hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気浸透による土壌汚染物質除去とそのモデル化に関する研究

【一次元数式モデルの組立】模擬土壌としてカオリナイトを、汚染物質として銅を使用して行った昨年度の一次元カラム実験のデータに基づき土壌間隙水中の汚染物質濃度を予測する一次元数式モデルを組み立てた。モデルの支配方程式は通常の移流拡散方程式に電気泳動、電気浸透、土壌間隙水中での液相反応、土壌液相間の吸脱着反応の各項を加えたものである。支配方程式は電場に平行な方向をz方向とするz座標系で表現されている。陰極および陽極における電極反応は境界条件として考慮している。境界条件は、電極槽を設置して槽内を完全混合と見なして解析した結果と、電極槽を設置しない場合の二種類について検討した。【モデルによる数値シミュレーション】土壌に一定量の銅を吸着させ、陰極より陽極にむかってパ-ジ液を強制的に注入する場合と、パ-ジ液を注入せずに電気浸透流による移流のみが土壌間隙に存在するとした場合とについて数値シミュレーションを行った。計算の対象としたのはカラム内電極間のpH分布および、銅イオン、硫酸銅、硫酸イオン、硫酸水素イオンの各濃度分布の経時変化である。初期に一様であったpH分布は、時間の経過とともに陽極側のpHが低下し、それが陰極へと進行すると言う変化が認められた。ただし、いわゆるacid frontは数値シュミレーションではあまり明瞭には再現されなかった。また、銅イオンの濃度分布の様子よりカオリナイトの表面に吸着した銅イオンが脱着され間隙水中に溶解し、陰極側へと輸送される様子が確認された。また、電気浸透流のみの場合にはpHの値によってゼータポテンシャルが変化する為に間隙水中の流向が変わり、銅イオンが陽極側にも輸送される事が明らかとなった。【一次元カラム実験】汚染物質として銅を吸着させたカオリナイト(模擬土壌)をアクリル製円筒(一次元カラム)に充填し、両端に陽極槽と陰極槽を設置し電圧を印加する事により除去実験を行った。測定項目は、カラム内電極間でのpH分布の経時変化と陰極液中の銅イオン累加量の経時変化である。初期に一様であったカラム内のpH分布は、陽極側のpHが低下し、それが時間の経過とともに陰極へ向かう様な変化となり、acid frontの進行が確認された。acid frontが陽極より陰極へと進行する事により、カオリナイト表面に吸着された銅イオンが水素イオンに交換され、したがって、銅イオンが間隙水中に溶解し、陰極槽へと輸送されている事が予想される。同時に、陰極槽中の銅イオン量の経時変化を求めたところ予想通り、銅イオンはカオリナイト表面から脱離し、陰極に輸送される事が確認された。また、除去速度は徐々に低下する事がわかった。【回分吸着実験】支配方程式中の遅延係数(Retardation Factor)をカオリナイト銅系について求める回分吸着実験も行った。その結果、銅イオン-カオリナイトの交換(吸着)等温線は非線形となる事がわかった。【モデルの組み立てと数値シミュレーション】実験と並行して土壌間隙水中の汚染物質濃度を予測するモデルを組み立てた。モデルは土壌間隙水に対する拡散方程式を基礎に、土壌への吸脱着反応、液相反応、電気浸透流、電気泳動の項を加味したものである。モデルを用いて汚染物質の例として酢酸(有機物)と鉛イオン(重金属)について数値シミュレーションを行った。酢酸の方は電気泳動による除去効果は確認されたが、pH分布の経時変化からはacid frontではなくbase frontの進行が認められたので、現在検討中である。鉛イオンの方はpH分布の経時変化から判断して、acid frontをシミュレートできたと考えられる。濃度分布より、鉛イオンは陽極付近では、ほぼ除去されてしまうが、陰極の手前で初期濃度よりも高濃度の鉛イオンの蓄積される事がわかった。

また、電気浸透流のみの場合にはpHの値によってゼータポテンシャルが変化する為に間隙水中の流向が変わり、銅イオンが陽極側にも輸送される事が明らかとなった。
公益通報者保護制度と企業コンプライアンスに関する理論・実験研究

企業内部の不祥事を内部通告する個人を保護する公益通報者保護制度を理論・実験両面から検討した。通報者は消費者の利益や社会正義を追及しようとする動機がある一方、企業への忠誠心を疑われ、仲間を裏切ることへの罪意識との葛藤にさらされるという観点から、こうした個人の行動を罪意識の理論によってモデル化した。また、集団内の連帯感をベースに、これをさらに集団的罪意識の理論へと拡張することに成功した。まず、本年度は、わが国の公益通報者保護制度をはじめとして、内部告発に関する諸外国の事例・実態を調査し、また社会心理学的な調査内容などを検討した。そこから、企業内の不祥事を観察した際に個人が内部告発に踏み切るか否かを決定する要因として、こうした不祥事によって不利益を受ける消費者や市民の社会厚生への配慮、さらには公正と正義を求める規範意識などの重要性がうかびあがってきた。これらを分析道具であるゲーム理論で表現するために、利他的選好のモデルを応用したモデルの開発に着手した。これは静学的なモデルである。一方、内部告発をすることにより自分自身にふりかかる短期的不利益よりも、企業内の不祥事を隠し続けることで企業が将来被る評判の失墜によって企業の一員としての自分自身も被ることになる長期的不利益のほうを重視するという行動も見られることから、こうした要因を取り入れるために、繰り返しゲーム理論をベースにしたモデル化も検討した。今後は、このモデルに、個人の時間選好に関して、指数型割引だけではなく、双曲割引を想定するモデル化をも含む拡張を行なう。来年度の課題としては、これら様々な個人の行動モデルを所与として、個人に内部告発させないようなインセンティブ契約を企業が最適に設計するものと考えて、それぞれの場合におけるインセンティブ契約を導出することである。さらに、こうして構築した実験モデルにもとづき、被験者を募集して実験室実験を実施する。はじめに数回準備的な実験を行い、実験データの分析から、基礎的な法則性を見出していく計画である。昨年度は、わが国の公益通報者保護制度を、企業内部の不祥事を内部告発する側の問題を心理学的ゲーム理論によって考察した。心理学的ゲーム理論では、各プレーヤーは、自分の行う行為が他人に対してどのように受け止められるのかに関する予測を立て、そうした二階の信念のもとで最適な行動を選ぶものと考える。この心理学的ゲーム理論により、プレーヤーが犯した行為に対する罪意識をモデル化できる。この罪意識のモデルは著書『行動ゲーム理論入門』に発表した。従来の心理学的ゲーム理論では、各プレーヤーは自分が実際に関与した行為に関する罪意識しかモデル化できていなかった。ところが、昨年度の研究では、この罪意識のモデルを拡張して、必ずしも自分自身が関与したわけではないが、自分が属するグループが犯した行為に対する集団的な罪意識をモデル化することに成功した。この集団的罪意識のモデルを前提とすると、これまで築き上げてきた企業内の地位や職を犠牲にしてまでも、企業内部の不祥事を内部告発するというプレーヤーの動機付けを明確にとらえることができるようになった。しかし、この集団的な罪意識の定式化には複数の定義の仕方がありえ、そのどれが適切であるかは、実験室実験による実証的な検討が必要とされる。また、プレーヤーが二階の信念のもとで最適行動を選んでいるという、こうした罪意識のモデル化の大前提である心理学的ゲーム理論の仮定事態の現実性が、これまでも論争になってきたことから、こうした点も合わせて実証的に検討する必要がある。今後は、公益通報者保護制度を心理学的ゲーム理論に基づく集団的な罪意識の観点から再評価し、それをもって企業内統治のメカニズムについての理解をさらに深めていく予定である。本研究では、わが国の公益通報者保護制度に関して、企業内部の不祥事を内部告発する側には、忠誠心のゆえに会社を裏切ることへの罪意識があるという立場から、この問題を罪意識の理論によって考察してきた。この理論では、各プレーヤーは、自分の行為が他人の期待するものとは異なる結果をもたらしたときに罪意識という不効用を感じるものと考える。この罪意識のモデルに関しては、その基本形を著書『行動ゲーム理論入門』に解説した。ところが、従来のモデルでは、故意にせよ偶然にせよ、とにかく相手の期待を裏切る結果が生じた時に罪意識を感じるものとされてきたが、自分が行為には直接関与していない偶然に生じた結果にまで罪意識を抱くのは不自然である。そこで、従来のモデルをより妥当な形に修正した理論を研究し、それが従来のモデルの精緻化された解概念になることが確かめられた。この新しいモデルに基づく実験を実施したところ、従来罪意識の結果だと思われてきた現象が、実はそうではないことが確かめられた。この成果は、"Guilt Aversion Revisited : An Experimental Test of a New Model"として国際会議で発表した後、専門雑誌に投稿・審査中である。こうした罪意識の理論の妥当性が疑わしいことから、この罪意識のモデルを拡張して、必ずしも自分自身が関与したわけではないが、自分が属するグループが犯した行為に対する集団的な罪意識をモデル化することにも着手した。

