hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
anammox菌のシトクロムc成熟系の反応機構解明と応用

嫌気性アンモニア酸化(anammox)菌を利用した廃水処理は、革新的窒素除去技術であり、既に実用化の段階にある。anammox菌の代謝については不明な点が多く、我々は各素反応を触媒する未知の酵素を同定し、それらの特徴を解明してきた。この過程でanammox菌は多量のc型ヘムタンパク質・酵素を発現していることが明らかとなってきた。これらc型ヘムはタンパク質と共有結合しており、その成熟には特異な成熟系が必要とされることがわかっている。本研究では、anammox菌が有するシトクロムc成熟系System IIを対象とし、その生化学的詳細を解明することを第一の目的とした。さらに第二の目的として、SystemIIの応用によるマルチc型ヘムタンパク質発現系の実現を目指した。平成28年度に、anammox菌KSU-1株由来のSystem II遺伝子ResBCの発現を試みたが、活性を有するタンパク質を得ることができなかった。そこで、対象のResBC遺伝子を好熱菌由来のものに変更し、同様の発現系構築を試みた。平成29年度、この発現系を用いて活性を有するResBCタンパク質を得ることができた。最終年度(平成30年度)には、ResBCタンパク質の大量調製に成功した。活性を有するResBCの結晶化を試行中である。一方、anammox菌の鉄貯蔵に関わるナノ粒子状タンパク質について、大腸菌発現系を確立し、精製試料を用いて構造生物学的研究を実施した。代表的な鉄貯蔵タンパク質のフェリチンとは異なる新奇な鉄貯蔵タンパク質であることが明らかとなった。これらより、anammox菌等が有するシトクロムc成熟系System IIの生化学的詳細の一端を解明することが出来た。これまで申請者が所属する研究グループでは、嫌気性アンモニア酸化細菌(anammox菌)KSU-1株が優占種であるanammox汚泥から、本菌に特有のタンパク質・酵素を複数種類単離・精製し、それらの生化学的詳細を明らかにしてきた。精製した特有のタンパク質・酵素の多くはシトクロムcであり、anammox菌は複数種のシトクロムcを大量発現することが明らかとなってきた。これらシトクロムcはc型ヘムを有するタンパク質であるが、そのヘムはタンパク質と共有結合しており、その成熟には特異な成熟系が必要とされることがわかっている。本研究では、anammox菌のシトクロムc成熟系System IIを対象とし、その生化学的詳細を解明することを第一の目的とした。第二の目的はSystem IIの応用によるマルチc型ヘムタンパク質発現系の実現である。そこで、平成28年度には、シトクロムc成熟系System IIの発現精製法の確立を目的に研究を進めた。anammox菌KSU-1株がもつSystem II遺伝子ResBCをPCR増幅し、複数の大腸菌発現用プラスミドに組込み、ResBC発現用プラスミドを構築した。得られたプラスミドで大腸菌BL21(DE3)を形質転換することで、ResBCを発現させた。培養した菌体を破砕し、SDS-PAGEとヘム染色によりResBCの発現量を確認した。複数の培養条件を検討したが、残念ながら、おそらくResBCが膜タンパク質のため、活性を有するResBCの発現は確認できなかった。そこで、対象のResBC遺伝子を好熱菌由来のものに変更し、同様の発現系を構築し発現を試みた。その結果、膜画分にヘムを有する発現タンパク質が得られた。現在、この画分の活性を確認を進めている。ResBCの発現系を変更することで、今年度の目的であるResBCタンパク質の調製に目途が立ったため。さらに第二の目的として、SystemIIの応用によるマルチc型ヘムタンパク質発現系の実現を目指している。平成28年度には、anammox菌KSU-1株由来のSystem II遺伝子ResBCの発現を試みたが、活性を有するタンパク質を得ることができなかった。本年度(29年度)、この発現系を用いて活性を有するResBCタンパク質を得ることができた。この発現系を用いることで、ResBCタンパク質の大量調製にも目途がついた。また、ヘムに含まれる鉄原子は、その反応性が高く毒性を示すことから、細胞中ではその濃度が制御される必要がある。即ち、細胞内には、鉄原子の貯蔵システムがあり、代表的な鉄貯蔵タンパク質としてフェリチンが知られている。一方、anammox菌においては、フェリチンとは異なる新奇なタンパク質が鉄貯蔵タンパク質として機能していると推定されている。これについても異種発現系を構築し、その精製タンパク質を得ることが出来た。活性を有するResBCの調製ができた。さらに、鉄貯蔵に関わるタンパク質についても精製試料を得ることができた。

anammox菌の代謝については不明な点が多く、我々は各素反応を触媒する未知の酵素を同定し、それらの特徴を解明してきた。この過程でanammox菌は多量のc型ヘムタンパク質・酵素を発現していることが明らかとなってきた。これらc型ヘムはタンパク質と共有結合しており、その成熟には特異な成熟系が必要とされることがわかっている。本研究では、anammox菌が有するシトクロムc成熟系System IIを対象とし、その生化学的詳細を解明することを第一の目的とした。さらに第二の目的として、SystemIIの応用によるマルチc型ヘムタンパク質発現系の実現を目指した。平成28年度に、anammox菌KSU-1株由来のSystem II遺伝子ResBCの発現を試みたが、活性を有するタンパク質を得ることができなかった。そこで、対象のResBC遺伝子を好熱菌由来のものに変更し、同様の発現系構築を試みた。平成29年度、この発現系を用いて活性を有するResBCタンパク質を得ることができた。最終年度(平成30年度)には、ResBCタンパク質の大量調製に成功した。活性を有するResBCの結晶化を試行中である。一方、anammox菌の鉄貯蔵に関わるナノ粒子状タンパク質について、大腸菌発現系を確立し、精製試料を用いて構造生物学的研究を実施した。代表的な鉄貯蔵タンパク質のフェリチンとは異なる新奇な鉄貯蔵タンパク質であることが明らかとなった。これらより、anammox菌等が有するシトクロムc成熟系System IIの生化学的詳細の一端を解明することが出来た。当初の計画通り、ResBCの精製を行い生化学的な性質の解明を進める。活性を有するResBCの結晶化を行う。さらに、鉄貯蔵に関わるタンパク質についても精製試料を用いて構造生物学的研究を実施する。ResBC発現系の構築を十分に検討し、それらための実験試薬に助成金の多くを使用し、当初計画したクロマトグラフィシステムの購入を見送ったため。(理由)タンパク質発現に用いる大腸菌株の購入を見送ったため。(使用計画)鉄貯蔵タンパク質の発現用の大腸菌株を購入する予定精製ResBCの調製に目途がたったので、試料の高純度精製に必要なカラム担体購入費用として使用する計画である。
ウナギにおけるリポ蛋白質の輸送機構

