hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高等動物において遺伝子導入が可能なトランスポゾンベクター系の開発

キイロショウジョウバエにおいて、形質転換効率を高めるためhsp70のプロモーターを持ち、3番目のイントロンを欠失させたヘルパー、phsを作製した。形質転換実験に用いたところG0世代で体細胞モザイクの個体が得られ、遺伝子導入の指標になると考えられた。しかし、形質転換効率に関しては著しい改善はみられなかった。またエレクトロポレーション法をショウジョウバエへの遺伝子導入に利用するため、まずアミラーゼ遺伝子を導入した結果、幼虫でアミラーゼ活性が検出された。受精卵をP-elementベクターとヘルパーのDNA溶液を含む緩衝液中に懸濁し、矩形波をかけ遺伝子導入がなされたか調べたが、数千個体のオーダーでは形質転換個体を得ることができなかった。蚊科への形質転換実験における宿主として、様々な利点(飼育、卵の産卵形態、保存性)を持つヒトスジシマカを用いた。生理食塩水を卵に注入した予備実験でふ化率が131231(5.6%)と低い効率ではあるが注入可能であることを確かめた。眼色のマーカー遺伝子をベクターに用いるため、EMSを使い変異体の作成を行った結果、褐色眼である、brown eye1,brown eys2の2系統の突然変異体が得られた。brown eye1は性染色体である第一染色体、brown eye2は第二または第三染色体にあることが交配実験により確かめられた。カイコのトランスポゾンに関して、カイコのSINE様因子であるBm1の完全型の起源を知り、この因子の転移を支配する逆転写酵素の由来を明らかにするために、15の完全型因子(Bm1.1)の塩基配列を決定しコンセンサス配列の推定を行った。この結果、Bm1.1はRNA相同領域内の3塩基サイトにおける塩基の変異により2種類に分類された。このことより、Bm1.1のコピー数の増幅は相当古い時期に生じたものと考えられた。また塩基配列から、近隣接合分子系統樹を作成したところ、3種類のクラスターが出現した。これは、Bm1.1が少なくとも3種の原形を出発点として、逆転写過程を経てゲノム中に拡散したことを強く示唆している。キイロショウジョウバエにおいて、形質転換効率を高めるためのヘルパーとしてhsp70のプロモーターとトランスポゼ-ス産生の際の障害になる3番目のイントロンを欠失させたphs-deltaを作製した。形質転換実験に用いたところGO世代で体細胞モザイクの個体が得られ、遺伝子導入の指標になると考えられた。またそのほかwhiteマーカーを持つようなdelta2-3トランスポゾン等作製し、生体内に導入することを考えている。brown遺伝子の優性対立遺伝子であるbw^Dは染色体の再配列をおこしており、優性マーカーとして使うのは困難だと考えられた。また、パーティクルガンを用いた、キイロショウジョウバエへの遺伝子導入の予備実験を行ないつつある。カスリショウジョウバエ由来のMinos-elementはチチュウカイミバエでベクターとして使用されており、これがカイコ、カでも形質転換に使える可能性があり、現在ベクターとして使用することを考えている。またキイロショゥジョウバエにおける突然変異原としても、相同なトランスポゾンを持たず、現在主流であるP因子と比べて挿入する部位が異なると考えられるので非常に有用であろう。カイコのレトロポゾンであるBm1の構造解析を行なった結果、サイズによって2クラスに分けられることが明らかになった。またBm1はカイコゲノムの5%をも占めることが明らかになった。ちなみにショウジョウバエのトランスポゾンである、I-elementをプローブにしてカイコに遺伝子ライブラリから相同性を示すクローンのスクリーニングを行なった結果Bm1ないしはBm2様のレトロポゾンが得られた。ネッタイヤブカ、ハマダラカについては採卵し、インジェクションの予備実験を行なった。また、ひきつづき突然変異体のスクリーニングを行なっている。特に白眼(white)の突然変異体は有用だと考えられる。

カイコのトランスポゾンに関して、カイコのSINE様因子であるBm1の完全型の起源を知り、この因子の転移を支配する逆転写酵素の由来を明らかにするために、15の完全型因子(Bm1.1)の塩基配列を決定しコンセンサス配列の推定を行った。この結果、Bm1.1はRNA相同領域内の3塩基サイトにおける塩基の変異により2種類に分類された。このことより、Bm1.1のコピー数の増幅は相当古い時期に生じたものと考えられた。また塩基配列から、近隣接合分子系統樹を作成したところ、3種類のクラスターが出現した。これは、Bm1.1が少なくとも3種の原形を出発点として、逆転写過程を経てゲノム中に拡散したことを強く示唆している。DNA溶液中に細胞を懸濁し、高電圧をかけることで遺伝子導入を行うエレクトロポレーション法は現在哺乳動物や、高等植物で頻繁に行われており、操作の容易さや数多くの個体を一度に処理できる点などいろいろと長所がある。我々はこの方法をキイロショウジョウバエへの遺伝子導入に利用できるようにするための予備実験を行った。具体的には、コリオン膜を取り除いたショウジョウバエ受精卵をDNA溶液を含む緩衝液中に懸濁し、矩形波をかけてその後発生した幼虫に遺伝子導入がなされたか調べた。このときのレポーター遺伝子としてキイロショウジョウバエのアミラーゼ遺伝子を用いた。その結果、幼虫でアミラーゼ活性が検出され、transientなレベルで導入された遺伝子が発現していることが示された。現在P因子ベクターが実際にゲノム中に挿入されるか実験をおこなっている。またショウジョウバエのトランスポゾンの1種であるI-elementの進化に関する研究も引き続き行った。I-elementの起源を知る目的で、キイロショウジョウバエから離れたmontium種亜群とScaptodrosophila亜属から相同なIelementであることが確かめられたクローンを単離し、それらの系統関係は宿主の系統関係と同様の関係となり、これらの種分化以前よりあると思われた。カイコのトランスポゾンに関する研究では、カイコのSINE様因子であるBm1の完全型の起源を知り、この因子の転移を支配する逆転写酵素の由来を明らかにするために、15の完全型因子(Bm1.1)の塩基配列を決定しコンセンサス配列の推定を行った。この結果、Bm1.1はtRNA相同領域内の3塩基サイトにおける塩基の変異により2種類に分類されるとともにこの2つのサブセット内の変異量は塩基多様度として約9%に達することが判明した。エレクトロポレーション法をキイロショウジョウバエへの遺伝子導入に利用できるようにするための予備的な実験でアミラーゼ遺伝子を導入した結果、幼虫でアミラーゼ活性が検出されていた。本年度はショウジョウバエ受精卵をP-elementベクターとヘルパーのDNA溶液を含む緩衝液中に懸濁し、矩形波をかけてその後発生した幼虫に遺伝子導入がなされたか調べた。その結果、数千個体のオーダーでは形質転換個体を得ることができなかった。現在、様々な対照実験を行っており、原因を探っている。
ヘムオキシゲナーゼによるヘム分解機構並びに各生物種のヘムオキシゲナーゼの多様性