この集団的罪意識のモデルを前提とすると、これまで築き上げてきた企業内の地位や職を犠牲にしてまでも、企業内部の不祥事を内部告発するというプレーヤーの動機付けを明確にとらえることができると考えている。今後は、公益通報者保護制度を心理学的ゲーム理論に基づく集団的な罪意識の観点から再評価し、それをもって企業内統治のメカニズムについての理解をさらに深めていく必要がある。
多環性天然物の構造と生物活性を基盤とした医薬シードの創製

多環性天然物cassiarin Aをリード化合物として、新規機能性分子の探索のために構造活性相関の検討を行なった。また、ceramicine Bに脂肪細胞分化抑制作用およびメラニン産生抑制作用を見出した。熱帯未利用植物の抽出物ライブラリーを対象としてスクリーニングを行い、キョウチクトウ科Leuconotis griffithiiより単離したビスインドールアルカロイド、bisleuconothine Aにオートファジーの活性を見出した。さらに、キョウチクトウ科Tabernaemontana phymataより単離したインドール型アルカロイドに脂肪細胞分化抑制活性を認めた。多環性天然物cassiarin A, F, ceramicine Bをリード化合物として,合成的な手法により誘導化し,作用機序の解明,さらに有望な新規機能性分子の創製へと発展させる.また,当研究室が保有する数百種の熱帯未利用植物の抽出物ライブラリーを対象としてスクリーニングを行い,さらに新しい環骨格を有する多環性天然物の探索を行った.Cassiarin Aをもとに,その骨格を維持しながら様々な置換基の導入,削除を行い,更に強力な活性を有する化合物の合成を行なった.この際,分子標的をより明確にするため,各種生物活性試験の検討も行なった.具体的には、cassiarin Aのアナログ合成は、出発物質に様々なアルキル置換のジヒドロキシエステルを用い,Sonogashiraカップリングによるアルキニル化と6-endo-dig環化を繰り返す合成計画を立て、各種アナログを合成した.一方,アルキル置換のクロモン誘導体からのbiomimeticなcassiarin A関連化合物の合成ルートも検討した.Ceramicine Bを原料として,各種アナログを合成した.こうして得られた様々な活性と構造に関する知見をもとに,コンピュータシミュレーションによる構造活性相関を解析した.さらに,スクリーニングの結果,血管平滑筋弛緩作用を有するインドールアルカロイド,環状ペプチド,環状ジアリルヘプタノイドやリモノイド,リコポジウムアルカロイドなどを発見し,構造を明らかにすると共に活性を評価した.強力な抗マラリア活性を有するCassiarin Aの新たな生物活性として,血管平滑筋弛緩作用,メラニン産生促進作用を見出した.また, Cassiarin Aの各種アナログを合成し,活性を評価したところ,有望な誘導体を発見した.一方, ceramicine類の抗マラリア作用や脂肪細胞分化抑制作用について明らかにしてきたが,各種のスクリーニングにおいて,新たにメラニン産生抑制作用を見出した.この活性は, ceranicine Bがメラニン産生における律速酵素として知られるtyrosinaseタンパクの発現を抑制することに起因した.また,確立したスクリーニング系を活用して,研究室保有の植物抽出ライブラリーを検討した結果,キョウチクトウ科Leuconotis griffithiiより単離したビスインドールアルカロイド, bisleuconothine Aにオートファジーの活性を見出した.ヒト乳腺がん細胞(MCF7細胞),ヒト非小細胞肺がん(A549細胞)において濃度依存的にオートファジーの指標であるLC3-IIの発現を促進した.確立した生物活性スクリーニング系を活用して、研究室保有の植物抽出ライブラリーを検討し多環性天然物の探索を行った。その結果、キョウチクトウ科Leuconotis griffithiiよりビスインドールアルカロイド, bisleuconothine Aを単離し、オートファジーの活性を見出した.ヒト乳腺がん細胞(MCF7細胞)、ヒト非小細胞肺がん(A549細胞)において濃度依存的にオートファジーの指標であるLC3-IIの発現を促進した。作用機序の解析より、bisleuconothine Aによる細胞増殖抑制活性は、オートファゴソーム形成の誘導に起因し、AKT-mTORシグナル伝達経路の阻害によって引き起こされることが示唆された。また、キョウチクトウ科Tabernaemontana phymataのメタノール抽出物に脂肪滴蓄積抑制活性を認め、活性化合物として、9-methoxyellipticineを単離した。脂肪前駆細胞株(MC-3T3-G2/PA6)を用いて作用機序を解析した結果、PPARγの有意な発現抑制が認められ、脂肪細胞分化抑制に起因するものと示唆された。また、PPARγの上流因子について検討した結果、C/EBPβの遺伝子発現とタンパク発現の抑制が認められた。次に、マクロファージ様細胞株(RAW264.7)を用いて解析した結果、9-methoxyellipticineはLPSで誘導されるC/EBPβやC/EBPβによって発現が制御される炎症性因子(IL-6、TNF-α、MCP-1、COX-2)の発現を抑制した。既にいくつかのcassiarin Aおよびceramicine Bのアナログ合成を達成し,より活性の強いアナログを見出した.また,多機能性を有する新しい多環性天然物の探索のためのスクリーニングを開始したところ,キョウチクトウ科Leuconotis griffithiiより単離したビスインドールアロカロイドbisleuconothine Aにオートファジーの活性を見出した.天然物化学、生薬学Cassiarin Aのアナログ体は,血管平滑筋弛緩作用とメラニン産生促進作用により評価を行う.さらに,本質的な生物活性の解明のため詳細な作用機序の解析を行う.

