hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非定常剥離渦を含む境界層に関する研究

粗度密度が大きい場合、慣性力増加は平均投影直径と剥離域内の水の質量で大半が説明できること、(3)粗度密度が小さい場合は、平均投影直径、剥離域の水に加えて、各粗度の慣性力、粗度による表面圧力変化を加えると実験結果を定量的に説明できること、(4)粗度密度が1.5%を越えると、平均投影直径はD+2Kにほぼ等しくなることが示された。今後の予定としては、非定常剥離域の挙動を調べ、非定常剥離渦と境界層の干渉メカニズムを明らかにする。発達した境界層内におかれた突起物(大型粗度)周りに発生する非定常剥離渦の挙動を調査し、大型粗度による海洋構造物の各部材に働く流体力増加のメカニズムを明らかにすることを目的として、次のような実験と理論的解析を行った。1.非定常流中におかれた単一粗度周りの流れ場を観測し、粗度の後流部に発生する非定常剥離域の大きさの定量化を試みた。2.大型粗度に働く慣性力並びに粘性力の変化と流場の相関を前後振動運動の場合と波浪中に分け調査し解析を行った。3.3次元剥離渦の存在する船尾流場において、縦渦の非定常挙動を時空間的に調査した。以上のことより以下の事柄が明らかとなった。1.波浪中に波頂線と平行で水平に置かれた没水円柱まわりの非定常流れは円柱を一周する流れと、それに伴う剥離域の回転移動が認められた。2.波浪中の水平円柱に働く流体力を解析した結果、粘性力は見かけの相対流速と同位相であるが、慣性力は見かけの流速に直角方向に働き、振動運動を行う円柱に働く慣性力とは見かけ上現象が大きく異なる。しかし、無次元化された値に両者の違いは認められなかった。3.上下力については計測量が小さく、解析が困難であったが、波頂部で慣性力が下向きになるなど、浮力を減じる方向に働くことが分かった。4.細長船型の船尾部3次元剥離域に生じる縦渦の左右方向振動と船尾境界層の変動に低周波数での相関のあることが分った。5.肥大船型ではその相関はあまり顕著ではなく、縦渦強さとの関連性は明らかでなかった。6.強い縦渦は船尾境界層の非定常振動を止める作用があり、境界層が安定化する。
構成的論理体系における仕様記述と証明作成に関する研究

構成的プログラミングは、構成的な論理体系において、仕様を表す論理式を証明することにより、プログラムを作成するプログラミング・パラダイムである。この手法は、プログラムの正当性が保証される反面、仕様記述が容易でないという欠点もある。人間の仕様記述は曖昧さを持つものであるため、これを機械的に仕様を表す論理式に変換することはできない。そして、本研究は、人間にとって書きやすい形式の仕様記述から、構成的プログラミングをおこなう手法を確率することを目的とした。最初に、仕様記述のための論理体系を設計した。この体系は、構成的に1階述語論理の拡張になっており、「プログラムがある型を持つ」あるいは「項がある命題の証明になっている」という関係を自然に表現できるものである。なお、本研究代表者が昨年まで研究してきたRPTシステムとの違いは、RPTにおいては、それらの関係が組み込みであることに対して、本研究で提案した新しい体系では、新たに定義できる仕組みを導入した、ということである。従って、「項がある命題の証明である」という関係をrefineした関係も定義できるようになった。次に、この体系の無矛盾性と実現可能性解釈の健全性を証明した。この実現可能性解釈は若干の制限はあるものの、上記の関係を自然に定義できるものである。自然数、リスト、二分木などのデータ型を自然な帰納的述語定義を用いて記述すると、論理記号として論理和や存在記号を多く含んだ形式になる。この論理式に対する証明(プログラム)は無駄なコードを多く含み、プログラムが効率的でない、という問題点があった。そこで、上記の仕組みを使ってプログラムとその型の関係を、無駄なコードを含まないような関係に定義しなおすことによって、プログラムの効率化をはかることができるようになった。
大振幅アルベーン波のRFP配位に対する影響

アルベーン波の励起方法といて,3cm×0.5cmの電極をトロイダル方向に120°離れた2箇所のポートに挿入し,その間にプラズマを通して電流を流す方法が採用された.上記の励起方法を,先ず磁場配位の単純なULQプラズマに適用して波動励起を試みた.磁気プローブで検出された伝搬波は,その位相速度が磁場強度に比例すること,およびその絶対値がアルべーン速度に一致することから,アルベーン波であることが確認された.この場合,トロイダル磁界が時間と共に減少るフェイズに波動を励起した場合の伝搬波の位相とトロイダル磁界が時間と共に増大する間に波動を励起した場合の伝搬波の位相が極端に違っていることを発見した.この実験結果は観測される波動の位相を理論的に計算することによって説明することができ、この事からも伝搬波動がアルベーン波であると言うことが確認された.次に,磁場配位の複雑なRFP配位にアルベーン波を励起し,その伝搬特性を調べた。波動の励起部からトロイダル方向に180°離れたポートに磁場プロープを挿入して波動を観測し,その位相速度および振幅の半径方向分布を測定した.その結果,位相速度は予想に反して半径方向に一様に分布しており,その値は(2-4)×10^5m/sであることがわかった。一方,波動の振幅も磁場反転面以内では,ほぼ一様に分布していることが確認された.波動を励起する電流はトロイダル磁場の逆転位置よりも外側にあることを考慮すると,上記の結果は,励起電流がプラズマ断面全体を同位相で伝搬するm=+1モードのアルベーン波(速波)トロイダル固有モードを励起していることを示している.このような実験結果は初めてのものであり,今後更に詳細な実験を継続していく予定である。初年度はアルベーン波の励起に主力を注いだ.励起方法として,直径約2cmの2ターンコイルを用いる方法と,2箇所のポートに3cm×0.5cmの電極を挿入し,その間にプラズマを通して電流を流す方法が比較検討された.前者はコイルのスケールがプラズマ中に励起される波動の波長に比べて非常に小さかったため,励起される振動は非常に小さかった.後者の方法では,振幅の大きい伝搬波動を確認することができた.波動の測定には,ディジタルストレージスコープを使用した.また,各種電源のタイミングのずれをなくすために,それぞれの回路に水素サイラトロンを使用した.上記の励起方法を,先ず磁場配位の単純なULQプラズマに適用して波動励起を試みた.磁気プローブで検出された伝搬波は,その位相速度が磁場強度に比例すること,およびその絶対値がアルベーン速度に一致することから,アルベーン波であることが確認された.次に,磁場配位の複雑なRFP配位にアルベーン波を励起し,その伝搬特性を調べた.波動の励起部からトロイダル方向に180°C離れたポートに磁気プローブを挿入して波動を観測し,その位相速度および振幅を測定した.磁気プローブを半径方向に掃引して測定した結果,位相速度は半径方向に一様に分布しており,その値は(2-4)×10^5m/sであることがわかった.一方,波動の振幅も磁場反転面以内では,ほぼ一様に分布していることが確認された.

