hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海生糸状菌ポリケタイド生合成マシナリー

海生糸状菌の二次代謝産物生合成遺伝子、特にポリケタイド合成酵素(PKS)遺伝子の解析を目的として、デカリン骨格を有し微小管重合阻害活性が報告されているphomoposidinの生産菌Phomopsis sp. TUF 95F47と、特異なビシクロ環系を有し神経突起生成活性が報告されているshimalactone Aの生産菌Emericella variecolorGF10の2株について、昨年度に引き続き、ドラフトゲノムデータをもとに解析を進めた。そのうち、shimalactone生産菌であるE. variecolor GF10株においては、contig-564中に確認したPKS遺伝子の発現プラスミドを構築し、これをAspergillus oryzae M-2-3に導入した。この形質転換体を誘導培養し、生産化合物を単離した。ついで、質量分析ならびに各種NMRによる構造解析を行った結果、本PKSの産物がshimalactone生合成の前駆体と予想されていたヘプタエニルβ-ケトラクトンであることを確認することができた。これにより本PKS遺伝子を含む遺伝子クラスターがshimalactone生合成遺伝子クラスターであること明らかにすることができた。現在、各遺伝子の機能解析を進めている。また、E. variecolor GF10株には、このPKSを含め、24個のPKS遺伝子が存在することが確認された。研究対象として設定したもう一つの菌株であるPhomopsis sp. TUF 95F47においては、還元型RD-PKS遺伝子が47個、非還元型NR-PKSが22個存在していることを確認し、現在、PKSのドメイン構成と周辺遺伝子の解析からphomopsidin生合成のPKSを絞り込み、その機能解析を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。海生糸状菌の二次代謝産物生合成遺伝子の解析を目的として、デカリン骨格を有し微小管重合阻害活性が報告されているphomoposidinの生産菌Phomopsis sp.TUF 95F47と、特異なビシクロ環系を有し神経突起生成活性が報告されているshimalactone Aの生産菌Emericella variecolorGF10の2株について、ドラフトゲノムデータをもとに解析を進めた。まず、保存性の高いPKS縮合酵素領域に基づくPCR amplificationにより、両菌株の還元型ポリケタイド合成酵素(PKS)遺伝子の解析を行い、これまでにPhomopsis sp.より還元型PKS断片として、Phm IVIIIの8断片を得、ドラフトゲノムにおいて各配列を含むcontigを同定した。また、E.variecolorからPCRで得られた還元型PKS断片は、EvKS_IIと名付けた1種類の断片であったため、この断片を含むcontigを検索し、contig-564中にその配列を確認した。contig-564の配列より、EvKS_IIを含むPKS全長遺伝子について、全長7,685 bpで1個のイントロンを持つものと推定した。このEvII-PKS遺伝子をPCRで増幅し、エントリーベクターにサブクローニング後、Gateway法により糸状菌の発現プラスミドpTAexRに組込み、発現プラスミドpTA-EvIIを構築した。このpTA-EVIIをAspergillusoryzae M-2-3に形質転換・導入し、誘導培養によりEvII-PKS遺伝子特異的な化合物の生産を確認し、現在、その単離と構造解析を進めている。糸状菌のポリケタイド合成酵素遺伝子はサイズが大きいため、発現系の構築に時間がかかったり、また、生産化合物も安定性の問題があるなど困難な点もあるが、1つずつ進めている。

引き続き、phomoposidinの生産菌Phomopsis sp.TUF 95F47、およびshimalactone Aの生産菌Emericella variecolorGF10の2株について、ポリケタイド合成酵素を中心として、各種二次代謝産物生合成遺伝子、生合成遺伝子クラスターのバイオインフォマティクスによる解析を進めるとともに、見出された候補遺伝子の異種糸状菌発現系を構築して、生産化合物の解析を進め、ターゲットとするphomopsidin、shimalactone Aの生合成遺伝子クラスターの同定を目指す。また、既知の陸生糸状菌ゲノムデータと比較することにより、海生糸状菌として陸生糸状菌とは異なる特異な代謝系についても二次代謝系を中心として解析を試みる。
家族性高コレステロール血症における構造多型を含めた遺伝的背景の網羅的解明と治療

従来法では家族性高コレステロール(FH)症例の約4割で遺伝子変異が未検出である.そこで,大規模欠失・重複変異(CNV)を簡便に検出可能なMLPA法を新たに導入し,FHと臨床診断された518例の病因遺伝子変異を検索した.MLPA法導入で新たに8種のCNVが検出され,本施設における未解決症例は27%に減少した.さらに,PCSK9遺伝子変異がFHの臨床像に及ぼす影響についても明らかにした.従来法では家族性高コレステロール(FH)症例の約4割で遺伝子変異が未検出である.そこで,大規模欠失・重複変異(CNV)を簡便に検出可能なMLPA法を新たに導入し,FHと臨床診断された518例の病因遺伝子変異を検索した.MLPA法導入で新たに8種のCNVが検出され,本施設における未解決症例は27%に減少した.さらに,PCSK9遺伝子変異がFHの臨床像に及ぼす影響についても明らかにした.期待されたとおりMLPA法導入で新たに7種のCNVが12症例より出されLDLR遺伝子のCNV検出率はこれまでの9%(3種)から12%(10種)へと大幅に改善された.また, PCSK9遺伝子変異1種は約7%存在し,検索を行った症例の約3割にまで未解決症例が減少した.病因変異に基づいた治療.つまりテーラーメイド医療に結び付ける前段階として,変異の特定ならびにそれら臨床像の把握は極めて重要であり, 7割という高検出率の変異検出系を確立しえたことは非常に意義深い.本研究により,LDLR遺伝子に1種のCNVおよび10種の点変異が新たに同定された.日本人で未だ変異が確認されていないアポB遺伝子には,これまでと同様に変異は検出されなかった.さらに,LDLR遺伝子変異と機能亢進型PCSK9変異との合併では,ホモFHの臨床像ながら薬物療法に良好に反応する点で,LDLR遺伝子変異ホモ接合体とは大きく異なることを明らかにした.機能低下型PCSK9変異との合併例は1例のみで詳細な検討は不可能だった.FHの治療を考える上で,遺伝子変異の同定が治療法の選択に結びつく可能性を示すことが出来た点で,本研究は意義深い.また,特定の点変異のみを検索する手法の限界も本研究を通じて確認されたことから,今後はHigh Resolution Melting法のように遺伝子のエクソン単位で変異の有無を検出可能な手技の導入を予定している.
ピエゾセンサーを用いたＸ線非使用下嚥下検査の応用

