hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長さ制御によるワイヤ先端の自由自在な位置決め方法の確立

本研究では従来問題となっていたワイヤの長さの違いとその時間変化を利用,つまりワイヤの繰り出しの制御で,ワイヤ横振動の抑制,先端の位置制御,張力抜けの抑制を同時に実現する方策を提案することを目的とした.数値計算により,ロープ横振動振幅と軸長さ変化に相関があることが確認され,コンセプトとしている軸送り出しによる二次元平面内の位置決め制御の可能性を得た.これらの結果から本制御方法は,地上でのエレベータロープやクレーンロープの制御に応用できるだけでなく,軽量かつ柔軟なワイヤは宇宙構造物での使用に適しており,1本のワイヤで,広範囲に及ぶ科学観測,資源発見での活躍が期待できるということを改めて認識した.従来から,横振動の励振,固有振動数変化,張力抜け等が長さ変化するワイヤの取り扱いを難しくしていた.そこで本研究では,ワイヤの長さ(固有振動数)を適切に変化させることで,変位振幅を効率的に増加および減少させ,境界減衰の効果を高め,さらに軸方向の繰り出しの加速度を制御することで張力抜けを防ぐ方法を提案し,実験によるその基礎検討を行うことを目指している.本年度は,方法論の確認ならびに学会等での発表を通して外部研究者の評価を受けた.また,受けた助言を踏まえて,ワイヤの選定ならびに数値計算による効果の検証を行い,妥当性を得た.今後,数値計算結果を踏まえて,ワイヤ繰り出し装置,減衰装置,エンドエフェクタの製作を行う.そして,実験装置を利用した検証のための評価装置の同定ならびに実験装置を利用して,3つの課題(横振動抑制,三次元位置決め,張力抜けの抑制)の定量的な検証を行う予定である.そして,より実用性を高めた制御への展開として,実際のアプリケーションを想定した実験を可能な限り実施し,想定環境条件の洗い出しを行い,制御等への制約条件を少しずつ明らかにしていく.この研究の進展により,一般的なワイヤ制御の課題解決のきっかけを与えるだけでなく,様々な用途で使用されるワイヤの操作性を向上させ,地上応用(エレベータ,クレーン等),宇宙関連用途(テザー衛星,縦孔への降下等)へのさらなる展開が期待できると考えている.提案内容の評価を受け,実験装置の設計を含め,十分な検討を行うべきと判断し,実験装置の製作を遅らせた本研究では,ワイヤの長さ変化を制御することで,ワイヤ先端を動的かつ安定に位置決めする手法を確立することを目指している.従来から,横振動の励振,固有振動数変化,張力抜け等が長さ変化するワイヤの取り扱いを難しくしていた.本研究では,ワイヤの長さ(固有振動数)を適切に変化させることで,変位振幅を効率的に増加および減少させ,境界減衰の効果を高め,さらに軸方向の繰り出しの加速度を制御することで張力抜けを防ぐ方法を提案し,実験によるその基礎検討を行う.これにより,一般的なワイヤ制御の課題解決のきっかけを与えるだけでなく,様々な用途で使用されるワイヤの操作性を向上させ,地上応用(エレベータ,クレーン等),宇宙関連用途(テザー衛星,縦孔への降下等)へのさらなる展開が期待できると考えている.そこで,昨年度の数値計算による検討結果を踏まえて,今年度実験装置を概念設計し,必要な主要コンポーネント(アクチュエータ部,ワイヤケーブル,加工冶具,先端に付ける計測装置)の手配を行った.また,試験評価を行うための既設の三次元位置計測装置の動作や設置状況を調査し,本試験で使用可能なことを確認した.今後,ワイヤ繰り出し装置,エンドエフェクタの製作を行い,エンドエフェクタにカメラと加速度計等の観測機器を無線で搭載させ,ワイヤの挙動に影響を及ぼさないように試験装置を準備する.その試験装置を用いて,ワイヤ軸方向の繰り出し制御だけで統一的に三次元位置決めが実現可能かどうか定量的な検証を行う.そして,惑星探査等の実際のアプリケーションを想定した実験を可能な限り実施し,想定環境条件の洗い出しを行い,制御等への制約条件を少しずつ明らかにしていく.当該年度,本務において,複数のプロジェクト立ち上げにかかわることになり,科研費研究に時間を割くごとができず,当初計画の遅延が生じた.本研究では,ワイヤの長さ変化を制御することで,ワイヤ先端を動的かつ安定に位置決めする手法を確立することを目指している.従来から,横振動の励振,固有振動数変化,張力抜け等が長さ変化するワイヤの取り扱いを難しくしていた.本研究では,ワイヤの長さ(固有振動数)を適切に変化させることで,変位振幅を効率的に増加および減少させる制御方法を数値計算ならびに実験で基礎検討を行った.まず,軸方向の送り制御により二次元平面内における位置決め制御ができるコンセプト内容を論文で発表し,専門分野研究者からの評価を得た.そして,数値計算により軸方向送りの制御により二次元平面内におけるワイヤ先端位置の平面内での制御ができることを確認した.実験による基礎検討から,制御入力装置の制約により,変位量と応答速度,いずれが実現できる装置であるかに応じて制御する方式が変わることを認識した.十分な実験数が得られていないため,定量的な位置決めができるかどうかは確認できていない.これらの結果から本制御方法は,地上でのエレベータロープやクレーンロープの制御に応用できるだけでなく,軽量かつ柔軟なワイヤは宇宙構造物での使用に適しており,1本のワイヤで,広範囲に及ぶ科学観測,資源発見での活躍が期待できるということを改めて認識した.

特に,近年,月惑星表面で発見された縦孔等へワイヤを利用して観測機器を降下させる際に,本研究の成果は活用できると考えられる.本研究では従来問題となっていたワイヤの長さの違いとその時間変化を利用,つまりワイヤの繰り出しの制御で,ワイヤ横振動の抑制,先端の位置制御,張力抜けの抑制を同時に実現する方策を提案することを目的とした.数値計算により,ロープ横振動振幅と軸長さ変化に相関があることが確認され,コンセプトとしている軸送り出しによる二次元平面内の位置決め制御の可能性を得た.これらの結果から本制御方法は,地上でのエレベータロープやクレーンロープの制御に応用できるだけでなく,軽量かつ柔軟なワイヤは宇宙構造物での使用に適しており,1本のワイヤで,広範囲に及ぶ科学観測,資源発見での活躍が期待できるということを改めて認識した.実験装置の設計を至急進め,製造と並行してH28年度の当初計画を進める.今年度,大きなプロジェクトの立ち上げ予定はないため,1年計画を延長し,ワイヤ先端の自由自在な位置決め方法の確立を目指す.制御工学実験装置の設計に時間をかけ,製作の開始を延期したため.今年度,本務において,複数のプロジェクト立ち上げにかかわることになり,科研費研究に時間を割くことができず,当初計画の遅延が生じたため.H28年度の早い時期に発注,製造を開始する.1年遅れの計画で,実験によるワイヤ制御の検証を中心に,必要機器購入を進める.具体的には,制御結果評価のためのセンサ(カメラ,変位センサ等)およびアクチュエータ部品を購入する.
桜島火山灰で覆われた地盤の土砂災害に関する基礎的研究

