hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質合成におけるアミノ酸の高精度選択機構の解明

前年度までの計算では、スレオニルtRNA合成酵素(ThrRS)において結合するリガンドであるスレオニンのみを扱ってきた。しかしながらThrRSのスレオニン選択機構をより理解するために、スレオニン類似の分子であるセリンおよびヒドロキシノルバリン(非天然アミノ酸)の分子動力学計算を行った。スレオニンに対する結合自由エネルギーは、セリンやヒドロキシノルバリンのものよりも低くなることが分かり、リガンド選択性の事実と一致する結果が得られた。さらに、これらのアミノ酸間における結合自由エネルギーの差の由来は、スレオニン側鎖とThrRSに存在する疎水的なアミノ酸残基(Thr482, Ala513)との相互作用によるものであることを明らかにした。さらに、ThrRSにおいてリガンド選択性に重要な役割を果たしているアミノ酸が生物学的に重要であるかを評価するために、配列解析を行った。様々な生物種におけるThrRSをタンパク質配列データベースから取得し、マルチプルアラインメントを作成した。ThrRSのThr482はほぼすべての生物種において保存されていることが分かり、リガンド選択性における重要性が明らかとなった。一方で、Ala513の保存性は比較的低かったが、新しい解析法であるアミノ酸の共進化解析を行うことにより、その重要性を明らかにした。Ala513は他の生物種において別のアミノ酸に変異していることもあるが、その際には協同的に他のアミノ酸にも影響を与えており、結果としてリガンド結合の選択性を保存していることが分かった。これらの考察を確かにするために、ThrRSのリガンド結合領域に変異をいれた系の分子動力学計算を実行した。保存されたThr482およびAla513の変異型は自由エネルギー的に不安定になることが分かり、ThrRSのリガンド選択性を決定するアミノ酸とその機構を明らかにすることができた。DNAに存在する遺伝子がmRNAに転写され、リボソームにおいてタンパク質が合成され翻訳が行われる。この際、遺伝暗号に従ってmRNAにtRNAが結合しタンパク質が合成されていく。それぞれのtRNAには対応するアミノ酸が結合されているが、本課題では、アミノ酸をtRNAに結合させるタンパク質であるアミノアシルtRNA合成酵素を研究する。合成されるタンパク質が正確な配列を持つためには、対応するアミノ酸の結合は正確なものでなければならないため、アミノアシルtRNA合成酵素は細胞中に遊離する様々な種類のアミノ酸の中から対応するアミノ酸を高精度で選択する必要がある。本課題では、以上に述べたようなアミノ酸高精度選択の分子機構を解明することを目的とした。研究考察の対象はスレオニンをtRNAに結合させる酵素であるスレオニルtRNA合成酵素とした。このタンパク質はスレオニンを選択的に取り込み、これをtRNAに結合させる反応を触媒する。興味深いのは、よく似たアミノ酸であるセリンやバリンについてはスレオニンに対応するtRNAに結合することが妨げられていることである。このようなアミノ酸の選択は、スレオニルtRNA合成酵素に存在する「アミノ酸結合サイト」と「校正サイト」により達成されている。平成28年度においては「アミノ酸結合サイト」におけるアミノ酸選択機構をあきらかにするために、スレオニルtRNA合成酵素の分子モデルの構築を行った。まず実験により得られているスレオニルtRNA合成酵素の立体構造を使用した。「アミノ酸結合サイト」においては亜鉛イオンが存在し、選択的なスレオニンの結合およびその後の反応に関して重要であることが分かっているため、複数の計算パラメータを考慮した。このように作成した分子モデルに対して溶媒の水分子を考慮した分子動力学シミュレーションを実行し、適切な分子モデルの構築を行った。