引き続きceramicine Bの作用機序を明らかにする目的で,脂肪細胞分化に関する遺伝子発現,タンパク発現,そして転写活性化能について調べる.新たに見出したビスインドールアロカロイドbisleuconothine Aのオートファジーの活性の作用機序を解析する.確立したスクリーニング系を活用して,アナログ体の活性評価を行うと同時に,さらに新たな多環性天然物の探索を行う.既にいくつかのcassiarin Aおよびceramicine Bのアナログ合成を達成した.また,活性試験として計画した前駆脂肪細胞株の分化抑制および脂肪蓄積抑制作用,メラニン産生抑制活性,血管平滑筋弛緩作用やNO(一酸化窒素)を指標としたアッセイ系を確立し,新しい機能性多環性天然物の探索のためのスクリーニングを開始した.繰越の利息分のためCassiarin Aのアナログ体は,抗マラリア活性(マウスマラリア,Plasmodium bergheiを用いたin vivo活性試験)と血管平滑筋弛緩作用により評価を行う.毒性は,各種細胞を用いた細胞増殖阻害試験により評価する.また,Ceramicine Bの作用機序を明らかにする目的で,脂肪細胞分化に関する遺伝子発現,タンパク発現,そして転写活性化能について調べる.また,これらの生物活性に加えて,ceramicine Bから合成したアナログを用いて,3D QSARを用いた構造活性相関についても検討する.確立したスクリーニング系を活用して,アナログ体の活性評価を行うと同時に,さらに新たな多環性天然物の探索を行う.物品費として使用予定実験試薬類の値引きにより、余剰金(372円)が発生した次年度の実験試薬代に充当する
n-調和写像を用いた多様体の共形幾何構造の研究

共形幾何構造への応用を念頭に,p-調和写像,及び,n-調和写像についての研究を行った.sourceかtargetが球面のときに,いくつかの観点から行った.特に,球面へのp-調和写像について,正則性の結果が得られた.一般のp-調和写像は,形式的には調和写像の概念の拡張であるが,実質的には,異なる様相を呈している場合が多い.研究の途上,わかったことであるが,一般のp-調和写像を扱う上において現れる,主たる困難は3つに集約される.(1)p-調和写像の定義方程式は,(非線型)楕円型だが,調和写像の場合と異なり,p≠2のときは退化している.(2)p-調和写像の議論では,調和写像の場合には現れない項が出てくることがある.(3)p-調和写像の議論では,調和写像のときの議論に現れる指数や定数の2は,2,pや2p-2など,様々な指数となって現れる.(p=2のときは,これらはすべて2となる.)上記のような困難を一つ一つ解決してゆく必要がある.それらの中には,なんらかの工夫を乗り越えられるものと,本質的に異なる様相を呈するものがある.前者については,例えば,Bochner-Weitzenbock formulaにおいて,調和写像では消えている項が現れるということがある.これについては,部分積分でその項が消えるように,次数調節と変形を行うことにより,対応することができた.後者については,そのための方法論や取り扱い技術の開発が必要となり,今後の研究に待たれるものである.今回の研究では,形にはなっていない部分においても,技術的手法についての理解と具体的なノウハウがいくつか得られたのも収穫であった.共形幾何構造への応用を念頭に,p-調和写像,及び,n-調和写像についての研究を行った.sourceかtargetが球面のときに,いくつかの観点から行った.特に,球面へのp-調和写像について,正則性の結果が得られた.一般のp-調和写像は,形式的には調和写像の概念の拡張であるが,実質的には,異なる様相を呈している場合が多い.研究の途上,わかったことであるが,一般のp-調和写像を扱う上において現れる,主たる困難は3つに集約される.(1)p-調和写像の定義方程式は,(非線型)楕円型だが,調和写像の場合と異なり,p≠2のときは退化している.(2)p-調和写像の議論では,調和写像の場合には現れない項が出てくることがある.(3)p-調和写像の議論では,調和写像のときの議論に現れる指数や定数の2は,2,pや2p-2など,様々な指数となって現れる.(p=2のときは,これらはすべて2となる.)上記のような困難を一つ一つ解決してゆく必要がある.それらの中には,なんらかの工夫を乗り越えられるものと,本質的に異なる様相を呈するものがある.前者については,例えば,Bochner-Weitzenbock formulaにおいて,調和写像では消えている項が現れるということがある.これについては,部分積分でその項が消えるように,次数調節と変形を行うことにより,対応することができた.後者については,そのための方法論や取り扱い技術の開発が必要となり,今後の研究に待たれるものである.今回の研究では,形にはなっていない部分においても,技術的手法についての理解と具体的なノウハウがいくつか得られたのも収穫であった.共形幾何構造の研究に応用を念頭に,本年度は,一般のp-調和写像,及び,n-調和写像についての研究を行った.研究は次の3点についてである:(1) p-調和写像のLiouville型定理(2) p-調和写像の正則性(3) n-調和写像と共形性の関係(1)のLiouville型定理については,河合等との共同研究によりを進めている.特に,リッチ曲率が非負の非コンパクトm-次元多様体からk-次元球面へのp-調和写像について,p,kおよびmについてある不等式を満たすとき,uは定値写像に限るという結果が得られた.この際,調和写像(p=2)のときには現れない非線形項をどう処理するかが,技術的な困難点であり,より詳細な評価が必要である.(2),(3)に関しては,いくつかの考察を押し進めている.特に,関連したいくつかの幾何学的量について,ラプラシアンの計算を行い,Bochnerタイプの不等式を得ているが,応用するには至っていない.これからの議論の過程においても,いくつかの非線形項から来る積分量の処理をどうするかが問題となってくると予想される.目標となる結果に向けて研究継続中である.共形幾何構造への応用を念頭に,p-調和写像,及び,n-調和写像についての研究を行った.target manifoldが球面のときに,いくつかの観点から考察を行った.特に,球面へのp-調和写像について,正則性の結果が得られた.一般のp-調和写像は,形式的には調和写像の概念の拡張であるが,実質的には,異なる様相を呈している場合が多い.研究の途上,わかったことであるが,一般のp-調和写像を扱う上において現れる,主たる困難は次の3つに集約される.(1) p-調和写像の定義方程式は(非線型)楕円型だが,調和写像の場合と異なり,p≠2のときは退化している.(2) p-調和写像の議論では,調和写像の場合には現れない項が出てくることがある.