本研究の目的はピエゾ電極を用いた嚥下評価法がスクリーニングとして使用可能か調べることである。方法は健常成人41名を若年群、中年群、高齢群の3群に分けた。嚥下造影検査を用いての舌骨の動き、頚部前方に装着したピエゾセンサーの波形を同時に測定した。舌骨が最初に上方へ移動、次に前上方へ移動、最終的に回復位へ移動する潜時をそれぞれ、VFS1、VFS2、VFS3、さらにはピエゾセンサーの3相の潜時をPS1、PS2、PS3と定義した。VFS1からVFS3とPS1からPS3はそれぞれ有意に相関した。ピエゾセンサーを用いた嚥下機能評価は嚥下機能のスクリーニングとして応用できる可能性が見出された。【目的】我々はこれまでに、圧電効果により外部から与えられた振動を電気信号に変換するピエゾセンサーにより得られる嚥下時頚部振動波形が、嚥下造影検査(VF)側面像による舌骨の動態と有意な関連があることを報告した。本研究の目的は、ピエゾセンサー波形とVFから得られる各種嚥下動態との時間的関連を検討することである。【方法】健常成人41名(男性21名、女性20名、27歳77歳までの平均58歳)に対し、90°座位での5mlバリウム水ならびにとろみ付バリウム水の複数回嚥下における舌骨運動、嚥下時頚部ピエゾセンサー波形ならびに食塊動態との時間的関連について解析した。【結果】舌骨運動を、嚥下開始時の安静位から後上方へ移動(VFS1)、これに続く前上方への移動(VFS2)、そこから安静位へ戻る移動(VFS3)と区分した。ピエゾセンサー波形は、波出現から第1陰性波終了まで(PS1)、そこから最終陽性波開始まで(PS2)、そこから波が基線に戻るまで(PS3)の3相に区分した。PS1開始時間は、VFS1開始時間とほぼ同時であった。嚥下内容物が喉頭蓋谷に到達する時間は、VFS2およびPS2開始時間とほぼ一致していた。これらの結果は水ならびにとろみ水のいずれにおいても同様であった。【結論】ピエゾセンサーを用いた嚥下機能評価法は、舌骨運動各相の潜時測定のみならず、嚥下内容物の経時的変化も推察できる可能性が示された。【研究の目的】我々は外部から与えられた振動を圧電効果により電圧に変換することを原理としたピエゾセンサーを前頚部に装着し、頚部振動波形測定により、嚥下造影検査(VF)側面像による舌骨の動態と有意な関連があることをすでに報告した。本研究の目的は、年齢の違いによる舌骨の動態および、ピエゾセンサー波形の潜時の変化を検討することである。【方法】健常成人30名に対し、座位で5mlバリウム水を複数回嚥下し、若年群(2059歳)14名、高齢群(60歳79歳)16名の2群間でVF下での舌骨の動態および、ピエゾセンサー波形の潜時の変化を比較した。【結果】舌骨運動を、嚥下開始時の安静位から後上方へ移動(S1)、これに続く前上方への急速な移動(S2)、安静位へ戻る移動(S3)と区分し、以前の報告でS1S2と相関の高かったピエゾセンサー波形の潜時(PS1, PS2)との関連を検討した。過去の報告と同様に、各年齢群とも、咽頭期にあたるS1とPS1、およびS2とPS2との潜時は有意な正の相関を認めた。舌骨運動ではS1、S2ともに高齢群で有意な延長を認めた。ピエゾセンサーではPS1は高齢群で有意な延長を認めたが、S2においては有意差はなかった。【考察および結論】過去の報告では高齢者は舌骨が下垂しており、S1は若年に比して、潜時が延長すると報告されている。本報告の舌骨の動きでは高齢者が若年者に比してS1が延長しており、同様にピエゾセンサーを用いた嚥下機能評価においてもPS1で有意に延長しており、過去の報告が再現された。今後は標準値として、年齢別データが必要になると思われる。我々は、これまで非侵襲的にベッドサイドで実施できる嚥下機能評価方法の開発に着手し、ピエゾフィルム(圧電素子)を頸部の皮膚に装着して、頸部の振動から嚥下機能を評価する方法(以下本法と記す)を考案し、データの蓄積を行ってきた。

これまで健常嚥下被験者で、X線嚥下造影検査とピエゾセンサーの同時測定から舌骨の移動に伴う波形成分を抽出し、その時間を計測した。舌骨は最初に後上方への移動(以降VFS1と称す)、次には前上方への移動(以降VFS2と称す)、最終的に回復位への移動(以降VFS3と称す)することが知られている。その動きに同期して計測される頸部前面ピエゾセンサー波形は3相に分かれ、第1相(陰性波)をPS1、第2相(陰性波)をPS2、第3相(陽性波)をPS3と定義する。これまでの健常成人41名の波形より、VFから計測されたVFS1、VFS2、VFS3の潜時とピエゾセンサー波形から計測されたPS1、PS2、PS3の潜時をそれぞれ比較した結果、両者には有意な正の相関を認めた。さらに、健常成人被検者41名を若年群(2039歳)8名、中年群(4059歳)9名、高齢群(60歳79歳)24名の3群に分け、年齢群別に分析を行った。PS1とPS2および、VFS2は高齢群において若年群および、中年群より有意な延長を認めた。また、健常成人被検者41名に対し、90°座位での5mlバリウム水ならびにとろみ付バリウム水の複数回嚥下におけるVFでの舌骨運動と嚥下時頚部ピエゾセンサー波形との時間的関連についても解析した。VFにおいてVFS1の潜時及び、ピエゾセンサー波形のPS1も同様にとろみ水において有意な延長を認め、本法は食形態変化にも対応しうることが示唆された。リハビリテーション医学健常成人41名の全データ解析が終了し、日本リハビリ学会等の国内学会へ演題を提出し、現在までの結果を2014年6月に発表予定である。また、英文論文としての図の作成も完了し、現在英文の執筆中である。初年度では、我々のピエゾセンサーを用いた解析を試行錯誤のもと、30例の健常成人のデータを収集できた。この解析を単一の研究者が行い、日本リハビリ学会等の国内学会へ演題を提出し、現在までの結果を2013年6月に発表予定である。英文論文執筆後は英文校閲を外注し、最終的な投稿先は「Gerontology」を予定している。その後、rejectionの際は随時、journalを変更し、H26年度中の論文受理を目指す。今後はデータ自身の信憑性を確認する必要性がある。そこで、もう一人の検者によって、ピエゾセンサーから得られたデータの解析を行い、その検者間のreliabilityを確認する予定である。まだ、30例のため、データのばらつきがあり、今後症例を10例追加し、6月にはデータを取る予定であり、そこで解析を再び行い、最終データとするか判断する予定である。研究が順調に進んだため、研究補助員への謝礼が予定より少なかった。昨年度からの繰越金は論文執筆および投稿補助のための研究補助員への謝礼に充てる予定である。また、次年度の予算は英文校閲費、学会参加費等に研究費を充てる予定である。10例のボランチアーへの謝礼、人件費、薬品代、さらには初年度同様に、データ解析の補助員への謝礼、学会参加費等に研究費を充てる予定である。
蛋白質におけるイオン溶媒和効果の熱力学的計算手法の開発

