hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
化学気相堆積法における進化論を用いた反応機構モデル自動解析システムの開発

反応機構モデル自動解析システムの開発において、特に解析速度を向上させる新規な計算アルゴリズムの開発と計算速度向上に必要な補助ツールの開発を行った。計算アルゴリズムの開発という観点からは、化学気相堆積法(CVD)反応装置内における原料や中間体の濃度分布を計算するアルゴリズムを遺伝的アルゴリズム(GA)を用いて実現した。反応装置の形状によって装置内濃度分布を決定する固有の基底関数セットが存在することを示すことができた。そして、一般には、数値積分を用いて求める反応拡散方程式の境界値問題を、数個の基底関数による最適な線形結合を探索する問題に置き換えることに成功し、大幅な計算コストの削減と計算精度の向上を実現にした。具体的に本アルゴリズムが利用できる装置形状としては、マクロキャビティと呼ばれる2枚の長方形の基板を、スペーサをはさんで対向させたもの、円管型、円盤状の基板を平行に並べたバッチ型があることが分かった。さらに複雑な形状をした反応装置の場合でも、ルックアップテーブル、数値積分の手法を併用することで本アルゴリズムが使用可能であることが推測された。補助的なツールの開発という観点からは、人が使うために開発されたプロセスシミュレータと汎用モデリングツールを操作してシミュレータの計算過程をモデル化する自律的なシステムを開発することができた。このシステムによって、プロセスシミュレータの計算を高精度に代行するモデルが自動的に得られるようになり、プロセスシミュレータを部品として用いている反応機構モデル自動解析システムの解析速度を飛躍的に向上することができた。なお、実際のプロセス開発におけるシステムの解析能力の評価を行うためにCVDの成膜装置の作製も並行して行うことができた。本年度は、化学気相堆積法(CVD)の実験データを自動的に解析し、反応モデルを究明するシステム(自動モデリングシステム)の開発、改良を中心に行った。従来は、Macrocavityと呼ばれる反応装置の内部に生じる製膜速度分布(膜厚分布)を解析対象としてきたが、本研究では、半導体デバイスなどの作製過程で良く用いられるMicro cavity, Viaホールなど、マイクロメータからナノメータサイズの微細構造上に製膜した「膜の形状」(基盤破断面のSEM画像など)も解析対象となるようにシステムの改良を行った。この改良により、自動モデリングシステムの適用範囲をより大きくすることができた。さらに、様々な実験データが解析可能となっただけでなく、これらの異種データを統合的かつ、自動的に解凍する手法も開発し、異種データの統合解析が、究明されたモデルの信頼性をより高めることを示すことができた。一方、システムの開発効率を高めるためにマルチエージェント化を行うことを提案し、様々な開発すべきソフトウェアエージェシトの中でも、特に、ユーザの利用効率を高める効果が期待できるGUIによるインターフェイスエージェントの開発を行い、実現することができた。このGUIエージェントの実現によって、反応工学や情報工学についての知織の少ない技術者でも本システムがより容易に利用できるようになったと考えられる。以上、上記の反応工学的な観点からのシステム改良に加えて、これらの情報工学的な観点からの改良も行うことができた。また、従前の研究計画に則り、自動モデリングシステムを用いて実際にプロセス開発を行うため、CVD装置の作製を開始した。研究対象となる反応機構モデル自動解析システムについて、適用可能な実験結果の範囲拡大と計算時間の短縮による利便性の向上という二つの観点から開発と評価を行った。適用範囲の拡大という観点から、複数の装置による実験データを包括的に解析し、反応機構モデルを自動的に提案するシステムの開発を行った。化学気相堆積法(CVD法)において、連続体領域での拡散反応方程式を計算することで得られる基板上での成膜速度分布(マクロな領域での実験結果)とクヌッセン拡散領域でのモンテカルロ法による計算によって得られる膜の段差被覆特性(ミクロな領域での実験結果)の二種類の実験データを包括的に用いて適切な反応モデルを提案するシステムの開発に成功した。また、扱える実験データは二種類にとどまらず、理論上は何種類でも制限なく、組み合わせて利用可能なアルゴリズムを開発することができた。一方、計算時間の短縮という観点では、ボトルネックとなっているプロセスシミュレータの計算コストを小さくするため、シミュレータの計算過程のモデル化を行い、シミュレータの計算過程をモデル化された関数で置き換える技術を開発した。特定の反応装置の場合、連続体領域での拡散反応方程式の計算結果は、小数の基底関数セットの線形結合で表現できることを示し、拡散反応方程式の計算問題を、遺伝的アルゴリズムによって定量的な線形結合式を決定する問題に変換することに成功した。また、クヌッセン拡散領域でのモンテカルロ法による計算過程は、トレーニングデータを作成してニューラルネットワークによるバックプロバゲーション法、PLS法、QPLS法によってモデル化可能であることを示した。さらにそのモデル化を研究者に代わって自動的に行うソフトウェアエージェントを開発することができた。その他、実際のプロセス開発におけるシステムの解析能力の評価を行うためにCVDによる成膜装置の作製も並行して行った。

具体的に本アルゴリズムが利用できる装置形状としては、マクロキャビティと呼ばれる2枚の長方形の基板を、スペーサをはさんで対向させたもの、円管型、円盤状の基板を平行に並べたバッチ型があることが分かった。さらに複雑な形状をした反応装置の場合でも、ルックアップテーブル、数値積分の手法を併用することで本アルゴリズムが使用可能であることが推測された。補助的なツールの開発という観点からは、人が使うために開発されたプロセスシミュレータと汎用モデリングツールを操作してシミュレータの計算過程をモデル化する自律的なシステムを開発することができた。このシステムによって、プロセスシミュレータの計算を高精度に代行するモデルが自動的に得られるようになり、プロセスシミュレータを部品として用いている反応機構モデル自動解析システムの解析速度を飛躍的に向上することができた。なお、実際のプロセス開発におけるシステムの解析能力の評価を行うためにCVDの成膜装置の作製も並行して行うことができた。
タンキラーゼによるテロメア長制御機構とテロメラーゼ阻害剤による制癌