本研究は桜島周辺の地盤表層部を構成しているしらす、桜島火山灰の物理的、力学的特性を明らかにすることを目的としており、室内土質試験、数値実験、現地調査よりなりたっている。室内土質試験では、しらす、火山灰の物理的、力学的特性を把握するための各種試験(比重、粘度、密度試験、静的・動的三軸試験)が行われた。そして、しらすは拘束圧が10kgf/cm^2程度より大きくなると粘性土的な圧縮・せん断特性を示すこと、乱さないしらすはサイクリック・モビリティを呈すること、乱したしらすは豊浦砂と同様な液状化特性を示すこと、火山灰は豊浦砂と同様な物理的、力学的(静的・動的)特性を示すこと等が明らかにされた。マイコンを用いた数値実験では、土粒子と間隙のモデル化を行い、しらすを想定した不飽和浸透挙動のシミュレ-ションを行っている。そして、雨水が土中に浸透していく過程をモデルが表現できることを明らかにしている。また、2粒子の弾性衝突をもとに土石流のシミュレ-ションも行っている。そして、簡単な衝突モデルでも実際の粒状体の流動現象をかなり表現できることをガラスビ-ズを用いた流動実験の8mmビデオによる観測結果との比較・検討を行うことによって明らかにしている。桜島山腹、大隅半島北部の火山灰で覆われた斜面の現地調査、雨量観察、土石流観測より、降雨特性、斜面の浸透特性、侵食特性が明らかにされた。また、土石流の発生と雨量の関係、土石流の発生土量と流速の関係等が明らかにされた。
植物自らが必要な水分量を判断し自己かん水制御ができる電気的水分センシング法の開発

植物の状態や生育時期あるいは環境に応じて,適正にかん水を行う管理システムの構築のために,植物の異なる水分状態(水分量)を電気的に計測(静電容量から変換した電気周期値として計測)し,そのデータの記録ならびに電気シグナルとして利用できる計測装置のプロトタイプの開発を行った.本装置を用いて異なる水分状態における植物の葉における蒸散速度と周期値には密接な関連がみられることから,本装置による周期の計測により葉中の水分状態を把握できると考えられる.また,水分ストレス時の特定の値の周期(あるいは周期値の幅など)を指標として,かん水管理に利用できる.本課題では植物が自らの水分状態に応じて、自動的にかん水装置の電源をオン-オフして必要なだけの水分を自己供給できるシステムを開発し、その適合性を明らかにすることを目的としている。本年度は植物の水分状態を大きな関連性をもつ生体電位に着目して、生体電位を計測できる装置の開発を行い、植物の葉からの蒸散作用によって出てくる微量水分を計測して、両者(生体電位と蒸散速度)の関連性を検討した。当初、生体電位を静電容量として計測する計画で計測装置を開発したが、安定性に欠けることが明らかとなり、静電容量に代わって電気周期を計測でき、その値をWiFiシグナルとして発信できるセンサーを開発して検討を行い、安定的に計測できることが明らかとなった。本センサーを用いて、十分な光と水分供給を受けている植物体(ブドウ)の葉の水分を計測した結果、本センサー計測値ns(ナノ秒/周期)と葉からの蒸散速度の間には相関がみられることを明らかにした。また、モモでは周期が3,0004,000nsであると蒸散速度が79μmol/m2/sの範囲であることが明らかとなり、センサーの有効性を示すことができた。本研究のもう一つの目的である植物個体自らの水分状態を反映したリアルタイムな自動かん水制御システムの開発においては、水分状態を電気シグナル化するために、センサーによって得られた電気周期の値をWiFiによってシグナル化し、かん水装置の電源制御装置と結び付け、自動的なかん水管理を行うために、システムの開発に着手している。植物の水分状態を電気周期として把握できるセンサーを開発して、植物の水分状態(蒸散速度)との関連性を検討して、おおむね正の相関を得ることができた。また、得られた電気周期の値をWiFiによって、かん水制御装置の制御装置に送ることで、かん水装置のオン-オフができるシステムを作るところまで進展している。植物の水分管理は,生育とともに生産物の品質管理や生産性向上において重要な要素であり,生育時期あるいは環境に応じて,適正にかん水を行うシステムの構築が重要となっている.そのためより客観性の高い水分センシング法の開発が重要であるといえる.本研究では,植物の異なる水分状態を電気的に計測し,そのデータの記録ならびに電気シグナルとして利用できる計測装置のプロトタイプの開発を行い,異なる水分状態の計測を試みた.作成した電気的計測装置は,水分センサ部分ならびにデータ変換・記録部分から構成される.水分センサ部分では,金属製のクシ形センサに水分の吸湿素材(ろ紙)を接着させ,吸湿素材に吸着された蒸散による水分量をクシ形センサにより静電容量として計測する.データ変換・記録部分では,静電容量を周波数,さらに周期(ナノ秒,ns)へと変換し,SDカードに1秒単位で周期データを記録する.本装置により植物(カンキツ)の水分状態を計測し、ポロメータによる蒸散速度との関連を検討した結果,十分な水分状態の樹体(平均蒸散速度3.4mmol・m-2・s-1)の周期は5,6505,700nsを示した.一方,水分ストレス樹体(平均蒸散速度1.0mmol・m-2・s-1)の周期はほぼ5,500ns以下であった.さらに,異なる蒸散速度と周期値の関係をみると,両者の間には正の相関がみられた.またWiFiSDカードを利用することで水分計測データをタブレットやかん水用電磁弁に送り開閉に用いることができる.このように,水分状態の異なる植物における蒸散速度と周期値には密接な関連がみられることから,本装置による周期の計測によって葉中の水分状態を把握できると考えられる.また,水分ストレス時の特定の値の周期(あるいは周期の幅など)を指標としてかん水管理に利用できると考えられる.植物の状態や生育時期あるいは環境に応じて,適正にかん水を行う管理システムの構築のために,植物の異なる水分状態(水分量)を電気的に計測(静電容量から変換した電気周期値として計測)し,そのデータの記録ならびに電気シグナルとして利用できる計測装置のプロトタイプの開発を行った.本装置を用いて異なる水分状態における植物の葉における蒸散速度と周期値には密接な関連がみられることから,本装置による周期の計測により葉中の水分状態を把握できると考えられる.また,水分ストレス時の特定の値の周期(あるいは周期値の幅など)を指標として,かん水管理に利用できる.今後は開発したセンサーによって、複数の植物において異なる水分状態の電気周期と蒸散速度によって計測した水分状態との関連性をさらに検討し、制御すべき水分状態での周期値を明らかにして閾値を設定する。また、その閾値をWiFiによってかん水制御装置に電気シグナルとして送ることによって、自動的なかん水の制御が可能となるシステムを構築する。植物生理水分センサーの製作において、想定したよりも費用を要せずに開発することができ次年度使用することとした。今後、水分センサーとかん水制御装置との一体化システムの作成に利用する。
転写因子Arid5bの心血管・免疫系細胞における役割の解明と動脈硬化治療への応用