1.高密度リポ蛋白質(HDL)-結合蛋白質(HBP): HDLの肝臓への輸送においてHBPは重要な役割を担うことが推定される.ヒト等哺乳動物におけるHBPに関しては、リガンド特性、蛋白質の構造などから3つの型に分けられ、それぞれその遺伝子がクローニングされている.ウナギ肝臓からHDL-トヨパールカラムにより精製されたHBPは、リガンド特性などから、3つの型の1つであるRNA結合蛋白質vigilinとの類似性が示唆された。ウナギ肝臓から精製されたHBPは、主要な蛋白質が分子量14、14.5kDaで、apoAI及びHDLをリガンドとしapoaIIとはほとんど結合しなかった.ウナギHBPは32P-ウナギビテロゲニン(VTG)-mRNAと結合することを、ノース・ウエストブロットにより確認した.14、14.5kDa蛋白質のN-末端アミノ酸配列からプライマーを作成し、PCRにより両蛋白質のcDNAをクローニングしようと試みたが成功しなかった.2.超低密度リポ蛋白質(VLDL)-結合蛋白質(VBP):ウナギ筋肉中には重量比で15-20%の脂質を含んでいる。リポ蛋白質、特にVLDLは筋肉への脂質輸送を担っていると考えられ、その際VBPは重要な役割を持つことが推定される。VLDL-トヨパールカラムにより筋肉ホモジネートから、分子量30.4、34.2、39.5kDaのVBPが精製された.リガンドブロットの結果から、精製蛋白質はVLDLに強い親和性を、HDLには弱い親和性を示した。3.ウナギ筋細胞と肝細胞とのco-cultureを行なった。その結果、肝細胞から分泌されたリポ蛋白質の脂質は、リポ蛋白質リパーゼを介した輸送機構と、VLDL-結合蛋白質を介した輸送機構の2つが存在することを示した。4.ウナギHDL及びVLDLのアポリポ蛋白質に対するモノクローナル抗体を調製した.ApoAI、apoAII及びapoBに対する抗体が得られ、これらは研究遂行上の有効な試薬として利用された。HDLの役割はヒトなど哺乳動物では、末梢組織の過剰コレステロールを肝臓で分解するために、肝臓へ輸送するいわゆるコレステロールの逆輸送であるとされている。しかし、私共はウナギ培養肝細胞にHDLを添加すると、キロミクロン様リポタンパク質の合成・分泌が促進されることを見い出している。また、多くの魚類では血清中の主成分がHDLてある。HDLの役割を知るためにHDL-レセプターについて調べた。ウナギ肝臓の細胞膜画分からHDL-レセプター蛋白質を得るために、SDS-PAGE後PVDF膜上にブロッティングし、蛍光標識したHDLの結合を調べた。その結果分子量約52,000と14,000にHDLが結合することが分かったが、蛍光シグナルが弱く一定した結果が得られなかった。そこで、HDLに対するモノクロナール抗体を調製し、細胞膜画分のSDS-PAGE後、ニトロセルロース膜に転写し、結合したHDLをapoA-I及びapoA-II抗体を用いて検出した。その結果、意外なことにHDLは、分子量約14,000にのみ結合し、しかもHDLが結合した位置と同じ位置にapoA-II抗体自体が結合することが分かった。このことは細胞膜画分中にapoA-II蛋白質を含み、この蛋白質にHDLが結合することを推測させた。

そこで、培養肝細胞を固定後、apoA-I及びapoA-II抗体の結合を調べたところapoA-II抗体のみが肝細胞に結合することが分かった。更に、遊離肝細胞を用いて蛍光標識したHDLの結合をフローサイトメトリーにより調べた結果、あらかじめapoA-II抗体で処理するとHDLの結合が抑制されることが分かった。これらの結果から、HDLは肝細胞膜上にあるapoA-II蛋白質に結合することが結論づけられた。ウナギ血中には高密度リポ蛋白質(HDL)や超低密度リポ蛋白質(VLDL)が多くそのため血中の脂質濃度はトリアシルグリセロール、コレステロール(CH)、リン脂質いずれも高脂血症のヒトの血中濃度より高い。しかし、ウナギは健康上問題はなさそうである。魚類のHDL-結合蛋白質に関する報告は現在までのところないが、ウナギ血中の高い脂質濃度にも関わらず動脈硬化にならないのは、一つにはHDLによるCHの肝臓への輸送によるものと思われる。ウナギ肝臓を0.25M sucrose-10mM Tris-HCL(pH7.5)-0.1mMp-APMSF中でホモゲナイズし、ミトコンドリア、ミクロソーム、細胞質画分を得た。ミクロソーム画分に1%TritonX-100、1mM EDTA、0.1mMp-APMSFを含む10mM Tris-HCl(pH7.5)を加え可溶化した後、HDL-トヨパールカラムに添加し、カラムに吸着された蛋白質を回収した。FITCで標識したHDLを用いて、リガンドブロットを行った。ホモジネート、ミトコンドリア、ミクロソーム、細胞質画分を比較したところミクロソーム画分に最も強くシグナルが確認された。ついで、ミクロソーム画分中HDL-トヨパールカラムに吸着された蛋白質を調べたところ、14kDaの蛋白質にシグナルがみられた。また、FITC-HDLの20倍量の未標識HDLの存在下でFITC-HDLの結合を調べたところ14kDa蛋白質への結合が強く抑制された。これらの結果から、ミクロソーム画分中の14kDa蛋白質はHDL-結合蛋白質であると考えられた。現在、14kDa蛋白質のN-末端アミノ酸配列を分析中である。今後、アミノ酸配列からDNA断片を準備し、14kDa蛋白質のcDNAを分離する予定である。高密度リポタンパク質(HDL)は、末梢組織から過剰のコレステロールを肝臓へ輸送することが知られている。肝臓へ輸送されたコレステロールは、胆汁酸に分解され体外へ排出される。このためHDLは抗動脈硬化作用があることが知られているが、コレステロールやリン脂質が肝臓へ輸送される際肝細胞膜にあるHDL結合タンパク質とHDLとの結合が最初のステップとなる。一方、ウナギ血液中には、脂質が正常のヒトの数倍の約2,000mg/dl含まれ、その大半はリポタンパク質として存在している。HDLはウナギ血液中の主要なリポタンパク質であるが、脂質輸送における役割については不明でHDL結合タンパク質(HBP)の有無、その構造や機能に関しても報告例がない。ウナギ肝臓のミクロソーム画分をタンパク質分解酵素阻害剤の存在下で調製し、可溶化後HDL-カラムによるアフィニテイクロマトグラフィーによりHBPを得た。蛍光標識したHDL、HDLの構成タンパク質であるapoAI及びapoAIIを用いてリガンドブロットを行った結果、14及び14.5kDaのHBPが同定された。両タンパク質のN-末端アミノ酸配列からプライマーを作成し、3'レース法によりHBPのcDNAを得た。
in vivoおよびin vitroにおけるNiの生体適合性評価に関する研究