テロメラーゼ阻害剤は癌細胞のテロメアを徐々に短縮させ、細胞老化(replicative senescence)とアポトーシスを誘導する。但し、この手法は癌細胞のテロメア短縮が限界に達するまで阻害剤を継続処理する必要がある。我々はテロメラーゼ阻害剤の効果増強を目指し、テロメラーゼのテロメア会合制御因子と想定されるポリ(ADP-リボシル)化酵素(PARP)、タンキラーゼに着目した。タンキラーゼを過剰発現させた細胞ではテロメア伸長抑制因子TRF1がテロメアから遊離する。同細胞ではテロメアが徐々に伸長するが、我々はこれが(1)細胞内のテロメラーゼ活性に依存すること、(2)PARP阻害剤3-aminobenzamideによって抑制されること、(3)テロメラーゼ阻害剤MST-312やエピガロカテキンガレートのテロメア短縮効果を減弱させることを見出した。すなわち、タンキラーゼの機能亢進はテロメラーゼ阻害剤耐性を引き起こす可能性が示唆された。また、タンキラーゼ分子内に5つの独立したTRF1結合部位(ANK repeat clusters:ARC)を見出し、これらのうち最もカルボキシル末端側、すなわちPARP触媒領域に最も近いARC VがTRF1のポリ(ADP-リボシル)化とテロメアからの遊離、そしてテロメアの伸長に必須であることを明らかにした。タンキラーゼを特異的に阻害する手法が得られれば、テロメラーゼ阻害剤の効果を増強し、薬剤の処理期間を短縮出来るかも知れない。
カオスの間接的時系列解析法とそのSC回路による1/f^δ雑音発生器設計への応用

非線形写像で記述される区間力学系で生成されたカオスの時系列解析法は、二つに大別できる.その一つは,長時間の軌道を直接計算し,長時間平均として求める簡便な方法である.他の一つは,写像の不変密度に基づいた空間平均法と呼ばれる間接的時系列解析法であり,直接軌道を計算することなく統計量が得られるので,理論的考察に好都合であり,またその際Perron-Frobenius (PF)作用素P_γが重要な役割を担う.しかしながら,P_γは無限次元であるので,直接計算することが不可能である.本研究では,適当な関数空間上でのP_γに対するGalerkin近似に基づいた,統計量の系統的な計算アルゴリズムを与え,さらに,1/f雑音を生成するProcaccia-Schuster型写像をスイッチトキャパシタ(SC)回路により実現した.また,従来は,カオス軌道そのもの(すなわち実数値系列)の統計量が専ら評価の対象とされていたが,最近,カオス軌道から2値系列(カオス値系列)を得る方法が,本研究代表者によって与えられた.スペクトル通信および暗号通信においては,良好な相関特性を有する2値系列を必要とするが,本研究では,やはりPF作用素に基づいた空間平均法により,カオス2値系列が良好な相関特性を有することを理論的に明らかにした.その他カオス実数値系列およびカオス2値系列の高次相関関数等の高次統計量についても理論的評価を行い,特にチェビシェフ写像から生成されるカオスが,良好な統計的性質を有することを示した.非線形写像で記述される区間力学系で生成されたカオスの時系列解析法は、二つに大別できる.その一つは,長時間の軌道を直接計算し,長時間平均として求める簡便な方法である.他の一つは,写像の不変密度に基づいた空間平均法と呼ばれる間接的時系列解析法であり,直接軌道を計算することなく統計量が得られるので,理論的考察に好都合であり,またその際Perron-Frobenius (PF)作用素P_γが重要な役割を担う.しかしながら,P_γは無限次元であるので,直接計算することが不可能である.本研究では,適当な関数空間上でのP_γに対するGalerkin近似に基づいた,統計量の系統的な計算アルゴリズムを与え,さらに,1/f雑音を生成するProcaccia-Schuster型写像をスイッチトキャパシタ(SC)回路により実現した.また,従来は,カオス軌道そのもの(すなわち実数値系列)の統計量が専ら評価の対象とされていたが,最近,カオス軌道から2値系列(カオス値系列)を得る方法が,本研究代表者によって与えられた.スペクトル通信および暗号通信においては,良好な相関特性を有する2値系列を必要とするが,本研究では,やはりPF作用素に基づいた空間平均法により,カオス2値系列が良好な相関特性を有することを理論的に明らかにした.その他カオス実数値系列およびカオス2値系列の高次相関関数等の高次統計量についても理論的評価を行い,特にチェビシェフ写像から生成されるカオスが,良好な統計的性質を有することを示した.本研究代表者は,先にPF作用素に基づく間接的時系列解析法を与えた。具体的には,有限次元の近似的PF作用素は,カオスにおける種々の統計量の求解問題において,有限次元行列の線形固有値問題への帰着を可能にすること、および本解析法が力学系の混合性や不変密度の有界性の成否にかかわらず種々のカオスの諸統計量の高精度の近似値を与えることから,種々の工学上の設計問題に有効であることを明らかにしていた。一次元離散力学系は,スイッチトキャパシタ回路を基本とした回路で容易に実現できる。本科研費による本年度の研究成果は以下の通りである。まず,1/f^<delta>雑音発声器として,間欠性カオスを生成する力学系の模擬回路が有効であることを指摘した。その根拠は写像の非線形関数x^zが1/f^<delta>型パワスペクトルの指数deltaの決定的要因であることにある。x^zは同時に不変密度の非有界性を意味する。次に,x^zを正確に模擬するために,べき乗特性のIC演算増幅器を含むスイッチトキャパシタ回路を基本とした電子回路で一次元離散力学系を実現した。べき乗集積回路は,対数回路と指数関数回路とから構成されているので,べき乗だけでなく,対数,指数,乗算,除算などの演算が可能な上,各演算のパラメータ値が外部抵抗回路で自由に設定できる特長を持つ。従って,べき乗集積回路を用いたスイッチトキャパシタ回路により,多様な非線形離散力学系が簡単に且つ精度良く実現できることが期待される。具体的には,まず,区分的線形写像で規定される一次元離散力学系の簡単なSC回路実現法を与え,次に,べき乗集積回路を用いて,1/f^<delta>パワスペクトル特性を有するProcassia-Schuster型離散力学のSC回路実現法を示し,更に,これらのSC回路で生成されるカオスの諸統計量の計測値が,Perron-Frobenius作用素のガレルキン近似に基づく間接的時系列解析法による計算結果と良く一致していることを示した。