「アミノ酸結合サイト」を含むスレオニルtRNA合成酵素の分子モデルを構築することができた。重要なイオンである亜鉛に対するパラメータについても適切なものが存在することが分かり、これからの研究に使用できることを確認することができた。前年度に作成したスレオニルtRNA合成酵素の構造モデルを使用し、リガンドであるスレオニンの結合親和性(結合自由エネルギー)を計算するために分子動力学シミュレーションを実行した。スレオニルtRNA合成酵素は生体内で二量体として存在するため、本シミュレーション計算においてもそのような考慮をして計算を行った。さらに、酵素のN末端領域はスレオニン結合にほとんど関係がない領域であることが分かっているため、N末端ドメインを除いた初期構造から計算を行った。これらにより精度の高いモデリングを行うことが可能となった。初期構造として使用した結晶構造において二量体のそれぞれの領域は構造が異なっており、これは結晶構造中におけるリガンドの有無に起因する。結合親和性の計算に加え、これらの構造の違いが結合親和性にどのような影響を及ぼすかも調べた。二量体のそれぞれのリガンド結合領域近傍にスレオニンを配置し、結合親和性の計算を行った。結合親和性の計算は、通常多くの計算をする必要があり、適切な構造サンプリング法を使用することが重要である。本研究では複数回のアンブレラサンプリング法を使用し、構造サンプリングを行った。分子動力学シミュレーションによる結合親和性計算の結果、一方の単量体において、スレオニンはアミノ酸結合サイトに非常に適合することが分かったのに対して、もう一方の単量体での結合親和性は低かった。これはアミノ酸結合サイトにおいて、スレオニルtRNA合成酵素は適切な構造をとる必要があることを示している。特に、近傍のアミノ酸の水素結合パターンが異なっており、これが安定化に大きな寄与をしていると考えられる。またスレオニンが酵素に結合する際には、アミノ酸結合サイトに存在する水分子を排除し結合する必要があり、これが結合の活性化自由エネルギーの原因として考えられる。前年度に構築したモデルからスレオニルtRNA

合成酵素におけるリガンドの結合自由エネルギーを計算することができ、さらにそれに対する分子科学的な考察をすることができたため。例えば、自由エネルギー安定領域におけるリガンドのタンパク質に対する結合様式、活性化自由エネルギーと溶媒分子である水分子との関係、およびリガンド周辺のアミノ酸の水素結合様式が分かったことがあげられる。前年度までの計算では、スレオニルtRNA合成酵素(ThrRS)において結合するリガンドであるスレオニンのみを扱ってきた。しかしながらThrRSのスレオニン選択機構をより理解するために、スレオニン類似の分子であるセリンおよびヒドロキシノルバリン(非天然アミノ酸)の分子動力学計算を行った。スレオニンに対する結合自由エネルギーは、セリンやヒドロキシノルバリンのものよりも低くなることが分かり、リガンド選択性の事実と一致する結果が得られた。さらに、これらのアミノ酸間における結合自由エネルギーの差の由来は、スレオニン側鎖とThrRSに存在する疎水的なアミノ酸残基(Thr482, Ala513)との相互作用によるものであることを明らかにした。さらに、ThrRSにおいてリガンド選択性に重要な役割を果たしているアミノ酸が生物学的に重要であるかを評価するために、配列解析を行った。様々な生物種におけるThrRSをタンパク質配列データベースから取得し、マルチプルアラインメントを作成した。ThrRSのThr482はほぼすべての生物種において保存されていることが分かり、リガンド選択性における重要性が明らかとなった。一方で、Ala513の保存性は比較的低かったが、新しい解析法であるアミノ酸の共進化解析を行うことにより、その重要性を明らかにした。Ala513は他の生物種において別のアミノ酸に変異していることもあるが、その際には協同的に他のアミノ酸にも影響を与えており、結果としてリガンド結合の選択性を保存していることが分かった。