動脈硬化症は環境因子と,遺伝因子とが複雑に絡み合う多因子疾患である.食事などの環境因子については解明がすすみ一次・二次予防に活用されているが,家族歴など遺伝因子については不明な点が多く,動脈硬化性疾患を制御するには充分な検討が必要である.マウスを用いた分子遺伝学的研究(QTL解析)では,新規転写因子Arid5bが修飾遺伝子として病巣進展を規定していることが示唆されているが,Arid5bの動脈硬化病巣進展で果たす役割については全く不明である.近年,動脈硬化症の危険因子としてメタボリックシンドロームが注目されている.エネルギー過剰による肥満状態では内臓脂肪組織を中心に慢性炎症が惹起されている.我々はArid5bが内臓脂肪組織での慢性炎症に関与するとの仮説を立てて実験を行った.雌性C57BL/6マウスを高脂肪食あるいは,普通食で2週間飼育したのち犠性死させ,大動脈・肝臓・内臓脂肪・心臓を回収しRealtime PCR法にて各臓器でArid5b遺伝子発現レベルを確認した.Arid5bの発現は脂肪組織で最も強く,高脂肪食の投与により有意に発現が低下した.高脂肪食投与マウスでは脂肪細胞の肥大化が確認されたが,体重や内臓脂肪重量の増加は認めなかった.すなわち肥満前のエネルギー過剰状態ですでにArid5bの発現が低下しており,Arid5bが脂肪細胞の肥大化に関与していることが示唆された.脂肪細胞はアディポサイトカインを分泌し,炎症細胞と相互作用して局所の慢性炎症が規定される.転写因子Arid5bは内臓脂肪組織での慢性炎症に関与する可能性があり,内臓脂肪肥大・慢性炎症との因果関係を確認するため,現在Arid5b欠損マウスを樹立し,機能解析中である。これまでの我々の分子遺伝学的研究より、動脈硬化病巣修飾遺伝子として転写因子Arid5bは非常に重要であることが示されている。しかしArid5bの生体内における機能についてはいまだ詳細が不明である。まず我々は、高脂食投与マウスを用いてArid5bの遺伝子発現について検討した。2ヶ月齢雌性C57BL/6(B6)マウスを用意し、その一部を普通食から高脂食に変更して2週間飼育したのち、普通食および高脂食投与B6マウスより大動脈・肝臓・脂肪組織・心臓を回収し、Realtime PCR法を用いて肥満がArid5b発現に与える影響を検討した。高脂食を2週間投与したB6マウス群(高脂食群)と、普通食を継続投与したB6マウス群(普通食群)との間で、体重や内臓脂肪重量に差を認めなかったが、脂肪細胞サイズは高脂食群で有意に大きく、高脂食投与による脂肪細胞の肥大化が確認された。普通食群でのArid5b発現は、脂肪組織>大動脈>肝臓>心臓の順で発現が強く認められた。高脂食群の組織発現パターンは普通食群と同様であったが、脂肪組織での発現レベルは普通食群に比べ半分以下に抑制されていた。高脂食による脂肪細胞の肥大が起こりはじめた比較的早い段階でArid5bの発現が抑制されていた事実は、Arid5bが脂肪細胞の分化増殖に深く関与していることを示唆する。メタボリックシンドロームは動脈硬化進展の基盤として重要であるが、その中でも肥満は特に重要な要素である。今回の結果からエネルギー過剰状態において、転写因子Arid5bの下流にある何らかの因子が動脈硬化進展を規定していることが推察される。現在Arid5bの詳細な機能解析を行なうためArid5b欠損マウスを樹立中である。
人間―計算機相互作用のための機械学習における脳信号と顔情報の融合モデル

主な研究結果は、11.研究発表一覧の雑誌論文で掲載されている。さらに、画像修正技術や、モデルに基づいたリテキスチャー、セグメンテーション・アルゴリズムが並列構造に取り入れられ、それらの結果が国内、国際会議で発表され,学会誌に掲載されている。また萩原研究室所属の学部4年生の学士論文を指導し、顔表情データに同期してNIRS装置からの脳内血流データとの統合したデータが得られ,それを有効化する関連モデルについて述べている。介護や教育の現場にロボットを導入するとき、感情インターフェイスを搭載したコミュニケーションロボットが単なる堅い・冷たい・違和感などの印象ではなく、ユーザーに親しみを感じさせることができ、ゆとりや安らぎを与えることができる。それによりおのずと治療・教育効果にも差が生じてくる。本研究の目的は、脳内の活性部位から得られる神経信号と顔表情とを複合的に分析することにより、個人の内部状態や心的過程を精度よく予測する感情インターフェイスを開発することである。すなわち、脳の内部をブラックボックスとして刺激に対する顔表情から内部状態や心的過程を同定するバイオミメティック的研究を中心に脳の計測を組み合わせ信頼性の向上を図る。本年度は、「癒し」をテーマに顔表情の分析を中心に検討を行った。画像の顔表情から得られる説明変量を入力とし被験者の外的基準を出力として被験者の癒される構造のメンバーシップ関数をファジイ推論第II類で求める手法の開発を行った.得られる固有値方程式で扱うマトリクスは半正定値で重複固有値を有すなど質が悪くQZ法などの利用では妥当な結果が得られなかった.Moore-Penrose逆変換を用いて一般化固有値問題を標準化固有値問題に変換することによって扱うマトリクスの条件数は大幅に小さくなりホログラフィックニューラルネットワーク(HNN)相当の意味ある結果が得られることを示した.外的基準が不明瞭すなわち少し癒されると評価する理由は,説明変量によっては負に作用することもあることから説明が可能なことを示した.これはファジー推論第II類でのみ可能であり,HNNでは得られない。かくして、HNNとファジー推論第II類の組み合わせにより、各人の内部状態や心的過程の予測精度向上が得られる可能性を示した。ヒューマンマシンインターフェースにおける機械学習プログラムは、広範囲に渡るアプローチに直面している。現在、表情解析、カラーシミュレーション、モデルのセグメンテーションといった3つの分野に適用されている。適用にあたっては、Fusionモデルを提案し、成功を収めている。いくつかの国際会議で発表し、論文誌にも掲載されている。また、同じ研究室の博士課程の学生や学部生と共同研究もしており、彼らが、国際会議や国内の会議で発表の準備をするのをサポートしている。
雌コオロギの配偶者選択行動を司る脳機能の解明