非線形写像で記述される区間力学系で生成されたカオスの時系列解析法として,写像の不変密度に基づいた空間平均法と呼ばれる間接的時系列解析法が有力であり,またその際PF作用素が重要な役割を担う.従来は,カオス軌道そのもの(すなわち実数値系列)の統計量が専ら評価の対象とされていたが,最近,カオスの通信への応用に際してカオス軌道から2値系列を得る方法が,本研究代表者によって与えられた.本年度の研究では,そのような2値系列についても,実数値の場合と同様にPF作用素を用いることで,相関関数等の統計量を理論的に評価できることが,本研究代表者によって明らかにされた.空間平均法によって間接的時系列解析を行なう場合,写像の不変密度が必要であるが,これは解析的に求まっていない場合が多く,高精度の近似解法が望まれており,本研究代表者は,PF作用素に対する有限次元の近似行列に基礎を置いた,間接的時系列解析法を先に提案した.本年度の研究においては,intermittent chaosを生成し得るProcaccia-Schuster型写像の不変密度が非有界であることに鑑み,特異基底を導入したGalerkin近似解の収束性を調べると共に,高精度の近似解を求め,これに基づいた、スイッチトキャパシタ(SC)回路による1/f^δ雑音発生器の設計指針を与えた.また,これまで主に一次元写像を取り扱ってきたが,研究分担者の村尾らによって,二次元トーラス写像を実現するSC回路が与えられており,多次元の力学系に対してもSC回路の実現が可能であることを示唆した.非線形写像で記述される区間力学系で生成されたカオスの時系列解析法は,二つの大別できる.その一つは,長時間の軌道を直接計算し,長時間平均として求める方法であり,簡便であるので,通常の時系列解析では,専らこの方法が採用される.他の一つは,写像の不変密度に基づいた空間平均法と呼ばれる間接的時系列解析法であり,直接軌道を計算することなく統計量が得られるので,理論的考察に好都合であり,またその際Perron-Frobenius (PF)作用素が重要な役割を担う.従来は,カオス軌道そのもの(すなわち実数値系列)の統計量が専ら評価の対象とされていたが,最近,カオスの通信への応用に際してカオス軌道から2値系列を得る方法が,本研究代表者によって与えられ,そのような2値系列についても,実数値の場合と同様にPF作用素を用いることで,相関関数等の統計量を理論的に評価できることが明らかにされている.本年度の研究では,有限周期のカオス系列の統計量が形成するガウス分布の平均値・分散が空間平均法によって理論的に評価可能であることを示した.次に,カオス2値系列をスペクトル拡散通信へ応用した場合のビット誤り確率が,その相関値の分布から理論的に評価可能であることを明らかにした.また,カオス実数値系列およびカオス2値系列の高次相関関数等の高次統計量についてもPF作用素に基づいた空間平均法による理論的評価を行い,特にチェビシェフ写像から生成されるカオスが,良好な統計的性質を有することを示した.
ミリ波帯における太陽電波の偏波観測と高エネルギー電子の推定

1.研究目的太陽フレアで発生するマイクロ波バーストの強度および偏波の周波数変化をミリ波帯で観測することによって,フレアで生成(加速)される高エネルギー電子のエネルギー・スペクトルおよび磁場の極性・強さを推定し,粒子加速と電波放射のメカニズムを考察する.2.研究の計画と実行(イ)偏波測定機能の付加本研究を行う上で最も重要であるミリ波帯の偏波観測を実現するために,既設の80GHZ強度計に偏波測定機能を付加した.これにより,既設の17,35GHZ偏波計と合わせて, cm-mm波帯で強度とともに偏波の周波数分布の測定が可能となった.(ロ)理論計算種々の電子分布・磁場分布に対して,電波強度と偏波の周波数分布を計算し,観測された分布と比較することにより逆に,電子のエネルギー分布および磁場の極性・強さを求めた.3.成果の評価と今後の課題(イ)フレアで加速される高エネルギー電子の分布を,ミリ波帯の強度・偏波観測から推定する方法が従来行われなかったのは,著しい大気吸収で精密な測定が困難であったことに起因している.ここでは独自な方法でこの困難を避け,はじめて可能とした.(ロ)電波観測から求めた電子のエネルギー分布は, X線観測から独立に求めたそれと異なっていることが判明した.この結果をどう解釈するかは今後に残された課題である.1.研究目的太陽フレアで発生するマイクロ波バーストの強度および偏波の周波数変化をミリ波帯で観測することによって,フレアで生成(加速)される高エネルギー電子のエネルギー・スペクトルおよび磁場の極性・強さを推定し,粒子加速と電波放射のメカニズムを考察する.2.研究の計画と実行(イ)偏波測定機能の付加本研究を行う上で最も重要であるミリ波帯の偏波観測を実現するために,既設の80GHZ強度計に偏波測定機能を付加した.これにより,既設の17,35GHZ偏波計と合わせて, cm-mm波帯で強度とともに偏波の周波数分布の測定が可能となった.(ロ)理論計算種々の電子分布・磁場分布に対して,電波強度と偏波の周波数分布を計算し,観測された分布と比較することにより逆に,電子のエネルギー分布および磁場の極性・強さを求めた.3.成果の評価と今後の課題(イ)フレアで加速される高エネルギー電子の分布を,ミリ波帯の強度・偏波観測から推定する方法が従来行われなかったのは,著しい大気吸収で精密な測定が困難であったことに起因している.ここでは独自な方法でこの困難を避け,はじめて可能とした.(ロ)電波観測から求めた電子のエネルギー分布は, X線観測から独立に求めたそれと異なっていることが判明した.この結果をどう解釈するかは今後に残された課題である.太陽フレアに伴うバーストの強度・偏波をミリ波帯で観測することによって、フレアで生成される高エネルギー電子の分布と磁場を推定することが可能である。本研究で行う波長3mm(80GHz)は、基本ジャイロ周波数の30ー50高調波に当るので、Me【V】エネルギーをもつ電子が寄与しているはずである。バーストのスペクトルからMe【V】電子のエネルギー・スペクトルを、さらに偏波観測から磁場の向き・強さを推定することができる。61年度は、偏波観測のためのハードウエアの作製、および理論計算を行った。1.既設の80GHz強度計(野辺山太陽電波観測所)に偏波観測の機能を附加するため、次の作業を行った。a)偏波測定の基本設計(甲斐,中島)b)偏波切替器の選定・切替器駆動回路の設計・製作(塩見,関口)c)強度計への取付け及び調整(関口)2.ミリ波帯における太陽電波のスペクトル.偏波と、高エネルギー電子の分布との関係について理論計算を行った。ここで用いた磁場等のパラメーターは、観測値から決められるべきもので、第二年次に観測を行うことによって決める。
「海の道」からみたアジアの太鼓の伝統的伝承システムの形成に関する国際共同研究