波動を励起する電流はトロイダル磁場の逆転位置よりも外側にあることを考慮すると,上記の結果は,励起電流がプラズマ断面全体を同位相で伝搬する固有モード的なものを励起していることを示している.昨年度はアルベーン波の励起方法を確立して,ULQプラズマに波動を励起し,その伝搬特性から伝搬波動がアルベーン波であることを確認した.今年度は更に複雑な磁場配位をもつ逆磁場ピンチ配位(RFP)プラズマを対象にして波動を励起した.波動はトロイダル方向に120°離れた2ヵ所に電極を挿入し,電極間にキャパシター放電を行うことによって励起した.励起部からトロイダル方向に180°離れたポートに磁気プローブを挿入して伝搬波動を観測した。励起波形と伝搬波形の位相差から位相速度を求め,それが半径方向でどのように変化しているかを調べた.同時に波動振幅の半径方向分布も測定した.その結果,位相速度は予想に反して半径方向に一様に分布しており,その値は(2-4)×10^5m/sであることがわかった.一方,波動の振幅もトロイダル磁場反転面以内では,ほぼ一様に分布していることが確認された.波動を励起する電流はトロイダル磁場の逆転位置よりも外側にあることを考慮すると,上記の結果は,励起電流がプラズマ断面全体を同位相で伝搬するm=+1モードのアルベーン波(速波)トロイダル固有モードを励起していることを示している.m=+1モードのアルベーン波(速波)はプラズマと真空容器との間に真空領域が存在する場合に伝搬が可能になるモードである.RFPプラズマに対する波動実験は初めての試みであり,このような実験結果も初めてのものである.今後,波動とイオンおよび電子との相互作用が期待できる周波数領域で更に詳細な実験を継続していく予定である.
神経芽腫におけるNGFシグナル伝達の解析と治療戦略への応用

神経芽腫の生物学的特性を決定付ける様々なgeneticeventと神経分化に関与するプロト癌遺伝子の発現のうち、腫瘍細胞におけるNGF (Nerve Growth Factor)のシグナル(trk A,神経特異的src)の発現の有無は、患児の予後に密接に関連する。本研究ではtrk A全長cDNAを用いtrk A発現アデノウイルスを作成し、これを神経芽腫培養細胞に感染させ、NGF処理により神経分化誘導のモデルを確立する。Src遺伝子の調節領域をアンチセンス方向にアデノウイルスに組み込み、アンチセンスsrc発現アデノウイルスを構築し、神経芽腫細胞株に感染させたところsrc蛋白の発現減少が認められた。神経芽腫NB-1に、trk A発現アデノウイルスとアンチセンスsrc発現アデノウイルスを二種感染させてNGFを投与したところ、神経突起の誘導はやや抑制された。神経芽腫におけるNGFシグナルの神経分化誘導にはsrc蛋白が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。本研究では、trk A全長cDNAを用いtrk A発現アデノウイルスを作成し、これを神経芽腫培養細胞に感染させ、NGF処理により神経分化誘導のモデルを確立する。ヒトtrk A cDNAをアデノウイルス・コスミッドカセットに組み込み、大腸菌に感染させシングル・クローンを得た。これを親ウイルスと共に293細胞に感染させ、組み換えアデノウイルスを作成した。本ウイルスをMutiplicity of Infection (=moi,プラーク形成単位細胞)を5から80まで段階的に調節し、神経芽腫培養細胞RT-BM-1に感染させpan-trk抗体を用いてWestern blottingを行ったところ、moiに応じてtrk A蛋白の発現が確認された。そこで、N-myc遺伝子の増幅の無い神経芽腫培養細胞SK-N-SH, NB69と、N-myc遺伝子が増幅した神経芽腫培養細胞RT-BM-1,IMR32,GOTO,LA-N-5,NB-1,cNBIにmoi=5、20、80でウイルスを感染させ、NGFを50,100,150,200ng/mlの濃度で処理し、分化誘導の変化を検討した。この結果、NB-1において感染後2週間でganglion-like clusterの形成と太く長い神経突起の伸張といった形態的な神経分化が誘導された。コントロールウイルスでは同様な変化は見られず、NGFを投与しないtrkA発現ウイルスのみの感染では短い神経突起の伸張のみが認められた。神経芽腫の生物学的特性を決定付ける様々なgeneticeventと神経分化に関与するプロト癌遺伝子の発現のうち、腫瘍細胞におけるNGF(Nerve Growth Factor)のシグナル(trk A,神経特異的src)の発現の有無は、患児の予後に密接に関連する。神経芽腫NB-1に、trk A発現アデノウイルスとアンチセンスsrc発現アデノウイルスを二重感染させてNGFを投与したところ、神経突起の誘導はやや抑制された。以上の結果より、神経芽腫におけるNGFシグナルの神経分化誘導にはsrc蛋白が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。
ラジカル創成触媒の開発と合成反応への応用

フリーラジカルは最も反応性に富んだ化学種の一種であり、フリーラジカルを触媒的に発生させられることができれば多くの新しい反応が開発できる。我々はN-ヒドロキシフタルイミド(NHPI)が分子状酸素と反応しフリーラジカルであるフタルイミド-N-オキシルラジカル(PINO)を発生できることを見いだしている。本研究はこの点に注目し触媒量のNHPIと少量の酸素からPINOを発生させアルカンから水素を引き抜きアルキルラジカルを生成させ、これを出発物とする反応を開拓した。すなわち、アダマンタンのような環状炭化水素をNHPI(10mol%)を触媒に用い、一酸化炭素(15気圧)と空気(1気圧)よりなる混合ガスと酢酸-ジクロロメタン混合溶媒中で95°C・4時間オートクレーブ中反応させると1-アダマンタンカルボン酸を転化率75%、選択率56%で得ることができた。本カルボキシル化反応の特徴は、まず第一に触媒的に達成された初めてのラジカルカルボキシル化反応であること、また従来のカルボキシル化反応と比べ格段に収率が改善された点等が上げられる。他のアルカン類への拡張を試みたところ、第三級水素を含むポリ環状アルカン類からは同様なカルボキシル化が期待できることがわかった。さらに、アダマンタンを一酸化炭素の代わりに2,3-ブタンジオンを用いて反応を試みたところ、ラジカル触媒的なアセチル化が達成され1-アセチルアダマンタンを収率よく得られることがわかった。これらの結果は、これまで行われてきたカルボキシル化やアセチル化に比べ反応条件や反応の選択性など大幅に凌駕し、新しい触媒的ラジカル発生法として注目されるものである。
ミネラルとプロテオームの解析を用いた修復骨成熟過程におけるＭＭＰの役割の検討