溶媒効果の計算において長距離静電相互作用を高速に計算することが重要である。そこでまず溶質溶媒系を誘電体でモデル化してPoisson-Boltzman式を差分化して解く多重格子点法(現有)の改良(具体的には溶質/溶媒系の差分化アルゴリズムの簡易化による高速化とその効果のチェック、その場合の誤差の評価など)を行った。一方、拡張Bomアルゴリズムの改良版が近年提案され、静電相互作用を高速かつ精確に行う数値計算手法として有望である。そのコード化と任意パラメタの検討などさらなる改良を試みた。高速化に関しては良いが、溶質の構造の変化などがある場合、精度が変化するなどの問題があり更なる検討が必要である。次に溶媒水分子が、溶質分子の構造安定性や内部の相互作用への影響を明らかにするため、蛋白質水系の分子動力学シミュレーションを行い、誘電体モデルとの比較を行った。具体的にはproteinGのB1ドメインの53番Asp残基が作る電気的ポテンシャルに対する周囲の水の寄与を計算した。どちらの場合も電荷間のクーロン相互作用は水分子によって遮蔽され、実験から報告されたような実効誘電率の直線的な距離依存性(傾き4)が再現でき、誘電体モデルを用いた解析により、その物理的な根拠が平均して表面に位置するような電荷分布にあることが明らかになった。またSigmoidal型の関数はイオンを含まない系で任意パラメタを2つ用いた場合ですら、直線関数に比べ、あまり良い近似ではないことがわかった。ただし非常に距離の近い電荷間相互作用の場合、この直線式からは逸脱しより低い誘電率の値になることで分子動力学と誘電体モデルの両者が一致した。そのような近距離相互作用がfolding問題においては重要であり、実際Sigmoidal関数や傾き12の直線関数の方が水なしのシミュレーションで構造を安定に保つという事実が説明できた。構造安定化溶媒(ソルビトールなどポリオール、フッ素化アルコールなど)の存在下におけるアミノ酸の溶解度の実験値に対して、それを元に蛋白質の天然構造から熱力学的安定性を計算するソフトを引き続き開発中である。また56アミノ酸残基からなるモデル蛋白質(proteinGのB1ドメイン)の構造と安定性、その形成の動的メカニズムヘの溶媒の効果を明らかにするために、引き続き残基を置換した蛋白質分子による複数本の変性シミュレーションを行った。前回行った真空中における500Kのシミュレーションに比べ、水溶媒中における変性状態では、分子の広がりが5割以上大きくなることが確認され天然状態の倍程度の増加でほぼ落ち着いた。一方、その時の緩和時間は、10倍程度遅くなった。この時、分子内の原子間の接触は天然構造の時の原子ペア間の接触が失われるのに対して、新しいペアが形成され、しかも非天然の2次構造形成も確認された。今回は計算した蛋白質一溶媒系のサイズが有限である効果のため、分子が溶媒からはみ出してヘリックス構造を作ってコンパクトになることも観測された。これは界面変性の過程をシミュレートした結果であるのかもしれない。今後は構造安定化に関するより詳細な過程を解析し、実験と比較しながら蛋白質の構造形成と溶媒効果の問題を解明し、定量的な理論の精密化を行う予定である。
変分問題のモ-ス理論

「変分問題のモ-ス理論」の課題において代表者は特に調和写像型の変分問題のモ-ス流の構成及びその正則性を集中して行いました。このモ-ス流は非線形放物型方程式系で記述されますが、その構成をRotheの近似法で扱います。この近似方程式系には変分構造が存在することに着目し、初期写像から始めて対応する変分汎関数の最小化写像を用いて近似解を構成し、その極限としてモ-ス流を求めるものです。この接近法には最小化性という強い性質を用いられる利点がありますが、この方法を遂行するためにはその最小化写像の満たす楕円-放物型差分偏微分方程式の解析が要請されます。今年度において代表者に得られた成果はそれら差分偏微分方程式系を満たす時間的離散関数の時間-空間に関する正則性の基本的定理です。即ちCompanato,Holder評価それにReverse Holder評価から得られるグラディエントの高位可積性を導出しました。これら基本的性質の応用としてリボレフ空間における調和写像のモ-ス流の構成に成功しました。また、放物型方程式系に対して得られた理論をもとにして、非線形波動及び非定常ナヴィア・ストウクス方程式への研究の展開を試み、近似解に対するCaccioppoli評価を導き、整備した「時間離散関数にもあてはまるGehring理論」を用いることにより、グラディエントの高位化積分性を持つ解の構成を行いました。圧縮性及び非圧縮性ナヴィア・ストウクス方程式については、谷温之によって、時間大域解・渦糸の存在、粘性係数消滅の収束問題が取り扱われました。
時間的変動のある視環境の心理的好ましさと大脳活動の関係

