hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「脳の透明化」による神経障害性疼痛発症メカニズムの解明

神経障害性疼痛の発症機序は未だ明らかでないが,原因は侵害情報伝達の可塑的変化にあると考えられ,近年,その可塑的変化の成立にはグリア細胞が重要な役割を果たすことがわかってきた.本研究は,ラット延髄水平断スライス標本に組織透明化手法を適用し,蛍光抗体法を用いた免疫組織化学的手法による研究方法を確立すること,さらに神経障害性モデル動物において実際にグリア-ニューロン連関を明らかにすることを目標とした.厚さ数mmのラット透明化延髄水平断標本に蛍光抗体法を適用し,三次元的観察を試みた.その結果,一定の透明化は得られたもののSN比が不十分であり,今後様々な標本作成条件・染色条件の検討が必要と考えられた.本研究の目的は、(1)『透明化延髄標本』に対する、免疫組織化学的観察手法の確立、ならびに上記手法を用いた、(2)神経障害性疼痛モデル動物における、侵害受容システムの可塑的変化の解明、である。ラット延髄の水平断スライス標本(浮遊切片)の作成は報告者が既に確立した技術であるため、そのスライス標本を透明化することにより観察範囲を三次元的に拡大するというのが当初の構想であった。しかしながら、透明化処理による組織の膨張・縮小・変形、あるいは免疫染色における抗原性の低下といった欠点が知られているため、これをいかに克服するかの検討がまずは必要と考えた。その一方、いくつかの組織透明化手法がここ数年で立て続けに発表され、本研究の計画段階で既に存在していたSeeDB法(2013年)のほか、CUBIC法(2014年)、ScaleS法(2015年)が有力な候補となった。本研究ではスライス標本に対する免疫染色を行うため、組織透明化の程度もさることながら、標本がスライスしやすい性状に保たれること、および抗原性が保たれること、の2点が重要なポイントと考えられる。そこで当初計画から変更し、ScaleS法を透明化手法として採用し、これによる実験準備を進めている段階である。本研究計画で用いる透明化手法の再検討、ならびにスライス標本作成のために不可欠なリニアスライサー購入までに一定の期間を要したことから、研究計画全体として遅れている。前年度の結果を踏まえ、パラフォルムアルデヒドにより灌流固定したラット延髄に対して、理化学研究所により開発された組織透明化手法『ScaleS』を適用し、透明化延髄標本の作成を試みた。この方法は尿素とソルビトールを主成分とするScaleS試薬により組織透明化を図るものであり、その適用目的により『AbScale』『ChemScale』『ScaleSQ』などのバリエーションが存在する。今回は、三叉神経脊髄路核内におけるグリア細胞の三次元的観察を前提として、AbScaleによる透明化を試みた。透明化試薬の成分・配合は、Nature Neuroscience: doi:10.1038/nn.4107に従い調整し、AbScaleプロトコールに準じて処理を行った。その結果、Permeabilization(免疫染色の前)の工程までの段階で十分な透明化が得られず、温度や振盪など処理条件の見直しが必要であると思われた。しかしその一方、十分とは言えないものの一定の透明化には成功しており、数mmのスライス標本における蛍光抗体法を用いた観察には有効である可能性が示唆された。今回は11週齢雄性ラットを実験対象として用いたが、週齢による脳組織密度の相違や、硬膜・軟膜等の周囲組織除去の程度により透明化試薬の浸透性が変化する可能性がある。透明化処理の有効性を判断するには、様々な処理条件下での結果を比較検討する必要があると考えられた。神経障害性疼痛の発症機序は未だ明らかでないが,原因は侵害情報伝達の可塑的変化にあると考えられ,近年,その可塑的変化の成立にはグリア細胞が重要な役割を果たすことがわかってきた.本研究は,ラット延髄水平断スライス標本に組織透明化手法を適用し,蛍光抗体法を用いた免疫組織化学的手法による研究方法を確立すること,さらに神経障害性モデル動物において実際にグリア-ニューロン連関を明らかにすることを目標とした.厚さ数mmのラット透明化延髄水平断標本に蛍光抗体法を適用し,三次元的観察を試みた.その結果,一定の透明化は得られたもののSN比が不十分であり,今後様々な標本作成条件・染色条件の検討が必要と考えられた.研究計画自体の変更はないが、まずは第一の目的である(1)『透明化延髄標本』に対する、免疫組織化学的観察手法の確立、に傾注して成果を挙げることを最優先とする。歯科麻酔学高価な実験機器を購入(リニアスライサーPRO7:1555200円)したため、実験用動物・消耗品購入のため次年度予算を前倒し支払い請求したが、実験計画遅れのため次年度に持ち越すこととした。基本的な使用計画は当初予定した通りである。実験用動物・消耗品費として執行するほか、情報収集のための学会参加(2回)および実験技術習得のための講習会参加を予定している。
アルビノマウス胚の導入されたマウスチロシナーゼ遺伝子の発現

