより、信号伝搬速度の向上能力の発現/信号振幅の増幅能力の発現等の新現象を見出した。さらに、生体に学び雑音・揺らぎを利用するというものについては例えばニューラルネットワーク模倣回路に雑音利用能力を付与することで信頼度・パフォーマンスが高くなるものがあることを見出した。それぞれの研究に関して研究機関全体を通して英語論文誌に採択および国際会議・国内学会発表を実施することができた。生体・自然に学ぶ情報処理の単電子回路化本研究の目的である生体機能を模倣した単電子並列情報処理システムの構築を実現するために,次の3つのことを検討する。それは,(1)生体が持つ「雑音・揺らぎの吸収・利用能力」の単電子回路化,(2)生体の「機能的情報処理能力」の単電子回路化,(3)前述(1)および(2)の融合による最終目的の達成である。これについて,上述の研究実績の概要に示す通り,本年度も平成24年度に引き続き,当初計画の通り(1)および(2)について研究を遂行した他,(3)についても研究遂行を開始した。(1)および(2)においては,関連研究においてそれぞれ国際会議発表や国内学会発表,論文発表を実施することが出来た。(3)についても順調に研究が進められていると考えている。したがって,概ね順調に進展していると評価できる。本研究の目的である生体機能を模倣した単電子並列情報処理システムの構築を実現するために,次の3つのことを検討する。これについて,上述の研究実績の概要に示す通り,本年度は当初計画の通り(1)および(2)について主に研究を遂行した。(1)および(2)においては,関連研究においてそれぞれ国際会議発表や国内学会発表,論文発表(準備)を実施することが出来た。また,これらの成果は平成25年度以降の研究の十分な足がかりとなり得るため,概ね順調に進展していると評価できる。上述の通り,平成24年度平成25年度において(1)生体が持つ「雑音・揺らぎの吸収・利用能力」の単電子回路化,(2)生体の「機能的情報処理能力」の単電子回路化に関連する基礎部分の研究を遂行することができた。