(3) p-調和写像の議論では,調和写像のときの議論に現れる指数や定数の2は,2,pや2p-2など,様々な指数となって現れる.(p=2のときは,これらはすべて2となる.)上記のような困難を一つ一つ解決してゆく必要がある.それらの中には,なんらかの工夫で乗り越えられるものと,本質的に異なる様相を呈するものがある.前者については,例えば,Bochner-Weitzenbock formulaにおいて,調和写像では消えている項が現れるということがある.これについては,部分積分でその項が消えるように,次数調節と変形を行うことにより,対応することができた.後者については,そのための方法論や取り扱い技術の開発が必要となり,今後の研究に待たれるものである.今回の研究では,形にはなっていない部分においても,技術的手法についての理解と具体的なノウハウがいくつか得られたのも収穫であった.
ポスト冷戦期における日本の国民的アイデンティティと日露関係

・当研究の主たる目的は、日本のナショナル・アイデンティティと外交の形成におけるロシアの地位と役割を、国際的な比較を通じて明らかにすることである。・本年度においては、Alexander Bukhが行った研究とその成果は、下記の通りである。・本年度においては、同氏は、日本のナショナル・アイデンティティの形成過程の国際的な比較を行うために資料調査と収集を実施すると同時に当研究の成果の一部が出版される予定の本(Routledge社)の原稿の準備及び関連の学会発表を行った。尚、本の出版予定は2008年10月である。・同氏は、その研究の一部を2007年8月に行われたアジア研究者国際学会(ICAS)クアラルンプール大会及び2008年3月に行われたこくさ関係学(ISA)サンフランシスコ学会にて報告した。クアラルンプールにて研究の問題意識と全体像について報告を行い、サンフランシスコ学会にて日本のナショナル・アイデンティティと北方領土問題及びアイヌとの関連について報告を行ってきた。クアラルンプール学会でおこなった発表に基づいた論文をEuropean Journal of International Relations誌に投稿し、受理された。この論文は2008年中に掲載される予定である。サンフランシスコ学会で行った発表にもとづいた論文をAlternatives:Local,Global,Political誌に投稿し、現在査読中である。・それ以外、当研究の次の段階の準備として、日本のナショナル・アイデンティティの形成過程の国際比較を行うためにタイ及びロシアにて資料収集をおこなってきた。・研究代表者である梅森と、研究分担者であるAlexander Bukhは、まず関連資料の収集と、問題意識の整理ならびに研究方法のデザインに取り組んだ。また、研究成果の発表の方法についても協議を重ね、研究分担者のこれまでの研究成果と今後の計画をプロポーザルとしてとりまとめ、英国にあるRoutledge出版社に2007年1月に提出した。同社は、審査の結果、このプロポーザルに基づいた本の出版企画を受け入れ、本研究に関する出版の契約手続きをBukhとの間に締結した。・次に梅森とBukhは、2006年11月に行われた国際歴史学会(IAHA)マニラ大会で、当該研究にかかわる研究報告を行った。梅森報告は、日露戦争時における幸徳秋水の反戦思想を主題とするものであり、Bukh報告は、日本の歴史教科書に見るロシアのイメージおよび日ロ関係の記述に関する分析であった。また、Bukhは、2007年3月に行われた国際関係学会(ISA)シカゴ大会にて、当該の主題の理論的分析枠組みに関する報告を行っている。また、Bukhは、当該主題に関する論文をAsian Survey誌に投稿し、受理された。この論文は2007年中に掲載される予定である。・最後に梅森とBukhは、ロシアから見た日ロ関係の認識の理解を深めるために、ロシアから日ロ歴史専門家を招き、早稲田大学にて1930年代における日ソ関係に関するワークショップを組織した(2006年9月)。またBukhは、日本とタイのナショナル・アイデンティティの形成過程を比較するために、タイのタマサート大学及びチュラロンコン大学の政治学専門家と共同研究の方法に関する打ち合わせを行った。
Hypoxia Inducible Factorによる細胞接着の誘導機構の解明

低酸素は多くの疾患の病態生理に深く関連している。本研究では、低酸素による細胞接着関連遺伝子の発現誘導機構の解明に焦点を合わせた。我々はこれまでに、低酸素(hypoxia)によって細胞接着が強く促進されることを見いだしてきた。これらの遺伝子発現誘導の背景には、低酸素刺激で誘導される転写因子hypoxia inducible factor(HIF)の働きがあると考えられる。多くの細胞接着糖鎖が末端にシアル酸を含有することから、本研究では低酸素のシアル酸代謝に及ぼす影響に焦点を合わせて検索した。その結果、低酸素状態におかれた細胞では、シアル酸が増量し、シアル酸の関与する細胞接着系が亢進することが判明した。その背景には、低酸素によるシアル酸輸送体(トランスポーター)Sialin遺伝子の発現誘導があり、さらにこれに加えて、以前に明らかにしたシアル酸転移酵素ST30以外のシアル酸転移酵素遺伝子の発現も誘導されることが判明した。これらの遺伝子誘導の背景には転写因子HIFがあるが、その転写誘導には、HIFのみで活発に誘導されるものと、HIFと他の転写因子の共同作用によって誘導されるものが見いだされた。従来、細胞内のシアル酸含有糖鎖の合成に必要なシアル酸の供給は、主としてde novoの生合成によると考えられてきたが、今回の結果は、特定の組織・器官によっては、de novoの生合成のみならず、シアル酸輸送体の活性の変化が、シアル酸含有糖鎖の合成発現に大きな影響を与えることが明らかとなった。その影響はシアル酸を含有する糖蛋白質糖鎖のみならず、ガングリオシドなど糖脂質にも及んでおり、組織・器官によって増量するシアル酸含有糖鎖に特徴が見られた。細胞接着は多くの疾患の病態生理に深く関連している。最近我々は低酸素(hypoxia)によって細胞接着が強く促進されることを見いだした。とくにセレクチンを介した細胞接着とフィブロネクチンへの接着の強い誘導が観察された。この低酸素による細胞接着の亢進の分子生物学的メカニズムを知るために低酸素および正常酸素下での遺伝子発現の変化を検索したところ、これまでにFUT7、ST3O、UGT1、ITGA5およびSDC4遺伝子の転写の誘導を観察している。本研究は、以上のようなこれまでの基盤の上に立ち、転写因子hypoxia inducible factorによる細胞接着誘導の分子生物学的メカニズムの解明をさらに進めることにある。多くの細胞接着糖鎖が末端にシアル酸を含有することから、本年度は低酸素のシアル酸代謝に及ぼす影響に焦点を合わせて検索した。その背景には、低酸素によるシアル酸輸送体(トランスポーター)遺伝子の発現誘導があり、さらにこれに加えて、以前に明らかにしたシアル酸転移酵素ST3O以外のシアル酸転移酵素遺伝子の発現も誘導されることが判明した。従来、細胞内のシアル酸含有糖鎖の合成に必要なシアル酸の供給は、主としてde novoの生合成によると考えられてきたが、今回の結果は、特定の組織・器官によっては、de novoの合成のみならず、シアル酸輸送体の活性の変化が、シアル酸含有糖鎖の合成発現に大きな影響を与えることが明らかとなった。細胞へのシアル酸輸送体遺伝子の強制導入・発現により、低酸素の作用とほぼ同等の効果が観察された。その影響はシアル酸を含有する糖蛋白質糖鎖のみならず、ガングリオシドなど糖脂質にも及んでおり、組織・器官によって増量するシアル酸含有糖鎖に特徴がある。