本研究は、日本および周辺アジア地域の太鼓文化を対象に、そのリズムパターンを収集し、それぞれの伝統的伝承システムである口唱歌(口太鼓)に基づく記録方法でデータバンクを構築することを通して、アジアの太鼓文化の相互関係を明らかにし、また、各地域の口唱歌システムを比較分析することによって、日本人のもつ音楽性を浮き彫りにすることを目的とするものである。さらにはアジアの伝統的太鼓文化の保存と発展に資する資料を提示し、理論的・方法論的に問題提起をすることをも、その目的としている。中国・ベトナム・インドネシア・インド・日本で調査をおこない、資料を収集した。1、実際のコンテクストの中でおこなわれた祭・儀礼・芸能を参与観察し、関係者の許可が得られたものは、写真やVTRで記録作成をおこなうことができた。2、芸能の芸態つまりテクストそのものの分析に資する資料として、上演を依頼し、舞踊劇や人形劇・舞踊などを収録した。3、太鼓をそれぞれの伝承者から習い、口唱歌と伝承方法についてのインタビューでデータを集積した。これらの調査から、口唱歌には、「インド系単音オノマトペ型」と「中国系重音オノマトペ型」の2つの化圏があることが分かってきた。また、単に太鼓の音を真似て歌う「単純口唱歌」と、それを体系化した「システム口唱歌」の2つのレベルの文化圏があることも分かってきた。両要素は必ずしも連動してなくて、それらの重なり具合は複雑な様相を呈している。さらに、それらを比較すると、「聞き做し」のオノマトペが、発展し体系化し、伝承システムとして構築されるには、太鼓というテクストだけではなく、太鼓を取り囲むさまざまなコンテクストが影響を及ぼしていることが明らかになった。本研究は、日本および周辺アジア地域の太鼓文化を対象に、リズムパターンを収集し、それぞれの伝統的伝承システムである口唱歌(口太鼓)に基づく記録方法でデータバンクを構築することを通して、アジアの太鼓文化の相互関係を明らかにし、また、各地域の口唱歌システムを比較分析することによって、日本人のもつ音楽性を浮き彫りにすることを目的とするものである。本年度は、中国・シンガポール・ベトナムでフィールドワークをおこなった。中国福建省では木偶劇・梨園戯の太鼓の技法と口唱歌を収録。また、木偶戯「目連求母」の収録をおこない、個々の技法が実際の上演の際にどのように展開しているかを明らかにするデータを得た。浙江省杭州では、越劇の演者から太鼓の技法とそれに対応する口唱歌の収録をおこなった。また、越劇の実演を実見し、技法の応用についての基礎データを収集した。越劇の源流をたどった紹興では、初期の演劇で使われていた太鼓とその後に発生した口唱歌の関係を明らかにした。上海では、共同研究者の応有勤氏と今後の研究の方向性について協議をおこなった。ベトナムでは、ハノイ近郊ハッタイ県の農村で伝承されている水上人形劇の調査をおこなった。これは演劇というよりむしろ、からくり人形に近い形態のものである。儀礼的な演目も残しており、中国泉州の糸操り人形劇の太鼓の技法との比較に資するデータを収集した。水上人形劇の演者および楽団員にインタビュー、さらに太鼓の技法と口唱歌を収録。現在使用している人形と保存してある古い人形のデータを取り、写真撮影をおこなった。また人形劇の伝承基盤となっている親族集団を調査し、共同体のあり方と芸能や祭りについて関わり調べた。ハノイでは、舞台化した水上人形劇を2件調査し、演者から太鼓の技法とそれに対応する口唱歌の収録をおこない、チェオいう人間が演じる劇から、太鼓の技法が取り入れられているのを確認した。本年度はインドネシアと中国でフィールドワークをおこなった。

インドネシアでは、研究代表者山本、分担者徳丸・鈴木・垣内・細井に加え、共同研究者のサットン、研究協力者山口修(大阪大学名誉教授)・皆川厚一(神田外語大学講師)のフルメンバーで、学術討論会とフィールドワークをおこなった。太鼓知識伝承に対して、各メンバーがこれまでにおこなってき研究についての共通理解をおこなった。ウブド地域では、種々の芸能のVTR収録とおこなった。またそれらの芸能における太鼓伝承者、舞踊伝承者に対してインタビューおこない、伝統的な伝承システムについての基本的パターンの抽出をし、記録を作成した。トゥンガナン村では先住民族がどのように伝承を維持しているか、早朝から深夜におよぶ儀礼と芸能の参与観察をおこなった。中国泉州では、垣内が、糸操り人形劇の表現方法についての基本資料収集をおこなった。山本は上海音楽学院の李民雄教授から、京劇における鑼鼓経のシステムについての聞き取りをおこなった。昨年度の調査データをあわせて、アジアにおける太鼓技法の伝承の様相を明らかにするに資する資料収集成果を充分にあげられたと考える。本年度はインドと中国で調査をおこなった。インドでは、海のシルクロードにおいて胡椒貿易で栄えたコーチンがあるケーララを調査地に選んだ。ケーララでは、3つの側面から資料を収集した。1、実際のコンテクストの中でおこなわれた祭・儀礼・芸能を参与観察し、関係者の許可が得られたものは、写真やVTRで記録作成をおこなうことができた。マンガロールでは、ガネーシャ寺院での儀礼および奉納のための舞踊劇ヤクシャガーナ、ガネーシャ祭の行列など。トリチュールでは、オーナム祭の儀礼、象祭の楽隊、クマティ祭の芸能の行列。イリンジャラクダでは、オーナムの花飾りおよび儀礼的な会食、寺院での太鼓の奉納、コッティアム近郊でのボートレースなどである。2、芸能の芸態つまりテクストそのものの分析に資する資料として、上演を依頼し、舞踊劇や人形劇・舞踊などを7回収録した。3、4種の太鼓をそれぞれの伝承者から合計16回(実質的には約20時間)習い、口唱歌と伝承方法についてのインタビューでデータを集積した。中国では、昨年までの調査で得たデータの補足をおこなった。これまでの調査と付き合わせると、口唱歌には、「インド系単音オノマトペ型」と「中国系重音オノマトペ型」の2つの文化圏があることが分かってきた。また、単に太鼓の音を真似て歌う「単純口唱歌」と、そを体系化した「システムロ唱歌」の2つのレベルの文化圏があることも分かってきた。両要素は必ずしも連動してなくて、それらの重なり具合は複雑な様相を呈している。さらに、それらを比較すると、「聞き做し」のオノマトペが、発展し体系化し、伝承システムとして構築されるには、太鼓というテクストだけではなく、太鼓を取り囲むさまざまなコンテクストが影響を及ぼしていることが明らかになってきた。
関数型プログラムに対するモジュール構造を考慮にいれた効率のよい形式的検証支援