昆虫の雌による配偶者選択の神経基盤を調べるため,神経系の修飾機能を任意に操作することを可能にする新奇遺伝子導入法(in vivo RMCE法)の開発に取り組んだ.コオロギの雌は雄の誘因歌や求愛歌を聞いて配偶行動を誘発する.この行動の誘発には脳内生体アミンのはたらきが重要である.そこでまずin vivo RMCE法の確立に欠かせない遺伝子導入コオロギ(attP系統)を作成した.次に,3xP3-EYFP遺伝子を3xP3-mCherry遺伝子に置きかえる技術の確立を目指し引き続き取組んでいる.雌コオロギによる配偶者選択の神経基盤を調べることをとおして,適応的な行動スイッチングの神経生理機構を理解する目的で研究を進めている.雌は,雄の誘因歌とそれに続く求愛歌で配偶行動が誘発される.雄の発音によって雌の脳の生理状態が変容し,その際,生体アミンにより行動閾値が修飾されると考えている.そこで,コオロギの脳内アミンの修飾機能を任意に操作し,配偶者選択の神経基盤を調べるために,新奇遺伝子導入法の開発に取り組んでいる.雌コオロギによる配偶者の選択行動から,行動の適応的な切り替えの神経生理機構を理解することを最終目標として研究に取り組んできた.雄の誘因歌と求愛歌は雌の配偶行動を誘発する.コオロギの配偶行動の誘発には,脳内アミンのはたらきが重要と考え,その修飾機能を任意に操作し配偶者選択の神経基盤を調べるために新奇遺伝子導入法の開発に取り組んだ.そこで,組替え酵素(φC31 integrase)を用いた遺伝子導入コオロギの作成法の確立を目指した.まず,あらかじめφC31 integraseの組換え標的配列としてattP1-3xP3-EYFP-attP2 (複眼で黄緑色蛍光タンパク質EYFPを発現する遺伝子組み換え系統)を遺伝子導入した系統をpiggyBac transposonをもちいて作成していた.この系統を累代飼育・選抜し,繁殖力に優れた系統を8系統選抜した(attP系統).次に,attP系統に対し受精卵・初期胚内でφC31 integraseによる配列特異的組み替えが起こるかを検討した.attP1-3xP3-EYFP-attP2を置き換える配列としては,attB1-3xP3-mCherry-attB2配列を含むplasmid DNAを用いた.このplasmid DNAと共に野生型φC31integrase mRNAもしくはcodon-optimized φC31integraseをmRNAもしくはplasmid DNAの形で受精卵に顕微微量注入した.組替えが成功した個体ではattP-attB配列間の組替えにより3xP3-EYFP発現カセットが3xP3-mCherry発現カセットに置き換わり,複眼で赤色蛍光タンパク質mCherryを発現する個体が生じるはずであったが,いずれの条件でも組替えができなかった.この原因として外部からmRNAもしくはplasmid DNAの形でφC31 integraseを供給した場合,受精卵内で組替えに十分な量のφC31integraseタンパク質が合成されなかったことが考えられるため,φC31 integraseを恒常的に発現する遺伝子導入コオロギの作成を試みた.現在,引き続き研究を進めるとともに,研究成果の公表に向けて準備をしている.昆虫の雌による配偶者選択の神経基盤を調べるため,神経系の修飾機能を任意に操作することを可能にする新奇遺伝子導入法(in vivo RMCE法)の開発に取り組んだ.コオロギの雌は雄の誘因歌や求愛歌を聞いて配偶行動を誘発する.この行動の誘発には脳内生体アミンのはたらきが重要である.そこでまずin vivo RMCE法の確立に欠かせない遺伝子導入コオロギ(attP系統)を作成した.次に,3xP3-EYFP遺伝子を3xP3-mCherry遺伝子に置きかえる技術の確立を目指し引き続き取組んでいる.本研究では,コオロギのように非モデル動物として扱われる実験動物でも遺伝子導入が容易にてできるようにするための新奇技術開発にチャレンジしている.そのため,若干の予想していなかった問題点も出てきたが,そのための方策は,今後の研究の推進方策等で述べる.当初予定が順調には進んでいないが,その最大の理由は,コオロギに感染するウィルスが飼育室のコオロギに拡散し,実験に必要な個体数を十分に確保できなかったためである.本来,外部から他の個体が入らないように飼育していたのだが,実験動物施設で他の研究室で飼育しているゴキブリ(Periplaneta americana)が逃げ出し,飼育室で繁殖したのと同時にウィルスが拡散したので,ゴキブリによる被害が一因と考えられる.26年度は飼育施設と協力し,ゴキブリの侵入を防ぐ方策を進めたので,27年度からは十分な実験個体が確保できるので,順調に研究は進められると期待できる.動物生理・行動配偶者選択の神経基盤を調べるにあたり,本研究では,遺伝子改変個体を作成し,脳内生体アミンの修飾作用を任意に操作できるようにすることが第一の目的なので,以下の計画により遺伝子導入法の開発を進める.組替えによる遺伝子導入の効率評価実験で組替えが成功した個体を得ることができなかった原因として,受精卵内で組替えに十分な量のφC31integraseタンパク質を合成させることができなかったことが考えられる.26年度は野生型φC31integrase,codon-optimized φC31 integraseのmRNAを用いたが,本年度はφC31integrase遺伝子を持つプラスミドDNAよりφC31integrase mRNAを受精卵内で合成させる実験系を立ち上げる.φC31

integrase遺伝子はハウスキーピング遺伝子であるbeta-actin遺伝子の転写調節領域を用いて転写させる.beta-actin遺伝子の転写調節領域については26年度までに2 kbp程度の領域を配列決定済みである.さらにより強い組替え活性を持つ変異型φC31 integraseを用いることで組替え効率を向上させる.現在,変異型φC31 integraseの発現ベクターを構築している動物飼育施設で昆虫に感染するウィルスが拡散する被害にあい,実験対象のクロコオロギが多数死滅してしまったため,実験に必要な個体数のコオロギが十分確保できず研究が遅れてしまった.そのため,昆虫の飼育に必要な経費や実験に必要な消耗品などの経費を次年度に回した.研究の遅れを取り戻すため,実験を共同で進めてくれる研究員を週3日雇用し研究を進める.
核内レセプターの転写を制御するユビキチンリガーゼ複合体の研究