この研究はマウスのメラニン生成酵素であるチロシナーゼのcDNAをクローニングし、それをアルビノマウスの胚の導入し、その発現を検出することを目的とした。昭和61年度においてマウスメラノサイトのmRNAに由来する、cDNAライブラリーから抗チロシナーゼ抗体およびアミノ酸配列に基づくオリゴヌクレオチドを用してチロシナーゼcDNAをスクリーニングしクローン化した。昭和62年度にその塩基配列を決定し、チロシナーゼcDNAに関する世界最初の正確な配列として公表したが、それに引続き各国から関連の研究成果が報告されている。我々が最初にクローン化したチロシナーゼcDNA(Tyrsー33)は約1.8kbpの長さであり、約5.1kDaのタンパク質をコードするオープンリーデイングフレームを持つものであったが、培養細胞に導入してその発現を検討した結果、必ずしも形質転換率が高くないことが判明した。そこで、さらにクローン化の努力を続けたところ、Tyrsー33よりも約1.4kbp長いクローン(TyrsーJ)が分離され、約60kDaのタンパン質をコードするものであることが分かった。一方、マウスのゲノム由来のライブラリーから上記のcDNAをプローブとしスクリーニングを行ったところ、4.8kbpのチロシナーゼの構造遺伝子の第1エクソンとその5′側上流を含む配列が得られ、その塩基配列を解析することによって、5′側にユニークの調節領域を含むことが分かった。この調節領域とTyrsーKを接続してアルビノマウス由来の培養色素細胞に導入し、非メラニン生成細胞を非メラニン生成細胞へ形質転換させることに成功した。従ってこの調節領域はプロモーター作用を持つものであり、TyrsーJも機能的なチロシナーゼタンパク質をコードしているものと判断される。なお、上記融合遺伝子をアルビノ胚の導入した結果、胚に黒化した組織が観察されているが、末だ完全な個体を得ていない。1.マウス(C57BL/6J系)の皮膚から分離、培養し樹立した培養細胞TM10をマウスの腹腔に注射し、増殖させた細胞塊からRNAを抽出しオリゴdTセルロースカラムを用いてポリ【(A)^+】RNAを分離した。このポリ【(A)^+】RNAから逆転写によってCDNAを合成し、λgt11ベクターに組換えて、500bp以上の長さのDNAをもつクローンを約20万分離した。この中からチロシナーゼ遺伝子の配列を含むクローンを選択するために、先づ抗チロシナーゼ抗体を用いてスクリーニングを行い、チロシナーゼタンパク質を発現していると思われるクローンを6個分離した。次に夫々のクローンにつき、cDNAをEcoRI製限酵素で切断し、電気泳動した結果、同一のバンドを示したクローンを除外し、最終的に4種類のクローン(塩基配列の長さは夫々1.25kb,0.9kb,1.9kbおよび0.2kb)を選択した。次に、B16マウスメラノーマより分離情製したチロシナーゼの2ケ所のアミノ酸配列から、それに対応する14merと21merのヌクレオチドを合成し、それをプローグとして上記の4クローンとのハイブリダイゼーションを行った結果、その中の3クローンが陽性であった。從って、これらのクローンはチロシナーゼ遺伝子の配列を含むcDNAであると考えられる。2.このcDNAをプローグとして、培養色素細胞TM10および培養アルビノ色素細胞,正常マウス皮膚,肝臓においてチロシナーゼmRNAが発現しているか、ドット・ハブリダイゼーションによって検定を行ったところ、肝臓を除き、陽性であった。このことはアルビノ色素細胞がCRMのmRNAを合成していることを意味する。

3.これらのcDNAをDNAとして培養アルビノ細胞に導入したところ、約【10^(-6)】の頻度で形質転換をおこす細胞が出現した。現在胚細胞への導入を継続行っている。
グルコシドのアシル化反応における選択性制御に関する研究

4,6-O-ベンジリデン-α-D-グルコピラノシド(4,6-glc)の無水安息香酸によるベンゾイル化反応について以下の検討を行った。1)選択性(2-ベンゾイル体と3-ベナゾイル体の比)を、環状アミンであるN-メチルモルホリン、N-メチルピペリジン、N-メチルピロリジンをそれぞれ触媒として用いて検討した。その結果、N-メチルモルホリンでは反応速度はトリプロピルアミンより小さいが選択性はトリエチルアミンとトリプロピルアミンの中間程度であり、N-メチルピペリジンでは速度、選択性共にトリエチルアミンと同程度、N-メチルピロリジンでは速度、選択性共にトリエチルアミンより著しく大きいという結果が得られた。2)N-メチルモルホリンの濃度を種々に変えて反応物および生成物の濃度の経時変化を調べた。アミン濃度依存性のプロフィールはトリエチルアミンを用いた昨年度の結果と類似している。実験結果を非線形最小二乗法により定量的に解析した結果、(i)N-メチルモルホリンを用いた場合も、トリエチルアミンを用いた場合と同様に4,6-glcとアミンとの1:1および1:2錯体を中間体として反応が進行すること、(ii)2-ベンゾイル体の選択的な生成には、1:2錯体を経由するアシル化反応の過程が重要な役割を果たしていることが示された。本研究の結果より、酸無水物を用いて選択的なアシル化反応を行うには、1:2錯体を作りやすく、また1:2錯体からの反応選択性の高い触媒を用いる必要があることがわかった。これには、塩基性が強く(共役酸のpKaが大きい)立体的なかさ高さが小さいアミンを用いることが有効であると結論される。メチル4,6-0-ベンジリデン-alpha-D-グルコピラノシド(グルコシド)-アミン錯体の構造についての知見を得、選択性制御の機構を明らかにするために、以下の検討を行なった。1.アシル化反応の選択性とアミンの構造との関係を明らかにするために、各種のアルキルアミンを用いてグルコシドの無水安息香酸によるベンゾイル化反応の経時変化を追跡した。その結果、アミンのアルキル置換基の立体効果が反応速度および選択性に影響を及ぼすことが示された。2.ピリジンを触媒として用いて1.と同様の反応について詳細に反応動力学を検討した。その結果、トリエチルアミンの場合とは異なり、グルコシドとピリジンとの1:1錯体を中間体として反応が進行することがわかった。3.反応中間体であるグルコシド-アミン錯体の構造を明らかにするために、グルコシド濃度を0.0177mol/lとし、トリエチルアミン濃度を0.0080.8mol/lに変えて、重クロロホルム中35°Cおよび50°CでプロトンNMRにおける化学シフトを測定した。その結果、グルコシドがその2位および3位の水酸基でトリエチルアミンと相互作用して、錯体を形成することが示唆された。以上の結果は、グルコシドのアシル化反応の中間体が、グルコース誘導体とアミン触媒とからなる錯体であるという知見をさらに裏付けるものである。また、錯体形成にはアミンの塩基性と共にアルキル基の立体効果が影響を及ぼすことから、アミンの分子構造を制御することにより選択性の制御を行える可能性のあることがわかった。1)選択性(2-ベンゾイル体と3-ベンゾイル体の比)を、環状アミンであるN-メチルモルホリン、N-メチルピペリジン、N-メチルピロリジンをそれぞれ触媒として用いて検討した。

その結果、N-メチルモルホリンでは反応速度はトリプロピルアミンより小さいが選択性はトリエチルアミンとトリプロピルアミンの中間程度であり、N-メチルピペリジンでは速度、選択性共にトリエチルアミンと同程度、N-メチルピロリジンでは速度、選択性共にトリエチルアミンより著しく大きいという結果が得られた。2)N-メチルモルホリンの濃度を種々に変えて反応物および生成物の濃度の経時変化を調べた。アミン濃度依存性のプロフィールはトリエチルアミンを用いた昨年度の結果と類似している。実験結果を非線形最小二乗法により定量的に解析した結果、(i)N-メチルモルホリンを用いた場合も、トリエチルアミンを用いた場合と同様に、4,6-glcとアミンとの1:1および1:2錯体を中間体として反応が進行すること、(ii)2-ベンゾイル体の選択的な生成には、1:2錯体を経由するアシル化反応の過程が重要な役割を果たしていることが示された。本研究の結果より、酸無水物を用いて選択的なアシル化反応を行うには、1:2錯体を作りやすく、また1:2錯体からの反応選択性の高い触媒を用いる必要があることがわかった。これには、塩基性が強く(共役酸のpKaが大きい)立体的なかさ高さが小さいアミンを用いることが有効であると結論される。
イヌとネコの新規幹細胞を用いた腎性貧血治療への展開