本年度はこれらの成績の一部、とくに低酸素によるシアル酸輸送体遺伝子の発現誘導とそれによる細胞表層糖鎖の発現変化との関連性を解明し報告した(Caneer Res.,66:2937-2945,2006)。最近我々は低酸素(hypoxia)によって細胞接着が強く促進されることを見いだした。本研究では細胞接着は多くの疾患の病態生理に深く関連している。このため本研究では低酸素による細胞接着の誘導機構の解明を目的とした。低酸素および正常酸素下での遺伝子発現の変化を検索したところ、これまでに低酸素によってFUT7、ST3O、UGT1、ITGA5およびSDC4遺伝子の転写が誘導されることを観察している。本研究によって、さらにシアル酸転移酵素ST3O以外のシアル酸転移酵素遺伝子の発現も誘導されることが判明した。また、低酸素によるシアル酸輸送体(トランスポーター)、SIALIN遺伝子の発現誘導が起こることも判明した。これにより、細胞表層のシアル酸含有糖鎖の発現が亢進し、場合によっては正常時には見られなかったシアル酸含有糖鎖が低酸素によって新たに出現することが明らかとなった。その影響はシアル酸を含有する糖蛋白質糖鎖のみならず、ガングリオシドなど糖脂質にも及んでいることが判明した。細胞へのシアル酸輸送体遺伝子の強制導入・発現により、低酸素の作用とほぼ同等の効果が観察された。従来、細胞内のシアル酸含有糖鎖の合成に必要なシアル酸の供給は、主としてde novoの生合成によると考えられてきたが、今回の結果は、特定の組織・器官によっては、低酸素状態では特にde novoの生合成のみならず、シアル酸輸送体の活性の変化が、シアル酸含有糖鎖の合成発現に大きな影響を与えることが明らかとなった。シアル酸含有糖鎖はセレクチンを介した細胞接着において特異的リガンドとして機能するのみならず、シグレックなどのシアル酸認識蛋白質のリガンドともなっており、シグレックを通して免疫抑制作用をもつ。このため、低酸素時のSIALIN遺伝子の発現誘導によるシアル酸含有糖鎖の変化は生理的に重要な意義を持つと考えられた。
生体系金属イオンの配位環境と生理活性

本研究は生物無機化学を重点領域として申請することを目的として行ったものである。このため、わが国のこの分野の第一線研究者による課題研究の推進を計り、公開シンポジウムを開催して研究の背景と最新の現状認識を行うと共に、先進的研究の企画と研究計画の立案を行った。1.課題研究の推進金属タンパク質・酵素の活性中心の研究、生体系モデル錯体の研究、錯体の物性と反応メカニズムの研究、金属イオンの体内輸送の研究、核酸と金属イオンとの相互作用の研究、の5項目について研究を推進した。この結果、金属タンパク質・酵素の活性発現には、中心金属イオンの性質と同時に金属イオン周辺の分子環境が重要であることが分子レベルで示された。また、酵素類似機能を有するモデル錯体やDNA切断能を有するブレオマイシン鉄錯体の研究が進展した。2.公開シンポジウムの開催11月28日、29日に名古屋にて全班員と3名の招待講演者によるシンポジウムを開催した。各班員は分担課題についての講演を行い、後藤俊夫(名大農)、喜谷喜徳(名市大薬)、林恭三(岐阜薬大)の各氏は生物無機化学に関連の深い分野の総合講演を行った。参加者は約80名であり、研究成果および今後の研究の展開について意見・情報交換がなされ、極めて意義深いものであった。3.今後の研究計画公開シンポジウムと班会議を通じて新たな研究の必要性が明らかにされ、また、各地区における研究活動が着実に行われつつあり、新しい白金抗ガン剤の開発など社会的要請も高まりつつあることから、生物無機化学研究の新展開を計るべき時期にあることが認識された。これらをふまえて先進的研究の企画を行い、世界の動向を考慮して生体内金属イオンを静的状態にあるものと動的状態にあるものとに分けてとらえる研究計画を立案した。ついでこの研究計画に従う重点領域申請書を作成し、文部省に提出した。
哺乳動物細胞の核内非コードRNA分解経路に関する研究