純Niと市販卑金属合金試料をラット皮下組織に埋入し、それから周囲組織におよぼす影響を病理組織学的、定量的、定性的に検索した。純Ni試料周囲の皮下組織は、埋入後7日目より壊死や組織溶解が生じ、著しい炎症がみられた。埋入後30日目以降では、試料周囲に組織溶解層がみられ、その周囲には、炎症性細胞浸潤を伴う線維性結合組織が認められた。それらの組織から多量の【Ni^(2+)】が測定された。市販卑金属合金試料周囲の皮下組織は炎症性細胞浸潤がほとんど認められず、薄い線維性結合組織を呈した。それらの合金周囲の皮下組織からもわずかに【Ni^(2+)】が測定された。その量は組織に変性を起こす濃度以下で微量であった。【Ni^(2+)】,【Co^(2+)】,【Cr^(6+)】の金属イオンを各濃度に調整したMEM培養液中が線維芽細胞を培養し、経時的に細胞数を算定し、光顕と電顕による形態観察を行い、組織培養にて【Ni^(2+)】,【Co^(2+)】,【Cr^(6+)】の細胞毒性を評価した。【Ni^(2+)】では、25μg/ml,50μg/mlの濃度で、埋入後2日目より細胞の変性が認められた。【Co^(2+)】では、50μg/ml,25μg/ml,12.5μg/mlの濃度で、それぞれ埋入後1日目、2日目、4日目より細胞の変性が認められた。【Cr^(6t)】では、1.0μg/ml,0.5μg/mlでそれぞれ埋入後1日目、2日目より細胞の変性が認められた。【Ni^(2t)】,【Co^(2t)】,【Cr^(6t)】共に細胞の変性が生じると経時的に細胞数の減少がみられた。毒性の強さは、【Cr^(6+)】が最大で、次いで【Co^(2+)】,【Ni^(2+)】の順であった。走査型電子顕微鏡観察より、【Ni^(2+)】イオンは線維芽細胞に作用して、細胞の微細な絨毛状突起を収縮させ、一部でその突起を分断し、さらに細胞質の萎縮を引き起こし、細胞膜の崩壊を招いた。また透過型電子顕微鏡観察より、細胞崩壊の一過程には、rERの分断が何らの関与を示していることが観察され、細胞内反応の今後の解明が待たれる。金属イオンは、細胞質のrERに何らかの作用をしている可能性が示唆された。
国際精神保健におけるeHealth戦略の普及方策に関する理論的・実証的研究

1)主要ターゲット3国におけるヒアリング前年度までにベトナム、ミャンマー、ネパールにおいて精神保健分野の専門家にe-Mental Healthについてヒアリング調査を実施した結果をRE-AIM枠組み(Glasgow et al., 1999)の5つの視点により整理した。2)主要ターゲット国におけるeラーニングの提供と利用に関する調査ベトナムに対して東京大学に設置したウェブサイトから、ベトナム語に翻訳されたeラーニンングを提供した。20名が参加しアンケートに回答した。利用したデバイスはiPhoneが半数以上で、androidスマートフォンが約25%であった。8割以上の者がアクセスは容易であったと回答していた。コンテンツへの満足度もおおむね高かった。しかしアクセス時に日本語が一部見えるなど他言語を基本としたプログラムへの違和感や不安感があるとアクセスを中止してしまいやすかった。使用に影響を与えるその他の要因として、アプリのダウンロードができない、自分のスマートフォンでアプリが動作しない、多忙すぎ使用できないなどが数名ずつ見られた。継続使用に効果があったと参加者が回答した理由はSMSによるリマインダーが最多であり、周囲からの勧めがこれに次いでいた。3)研究成果のまとめと情報発信以上から、アジアの中低所得国におけるe Mental Healthの普及戦略を、個人および環境の両側面から整理した。これに基づきe Mental Healthの介入の無作為化比較試験の大型研究費の申請を行う予定である。また成果をe Mental Health情報提供サイトに掲載する準備を行っている。JICAスタッフ等へのヒアリングを行い、e Mental Health普及のための国際協力の在り方について検討している。1.東京大学内に、4つの研究室からなる学際・国際チーム(研究会)であるGlobal Mental Health Well-being Partnershipを編成した。コアメンバーは東京大学の教員、大学院生などであり、外部メンバーとして世界銀行、JICAなどの職員を参加させ、この他定例会に参加するネットワークメンバーとして国際精神保健に関心のある若手研究者・学生などが約30名ほどいる。この研究会が中心になり、2ヶ月に1回の頻度で研究会を開催した。演者は、厚生労働省技官、NPO代表、WHOコンサルタントなどであった。2.主要ターゲット国はICT普及状況の異なる東南アジアの3カ国、ネパール(ICT低普及国)、ミャンマー(ICT発展中)、ベトナム(ICT普及国)とした。それぞれトリブバン大学、第1医科大学、ハノイ公衆衛生大学の研究者をカウンターパートとした。月1回の国内会議と、海外研究者とのSkype会議を開催し研究全体を推進した。ミャンマー、ベトナム、ネパールではそれぞれeMental Healthのニーズや実現可能性について専門職から予備的なヒアリングを行った。eMental Healthへの参加やアクセスに関する研究論文のSystematicreviewおよび好事例の収集を行い現状を整理した。また国立シンガポール大学のeMental Healthの研究チームと研究会議を持った。意向調査の項目を検討し調査の準備を行った。3.東京大学に精神保健分野のeMental Health専用のウェブサーバーを設置し情報提供サイトを立ち上げた。国際精神保健レクチャーシリーズ(H26-27)の13回のビデオ講義(英語)をストリーミングで外部に提供開始した。計画どおりに、ターゲット3カ国との協力関係を確立し、また東京大学に情報提供サーバーを設置し、情報発信を開始した。各国からの好事例収集と翻訳はこれからであるが、ほぼ計画通りに進捗している。本研究では、学際的かつアジアを中心とした国際的なネットワークチームの形成し、チームによる情報収集、意見交換とコンセンサス形成、さらに現地調査とモデル実証研究により、精神保健分野におけるeHealthの普及方策について理論形成と実証モデルの提案を行う。特にICTの発展段階、各国の文化、提供されるコンテンツに着目して整理する。このことにより、WHOが推進するeHealthの考え方を精神保健分野で効果的に活用、展開する方策が明らかになり、わが国が所有するeHealth技術を効果的に活用して発展途上国を含めた各国の精神保健を支援することが可能になる。研究成果を踏まえてアジアにおける精神保健eHealthを牽引する情報発信拠点を国内に確立する。平成29年度は、(1)主要ターゲット3国において政府機関およびNGO/NPOの精神保健分野のeHealthについてヒアリングによる意向調査を実施した。(2)主要ターゲット国のうち、ベトナム、ミャンマーに対して東京大学に設置したウェブサイトから、各国語に翻訳された情報提供サイトをモデル的に提供し、ミャンマー、ベトナムのユーザーに対するアンケートにより情報を収集した。このデータに基づき、ユーザー行動を分析した。ネパールでの調査については研究計画、方法を見直し中であり、いくらか遅れている。