複数の周波数成分を含む輝度の時間的変動に対しては,刺激の周波数成分には含まれない,輝度変化のエンベロープに対応した周期性が知覚されることが知られている.本研究では,心理測定と大脳活動計測の結果からエンベロープ知覚特性について検討を行った.さらに,大脳活動の時間周波数特性を検討し,エンベロープ知覚の神経生理メカニズムについての考察を行った.心理測定の結果,エンベロープ周期に対する検出閾はキャリア周波数に依存しており,キャリア周波数が10,20Hzの場合と比較して,キャリア周波数が40Hzの場合にはエンベロープ周期が見えにくいことが明らかとなった.さらに,エンベロープ周期に対応する脳磁界成分の大きさは,知覚されたエンベロープ周期での明るさの変化量を反映していることが示された.また,キャリア周波数が30Hzの場合には,知覚されたエンベロープの明るさの変化量は小さいが,エンベロープ周期の知覚が容易であったことが示された.これは,キャリア周波数の上昇によりエンベロープがより明確に表現されることで,その知覚が容易になったためと考えられる.このように,エンベロープ周期の検出閾は,エンベロープの明るさの変化量とエンベロープの明確性の両者に依存している可能性がある.エンベロープ検出閾はキャリア周波数が高い場合(40Hz)に上昇した,つまり低域通過型の周波数特性を示した.これは,振幅変調パターンが低域通過型フィルタを経た後にエンベロープ成分が生成されたことを示している.さらに,振幅変調パターンに対しては,正弦波パターンにみられるような低周波域における周波数増加に伴う脳磁界反応の増大は認められなかった.この結果は,振幅変調パターンのエンベロープ情報が高域通過型フィルタの影響を受けていないこと,つまり,エンベロープ成分が網膜の高域通過型フィルタより後の視覚路で抽出されていることを示唆している.輝度変化パターンにゆらぎが含まれる光に対して、心理的好ましさと大脳活動の関係について検討を行なった。光刺激呈示時の脳磁界反応を計測し、信号のリズムの時間的安定性を表す値である自己相関関数の有効継続時間(τ_e)を解析した。その結果、後頭部で計測されたアルファ帯域の脳磁界反応のτ_eと心理的好ましさの尺度値に高い相関がみられた。また、アルファ帯域の脳磁界反応のτ_eの値は、刺激の輝度変化の規則性の強さと線形な関係性を示さなかった。これらの結果から、アルファ帯域の脳活動のリズムが安定することは、規則的な刺激によって誘発された外因性の脳活動を反映しているのではなく、内因性のアルファリズムの安定性が主観的好ましさによって変化することを示唆している。また、輝度変化パターンの周期性の知覚に対して検討を行なった。ある時間周波数(キャリア周波数)での輝度変化を別の周波数(変調周波数)で振幅変調した刺激について、輝度変化パターンのエンベロープに対する検出閾、及び脳磁界反応を計測した。この刺激では、エンベロープの周波数自体はスペクトル上には表れない。閾値測定の結果、キャリア周波数が40Hzの場合、30Hz以下に比べてエンベロープ成分が知覚されにくいことが示された。また、キャリア周波数が10および20Hzの場合には、変調度の増加に伴いエンベロープ成分に対応する脳磁界反応も増加したが、キャリア周波数が40Hzの場合には脳活動は小さく、変調度による変化も認められなかった。このことは、観察された脳磁界反応の大きさは知覚されたエンベロープ成分の振幅に対応していることを示している。これらの結果は、たとえ輝度変化パターンにエンベロープに対応する周波数成分が含まれない場合でも、輝度変化の周波数が比較的低い場合には、エンベロープに対応する周期性が知覚され、その周期に対応して皮質が活動することを示している。複数の周波数成分を含む輝度の時間的変動に対しては,刺激の周波数成分には含まれない,輝度変化のエンベロープに対応した周期性が知覚されることが知られている.本研究では,心理測定と大脳活動計測の結果からエンベロープ知覚特性について検討を行った.さらに,大脳活動の時間周波数特性を検討し,エンベロープ知覚の神経生理メカニズムについての考察を行った.心理測定の結果,エンベロープ周期に対する検出閾はキャリア周波数に依存しており,キャリア周波数が10,20Hzの場合と比較して,キャリア周波数が40Hzの場合にはエンベロープ周期が見えにくいことが明らかとなった.さらに,エンベロープ周期に対応する脳磁界成分の大きさは,知覚されたエンベロープ周期での明るさの変化量を反映していることが示された.また,キャリア周波数が30Hzの場合には,知覚されたエンベロープの明るさの変化量は小さいが,エンベロープ周期の知覚が容易であったことが示された.これは,キャリア周波数の上昇によりエンベロープがより明確に表現されることで,その知覚が容易になったためと考えられる.このように,エンベロープ周期の検出閾は,エンベロープの明るさの変化量とエンベロープの明確性の両者に依存している可能性がある.エンベロープ検出閾はキャリア周波数が高い場合(40Hz)に上昇した,つまり低域通過型の周波数特性を示した.これは,振幅変調パターンが低域通過型フィルタを経た後にエンベロープ成分が生成されたことを示している.さらに,振幅変調パターンに対しては,正弦波パターンにみられるような低周波域における周波数増加に伴う脳磁界反応の増大は認められなかった.

この結果は,振幅変調パターンのエンベロープ情報が高域通過型フィルタの影響を受けていないこと,つまり,エンベロープ成分が網膜の高域通過型フィルタより後の視覚路で抽出されていることを示唆している.
超精密インテリアジェント工作機械の試作開発

超精密切削加工において、加工に伴って発生する振動や熱変形などを補正して、より高精度の加工を実現することを目的として、超精密インテリジェント工作機械の開発を行った。ここではインテリジェント化実現の方法論の確立、構成要素の試作・開発、さらに補正制御による高精度インテリジェント切削加工実験を試みた。得られた結果は以下の通りである。(1)超精密切削加工において、より高精度な加工を行う上で問題となる加工誤差要因の分析を行った。その内、特に主軸回転誤差、周囲温度の変動による主軸熱変形、切削熱による工具、工作物の熱変形について、その誤差発生機構、誤差の量、性質などを、測定、解析を行うことによって明らかにした。(2)超精密切削加工において、インテリジェントな誤差補正制御を行うために必要な機械要素の開発を行った。具体的には、超精密微小切込み装置、Walking Driveによる高剛性高精密送り装置、超精密磁気軸受主軸を考案、試作した。これらの装置には、誤差補正のためのインテリジェント制御を行うために不可欠な物理量の測定機能や、工具や工作物位置の微小補正を行うための高分解能微動機構が備わっている。(3)時系列解析を適用することにより主軸の変位量を予測・補正し、また前もって測定したデ-タを基に送りテ-ブルの運動誤差を補正する方法を試み、実際に無酸素銅を切削した場合に仕上げ面精度が向上することを確認した。(4)工具の温度上昇と被削材の形状誤差の関係を学習することにより、切削熱に起因する加工誤差を補正するシステムを開発し、実際にアルミ合金を切削する場合に本システムによって仕上げ面精度が向上することを確認した。平成2年度における研究は、当初の予定に従って概ね順調に進んでいる。今年度得られた研究成果をまとめると以下の通りである。1.超精密インテリジェント工作機械の設計と試作超精密切削加工用インテリジェント工作機械の基本設計にもとづいて、主として装置のハ-ドウェアについての詳細設計を行い、装置本体主要部(主として超精密磁気軸受支持主軸)の試作・開発を行った。本装置では、精度制御特性、運動の応答性、熱的特性に対して特に考慮が払われている。2.インテリジェント化のための知識の体系化装置のインテリジェント化の基礎を作るために、超精密切削加工に固有の技術に関する知識、加工プロセスに関する知識、装置とユ-ザとの間のインタ-フェイスに関する知識の体系化を行った。3.試作開発した装置の基本特性の解析と評価試作開発したインテリジェント制御装置ハ-ドウェアの基本的な特性、すなわち、精度、運動の応答性、剛性などについて測定評価を行うとともに、インテリジェント制御装置としての制御特性などに関する検討を行った。特に超精密磁気軸受主軸に関しては、駆動モ-タ位置の改良などにより、これまで回転精度劣化の原因となっていたエレクトリカル・ランナウトを低く抑えるよう配慮している。平成3年度においては、前年度の研究成果をふまえ、順調に研究を進めることができた。本年度得られた研究成果をまとめると、以下の通りである。(1)超精密切削加工における加工誤差要因の分析超精密切削加工において、より高精度な加工を行う上で問題となる加工誤差要因の分析を行った。(2)超精密機械要素の開発超精密切削加工において、インテリジェントな誤差補正制御を行うために必要な機械要素の開発を行った。具体的には、超精密微小切込み装置、Walking Driveによる高剛性高精密送り装置を考案、試作した。