ショウジョウバエの遺伝子中にヒトヘムオキシゲナーゼ(HO)と相同性が高い塩基配列があるので、これをPCRで増幅し、次いで大腸菌の発現ベクターに組み込み発現させた。精製した発現蛋白質は当量のヘムを結合し、そのヘムを酸素分子と電子の存在下にビリベルジン、CO,鉄イオンとに分解した。興味深い事に、他のHOと違ってヘムの第五配位座は空であった。また、ビリベルジンのα特異性は失われていた。藍草のho2遺伝子の産物であるHO-2はヘム分解活性を持たないと報告されていた。これに疑問を持ち、先ず。大腸菌での発現系と精製法を確立した。精製酵素は確かにヘムを酸素分子と電子の存在下にαビリベルジン、CO,鉄イオンとに分解した。従来の報告を訂正した事になる。高等植物のHOの蛋白科学的報告は少ない。それを調べるため、大豆のHO-1の大腸菌での発現系と精製法を確立した。大豆のHO-1と他のHOとのアミノ酸レベルでの相同性は20-30%と低いにもかかわらず、精製酵素は当量のヘムを結合し、その光吸収像はヒトHOのものと同様のスペクトルを示した。また、結合したヘムを酸素分子と電子の存在下にαビリベルジン、CO,鉄イオンとに分解した。電子供与体としてはMADPH/ferredoxin reductase/ferredoxinが有効であった。ジフテリア菌のHOであるHmu0の酸素化型の結晶を作成し、X線解析を行った以前、我々が共鳴ラマン解析で得たように、ヘム鉄に結合した酸素分子は110度と強く屈曲していた。また、遠位酸素原子がヘムのαメテン炭素に向かっている事がこのX線解析で初めて明らかになった。ベルドヘムの分解には酸素分子の他にパーオキシドも有効である事を初めて明らかにし反応機構を提示した。ヘムオキシゲナーゼ(HO)の多様性を調べるべくショウジョウバエ、ジフテリア菌、原核植物である藍草HOについて研究を行った。ショウジョウバエの遺伝子に動物酵素とホモロジーの高い配列が存在したので、これを基に発現系と精製法を確立した。精製酵素は弱いながらもヘム分解活性を有していた。然し、ヘム・酵素複合体の吸収象は他の酵素の場合と異なり五配位型であった。EPR測定の結果は第五配立座が空である事を示していた。藍草のHO-1の発現系に引き続きHO-2の発現系を確率し精製酵素を得た。HO-2はヘム分解活性を持たなく、生理的意義はないとの報告もあったが、私共の実験ではSynHO-1と同様にヘムをαビリベルジン、CO、鉄イオンとに酸化的に分解した。現時点ではその生理的役割は不明であるが、何らかの重要な役割を果たしているものと,思われる。SynHO-1とHO-2の結晶化を試み成功した。X線回折法によるとその高次構造は両者共に活性中心であるヘムポケットの構造は類似していた。その上、哺乳類のHO-1のそれとも同様であった。ただ。電子授受に関与すると思われる酵素表面の窪みは小さく、これは生理的な電子供与体であるフェレドキシンとの相互作用力効率良く行われるためと推測された。また、SynHO-2ではヘム・酵素複合体は二量体を形成していた。この事の生理的意義は不明である。ジフテリア菌のヘム・酵素複合体について、その酸化型、還元型、酸素結合型に着いて結晶化とその解析を行い成功した。

特に興味深い事はヘムに結合した酸素分子はヘムのαメテン炭素に向かって屈曲しており、私共の以前の共鳴ラマン法で推測された結果を立証できた。ヘムオキシゲナーゼ(HO)はヘムをαヒドロキシム、ベルドヘムを経てビリベルジン、一酸化炭素、鉄イオンとに分解する酸素添加酵素であり、一つの酵素タンパクの上で三回の連続したモノオキシゲナーゼが起こっている。今迄、ベルドヘムからビリベルジン・鉄錯塩への転換機構の詳細は不明であったので、今回、この解明を行った。先ず、化学的に四種類のベルドヘムを合成し、それらとラッとHO-1との複合体を作成し検討した。(1)四種類のベルドヘムのうちαベルドヘムのみが、酸素と電子の存在下でビリベルジンに転換した。(2)厳密な嫌気的条件下で一当量の酸素を添加すると緩やかな二相性のスペクトル変化が見られた。最初の相ではアイソスベスチックポイントが観察され、この相の試料に電子を加えるとほぼ定量的にビリベルジンに移行した。然し、第二相の試料に電子を加えるとビリベルジンは得られなかった。(3)今迄、この第三の反応は過酸化水素によっては進まないとされて来たが、予想に反し厳密な嫌気的条件下では電子の存在下に定量的にビリベルジンに移行する事が知られた。この反応でも二相性に進むが第一相の中間体物質はビリベルジンに移行可能なのに対し、第二相の物質は不能であった。(4)D140はヘム鉄に結合した酸素の活性化に必須のアミノ酸残基であるが、D140AやD140Fのミュータントではこの第三段階の反応は円滑に進行できなかった。以上の結果と、今まで知られていた事実、つまり、一酸化炭素やシアンが本段階を阻害すると云う結果を合わせ考えると、この第三段階は第一段階と同様の酸素活性化機構で進行する事が明らかになった。今迄高等植物のHOについて、特にその酵素化学的側面は殆ど解明されていない。そこで私共は先ず大腸菌での大豆HO-1(GmHO-1)の発現系の確立を目指した。既に報告されているGmHO-1の塩基配列を数個の断片にして化学合成し、それらを順次ライゲースでっなぎ合わせ、完成した二重鎖DNAを大腸菌の発現ベクターであるpMW172に組み込み発現プラスミド、pMWGmHO-1を作成した。pMWGmHO-1でトランスフォームされた大腸菌は効率よくGmHO-1を発現し、'11の培養液からおよそ100mg程の精製酵素が得られた。pMWGmHO-1はNADPH/ferredoxin reductase/ferredoxinを電子供与体として用いた場合、両者の間のアミノ酸類似性は低いにもかかわらず藍草のHO-1とほぼ同等のヘム分解活性を持っていた。GmHO-1はモル比で当量のヘムを結合しその際His30の中性層イミダゾルを近位リガンドとして利用する。その結果できたヘム・GmHO-1複合体は他のHOと同様にミオグロビン様の吸収スペクトルを持ち、酸/アルカリでのスペクトル変化も観察された。上記NADPH/ferredoxin reductase/ferredoxinの他にアスコルビン酸も良い電子供与体であり,ヘムをヒドロキシヘム、ベルドヘム、ビリベルジ・鉄錯体を経てαビリベルジン、CO、二価鉄に分解した。興味ある事に典型的なベルドヘムの吸収像は観察されなかったが、イミダゾル存在下での中間体の抽出を行った結果、ベルドヘムである事が確認された。ヘム・HemO複合体を25°Cで放置すると2-3日後には新たなHemOに転換する事を以前観察していた。
ミクロ塑性ひずみ発生に基づく疲労き裂発生・伝播寿命予測システムの確立