3)研究成果のまとめと情報発信以上から、アジアの中低所得国におけるe Mental Healthの普及戦略を、個人および環境の両側面から整理した。これに基づきe Mental Healthの介入の無作為化比較試験の大型研究費の申請を行う予定である。また成果をe Mental Health情報提供サイトに掲載する準備を行っている。JICAスタッフ等へのヒアリングを行い、e Mental Health普及のための国際協力の在り方について検討している。アジアにおける好事例の収集、情報提供を推進する。好事例については主要ターゲット国(ネパール、ミャンマー、ベトナム)の言語に翻訳したものも掲載する。平成29年度にはターゲット3国において精神保健分野のeHealthについてヒアリングによる意向調査を実施する。(1)ネパールでのユーザー調査を実施しりユーザー行動を分析する。(2)成果のまとめと情報発信以上の成果を研究会で議論し、国際精神保健におけるeHealth普及のための理論に関するコンセンサスを形成し、またこれと関連づけて好事例をまとめる。各国からの好事例収集と翻訳が遅れている。ネパールにおける調査計画が遅延しているため。ネパールにおける調査は平成30年度に実施する。各国からの好事例収集と翻訳を平成29年度に進める。
高齢者介護家族を含めたマルチプルケア（多重介護）の実態と概念化

全国の都道府県を高齢化率の高い、中程度、低いの3群に分け、各群を総人口の中央値で2群に分け全6群から無作為に1都道府県を選択し、合計6都道府県を選択した。その都道府県の居宅介護支援事業所のうち乱数表を用いて1/2抽出し、それらの対象施設の介護支援専門員の代表者各1名を対象として多重介護の実態についての質問紙調査を行った(約3,000人)。調査票が配布された3,123の居宅支援事業所のうち、投函期限までに446居宅支援事業所から返送があった(回収率14.2%)。多重介護の関わりの有無は「有」と回答した居宅介護支援専門員が337人(82.4%)、「無」72人(17.6%)であった。多重介護の経験件数の平均は6.3±8.2件であった。関わった事例について、多重介護のパターンは「介護+介護」が245件(72.7%)と最も多く、「3人以上の介護」182件(54.0%)、「介護+子育て」174件(51.6%)も半数以上の居宅介護支援専門員が経験していた。被介護者数が最も多い多重介護の主介護者について、就労状況は「無職(専業主婦・主夫)」が被介護者2人まで(1群)と3人以上(2群)のどちらの群でも最も多かったが、1群では次いで「正規の職員・従業員」(24.9%)が多いのに対し、2群では「非正規の職員・従業員」(29.9%)が多かった。介護による退職の有無については、「無」が1群(88.9%)と2群(82.5%)ともに多かった。また、5人・6人の被介護者がいる介護内容について、それぞれ主介護者や被介護者の年代や健康状態は異なるが、全ての事例において被介護者に子供や孫が含まれており、介護と子育てを同時に行っていた。本研究で明らかになった多様な介護形態と、主介護者がおかれた環境についての知見をもとに、関係職種との連携や主介護者が一人で抱え込み、孤立しないような関わりが重要であるとの示唆を得た。調査結果は順調に得られたが、この結果をもとに啓発、またシンポジウムでディスカッションを進めていく上でより効果的なシンポジウムの開催、企画が必要と考え、シンポジウムの開催のみ遅れている。調査研究結果を基に、啓発や今後の対策に効果的につなげていくための時期、開催場所、共催相手、シンポジストの選定を行い、シンポジウムの企画を行う。介護支援専門員3人のインタビューのプレテストにて、介護支援専門員が支援している要介護者の介護者の中で、最大4人の介護をしている事例がいること、「介護者が被介護化する」「被介護者が主介護化する」「介護者は休息できない」「介護者は専門的知識がなく被介護者の心身の状況変化時に相談してくる」「介護保険サービスは多重介護が考慮されていない」「1人で抱えなければならない負担」「被介護者の数の増加に伴う負担の増大」「仕事と介護の両立困難によって選択する介護離職」「世代に関連した困難がある」「他者の支援を受け入れられない」「地域の人への申し訳なさ」「多重介護者は被介護者数が減って時間ができると何をして過ごせばいいのかわからなくなる」「介護自体を自分の生きがいに感じる」「ショートステイ利用が介護者のレスパイトにならない」等の課題があることがわかった。先行研究レビューでは多重介護について大規模な系統的調査はなく、多重介護の事例報告のみしかないことがわかった。また、それらの事例より、高齢介護者の人数が多い、子育てと介護、子育てと障害児と介護等、多様な多重介護の事例が存在することが明らかとなった。それらの事例から、1人は介護保険の要介護者を含む事例という前提で、あり得る多重介護のパターンをあげ、選択できるような調査用紙を設計中である。調査対象者を全国の介護支援専門員と病院の退院支援を行っている看護師とし、前述した調査用紙にて、調査対象者が今までの支援で経験した多重介護のパターンを網羅的に把握することと、最も人数の多い多重介護の詳細、最も印象に残った多重介護事例について尋ね、課題についてたすねること、また調査対象者の属性を尋ねる予定で調査用紙を作成中である。1年目は文献レビューと調査用紙の作成であり、ほぼそのめどがついている。