ラット頭頂骨規格化骨欠損実験系を用いて、修復骨基質の石灰化を検討することを目的とした。全身麻酔下に、生後12週齢ラットの頭頂骨に規格化骨欠損を作製し、術後1週、2週、4週および8週の段階で形成された修復骨の骨密度とCa, P, Cの元素の分布と相対的な濃度を解析した。骨の修復過程において、修復骨基質の量的な増大に並行して、有機質が減少しミネラルが成熟して石灰化が進行することが示された。また、ラット頭蓋骨発生・成長過程も検討し、同様に石灰化が有機質の減少を伴いながら進行することを明らかとした。平成24年度では平成23年度で検討できなかった術後長期間(術後8週間)飼育した試料を中心に解析した。全身麻酔下で、生後12週齢ラットの頭頂骨に直径3.8mmの規格化骨欠損を作製した。術後1週、2週、4週および8週の段階でラットを屠殺し4%パラホルムアルデヒドで灌流固定後、頭蓋骨を摘出した。規格化骨欠損部に形成された修復骨の骨密度はマイクロCTにより定量解析した。さらに非脱灰で凍結包埋した試料から修復骨中央部の切片を作製し、組織学的な検討を加えた。切片を得た凍結包埋試料を凍結乾燥した後、修復骨中央断面を対象に走査電子顕微鏡によるエネルギー分散型X線分析(SEM-EDX)を用いて構成元素(Ca, P, C)の分布と相対的な濃度を解析した。なお、生後12週齢ラットの頭頂骨に同様の解析を行うことでコントロールとした。本研究における実験動物の取り扱いは、東北大学における動物実験に関する指針に則って行った。頭蓋骨規格化骨欠損作製後1週、2週、4週、8週の各時点およびコントロールについてそれぞれ7個体、計35個体を分析検討した。修復骨の骨密度(BMD)は術後1週で平均235.9±23.6mg/cm3であったが術後週齢が増すに伴い増加し,術後8週においては平均663.5±66.1mg/cm3に達した。また、SEM-EDXによる分析で、元素濃度比Ca/Pは術後週齢とともに上昇するが、元素濃度比C/CaとC/Pは低下することが示された。さらに上記研究の途上で、修復骨の形成過程を理解するためには、骨の発生過程を比較することが有用であるとの着想を得たため、胎生16日齢生後6週齢のラット頭蓋骨発生過程の試料を作製し、検討を開始した。マイクロCTとFT-IRを用いた予備的な解析から、骨発生過程において、骨密度の上昇とミネラルの結晶性の成熟が認められている。平成25年度では、平成24年度に得られた修復骨形成過程の石灰化進行に関する実験結果を基盤として、下記の追加実験を実施した。術後4週の段階でラットを4%パラホルムアルデヒド灌流固定で屠殺し、頭蓋骨を摘出して試料とした。試料を10% EDTAで脱灰し、パラフィンに包埋した。また、無処理の生後12週齢ラットを同様に処理し、コントロールとした。パラフィン包埋試料を薄切し、ヒドロキシアパタイトに親和性の高いプロテオグリカンとして報告されているosteocadherinに対する免疫染色を施した。修復骨に陽性の免疫反応が認められ、石灰化が進行中であることが示された。骨修復の過程にosteocadherinの発現を証明した初めての研究成果である。さらに、隣接するパラフィン切片に対してアルシアン・ブルー染色を施し、修復骨に既存骨に比較して強い染色性を認めた。修復骨にプロテオグリカンが既存骨より豊富に存在することを示した初めての研究成果である。これらの成果は論文にまとめOral Diseasesに投稿し、既に受理された。さらに修復骨の形成過程をより深く理解するため、胎生16日齢生後6週齢のラット頭蓋骨発生・成長過程の試料を作製し検討した。組織切片上で、胎生16日に頭蓋骨の形成が認められた。エネルギー分散型X線分析(SEM-EDX)による分析では、CaとPの元素分布は骨組織に一致して見られ、Cの元素分布とは相補的であった。骨基質における元素濃度比Ca/Pは胎生16日で低く、発生・成長に伴い上昇する傾向が見られた。また、C/Ca、C/Pは胎生16日で高く、胎生18日以降は低下した。修復過程で見られたように、ラット頭蓋骨は発生・成長過程で、有機質の相対的な減少を伴いながら石灰化が進行することが示された。平成23年度では、ラット頭頂骨規格化骨欠損に形成される修復骨の骨密度と構成元素濃度を解析し、修復骨の石灰化進行を検討した。

全身麻酔下に、生後12週齢ラットの頭頂骨に直径3,8mmの規格化骨欠損を作製した。術後1週、2週、4週の段階でラットを4%パラホルムアルデヒドで灌流固定後、頭蓋骨を摘出し、規格化骨欠損部に形成された修復骨の骨密度をマイクロCTを用いて定量解析した。さらに試料を非脱灰で凍結包埋して修復骨中央の切片を作製し、トルイジンブルー染色を施し組織学的に検討した。また、切片を得た凍結包埋試料を凍結乾燥し、修復骨中央断面を対象に分析走査電子顕微鏡(SEM-EDX)を用いて構成元素(Ca, P, C)の分布と相対的な濃度を解析した。マイクロCT画像の検討で術後1週で骨欠損部に不透過像が認められた。組織学的に骨芽細胞と骨細胞が認められ、この段階で修復骨が形成されていることが示された。術後1週で粗造であった修復骨基質は2週、4週と術後週齢が増すに伴い緻密な構造となった。さらに骨基質の緻密化に伴い、修復骨の骨密度は上昇傾向を示した。SEM-EDXによる分析では、術後1週と比較して、術後2週から4週にかけて修復骨におけるCaおよびPの相対的元素濃度は上昇し、一方、Cの元素濃度は低下した。CaとPの元素濃度の上昇は石灰化の進行を示し、Cの元素濃度の低下は有機質の減少を示すと考えられた。修復骨の形成過程では、経時的に石灰化が進行する一方で、有機質が減少する傾向が認められた。全身麻酔下で、生後12週齢ラットの頭頂骨に規格化骨欠損を作製した。一定期間飼育後、ラットを灌流固定し頭蓋骨を摘出した。骨欠損部に形成された修復骨の骨密度をマイクロCTにより定量解析した。修復骨中央の断面を作製し、エネルギー分散型X線分析(SEM-EDX)で構成元素の濃度を解析した。生後12週齢ラットの頭蓋骨をコントロールとして同様に解析した。一部の試料は脱灰し、組織学的に検討した。実験動物の取り扱いは、東北大学における動物実験に関する指針に従った。術後1週、2週、4週、8週の実験群およびコントロールについてそれぞれ7個体、計35個体を分析した。術後週齢に伴い、修復骨の骨密度は増加し,術後8週でコントロールのレベルに達した。また、SEM-EDXによる分析で、元素濃度比Ca/Pは上昇し、C/CaとC/Pは低下した。また修復骨には、osteocadherinに対する陽性免疫反応とアルシアン・ブルーの強い染色性を認めた。修復骨では石灰化の進行に伴い有機質が減少することが示され、成果は論文にまとめOral Diseasesに投稿し掲載された。修復骨の形成過程を深く理解するため、ラット頭蓋骨発生・成長過程の試料を作製し同様に検討した。発生・成長に伴い、Ca/Pは上昇し、C/Ca、C/Pは低下した。最終年度に実施したXRDとFTIRによる解析では骨の結晶構造の成熟とミネラルに対するタンパク質の割合の低下が、また、アルシアン・ブルー染色ではプロテオグリカンの減少が示された。修復過程と同様に骨の発生・成長過程で、有機質の減少を伴いながら石灰化が進行することが明らかとなり、成果は最終年度に論文にまとめJournal of Bone and Mineral Metabolismに投稿し、受理された。今後は修復および発生・成長過程で減少する有機質の実態をプロテオームの面から明らかとしたい。形態系基礎歯科学・口腔解剖学・組織学・発生学研究分担者中村恵助教が産休・育児休暇のため、平成24年度の大半の期間で研究活動に参加できなかったため。
凝固第XIII因子（血漿トランスグルタミナーゼ）の細胞内基質及び活性化因子の検索