これらの考察を確かにするために、ThrRSのリガンド結合領域に変異をいれた系の分子動力学計算を実行した。保存されたThr482およびAla513の変異型は自由エネルギー的に不安定になることが分かり、ThrRSのリガンド選択性を決定するアミノ酸とその機構を明らかにすることができた。これまでの方針で作成した分子モデルを使用し、「アミノ酸結合サイト」におけるアミノ酸選択機構を解明する。「アミノ酸結合サイト」ではスレオニンとそれ以外のアミノ酸が区別され、スレオニンが選択的に結合する。この選択的な結合の分子機構を考察するために、スレオニルtRNA合成酵素に対してスレオニンと類似したアミノ酸であるセリン・バリンの結合性を比較する分子動力学シミュレーションを行う。
低温成長GaAsにおける光吸収のプラズモニック増強とテラヘルツ波検出応用

[1] LTG-GaAsにおける線形・非線形吸収の成膜条件依存性:LTG-GaAs試料では試料内の位置に吸収が依存することが分かったため,線形吸収については,面内分布を踏まえた平均値を算出し,成膜条件依存性を調べた.成長温度が高くなると過剰As量が少なく,線形,非線形吸収ともに減少すること,一方アニール温度依存性は弱いが,概ねアニール温度が高い方ほど吸収が強くなることなどが明らかになった.論文化にむけて,測定を追加する.[2] LTG-GaAsにおける非線形吸収のダイナミクス:ポンプ・プローブ測定において,LTG-GaAsにおける非線形吸収においては,2段階励起の影響は殆ど無く,コヒーレントな2光子吸収が支配的であることを示す結果を得た.この結果は,[1]の結果,特にアニール温度依存性とは整合性があるが,一般の理解とは異なるため,追加測定が必要である.[3]非線形光吸収増強のための金属ナノパターン最適化と実証:グレーティング型の電極パターンを作製するための,集束イオンビーム法によるパターン作製条件は明らかになったが,使用した装置の場合,削り残しが出ること,および周期にばらつきがあることが分かった.電極部で使用する上では大きな問題ではないと思われるが,光伝導スイッチ部での使用は困難と考えられる.学外組織の協力を得て,この問題が改善できるかを調べるとともに,小判型パターンも至急検討する必要がある.[4] LTG-GaAsと電極金属間の電気的接触向上:光伝導アンテナにおけるノイズの定量評価を行った.この結果,定量的なノイズ測定が電気的接触の評価方法として有用であることが明らかになった.また,抵抗値,およびノイズの光励起依存性から,電極材料によって接触抵抗が大きく異なることが明らかになった.これらの結果は国内の学会で発表した.論文化の作業を開始した.前記のように,非線形吸収増強のための集束イオンビーム加工において,グレーティングパターンに削り残しが出ること,および周期がばらつくという問題が発覚した.使用した装置(学内)の固有の問題であるかどうかを調べるとともに,小判型パターン,特に電子ビーム露光を用いた加工条件を至急検討する必要がある.この点において,当初計画よりもやや遅れている.この点以外は全く計画通りである.[1]および[2]については,追加測定を行った後,両者の結果を合わせて,論文投稿を行う.[3]ついては,前記のように集束イオンビーム加工の問題点解決を試みると同時に,小判型パターン形成のための電子ビーム露光の条件を急ぐ.今年度前期中に条件を確定する.合わせてFDTDシミュレーションにより,加工の実際に合わせて,設計を最適化する.また,小判型金属パターンを有する基板表面上に絶縁膜および反射制御膜を形成することで,ファブリペロー構造を実現し,増強度を高める可能性を理論的に検討する.その際,小判型金属パターンを有する基板表面をメタ表面の概念で理解することで,FDTD法に頼らない設計法も検討する.