関わった事例について、多重介護のパターンは「介護+介護」が245件(72.7%)と最も多く、「3人以上の介護」182件(54.0%)、「介護+子育て」174件(51.6%)も半数以上の居宅介護支援専門員が経験していた。被介護者数が最も多い多重介護の主介護者について、就労状況は「無職(専業主婦・主夫)」が被介護者2人まで(1群)と3人以上(2群)のどちらの群でも最も多かったが、1群では次いで「正規の職員・従業員」(24.9%)が多いのに対し、2群では「非正規の職員・従業員」(29.9%)が多かった。介護による退職の有無については、「無」が1群(88.9%)と2群(82.5%)ともに多かった。また、5人・6人の被介護者がいる介護内容について、それぞれ主介護者や被介護者の年代や健康状態は異なるが、全ての事例において被介護者に子供や孫が含まれており、介護と子育てを同時に行っていた。本研究で明らかになった多様な介護形態と、主介護者がおかれた環境についての知見をもとに、関係職種との連携や主介護者が一人で抱え込み、孤立しないような関わりが重要であるとの示唆を得た。調査結果は順調に得られたが、この結果をもとに啓発、またシンポジウムでディスカッションを進めていく上でより効果的なシンポジウムの開催、企画が必要と考え、シンポジウムの開催のみ遅れている。調査用紙を完成し、標本抽出法を検討したうえで倫理審査受審し、調査を行い、その結果をもとにシンポジウムを行う。調査研究結果を基に、啓発や今後の対策に効果的につなげていくための時期、開催場所、共催相手、シンポジストの選定を行い、シンポジウムの企画を行う。先行文献があまりなく、情報収集を主にインターネットや事例報告で行ったこと、他の経費で学会等の出張費がたまたま賄えた部分もあり、予定より安価な執行となった。現在、調査計画を立案しており、次年度は調査、分析、成果発表等を予定している。当初、調査対象者を介護支援専門員のみと考えていたが、病院の退院支援を担う者にも広げることで網羅的に実態が把握できると考え、調査対象者を広げていく予定である。調査で得られた実態結果が母集団を反映した結果となるように、調査用紙を配布する場所について系統的な標本抽出を行って決定すること、また、なるべく多数の回収が得られ、一般化、説得力をもたせるため大規模調査を計画し、その実施に予算を執行していく予定である。調査結果を踏まえて、シンポジウムの目的やシンポジストを選定を吟味したほうが、効果的なシンポジウムとすることができると考え、2018年度予定していたシンポジウムを次年度とすることとした。
波・流れ共存場における底面近傍の流れ特性に関する実験的研究

平成8年度の研究実績は、以下のように要約される。1.底面境界層及びその近辺における3層渦動粘性係数モデルを設定し、波・流れ共存場の定常流成分の理論的解析を行うと同時に、その算定方法について検討した。その結果、定常成分の解析値とその実験値は、概ね一致し、理論的解析値とその算定方法の合理性及び有用性が検証された。2.波動境界層内における渦動粘性係数分布を二次曲線近似し、さらにそれ以上では一定値とする2層渦動係数モデルを設定し、波・流れ共存場の波動流成分の理論的解析値を得た。理論的解析値は実験値を概ね近似し、理論的解析値の合理性が確認された。3.定常流成分及び波動流成分の理論的解析値に基づき、セン断応力の解析値が得られた。その結果、波・流れ共存場における底面セン断応力の位相に伴う変動傾向や波による影響の重大性が明らかにされた。4.波動境界層内の波動流成分と波動境界層外のそれとの位相差は、底面で最大となり、特に今回の実験条件下では、その最大値は40°48°の範囲にあった。また、その位相差は底面から離れるに伴い急減し、境界層付近でほぼ0°となった。5.今回の実験条件下では波・流れ共存場における底質の巻き上げ率は、流れのみの場合のそれに比べて約数10%程度増大した。また、流れを一定にし、波高を変化させた場合の底質の巻き上げ率の変化は、波高を一定にし、流れを変化させた場合のそれに比べて大きかった。平成6年度の研究実施計画に従って行われた研究の実績概要は、次のように要約される。1.特に逆流、すなわち波向と流れ方向とが相反する共存場の場合、浅海波領域の水面波形はストークスの第二次近似波とよく一致した。2.順流、すなわち波向と流れ方向とが一致する共存場の場合、水平方向の定常流れ成分(時間平均流速成分)は、流れのみの場合に比べて水路上層部で減少し、逆にその底層部で増加した。このような傾向は、波高の増加に伴って強く現れた。また、平均底面セン断応力も波高の増加に伴って大きくなる傾向が見られた。3.逆流の共存場の場合、水平方向の定常流れ成分は、流れのみの場合に比べて水路上層部で増加し、その下層部で減少した。このような傾向も波高の増加に伴って強く現れた。また、平均底面セン断応力は波高の増加に伴って小さくなる傾向が見られた。4.順流の共存場の場合、水平方向の周期流れ成分(アンサンブル平均流速成分)は、波形の山の位相で最大となり、逆にその谷の位相で最小となった。一方、逆流の共存場における水平方向の周期流れ成分と波形の位相との関係は、順流の共存場の場合のそれと逆の傾向となった。さらに、底面セン断応力及び摩擦速度も、周期流れ成分の変動に応じて変化した。5.順流と逆流の共存場における水平及び鉛直方向の流速スペクトルの卓越周波数は、波形スペクトルのそれとほぼ一致した。しかし、水平方向の流速スペクトルの鉛直分布と鉛直方向のそれとは、波の流れとの相互作用の異方性を反映し、異なった分布となった。平成7年度の研究実施計画に従って行われた研究の実績概要は、次のように要約される。1.波と流れの共存場において、レィノルズ応力は底面から1cm付近にピークを有する三角形状の分布となった。また、波向と流向とが相対する逆流の共存場のレィノルズ応力分布は、波向と流向とが一致する順流の共存場のそれに比べて、全般的に増大した。2.順流と逆流との共存場において、乱れによる運動輸送量や波動自体による運動輸送量、さらには乱れと波動との相互作用による運動輸送量に大きな差異が見られた。

このような両共存場における運動輸送量の違いは、両者の間の流速分布性の差異として現れた。3.波と流れの共存場において、渦動粘性係数は底面から12cmの範囲にピークを有する円弧状の分布となった。また、レィノルズ応力の場合と同様に、逆流の共存場の渦動粘性係数の分布は、順流の共存場のそれに比べて増大した。4.レィノルズ応力及び渦動粘性係数の分布性より、波と流れの共存場における底面境界層の位置が把握され、さらには底面境界層付近の渦動粘性係数の分布性が明らかにされた。これらの底面境界層の位置と渦動粘性係数の分布則に基づいて、波と流れの共存場における新たな流速分布式が理論的に誘導された。そして、これらの流速分布式は、概ね実験値を満足した。平成8年度の研究実績は、以下のように要約される。1.底面境界層及びその近辺における3層渦動粘性係数モデルを設定し、波・流れ共存場の定常流成分の理論的解析を行うと同時に、その算定方法について検討した。その結果、定常成分の解析値とその実験値は、概ね一致し、理論的解析値とその算定方法の合理性及び有用性が検証された。2.波動境界層内における渦動粘性係数分布を二次曲線近似し、さらにそれ以上では一定値とする2層渦動係数モデルを設定し、波・流れ共存場の波動流成分の理論的解析値を得た。理論的解析値は実験値を概ね近似し、理論的解析値の合理性が確認された。3.定常流成分及び波動流成分の理論的解析値に基づき、セン断応力の解析値が得られた。その結果、波・流れ共存場における底面セン断応力の位相に伴う変動傾向や波による影響の重大性が明らかにされた。4.波動境界層内の波動流成分と波動境界層外のそれとの位相差は、底面で最大となり、特に今回の実験条件下では、その最大値は40°48°の範囲にあった。また、その位相差は底面から離れるに伴い急減し、境界層付近でほぼ0°となった。5.今回の実験条件下では波・流れの共存場における底質の巻き上げ率は、流れのみの場合のそれに比べて約数10%程度増大した。また、流れを一定にし、波高を変化させた場合の底質の巻き上げ率の変化は、波高を一定にし、流れを変化させた場合のそれに比べて大きかった。
自宅内で提供した交通情報が交通行動に及ぼす影響の調査手法の開発