本研究は関数型プログラミング言語向けの検証支援システムの開発を目標にしている.昨年度までにそのシステムの主要ルーチンである(整数上の変数込みの大小判定を含む)プレスブルガー文真偽判定ルーチンを関数型プログラミング言語MLを用いて作成し,その有用性の評価を行なった.今年度は検証手法を確定し,検証支援システムを試作した.まず,モジュールごとに記述された「契約に基づく設計」に沿ったモジュール仕様を等式集合として表し,それらのモジュール仕様の各等式を管理しやすいようにXMLタグを用いて管理する方法を考案した.次いで,この仕様とプログラム本体から検証式を自動作成し,正しさの検証をプレスブルガー文真偽判定に帰着させる判定手法を考案し,その検証手法を6月に岡山で行われたソフトウェアシンポジウム2004(査読あり)にて発表した.次いで,この検証手法に基づき,関数型言語ML向けにOCaMLを用いて作成した検証支援システムを9月に函館で行われたソフトウェアサイエンス研究会にて発表した.検証例題として図書管理システムを選び,プログラム作成と仕様作成を行った.このシステムは大きく6つのモジュールで構成される.この中で主要なモジュールである貸し出しモジュールに対し,下位のデータベース操作モジュールの仕様の正しさを仮定した上で,正しく貸し出しが行われること(そのようにプログラムが実装されていること)の検証作業をこの検証支援システムを実際に用いて行った.その結果,検証作業に不慣れな学生であっても,従来手法と遜色のない手間と時間でできることがわかった.この結果は,3月に行われたPPL2005(プログラムおよびプログラム言語ワークショップ2005)で発表し,デモ公開した.ML等の関数型プログラムを念頭にプログラムの正しさを保証できる開発支援システムの構築を行うことにより,形式的証明支援システムや関数型プログラム言語の実用性の限界を調べることを目的としている.特にMLにおいてはシグネチャ機構により,外部公開される関数,変数と,情報隠蔽される情報との区別が行われる.そのシグネチャ記述に加え,モジュールの満たすべき性質を代数的記述に準じた形式記述で行い,正しさの保証を伴ったプログラム開発を行えることを目指す.本年度はこの開発支援支援システムのうち証明支援システムの主要部となる「プレスブルガー文真偽判定処理系」と「多ソート対応項書き換えシステム(多ソートTRS)」をMLで実装した.これまでの研究においては限定されたクラスに対する高速プレスブルガー文真偽判定処理系や多ソートTRSをC言語で実装しているのに対して,今回は完全なクラスのプレスブルガー文真偽判定処理系とKnuth-Bendix完備化アルゴリズムを内蔵する多ソートTRSをMLで記述,実装している.従来の研究の成果を取り入れ,限定されたプレスブルガー文に対しては高速に判定しながらも通常のプレスブルガー文にも対応できるよう工夫している.このプレスブルガー文真偽判定処理系については世界に公開されている米国メリーランド大学のΩ処理系と比較を行い,判定時間に遜色のないことを確認した.この結果,MLによるプログラム記述および実装を通してC言語による実装に比べて開発期間,実行速度ともに遜色ないという結論を得た.また関数型プログラム開発上の問題点をいくつか確認した.さらに実行効率の評価をした上で研究会に発表すべく鋭意準備中である.本研究は関数型プログラミング言語向けの検証支援システムの開発を目標にしている.そのシステムの主要ルーチンである(整数上の変数込みの大小判定を含む)プレスブルガー文真偽判定ルーチンを関数型プログラミング言語MLを用いて作成し,その有用性の評価を行なった.その評価の一部として,京都大学作成の教育用CPU KUE-CHIP2の設計検証の一部(命令のプリフェッチの導入による詳細化)に適用し,実用規模の例題に対しても1秒以下で検証可能なことを示した.また,検証支援システムについては学生と共同で関数型プログラミング言語OCAMLを用いて,鋭意作成中である.上述のプレスブルガー文真偽判定ルーチンの有用性,検証支援システムの設計方針,詳細設計について2004年3月に行われる電子情報通信学会のソフトウェアサイエンス研究会で発表する.検証支援システムのプロトタイプは4月中にできる予定である.適用例題については従来の研究グループのノウハウを活用しつつ,図書管理システムで行う予定である.このシステムのモジュール設計,仕様記述の一部をすでに行っている.モジュールは大きく3つに分かれる.個々のモジュールに対して,要求すべき性質記述を,ソースプログラムのコメント記述部に定められたフォーマットに沿って記述するスタイルを採る.提案する検証方法では,記述された要求記述とプログラム本体の記述から型付きTRSによる等価変換を経て,プレスブルガー文に変形する.今後は開発を完了し,例題適用を行って,開発効率,問題点などについて調べ,本研究で得られる知見についてまとめる.本研究は関数型プログラミング言語向けの検証支援システムの開発を目標にしている.昨年度までにそのシステムの主要ルーチンである(整数上の変数込みの大小判定を含む)プレスブルガー文真偽判定ルーチンを関数型プログラミング言語MLを用いて作成し,その有用性の評価を行なった.今年度は検証手法を確定し,検証支援システムを試作した.まず,モジュールごとに記述された「契約に基づく設計」に沿ったモジュール仕様を等式集合として表し,それらのモジュール仕様の各等式を管理しやすいようにXMLタグを用いて管理する方法を考案した.次いで,この仕様とプログラム本体から検証式を自動作成し,正しさの検証をプレスブルガー文真偽判定に帰着させる判定手法を考案し,その検証手法を6月に岡山で行われたソフトウェアシンポジウム2004(査読あり)にて発表した.次いで,この検証手法に基づき,関数型言語ML向けにOCaMLを用いて作成した検証支援システムを9月に函館で行われたソフトウェアサイエンス研究会にて発表した.