これらの装置には、誤差補正のためのインテリジェント制御を行うために不可欠な物理量の測定機能や、工具や工作物位置の微小補正を行うための高分解能微動機構が備わっている。(3)インテリジェント切削加工実験時系列解析を適用することにより主軸の変位量を予測・補正し、また前もって測定したデ-タを基に送りテ-ブルの運動誤差を補正する方法を試み、実際に無酸素銅を切削した場合に仕上げ面精度が向上することを確認した。次に、工具の温度上昇と被削材の形状誤差の関係を学習することにより、切削熱に起因する加工誤差を補正するシステムを開発し、実際にアルミ合金を切削する場合に本システムによって仕上げ面精度が向上することを確認した。
胸腺細胞の選択と選択後分化の分子基盤の解明

胸腺細胞の選択と選択後の成熟における分子制御機構を明らかにするために、カルシウムシグナルを中心に解析した。ストア作動性カルシウム流入ーカルシウムシグナルは成熟した制御性T細胞におけるFoxp3発現の維持、末梢での制御性T細胞の分化に必須ではないが、その免疫抑制機能には必須であった。さらに、iNKT細胞においても成熟後の細胞維持は正常であった。以上から、カルシウムシグナルは胸腺細胞の選択分化を正に制御している一方、成熟後はマスター転写因子の発現維持よりも細胞機能を正に制御していることを明らかとなった。本研究の目的は、カルシウムシグナルを切り口として胸腺細胞の選択と選択後の成熟過程の分子制御機構を明らかにすることである。本年度は以下の解析を行った。1. Stim1、Stim2、Trpm7の3重欠損マウスの作製を開始した。その過程で、TRPM7単独のT細胞特異的ノックアウトマスが得られたので、その解析を行った。その結果、胸腺T細胞の分化に遅れが認められるものの、週齢を重ねると見かけ上の分化に異常は認められなくなった。2. TCR刺激によるカルシニューリンの標的タンパク質の同定をリン酸化プロテオームによる同定を試みた。その結果、野生型とカルシニューリン欠損マウスの間で、カルシニューリン依存的な候補分子はほとんど認められなかった。そのため、刺激方法をイオノマイシン刺激にし、強力なカルシウムシグナルでまず候補分子の同定を行う方針に変更し、現在解析をしている。3. Kdm5bの組織特異的ノックアウトマスの作製を開始し、現在までにキメラマウスからのジャームライン・トランスミッションを確認した。4.カルシウムシグナルが制御性T細胞の前駆細胞から成熟細胞への分化に必須であることは明らかにしたが、成熟後のカルシウムシグナルの役割は不明であった。そこで、Foxp3-IRES-YFP/Creノックインマウスを用いて、Stim1とStim2の二重欠損マウス、カルシニューリンB1の欠損マウスの2ラインを作製し、解析を行った。その結果、カルシニューリンB1の欠損マウスは4週齢で、Stim1とStim2の二重欠損マウスは8週齢前後で、重篤な炎症によって死亡した。1. TRPM7単独のT細胞特異的ノックアウトマスの末梢T細胞の解析を行った。In vitroにおけるTh1、Th2、Th17など各ヘルパーT細胞の分化は正常であり、サイトカイン産生も正常であった。また、抗原としてOVA(ニワトリ卵白アルブミン)を投与し、遅延型過敏症反応を惹起させたが、この反応も正常であった。これまでの結果によって、TRPM7を介した2価陽イオンの流入はT細胞の分化や機能に必須ではない可能性が示唆された。Stim1、Stim2、Trpm7の3重欠損マウスの作製は継続中である。2. Kdm5bのT細胞特異的ノックアウトマスの作製を開始し、現在までにヘテロKOマウスを得ている。3.新規にOrai2欠損マウスを作製し、その解析を行った。Orai2はストア作動性カルシウムチャネルOrai1のファミリー分子であるが、その機能は不明である。我々を含む複数のグループは、Orai1欠損では完全にカルシウム流入が消失しないことを明らかにしている。Orai2が胸腺細胞およびナイーブT細胞において高く発現しているため、Orai2がカルシウム流入を補完していると考えられてきた。しかし解析の結果、予想に反し、T細胞の分化、TCR刺激によるカルシウム流入、増殖は野生型と同等であった。4.ストア作動性カルシウム流入が自己反応性の胸腺ダブルポジティブ細胞において、アゴニスト選択におけるCD4とCD8の発現低下、PD-1の発現上昇に必須であり、TCRαβ(+)CD8αα(+)腸管上皮細胞間リンパ球の胸腺前駆細胞に必須であることを明らかにした。自己反応性の胸腺ダブルポジティブ細胞とカルシウムシグナルの項目を予想より早く明らかにすることができた。またOrai2欠損マウスの解析によって、T細胞分化を正に制御するカルシウム透過性チャネルの絞り込みも進んだ。一方で、カルシニューリンの標的タンパク質の同定はやや遅れている。本研究の目的は、カルシウムシグナルを切り口としてT細胞の選択と成熟過程の分子制御機構を明らかにすることである。本年度は、T細胞においてカルシウム流入を欠損するマウスにおいて発症する自己免疫疾患の発症機構を解明した。ストア作動性カルシウム流入の制御分子Stim1とStim2を欠損するT細胞は殆ど活性化することが出来ないにもかかわらず、皮膚炎、好酸球増多、血清中における高レベルのIgG1、IgE、抗核抗体を検出し、2型の炎症と自己免疫疾患を発症した。Stim1とStim2を制御性T細胞特異的に欠損するマウスを用いて、この疾患は制御性T細胞の分化や機能障害だけによるものではないことを明らかにした。その原因を解析した結果、ある特定のヘルパーT細胞がカルシウム非依存的に活性化し、IL-4を恒常的に産生することを見出した。