本研究の目的は、iPS細胞よりもやや分化しているが安定して増殖するイヌとネコの新規幹細胞である人工多能性胚体外内胚葉細胞(iXEN細胞)を作製し、これをEPO産生細胞へと分化させることで、慢性腎臓病罹患動物の治療に応用することである。現在までに以下のような研究成果が出ている。1.イヌ胎子線維芽細胞に自然に除去される仕組みを持ったセンダイウイルスベクター(SeVdp)を使用して、初期化遺伝子(Oct3/4,Sox2,C-Myc,Klf4)を導入し、遺伝子に傷がつかないイヌiXEN様細胞の作製を試みたところ、iXEN細胞の性質を持つ細胞が作製された。本細胞はSeVdpの発現が消失していたことから、遺伝子組換えの無いイヌiXEN様細胞が作製できた。2.ネコ胎子線維芽細胞を用いてイヌと同様にiXEN細胞作製を試みたが、細胞を継代することで分化することがわかった。しかしながら、培養条件を変えることでネコiPS様細胞が得られることが分かった。得られたiPS様細胞はSeVdpを発現している細胞と消失している細胞が混在していた。3.ネコ精巣上体から得られた精子から真空凍結乾燥機を用いてフリーズドライ精子を作製した。このフリーズドライ精子を冷蔵庫で保存した後、ネコ卵巣から得られた未成熟卵子を体外成熟して、顕微授精(ICSI)を行った。その結果、フリーズドライした精子でも、新鮮な精子と同様に胚盤胞期胚を作製できることがわかった。今後、胚盤胞期胚を用いて、正常な発生過程におけるES細胞およびXEN細胞への分化について調べることが可能となった。遺伝子挿入のないウイルスフリーなイヌiXEN細胞の作製は可能となっている。また、ネコiXEN細胞の作製には至っていないが、その過程でネコiPS様細胞が得られており、まだ世界的に報告のないネコiPS細胞作製への期待が高まっている。さらに、ネコ胚盤胞期胚の作製を安定的にできるようになり、研究は順調に進んでいると判断した。まだ、作製できていないネコiXEN細胞の作製を進める。また、研究課程で得られたネコiPS様細胞については、この細胞を用いてEPOへ分化させるという新しい研究展開を進めていく。さらに、iXEN細胞の最適な培養条件の検討を行う。サイトカイン、低分子化合物が培養維持に重要であると予想できており、真に必要な因子を明らかにする。また、細胞の生存率や増殖率を上げる細胞の足場である細胞外マトリックスを使用し、簡易で大量にiXEN細胞が培養できる環境を整える。可能であれば、各種幹細胞をEPO再生細胞へ分化させるための予備実験を開始する。

次年度使用額が生じた状況としては、iXEN細胞等の幹細胞の大量培養やEPO産生細胞の作製に必要となる培養用プラスチック製品や、各種のサイトカイン、シグナル活性化因子や阻害因子などの低分子化合物を用いた研究がまだおこなわれなかったことが要因の一つである。これらの試薬は非常に高価であるため、次年度にはこれらの試薬を購入するとともに、EPO分化の確認に必要な抗体も購入する予定である。
架橋酸素多環式化合物の汎用性不斉合成法の開拓と合成化学的応用

ジアゾカルボニル化合物より発生させた環状カルボニルイリドのルイス酸触媒不斉付加環化反応が,通常の電子要請型のみならず,ビニルエーテル類およびN-メチルインドールなどとの逆電子要請型反応においても高いレベルの不斉誘起をともなって進行することを明らかにし,架橋酸素多環式化合物を不斉合成する汎用的方法を開拓した.ジアゾカルボニル化合物の基質一般性に関しても,ベンゼン環を含むもののみならず,鎖状のジアゾジケントンやピロリジン環を含む基質にも適用できることを明らかにし,その合成化学的応用として(+)-Tashiromineの合成を達成した.ジアゾカルボニル化合物より発生させた環状カルボニルイリドのルイス酸触媒不斉付加環化反応が,通常の電子要請型のみならず,ビニルエーテル類およびN-メチルインドールなどとの逆電子要請型反応においても高いレベルの不斉誘起をともなって進行することを明らかにし,架橋酸素多環式化合物を不斉合成する汎用的方法を開拓した.ジアゾカルボニル化合物の基質一般性に関しても,ベンゼン環を含むもののみならず,鎖状のジアゾジケントンやピロリジン環を含む基質にも適用できることを明らかにし,その合成化学的応用として(+)-Tashiromineの合成を達成した.o-メトキシカルボニル-α-ジアゾアセトフェノン及びその誘導体をカルボニルイリド前駆体として、キラルルイス酸を触媒とする不斉誘起に関する検討を行っており、最近、親双極子剤として電子過剰型のビニルエーテル類を用いる1,3-双極子-LUMO、親双極子剤-HOMOの相互作用による逆電子要請型の付加環化反応において、高レベルの不斉誘起が可能であることを報告している。本研究では、ジアゾ基質一般性の拡張を目的として、1-ジアゾ-2,5-ヘキサンジオンなどの鎖状ジアゾジケトン類をカルボニルイリド前駆体として用い、オレフィン性親双極子剤との反応における不斉誘起について検討した。種々の鎖状ジアゾジケトン類をカルボニルイリド前駆体として電子過剰オレフィンであるブチルビニルエーテルとの逆電子要請型反応を10 mol%のLu(OTf)_3-(4S,5S)-Pybox-Ph_2錯体をキラルルイス酸触媒として用いて行うと、高exo選択的且つ最高で84% eeと良好な不斉誘起が認められ、ジアゾ化合物のケトン部の置換基に対する一般性も高かった。オレフィン基質一般性の検討としてt-ブチルジメチルシリルエーテルやスチレンなどのオレフィン類との反応においても不斉誘起が可能であることを明らかにした。o-メトキシカルボニル-α-ジアゾアセトフェノンやその誘導体をカルボニルイリド前駆体とする反応においてもオレフィン基質一般性の検討を行ったところ、ジヒドロフラン、シリルケテンアセタール、アリルアルコールを用いた場合にビニルエーテルの結果と比較すると反応性やエナンチオ選択性に程度の差はあるものの、(4S,5S)-Pybox-Ph_2とランタニド金属トリフラートより調製した錯体あるいは(R)-BINIM-4Me-2QN-Ni(II)錯体(10mol%)を触媒として用いると、不斉誘起が可能であることを明らかにした。我々は、o-メトキシカルボニル-α-ジアゾアセトフェノン及びその誘導体を前駆体として発生させたカルボニルイリドのキラルルイス酸を触媒とする不斉誘起にはじめて成功している。平成20年度の検討では、ジアゾ基質一般性の検討として、1-ジアゾ-2,5-ヘキサンジオンなどの鎖状ジアゾジケトン類をカルボニルイリド前駆体として用いブチルビニルエーテルとの逆電子要請型の付加環化反応においても、高レベルの不斉誘起が可能であることを明らかにした。平成21年度には、更なるジアゾ基質一般性の拡張を目的として、N-ジアソアセチル-2-ピロリジノンを基質とする検討を中心に行った。3-アクリロイル-2-オキサゾリジノンとの反応は、(4S,5S)-Pybox-Ph_2-Sm(OTf)_3錯体(10mol%)の調製法および反応温度(-10°C)の検討により、再現性よく良好なexo-選択性(92:8-93:7)とエナンチオ選択性(87%ee)を示す条件を確立した。また、オレフィン基質一般性の検討として3-クロトノイル-2-オキサゾリジノンとの付加環化反応をPybox-Ph_2-La(OTf)_3触媒(10mol%)存在下-20°Cで検討したところ、極めて高いレベルの不斉誘起(95%ee,exo:endo=75:25)が認められることを見出した。3-(3-エトキシカルボニルプロペノイル)-2-オキサゾリジノンとの反応においては、レギオ異性体が生成し、Pybox-Ph_2-La(OTf)_3触媒(10mol%)存在下-20°Cでは、4種類生成する異性体のうち、ルイス酸非存在下では最も生成量の少ない異性体が主生成物として得られ(10:7:76:7)、そのエナンチオ選択性も良好(84%ee)であることを明らかにした。我々は、o-メトキシカルボニル-α-ジアゾアセトフェノン及びその誘導体を前駆体として発生させたカルボニルイリドのキラルルイス酸触媒による不斉誘起にはじめて成功している。