繰返し応力に伴う非弾性ひずみの大きさと疲労き裂発生や破断寿命との相関は高い。従って材料応答を高精度に予測できれば,構造物の疲労寿命の高精度予測に繋がる。本研究では,低サイクル疲労に限定されず,一般に高サイクル疲労となる巨視的弾性条件下にも適用可能な繰返し弾塑性モデルの構築を行なった。合わせて,汎用FE解析用のユーザサブルーチンを開発し,その精度検証を行なった結果,解析精度の高さが確認された。さらに,繰返し応力下における結晶レベルの変形応答を予測可能な結晶塑性解析技術の構築により,繰返し軟化挙動などの疲労メカニズムの解明を行なった。これまで開発を行なってきた現象論的な弾塑性構成式を拡張し,巨視的塑性な応力下に限定されず,巨視的弾性繰返し応力下で計測される疲労現象の予測精度の向上に努めるとともに,巨視的弾性条件下での塑性ひずみ発生・成長挙動および塑性ひずみ顕在化のメカニズムの解明を目的として,bccを対象とした結晶塑性モデルを導入したFE解析を行った。また,巨視的弾性を含む任意の繰返し応力下での疲労き裂の発生と,その後の伝播挙動を予測可能な寿命推定システムの確立を目的として,巨視的降伏以前の応力(巨視的弾性)状態で発生する塑性ひずみを各種条件下で計測した。構成式の開発に関しては,任意の平均応力下および多段変動荷重下における応力ひずみ挙動を予測し得るように硬化則およびダメージ則を改良し,その適用範囲の拡大をはかった。また,材料に蓄積される塑性仕事と疲労き裂発生時期の相関に注目した疲労き裂発生規準のプロトタイプの適用範囲を大幅に改良することができた。さらに,結晶塑性FE解析により,巨視的弾性条件下の一定荷重下でも微細な塑性ひずみが発生および累積し,巨視的な塑性状態へ移行する現象が予測された。本解析により,繰返し軟化挙動発現のメカニズムが明らかにされ,疲労現象の解決およびより深い理解に向かた糸口が得られたと考えている。本研究は構造物の安全性を確保しつつ,合理的かつ経済的な設計を可能にするための先進的な研究であり,新規構造物に限らず,既存構造物の余寿命の診断にも適用できることを目的に行っている。これまで開発を行なってきた現象論的・弾塑性構成式を拡張し,一般に広くモデルが適用されている巨視的塑性・応力下に適用範囲を限定されず,巨視的弾性繰返し応力下で計測される疲労現象の予測精度の向上に努めるとともに,巨視的弾性条件下での塑性ひずみ発生挙動および塑性ひずみ顕在化のメカニズムの解明を目的として,bcc材料を対象とした結晶塑性FE解析を行った。また,巨視的弾性を含む任意の繰返し応力下での疲労き裂の発生と,その後の伝播挙動を予測可能な寿命推定システムの確立を目的として,巨視的降伏以前の応力状態で発生する塑性ひずみを各種条件下で計測した。構成式の拡張に関しては,任意の平均応力下および多段変動荷重下における応力ひずみ挙動を予測し得るように硬化則およびダメージ則を改良し,その適用範囲の拡大をはかった。また,材料に蓄積される塑性仕事と疲労き裂発生時期の相関に注目した疲労き裂発生規準のプロトタイプの適用範囲を改良することができた。さらに,結晶塑性FE解析により,巨視的弾性条件下の一定荷重下でも微細な塑性ひずみが発生および累積し,巨視的な塑性状態へ移行する現象がシミュレートされた。本解析により,繰返し軟化挙動発現のメカニズムが明らかにされ,疲労現象の解決およびより深い理解に向けた知見が得られたと考えている。なお,さらに多くの境界条件下での考察を行う必要性も明らかとなった。本研究で完成を目指すプロトタイプシステムは、結晶塑性FE解析技術に基づく疲労発生規準を導入することで、疲労き裂の発生から進展までの疲労寿命評価を目指すものであり、ものづくりの基幹技術である設計の高度化に直結すると共に、既存インフラの延命対策の合理的策定に大いに寄与する先進的な研究である。また、近年発展が著しい有限要素変形解析においても、「降伏応力以下の作用応力に対する材料応答は弾性的である」と仮定する従来型の弾塑性構成式を採用する限り、巨視的弾性繰返し応力下の疲労現象は全く予測できなかったが、提案モデルを導入することにより、それが可能になるなど、材料・構造力学分野の新しい展開も期待される。当初の研究目的である、巨視的弾性繰返し応力下の疲労挙動の計測および繰返し弾塑性構成式の構築に対して、溶接構造用鋼を対象に、降伏点以下の巨視的弾性繰返し応力下における各種境界条件のもと繰返し軟化挙動を計測し各種特性を評価した。