自宅内でトリップ前に提供される高度交通情報は総交通需要の削減,交通需要の時間的分散につながる効果が期待されている.しかし,現システムでは十分な情報が提供されていないため,整備効果を予測するためには仮想状況下での意向を尋ねるSPデータを用いる必要がある.本研究ではこのトリップ前情報を提供した後の通勤時における交通手段選択行動及び出発時刻選択行動に焦点を当てて,SP調査を行い離散選択モデルを推定した.研究の結果,通勤者は獲得したトリップ前情報と自らの経験の双方に基づいて交通行動を決定しおり,その重みは約3対1であることを明らかになった.また交通機関選択と出発時刻選択は段階的に行われていることが明らかになった.これらの結果は平常的な交通状況と事故や工事などの非平常的な交通状況では,やや異なることもわかった.一方,交通ピークの分散効果を解明するためには,出発時刻の離散選択モデルではなく連続モデルが必要となるという認識から,duration modelを推定し,トリップ前情報提供が行われた後の出発時刻分布の変動を予測したところ,出発時刻のピーク率が減少し,ピーク発生時刻が遅い時間にシフトすることが予測された.トリップ前情報はパソコン等を媒体とした情報通信によって獲得されること,そのための施設整備には情報の検索と獲得行動を明らかにすることが必要であることから,実際にパソコン通信等を使ったSP調査手法の開発が必要であり,今後の課題である。
リケジョになりたい中学生のものづくり入門教材の開発

女子中学生が関心を持ちやすい「可愛い」をキーワードにしたものづくり入門教材を開発することを目的とした。まず、全くの初心者を対象としたため、難易度レベルを3段階に設定した。初級として、出力をするだけのアナログ電子工作とし、初心者でも手軽にものづくりを体験できるようにした。LEDが光るだけの単純な回路であるが、外装を自分自身で作成することにより可愛く仕上げることができるので、女子向けには満足度が高く、その後のモチベーションにとてもよい効果があった。外装にはフェルト手芸や工作を取り入れた。また、ものづくりにはアイデア創出が重要であることから、アイデアノートを準備し、文章とイラストを中心にできるだけ具体的に書いてみることを指導した。書くことにより、理解が深まり、次のアイデアに繋がった。中上級では、大きなテーマ(オリジナル「ぬいぐるみ」の作成)をイメージしてもらい、個々の要素を分離し、具体的な回路や部品に落とし込んだ。中級として、その機能の一部を、スイッチや部品ユニットを導入し、入出力ができるような回路構成に展開させた。初級と同様にアナログ回路が中心であるが、音声再生などは部品ユニットを使用することにより難易度を下げた。各部品に関しての説明は概要に留め、使い方を中心に指導した。上級としてマイコンボードとアイコンを並べることでプログラミングできるフリーウェア環境を導入し、中級で実現できた機能をもっと細かな制御が行えるようにバージョンアップするようにし、制御機能を実感させた。本研究の問題点は、本人のアイデアが実現可能かどうかの判断は中学生には難しく、指導者からの補助がかなり必要になることと、時間が掛かることである。体験することにより、ものづくりへの興味は高まったので、さらに工夫が必要であるが、児童向けとしても実施可能である。
ゲノム構造変化が適応進化過程に与える影響の解析

本研究では大腸菌の実験室進化を用いて、ゲノム構造が生物進化の方向性に及ぼす影響を解析する。DNA結合タンパク質の欠損によるゲノム構造の変化が、適応進化過程において重要な役割を担っていることが示唆されている。そこで本研究では、ゲノム構造に摂動を与えた場合に、適応進化過程にどのような影響が生じるのかを、全ゲノム変異解析・トランスクリプトーム解析・エピゲノム解析といった網羅的手法により詳細に解析する。
サプライ・チェーンにおける情報共有化に関する研究

本研究の目的はサプライ・チェーンにおける情報共有化の有効性を検討することであり、2年間にわたって研究を行い以下の成果を得ることができた。平成11年度は1サプライ・チェーン構成する個々の要素間において需要、在庫、調達期間などの情報共有化の有効性を検討するために情報共有化の仮説を3種類設定し、その仮説の検証を行った。[仮説1]情報の共有化はムチの効果の提言に有効である。[仮説2]情報の共有化は在庫低減に有効である。[仮説3]需要、在庫、調達期間という情報には、サプライ・チェーンにとって優先順位がある。シミュレーション実験により、それぞれの仮説を検証することができ、情報のプライオリティーを明らかにすることができた。平成12年度は、複数の企業が競合しているサプライ・チェーンをモデル化し、このような状況下で情報共有の影響を検討することを目的として、Multi-supplier、Multi-retailerモデルにおける需要情報、調達期間などの情報がサプライ・チェーン全体にどのような影響を与えるかについて解析を行った。まず、Multi-supplier、Multi-retailerモデルとして、販売店2-生産者1-供給者2の3段階サプライ・チェーン・モデルを構築し、このモデルにおける情報共有化の方法を検討した。ここでは、情報をどのように入手するかなどの問題点について、ゲーム理論的な方法を適用した。情報共有化の既往の研究では、販売店1-生産者1-供給者1の3段階のモデルや2段階の販売店2-生産者1のモデルを用いた報告はあったが、本研究で構築したモデルは複数の企業が競合したサプライ・チェーンを表現したものであり、現実に近いモデルを構築することができた。次に、シミュレーションによる情報の価値に関する検討を行った。その結果、複数の企業が競合したサプライ・チェーンにおいても情報共有は有効である事を明らかにした。本研究の結果よりサプライ・チェーン・マネジメントにおいて、需要情報やリードタイム情報等チェーンを構成する企業に共有させることが、サプライ・チェーン全体の最適化を図ることができることが判明した。本研究では、サプライ・チェーンにおいて、顧客の需要情報の共有化がサプライ・チェーンを構成する企業にどのような影響を与えているかを解析することを目的として検討を行った。顧客の需要量や調達期間の不確実性により、販売から生産に至るまでの発注量が増幅してしまうというムチの効果(Bullwhip Effect)が指摘されており、このムチの効果によって、川上の企業は在庫量の増加や生産量の変動により誤った方向に導かれてしまう。現在、ムチの効果の対策の1つに、情報の共有化ということが挙げられている。そこで、ムチの効果についてのアプローチを行った。次にサプライ・チェーンを構成する個々の要素間で、実際どのような情報がどこでどのように利用され、どのような効果をどれくらい上げているかということについては示されていない。そこで本研究では、個々の要素間において需要、在庫、調達期間などの情報を共有した場合およびそれらの情報を共有しない場合についての種々の解析を行い、シミュレーション実験により以下の仮説の検証を行う。〔仮説1〕情報の共有化がムチの効果の低減に有効である〔仮説2〕情報の共有化は在庫低減に有効である〔仮説3〕需要および在庫、もしくは調達期間といういずれかの情報のみを共有した場合、一方は他方よりも有効であるシミュレーションの結果、それぞれの仮説を検証することができ、情報の共有化はサプライ・チェーンに有効であることが明らかになった。次年度は、さらにモデルを現実のサプライ・チェーンに適合させ、サプライ・チェーンの情報共有化のメリットについて研究を行う。本研究はサプライ・チェーンにおける情報共有化の有効性を検討することを目的としている。