また、本課題の研究成果として、本手法を1-ジアゾ-2,5-ヘキサンジオンなどの鎖状ジアゾジケトン類をカルボニルイリド前駆体とするブチルビニルエーテルとの逆電子要請型の付加環化反応にも、拡張できることを明らかにしている。平成22年度には、親双極子剤の基質一般性に関する検討として、2,3-ジヒドロフランやインドール誘導体との反応を行ったところ、1-ジアゾ-5-フェニル-2,5-ペンタンジオンをカルボニルイリド前駆体として、(4S,5S)-Pybox-Ph_2-Lu(OTf)_3錯体(10mol%)存在下、1-メチルインドールとの反応において高いエナンチオ選択性(90%ee)でexo-付加体(78:22)が選択的に得られることを見出した。o-メトキシカルボニル-α-ジアゾアセトフェノンの反応では、endo-付加体のみが比較的良好なエナンチオ選択性(77% ee)で得られた,更に、5-ブロモ-1-メチルインドールや5-メトキシ-1-メチルインドールを親双極子剤とする反応も高exo-選択的(89:11,90:10)かつ高エナンチオ選択的(98% ee,88% ee)に進行することも明らかした。ジアゾ基質一般性に関して,5-位の置換基についての検討を行った結果、p-MeC_6H_4やp-Br-C_6H_4などの芳香族置換基では良好なエナンチオ選択性(83% ee,84% ee)が観測されるものの、Meやi-Prなどの置換基では、exo-体のエナンチオ選択性は中程度(52% ee,68% ee)であった。本手法を用いた光学活性インドールアルカロイドの合成への応用が期待される。
スキージャンプロボットの製作とジャンプ動作の空気力学的研究

スキージャンプ研究は国内・外ともにシャンツェでの実ジャンプ計測と実験室での基礎的計測の両手法で推進されている。ジャンプは空中試技が飛距離を決定する主たる要因になるが、実ジャンプにおいて得られる空気力学的計測の項目には限界があり、従来では助走スピードや飛行姿勢と飛距離の関係の追究に終始している。また、分析対象は静止姿勢にとどまっていた。本研究の代表者および分担者は風洞実験において、動的姿勢変化を分析対象に置いた気流の時々刻々の変化を調べる重要性に着眼した。それは、気流状態に影響する要素が姿勢変化だけではなく、前の姿勢によってできた変化気流も次の位相の気流形成に関わる事が解ったためである。風洞試験では人間を被験者としてジャンプ動作を負荷すると気流中への着地の危険と人体に向ける注入色素煙による無理が生ずるため、本研究では前年度にジャンプロボットを製作した。本年度には前年度に実施した試験結果を受けてロボットに改良を加え、ジャンプ動作中のロボット周辺・近傍の気流を計測した。静止姿勢および準動的姿勢で得られていた気流状態とは異なった気流剥離領域や空気渦の形成状態を確認した。また、風洞内の力覚センサ台に改良ロボットを据えつけて動作中に受ける揚力と抗力を計測し揚抗比と動作姿勢との関係を明らかにした。実験とは別にロボットと同一の三次元形状を計算器内空間に作製してジャンプ動作させ、数値流体解析して気流状態変化・揚力・抗力を計算し実計測と突き合わせ、また相互補完して最適化を進めた。バネ仕掛けの駆動装置を人体模型体内に埋め込みスキージャンプテイクオフ動作を行えるジャンプロボットを製作した。従来、静的姿勢や準動的な姿勢変化についてジャンプ時の空気力研究が進められできたが、本研究ではジャンプロボットが助走滑降のかがみ込み姿勢から急峻な体伸展を行って前傾を強めた滑空姿勢に至る間の動的位相における揚力と抗力について風洞実験と数値流体解析による検討を進めテイクオフ動作の最適化を目指した。そして、先ず製作したジャンプロボット(身長18cm)の三次元形態をコンピュータ画像空間に取り込んでテイクオフの準動的および動的解析を行い両者間で比較した。計算条件は、Phoenics2006ソフトウエアを用い、風速15m/s、計算格子幅4mm、レイノルズ数209670、乱流モデルをK-εモデルとした。その結果、動的解析による検討の必要性が改めて明らかになった。もう一方の風洞実験は目下、計測精度の改善に取り組んでいる。続いて製作ロボットを拡大して実物大ジャンパー(身長1.8m)のサイズでこの動作の動的解析を試みた。テイクオフ動作において体幹を起こすタイミングと速さに注目して膝関節伸展動作と連動させ解析した。風速を実ジャンプに相当する25m/sとした。その結果、できる限り遅く迄低い姿勢を保ってから急峻な体伸展を行うジャンプが抗力を抑制し、揚力の減少も相対的にこの姿勢変化において同様に少なく、揚抗比の面からの有利性が確認された。
都市施設を対象とした空間解析手法の提案及びそれを実装するGIS解析ツールの開発