また、従来モデルの拡張により適用範囲の拡大を行った。さらに、材料に蓄積される塑性仕事と疲労き裂発生時期の相関に注目して実験データを取得した。合わせて疲労挙動を予測できる繰返し結晶塑性モデルの開発を進めた。さらに、結晶塑性FE解析に基づく疲労き裂発生規準の確立を目的として、微視的なダメージ累積に関して考察を深めた。従来法に則って、一定荷重振幅下で得られる疲労設計曲線(S-N曲線)を用いて疲労強度設計をする場合、個々の機械・構造物が受ける荷重履歴の影響を評価できない、また疲労事例の多くは、降伏応力(もしくは弾性限)よりも小さく、低回数の繰返し応力下で得られた応力ーひずみ関係からは、塑性変形が確認されない、いわゆる“巨視的弾性"の繰返し応力に伴う疲労き裂の発生と、その後の伝播挙動に支配されているにもかかわらず、そのプロセスが全く考慮されていない、という二つの大きな問題が挙げられる。一方、疲労設計の高度化を目指した研究は、これまで国内外で盛んに行われてきた。しかし、初期き裂(もしくは切欠き)の存在を前提として、き裂の進展だけを対象とする、破壊力学的手法を用いた研究が主流であり、巨視的弾性応力下の疲労き裂発生を解明し得る理論的研究は極めて限定的である。つまり、疲労設計の高度化には、巨視的弾性の繰返し応力による疲労き裂の発生メカニズムを解明し、荷重履歴の影響も含めて、“疲労き裂の発生から、伝播までの寿命を定量的に評価可能なシステムの確立"が極めて重要である。そこで本年度は、繰返し応力に伴う塑性ひずみの高精度予測に不可欠な、繰返し弾塑性モデルの開発およびその応答特性の詳細な把握を行なった。また、モデルにより予測される累積の塑性仕事量とき裂発生に至るまでの繰返し回数との相関が高いことを明らかにした。さらに,多段変動応力下におけるき裂発生寿命評価への適応も行い、その応答特性の詳細を明らかにした。また、結晶塑性FEシミュレーションを用いた繰返し応答解析を行い、軟化挙動に対する結晶組織の影響に関する感度解析を実施した結果、その影響因子に関する各種情報が得られ、材料組織の重要性が明らかになった。これまでに,現象論的・弾塑性構成式の拡張および結晶塑性モデルを導入したFE解析を実施し,任意の平均応力下および多段変動荷重下における応力ひずみ挙動の予測および巨視的な塑性状態への移行現象のシミュレーションの高度化を着実に進めている。また,さらに多くの境界条件下での考察を行う必要性も明らかとなり,研究計画に従って順調に進展していると判断している。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、繰返し応力に伴う塑性ひずみの高精度予測を目指した繰返し弾塑性モデルの開発およびその応答特性の詳細な把握を行なった。開発中の弾塑性モデルの拡張および結晶塑性FE解析を実施し,各種変動荷重下における応力ひずみ挙動の予測および巨視的な塑性状態への移行現象のシミュレーションが可能となった。
高い電荷移動能を有するフォトリフラクティブ高分子材料の合成と評価

フォトリフラクティブ(PR)応答の速度を上げるための一つの方法として、その材料のドリフト移動度を高くすることが有効と考えられる。テトラフェニルジアミノビフェニル(TPD)などのトリフェニルアミン誘導体は、正孔移動度が高いことが知られている。本研究は、高い正孔移動度を有する電荷輸送分子の含有濃度を上げるため、トリフェニルアミン誘導体を側鎖に導入したホモポリマーを合成し、それに電荷発生剤と非線形光学(NLO)色素とドープしたPRポリマーの電気工学効果、ドリフト移動度、光導電性を調べ、各成分の影響を検討したものである。トリフェニルアミン誘導体を導入したホモポリマーと二次のNLO色素を合成し、その基礎的な物性の評価をした。モノマーの選択としてガラス転移温度(Tg)が比較的低く、製膜性の良いと予想されるアクリレート型を選択した。トリフェニルアミン(TPA)を導入したアクリレートポリマーは、数平均分子量が1万から5万であり、Tgは85°Cと比較的低く製膜性は問題なかった。TPDを導入したポリマーは、数平均分子量が2万から9万であり、Tgは150°C程度と予想以上に高く、単独では製膜できなかった。これは側鎖がかさ高いのとTgが高くなったためと考えた。合成したポリマーと電荷発生剤であるC60、NLO色素を混合したポリマーの電気光学定数、正孔移動度、光導電性を測定し、各成分の物性に与える影響を検討した。TPAアクリレートポリマーにNLO色素を30wt%加えたドープ系の一次の電気光学定数r_<33>は6.0pm/Vまで増加した。Time-of-Flight法により測定したTPAアクリレートポリマーとNLO色素を30wt%加えたTPAアクリレートポリマーの正孔移動度は10-710-8cm^2V^<-1>s^<-1>となり、NLO色素を加えた方が1桁程度低かった。光導電性はXerographic discharge法によって測定し、ゲインスペクトルは吸収スペクトルにほぼ対応した。
全世界を対象とした最終処分場衛星監視ネットワーク構築のための現地調査