申請者が独自に開発したin vivo RNA分解測定系(BRIC法)を活用して、12000種類以上のメッセンジャーRNAと1200種類以上のノンコーディングRNA(合計13000種類以上)について、RNA分解速度を網羅的に測定した。その結果、メッセンジャーRNAの分解速度分布とノンコーディングRNAの分解速度分布は良く似たパターンを示すことを見出した。この発見は、ノンコーディングRNAもメッセンジャーRNAと類似(一部は共通していると予想される)したRNA分解制御を受けていることをしさしている。メッセンジャーRNAの研究から、短寿命メッセンジャーRNAにコードされるタンパク質は一般的に調節性作用を有することから、短寿命ノンコーディングRNAも調節性の機能を持つのではないかという作業仮説を立て、その仮説の検証を本研究で実施した。その結果、短寿命という性質を持つノンコーディングRNA(その多くは核内ノンコーディングRNAであった)を調べることで、新規の調節性ノンコーディングRNAを複数発見した。さらに、このような調節性ノンコーディングRNAのRNA分解速度は外的刺激によって調節されていること(すなわち、RNA分解が制御の標的になっていること)を示した。これら一連の結果は、(1)RNA分解速度の着目することで、新規のノンコーディングRNAを発見するきっかけになること、(2)短寿命ノンコーディングRNAの中には、調節性の機能を持つものが沢山含まれている可能性が高いこと、を示している。本研究で発見された新規の短寿命ノンコーディングRNAには、SLiTという名称を付した。核酸アナログの一種である、bromo-uridineを用いたin vivoパルス標識法を応用して、細胞内における内在性RNA分解を測定する手法を確立した。この手法を5'-bromo-uridine immunoprecipitation chase(BRIC法)と名づけた。さらに、次世代シーケンサー解析と組み合わせることによって、ゲノムワイドにRNA分解を測定する新規手法を開発した。この手法を5'-bromo-uridine immunoprecipitation chase-deep sequencing analysis(BRIC-seq法)と名づけた。BRIC-seq法を用いて、ヒト培養細胞であるHeLa細胞におけるRNA分解をゲノムワイドに測定したところ、12000種類以上のメッセンジャーRNAと1200種類以上のノンコーディングRNA(合計13000種類以上)について、RNA分解速度を網羅的に測定することができた。つぎに、メッセンジャーRNA分解速度とメッセンジャーRNAにコードされるタンパク質機能との間に何らかの相関があるかをバイオインフォマティクス解析を行った。その結果、分解の早いメッセンジャーRNAは転写因子やシグナル伝達因子などの調節性タンパク質をコードしていることが判明した。一方、安定なメッセンジャーRNAは翻訳因子や呼吸鎖関連遺伝子をコードしており、どの細胞にも発現していて、ハウスキーピング機能を有するタンパク質がコードされていることが判明した。したがって、RNA分解速度とその機能(メッセンジャーRNAの場合はコードするタンパク質の機能)との間につながりが存在することが判明した。
ヨウ素触媒を用いる選択的酸化反応の開発

本研究では、貴金属や重金属の代替元素としてヨウ素の酸化・還元能を活かし、デザイン型ヨウ素化合物を有機分子触媒に用いる非金属系環境低負荷型酸化的カップリング反応及び不斉ヨウ素触媒の開発を目的とした。具体的には,触媒前駆体にはヨードアレーン(共有結合型触媒)または第四級オニウムヨウ化物(イオンペア型触媒)を、共酸化剤には過酸化水素や過酸化アルコールを用い、選択的酸化的変換反応の開発を行った。本研究では、ヨウ素触媒を2つのタイプに分けた。1.高活性次亜ヨウ素酸塩触媒システムの構築及び酸化的カップリング反応の開発:これまでに、触媒量のキラル第四級アンモニウムヨウ化物と酸化剤に過酸化水素あるいはアルキルペルオキシドを用い、エナンチオ選択的分子内炭素-酸素カップリング反応にも成功した。触媒活性種は次亜ヨウ素酸アニオンであり、その対カチオンである第四級アンモニウムイオン近傍の反応場が不斉を誘起する。本年度、これまでに未達成であったエナンチオ選択的分子内炭素-窒素カップリング反応を開発した。また、本触媒システムを工夫し、ortho-アルキルフェノールの酸化に伴う、高活性中間体ortho-キノンメチドの化学選択新規酸化的生成法の開発に成功し、様々な酸化的タンデム反応への拡張に成功した。2.超原子価ヨウ素触媒の設計及び酸化反応を開発:高活性超原子価ヨウ素(V)触媒であるIBS触媒システムの触媒機構を精密調査し、律速段階である触媒活性種の再生を促進する手法を開発することで、これまでに達成できなかったアルコールの常温酸化が可能であることを見出した。1.高活性次亜ヨウ素酸塩触媒システムの構築及び酸化的カップリング反応の開発:エナンチオ選択的分子内酸化的炭素-窒素カップリング反応において、様々なケトアミン類の分子内酸化的環状アミノ化反応において、3から7員環まで幅広い含窒素複素環化合物の不斉合成に成功した。また、フェノールの化学選択的酸化的脱芳香族化反応に開発し、これまに重金属酸化剤が必要とされていたortho-キノンメチドの新規酸化的生成法の開発し、これまでの手法で達成されなかった新規酸化的タンデム反応に成功した。2.超原子価ヨウ素触媒の設計及び酸化反応を開発:IBS/Oxone触媒の機構を解明することで、シンプルな手法で触媒効率の向上に成功し、実用性が高いアルコールの常温酸化反応の開発が可能であることを見出した。本研究体制は、2019年度は2018年度と同じ人数を予定している。2019年度は、研究を維持し発展的に推進する。具体的には、1.高活性次亜ヨウ素酸塩触媒システムの構築及び(エナンチオ選択的)酸化的カップリング反応の開発:これまでに未達成であった分子間のエナンチオ選択的炭素-窒素カップリング反応を開発する。また、本触媒の活性化及び化学選択性のさらなる向上を目指し、触媒の対カチオン及び反応場の精密設計を行う。2.超原子価ヨウ素(III or V)触媒を用いる(エナンチオ選択的)酸化反応を開発:これまでに、キラル超原子価ヨウ素(III)触媒を設計し、フェノールのエナンチオ選択的酸化的脱芳香族化反応を開発した。今後は、本反応のスケールアップを検討し、真に力量のあるキラル超原子価ヨウ素触媒の確立を目指す。また、高活性超原子価ヨウ素(V)触媒であるIBSを用い、これまでに達成できなかったアルコールの高化学選択的酸化反応の開発を目指す。

また、フェノールの化学選択的酸化的脱芳香族化反応に開発し、これまに重金属酸化剤が必要とされていたortho-キノンメチドの新規酸化的生成法の開発し、これまでの手法で達成されなかった新規酸化的タンデム反応に成功した。2.超原子価ヨウ素触媒の設計及び酸化反応を開発:IBS/Oxone触媒の機構を解明することで、シンプルな手法で触媒効率の向上に成功し、実用性が高いアルコールの常温酸化反応の開発が可能であることを見出した。本研究体制は、2019年度は2018年度と同じ人数を予定している。2019年度は、研究を維持し発展的に推進する。具体的には、1.高活性次亜ヨウ素酸塩触媒システムの構築及び(エナンチオ選択的)酸化的カップリング反応の開発:これまでに未達成であった分子間のエナンチオ選択的炭素-窒素カップリング反応を開発する。また、本触媒の活性化及び化学選択性のさらなる向上を目指し、触媒の対カチオン及び反応場の精密設計を行う。2.超原子価ヨウ素(III or V)触媒を用いる(エナンチオ選択的)酸化反応を開発:これまでに、キラル超原子価ヨウ素(III)触媒を設計し、フェノールのエナンチオ選択的酸化的脱芳香族化反応を開発した。今後は、本反応のスケールアップを検討し、真に力量のあるキラル超原子価ヨウ素触媒の確立を目指す。また、高活性超原子価ヨウ素(V)触媒であるIBSを用い、これまでに達成できなかったアルコールの高化学選択的酸化反応の開発を目指す。
職種からみる育児期女性の就業実態に関する実証分析：国際比較と時系列比較