さらに、iNKT細胞においても成熟後の細胞維持は正常であった。以上から、カルシウムシグナルは胸腺細胞の選択分化を正に制御している一方、成熟後はマスター転写因子の発現維持よりも細胞機能を正に制御していることを明らかとなった。カルシニューリンの標的タンパク質の同定はやや遅れているが、その他の項目は概ね順調に進んでおり、特に制御性T細胞とカルシウムシグナルの項目は予想より順調に進んでいるため。カルシニューリンの標的タンパク質の同定は、比較するサンプル数に制限があった2D-DIGE法に代わり、制限のない2DICAL法による比較解析法を用いることによって候補分子を同定するように計画を変更した。Stim1、Stim2、Trpm7の3重欠損マウス、Kdm5b欠損マウスは個体が得られ次第、解析を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。免疫学カルシニューリンの標的タンパク質の同定は、イオノマイシン刺激でまずおおまかな候補分子を同定し、その後生理的な刺激で確認するように計画を変更した。Trpm7に関しては、3重欠損マウスが得られるまでの時間に、Trpm7単独欠損で分化が送れるメカニズムを混合キメラマウス等の作製によって解析する予定である。前年度からの繰越しがあったことと、網羅的な遺伝子発現解析を次年度に繰越したため。プロテオーム解析の遅れにより、関係する試薬の購入を控えた。さらに、ChIPシーケンスを次年度に繰越したため。網羅的な遺伝子発現解析、プロテオーム解析に行う予定であり、予定通り関連物品を購入する。プロテオーム解析は改善するようにしており、予定通り関連物品の購入を行う。また新規カルシウムチャネル遺伝子欠損マウスの作製、ChIPシーケンスの費用として使用する予定である。
スロットアンテナ及びFETミキサを用いたイメージングアレイ素子の研究

我々は、宇宙探査器の自律走行ロボット用センサ、自動車衝突防止用車載レーダとして有望なミリ波帯イメージングアレイのための新しいアンテナ素子及びシステムの構成法について研究を行なってきた。本年度の研究実績は以下の通りである。1.スロット・アンテナを用いてイメージングアレイを設計する際のアンテナの入力インピーダンス、帯域幅など諸特性について、FDTD法を用いて厳密な数値解析を行ない、スロット・アンテナの最適な給電方法としてオフセットしたマイクロストリップ線路のスタッブを用いることを提案した。また、Xバンドにおける実験では解析と良く一致した結果を得られ、スロット・アンテナの設計手法を確立出来た。2.アンテナの指向特性についても、同位相励起のツイン・スロット構造の提案及びスロット間隔の最適化を行なうことによって、ほぼ対称した放射パターンを実現した。試作したXバンドのアンテナの実験でも理論予測とほぼ一致した指向特性を得られた。3.さらに、我々はスロット・アンテナと一体化したFETミキサを設計し、このアンテナとミキサが一体化したイメージングアレイ素子の受信特性を実験的に評価した。Xバンドの実験において、約+0.7dBの変換利得を実現することができた。従来のダイオード・ミキサでは変換損失が避けられないので、我々のFETミキサを用いたイメージングアレイ素子のメリットを実証できた。これからは、60GH_Z帯におけるアンテナの設計及びMMICミキサによる受信実験を行なう予定である。
肥満と大腸発がんに関する分子疫学的研究

肥満は大腸がん危険度を高めることが、国内外の疫学研究で指摘されている。しかし、どのようなメカニズムで肥満が大腸がんを起こすのかははっきりしていない。前がん病変である大腸腺腫の患者及び大腸がん患者と健常者を比較する症例対照研究の手法により、肥満関連の血中物質と大腸腺腫及び大腸がんとの関連を検討した。善玉物質であるアディポネクチンが高い者では大腸腺腫危険度の低下傾向がみられたが、肥満に起因するものであった。一方、大腸がんに対しては、アディポネクチンは肥満を考慮しても予防的であった。CRP濃度が高い者では大きな腺腫の危険度が高まっていた。炎症が大腸発がんに関与していることを示す知見である。若さの指標ホルモンDHEA-Sが高い人では大腸がんになりにくいことを示す結果が得られた。肥満が大腸がんリスクを高めることは多くの疫学研究で指摘されているが、そのメカニズムは定かでない。アディポネクチンは高分化脂肪細胞で分泌され、その血中濃度は肥満と逆相関する。また、アディポネクチンといくつかのがんとの予防的関連も指摘されている。抗老化指標ホルモンDHEA-Sには抗肥満作用も知られている。本研究では、アディポネクチンおよびDHEA-Sの血中濃度と大腸がんならびに大腸腺腫リスクとの関連を検討する。また、肥満と関連する大腸発がんにおける炎症の役割を明確にするために、高感度CRPと大腸腺腫との関連を検討する。大腸がん692例及び一般住民対照779名について血漿アディポネクチンとDHEA-Sを測定した。対照群に比べ大腸がん症例ではアディポネクチン濃度が男性で15%、女性で18%低値であった。DHEA-Sは大腸がん症例で男女それぞれ32%低値であった。早期大腸がん(男性74例、女性45例)に限ると、大腸がん症例のでアディポネクチンは男性12%、女性で17%低く、DHEA-Sも男性で20%、女性で25%低値であった。これらの違いはいずれも統計学的に有意であった。生活習慣要因の交互作用について検討する予定である。さらに、大腸腺腫656例と対照648例についてアディポネクチンと高感度CRPを測定した。アディポネクチン高値の者で径5mm以上の大きな腺腫のリスク低下が見られ、CRP高値の者で大きな腺腫のリスク増加が見られた。前者は肥満度の調整によりほとんど関連がないくらいに弱まったが、後者は肥満度調整後もほとんど変化しなかった。肥満と関連した大腸がんリスクの高まりが多くの疫学研究で指摘されているが、大腸発がんのメカニズムは定かでない。本研究の目的は、大腸発がんにおける肥満関連の分子マーカーの役割を明確にすることである。大腸がん症例対照研究(症例692名と対照779名)おいて、血漿中アディポネクチン及びDHEA-S濃度と大腸がんリスクとの関連を検討した。肥満などの大腸がん関連要因の調整の有無にかかわらず、アディポネクチンとの強い予防的関連が見られた。下位25%に対する上位25%の調整オッズ比は0.29(95%信頼区間0.21-0.40)であった。アディポネクチンと大腸腺腫との間にはほとんど関連が見られないことから(昨年度報告)、アディポネクチンが発がんへの移行を抑制しているものと考えられる。機能性が示唆されているアディポネクチン遺伝子の2つ多型を解析したが、いづれも大腸がんとの関連を示さなかった。DHEA-Sについても、男女それぞれで強い予防的関連が見られた。下位25%に対する上位25%の調整オッズ比は、男性で0.16(95%信頼区間0.10-0.27)、女性で0.13(95%信頼区間0.07-0.25)であった。DHEAとがん予防については実験的研究が先行しているが、本研究の知見はこれを支持するものである。大腸腺腫の研究では症例645例と対照635例について高感度CRP血中濃度との関連を検討した。CRP高値の者での大きな腺腫(径5mm以上)のリスクが約2倍高まっていた。炎症が大腸発がんの初期段階にも関与していることを示す知見である。また、肥満と発がん物質代謝酵素CYP2E1の機能的遺伝子多型との交互作用を検討したが、大腸がん、大腸線腫のいずれについても明らかな交互作用は見られなかった。
アルキルチオリン酸による遅延型毒性発現の機構に関する研究