本研究では,海外の大規模な廃棄物最終処分場をターゲットとし、温室効果ガスの主要な発生源である途上国の廃棄物最終処分場からのメタン放出量を高精度に推定するため、日本、中国、インドネシア等の最終処分場において現地調査を実施し、現地調査データとリモートセンシングを利用したメタン放出量手法を開発することを試みた。本研究の実施により、メタン放出量とそれに関連する影響因子、特に埋立地の植生と関連性を把握し、メタン放出に関するモデルを構築した。また、リモートセンシングデータを用いることで埋立地表面の含水率分布やメタンフラックスの面的分布状況を推定できる可能があることを示した。本研究の目的は、海外の大規模な廃棄物最終処分場をターゲットとし、温室効果ガスの主要な発生源である廃棄物最終処分場からのメタン放出量を高精度に推定するため、現地調査データおよび衛星リモートセンシングを利用した手法を開発することである。さらに、本研究で開発した衛星によるメタン放出量推定手法の成果を発信するとともに、世界各国の最終処分場を対象とした衛星監視ネットワークのシステムづくりのための知見をとりまとめる。本年度は,廃棄物埋立地の表層付近における覆土の通気性に関する面的情報を得るため,衛星リモートセンシングを利用した手法の適用可能性について検討した.廃棄物埋立地表層の通気性を面的に評価することができれば,その情報を,埋立廃棄物層内部から大気への埋立ガスの放出等を記述した数値モデルへの境界条件の入力値等として活用することが可能となり,埋立地の安定化やガスフラックス等の面的な推定を行うための重要なデータとして,衛星リモートセンシングから得た面的情報を利用できる.衛星リモートセンシングにより覆土の通気性を推定するための要素として,(1)覆土の含水率,(2)覆土の通気係数,(3)植生の3つの指標に着目した.(1)および(2)については,人工衛星の代用としてスペクトルメータを用いて廃棄物処分場における覆土の分光反射スペクトルを測定するとともに,現地の覆土をサンプリングし含水率試験,通気性試験,分光反射スペクトル測定を行いそれぞれの関係について考察した.(3)については,覆土に生育した植生がCH4の放出に及ぼす影響について検討するため,カラム実験および屋外実験により植物を介したCH4放出および影響要因について検討した.さらに,リモートセンシングにより測定可能なNDVIと,植物を介したCH4放出との関係について考察した。最後に植物を介したCH4放出モデルの構築を行った.また、インドネシアジャカルタ市の3ヵ所の最終処分場においてメタン放出量に関する調査を行った。本研究では,温室効果ガスの主要な発生源である廃棄物最終処分場からのメタン放出量を現地調査とリモートセンシングデータを組み合わせることによって推定する手法を構築するため,日本,中国,インドネシア等の最終処分場における現地調査,モデル実験,リモートセンシング解析を実施した.メタン放出量に影響を及ぼす要因として植生に着目し,廃棄物層内で発生したメタンが植物を介して大気中に放出される現象について検討した.なお,申請時には人工衛星だいち(ALOS)のリモートセンシングデータの利用を検討していたが,平成23年5月に運用を停止したため,高解像度画像取得には現地においてバルーンを用いたリモートセンシングを実施することとした.主要な結果を以下に示す.廃棄物層内において発生するメタン等の温室効果ガスの一部は覆土に繁茂した植物の根から吸収され,植物根内の通気組織を通って大気中へと放出さる.本研究の実験条件では植物を介したメタンの放出比率は0.663.3%であり,この割合には植物種,土壌の土質特性が影響した.メタンが植物根に透過し,植物体内を拡散によって大気中へ放出されると仮定したモデルを構築した.現地調査において,メタンフラックス分布を短時間で簡易に把握するための手法として,LMDを用いたスキャン法の適用性について評価した.メタン放出量が高い場所であれば,一定精度でメタンフラックスの分布を推定可能であった.埋立地表面温度と,メタンフラックスの間には相関があることを確認した.埋立地内部は50°C程度の温度であり,発生した埋立ガスが熱対流や拡散によって大気中に放出される際,フラックスの大きい場所が暖められて比較的高温になると考えられた.可視域,熱赤外域のリモートセンシングデータを用いて,埋立地における覆土表面の含水率分布やメタンフラックスの分布を一定精度で推定できる可能性があることを示した.本研究では、海外の大規模な廃棄物最終処分場をターゲットとし、温室効果ガスの主要な発生源である廃棄物最終処分場からのメタン放出量を高精度に推定するため、現地調査データおよび衛星リモートセンシングを利用した手法を開発することを目的としている。さらに、本研究で開発した衛星によるメタン放出量推定手法の成果を発信するとともに、世界各国の最終処分場を対象とした衛星監視ネットワークのシステムづくりのための知見のとりまとめを行う。

メタン放出量の推定精度向上のため、現地調査データ、メタン放出モデルと衛星リモートセンシング解析を統合し、1メタン放出量と影響因子の関連性把握、2上記に関する現地観測データ、プロセスモデルと、衛星リモートセンシングデータとを統合したメタン放出量の推定手法の確立、3世界各国の最終処分場を対象とした衛星監視ネットワーク構築のためのシステムづくりを行う。本年度は、インドネシアジャカルタ市およびマカッサル市の最終処分場において、メタンフラックスの測定および関連する諸因子について、埋立終了からの年月が異なる複数の埋立区画において調査を実施した。同一の埋立区画内においても、場所によって当然メタンフラックスは異なるため、これらを考慮した調査地点を選定した。メタンフラックスの測定については、閉鎖式チャンバー法とレーザーメタン検出器を併用した。レーザーメタン検出器での測定は、2本のポール間にワイヤを張って検出器を移動させながら連続的に測定する手法を用いた。これにより、20m×20mの範囲における地表面から1mまでのメタンガス濃度分布を10分程度で計測する手法を構築した。さらに、メタンガス濃度とフラックスの関係式を導出した。この結果から、メタンフラックス空間分布を効率的に取得することができるようになった。本年度の目的であるメタン放出量の高精度推定手法のために必要となる覆土の含水率、通気性を面的に把握する手法についておおよその目途を立てることができた。また、メタン放出への植生の影響についても実験によって明らかにすることができた。さらに、海外の最終処分場として、ジャカルタ市にある3つの処分場をターゲットとし、廃棄物最終処分場からのメタン放出量の実測も行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度は、廃棄物埋立地におけるメタンフラックスの増減に影響を及ぼす要因として、覆土の含水率、通気性、植生状況について検討した。さらに、廃棄物埋立地の表層付近における覆土の通気性に関する面的情報を得るため、衛星リモートセンシングを利用した手法の適用可能性について検討した.廃棄物埋立地表層の通気性を面的に評価することができれば、その情報を、埋立廃棄物層内部から大気への埋立ガスの放出等を記述した数値モデルへの境界条件の入力値等として活用することが可能となり、埋立地の安定化やガスフラックス等の面的な推定を行うための重要なデータとして、衛星リモートセンシングから得た面的情報を利用できる.また、平成24年度は、廃棄物埋立地におけるメタンフラックスの面的分布を現地において迅速に計測する手法を開発した。廃棄物埋立地のメタンフラックスの面的分布の実測値と、それに影響を及ぼす諸要因の面的分布の関係性を分析することで、衛星リモートセンシングによるメタンフラックス面的分布の推定手法を確立することが可能となる。これまでのところ、研究全体の目標達成度は約50%程度と評価する。残された課題として、現地観測データ、プロセスモデルと、衛星リモートセンシングデータとを統合したメタン放出量の推定手法の確立、世界各国の最終処分場を対象とした衛星監視ネットワーク構築のためのシステムづくりがあり、これらを平成25年度に実施する必用がある。
肝線維化における伊東細胞、特にその筋線維芽細胞化について