我々のグループでは、DECODE回路とDECODE複合体の接点を担い、環境情報をダイレクトにクロマチン変換へとリンクさせられる因子として核内レセプターに注目し、その転写制御機構を解明することを目的とし、本プロジェクトを遂行した。研究代表者らは核内受容体の一つであるエストロゲンレセプター(ER)の分解に関与する複合体の単離を試みた結果、CHIPの同定に成功し、CHIPが強力な癌抑制因子であることを明らかにした。また、転写因子であるERがSmadの分解を促進するという興味深い現象を見出した。さらに、研究代表者らは、エネルギーシグナルとDECODE複合体の接点を担う新規核小体蛋白質Nucleomethylin (NML)の同定と新規複合体eNoSCの存在を見出すことにも成功した。本年度は核内受容体の一つであるエストロゲン受容体β(ERβ)の分解制御機構を解析した。ERβはユビキチン・リガーゼであるCHIPによってユビキチン化を受け分解されることを明らかにした。さらにERβのC末端に存在するF domainがプロテアソームとERβとの結合を抑制し、分解を制御していることも明らかになった。CHIPによる分解制御は、リガンドが消失したときの転写活性抑制機構に関与していることが示唆されている(投稿中)。また、ERβが中枢において神経伝達物質であるセロトニンの量を制御していることをERβ遺伝子欠損マウスを用いて明らかにした。セロトニンはうつ病などと深く関与することから、閉経後のエストロゲン低下によるうつ症状は、ERβの機能低下によって説明することが出来る。現在、協業を進め、地衣類500種類からERβを活性化する成分を探索中である。また、CHIPの低下が乳癌の悪性化と深く関与していることを明らかにした。CHIPの発現をRNAiを用いて抑制すると、細胞の足場依存性の低下が認められた。足場依存性の低下はアノイキスの低下と相関している。アノイキスとは、細胞が足場を失ったときに起きるアポトーシスであり、Aktによって制御されている。CHIPのノックダウン細胞では、Aktの活性化が抑制しているため、アノイキス耐性となっていることが明らかとなった。ERβはリガンド誘導性の転写因子であるが、転写制御には遺伝子のメチル化などその他のファクターも深く関与する。我々は、T細胞においてインターロイキン2遺伝子の転写活性がプロモーター上のDNAメチル化によって制御されていることを見出した。一度抗原刺激を受けたT細胞のIL-2プロモーターは脱メチル化を受け、2回目からの刺激に対し即時応答が可能となる。この結果から、免疫記憶を分子レベルで理解することが可能となるかもしれない。1)NRDFの機能解析本研究計画で、ユビキチンリガーゼであるNRDF遺伝子欠損マウスを作製して、胎生致死になることを見出した。ERαの遺伝子欠損マウスは胎生致死にはならないことから、NRDFにはERα以外の標的分子が存在すると考え、標的因子の探索を行った。その結果、転写抑制に働くクロマチン因子であるNuRD複合体がNRDFと相互作用することを見出した。しかしながら、NRDFがNuRD複合体の構成因子をユビキチン化してその機能を制御するという確証は得られていない。また、NRDFをノックダウンすることにより、p21の量が減少することを見出しているので、その分子機構と生理的な意義を探っている。2)ユビキチン化・分解を介した細胞内情報伝達経路間クロストークの解析申請者らはTGFβの2ndメッセンジャーであるSmadがエストロゲン依存的に分解されることを見出した。その分子機構として、エストロゲン存在下で、ERとSmadがユビキチンリガーゼであるSmurfと三者複合体を形成して、分解が誘導されることを見出した。その結果として、TGFβシグナルが遮断されて、癌の転移が抑制された。また、ERだけでなく他の核内受容体も、そのリガンド依存的にSmadを分解することにより、TGFβシグナルが阻害されることを見出した。TGFβシグナルの遮断は、癌の転移や組織の線維化を抑制することから、将来的には疾患の治療への応用につながることが期待できる。核内レセプターの1つである、エストロゲンレセプター(ER)をユビキチン化するユビキチンリガーゼCHIPを見出し、CHIPの発現と乳癌の増悪に負の相関があることを明らかにした。さらに、乳癌細胞中のCHIPの発現量を増加もしくはRNAiによって減少させ、乳癌の腫瘍形成と肺転移に対する影響を検討した。その結果、CHIPの発現量増加は、乳癌の腫瘍形成と肺転移を強力に抑制し、逆に、発現量低下は腫瘍形成と転移を促進することが明らかになった。

さらに、CHIPの乳癌増悪抑制メカニズムを探るため、CHIPの標的となる蛋白質を探索し、Amplified In Breastcancerl (AIB1)を同定した。CHIPはAIBiをユビキチン化し、分解を誘導することで乳癌の転移を抑制することが明らかとなった。AIB1は転写因子であり、Smad, Twistといった転写因子の上流に位置してこれらの因子の転写を促進し、乳癌の転移を促進していることも併せて明らかにした。一方、乳癌の腫瘍形成に関してはAIB1が関与しないことから、腫瘍形成に対して促進的に働き、CHIPの標的となる蛋白質も存在するものと考えられるため、現在そのタンパク質の同定を進めている。U-box型ユビキチンリガーゼであるCHIPは、標的タンパク質にユビキチンを付加することでプロテアソーム系による分解を促進することが知られている。以前の申請者の研究で、CHIPの発現量が低下すると乳がんの転移、腫瘍形成が促進することを明らかにした。これまでの解析からCHIPは乳がん関連因子AIB1をユビキチン化し、分解促進することで、乳がんの転移を抑制することが明らかとなった。しかし、足場非依存的増殖の亢進が原因と考えられる腫瘍形成をCHIPが抑制するメカニズムは、依然未解明である。そこで申請者は、CHIPによる足場非依存的増殖の抑制メカニズムの解明を試みた。ヒト乳がん由来細胞株MCF-7細胞において、RNA干渉法によりCHIPをノックダウン(KD)すると、足場非依存的増殖の亢進が見られた。さらに、このCHIP KD MCF-7細胞株では抗アポトーシス因子であるBc1-2の発現がmRNA、タンパク質レベル両方で著しく増加していた。また、CHIP KD MCF-7細胞でさらにBc1-2をKDすると、足場非依存的増殖は亢進しなかった。このことから我々は、CHIP KDによる足場非依存的増殖の亢進は、Bc1-2が過剰発現することが原因ではないかと考えた。Bc1-2が増加する原因を解析するため、クロマチン免疫沈降法を用いると、CHIP KD MCF-7細胞のBc1-2転写開始点付近では、転写活性化のマーカーとなるヒストンH3のアセチル化が増加していることが分かった。また、Nuclear-Run on assayにより、CHIP KD MCF-7細胞ではBc1-2の転写が活性化していることが明らかになった。これによりCHIP KDによるBc1-2の増加は、その発現が転写レベルで活性化することが原因であると示された。核内レセプターの1つである、ビタミンDレセプター(VDR)がTGFβ経路の細胞内メッセンジャーであるSmadと結合し、TGFβシグナルをアゴニストである1a,25依存的に抑制することにより、その標的遺伝子であるPAI-1のmRNA量抑制させることを明らかにした。さらに、1a,25はVDR依存的に、大腸癌細胞の転移・浸潤能を抑制することを明らかにした。TGFβは癌の転移を促進するが、VDRはTGFβシグナルを抑制することによって癌の転移を強く抑制する可能性が示唆された。また、前立腺癌細胞においてエストロゲンレセプターβ(ERβ)が転写因子KLF5の転写をERリガンド依存的に制御することを見出した。
Various properties relative to intermittency of space-time fractional SPDEs