市販の農薬マラチオン中に不純物として含まれ、遅延型の出血毒性を示す化合物であるO,O,S,トリメチルチオリン酸エステル(O,O,S-Me)の代謝と毒性に関与する酵素系を明らかにすることを目的とし、各種のP=S型アルキルチオリン酸エステルを前投与した際における毒性の変化と肝薬物代謝酵素系の活性に及ぼす影響を調べた。その結果、O,O,S-Meの異性体であるトリメチルチオリン酸エステル(O,O,O-Me)の同時投与はO,O,S-Meの毒性を著しく軽減することが明らかにとなり、その作用機作は本化合物による特異的なチトクロムP-450(P-450)分解作用によるものと考えられた。またこの毒性軽減作用は、アルキル鎖の僅かな違いによって著しく影響をうけ、プロピルエステルやブチルエステルではその作用はほとんど認められなくなった。つぎにこの毒性発現に働く代謝酵素を推定するため、種々のP=S型化合物を連続投与した際の肝薬物代謝酵素活性の変動を測定した。その結果、0,0,0S-Meには薬物代謝酵素誘導活性がほとんど認められず、この化合物を基質とするP-450は、その含量が低いかあるいは従来の同種酵素とは著しく性質の異なる分子種であろうと考察した。さらにO,O,S-Meの出血毒性は血中のコリンエステラ-ゼ活性の阻害とは直接の関係がなく、血中の酵素活性のうちでその毒性と最も相関性の高いのはトランスアミナ-ゼ値の上昇であった。この結果は本化合物の肝毒性を示しており、毒性の強さと肝中のグルタチオン濃度の減少とが相関性をもっていた。これに関連し、トリアルキルチオリン酸類は、肝ミクロソ-ムのグルタチオントランスフェラ-ゼを活性化することが分かり、グルタチオンの代謝と毒性とが、関連性のあることが推論された。市販の低毒性農薬アラチオン中には、不純物として種々のトリナチルチオリン酸エステルが含まれており、これらのうちO,O,Sトリナチル体(O,O,S-Me)は極めて毒性の高い化合物であることが知られている。この毒性発現には、体内における代謝活性化が必要であることが推定されているので、本研究ではこの究極毒性代謝物を同定し、代謝活性化に関与する酵素系を明らかにし、これらの結果より毒性発現の機構を解明することを目的としている。昭和63年度における研究では、実験動物としてラットを選び、肝ミクロソームよりO,O,S-Meの代謝に関与する酵素を分離精製する基礎研究を行った。その結果、ミクロソームの電子伝達系ん諸酵素、薬物代謝の中に酵素であるチトロクロムP-450が数種類精製できるようになった。またこれら諸酵素の免疫抗体を作製し、代謝反応の特異性を解析する手段を開発しつつある。また種々の薬物代謝酵素系の誘導剤や阻害剤の前投与が、毒性発現にどのような影響を与えるかを調べた。その結果、フェノハルビタールなどの誘導剤は肝毒性を増強するが、致死毒性の原因となる遅延型の肺障害性を軽減することが明らかとなった。また、O,O,S-Meの異性体であるP=S型化合物は、極めて特異的に毒性の発現を抑制することが確認された。Wtの結果は、毒性の発現に代謝活性化が関連することを示すものである。つぎにこの毒性代謝物を明らかにするため、in vitroにおける反応成績体を分析した。しかしその代謝物は極めて不安定であるため、現在までその同定は成功していない。平成元年度においては、活性代謝物の性質を知るため、ラジオアイソトープ標識化合物を合成し、その反応の特徴と動態を解析する予定である。なお毒性化合物の投与は、種々の酵素活性に著しい影響を及ぼすことを示すデータが得られているので、毒性発現との関連性を検討する予定である。

これに関連し、トリアルキルチオリン酸類は、肝ミクロソ-ムのグルタチオントランスフェラ-ゼを活性化することが分かり、グルタチオンの代謝と毒性とが、関連性のあることが推論された。
ニューロコントローラの設計とプロセス制御への応用