[4]に関しては,集束イオンビーム加工による金属グレーティングの問題点はほぼ影響しないので,実際のLT-GaAsにグレーティング電極を形成し,電気的接触向上の可否を明らかにする.また,結晶成長による方法も検討する.これらの評価には直流抵抗だけでなく,ノイズ特性も重視する.さらに,THz波検出信号強度と電極特性の関係を実験的に明らかにし,[5]のデバイスモデル構築への道筋をつける.[1] LTG-GaAsにおける線形・非線形吸収の成膜条件依存性:LTG-GaAs試料では試料内の位置に吸収が依存することが分かったため,線形吸収については,面内分布を踏まえた平均値を算出し,成膜条件依存性を調べた.成長温度が高くなると過剰As量が少なく,線形,非線形吸収ともに減少すること,一方アニール温度依存性は弱いが,概ねアニール温度が高い方ほど吸収が強くなることなどが明らかになった.論文化にむけて,測定を追加する.[2] LTG-GaAsにおける非線形吸収のダイナミクス:ポンプ・プローブ測定において,LTG-GaAsにおける非線形吸収においては,2段階励起の影響は殆ど無く,コヒーレントな2光子吸収が支配的であることを示す結果を得た.この結果は,[1]の結果,特にアニール温度依存性とは整合性があるが,一般の理解とは異なるため,追加測定が必要である.[3]非線形光吸収増強のための金属ナノパターン最適化と実証:グレーティング型の電極パターンを作製するための,集束イオンビーム法によるパターン作製条件は明らかになったが,使用した装置の場合,削り残しが出ること,および周期にばらつきがあることが分かった.電極部で使用する上では大きな問題ではないと思われるが,光伝導スイッチ部での使用は困難と考えられる.学外組織の協力を得て,この問題が改善できるかを調べるとともに,小判型パターンも至急検討する必要がある.[4] LTG-GaAsと電極金属間の電気的接触向上:光伝導アンテナにおけるノイズの定量評価を行った.この結果,定量的なノイズ測定が電気的接触の評価方法として有用であることが明らかになった.また,抵抗値,およびノイズの光励起依存性から,電極材料によって接触抵抗が大きく異なることが明らかになった.

これらの結果は国内の学会で発表した.論文化の作業を開始した.前記のように,非線形吸収増強のための集束イオンビーム加工において,グレーティングパターンに削り残しが出ること,および周期がばらつくという問題が発覚した.使用した装置(学内)の固有の問題であるかどうかを調べるとともに,小判型パターン,特に電子ビーム露光を用いた加工条件を至急検討する必要がある.この点において,当初計画よりもやや遅れている.この点以外は全く計画通りである.[1]および[2]については,追加測定を行った後,両者の結果を合わせて,論文投稿を行う.[3]ついては,前記のように集束イオンビーム加工の問題点解決を試みると同時に,小判型パターン形成のための電子ビーム露光の条件を急ぐ.今年度前期中に条件を確定する.合わせてFDTDシミュレーションにより,加工の実際に合わせて,設計を最適化する.また,小判型金属パターンを有する基板表面上に絶縁膜および反射制御膜を形成することで,ファブリペロー構造を実現し,増強度を高める可能性を理論的に検討する.その際,小判型金属パターンを有する基板表面をメタ表面の概念で理解することで,FDTD法に頼らない設計法も検討する.[4]に関しては,集束イオンビーム加工による金属グレーティングの問題点はほぼ影響しないので,実際のLT-GaAsにグレーティング電極を形成し,電気的接触向上の可否を明らかにする.また,結晶成長による方法も検討する.これらの評価には直流抵抗だけでなく,ノイズ特性も重視する.さらに,THz波検出信号強度と電極特性の関係を実験的に明らかにし,[5]のデバイスモデル構築への道筋をつける.3月の学会発表旅費が予定よりも低額で済んだこと等により,残額が生じた.大きな額ではなく,次年度に消耗品等で使用する.