血漿トランスグルタミナーゼ(TGase)である凝固第XIII因子Aサブユニット(FXIII-A)は、巨核球や単球・マクロファージ等の細胞内にも存在する。本研究では、細胞内におけるFXIII-Aの活性化および酵素機能について検討し、活性化ペプチドの切断を伴わずにFXIII-Aを活性化する因子が細胞の核内に存在すること、FXIII-Aが少なくとも3種類の核内タンパク質の修飾に関わり得ることを見出した。さらに、TGase活性によるアミン修飾が、ユビキチン化を伴わずにプロテアソームでの分解を促進し、基質タンパク質の機能制御に働くことが示唆された。1.巨核球系MEG-01細胞の培養上清にビオチン化低分子アミン基質(BAPA)を添加して培養すると、核分画の複数のタンパク質がビオチン標識された。MEG-01細胞から調製した核分画を用いて、カルシウムイオン濃度依存性にBAPAがタンパク質に取り込まれた、トランスグルタミナーゼ(TGase)阻害剤によりBAPAの取り込みが阻害され、抗XIII因子Aサブユニット(FXIII-A)抗体、抗組織型TGase抗体により、それぞれ異なるタンパク質へのBAPAの取り込みが抑制された。また、MEG-01細胞の核抽出物を活性化FXIII-Aと反応させた場合、細胞および核分画と同様のタンパク質へのBAPAの取り込みが認められた。2.組換えFXIII-Aセファロースを作製して核抽出物内相互作用タンパク質の検索を試みたが、特異的に結合するタンパク質は検出されなかった。3.ストレプトアビジンアガロースを用いて、MEG-01細胞の核分画および核抽出物を用いた反応でBAPAを取り込んだタンパク質を回収し、質量分析を行った結果、複数のFXIII-A基質候補タンパク質が同定された。4種類の候補タンパク質に対する抗体を用いて、いずれも核分画に存在することをウェスタンブロット解析にて確認した。また、免疫沈降実験から、少なくとも1種類の候補タンパク質にBAPAが直接取り込まれていた。4.培養上清にインターロイキン(IL)-3およびトロンボポエチン(TPO)を添加してMEG-01細胞の分化・成熟を誘導したところ、核分画のFXIII-A量および核分画へのBAPAの取り込みの増加が観察されたが、組織型TGaseの存在は検出されなかった。5.単球系THP-1細胞について、未処理およびフォルボールエステルによるマクロファージ分化処理した細胞を用いて解析を行ったが、核分画でのBAPAの取り込みは検出されなかった。1.細胞内での核(細胞骨格)タンパク質へのアミン取り込みにおける凝固XIII因子Aサブユニット(FXIII-A)の関与について:FXIII-A欠損、組織型トランスグルタミナーゼ(TGM2)欠損の各マウスから採取した骨髄細胞をトランスグルタミナーゼのビオチン化低分子基質(BAPA)とインキュベートし、蛍光免疫染色を行ったところ、TGM2欠損骨髄細胞のうちFXIII-A陽性細胞、CD61陽性細胞(巨核球)にBAPAの取り込みが検出され、FXIII-A欠損骨髄細胞ではCD61陽性細胞におけるBAPAの取り込みは観察されなかったことから、巨核球におけるFXIII-A活性の寄与が強く示唆された。2.核分画のFXIII-A基質タンパク質について:巨核球系MEG-01細胞をBAPAやポリアミン存在下で培養し、昨年度に同定した4種類の基質候補タンパク質についてウエスタンブロット解析を行ったところ、いずれも核分画中の量の低下を認め、1種類は断片化が観察された。プロテアソーム阻害剤存在下で細胞をポリアミン処理した結果、基質候補タンパク質の核分画における減少・断片化が抑制された。ポリアミン処理による核分画での減少・断片化はまた、トランスグルタミナーゼ活性阻害剤で抑制された一方で、ユビキチンリガーゼ阻害剤では抑制されなかったことから、アミン化による、ユビキチンを介さない新たなプロテアソーム分解機構の存在が示唆された。3.FXIII-A活性化因子について:核分画からの抽出条件や種々の分画法を検討し、ゲル濾過においてFXIII-A活性化活性がvoid分画に溶出されることから、FXIII-A活性化因子は巨大なタンパク質複合体に含まれていることが示唆された。1.核分画のFXIII-A基質タンパク質について:(a)昨年度までに同定した基質候補タンパク質のうち4種類について、誘導発現系を用いてBaby hamster kidney (BHK)細胞でcDNAの発現実験を行った。1種類は、FXIII-Aと共発現した場合に細胞核内でタンパク質分子へのアミンの取り込みが確認され、またFXIII-A発現に依存した部分的な分解も検出された。別の候補は、cDNA発現細胞から精製したタンパク質について、in vitroでFXIII-Aの基質となることを確認した。(b) cDNA発現実験において、2種類の候補がFXIII-Aの基質とは認められなかったことから、MEG-01細胞核からのアミン取り込みタンパク質の調製法を改変の上、質量分析により再検索したところ、(a)で基質であることが確認された2種類を含む15種類の候補が同定され、それぞれの候補について、アミン取り込み部位が推定された。このうち、11種類について、MEG-01細胞の核に発現していることをウエスタンブロット解析により確認した。2.細胞核内でのFXIII-A活性化について:(a) BHK細胞において、FXIII-A cDNAを導入した場合に著しい核分画タンパク質へのアミン取り込みが検出された。