昨年度は、情報共有化の有効性及び情報のプライオリティーを明らかにすることができた。本年度は、複数の企業が競合しているサプライ・チェーンをモデル化し、このような状況下で情報共有の影響を検討することを目的として、Multi-supplier、Multi-retailerモデルにおける需要情報、調達期間などの情報がサプライ・チェーン全体にどのような影響を与えるかについて解析を行った。まず、Multi-supplier、Multi-retailerモデルとして、販売店2-生産者1-供給者2の3段階サプライ・チェーン・モデルを構築し、このモデルにおける情報共有化の方法を検討した。ここでは、情報をどのように入手するかなどの問題点について、ゲーム理論的な方法を適用した。情報共有化の既往の研究では、販売店1-生産者1-供給者1の3段階のモデルや2段階の販売店2-生産者1のモデルを用いた報告はあったが、本研究で構築したモデルは複数の企業が競合したサプライ・チェーンを表現したものであり、現実に近いモデルを構築することができた。次に、シミュレーションによる情報の価値に関する検討を行った。その結果、複数の企業が競合したサプライ・チェーンにおいても情報共有は有効である事を明らかにした。本研究の結果よりサプライ・チェーン・マネジメントにおいて、需要情報やリードタイム情報等をチェーンを構成する企業に共有させることが、サプライ・チェーン全体の最適化を図ることができることが判明した。
ぜん動運動を模擬した胃モデル装置による食品消化動態のｉｎ　ｖｉｔｒｏ評価系の構築

1背景と目的:胃での食品の消化動態を定量評価することは、消化の能力が低い高齢者や消化器疾患患者を対象とした消化・吸収性の高い食品開発の基礎的知見として有用である。本課題研究では、胃消化の中で特に知見の少ない胃ぜん動運動による物理的な固形食品の消化に着目し、ヒトの胃ぜん動運動を模擬した新規な体外(in vitro)胃消化モデル装置、ヒト胃消化シミュレーター(GDS: Gastric Digestion Simulator)を用いて、ヒトの胃における食品消化の評価系を構築することを目的とした。目的を下記の小目的に分割し、平成27年度は、小目的(1)、(2)、(3)全てに取り組んだ。(1)胃での食品が消化される様子を直接観察し、食品消化の基礎的な知見を得る。(2)消化における物理的な作用と化学的な作用の両方を同時に評価し、それぞれの役割を整理する。(3)胃における消化特性を考慮した食品物性の探索を行う。2研究成果小目的(1):前年度までの胃ぜん動運動の模擬に加え、本年度では、胃における連続的な胃液分泌および、胃内容物の排出機構を新たにGDSに組み込んだ。改良型GDSを用いて、胃における液状食品の混合特性および滞留挙動の解析を行った。小目的(2):固形食品である豆腐がGDSのぜん動運動によって物理的に微細化される環境において、胃の消化酵素ペプシンが豆腐のタンパク質を化学的に分解する反応メカニズムの解析を行った。小目的(3):物性を人工的に制御したゲル状食品を用いて、GDSによる胃消化試験を行い、ぜん動運動によるゲル状食品の物理的な微細化の制御を行った。以上、3年間の研究により、ヒト胃消化シミュレーター(GDS)による胃消化の基本的な評価系を構築することができ、消化の制御に向けた基礎的知見を得ることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。(1)背景と目的:胃における食品の消化状態は、その後の腸における栄養成分の吸収に大きな影響を及ぼす。胃での食品の消化動態を定量評価することができれば、消化能が低い高齢者や消化器疾患患者を対象とした消化・吸収性の高い食品開発に応用できる可能性がある。しかし胃消化の定量的な研究例は少なく、特に固形食品の微細化等の物理的な消化を担うとされるぜん動運動を考慮した研究はほとんど行われていない。そこで本研究課題では、ヒトの胃のぜん動運動を模擬した新規in vitroモデル装置、胃消化シミュレーターを用いて、ヒトの胃における食品消化の評価系を構築することを目的とした。目的を下記の小目的に分割し、平成25年度は主に小目的1に取り組んだ。1胃での食品が消化される様子を直接観察し、食品消化の基礎的な知見を得る2消化における物理的な作用と化学的な作用の両方を同時に評価し、それぞれの役割を整理する3胃における消化特性を考慮した食品物性の探索を行う(2)研究成果:胃で主に消化されるタンパク質を含む豆腐を消化試料とした。咀嚼を想定し、初期サイズ5mmの豆腐と人口胃液(消化酵素+塩酸)を胃消化シミュレーターに入れ、ぜん動運動を発生させた。消化試験を行ったところ、豆腐粒子がリアルタイムに微細化されてゆく様子を直接観察することができた。サイズ分布解析により、消化後の豆腐粒子は、実際の胃から腸へ排出されうるサイズ(2mm程度)まで微細化されていることが分かった。以上より、小目的1である食品胃消化の基礎的知見を得た。また、小目的2にも一部取り組んだ。具体的には、ぜん動運動を模擬していない一般的な消化試験法(フラスコ等を用いた振とう法)と胃消化シミュレーターの結果を比較した。その結果、両試験方法では、消化後の豆腐粒子の形状が顕著に異なり、固形食品おけるぜん動運動の物理的な消化効果が示唆された。(1)背景と目的:胃での食品の消化動態を定量評価することは、消化能が低い高齢者や消化器疾患患者を対象とした消化・吸収性の高い食品開発の基礎的知見として有用である。本課題研究では、胃消化の中で特に知見の少ない胃ぜん動運動による物理的な固形食品の消化に着目し、ヒトの胃ぜん動運動を模擬した新規in vitroモデル装置、胃消化シミュレーターを用いて、ヒトの胃における食品消化の評価系を構築することを目的とした。目的を下記の小目的に分割し、平成26年度は主に小目的2のうち、物理的な消化作用の解析に取り組んだ。1胃での食品が消化される様子を直接観察し、食品消化の基礎的な知見を得る2消化における物理的な作用と化学的な作用の両方を同時に評価し、それぞれの役割を整理する3胃における消化特性を考慮した食品物性の探索を行う(2)研究成果:大豆油を栄養成分のモデルとし、大豆油エマルションの連続相を寒天でゲル化させることで、栄養成分を固形の基材に包括させたモデル固形食品(O/W-gelエマルション)を調製した。咀嚼を想定し、初期サイズ5 mmのO/W-gelエマルションと人口胃液(消化酵素+塩酸)を胃消化シミュレーターに入れ、ぜん動運動を発生させた。その結果、ぜん動運動によりO/W-gelエマルションのゲル粒子が物理的に微細化され、微細化に伴う粒子表面積の増加に比例して油滴がゲル粒子から放出されることがわかった。