本年度では確率偏微分方程式の長時間振る舞い,特にintermittency,不変測度の存在およびそれへの収束速さなどの性質を考察した.まず,非均質なガウス型の時空雑音が加わった確率偏微分方程式に関する解の間欠性,ノイズの興奮度などの性質を引き続き調べてきた.非均質なガウス型の時空雑音はcatalytic超ブラウン運動の密度を特徴づけるとき現れた特異性を持つものである.昨年度に考察した非均質なガウス型の時空雑音を持つ時空の分数冪確率偏微分方程式の性質をさらに深く調べた.解の存在と一意性および正則性の証明を遂行するために,非均質なガウス型の時空雑音および分数冪作用素を持つ偏微分方程式の基本解に適切な条件を課し,厳密な評価を与えた.それらに基づき,解の存在と一意性の証明を遂行した.次に,障害物を持つ確率反応拡散微分方程式の解の長時間振る舞いも引き続き研究を行ってきた.昨年度に検討したシングル反射壁を持つ乗法的ノイズの確率偏微分方程式についての対数型のHarnack不等式およびその応用に関する証明を再検討して,証明の細部を修正してきた.加法的ノイズの場合については,マルコフ半群の超圧縮性を示した.また,共同研究で,ダブル反射壁を持つ確率偏微分方程式の解で決まったマルコフ半群に対して,ノイズの種類によって,冪型のHarnack不等式および対数型のHarnack不等式を示し,反射壁を持つ確率偏微分方程式に関するさまざまな重要な性質が解明できた.その成果は国際雑誌に掲示された.さらに,多次元の障害物を持つ確率反応拡散微分方程式のエルゴード性について考察した.以上で得られた結果は国際研究集会で研究発表を行った.また,2018年7月に信州大学にて「確率偏微分方程式とその周辺」の研究集会を共催した.なお,共著で「確率偏微分方程式」(岩波数学叢書,単行本)を執筆した.当初計画の通り,非均質なガウス型の時空雑音が加わった確率偏微分方程式について,解の存在と一意性を示した.また,反射壁を持つ確率反応拡散微分方程式に関するHarnack不等式およびその応用を考察して,良い結果をえて,国際雑誌に掲示された.そのため,本年度は概ね順調に進展しているものと考えている.最終年度になるので,平成30年度の結果を踏まえて,引き続き非均質なガウス型の時空雑音が加わった時空分数冪確率偏微分方程式について,その解の長時間振る舞い,特に間欠性の研究を進めていく.また,確率カーン=ヒリアード方程式などの非線形確率偏微分方程式についてのエルゴード性に関する研究を進める.さらに,研究成果を発信するため,積極的に国際研究集会で研究発表を行い,海外の研究協力者と緊密に連携し,共同研究を行う方針である.今年度では、ガウス型のノイズを持つ確率偏微分方程式について解の間欠性,安定性およびノイズの興奮度を中心として研究を行った.また,ジャンプ型のホワイトノイズが加わった確率熱方程式についての比較定理とその応用を考察した.1.時空ホワイトノイズが加わった有界領域上の確率熱伝導方程式に対して,解の間欠性とノイズの興奮度の研究に取り組んだ.時空のランダムな揺らぎの効果は,物理学において興味深い間欠性についての研究は近年盛んになっている.今年度では,引き続き,有界区間上の適切な境界条件を持つ確率熱伝導方程式について安定性,ノイズの興奮度並びに間欠性についての議論を行った.特に,Dirichlet境界条件の下で,解の長時間挙動、微分作用素の固有値とノイズの強さとの関係を解明し,ノイズの興奮度が4であることを示した.研究結果はStochastic Process.Appl.に掲載された.2.非斉次型の時空ホワイトノイズが加わった確率熱伝導方程式について解の正則性や間欠性を研究した.非斉次型の時空ホワイトノイズは触媒作用の超ブラウン運動(catalytic super-Brownian motion)密度の研究に現れた時空ノイズである.このようは非均質なノイズが加わった確率偏微分方程式については触媒の影響で,解が全区間で連続性が失うことがある.この研究では,触媒に適切な条件を付けくわえて,解の正則性,特に空間変数のヘルダー連続性を調べた.得られた結果に基づいて,解の間欠性が生じることを証明した.研究成果を纏めた論文は現在雑誌に投稿中である.3.ジャンプ型の時空ホワイトノイズを持つ確率熱方程式についての比較定理を研究した.Intensity測度に適切な条件を付けて初期値とドリフト係数についての比較定理が成り立つことを示した.なお,応用として,解の非負性と二つ解の無相関性を調べた.有界領域上の確率偏微分方程式について解の間欠性などの研究成果が発表され,非斉次型の時空ホワイトノイズが加わった確率熱方程式について解の間欠性の研究成果を論文にまとめて現在投稿中である.なお,ジャンプ型の時空ホワイトノイズを持つ確率熱方程式についても一定の研究成果を得ている.本研究は確率偏微分方程式の間欠性(intermittency)に関する様々な性質を調べることを目的としたものである.本年度では,主に確率偏微分方程式の間欠性とHarnack不等式を中心として行った.まず,昨年度から研究してきたinhomogeneousガウスの型時空ホウイトノイズで摂動された確率偏微分方程式に関する解の間欠性,ノイズの興奮度を引き続き調べてきた.このようなノイズはcatalytic super-Brownian motion密度を記述する確率偏微分方程式に現れた重要なものである.これについては,昨年度まとめた結果の証明細部の修正に取り組んできた.