検証例題として図書管理システムを選び,プログラム作成と仕様作成を行った.このシステムは大きく6つのモジュールで構成される.この中で主要なモジュールである貸し出しモジュールに対し,下位のデータベース操作モジュールの仕様の正しさを仮定した上で,正しく貸し出しが行われること(そのようにプログラムが実装されていること)の検証作業をこの検証支援システムを実際に用いて行った.その結果,検証作業に不慣れな学生であっても,従来手法と遜色のない手間と時間でできることがわかった.この結果は,3月に行われたPPL2005(プログラムおよびプログラム言語ワークショップ2005)で発表し,デモ公開した.
枯草菌グルコン酸オペロンのリプレッサー蛋白質の機能構造

本研究代表者は、過去6年間本研究課題で研究を続けている。その研究成果のうち、誘導物質であるグルコン酸の結合ドメインの解析については、7年度に入ってからいくつかの追加実験をした後、J. Bacteriol. 177 : 4813(1995)に発表した。また、リプレッサーとオペレーターの相互作用に関する知見もMol. Gen. Genet. 248 : 583-591(1995)に発表した。7年度および8年度を通じて、X線解析に耐えるリプレッサー蛋白質の単一の大型結晶を得るための種々の結晶化条件を試みた。さらに、これまでの研究で作成した5種類のDNA結合を失った変異レプレッサーを精製し、これらの変異蛋白質の結晶化も検討した。しかしながら、本蛋白質は、小型の針状結晶を生じるだけで、どうしてもX線解析に耐える結晶を生成させることが出来なかった。本リプレッサーは、本来重合しやすくこれが良質の結晶形成の妨げになっていると思われる。この結晶化と平行して、リプレッサーと誘導物質の相互作用の詳細なキネティクスをフィルター結合法を用いて解析した。本蛋白質は、誘導物質であるグルコン酸とグルコノ-σ-ラクトンが存在するとオペレーターとの結合能を失う。しかし、これらの誘導物質はオペレーターに依存しない非特異的なDNA結合能を増加させる。この非特異的なDNAとの結合能の生理的意義を検討中である。数年前、本研究対象としているGntR蛋白質を代表とするバクテリアの制御蛋白質の亜集団(GntRファミリー)が提唱され、国際的に認知されるに至っている。このところのバクテリアのゲノム解析の進展に伴い数多くの遺伝子産物がこのファミリーに属し、helix-turn-helixモチーフをもつ制御蛋白のファミリーの中で、3番目に数が多い構成集団を形成することが明らかになってきている。このGntRファミリーの制御蛋白質の機能に関してデーターベースより情報をあつめこれらの蛋白質の機能分類も行った。本研究代表者は、過去5年間本研究課題で研究を続けている。その研究成果のうち、エフェクターであるグルコン酸の結合ドメインの解析については、本年度に入ってからいくつかの追加実験をした後、J. Bacteriol. 177 : 4813 (1995)に発表した。また、リプレッサーとオペレーターの相互作用に関する知見も、最近発表できた[Mol. Gen. Genet. 248 : 583-591 (1995)].。このように本年度は、過去の研究成果の締めくくりの実験を行ってその成果を公表できた。さらに、X線解析に耐えるリプレッサー蛋白質の単一の大型結晶を得るため種々の結晶化条件を検討すると共に、リプレッサー蛋白質の2量体形成ドメインやリプレッサー蛋白質とDNAおよびグルコン酸との詳細な相互作用を解析した。リプレッサー蛋白質の結晶化に関しては10数種の結晶化条件を検討したが未だ良質の結晶は得れていない。また、これまでの研究で作成した5種類のDNA結合を失った変異レプレッサーを精製しその分子量を求めたが、いずれの変異も2量体形成能には影響を及ぼさなかった。そして、これらの精製変異レプレッサーを結晶化に用いた場合、良質の結晶が得られるかどうかの検討もはじめた。

また、グルコン酸で逆に誘起されるDNAとの結合能のキネティクスを解析した結果、この非特異的な結合はグルコン酸で特異的に誘起されることが判明し、このこととレプレッサー蛋白質の機能との関連の追求も始めた。尚、レプレッサー遺伝子とこれに続くグルコン酸キナーゼの遺伝子は5塩基重複している。この重複を解除した場合のレプレッサー遺伝子の発現への影響の解析も開始している。昨年度で、枯草菌グルコン酸オペロンのリプレッサー蛋白質の分子遺伝学的手法を用いた機能構造の解析を終了した。そして、その研究成果のうち、グルコン酸の結合ドメインの解析についてはJ.Bacteriol.177:4813(1995)に、またリプレッサーとオペレーターの相互作用に関する解析はMol.Gen.Genet.248:583-591(1995)に発表した。本年度も、X線解析に耐えるリプレッサー蛋白質の単一の大型結晶を得るための種々の結晶化条件を試みた。さらに、これまでの研究で作成した5種類のDNA結合を失った変異レプレッサーを精製し、これらの変異蛋白質の結晶化も検討した。しかしながら、本蛋白質は、小型の針状結晶を生じるだけで、どうしてもX線解析に耐える結晶を生成させることが出来なかった。本リプレッサーは、本来重合しやすくこれが良質の結晶形成の妨げになっていると思われる。この結晶化と平行して、リプレッサーと誘導物質の相互作用の詳細なキネティクスをフィルター結合法を用いて解析した。本蛋白質は、誘導物質であるグルコン酸やグルコノ-δ-ラクトンが存在すると濃度20μMを境にオペレーターとの結合能を失う。しかしながら、これらの誘導物質の濃度をさらに増加させると(1mMまで)オペレーターに依存しない非特異的なDNA結合能が増加する。このリプレッサーの非特異的なDNAとの結合能の誘起は、誘導物質に特異的であり、この結合能の生理的意義を検討中である。数年前、本研究対象としているGntR蛋白質を代表とするバクテリアの制御蛋白質の亜集団(GntRファミリー)が提唱され、国際的に認知されるに至っている。このところのバクテリアのゲノム解析の進展に伴い数多くの遺伝子産物がこのファミリーに属し、helix-turn-helixモチーフをもつ制御蛋白のファミリーの中で、3番目の多くの構成集団を形成することが明らかになってきている。このGntRファミリーの制御蛋白質の機能に関してデータベースより情報をあつめこれらの蛋白質の機能分類を行った。
ユビキチン・プロテアソームによる出芽酵母細胞機能制御に関する分子遺伝学的研究