本研究の目的は、道路ネットワーク上で発現する現象を対象とした空間分析手法を提案すると共に、提案した手法をGISソフトウェアの拡張機能として開発・実装することである。研究の流れは大きく、(1)新しい手法の提案及び理論構築、(2)分析ツールの開発、(3)実データに対する手法の適用の三つに分けられる。15年度及び16年度は、従来平面空間上で用いられてきた様々な空間分析手法の中で最も頻繁に用いられる手法の一つである「セルカウント法」を、ネットワーク上の点分布を分析する手法として確立した。本年度は、上記のセルカウント法と並んで重要な手法である、(1)点分布の中からクラスターを検出する「クランプ法」と、(2)ある地点における属性値を予測する「空間補間法」をネットワーク空間上で実行するための方法の開発に取り組んだ。これらのテーマについてもセルカウント法と同様に、上記の3段階の流れに沿って研究を進めた。(それらの成果は、塩出(2005)、Shiode(2005)で発表)。具体的には、(2)の作業で確立した分析ツールをウェブ上で公開し、ユーザからのコメントをもとに、システムの再検討やプログラムの改良を行い、分析ツールの完成度を高めた。(3)の実データを用いた分析では、それぞれの手法を平面とネットワーク両空間上のデータに対して適用し、ネットワーク空間上で分析することの有効性を検討した。その結果、(1)ネットワーク空間上で分析することによって、従来の平面上での分析より的確な分析結果が得られる現象が多く存在すること、(2)開発した手法及び分析ツールが都市空間の現象のみならず、様々な分野の現象に対する手法として有効であることを確認した。また最終年度である本年度は、これまでの研究活動の総括として上記の一連の研究による成果をまとめ、国内外で発表した(ジャーナル:Okabe, et. al.(2006),奥貫他(2005),著書:Okabe, et. al.(2005),奥貫他(2006))。近年における空間データの高精度化、及び、低コスト化に伴って大量のデータを的確に収集・管理・分析する必要が生じてきた。この流れに沿って本研究は、未だ分析手法の整備が遅れている道路単位の細密なデータに注目し、道路ネットワーク上での空間データ解析を行う分析手法を提案すると共に、提案した手法をGISソフトの拡張機能として開発・実装し、今後の空間データ解析分野の進展に寄与すること研究目的とした。分析手法としては、これまで平面空間を対象として用いられてきた空間統計手法の一つであるセルカウント法に焦点をあて、それをネットワーク上の点分布を集計・分析する手法「ネットワーク・セルカウント法」として拡張することを試みた。研究の柱は、(1)新しい手法の提案、(2)ツール開発、(3)手法の応用、の三つである。15年度は,これらのうち,(1)と,(2)の一部を達成した。まず、新しい手法の理論的枠組みを確立させた((1)に相当)。具体的には,点データの集計に先立って行われるセル分割に焦点を当て、ネットワークをネットワーク・セルに分割する計算アルゴリズムを構築した。次に、分割したセルをもとにネットワーク上の点オブジェクトを集計し、集計データに対して検定等の統計手法を適用した。その結果,平面空間上での分析による結果と比較した場合,著しく異なる結果が得られるということを発見した。次に、線データと点データの効率的な管理に適したデータ構造を模索し、ネットワーク・セルカウント法を実現するコンピュータプログラムをC++言語を用いて作成した((2)に相当)。現在,そのプログラムに汎用性を持たせるため,開発したプログラムをGISソフトの拡張機能に組み込む作業を行っている。また,上記の(1)(2)とは別に,空間分析手法の中でもセルカウント法と並んで頻繁に用いられる,クラスター検出のための手法(クランプ法)を,ネットワーク空間上で行うための理論構築を進めた。本研究の目的は,道路ネットワーク上で発現する現象を対象とした空間分析手法を提案すると共に,提案した手法をGISソフトウェアの拡張機能として開発・実装することである.研究の流れは大きく,(1)新しい手法の提案,(2)分析ツールの開発,(3)実データに対する手法の適用の三つに分けられる.本研究では,従来平面空間で行われれてきた様々な空間分析手法の中で最も重要な手法の一つであるセルカウント法に焦点をあて,それをネットワーク上の点分布を分析する手法として確立すべく,15年度は,(1)のネットワーク・セルカウント法の理論構築と(2)の一部を行い,16年度は,(2)の大部分と(3)を行った.(2)では,(1)で確立した分析手法を実現するコンピュータプログラムを開発し,それをGISソフトウェアの拡張機能に組み込むことによって,GIS上で動作する空間分析ツールとしたまた,ツールを公開し,利用者のコメントを参考に,システムの再検討やプログラムの改良を行い,ツールとしての完成度を高めた(その成果をShiode and Okabe(2004),Okabe and Shiode(2004)で発表した).(3)では,様々な実データを用意し,各データに対して平面セルカウント法,ネットワーク・セルカウント法の両者を適用した比較研究を行い,手法とツールの有効性を検討した.

その結果,(1)従来平面セルを用いて分析されてきたが,ネットワーク空間上で分析することによって,より的確な分析結果が得られる現象が多く存在すること(成果は,塩出・岡部(2004)で発表)、(2)開発した手法が都市空間の現象のみならず,様々な分野の現象に対する手法としても有効であること(適用例の一例をSpooner, et al.(2004)で発表)を確認した.また新しい試みとして,ネットワーク上での現象を対象とした分析手法の中でもセルカウント法と並んで頻繁に用いられる,クラスター検出のためのクランプ法を,ネットワーク空間上で行うための手法の開発に取り組んだ.このテーマについても研究の流れは上記の3段階に分けられるが,本年度は(1)の理論構築と,(2)の一部を行った(成果は,塩出・岡部(2004)で発表).本研究の目的は、道路ネットワーク上で発現する現象を対象とした空間分析手法を提案すると共に、提案した手法をGISソフトウェアの拡張機能として開発・実装することである。研究の流れは大きく、(1)新しい手法の提案及び理論構築、(2)分析ツールの開発、(3)実データに対する手法の適用の三つに分けられる。15年度及び16年度は、従来平面空間上で用いられてきた様々な空間分析手法の中で最も頻繁に用いられる手法の一つである「セルカウント法」を、ネットワーク上の点分布を分析する手法として確立した。本年度は、上記のセルカウント法と並んで重要な手法である、(1)点分布の中からクラスターを検出する「クランプ法」と、(2)ある地点における属性値を予測する「空間補間法」をネットワーク空間上で実行するための方法の開発に取り組んだ。これらのテーマについてもセルカウント法と同様に、上記の3段階の流れに沿って研究を進めた。(それらの成果は、塩出(2005)、Shiode(2005)で発表)。具体的には、(2)の作業で確立した分析ツールをウェブ上で公開し、ユーザからのコメントをもとに、システムの再検討やプログラムの改良を行い、分析ツールの完成度を高めた。(3)の実データを用いた分析では、それぞれの手法を平面とネットワーク両空間上のデータに対して適用し、ネットワーク空間上で分析することの有効性を検討した。その結果、(1)ネットワーク空間上で分析することによって、従来の平面上での分析より的確な分析結果が得られる現象が多く存在すること、(2)開発した手法及び分析ツールが都市空間の現象のみならず、様々な分野の現象に対する手法として有効であることを確認した。また最終年度である本年度は、これまでの研究活動の総括として上記の一連の研究による成果をまとめ、国内外で発表した(ジャーナル:Okabe, et. al.(2006),奥貫他(2005),著書:Okabe, et. al.(2005),奥貫他(2006))。
多色発色および可視域外制御を可能とする高機能金属析出型プラズモニックEC素子