肝線維化は、すべての慢性肝疾患に必発し、一方では、病的過剰修復の代表的病変である。本研究は、肝線維化における伊東細胞の形質転換と線維増生との関連を解明することを主要な研究目的とした。1.ヒトの肝細胞壊死後性肝線維では、局所の伊東細胞の細胞内にα-平滑筋アクチン(ASMA)陽性の微細線維が増量し、筋線維芽細胞に形質転換することを免疫組織および免疫電顕により初めて実証した。2.ヒト肝の伊東細胞や筋線維芽細胞化伊東細胞の同定法としてホルマリン固定、パラフィン包埋薄切標本でも、抗ASMA抗体を用いた免疫組織化学的観察が応用出来ることを示し、従来、細胞の固定が、光顕観察上、困難であったヒト肝伊東細胞の観察法を確立した。3.成因を異にする肝線維化例の経時的観察により、形質を転換し、筋線維芽細胞化した伊東細胞が、いずれの線維化においても主要な線維化担当細胞であることを示した。4.伊東細胞の筋線維芽細胞化に傷害局所の伊東細胞とT細胞やマクロファージとの密接像が注目された。6.肝細胞癌組織でも内皮と癌細胞との組織間隙に、筋線維芽細胞に類似したASMA陽性間質細胞が局在し、癌組織の線維化に関連することを証明した。以上、本研究の実施により、肝線維化では成因とは関係なく、肝細胞壊死部の伊東細胞が局所的に活性化され、筋線維芽細胞に形質を転換し、線維増生にあずかることが明らかになった。今後、さらに細胞の形質転換とサイトカインとの関連を観察し、肝線維化の抑制や制御など臨床面への応用を考えたい。
金属と微量の異種金属の相乗作用

金属触媒を2種類以上用いると、単独の触媒では行なえない変換反応が進行したり、効率的に多段階の反応が行なえる。新たな金属錯体触媒の組合せを検討し、同時に用いることで、その相乗効果により、官能基選択性や効率の高い新反応を開拓した。具体的には下記の3つの反応を見いだした。(1)レニウムと金触媒を同時に用いるジエチニルメタンのワンポット合成:触媒量の塩化金(I)とレニウム錯体[ReBr(CO)_3(thf)]_2を同時に用いることで、アルデヒドと2当量のシリルアセチレンからジエチニルメタンを一挙に合成できることを見いだした。(2)銅(I)、金(I)触媒によるN-アリールプロパルギルアミンからの2,4-二置換キノリン合成:触媒量のCuCiとAgOTf、あるいはAuClとAgOTfを用い、さらにアルジミンを1当量加え、N-アリールプロパルギルアミン7を加熱すると、2,4-二置換キノリンが高収率で得られることを見いだした。(3)インジウム触媒によるレトロClaisen縮合反応:エノラートとエステルが反応して1,3-ジケトンが生じる反応はClaisen縮合反応として知られている。この逆反応が触媒量のインジウム錯体In(OTf)_3を用いると高収率で進行することを見いだした。この反応を利用すると、ケトンとエステルの両方をもつ化合物を容易に合成できる。
タグ付きコーパスとタグなしコーパスの相補的利用による言語学習に関する研究

自然言語処理では個々の問題を分類問題として定式化し,帰納学習の手法により解決するというアプローチが大きな成功をおさめている.しかしそこには帰納学習で必要とされるタグ付きの訓練データを構築するコストが高いという問題がある.本研究の目的,この問題に対処するために,タグなしコーパスを併用することである.本研究は教師なし学習の一種である.教師なし学習は近年複数観点を利用した手法が主流である.特にBlumらによるCo-trainingとNigamらによるEMアルゴリズムを利用した手法が主流である.これらの手法はともに文書分類を対象に提案されているので,自然言語処理の中心課題である語義判別問題に応用できるかどうかは明らかではない.昨年度は主にCo-trainingの手法を検討した.特にCo-trainingを適用する際にネックとなる素性の独立性を緩和する手法を提案した.本年度,この成果を国際会議で発表した.また本年度は,EMアルゴリズムの手法に焦点を当てた.日本語SENSEVAL2の辞書タスクを用いて,提案手法の評価を行った.まずNigamらの手法を語義判別問題に応用できることを実装して示した.この結果は論文誌に採録された.そして,その際に単純に精度が向上しない問題もあることを示した.その解決手法として交差検定とアドホックな規則を用いる手法を提案した.提案した手法を用いることで,現在公になっている辞書タスクの最高正解率を実現することができた.この成果は研究会で発表し,国際会議での採録も決定した.日本語論文誌へも投稿し,現在査読中である.またEMアルゴリズムとクラスタリングの関係を調査し,ファジィクラスタリングからの教師なし学習も同時に検討した.この成果は研究会と3月の言語処理学会年次大会で発表した.自然言語処理では個々の問題を分類問題として定式化し,帰納学習の手法により解決するというアプローチが大きな成功をおさめている.しかしそこには帰納学習で必要とされるタグ付きの訓練データを構築するコストが高いという問題がある.本研究の目的,この問題に対処するために,タグなしコーパスを併用することである.本研究は教師なし学習の一種である.教師なし学習は近年複数観点を利用した手法が主流である.特にBlumらによるCo-trainingとNigamらによるEMアルゴリズムを利用した手法が主流である.これらの手法はともに文書分類を対象に提案されているので,自然言語処理の中心課題である語義判別問題に応用できるかどうかは明らかではない.昨年度は主にCo-trainingの手法を検討した.特にCo-trainingを適用する際にネックとなる素性の独立性を緩和する手法を提案した.本年度,この成果を国際会議で発表した.また本年度は,EMアルゴリズムの手法に焦点を当てた.日本語SENSEVAL2の辞書タスクを用いて,提案手法の評価を行った.まずNigamらの手法を語義判別問題に応用できることを実装して示した.この結果は論文誌に採録された.そして,その際に単純に精度が向上しない問題もあることを示した.その解決手法として交差検定とアドホックな規則を用いる手法を提案した.提案した手法を用いることで,現在公になっている辞書タスクの最高正解率を実現することができた.この成果は研究会で発表し,国際会議での採録も決定した.日本語論文誌へも投稿し,現在査読中である.またEMアルゴリズムとクラスタリングの関係を調査し,ファジィクラスタリングからの教師なし学習も同時に検討した.この成果は研究会と3月の言語処理学会年次大会で発表した.自然言語処理では個々の問題を分類問題として定式化し,帰納学習の手法により解決するというアプローチが大きな成功をおさめている.しかしそこには帰納学習で必要とされる訓練データを構築するコストが高いという問題がある.自然言語処理ではこの訓練データとはタグ付きコーパスに対応する.本研究の目的は,この問題に対処対処するために,タグなしコーパスを利用することである.本研究は教師なし学習の一種である.教師なし学習は近年複数観点を利用した手法が主流である.特にBlumらによるCo-trainingとNigamらによるEMアルゴリズムを利用した手法が主流である.これらの手法はともに文書分類を対象に提案されているので,自然言語処理の中心課題である語義判別に応用できるかどうかはあきらかではない.本年度は,この2つの手法を調査し,語義判別問題に利用することを検討し,幾つかの実験を行い,その成果を発表した.まずCo-trainingについての調査を行った.Co-trainingはブースティングと密接な関係があることから,ブースティングの実装システムを作り,Co-trainingの実装システムの足掛かりとした.次にCo-trainingを語義判別問題へ直接適用したシステムを作成し,語義判別のコンテスト形式の国際会議SENSEVAL-2に参加した.結果はまずまずであったが,幾つかの問題も見つかった.それは,独立な素性を設定することが難しいことと,それが共起性に起因することであった.そのために事例の追加の際に共起性のチェックを行う手法をを提案し発表した.次にEMアルゴリズムはその実装システムを作成し,SENSEVAL-2の課題問題で評価した.この成果は3月の言語処理学会年次大会で発表予定である.自然言語処理では個々の問題を分類問題として定式化し,帰納学習の手法により解決するというアプローチが大きな成功をおさめている.しかしそこには帰納学習で必要とされる訓練データを構築するコストが高いという問題がある.自然言語処理での訓練データとはタグ付きコーパスに対応する.本研究の目的は,この問題に対処するために,タグなしコーパスを併用することである.