BHK細胞でのタンパク質アミン修飾はFXIII-Aの触媒残基変異体を導入した場合には検出されないことから、巨核球以外の細胞においてもFXIII-Aが核でトランスグルタミナーゼとして機能しうることを確認した。また、活性化部位(トロンビン切断部位)変異体について、核抽出物によるin vitroでの活性化反応、導入細胞内における核内タンパク質アミン取り込み反応はいずれも野生型と同程度であったことから、血液凝固反応(血漿中)と異なり、細胞核内でのFXIII-Aの活性化は限定分解を要しないことが強く示唆された。(b)細胞核内のFXIII-A活性化因子について、DNase処理により核分画からの抽出効率が顕著に増加することから、核内クロマチンに含まれるタンパク質である可能性が示唆された。血漿トランスグルタミナーゼ(TGase)である凝固第XIII因子Aサブユニット(FXIII-A)は、巨核球や単球・マクロファージ等の細胞内にも存在する。本研究では、細胞内におけるFXIII-Aの活性化および酵素機能について検討し、活性化ペプチドの切断を伴わずにFXIII-Aを活性化する因子が細胞の核内に存在すること、FXIII-Aが少なくとも3種類の核内タンパク質の修飾に関わり得ることを見出した。さらに、TGase活性によるアミン修飾が、ユビキチン化を伴わずにプロテアソームでの分解を促進し、基質タンパク質の機能制御に働くことが示唆された。平成26年度までで、同定した4種類のうち2種類のタンパク質はFXIII-AもしくはTGM2の基質であることがほぼ確定したが、他にも多数の基質が存在することは確実である。また、FXIII-A活性化因子も同定には至っていない。一方で、FXIII-Aが少なくとも巨核球細胞内で活性を持って機能しうることをFXIII-AおよびTGM2それぞれの欠損マウスを用いた解析から確認できたことは確実な進展である。さらに、トランスグルタミナーゼ活性によるアミン化が、ユビキチンを介さないタンパク質のプロテアソーム分解を促すことを見いだしたことは、特に核タンパク質の分解調節機構における新規の概念をもたらす可能性がある。医歯薬学1.平成25年度の質量分析で、4種類以外にも多数の基質候補タンパク質を同定している。可能な限り抗体を入手するとともにcDNAを調製して、基質であるか否かを決定していく予定である。2.基質であることがほぼ決定的である2種類については、MEG-01細胞やマウス骨髄から単離した巨核球での過剰発現あるいはノックダウンを行い、特に細胞分化・成熟における影響を検討する。3.FXIII-A活性化因子の適切なスクリーニング法および分画法を検討し、同定もしくはその候補を数種類まで絞れるよう進展させる。また、細胞内活性化において活性化ペプチドの切断が必要であるか否かを、切断部位の変異体を作製して確認する。4.野生型、FXIII-A欠損、TGM2欠損の各マウスにBAPAやポリアミンを投与し、個体におけるアミン取り込みの有無や取り込まれる組織・細胞の違い、血小板産生への影響等を調べる。
１５世紀ローマにおける礼拝堂装飾壁画研究－システィーナ礼拝堂を中心に

本年度は、PD申請時に提示した研究計画に従い、ウンブリアとフィレンツェの画家たちの共同制作の場であり、同時に競作の舞台ともなったシスティーナ礼拝堂壁画において、画家の個性がどのように発揮されているかを、特にサンドロ・ボッティチェッリが制作した画面に注目して研究を進めた。本内容は、昨年のヴィッラ・イ・タッティ滞在時に取り組んだ課題を掘り下げたものでもある。PD採用の2年目に、国内の学会や研究会だけでなく、上海で開催されたヴィッラ・イ・タッティ主催の国際学会において口頭発表し、専門家からの意見を聞けたことは、採用期間が3年間あるPD制度を十分に活用できた1年間だったと実感している。以下に研究の概要を記す。1481年、ボッティチェッリは、教皇シクストゥス4世の命により、システィーナ礼拝堂壁画装飾事業のためにローマへ招聘された。そして彼は、当代一流とされた親方達と共に、本礼拝堂壁面の中層に〈モーセ伝〉と〈キリスト伝〉連作をフレスコ技法で描いた。制作にあたっては、各画家に同じ大きさの横長の画面(約3.40×5.40m)が割り振られ、ボッティチェッリは《キリストの誘惑》《モーセの試練》《コラの懲罰》の3場面を担当した。15世紀のシスティーナ礼拝堂装飾壁画に関しては、画家たちが壁画の全体的な統一感を重視し、地平線の位置や人物像の大きさ、色彩の利用法に関して一定の取り決めを行っていたという共同制作についての諸問題が考察されてきた。一方で、本事業における画家たちの競作という側面に関しては、常に指摘されながらも、その実態解明が十分になされているとは言い難かった。そこで今年度は、本壁画連作の制作順序に関して、新たな論を提示した上で、《モーセの試練》と《反逆者たちの懲罰》をとりあげ、画家が壁画全体の調和に配慮しながらも、独自の画面を構想して、他の画家達との差別化を図っていたと考えられることを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ヴァチカンのシスティーナ礼拝堂で、教皇シクストゥス4世(1471-84)の命により、主にフィレンツェとウンブリアの画家たちによって制作された壁画(1481年から82年)を対象とし、その詳細な観察と関連する同時代史料の分析を基礎として、本礼拝堂の個別研究及び同時代に制作されたローマを中心とする他の礼拝堂壁画との関連性を探る事を目的とする。本年度は、申請時の研究計画に則り、以下の二点に関する研究を遂行した。1システィーナ礼拝堂における「被昇天の聖母」信仰の実態と祭壇画《聖母被昇天》の図像伝播システィーナ礼拝堂は、「被昇天の聖母」に捧げられ、祭壇壁面には《聖母被昇天》(後にミケランジェロが《最後の審判》制作した際に消失)が描かれていたが、従来その重要性が看過されてきたように思われる。そこで、教皇庁式部官ブルクハルトが執筆した式典記録Liber Notarum (E. Celani, ed. 1907)の1484年から1504年の8月15日(聖母被昇天の祝日)の記述を辿り、本礼拝堂における「被昇天の聖母」信仰の実態への接近を試みた。さらに、システィーナ礼拝堂の《被昇天》図像の伝播に関して、2013年8月26日9月14日には、サンタ・マリア・デル・ポポロ聖堂(ローマ)のバッソ・デッラ・ローヴェレ家礼拝堂壁画、サンタ・マリア・ソプラ・ミネルヴァ聖堂(ローマ)のカラファ礼拝堂壁画、サン・ジョヴァンニ・エヴァンジェリスタ聖堂(ティヴォリ)の主礼拝堂壁画を中心とした現地調査および資料収集行った。2サンドロ・ボッティチェッリおよびフィリッピーノ・リッピの仰視的モチーフを用いた構図の効果2014年1月12日3月16日にかけて、訪問研究員として所属したハーバード大学ルネサンス研究所ヴィッラ・イ・タッティ(イタリア、フィレンツェ)滞在時には、15世紀システィーナ礼拝堂壁画装事業において、一定の条件下で、画家たちがどのように自身の手腕を発揮したのかについて、特にボッティチェッリの作品を中心に、フィリッピーノ研究の第一人者であるJ・ネルソン氏と議論を交わしながら、考察を進めた。本議題は、2014年中に口頭発表および学会誌への投稿によって公表するべく準備を進めている。