近年、LSPR帯誘起によるカラー発色を成功させた銀析出型EC素子の報告がある。しかしEC素子における粒子の析出形態の制御から発色機構までを俯瞰した理解は十分に進んでいないため、実現可能な光学状態は限定されている。本研究では未解明の現象についての学術的な解明を進め、自由自在なLSPR帯の制御を目指す。さらに、他金属種や複数金属複合への着眼、PICSを利用した粒子形態の制御への着眼は、今までとは全く異なる観点からLSPR帯の制御を試みる積極的なアプローチであり、特に本研究の独創的な点であり、高い学術的価値を有する。本研究は、金属析出型EC素子のフルカラー表示や発色能高機能化に寄与する。
椎間板老化アミロイドの生化学的研究

ヒトの椎間板に加齢にともなって沈着するアミロイドを生化学的に抽出、精製するため、以下の実験を行った。(1)脊椎手術の際に得られる椎間板組織(線維輪と髄核からなる)を採取し、-20°Cにて凍結保存した。昭和62年度中に約60例の脊椎手術からの切除標本を採取したが、患者の年齢および組織の保存状態からみて、アミロイドの抽出に適当と思われる30例の椎間板組織を選び本実験に着手した。30例の手術から得られた椎間板組織の、凍結下での重量は症例あたり0.2gー4.77g(平均1.60g)総重量は47.93gであった。(2)組織を液体窒素で凍結し、ステンレス製乳鉢で粉砕した。(3)Prasらの方法に従い、弱塩抽出により塩可溶性成分を除いた後、蒸留水による抽出を行った。(4)水抽出で280nmに吸光をしめす、蒸留水可溶性画分を遠沈し、negative stainingを行い、電顕で観察した。(5)電顕による観察の結果、観察した約100視野のうち、わずか1視野でアミロイド線維の形態をそなえたclusterが観察出来たのみで、その後の生化学的分析を行うに十分な量は得られなかった。以上の結果より、椎間板組織における加齢に伴うアミロイド沈着は、他の臓器のアミロイドにくらべ、量的にきわめて少ないか、あるいは通常の水抽出では溶出しにくい、局所的要因が存在すると考えられた。1)椎間板組織の採取現在までに,約60例の脊椎手術からの切除標本を採取しており,アミロイドの抽出ができるよう, -20°Cの冷凍庫に保存している.2)生化学実験装置の設定と基礎実験椎間板組織を凍結粉砕するための装置の設定を終わり,アミロイド精製のためのゲルクロマトグラフィー, SDSポリアクリルアミド電気泳動の装置を組み立てた.それぞれ標準蛋白試料による基礎実験をおこなった.近日中に採取した組織をもちいて本実験に着手する予定である.
in silico 歯周組織再生医学の創出を目指した複雑系単細胞研究

ライブセルイメージングにより、FGF-2の細胞周期および細胞分裂促進作用を単細胞観察で明らかにした。また、in vitro創傷治癒モデルの解析から、FGF-2の歯根膜細胞遊走促進作用を明らかにするとともに、VEGF添加がFGF-2単独刺激における細胞遊走を増強することを明らかにした。さらに、歯根膜細胞が血管内皮細胞の菅腔様形態変化を補助し、さらにFGF-2はVEGF依存性にその作用を増強することが示唆された。以上の結果から、FGF-2による歯周組織再生のメカニズムの一端が明らかになったと考えらえる。本研究課題では、歯根膜細胞を対象とし、ライブセルイメージングにより細胞動態を観察し、ヘテロな細胞群における単細胞の応答性を明らかにすることを目的として研究を行った。平成24年度には、タイムラプスイメージング装置を用いて、in vitro創傷治癒モデルにおける歯根膜細胞の遊走を観察するとともに、歯根膜細胞と血管内皮細胞の共培養における細胞間相互作用について検討を行った。in vitro創傷治癒モデルでは、平成23年度にFGF-2存在下での遊走促進を明らかにしたが、本年度はVEGF存在下およびFGF-2とVEGFとの共刺激における遊走能について検討を加えた。その結果、VEGF単独刺激では、マウス歯根膜細胞の遊走能に影響を与えなかった一方で、VEGF添加はFGF-2単独刺激における細胞遊走を著明に増強した。なお、マイトマイシンC処理により細胞増殖を阻害した際にも同様の結果が得られた。一方で、歯根膜細胞と血管内皮細胞の共培養実験では、CellTrackerを用いてマウス歯根膜細胞をGreen、マウス血管内皮細胞をOrangeにトレーシングしMatrigel内で共培養を行ったところ、歯根膜細胞との共培養により血管内皮細胞の菅腔様形態変化が誘導された。興味深いことに、菅腔形態を示した血管内皮細胞の周囲にペリサイト様に歯根膜細胞が近接して配置されていく像が観察された。またこの現象はFGF-2存在下にて増強し、その効果はVEGF中和抗体処理により阻害された。両細胞の共培養により培養上清中のVEGF濃度が上昇すること、さらにFGF-2刺激により歯根膜細胞からのVEGF産生量が増加することから、FGF-2により誘導されるVEGFが歯根膜細胞と血管内皮細胞間の細胞間相互作用の一端を担っている可能性が示唆された。本研究課題では、歯根膜細胞を対象とし、ライブセルイメージングにより一細胞単位での細胞動態を詳細に観察することで、ヘテロな細胞群における単細胞の応答性を明らかにすることを目的として研究を進めている。平成23年度にはタイムラプスイメージング装置を用いてセルサイクルの進行と細胞分裂について解析を行うと共に、in vitro創傷治癒モデルを用いて歯根膜細胞の遊走について観察した。まず細胞周期について解析を行うために、蛍光ユビキチン化ベースのセルサイクルインディケーターであるPremoTMFUCCI Cell Cycle SensorをHela細胞に作用させ、実験条件の検討を行った。細胞周期の調整因子であるG1期をGFPにて、S、G2、M期を赤色蛍光タンパク(RFP)にて標識し、ライブセルイメージングにより単細胞レベルでセルサイクルの進行を観察することに成功した。また、Hela細胞にFGF-2を作用させることにより、セルサイクルの進行促進を認めた。さらに、細胞分裂については、細胞播種後、48時間から60時間の間に約31%の細胞が分裂していることがリアルタイムで観察され、5ng/ml FGF-2存在下では約51%の細胞において細胞分裂を観察した。現在、同実験系を用いて歯根膜細胞のセルサイクルを明視可し、FGF-2存在あるいは非存在下にてセルサイクルと細胞分裂について単細胞レベルでの解析をすすめている。in vitro創傷治癒アッセイでは、マウス歯根膜細胞を用いて0.9mm幅の無細胞エリアを含む単一レイヤーを形成し、無細胞エリアへの細胞の遊走について5ng/ml FGF-2存在、非存在下にて12時間、リアルタイムで観察した。結果、FGF-2存在下では、無細胞エリアへの遊走が促進された。現在、個々の細胞の動態について単細胞レベルでの詳細な解析をすすめている。セルサイクルと細胞分裂、さらに細胞遊走に関してのライブセルイメージング実験系が確立され、またサイトカイン添加による細胞機能の変化までも観察することができ、実験計画はおおむね順調に進展していると考えている。Hela細胞にて確立したライブセルイメージング実験系を応用し、細胞周期および細胞分裂における単細胞レベルでの細胞動態の解析をヘテロな細胞集団である歯根膜細胞を用いて遂行する。また、細胞遊走については、糸状仮足や葉状仮足の形成などの細胞骨格変化や、遊走速度などを単細胞レベルで解析する。さらに我々の研究室にて樹立された数種類のマウス歯根