出芽酵母のG1からS期への移行に際して、Clb/Cdc28キナーゼのインヒビターSic1が分解される。この分解はユビキチン-プロテアソーム系によるものであるが、Cln/Cdc28キナーゼによるSic1のリン酸化がユビキチン化の開始に必要であることが分かっていた。本年度の我々の研究により、Sic1の速やかな分解にはもう一つのCDK、Pho85、が必要であること、さらにユビキチン化のシグナルになるリン酸化はCdc28とPho85の二種のCDKにより異なる部位に生じることが明らかになった。Pho85はCdc28と高い相同性を示すが、その機能は異なる。しかし、上述したようにPho85も細胞周期制御に係わっていることが分かったので、Pho85とCdc28の機能ドメイン、特に、リン酸化を受けるチロシンを含むGリッチ領域、PSTEARE領域、および、リン酸化を受けるトレオニンを含むT-ループにアミノ酸置換を導入した変異体を作製し、そのキナーゼ活性、サイクリンとの結合能、および、pho85変異の抑圧能について比較した。その結果、両キナーゼにおいて、PSTEARE領域はサイクリンとの結合に必要であった。T-ループはCdc28キナーゼの活性化に必須であるが、Pho85キナーゼの活性には必要ないこと、一方、G-リッチ領域のチロシンのリン酸化はCdc28キナーゼを不活性化するがPho85キナーゼの活性化には必要であることが分かった。このように、Pho85キナーゼは特異なCDKであるといえ、今後さらにPho85の構造/機能解析を進める必要がある。出芽酵母26Sプロテアソームの構成蛋白質:nin1-1変異体は26Sプロテアソームのサブユニットの一つをコードしている。nin1-1変異のマルチコピーサプレッサーを二種分離し、SUN1およびSUN2と命名した。SUN1はそのアミノ酸配列からマルチユビキチン鎖認識蛋白質であることが予想され、実際にその活性があることを証明した。この活性は、26Sプロテアソームが基質を認識するときに必須であると考えられているが、SUN1破壊株は野生株と同様の生育を示した。この事実は、26Sプアロテアソーム中にもう一つのマルチユビキチン鎖認識蛋白質があることを示唆している。SUN2は必須遺伝子であることが分かった。SUN2はヒト26プロテアソームのサブユニットp58およびショウジョウバエのDoxA2と機能的にも構造的にも高い相同性を示した。Sun1とSun2蛋白質は酵母の26Sプロテアソームのサブユニットであることも示した。ユビキチン経路の新規遺伝子の解析:温度感受性突然変異体保存株中の一つYTG1株はBUL1やRSP5およびUBI1などのユビキチン関連遺伝子によってサプレスされる。このことから、YTG1遺伝子もユビキチン経路に関連のある作用を持つ遺伝子であろうと推定されるが、その本体はまだ明らかになっていない。今回、ytg1/+二倍体株の遺伝子破壊を網羅的に行うことが可能なバンクを用いて、形質転換と同時に温度感受性になるものを選択し、その中から、ytg1の対立遺伝子の破壊株を得た。この破壊株から、挿入DNA断片を目印に染色体DNA断片をクローニングし、その塩基配列を決定した。YTG1がコードするアミノ酸配列を知ることが出来たが、この情報からはYtg1蛋白質の機能について新しい知見は得られなかった。今後、YTG1遺伝子と相互作用する遺伝子の検索などを通じてその働きを明らかにする予定である。

この分解はユビキチン-プロテアソーム系によるものであるが、Cln/Cdc28キナーゼによるSic1のリン酸化がユビキチン化の開始に必要であることが分かっていた。本年度の我々の研究により、Sic1の速やかな分解にはもう一つのCDK、Pho85、が必要であること、さらに、ユビキチン化のシグナルになるリン酸化はCdc28とPho85の二種のCDKにより異なる部位に生じることが明らかになった。Pho85はCdc28と高い相同性を示すが、その機能は異なる。しかし、上述したようにPho85も細胞周期制御に係わっていることが分かったので、Pho85とCdc28の機能ドメイン、特に、リン酸化を受けるチロシンを含むGリッチ領域、PSTEARE領域、および、リン酸化を受けるトレオニンを含むT-ループにアミノ酸置換を導入した変異体を作製し、そのキナーゼ活性、サイクリンとの結合能、および、pho85変異の抑圧能について比較した。その結果、両キナーゼにおいて、PSTEARE領域はサイクリンとの結合に必要であった。T-ループはCdc28キナーゼの活性化に必須であるが、Pho85キナーゼの活性に必要でないこと、一方、G-リッチ領域のチロシンのリン酸化はCdc28キナーゼを不活性化するがPho85キナーゼの活性化には必要であることが分かった。このように、Pho85キナーゼは特異なCDKであるといえ、今後さらにPho85の構造/機能解析を進める必要がある。
超微構造解析を用いた歯根破折発生メカニズムの解明

象牙質の微細構造が、破折が伸展する過程においてどのような影響を与えているかを明らかにするため、亀裂の先端部分の状態を未脱灰において透過型電子兼美容および電子線トモグラフィーにより3次元構造を観察し亀裂がどのように進展していくかを明らかにすることを目的とした。歯の亀裂の先端部の微細構造は、超高圧電子顕微鏡を用いたトモグラフィー撮影法を行いることにより厚い未脱灰試料の観察を可能にしようというものであり、さらに透過型電子顕微鏡の特徴である電子回折法を用いたアパタイト結晶の配向性と亀裂との相関およびマルチスケールな力学的視野と超微細な構造学的視野を併せた多面的解析を行った。25年度においては、試料加工と観察手法の確立に重点的に時間を割いている。1試料の加工手法および加工デザインの決定においてはおおむね作業を終えており、人工的に付与した亀裂を効果的に包埋して切断を行うことで効果的な亀裂含んだ切片の作成が可能となった。さらに破折した部位の形態を確認するためにウルトラミクロトームにて切断するため部分脱灰および包埋を行い観察用の試料を作成することにより破断面のコラーゲンの状態の観察も可能となった。この手法により今後、歯の亀裂進展パターンと象牙質を構成する有機物の大半を占めるコラーゲン線維における加齢変化との関連を調べることが可能となった。当初想定されたFIBによる薄切可能においては、比較的精度の高い可能が可能となったが試料表面への打ち込みに関しては、打ち込みの起こりやすい試料に関してはウルトラミクロトームを用いるたことにより回避することが可能となった。ウルトラミクロトーム法はダイヤモンドナイフを用いて切削を行うことからコンプレッションなどの試料損傷が起こりやすく切削方向や切削速度などのデータを今後蓄積していく予定である2FIB、ウルトラミクロトーム加工およびトモグラフィー観察においては、亀裂において安定した結果を出せるようになっており、今年度だけでも加齢に伴う象牙質内の石灰化と歯根亀裂の発生に関する知見を多く生み出した。加齢による細管内の石灰化が亀裂進展のパターンに影響を与えることにより亀裂伸展抵抗に影響を与えることが示唆された。電子線トモグラフィー法においてはFIBおよびミクロトーム法の両方の手法に関して検証を行い精度の高いデータが得られるようになっている。本年度においては、25年度において確立した観察手法も用いて象牙質亀裂の詳細な画像を得ることに成功した。なかでも亀裂進展パターンと加齢変化の像から加齢に伴う石灰化が亀裂進展パターンに大きな影響を及ぼすことが明らかになった。また、管間象牙質における亀裂パターンの変化から象牙質を構成する有機成分であるコラーゲン線維の加齢にともなう変性においても亀裂発生及び伸展に何らかの影響を及ぼすことか分かった。本年度は学会発表においてそれらの現象を世間に発表するとともに関連する1本の論文発表を行った。さらに後半からは脱灰した基質たんぱく質の物性がどのように変化しているのか確認するために基質コラーゲンに対してナノインデンテーションを用いた物性評価の実験を開始した。これにより未脱灰硬組織の形態学的な評価とコラーゲン線維の状態が比較することができ加齢変化と亀裂発生のメカニズムと亀裂伸展における基質の劣化の影響を複合的に考えることが出来るようになった。ナノインデンテーションにおいては軟性素材の評価であるため未だ数値のばらつきが多く見られどのように安定したデータを得るかを現在試行錯誤しているところである。27年度においては物性評価手法の確立と微小領域における物性値とコラーゲンの劣化の比較、さらに糖尿病といった基質を劣化される因子が象牙質のような組織にどのように影響するかを検討すべく研究を進めていく予定である。歯の破折には、顎骨や歯といった比較的大きなスケールから、エナメル小柱、象牙細管といったミクロのスケールまでの様々な構造が関与する。今回、我々は硬組織の破折評価に、ミクロマクロスケールの要素をとりいれたマルチスケール応力解析を用いることによりマクロ構造がミクロ構造に与える影響をも考慮した解析を行うことを目的とした。歯の亀裂の先端部の微細構造は、光学顕微鏡では分解能の問題で捕らえることが難しいが、本研究は、集束イオンビーム加工装置による超微細試料加工技術と超高圧電子顕微鏡を用いたトモグラフィー撮影法を行いることにより亀裂進展における微細構造の影響を可視化しようというものであった。透過型電子顕微鏡の特徴である電子回折法を用いたアパタイト結晶の配向性と亀裂との相関を調べたりすることも可能でありマルチスケールな力学的視野と超微細な構造学的視野を併せた多面的解析を行うことに独創性がある。本研究の成果は、歯の破折発生メカニズムを解明する上で非常に有用な情報を与えるとともに、その手法は多方面への応用が期待できるものと考えられる。歯は老化により破折しやすくなると言われている。象牙質の亀裂観察結果においても、若年者と高齢者で比較すると、加齢により亀裂伸展様相の変化が認められた。TEMだけでなく超高圧電子顕微鏡(Ultra-High Voltage Electron Microscopy:以下UHVEM)にて観察することで、若年者と高齢者の亀裂伸展の様相の相違をより顕著に示すことに成功した。