このことから、胃ぜん動運動による物理的なゲル粒子の微細化が、栄養成分の胃液中への放出を促進していることが示唆された。また、小目的3にも一部取り組んだ。具体的には、ゲル化剤として寒天とネイティブ型ジェランガムを混合して使用し、破断応力を低下させたゲルで同様の試験を行った。その結果、ゲル粒子の微細化と油の放出量が抑制され、消化特性を考慮した食品物性に関する最初の知見が得られた。1背景と目的:胃での食品の消化動態を定量評価することは、消化の能力が低い高齢者や消化器疾患患者を対象とした消化・吸収性の高い食品開発の基礎的知見として有用である。本課題研究では、胃消化の中で特に知見の少ない胃ぜん動運動による物理的な固形食品の消化に着目し、ヒトの胃ぜん動運動を模擬した新規な体外(in vitro)胃消化モデル装置、ヒト胃消化シミュレーター(GDS: Gastric Digestion Simulator)を用いて、ヒトの胃における食品消化の評価系を構築することを目的とした。目的を下記の小目的に分割し、平成27年度は、小目的(1)、(2)、(3)全てに取り組んだ。(1)胃での食品が消化される様子を直接観察し、食品消化の基礎的な知見を得る。(2)消化における物理的な作用と化学的な作用の両方を同時に評価し、それぞれの役割を整理する。(3)胃における消化特性を考慮した食品物性の探索を行う。2研究成果小目的(1):前年度までの胃ぜん動運動の模擬に加え、本年度では、胃における連続的な胃液分泌および、胃内容物の排出機構を新たにGDSに組み込んだ。改良型GDSを用いて、胃における液状食品の混合特性および滞留挙動の解析を行った。小目的(2):固形食品である豆腐がGDSのぜん動運動によって物理的に微細化される環境において、胃の消化酵素ペプシンが豆腐のタンパク質を化学的に分解する反応メカニズムの解析を行った。小目的(3):物性を人工的に制御したゲル状食品を用いて、GDSによる胃消化試験を行い、ぜん動運動によるゲル状食品の物理的な微細化の制御を行った。以上、3年間の研究により、ヒト胃消化シミュレーター(GDS)による胃消化の基本的な評価系を構築することができ、消化の制御に向けた基礎的知見を得ることができた。研究実績の概要欄記載中の平成26年度の課題「小目的2消化における物理的な作用と化学的な作用の両方を同時に評価し、それぞれの役割を整理する」のうち、前半の物理的な作用を中心に取り組むことができたため。また、次年度以降の課題である「小目的3胃における消化特性を考慮した食品物性の探索を行う」についても取り組むことができたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要欄記載の「小目的3胃における消化特性を考慮した食品物性の探索を行う」を中心に研究を行う。具体的には、複数種類のゲル化剤を用い、ゲル化剤の濃度・混合比を変化させることで、物性の異なるゲル状食品試料を調製し、胃消化シミュレーターでの消化挙動を解析する。また、「小目的2消化における物理的な作用と化学的な作用の両方を同時に評価し、それぞれの役割を整理する」について、化学的な作用の解析も行う予定である。具体的には、消化酵素の作用を受けやすい豆腐を食品試料とし、消化酵素の濃度を変更した系で消化試験を行うことで、酵素反応の固形食品消化に対する影響を解析することを検討している。最初に設定した平成25年度の課題
曲面の写像類群とその線型表現

曲面の写像類群のマグナス表現は自由微分(もしくはフォックス微分)と呼ばれる代数的計算を用いて定義される。次数つきマグナス表現の核を調べる上でこの考察は非常に大事な役割を果たす。1次のマグナス表現はTorelli群のマグナス表現と呼ばれるが、これに関しては核は非自明であることが知られているが、2次以上のマグナス表現に関しての忠実性、すなわち核が非自明かどうかは知られていない。これに関して決定するために、まず自由微分と自由群のべき零群とめ関連について調べた。これらの計算は非常に複雑なのでコンピュータ上のプログラムを構築し、計算機によって計算を大量に行うことを試みた。また同じくこの自由微分を用いて定義されるねじれAlexander多項式についても研究を行った。ねじれAlexander多項式を用いて、結び目群の間に全射準同型が存在しないことの十分条件が知られている。これを用いて10交点以下の素な結び目に関して、それらの結び目群の間に全射準同型があるかどうかが決定されている。その研究を踏まえ、全射準同型の存在理由について考察した。具体的には、結び目の周期によって全射準同型が存在することが分かるものがいくつかある。また、写像度1の写像が結び目の外部の間に存在すると、それは結び目群の間に全射準同型を誘導することが知られている。全射準同型が存在するとき、具体的にどの全射準同型が写像度1の写像によって誘導されているものかを決定した。さらに全射準同型の存在は素な結び目の半順序を定義するが、この半順序における極小元について考察した。曲面の写像類群の代数的な構造の解明を目的として、写像類群の線型表現に関して研究を行った。特に写像類群の部分群であるTorelli群のマグナス表現に関して、その性質を考察した。Torelli群のマグナス表現は忠実でないことが知られているので、その核を決定することは重要な問題である。そのひとつの問題として核の有限生成性について考察した。Benson-Farbにより0-homologousな単純閉曲線でのDehn twistで生成される写像類群の部分群は有限生成ではないことが証明されている。この証明ではある性質を満たす元の無限列を構成することによって証明している。これを用いてTorelli群のマグナス表現の核が有限生成ではないかを決定しようと考察した。しかし、本研究によってそのある性質を満たす元は全てTorelli群のマグナス表現によって自明になることが明らかになり、この手法によってTorelli群のマグナス表現の核が有限生成かどうかは決定できないことが分かった。また、マグナス表現と同じくFox微分を用いて定義されるtwisted Alexander polynomialについても研究を行った。結び目群の間にいつ全射準同型が存在するかが決定されているが、実際に存在する幾何的な理由について考察した。具体的には結び目の周期や結び目の外部にdegree one mapがいつ存在するかを調べ、全射の存在の多くの場合について幾何的解釈を決定した。