性同一性障害当事者の全エクソーム解析によるバイオマーカー開発の基盤構築

本研究課題は性同一性障害(GID)当事者ゲノムの全遺伝子のうち、エクソン領域を対象とした全エクソーム解析による研究計画であった。しかし海外の研究グループから性同一性障害と関連が示唆されるエクソン領域以外の多型が報告された。当初予定していた全エクソーム解析ではエクソン領域近傍100bp程度の範囲までしか変異・多型を検出することができないため、手法を当初の計画から変更し全ゲノム解析に移行して再解析をする必要があった。予備解析でイントロン領域や遺伝子間領域にみられる反復配列多型の検出も全ゲノム解析で十分可能であったため、手法を変更して10例のGID当事者サンプルについて全ゲノム解析をおこなった。本課題研究は全エクソーム解析による研究計画だったが、他の研究グループから遺伝子近傍やイントロン領域などエクソン領域以外にみられる反復配列多型が性同一性障害(性別違和)との関連を示唆する報告があった。本課題研究の手法ではエクソン領域以外の配列は検出できない。そのため全エクソーム解析から全ゲノム解析に移行する必要がある。予備解析として全ゲノム解析による検討をおこなった結果、エクソン領域だけでなくイントロン領域や遺伝子間領域における多型のある反復配列領域の検出が十分可能であったため、共同研究者間にて協議し、次年度は全てのサンプルを全エクソーム解析から全ゲノム解析に移行して研究を推進することとした。また先行しておこなった全エクソーム解析の結果の一部については、第35回日本性科学会学術集会、BMB2015(第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会)、GID(性同一性障害)学会第18回研究大会にて報告した。全エクソーム解析を念頭に研究計画を立案していたが、他の研究グループから遺伝子近傍やイントロン領域の反復配列に存在する多型と性同一性障害(性別違和)との関連を示唆する報告があった(FernandezらJ Sex Med 2015, ShabirらAndrology 2015, FernandezらJ Sex Med 2014)。本課題研究の研究計画ではエクソン領域の配列は検出できない。そこで全ゲノム解析に切り替えるための予備解析と検討を先におこなったため、進捗がやや遅れることになった。本研究課題はゲノム中の全遺伝子のうち、RNAに転写されるエクソン領域やタンパク質に翻訳されるコード領域を対象とした全エクソーム解析をおこなう研究計画であった。しかし海外の研究グループから遺伝子近傍やイントロン領域などのエクソン領域以外にみられる反復配列の多型が性同一性障害(性別違和)と関連することを示唆する報告があった。本研究課題が当初予定していた全エクソーム解析ではエクソン領域以外の配列は近傍100bp程度の範囲しか変異・多型を検出できず、報告されている遺伝子間領域などに存在する変異・多型は確認することができない。また既報領域以外にも同様の変異・多型が複数存在していると予想され、今後は全ゲノム領域についての確認が必須になることから、手法を全ゲノム解析に移行して再解析をおこなう必要があった。そこで予備解析として既存サンプルを用いて全ゲノム解析をおこない検証した。その結果、イントロン領域や遺伝子間領域にみられる反復配列多型の検出も十分可能であると判断したため、2016年度より当初採択していた手法を変更し、10例のサンプルについて全ゲノム解析をおこなった。その際に参照ゲノム配列を最新のもの(hg38)にアップデートしたため、これまでに取得したエクソーム解析や実験動物をもちいた解析なども新たに統合し直し、それらのデータを基にバイオインフォマティクス解析を試みた。既存データや解析結果の一部について、第39回日本分子生物学会年会およびGID(性同一性障害)学会第19回研究大会にて報告した。実際に全ゲノム解析をおこないエクソン領域以外の反復配列多型などを検出可能かを調べたところ、良好な検出結果が示せたため、全エクソーム解析を予定していたサンプルをすべて全ゲノム解析に移行することを共同研究者間で協議して合意した。今後はエクソン領域以外の変異や反復配列にみられる多型や変異にも対応するため、本計画で解析予定のサンプルを全エクソーム解析から全ゲノム解析に手法を切りかえて解析をおこなう。サンプル数が当初の計画より減少するが、学術的価値と関連分野の進捗具合などを考慮し全ゲノム解析での推進を優先することとした。分子生物学、ゲノム科学、バイオインフォマティクス既存計画では検出できないエクソン領域以外の反復配列や多型を検出するため、研究計画を全エクソーム解析から全ゲノム解析に切り替える。そのため初年度に予定していた全エクソーム解析をとりやめ、次年度に全ゲノム解析分として使用するために集約したことが、本課題研究で次年度使用額が生じた理由である。