本研究は、職業別の労働市場や雇用慣行に着目しながら、それぞれの職種が持つ人的資本の特性を明らかにした上で、職種経験と育児期の女性の就業行動や就業の質との関係について検証する。具体的には、次の2つの研究課題について明らかにする。研究課題1:OECDのデータ(PIAAC)を用いて、日本と欧米の育児期女性の職業別の就業実態の共通点や相違点を分析し、日本の職業別労働市場や育児期女性の就業実態の特徴とその課題を明らかにする(国際比較研究)。研究課題2:政府統計のミクロデータ(就業構造基本調査)を用いて、2000年以降の育児期女性の就業実態や就業行動の変化を明らかにする(時系列比較研究)。
トポロジカルπ共役化学の開拓

本研究では、ユニークなトポロジーをもつπ共役化合物群の創成および機能解明を目的としている。2016年のノーベル化学賞受賞理由となったように、カテナン・ロタキサン・分子ノットといったユニークなトポロジーをもつ分子に近年大きな注目が集まるものの、この構造をπ共役化合物に拡張した例は非常に少ない。π電子にユニークなトポロジーを与えることで新たな機能を発現し、機能性材料科学に革新をもたらす。
堆積物中のマレイミド類の分析による地球環境変動解析法の開発とその検証

クロロフィル由来物質であるマレイミド類を堆積岩試料中から抽出し分析することにより,光合成生物の時間的変化及び堆積環境の変遷を解明しひいては古環境の解析を行う新たな手法を開発することを目的として研究を行なった。地質学的年代の堆積岩試料より得た結合態マレイミド類とフタルイミド類を分析した結果,新たな地層有機物の熱熟成度指標を3種類見い出した。また堆積岩の酸化抽出により得られるマレイミド類の中で,側鎖の増炭した物質及びベンゼン環を持つ物質の生成機構と地球化学的意義を明らかにした。クロロフィル由来物質であるマレイミド類を堆積層の柱状試料から抽出し分析することにより光合成生物量の時間的変化を解明する方法を確立するために以下の研究を行なった。1.クロロフィルの代謝及び酸化産物である遊離態の2-エチル-3-メチルマレイミドを霞ヶ浦と手賀沼の堆積物から分離,定量を行った。これによりこの物質の湖沼堆積物中での存在を明らかにし,分離・定量の手法を確立した。2.手賀沼堆積物のクロム酸酸化抽出により,エチルメチルマレイミド(結合態と称する)を分離,定量した。これにより堆積層のクロロフィル量の簡便な定量法を新たに提案した。3.クロロフィルのB環以外のピロール部分から生成すると考えられるマレイミド類の標品の合成を行なった。即ち,ジヒドロヘマチン酸メチル,2-メトキシカルボニル-3-メチルマレイミド,2-メトキシカルボニル-3-エチルマレイミド,2-メトキシカルボニルエチル-3-メチルマレイミド,2-メトキシカルボニルビニル-3-メチルマレイミドの合成法を確立した。これによりクロロフィルbとcの個別定量の為の標品などが得られた。4.現世堆積物の柱状試料を採取した後,凍結保存し分割する技術的手法を考案した。5.堆積岩試料より得た結合態マレイミド類とフタルイミド類を利用した新たな地層有機物の熱熟成度指標を3種類見い出した。即ち総マレイミド類対総フタルイミド類比,メチルフタルイミド異性体比及びエチルフタルイミド異性体比がビトリナイト反射率と良い相関を示すことを見い出した。これらは簡便に求めうる指標として有用である。堆積岩中に存在するクロロフィル由来物質であるマレイミド類・フタルイミド類を抽出し分析することにより古い時代の光合成生物の種類と時間的変化及び堆積環境の変遷を解明する方法を確立するために以下の研究を行なった。バクテリオクロロフィル(BC1)由来マレイミド類の分析により光合成バクテリアの棲息した特殊な環境の特定法を確立するためには,BC1特有のメチルプロピル-及びメチルイソブチルマレイミドが地層中の化学反応で生成し得ないことを明らかにする必要がある。古環境解析の為のこの化学的基盤を確立するために,種々のポルフィリンを用いてモデル実験を行った結果,クロロフィル中に普遍的に存在するメチルエチルピロール部分構造から前者は1炭素増炭生成物中に優位に生成し,後者は2炭素増炭産物中のメチルブチルピロール構造に次ぐ第2優位産物であるという知見を得た。この事実は堆積岩中のBC1の存在を評価する時,酸化抽出したC8とC9マレイミド類の異性体分布を考慮する必要があることを示している。またビニル基を持つポルフィリンを使用したモデル実験では,メチル-ノルマルプロピルからメチル-ノルマルオクチルマレイミドの生成が確認された。この事実は,これら直鎖側鎖のマレイミド類が得られる地層は未熟成な時代に活発な地層反応が起こりえた有機物に富むものであることを示す結果である。以上の研究により,堆積岩の酸化抽出により得られたマレイミド類において側鎖の増炭した物質の地球化学的意義の一端を明らかにした。クロロフィル由来物質であるマレイミド類を堆積岩試料中から抽出し分析することにより,光合成生物の時間的変化及び堆積環境の変遷を解明しひいては古環境の解析を行う新たな手法を開発することが本研究の目的である。本年度は,以下の研究を行なった。1.恒常的な分析態勢を取る為に,定量するマレイミド類とフタルイミド類の十分な量の標準物質が必要であり,これらの大量合成を行なった。2.ビニル基を1から4個有するポルフィリンをそれぞれ全合成して地層反応のモデル実験を行い,クロロフィルのビニルピロール部分がベンゾポルフィリン,ノルポルフィリン,伸張側鎖ポルフィリンの起源構造であることを解明した。3.カルボキシビニル基を有するポルフィリンを全合成して地層反応のモデル実験を行い,地層試料から見い出された17-ノルDPEPがクロロフィルcのバイオマーカーと見なしうることを明らかにした。