また,それを行いながら,上記のノイズおよび分数冪ラプラス作用素を含む擬微分作用素を持つ確率偏微分方程式を考察してきた.Inhomogeneousガウスの型時空ノイズはhomogeneousノイズより取り扱いが困難であり,方程式の基本解をさらに厳密に評価することが必要となり,これについても調べてきた.今年度ではinhomogeneousガウスの型時空ホウイトノイズで摂動された確率偏微分方程式に関する解の間欠性および反射壁を持つ確率偏微分方程式に付随するマルコフ半群のdimension-free Harnack不等式について調べてきた.以前投稿したラプラシ作用素を持つ確率偏微分方程式についての論文については査読者からの助言にしたがって,証明細部を再検討し,修正して,より良い形で国際的学術雑誌に掲載された.また,より一般の擬微分作用素およびinhomogeneousガウスの型時空ホウイトノイズを持つ確率偏微分方程式の研究にも着手した.さらに,反射壁と乗法的ノイズを持つ確率偏微分方程式に関するdimension-freeHarnack不等式についての結果を論文にまとめた.本年度では確率偏微分方程式の長時間振る舞い,特にintermittency,不変測度の存在およびそれへの収束速さなどの性質を考察した.まず,非均質なガウス型の時空雑音が加わった確率偏微分方程式に関する解の間欠性,ノイズの興奮度などの性質を引き続き調べてきた.非均質なガウス型の時空雑音はcatalytic超ブラウン運動の密度を特徴づけるとき現れた特異性を持つものである.昨年度に考察した非均質なガウス型の時空雑音を持つ時空の分数冪確率偏微分方程式の性質をさらに深く調べた.解の存在と一意性および正則性の証明を遂行するために,非均質なガウス型の時空雑音および分数冪作用素を持つ偏微分方程式の基本解に適切な条件を課し,厳密な評価を与えた.それらに基づき,解の存在と一意性の証明を遂行した.次に,障害物を持つ確率反応拡散微分方程式の解の長時間振る舞いも引き続き研究を行ってきた.昨年度に検討したシングル反射壁を持つ乗法的ノイズの確率偏微分方程式についての対数型のHarnack不等式およびその応用に関する証明を再検討して,証明の細部を修正してきた.加法的ノイズの場合については,マルコフ半群の超圧縮性を示した.また,共同研究で,ダブル反射壁を持つ確率偏微分方程式の解で決まったマルコフ半群に対して,ノイズの種類によって,冪型のHarnack不等式および対数型のHarnack不等式を示し,反射壁を持つ確率偏微分方程式に関するさまざまな重要な性質が解明できた.その成果は国際雑誌に掲示された.さらに,多次元の障害物を持つ確率反応拡散微分方程式のエルゴード性について考察した.以上で得られた結果は国際研究集会で研究発表を行った.また,2018年7月に信州大学にて「確率偏微分方程式とその周辺」の研究集会を共催した.なお,共著で「確率偏微分方程式」(岩波数学叢書,単行本)を執筆した.当初計画の通り,非均質なガウス型の時空雑音が加わった確率偏微分方程式について,解の存在と一意性を示した.また,反射壁を持つ確率反応拡散微分方程式に関するHarnack不等式およびその応用を考察して,良い結果をえて,国際雑誌に掲示された.
HIVタンパク質の動態が細胞性免疫応答の抗HIV活性に与える影響

HIV感染では多様な標的部位(エピトープ)に対するHIV特異的細胞傷害性T細胞(CTL)が誘導される。本研究では、HIVが1アミノ酸の変異を獲得することによって複数のエピトープの抗原性が変化し、既存のエピトープが消失し、新しいエピトープが出現する「エピトープスイッチング」が起きることを見いだした。慢性感染症であるHIV感染において、宿主免疫監視機構とウイルスの動態はこれまで考えられてきた以上に複雑な相互作用の結果、決定されているものであることが明らかとなった。HIV感染では多様なHIV特異的細胞傷害性T細胞(CTL)が誘導されるが、個々のCTLによる抗ウイルス作用はその程度が異なることが知られている。本研究ではHIV特異的CTLの抗ウイルス活性を規定する分子メカニズムを明らかにすることを目的とし、抗原側の要因、すなわちHIV感染細胞におけるHIVタンパク質由来抗原の抗原提示量、タイミングに着目しで研究を行っている。本年度は抗原提示量を測定するためのHIV抗原特異的CTLクローンの樹立と評価、特定のHLAを発現する抗原提示細胞の作製を行った。特定のHLAとして日本人集団で最も高頻度に見られるHLA-A24分子を使用し、安定的にHLA-A24分子を発現する293T細胞、また薬剤濃度依存的に発現量を調節可能にしたHLA-A24発現293T細胞を作製した。また本研究への参加の同意が得られたHLA-A24陽性HIV感染者から提供された血液を用いて、Gagタンパク質あるいはNefタンパク質由来のHLA-A24拘束性エピトープに特異的な多様なCTLクローンの樹立に成功した。段階希釈した合成ペプチドをパルスした細胞を用いて各CTLクローンの抗原認識能を評価したところ、多様な抗原認識能を有するCTLクローンが確認された。HLA-A24発現293T細胞にNefタンパク質発現ベクターを遺伝子導入したところ、Nef特異的CTLクローンによるインターフェロンγ産生が確認されたことから、これらの細胞を用いた抗原提示量の解析が可能であることが確認された。次年度は本システムを用いて異なるエピトープ間の抗原提示量の比較解析を行う。HIV感染では多様なHIV特異的細胞傷害性T細胞(CTL)が誘導される。個々のCTLによる抗ウイルス作用はその程度が異なることが知られているが、その分子メカニズムは明らかとなっていない。本研究では抗原提示側の要因、すなわちHIV感染細胞におけるHIVタンパク質由来抗原の抗原量に着目して研究を行っている。長さの異なる2種類のエピトープが存在し、HLA-A24陽性HIV感染者で共通して見られるアミノ酸変異を伴うNefタンパク質由来のHLA-A24拘束性CTLエピトープについて検討した。まず2種類のエピトープそれぞれに特異的なCTLクローンを樹立し、いずれも細胞外から合成ペプチドをパルスすることで抗原提示させた場合は野生型も変異型も認識し得ることを確認した。発現量、遺伝子導入効率を定量できるようにレポーター遺伝子を搭載したNef発現プラスミドをHLA-A24発現293T細胞に遺伝子導入し抗原提示細胞とし、CTLクローンによるインターフェロンγ産生量を測定することで抗原提示量を定量した。その結果、野生型Nefに比べてアミノ酸変異を伴うNef発現細胞ではどちらのエピトープも抗原提示量が顕著に低下しており、一アミノ酸置換が2種類のエピトープのプロセッシングを阻害していることが示唆された。HIV感染ではCTLからのエスケープ変異ウイルスの出現が多数報告されているが、本研究によりアミノ酸置換によるエピトープのプロセッシング阻害がその原因の一つであることが示された。HIV感染では多様な標的部位(エピトープ)に対するHIV特異的CTLが出現するが、個々のCTLによる抗ウイルス作用はその程度が異なることが知られている。CTL応答はT細胞側の要因とHIV抗原を提示する細胞側の要因により決定されるが、HIV感染ではウイルスが容易に変異するため、アミノ酸変化が抗原提示のパターンに影響を及ぼす可能性がある。私たちは2アミノ酸重複するHLA-A24拘束性の2種類のNefタンパク質由来のエピトープ(Nef126-10, Nef134-10)について、HLA-A24陽性感染者でのCTL応答とエピトープ近辺のウイルス遺伝子解析を行った。HIV遺伝子解析の結果、75%の感染者で両エピトープが重複しているアミノ酸(135)が野生型のタイロシン(Y)からフェニルアラニン(F)へ変異していた。Nef134-10特異的なCTL応答はウイルスの配列に関わらず反応が見られたが、Nef126-10に対するCTL応答はHIVが野生型である感染者では全く検出されず、135Fである感染者では全例でCTL応答が検出された。このことは135F変異がNef126-10特異的CTL応答の出現に強く関与していることを示唆している。Nef124-10についてNef発現細胞における抗原提示について解析を行った結果、野生型Nef発現細胞はNef124-10