本研究は教師なし学習の一種である.教師なし学習は近年複数観点を利用した手法が主流である.特にBlumらによるCo-trainingとNigamらによるEMアルゴリズムを利用した手法が主流である.これらの手法はともに文書分類を対象に提案されているので,自然言語処理の中心課題である語義判別問題に応用できるかどうかは明らかではない.昨年度は主にCo-trainingの手法を検討した.特にCo-trainingを適用する際にネックとなる素性の独立性を緩和する手法を提案した.本年度,この成果を国際会議で発表した.また本年度は,EMアルゴリズムの手法に焦点を当てた.日本語SENSEVAL2の辞書タスクを用いて,提案手法の評価を行った.まずNigamらの手法を語義判別問題に応用できることを実装して示した.この結果は論文誌に採録された.そして,その際に単純に精度が向上しない問題もあることを示した.その解決手法として交差検定とアドホックな規則を用いる手法を提案した.提案した手法を用いることで,現在公になっている辞書タスクの最高正解率を実現することができた.この成果は研究会で発表し,国際会議での採録も決定した.日本語論文誌へも投稿し,現在査読中である.またEMアルゴリズムとクラスタリングの関係を調査し,ファジィクラスタリングからの教師なし学習も同時に検討した.この成果は研究会と3月の言語処理学会年次大会で発表した.
オイラーポアソン方程式の対称性

単純Lie環の表現論の立場からEuler-Poissonの微分方程式を研究した.2次の行列空間には左と右からGL(2)がかけ算で作用し,更にLie環sl_2がこれらと可喚に作用する.本研究ではまず,Euler-Poissonの微分作用素は射影直線の二つの直積の上の直線束へのsl_2のCasimir作用素の作用を変数分離したものとして得られることを示した.この事実の応用として,Euler-Poisson方程式やその解について知られていた種々の性質を表現論から説明できる.まず3つのGL(2)の作用が交換可能であることから解の空間はGL(2)の表現空間であることが従う.このことは,従来は微分作用素の具体的な計算によって確かめられていたことであったが,上の説明では群の作用の可喚性から自然に従う.次に,右からのGL(2)のかけ算は直線束(すなわち主系列表現)のパラメータの指定に持ちいられている.従ってパラメータを増減させるLaplace作用素を昇降演算子としてとして捕らえることができる.特にLaplace作用素全体の満足する交換関係がリー環gl_2の交換関係から自然に導かれた.この解釈の有効性の一つは,ここで使われている概念が通常の群のみならず量子群の文脈にも適切に置き換えられることである.この方面への応用は大阪大の永友清和らによって着手されている.また,GL(2)の主系列表現からEuler-Poisson方程式の解空間へのintertwining作用素を積分変換として構成できた.これはAppellの2変数超幾何関数や球関数の積分表示に応用された.これらに関連して,普遍展開環U(gln)の中心のGelfand生成元とCapelli生成元に関する研究発表を行った.この研究は京都大の梅田亭らの研究へと発展した.また塩田徹治のMordell-Weil格子の理論に触発されて,例外型ルート型をルートの長さだけから特徴づけられることを発見し論文として提出した.単純Lie環の表現論の立場からEuler-Poissonの微分方程式を研究した.2次の行列空間には左と右からGL(2)がかけ算で作用し,更にLie環sl_2がこれらと可喚に作用する.本研究ではまず,Euler-Poissonの微分作用素は射影直線の二つの直積の上の直線束へのsl_2のCasimir作用素の作用を変数分離したものとして得られることを示した.この事実の応用として,Euler-Poisson方程式やその解について知られていた種々の性質を表現論から説明できる.まず3つのGL(2)の作用が交換可能であることから解の空間はGL(2)の表現空間であることが従う.このことは,従来は微分作用素の具体的な計算によって確かめられていたことであったが,上の説明では群の作用の可喚性から自然に従う.次に,右からのGL(2)のかけ算は直線束(すなわち主系列表現)のパラメータの指定に持ちいられている.従ってパラメータを増減させるLaplace作用素を昇降演算子としてとして捕らえることができる.特にLaplace作用素全体の満足する交換関係がリー環gl_2の交換関係から自然に導かれた.この解釈の有効性の一つは,ここで使われている概念が通常の群のみならず量子群の文脈にも適切に置き換えられることである.この方面への応用は大阪大の永友清和らによって着手されている.また,GL(2)の主系列表現からEuler-Poisson方程式の解空間へのintertwining作用素を積分変換として構成できた.これはAppellの2変数超幾何関数や球関数の積分表示に応用された.これらに関連して,普遍展開環U(gln)の中心のGelfand生成元とCapelli生成元に関する研究発表を行った.この研究は京都大の梅田亭らの研究へと発展した.また塩田徹治のMordell-Weil格子の理論に触発されて,例外型ルート型をルートの長さだけから特徴づけられることを発見し論文として提出した.
耳石器選択刺激及び片側破壊における前庭神経核内Fos蛋白の分布