歯の亀裂の先端部の微細構造は、超高圧電子顕微鏡を用いたトモグラフィー撮影法を行いることにより厚い未脱灰試料の観察を可能にしようというものであり、さらに透過型電子顕微鏡の特徴である電子回折法を用いたアパタイト結晶の配向性と亀裂との相関およびマルチスケールな力学的視野と超微細な構造学的視野を併せた多面的解析を行った。現段階で、未脱灰硬組織の形態学的な評価および基質蛋白の劣化の定量評価手法がおおむね完成しており、様々なデータを得ている。保存修復最終年度は、加齢に伴う象牙質亀裂のリスク変化に関してさまざまな学会や論文で報告を行うとともに亀裂の成因に関してより深い検討を進めていく予定である。現時点では象牙細管の石灰化の加齢に伴う部位毎の変化の定量化とそれに一致した基質蛋白の糖化の影響を物性値を指標に可視化していく予定である。電子顕微鏡を用いた未脱灰硬組織の構造観察手法を応用した論文発表が2件報告された。未脱灰でないと観察が不可能である象牙質内微小破折と加齢との関連性が英文誌のMicroscopyにて報告され、さらに加齢と象牙質基質への糖化最終生成物の沈着に関しての報告がArchives of Oral Biologyに掲載され象牙質疾病メカニズムに関連する研究として注目されており本研究から派生した実験手法などが様々な形で評価されている。本年度においては、実験が順調に進みダイヤモンドブレードおよびダイヤモンドナイフの消費が少なく、消耗品に関しても最低限の消費で進めることが可能となった。そのため若干の使用額に余裕が出来たと考えられる。研究の進捗が予想よりも早く進んでいるため、予定を前倒しして、電子線トモグラフィー観察を象牙質内の有機物まで含めてさらに進めることも視野にいれて今年度の研究を進めていく予定である。得られた3次元形状データを解析モデルとして加工し、様々な条件による応力分布の解析を行う。加齢による石灰化と亀裂進展パターンなどのin slicoでの再現も視野に入れて研究を進めていく予定である。次年度においてはより象牙質内の詳細な部位の加齢変化の見当を行っていくため予定通りの消耗品の使用を進めていく予定である。試料加工の予備実験が比較的順調に進んだため包埋用の樹脂などの購入が低額で可能となったため。次年度においても同様の物品の購入予定があるため使用計画に変更はない。
多孔性ヘテロポリ酸の触媒機能設計

ヘテロポリ酸をベースとし、酸化や水素化能力を有するマイクロポーラスヘテロポリ化合物を合成し、されにそれを触媒とした分子形状選択反応を実現することを目的とした。H_3PW_<12>O_<40>のH^+をCs^+で部分的に置換すると、不溶性かつ多孔性の酸性塩が生成する。特徴的なことに、2.5当量のCsの置換ではメソポーラス(細孔40Å)、2.2当量ではスーパーマイクロポーラス(7Å)、2.1当量の置換ではウルトラマイクロポーラス(5Å)な物質が合成できた。この細孔サイズは、N_2、Ar吸着解析やサイズの異なる様々な分子の吸着(モレキュラープローブ法)によって決定した。さらに、金属と酸機能が備わった二元機能を付与するために、Ptを共存させて上記の合成を行った。得られたCs酸性塩はいずれも上で述べたものと同様であり、二元機能のマイクロポーラスヘテロポリ酸が合成できた。この触媒を用いて、オレフィンの水素化およびアルカンの酸化反応を検討した。5Åの細孔を有するPt-Cs_<2.1>H_<0.9>PW_<12>O_<40>では、エチレンの水素化は通常のPt/SiO_2と同様に進行するが、分子サイズの大きなシンクロヘキセンの水素化はほとんど進行せず、分子形状選択性が見出された。15EA04:また、メタンやネオペンタンなどアルカン酸化反応においてもPt-Cs_<2.1>H_<0.9>PW_<12>O_<40>は分子サイズを識別して、その速度を制御するいわゆる分子形状選択性が発現した。