制作にあたっては、各画家に同じ大きさの横長の画面(約3.40×5.40m)が割り振られ、ボッティチェッリは《キリストの誘惑》《モーセの試練》《コラの懲罰》の3場面を担当した。15世紀のシスティーナ礼拝堂装飾壁画に関しては、画家たちが壁画の全体的な統一感を重視し、地平線の位置や人物像の大きさ、色彩の利用法に関して一定の取り決めを行っていたという共同制作についての諸問題が考察されてきた。一方で、本事業における画家たちの競作という側面に関しては、常に指摘されながらも、その実態解明が十分になされているとは言い難かった。そこで今年度は、本壁画連作の制作順序に関して、新たな論を提示した上で、《モーセの試練》と《反逆者たちの懲罰》をとりあげ、画家が壁画全体の調和に配慮しながらも、独自の画面を構想して、他の画家達との差別化を図っていたと考えられることを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、史料読解と原子調査によって、システィーナ礼拝堂における「被昇天の聖母」信仰と祭壇画《聖母被昇天》図像のローマを中心とした伝播に関して、その実態解明に接近することができた。さらに15世紀システィーナ礼拝堂壁画装飾事業における共同制作の中での画家の創意に関して、新たな視点を定めることができた。その際、当初予定していなかったハーバード大学ルネサンス研究所ヴィッラ・タッティ滞在は大変有意義であった。次年度は、ウンブリア派とフィレンツェ派のローマにおける画家の競合意識について研究を進める。特に、システィーナ礼拝堂壁画及び本壁画装飾事業直後にピントリッキオが制作したブファリーニ礼拝堂壁画とフィリッピーノが制作したカラファ礼拝堂壁画の差異に目を向けつつ、各画家の創意を比較する。これは当初3年次に予定していた内容であるが、1年次の研究の進展状況から先に着手することが妥当であると判断した。考察においては、各壁画の詳細な分析および比較と共に、ローマで活動した画家に関する同時代人の評価を示す文献を各画家のモノグラフや画家の競合意識に関する基本文献ゴッフェンのRenaissance Rivals (2002)を参照し、ローマにおける二流派の立ち位置を解明したい。
フィラミン/FILIPの神経系形成に及ぼす働きについて

我々は、形成期の大脳皮質脳室帯に発現する新規分子FILIPを同定した。FILIPはフィラミンAの分解を促進する。そしてFILIPとフィラミンAは大脳皮質脳室帯からの移動開始および移動途中の細胞制御に関わり、大脳皮質形成に重要な役割を担う。本研究では、大脳皮質におけるFILIPのさらなる機能解明を、FILIPノックアウトマウスの変異とその表現型を示す仕組みの解析も含め進める。実験(1)FILIPの新たな機能解明FILIPに結合する分子の検索をTOF-MAS法により行い、新たに凝集体形成に関わる分子、細胞骨格調節に関わる分子を同定した。さらに、FILIPの結合相手の一つであるフィラミンに結合する分子とFILIPとの結合の有無を検討した所、幾つかの分子で新たにFILIPと結合することが判明した。実験(2)FILIPノックアウトマウスにおける大脳皮質2-3層の細胞配置の異常の検討FILIPノックアウトマウスで実際にどのように細胞が移動するのか検討し、この細胞配置の乱れが大脳皮質の機能にどのように影響するか、行動学的な解析と、スライス標本にて大脳皮質内のシグナルの伝播の変化の有無の観察を行った。行動学的には顕著な異常を見いだせなかった。但し、筋力の減弱を示唆するデータは得られた。またスライス標本については、電位感受性色素を用いて、詳細な検討を行った。生後数週齢のマウスより大脳皮質視覚野を切り出し、視床からの入力繊維を含む、白質を刺激し、大脳皮質23層での電位の伝播の様子を検討した。FILIPノックアウトマウスでは、神経活動の減弱が観察された。なお、行動学的解析は藤田保健衛生大学(京都大学)の宮川剛先生、電位感受性色素での検討は福井大学工学系研究科池田弘先生のグループとの共同研究として実施した。我々は、形成期の大脳皮質脳室帯に発現する新規分子FILIPを同定し、FILIPがフィラミンAの分解を促進することで、脳室帯からの法線方向への細胞移動開始を負に制御する新しいコントロールの仕組みを見いだした。さらに、多くの細胞は法線方向への移動途中の中間帯にて多極性から双極性へとその形態を変えるが、その形態変化にはフィラミンAの量の変化が重要な役割を担うことを報告した。このようにFILIPとフィラミンAは大脳皮質脳室帯からの移動開始および移動途中の細胞制御に関わり、大脳皮質形成に重要な役割を担う。本研究は、以上の背景の元、大脳皮質におけるFILIPのさらなる機能解明を、FILIPノックアウトマウスの変異とその表現型の解析や関連するさまざまな方法で進める目的で実施した。その結果、以下の結果を得た。フィラミンの活性調節系について(A)フィラミンは細胞膜近傍と膜近傍以外の細胞質にて、その働きが異なることが報告されているが、同分子の細胞内での局在をコントロールする分子を同定し、同分子がフィラミンAの細胞内局在を担い、さらに神経細胞移動のコントロール分子として働くのみならず、一般的に膜の脂質(特にフォスファチジルイノシトール3リン酸)に応じ、フィラミンを移動先端に運ぶことで、ラメリポディアの形成促進作用があることを見いだした。(B)FILIPノックアウトマウスの解析を進めた。あわせて、LacZノックインマウスにおいて、FILIPの発現部位を神経系を含む全身で検討し、成体大脳皮質の辺縁系での発現、および心臓での強い発現を観察した。行動解析を含む、機能解析は現在実行中である。
悪性グリオーマに対するGタンパク質を標的とした特異的ペプチドワクチンの開発