前庭動眼反射・前庭頸反射により頭頸部の運動時網膜上の像を固定し、視覚情報が正確に中枢へ伝えられる。前庭感覚細胞が刺激されると興奮は一次求心性神経を介して前庭神経核二次ニューロンに伝わる。内耳を電気刺激し、前庭神経核ニューロンに発現するFos蛋白の分布を調べた。またモルモットの片側または両側の前庭感覚細胞を破壊し、前庭神経核ニューロンおよび脊髄運動ニューロンに発現するFos蛋白の分布を調べ、前庭神経の支配を受けるニューロンの特徴を検索し、前庭入力と頭の位置を固定する頸筋運動ニューロンとの関係を調べた。ネンプタール麻酔またはケタラール・硫酸アトロピン・キシラジン・塩酸クロルプロマジンの混合麻酔で前庭神経核ニューロンにFosが発現した。左内耳に双極銀電極を刺入し500μAで15分間電気刺激した結果では、両側前庭神経核ニューロンにFosが発現した。刺激側と反対側で前庭神経核ニューロンに発現するFosに差異は認められなかった。アミノグリコシド系抗生物質を左中耳に注入し、片側の前庭感覚細胞破壊例でも前庭神経核ニューロンのFos発現に左右差は認められなかった。隔日2週間アミノグリコシド系抗生物質腹腔投与による前庭感覚細胞破壊動物では非破壊動物に比べてFosが発現した前庭神経核ニューロン数が多かった。前庭感覚細胞破壊が前庭神経核ニューロンの活動を高めていることを示唆している。しかし、頸髄運動ニューロンでは前庭感覚細胞破壊動物と非破壊動物ではFos発現に差異は認められなかった。モルモットの球形嚢片側破壊と選択的電気刺激を行い、前庭神経核ニューロンに発現するFos蛋白の分布を調べ、球形嚢神経の支配を受けるニューロンの特徴を検索することを目的とした。1.前庭破壊または電気刺激用電極刺入するための麻酔条件ネンブタール麻酔下では苦痛を与えず生命を維持して外科的処置を行うのは困難であった。ケタラール・硫酸アトロピン・キシラジン・塩酸クロルプロマジンの混合麻酔を用いることにより安定した処置が可能であった。2.対照実験での前庭神経核内でのFos蛋白の発現実験動物の外界からの刺激に対する反応を調べるため、静かな暗室に3時間放置した。結果前庭神経核内にFos蛋白は発現しなかった。しかし麻酔の影響により前庭神経核内にFos蛋白は発現した。麻酔の影響は特に内側核に多く発現した。3.電気刺激によるFos蛋白の発現左側内耳に双極銀線電極を刺入し、500μAで15分間刺激し、1時間後のFos蛋白は発現を調べた。刺激側と反対側との前庭神経核ニューロンに発現するFos蛋白に差異は認められず、ほとんどの左右前庭神経核ニューロンにFos蛋白が発現していた。以上の結果より、片側刺激に対して前庭神経核ニューロンのFos、蛋白の発現に刺激側と反対側に明らかな差異は認められなかったが、内耳を刺激することにより前庭神経核ニューロンにFos蛋白が発現することが明らかになった。ラットにおいてKaufman(1992)らは主に内側核に発現を認めたが、モルモットでは内側核だけでなく外側核・下枝でもFos蛋白が発現していた。モルモットの片側または両側の前庭感覚細胞を破壊し、前庭神経核ニューロンおよび脊髄運動ニューロンに発現するFosの分布を調べ、前庭神経の支配を受けるニューロンの特徴を検索し、前庭入力と頭の位置を固定する頸筋運動ニューロンとの関係を調べることを目的とした。アミノグリコシド系抗生物質(300mg/kg)を生理食塩水に溶かし2週間隔日投与し、前庭感覚細胞を破壊した。生理食塩水のみを投与した動物をコントロール群とした。

最終投与後、1週間・経過後動物を灌流固定し、脳幹および脊髄(頸髄)を取り出し、連続凍結切片を作成すし、Fosを検出した。抗生物質投与群とコントロール群では体重増加に明らかな違いを示した。1週間後では投与群・コントロール群とも前庭神経核ニューロンおよび頸髄運動ニューロンのほとんどにFosが発現した。2週間・4週間後では前庭神経核ニューロンで投与群がコントロール群に比べFos陽性ニューロンが多かった。しかし頸髄運動ニューロンに発現するFosは投与群とコントロール群で差はなかった。一方、ネンブタール基礎麻酔下で中耳にアミノグリコシド系抗生物質(20mg)を生理食塩水に溶かし注入し、片側前庭感覚細胞を破壊した。生理食塩水のみを投与した動物をコントロールした。二週間・四週間後動物を灌流固定し、前庭神経核ニューロンおよび頸髄運動ニューロンに発現するFosを調べた。注入側への頭部の傾きが生じたが24時間以内に回復した。破壊側・非破壊側の前庭神経核ニューロンおよび頸髄運動ニューロンでFos発現に差はなかった。
非線形電極反応のメカニズム

本研究は、電極界面の溶媒分子と電解質イオンの動的構造を理論的に明らかにし、界面での電気二重層の実態を解明する目的で、モンテカルロシミュレーションによる研究を行った。本シミュレーションの特徴は金属からのイメージ力をあらわに考慮することである。イメージ力は金属中の伝導電子が電極界面での水やイオンなどの電荷分布により引き付けられる誘起効果である。イメージ力は金属電極の特性として、これを無視して計算することはできないと考えられる。われわれのイメージ力を考慮した初期のシミュレーションでは、水分子のみならず、イオンも金属表面に直接吸着する。そして、非常に大きな非線形揺らぎが存在することが明らかになった。そこで、今年度は分子モデルを改良し、かつ、完全な熱平衡状態を実現するために、マルチカノニカルモンテカルロのシミュレーション計算を行った。水分子はtip3pモデルを、イオンはNa+とCl-を使う。その計算結果によると、金属表面でNa+が強く吸着した。すなわち、イメージ力を考慮した計算では、実際のぬんしも出るに近い系を用いても、Na+のような小さなイオンも金属表面に直接強く吸着することが明らかになった。Na+の外側に第1層目の水分子がきれいに配列し、その外側に第2層目の水分子がややルーズに配列した。第1層と第2層の水分子の配列は非常によく分離して見える。第1層の水分子の多くが、OH軸を金属面に平行にして、互いに水素結合で強固に結び合っている。このような異常な水の配置はガス状の水分子が金属表面に吸着する構造に類似している。Cl-は第2層の水分子に挟まれて存在した。これらNa+とCl-の配置の仕方は従来考えられているものと正反対である。今後イメージ力の正当性を検討すべきであろう。