また17-n-プロピルDPEP及びD環にベンゼン環を有するベンゾポルフィリンもクロロフィルcを起源とする可能性があることを明らかにした。4.2種のシクロアルカノポルフィリンを全合成して地層反応のモデル実験を行い,17-n-プロピルエチルDPEPはクロロフィルcを起源としないことを指摘した。以上の研究によって,地層試料から得られるクロロフィル由来物質の起源物質のいくつかを明らかにした。これらの知見は,マレイミド類分析法による古環境解析の応用範囲を拡大することに繋がる成果といえる。
目標値の設定ができる省電力型無線LANシステムに関する研究

本研究では、無線LANシステムのサービス品質の尺度としてSLA (Service Level Agreement)に着目し、省電力運用によっていくつかの無線AP (Access Point)を停止しても無線LANサービスのSLAを満たすアルゴリズムを開発し、その評価を行なった。評価の結果、本アルゴリズムでは利用者の分布に対して必要最小限の電力供給でも無線LANサービスのSLAを維持してサービスを提供可能であることがわかった。省エネルギー運用によって消費電力は削減されるが、利用者の利便性は下がる。本研究の目的はこの利便性を数値化し、利用者の利便性に応じた省電力運用を行なえる無線LANシステムを研究開発することであるが、平成22年度は、無線LANサービスの省電力運用をSLA (Service Level Agreement)に基づいて、そのモデル化を行ない、本研究の目標である「目標値の設定」が行なえる省電力無線LANシステムの提案、設計を行なうことができた。本研究では、無線LANアクセスポイントの停止タイミングについて着目し、九州大学の全学無線LANシステムの実データの履歴を用いて、利用者の利便性と電力量を数値化し、SLAに基づいて論じた。無線LAN運用において、利用者の一時的な無通信時間中でも給電しておけば、再接続は発生しないが、消費電力も増えるため、省電力運用を行なうためには、無通信時間を見極め、給電を停止することが重要である。本研究での利用者の利便性として、利用者の無線LANの無通信期間によって発生する無線LAN使用の再接続について、その無通信時間をSLAで定義した。平成22年度の研究成果によって、例えば、無線LANシステム全体の消費電力を決めれば、SLAによって無線LANアクセスポイントの停止運用における利用者の利便性を提示することが可能になった。逆に利用者の利便性を指定すれば、総消費電力が提示可能になった。また、高速無線LANである802.11nに着目して、そのバックボーン側の速度を変化させた時の省電力効果を測定し、平成23年度に行なう予定のパラメータとして通信速度を加えた無線LANシステム省電力運用方式の準備を行なった。本研究の目的はこの利便性を数値化し、利用者の利便性に応じた省電力運用を行なえる無線LANシステムを研究開発することである。平成23年度は省電力運用のための基本機能の設計、評価ならびにプロトタイプの実装を行なった。無線LANアクセスポイントの給電制御について、例えば、よくある自動消灯式の照明のように人間をセンサーなどで物理的に検知し給電制御を行なえば容易に実現可能であるが、実際には無線LANの利用権限のない人間に反応して無線LANアクセスポイントを起動したり、無線LANに接続したパソコンをおいたまま人間が去った場合に給電が止まったりなどで実用性に欠ける。そこで、本研究では端末認証と給電制御の統合を行なった。そのために、電源制御用の無線LANアクセスポイントと端末の間の無線ネットワーク接続におけるプロトコル中で認証が成功すると、データ通信用の無線LANアクセスポイントを起動させる機能を設計した。この機能の実現においては、電源制御用のアクセスポイントが認証後データ通信用のアクセスポイントを起動するので通常よりも利用開始になるまでに時間がかかるので、その時間の短縮がポイントとなる。そのため、プロトコル解析を詳細に行ない、時間短縮にはプローブ要求のタイミングが重要であることを発見した。さらに、設計した機能をプロトタイプ実装を行ない、省電力機能の測定・評価を行なったところ、39.956.1%の使用電力を削減させることができることがわかった。また、平成23年度は新世代ネットワークについて調査を行ない、新世代ネットワーク支援用通信機器への省電力機能の導入について検討を行なった。また、本研究は給電制御により省電力化を目指しているが、通信機器のハードウェアやファームウェアでの省電力機能についても調査を行ない、今後はこれらの機能を利用したより効率の高い省電力化について研究をすすめる予定である。本研究の目的は、省エネルギー化が一般的に困難である通信機器の運用において、省エネルギー化を実現し、さらに、削減する電力量や維持すべきサービス品質などの目標値を設定可能にするための研究を行うことである。本研究では、通信機器として無線LANシステムに着目し、目標値を設定した省エネルギー運用の実現を目指した。平成24年度はまず、サービス品質などの目標値として、無線LANサービスが提供するSLA (Service Level Agreement)に着目し、省電力運用によっていくつかの無線AP (Access Point)を停止しても無線LANサービスとしてはSLAを満たすアルゴリズムを開発し、利用者の出現をポアソン過程に仮定したシミュレーションによって、その評価を行なった。その結果、本アルゴリズムでは必要十分な電力供給の元でサービスのSLAを維持して無線サービスを提供可能であることがわかった。次に無線APを停止するために、利用者の有無をネットワークトラフィック情報のみから高速に判別できる方式を開発し、プロトタイプシステムを用いてその有用性の評価を行なった。本方式では、TCPのSYNパケットに着目してフーリエ変換を行ない、その分散の値を計算した値を用いるが、利用者がいないと判定できるための閾値を求めた。その結果、利用者が実際にいなくなった後、約5分程度で判定が可能になり、従来の方式の四分の一程度の速度での判定が可能となった。

本研究の目的は、省エネルギー化が一般的に困難である通信機器の運用において、省エネルギー化を実現し、さらに、削減する電力量や維持すべきサービス品質などの目標値を設定可能にするための研究を行うことである。平成22,23年度の研究によって1)システムの基本設計、2)省エネルギー運用とサービス品質を関連付けるSLAの定義を行うことができた。これらは、本研究をすすめる上での大きな3の項目のうちの2つであり最終年度の平成24年度には残りの項目(実装・評価)について取り組む。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度の平成24年度は、いままでに開発したプロトタイプの改良をすすめ実装を完了させ、さらに実環境に近い状態での評価を行う。また、本研究を拡張して無線だけではなく有線ネットワークにも適用できるための技術についても取り組む。特に平成23年度から検討をしている新世代ネットワークを支援する従来とは異なる新しい通信機器に省電力機能を最初から取り込むための研究を行う。また、その際に機器のハードウェア、ファームウェアの省電力機器との連携についても取り組む。結果として、当初の目標であるサービス品質に基づいた省電力運用可能な無線機器の研究開発に加え、省電力運用可能な有線機器の実現に必要な機能の見積もりや機器が持つハードウェア的な省電力機能との連携方法についても考察を加え本研究をまとめる。