グリオーマなどの悪性新生物に対する治療戦略として免疫療法は有力な選択肢であり、我々はこれまでに、皮下組織などを利用した獲得免疫の誘導と、脳腫瘍内でのサイトカイン発現によるリンパ球動員・再活性化が有効であることを示してきた。グリオーマで大量に発現していて、正常脳では低発現であるタンパクを同定し、それをペプチドの形でワクチンとして利用することにより、効率的な抗腫瘍獲得免疫が誘導できる可能性がある。ます、グリオーマ臨床検体をプロ手テオミクスの手法で多数解析し、悪性グリオーマで高発現している26個のタンパク質を同定した。その中の5個を占めた低分子量Gタンパク質に関し、その妥当性を検討する目的で、real time RT-PCRによるmRNAレベルでの発現解析を行った。その結果、RalA,RhoA,Rac1においては、悪性度の高いグリオーマで有意に発現量が多いことが確認され、また免疫組織学的検索でも多量のタンパク質の存在を確認した。しかしながら、これらのタンパクを直接皮下ワクチンとして使用した場合、放射線で不活化した腫瘍全体をワクチンとして用いた時ほどの抗腫瘍効果が得られなかった。不活化腫瘍細胞を陵駕するペプチドワクチンの作製には、より特異性の高いタンパク質を同定する必要があるものと考えられる。一方、これらペプチドワクチンで誘導された細胞障害性T細胞を効率良く脳腫瘍内に動員・再活性化を図るための戦略として、センダイウイルスベクターによるinterleukin-2(IL-2)遺伝子の脳腫瘍内導入による治療効果の検討も行った。センダイウイルスベクターは、遺伝子導入効率・遺伝子発現量いずれも高く、また細胞質でのみ転写・複製を行うため臨床応用において安全性が高いのが特徴である。結果は、投与量が10^7CIUという比較的少ない量で、脳腫瘍細胞量の10倍にあたるIL-2産生細胞を投与した場合と同等の治療成績を得ることが可能であった。同時に、実験脳腫瘍内におけるCD-4、CD-8 T cellの大量の存在、脳腫瘍特異的細胞障害性T cellの誘導も確認した。グリオーマなどの悪性新生物に対する治療戦略とて、免疫療法は有力な選択肢であり、これまでに多くの研究がなされてきた。我々は、免疫学的寛容の場である中枢神経系でも、皮下組織などを利用した獲得免疫の誘導と、脳腫瘍内でのサイトカイン発現によるリンパ球動員・再活性化により、この戦略が有効であることを示してきた。その治療効率のさらなる改善のためには、実際に標的となる抗原の量に着目する必要がある。すなわち、グリオーマで大量に発現していて、正常脳では低発現であるタンパクを同定し、それをペプチドの形でワクチンとして利用することにより、効率的な抗腫瘍獲得免疫が誘導できる可能性がある。その中の5個を占めた低分子量Gタンパク質(nucleolar GTP-binding protein, Rab3A, Ra1A, RhoA, Rac1)に関し、その妥当性を検討する目的で、real time RT-PCRによるmRNAレベルでの発現解析を行った。その結果、Ra1A, RhoA, Rac1においては、悪性度の高いグリオーマで有意に発現量が多いことが確認され、また免疫組織学的検索でも多量のタンパク質の存在を確認した。現在、これら3つのタンパクから、MHC class-I, class-IIと親和性の高いペプチドの同定作業を行っている。

一方、これらペプチドワクチンで誘導された細胞障害性T細胞を効率良く脳腫瘍内に動員・再活性化を図るための戦略として、センダイウイルスベクターによるinterleukin-2(IL-2)遺伝子の脳腫瘍内導入による治療効果の検討も行った。センダイウイルスベクターは、遺伝子導入効率・遺伝子発現量いずれも高く、また細胞質でのみ転写・複製を行うため臨床応用において安全性が高いのが特徴である。結果は、投与量が10^7CIUという比較的少ない量で、3/10の担脳腫瘍実験動物の治癒を得ることができた。これは、脳腫瘍細胞量の10倍にあたるIL-2産生細胞の投与と同等の成績であり、本ストラテジーの臨床応用が一歩近づいたと考えられる。同時に、実験脳腫瘍内におけるCD-4、CD-8 T cellの大量の存在、脳腫瘍特異的細胞障害性T cellの誘導も確認した。グリオーマなどの悪性新生物に対する治療戦略とて、免疫療法は有力な選択肢であり、これまでに多くの研究がなされてきた。我々も、免疫学的寛容の場である中枢神経系でも、皮下組織などを利用した獲得免疫の誘導と、脳腫瘍内でのサイトカイン発現によるリンパ球動員・再活性化により、この戦略が有効であることを示してきた。その治療効率のさらなる改善のためには、実際に標的となる抗原の量に着目する必要がある。すなわち、グリオーマで大量に発現していて、正常脳では低発現であるタンパクを同定し、それをペプチドの形でワクチンとして利用することにより、効率的な抗腫瘍獲得免疫が誘導できる可能性がある。ます、グリオーマ臨床検体をプロ手テオミクスの手法で多数解析し、悪性グリオーマで高発現している26個のタンパク質を同定した。その中の5個を占めた低分子量Gタンパク質(nucleolar GTP-binding protein, Rab3A, Ra1A, RhoA, Rac1)に関し、ワクチン療法への応用の可能性を検討した。しかしながら、これらのタンパクを直接皮下ワクチンとして使用した場合、放射線で不活化した腫瘍全体をワクチンとして用いた時ほどの抗腫瘍効果が得られなかった。不活化腫瘍細胞を陵駕するペプチドワクチンの作製には、より特異性の高いタンパク質を同定する必要があるものと考えられる。結果は、投与量が10^7CIUという比較的少ない量で、脳腫瘍細胞量の10倍にあたるIL-2産生細胞を投与した場合と同等の治療成績を得ることが可能であった。
複数隻での見合いにおける最適避航針路の決定方法