膜細胞クローン株を用いて、それぞれを異なる蛍光色素でトレーシングすることにより、共培養下での遊走における動態の違いについて解析を加え、細胞の共生環境における一細胞の担う役割について明らかにすることを予定している。研究を遂行するにあたり、必要に応じて試薬やプラスチック器具等の消耗品購入のために研究費を執行しており、H23年度は当初の見込み額と執行額が異なったが、研究計画に変更はなく、H24年度へ繰り越した研究費も含めて、当初の予定通り研究費を執行し、研究を進めていく。
動的電子状態に基づいた強誘電性金属錯体液晶の創製

強誘電性液晶はその特異な構造と電場応答性から、液晶材料のみならず、強誘電メモリ材料、非線形光学材料など種々の次世代電子デバイスの重要な基幹材料の一つである。一方、金属錯体を組み込んだ金属錯体液晶は、その機能性から興味が持たれるが発展途上の分野である。そこで金属錯体特有の動的電子状態に起因した強誘電性の発現および液晶性を兼ね備えた多機能性化合物として、動的電子状態に基づいた金属錯体液晶の開発を目的とする。強誘電性・反強誘電性液晶はその特異な構造と電場応答性から、液晶材料のみならず、強誘電メモリ材料、非線形光学材料など種々の次世代電子デバイスの重要な基幹材料の一つである。一方、金属錯体を組み込んだ強誘電性金属錯体液晶はスピン転移に伴う磁気メモリ特性や電荷移動に伴う非線形光学特性の増大など、従来の有機強誘電性液晶には無い新たな機能性の発現も期待できる。我々はこの強誘電性金属錯体液晶の研究開発およびナノパターニングによるシングルドメインドットを利用した超高速応答分子デバイスの創製を目的として研究を行った。金属イオンを取り込んだ液晶は、金属錯体液晶(metallomesogen)と呼ばれている。不対電子すなわちスピンを有する金属錯体液晶は、そのスピンから創製される機能性が発現する。まず金属錯体液晶の構築として、中心金属イオンに鉄(II)あるいはコバルト(II)イオンなどを用いて金属錯体液晶の構築を行った。それらは長鎖アルキル鎖の長さや種類あるいは本数を変化させることで液晶転移温度を変えることに成功した。また中心金属イオンの動的電子状態から生じるスイッチング機能を有することが確認された。最後に今回得られた金属錯体液晶の誘電測定を行ったところ、混合原子価状態における強誘電特性およびスピン状態変化における強誘電特性を発現させることに成功した。すなわちスイッチング機能を有する強誘電性金属錯体液晶の開発に成功し、今後得られた強誘電性金属錯体液晶のデバイス開発を行っていくことが可能となった。金属錯体液晶を分子デバイスの観点から見直し、強誘電性金属錯体液晶の材料開発および分子デバイス開発という従来まで例の見ない研究開発を行った。金属錯体液晶を用いた強誘電性メモリデバイスは例がなく、我々の先駆的な研究である。さらに従来までのFeRAMは破壊的読み出しであったが、今回我々はスピンクロスオーバーや混合原子価状態に基づいた非破壊的読み出し機能を有する不揮発性メモリを提案しており、全てのメモリ機能を網羅することが可能となる。また不揮発性メモリでは一般には強誘電材料として無機化合物(酸化物)が用いられている。しかし、強誘電材料の製膜時に、現状の手法では加熱処理が入り、それが基板に影響を与える。強誘電材料として金属錯体液晶を利用し、インクジェット法やミスト法を用いて製膜すれば、加熱処理は必要なく性能改善が期待できる。スピンクロスオーバー錯体[Fe (bzimpy)_2](BF_4)_2に長鎖アルキル基を導入した錯体[Fe (3C16-bzimpy)_2] (BF_4)_2(1)を合成し、磁気・誘電応答について調査した。錯体1は326Kにおいて結晶-液晶相転移を示した。同時にスピン転移(S=0→S=2)も観測され、これは液晶相転移により誘起されたものであると考えられる。さらにこの液晶相は強誘電性が発現するとされる液晶相である*S_c相に帰属された。誘電測定では、液晶転移により誘電率が上昇することがわかり、自発分極測定において電場に対する自発分極のヒステリシスが観測された。これは強誘電体に特異な性質であり、錯体1が強誘電性を示すことが明らかになった。さらに、錯体1は通常の強誘電性液晶に見られるキラリティやバナナ型構造をもたないため、新しいタイプの強誘電性液晶であることも伺える。金属錯体は一般的に絶縁体の化合物が多く存在し、強誘電体を構築する上で非常にアドバンテージが多い物質群であるが、現在まで金属錯体で強誘電性が報告された例は配位高分子化合物の数例のみである。また強誘電性液晶は、液晶材料にキラル源の導入や構造的に折れ曲がった構造を有しているものなど非常に複雑で扱いにくいものが多い。また金属錯体液晶においても現在までいくつかの強誘電性の発現において、キラル源の導入における強誘電性の発現のみであり強誘電性を発現させるためにはキラル源の導入あるいはベント構造を有するものが不可欠であった。しかしながら本研究提案では、キラル源やベント構造などは必要としない中心金属錯体における動的電子状態に起源をもつ強誘電性を発現する金属錯体液晶の構築を目指した。