本研究の目的は,ニューロコントローラの設計を行い,それをプロセス制御問題へ応用し,その実用性について考察することである.本研究では,直列型,並列型,セルフチューニング型という3つのタイプにニューロコントローラを設計する.直列型ニューロコントローラに対しては,ニューラルネットワークによる直接逆システムを構成している.並列型に対しては,フィードバック誤差学習を行っている.第3のタイプのセルフチューニング型に対しては,セルフチューニングPID型ニューロコントローラを設計している.ここでは,比例,積分,微分ゲインをニューラルネットワークによって,目標値とプラント出力との偏差平方が最小となるようにチューニングする手法を提案している.これらのニューロコントローラに対して,様々なシミュレーションを行い,プラントの逆ダイナミクスの獲得や,PIDゲインのチューニングをオフラインで求め,コントローラの性能の評価を行う.つぎに,そこで得られたパラメータを初期値として,ニューロコントローラをプロセス制御問題へ応用し,その有効性について実験的検証を行う.ここで用いる実験システムは,恒温槽の温度制御,加熱炉の温度制御,倒立振子の安定化制御,電気自動車のトルクおよび速度制御システムである。まず,恒温槽と加熱炉の温度制御に関しては,通常のPID制御,適応制御方式と比較して,ノイズや目標値変化に対してロバストな制御性能をニューロコントロールが有していることが示される.さらに,倒立振子の安定化制御および電気自動車のトルクおよび速度制御などのような振動現象を呈する2次系のシステムに対しても,本研究で提案したニューロコントロールシステムは優れた制御性能を示すことが実験的に検証された。とくに,セルフチューニングPID型ニューロコントローラは,従来のPID制御よりもかなり良好な制御性能を与えることが示された。本研究はニューラルネットワークの特長である並列・分散・学習の機能のなかで,学習機能に着目し,ニューラルネットワークを用いた適応制御系の設計とそれらの設計手法をプロセス制御へ応用し,その有効性を実験によって定量的に検証しようとするものである。本年度は,まずニューラルネットワークの学習能力の定式化を行った。とくに,階層型ニューラルネットワークのニューロン数の変化と学習能力を示す誤差曲線との関係のシミュレーションを行い,ニューラルネットワークが有している学習能力の定量的検討を行った。それらの結果の理論的妥当性を情報理論で用いられているε-エントロピーの概念で定式化し,理論的な考察から,近似精度と学習能力の関係式を導出した。つぎに,ニューラルネットワークを用いた適応制御系の設計手法について考察した。ここでは,未知の制御対象に対して,その出力を望ましい値にするような制御入力を決定するために,ニューラルネットワークを適用し,学習制御系を設計するとともにその学習制御性能をシミュレーションによって定量的に検討した。つぎに,ニューラルネットワークの中間層におけるニューロン数と学習性能の関係をε-エントロピーを用いて定式化し,予め定められた目標値へ追従性について考察した。さらに,ニューラルネットワークを用いた学習制御の汎化能力を考察するために,未学習の目標値に対する追従性について検討し,定式化による制御性能の能力とシミュレーションによる結果と差異について考察した。したがって,本年度はニューラルネットワークの有している学習能力の定式化とそれに基づいたニューラルネットワークによる学習制御の制御性能の定式化について考察し,その定式化の有効性をシミュレーションによって定量的に検証した。本研究の目的は,まず,ニューラルネットワークに関してすでに得られている特長を活用しかつ従来の高速情報処理機としてのノイマン型計算機の利点を活かしたニューラルネットによる適応制御を行うニューロコントローラを設計し,シミュレーションによる定量的に検討を行う.さらに,そこで得られた結果に基づいて,実在のプロセス制御系の適応制御をニューラルネットを用いて実現し,その有効性を実験的に検証するということであった.以上の目的に沿って研究を行った結果,本研究には以上の研究結果を得た.

(1)ニューロ制御による学習能力の検討前年度に行ったニューラルネットの学習能力の定量的手法を用いてニューラルネットによる適応制御系へ適応し,予め定められた制御性能を達成するのに必要となる多層型ニューラルネットの層数と各層におけるニューロンの個数を決定する方法を提案した.さらに,多層構造以外のニューラルネットによる適応制御系の学習能力の定式化に成功した。(2)実在のプロセス制御系への応用本研究室で有している温度制御装置および倒立振子安定化装置に対して,本研究で提案したニューロコントロールによる具体的な実験を行った。その後,実在の化学プラント工場において熟練オペレータが行っている制御結果と本研究により制御結果を比較検討し,本研究で提案したニューラルネットを用いた適応制御方式の有効性を検証した.(3)ニューロコントローラによる制御性能の定量化(1),(2)で得られた学習能力の検討および実在のプロセス制御系への応用を通して得られた知見をもとにニューロコントローラによる制御性能の定量化を行い,その汎化能力の定量化に成功した.とくに,与えられたプロセス制御系に適した規模のニューラルネットワークを自己組織化するために遺伝的アルゴリズムおよび遺伝的探索プログラムを適用し,汎化納涼の向上を図る手法を提案し,その汎化能力の定量化を行った。
高強度高弾性率、高耐熱性、高熱伝導性剛直高分子ナノファイバーの高性能材料への応用

希薄溶液からの結晶化を利用して、剛直高分子Poly(p-phenylenebenzobisoxazole) (PBO)のナノファイバーを作製し、形成機構の解明と高性能材料への応用を検討した。剛直高分子PBOは、究極的に優れた性能(高強度、高弾性率、高耐熱性、高熱伝導性、化学安定性、電気絶縁性等)が期待されている。しかしながら分子鎖の剛直性ゆえに融解せず、強酸にしか溶解しないため、PBOナノファイバーの作製は困難であった。そこで希薄溶液からの結晶化を利用してPBOナノファイバーを作製する全く新しい方法を確立し、PBOナノファイバーの構造の特徴と形成機構を明らかにした。得られたPBOナノファイバーを用いて高分子との複合体を作製し、その構造制御と物性評価を行った。検討内容は以下のとおりである。1PBOナノファイバーの結晶性、微結晶配向、微細構造と形成機構の解明:作製条件(PBO分子量、急冷温度、PBO濃度、溶媒種類等)の異なるナノファイバーの構造をX線回折、透過型電子顕微鏡観察等により検討した。結晶化初期の構造を検討した。2PBOナノファイバーシートの高熱伝導性、熱伝導異方性および複合体への応用:PBOナノファイバーで積層シートを作製し、PBOナノファイバーの配向と熱物性を検討した。3PBOナノファイバー/高分子複合体の構造と力学特性、熱伝導性の解明:PBOナノファイバーと高分子の複合体を作製し、構造(NF配向をX線回折で測定)、力学特性、熱伝導性、高熱伝導性フィラー間に充填される高分子成分の熱伝導性向上について検討した。希薄溶液からの結晶化を利用してPBO NFを作製する全く新しい方法を確立し、PBO NFの構造の特徴と形成機構を明らかにした。得られたPBO NFを用いて高分子との複合体を作製し、その構造制御と物性評価を行った。以上のように当初予定どおりの検討を実施し、おおむね順調に結果が得られている。平成30年度までに得られた知見をもとに、高性能のPBO NFに作製と複合体への応用およびPBO NFを用いた積層シートや多孔体についても予定どおり検討を進めていく。平成30年度の検討で、当初予定していた溶融混練機を用いた検討より有効的な検討方法が見出された。そのため溶融混練機の購入を次年度以降に先送りし、まずは溶融混練機なしで検討できることを検討した。そのため次年度使用額が生じた。研究全体の進展としては支障はなく、得られる結果も当初の予定とおおむね同じか、それ以上のものが得られると考えている。