AISデータから抽出した避航ケースを統計的に分析することによって、複数船舶を対象に避航を行ったときの避航を含む、実際の避航に基づく衝突危険度を評価する手法を構築することを目的とした。抽出した避航ケースからさらに避航のための操舵時機を特定し、避航開始時機の避航船と保持船の距離と相対方位の変化量を統計的に分析した。その結果から距離と相対方位を用いて、二船間の衝突危険度を4段階に判別する手法を構築した。さらに、それをもとに、船長や相対速度を考慮して正規化した衝突危険度を構築した。海技研が所有しているAIS記録データ(Automatic Identification System:船舶自動識別装置)から、東京湾および周防灘の海域における避航操船ケースを抽出し、避航操船に関わる時期として、4つの時期(タイミング)を特定し、避航操船の特徴について解析を行った。4つのタイミングとして、避航を開始するとき、変針角を保持するとき、避航を終了し元の針路に戻り始めるとき、元の針路もしくは次の針路に戻ったとき、とした。その結果、避航操船の特徴として、以下のことが示された。まず、避航操船を行う条件は、(1)最小離隔距離が任意の閾値以下である、(2)前方もしくは右方航過距離が任意の閾値以下である、ことであることがわかった。つぎに、避航操船を行うときは、保持船の後方を航過する場合は、船首尾線を航過する時の距離(前方航過距離)を、保持船の前方を航過する場合は、正横を航過するときの距離(右方航過距離)を確保して避航してしていることがわかった。また、避航を開始する時期を表現する評価式を、方位変化と相対距離の関数として表現できることを示した。最後に、避航開始時期と過去の研究結果をベースに衝突リスクを表現する衝突リスク判定基準を示した。昨年度の実施予定の研究範囲は、避航操船の特徴の解析と複数隻で見合いが生じたときのクラスター化の検討である。現時点で、避航操船特徴が解析され、クラスター化に入力変数となりえる衝突リスク判定基準が検討でき、クラスター化のための準備がほぼ完了したといえるため。本研究では、複数の船舶と見合いが生じた状況において適切な避航針路を決定することを目的として、実際の避航に基づく船舶間の衝突危険度と避航開始時機を定量的に表現する手法を構築した。平成27年度の実施事項を以下に示す。複数船舶を対象とした避航の特徴を分析するため、AISデータから避航時の各船舶間の衝突危険度を既往の指標により分析した結果、最も危険が高いと評価された船舶は実際の避航対象とは異なる船舶となる場合があった。そのため、実際の避航に即した衝突危険度を評価する手法を構築することを目指した。AISデータから避航した時のデータ(避航ケース)を抽出し、複数の船を対象に避航船から保持船を望むコンパス方位の変化率(方位変化)と二船間の距離(相対距離)を変数として、二船間の衝突危険度を4段階で表現する衝突リスク判定基準を検討した。前年度の結果をもとに、平成28年度では以下を実施した。相対距離の二乗を避航船船長と単位時間あたりの相対距離変化量で割った無次元距離として表し、避航ケースの避航開始時機における無次元距離の分布を分析した。その結果、そのときの衝突危険度の程度により明確な違いを持った分布形状として表現でき、衝突危険度が高いときは早めに避航を開始することを示した。さらに方位変化と相対距離を二変数とする両対数グラフ上では、衝突危険度は直線の関係を保ちながら連続的に変化することを示し、船長や速力によらず定量的に船舶間の衝突危険度を評価する手法を構築した。新たに分析に用いた避航ケースとは別の海域のAISデータから避航ケースを抽出し、二変数平面上に重畳したところ、避航後は安全な状態を保って避航を開始していたことから評価方法は妥当性であると考えられる。本評価方法により、操船者の感覚と合致する避航対象船舶の決定と衝突危険度の程度により時間差をもつ避航開始の時機を決定することができる。昨年度実施した研究内容に基づき、複数隻で見合いが生じたときのクラスター化の検討を行う。AISから抽出した避航ケースを用いて、複数隻の見合いにおいて、1つの集団として避航行動の対象となった船舶群および避航対象外となった船舶群を特定し、相対位置、相対針路、衝突リスク判定基準等を因子として、クラスター分析を行い遭遇船のクラスター化の手段を検討する。つぎに、クラスター化した船舶群との衝突リスクを、自船を中心とした前方の範囲内で数度刻みの針路毎および任意距離毎に求め、全船舶群の衝突リスクを重畳し、衝突リスクマップを作成する。

衝突リスクマップからリスクの低い避航経路を選択するための最適化の方法をモデル化する。画航路からの偏差や各遭遇船からの離隔距離を含めて、最適避航経路の決定手段を検討し、モデルの妥当性の評価として交通流シミュレーションに組み込み評価を行う。海上交通工学プログラム外注費として見積もっていたが、本年度の研究ではプログラム化まで研究を進めることができなかったため。検証用プログラムとして、交通流シミュレーションに組み込む予定であるため、外注費用として使用する予定である。
モジュライ空間と無限次元空間の幾何学

深谷・小野・太田はY.G.Ohとともに、ラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーの定義のための障害理論を建設し、これに基づいて、ラグランジュ部分多様体のホモトピー代数学的変形の理論、また、ラグランジュ部分多様体の有理ホモトピー型の量子変形の理論をつくった。これについての論文は、2000年12月に350ページの第一稿が完成したが、その後も、ホモトピー代数学の部分や、古典的な有理ホモトピー型との関係のよりいっそうの明確化などの点で進展中であり、さらに100ページ程度の内容が付け加えられる予定である。これは、深谷・小野を含む多くの研究者の研究によって数学的な基礎付けができたGromov-Witten不変量の理論の、ラグランジュ部分多様体がある場合の対応物で、弦理論の言葉を使うと、Gromov-Witten不変量が閉じた弦に対応するのに対して開いた弦に対応する。ラグランジュ部分多様体があると、理論の基礎付けにはより高度な枠組みが必要とされ、ホモトピー代数学を同時に進展させる必要があった。また、モジュライ空間が概複素構造を持たないことから符号の決定は微妙かつ困難な問題であり、さらに、理論をホモロジーをとる前のチェインのレベルで構成するため、解析的な困難も大きかった。この研究の中で、場の量子論の種々の枠組みと20世紀後半の幾何学の諸概念の関係に対する理解が深まった。たとえば、ファイアマン図を用いて、場の理論の非線形方程式の解の展開式を得るやり方が、倉西による非線形方程式を用いたモジュライ空間の局所理論(変形理論)やそのホモトピー代数との関係についての研究と深い関係を有することが明らかになった。中島は、モジュライ空間を用いて高度な代数構造を作る、という本研究の中心課題を別の面から推進した。中島の研究では、モジュライ空間は重要な性質をもつ中心的な例の場合が取り上げられ、その場合が具体的に決定されるレベルまで深く研究され、新しい代数構造の著しく重要な例が作られた。古田らは、モジュライ空間の研究と安定ホモトピー論や一般コホモロジー論を結びつけることを推進した。この視点はすでに古田による4次元多様体の交叉形式についての10/8定理の証明で現れたものであるが、より進展しホモロジー球面の不変量や、4次元多様体の新しい不変量、後者を用いたK3曲面の連結和への曲面の埋め込みの研究への応用など著しい成果を上げている。1.A無限大カテゴリーのホモロジー代数.論文「Floer homology for 3 manifolds with boundary I」ではA無限大カテゴリーのホモロジー代数の端諸となる諸研究を行った.A無限大函手の概念やその間の自然変換,あるいはA無限大カテゴリーの間のホモトピー同値などを定式化した.これらの諸結果は,たとえば非可換空間上の層の理論を建設する上で必要となると思われる。ホモトピー代数学をA無限大カテゴリーの言葉で書くという計画が進行中である。