強誘電性金属錯体の開発において、鉄(II)、コバルト(II)、ニッケル(II)などのさまざまな金属イオンを有する金属錯体液晶の構築および金属錯体特有の機能と強誘電性を併せ持つ金属錯体液晶の構築に成功した。また得られた金属錯体液晶材料の薄膜化およびパターニングにも成功し、さらに非線形スイッチングや光スイッチングの特性発現も確認した。これらのスイッチング機能性を材料化するために、SHGを測定する必要があり、SHGのレスポンスを測定したところ、すべてのサンプルにおいてSHGレスポンスを観測することに成功した。今後、薄膜材料やパターニング材料における強誘電性スイッチング材料の可能性を示唆することができた。また発光特性も付与することができ、多機能性分子デバイスの開発に大きく前進することができた。
入力データが不完全なアルゴリズムで重要となる乱化技術の研究

以下のテーマに関して成果を得た.(1)対数領域計算に関する下限の導出.P対NP問題の重要性に隠れてはいるが,対数領域(メモリ量が入力長の対数で十分)と多項式時間の計算能力の違いを明らかにすることも同様に重要な未解決問題である.我々は分岐プログラム(BP)と呼ばれる計算モデルと木状計算と呼ばれる具体的問題を利用してこの課題に挑み,BPが1回読みという制限を満たすなら確かに2つの階層の間に真の違いがあることを示した.この1回読みという制限はかなりきつい制限ではあるが,制限を外しても大きな改善はできなさそうであるいくつかの状況証拠も示している.(2)ソーティングにおける平均的計算量の解析.下限に極めて近い上限式をすでに発表しているが,それはあくまで漸近的な性質であって.今回は入力長がある程度の値(100程度)までの具体的計算量を求めた.その結果下限とほぼ同じ(1以内)の計算量の上限を導いた.なお,これはシミュレーションではなく,閉じた式にはできなかったが,あくまで解析結果である.(3)安定マッチングの発展形である3次元版に対する解の存在性の解析.通常の2次元版の素直な発展形である本問題はクヌースによって70年代に提唱された.2次元の場合と同様に全ての例題に対して安定マッチングが存在することが強く予想されているが,誰も証明に成功していない.我々は平均的例題に対しては高い確率で本命題が成立するのではないかと予想し,実験も含めて様々な角度から検討した.その結果我々の予想に対して再検討の余地があることを示すいくつかの理論的および実験的な結果を得ることができた.上記(1)に関しては分野でトップに位置づけられる米国ACM学会のトランザクションに論文を発表することができた.また(2)に関しては,計算量理論及び情報科学の教育問題に関する第一人者であるスイス連邦工科大学のホロンコビッチ教授の還暦を祝う"Adventures Between Lower Bounds and Higher Altitudes"がスプリンガーのLNCSシリーズから出版され,招待論文として発表された.なお,理論計算機科学を創出したパイオニアの一人と言われているフランスのニバ博士の死去にともなうTheoretical Computer Science誌の特集号からも関連の論文が招待されていて印刷中である.(3)に関しては未だ論文発表には至っていない.しかし,従来多くの研究者が予想していた安定マッチングが常に存在するという肯定的な結果に対し,いくつかの重大な疑問点が出てきた.これは安定マッチングが存在するための比較的タイトと思われる十分条件に対し,その数値実験の結果出てきたものである.従来の方向性に対する重大な警告と受け止めており,その意味で大きな成果であると受け止めている.上記(3)に決着をつけることが最大の目標である.方向としては,安定マッチングが存在しない例題が存在することを証明することである.それは当然そのような例題を一つ発見すれば終わりであるが,それは今までも多くの研究者が試みて失敗している.我々は,具体的例題を示すことは諦め,単にその存在性のみを確率的手法で証明することを目的とする.さらに新しい具体的テーマとして,近年特に重要性を増しているデータのプライバシー保護を取り上げたい.近年そのための代表的技術としてランダムノイズの付加が提案されているが,その安全性の検証に関しては未だ多くの課題を残している.SNS等での人間関係は全てグラフによって表現される.そこでの特定個人間の友達関係はもっとも重要なプライバシーであり完璧な保護が求められる.一方で,グラフ全体に対する統計情報は様々な場面で有用になるので,一定の条件の元で情報提供されるべきであると考えられている.この過程でプライバシーの侵害が生じないように様々な観点から解析を行う.情報の不完全性の克服はわれわれが以前から取り組んで来たテーマであり,時間的不完全性から始まり,空間的な不完全性,更には大量データにかかわる情報の不完全性へと発展させてきた.こうした流れの集大成として,乱数を利用するための一般的かつ普遍的な枠組みの開発を行い,様々な情報不完全性に統一的に対応できる枠組みを構築することを目的に本研究を開始した.初年度の28年度は以下の2つの具体的成果を得る事ができた.一つはオラクル列の再現問題にたいする乱択アルゴリズムの開発である.下限と完全に一致するアルゴリズムを開発する事ができ,前世紀の終わりからの重要な未解決問題に対して一定の解決を与えることができた.本成果に関しては現在論文投稿中である.もう一つは安定マッチングのゲーム理論的解析に関してである.参加者が提出する希望リストでは,希望を正直に書かずにより良いパートナーを得ることが可能であることが古くから知られている.我々は提出された希望リストがナッシュ均衡になっているかどうかを多項式時間で判定できることを初めて証明した.この成果は国際学会SWAT2016で発表された.28年度には新たにソーティングに対する平均計算量の解析に乱択アルゴリズムを利用する技術の開発を開始し既に一定の成果を得ている.ソーティングは勿論最も基本的はプログラミングの部品であり,その実際的場面での計算量,つまり平均的計算量が極めて重視されて来ている.概略で述べた様に.2つの具体的成果を得る事ができた.オラクル列の際限問題はゲノム解析から提案された問題で,上下限の間のlog nのギャップが多くの研究者の興味を引いて来た.決定性のアルゴリズムでこのギャップを縮める(例えばloglog nに)