特異的CTLにより認識されないが、135F変異を有するNef発現細胞は強く認識されており、135FによりNef124-10が抗原提示されるようになったことが示唆された。昨年度までに135FはNef134-10の抗原提示を顕著に低下させることを明らかにしており、これらの研究結果よりウイルスが一アミノ酸の変異を獲得することで複数のエピトープの抗原提示が変化し、既存のエピトープが消滅、新しいエピトープが出現する事が明らかとなった。本研究の目的はHIV感染細胞での抗原提示量を測定し、HIV特異的CTLの抗HIV活性に与える影響を検討することである。そのために必要な臨床材料からのCTLクローンの樹立、また抗原提示量測定系の確立を、当初の計画通り昨年度、本年度で達成することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は当初の目的であるHIV感染細胞での抗原提示量の解析を行う。さらに、CTL誘導に重要なプロフェッショナル抗原提示細胞での抗原提示について解析を行うことも感染個体内でのCTLの抗HIV活性を考える上で重要であると考え、樹状細胞における抗原提示の解析も行う予定である。
コヒーレント異常法とその応用

代表者によって提案されたコヒーレント異常法(CAM)を用いて多くの協力現象が研究された.まずこの方法の原理及び基礎づけに関して厳密解が知られている2次元イジング模型への応用が詳しく調らべられ,臨界温度や臨界指数がたいへん良い精度で求められることがわかった.これによりCAMの有用性が実証された.またこの方法を基礎づけるいくつかの厳密な関係も証明された.さらにこの方法によって3次元イジング模型の臨界現象も調べられ,これまで高温展開やモンテカルロ法等で知られていた値を正しく再現することもわかった.またこの方法で相関関数に関する指数も研究し表面の有無に応じて指数が変ることも確認し具体的な値も求めた.これら静的な性質以外に動的な臨界現象特有の性質である緩和時間の発散(臨界緩和現象)もこのCAMによって調べられその発散の指数Zの具体的評価を行った(Z=2.15)0,この値は他の方法で得られている値とコンシステントなものである.さらにこの指数が対応する静的指数(帯磁率の発散γ)より大きいことも示された.量子スピン系の相転移もこのCAMの方法によって研究されはじめている.まず3次元ハイゼンベルク模型において異なる3つの近似の結果に対しCAMの考え方を適用し臨界指数γ及びβ(自発磁化出現の指数)が評価された.スピン系以外への応用例としてパーコレーションやアブリゲーションの模型の性質解明にこのCAMの考え方が応用された.また自己回避酔歩の経路数もこの方法によって調べられ従来直観的な議論によって与えられていた漸近的な性質を系統的に評価した.またCAMの基本的考え方は必ずしも平均場近似のみに適用されるのではなく級数展開に対しても新しい解析の方法を与えることも提唱され幾つかの例でその有用性が示された.代表者によって提案されたコヒーレント異常法(CAM)を用いて多くの協力現象が研究された.まずこの方法の原理及び基礎づけに関して厳密解が知られている2次元イジング模型への応用が詳しく調らべられ,臨界温度や臨界指数がたいへん良い精度で求められることがわかった.これによりCAMの有用性が実証された.またこの方法を基礎づけるいくつかの厳密な関係も証明された.さらにこの方法によって3次元イジング模型の臨界現象も調べられ,これまで高温展開やモンテカルロ法等で知られていた値を正しく再現することもわかった.またこの方法で相関関数に関する指数も研究し表面の有無に応じて指数が変ることも確認し具体的な値も求めた.これら静的な性質以外に動的な臨界現象特有の性質である緩和時間の発散(臨界緩和現象)もこのCAMによって調べられその発散の指数Zの具体的評価を行った(Z=2.15)0,この値は他の方法で得られている値とコンシステントなものである.さらにこの指数が対応する静的指数(帯磁率の発散γ)より大きいことも示された.量子スピン系の相転移もこのCAMの方法によって研究されはじめている.まず3次元ハイゼンベルク模型において異なる3つの近似の結果に対しCAMの考え方を適用し臨界指数γ及びβ(自発磁化出現の指数)が評価された.スピン系以外への応用例としてパーコレーションやアブリゲーションの模型の性質解明にこのCAMの考え方が応用された.また自己回避酔歩の経路数もこの方法によって調べられ従来直観的な議論によって与えられていた漸近的な性質を系統的に評価した.またCAMの基本的考え方は必ずしも平均場近似のみに適用されるのではなく級数展開に対しても新しい解析の方法を与えることも提唱され幾つかの例でその有用性が示された.