次年度に、1サンプル200千円で10サンプル分の全ゲノム解析(Hiseq 2500またはHiseq X, >30coverage)計2,000千円を使用する計画に変更した。
星間分子雲における硫黄の化学進化

本研究では代表的な硫黄含有星間分子である,硫化水素(H2S)の化学進化に関する実験的な研究をおこなった。H2Sは極低温表面上で水素(H)原子,重水素(D)原子と反応可能であることがわかった。H原子と反応した場合にはH2SのHが引き抜かれ,生成したHSラジカルがさらにH原子と反応して,元のH2Sを生成すると予想された。しかし実際にはH2S存在量はH原子供給とともに減少していった。これは,H2S生成時の生成熱を利用した化学誘起脱離によると結論された。H2SがD原子と反応すると,H2SのD置換体(HDS,D2S)生成が確認された。これは星間分子雲や彗星に存在する硫化水素のD濃集の起源だと推測される。硫黄(S)を含む主要な星間分子である硫化水素(H2S)は金属との反応性が非常に高く,とくに銅やアルミニウム,銀を腐食する性質を持つ。そうした金属は現有の極低温表面反応実験装置に多く使われているため,あらたに硫化水素を取り扱う専用の実験装置の設計・製作をする必要があった。反応チャンバーにはフーリエ変換型赤外分光光度計,四重極型質量分析計,ターボ分子ポンプ,極低温冷凍機がおもに設置される。四重極型質量分析計などの既製品は適切なものを選別して購入し,反応チャンバーなどの設計が必要なものは,適切な構造を検討し,業者とのやり取りを繰り返し,製品を発注した。また,反応基板を取り付けるサンプルホルダーは従来無酸素銅を用いていたが,これを金メッキ加工して,硫化水素による腐食を防止した。ガスの粗引きに用いるロータリーポンプのオイルも,フォンブリン製の不活性オイルに変更した。実験開始に必要なすべての装置・部品等が揃うまでに時間を要したため,H2Sを用いた反応実験まで到達することはできなかったが,すぐにでも取り掛かる準備は整っている。平成26年度内に硫化水素(H2S)ガス対応可能な極低温反応実験装置を構築完了したので,27年度はその性能評価から始めた。反応チャンバーには大きな大気リークは確認されず,H2Sを用いる装置として問題ないと判断した。ヘリウム冷凍機起動後,1時間前後で反応基板が目的温度である10ケルビンに到達することを確認した。10ケルビンに冷却した反応基板上にH2Sガスを蒸着し,固体層の生成をフーリエ変換型赤外分光光度計でその場確認した。反応基板を上昇させ,90ケルビン程度で硫化水素が基板より脱離させた。その際,反応チャンバー内にH2Sによる腐食は観察されなかった。続いて,10ケルビンで作製した固体H2S層に原子源チャンバーから重水素(D)原子を導入し,反応基板上で反応させ,FTIRで反応を観察した。D原子照射時間経過とともに,H2SのS-H伸縮に由来するピーク強度が減少し,同時にS-D伸縮に由来するピークが出現した。これは,D原子との反応によって,重水素置換体HDS,D2Sが生成したことを示唆する。この反応はH原子引抜きーD原子付加によって進行したと考えられるが,H原子引抜きには活性化エネルギーが存在するため,この反応は量子的なトンネル効果の寄与が示唆された。続いて,H2SガスとD原子を同時に反応基板上に導入して反応させ,生成物をFTIRで観察した。H2SガスとD原子のガスフラックス比を変化させると,生成物の相対量に変化が見られた。D原子の相対フラックスが多いほど,H2Sの重水素化が進行し,重水素2置換体であるD2S生成も確認された。酸素と硫黄はともに16族元素でありながら,2つの水素原子が結合したそれぞれ水(H2O:Dと反応しない)とH2SはD原子との反応性で全く異なる挙動を示すことがわかった。これは,星間分子雲におけるD濃集度の違い(D/H: H2S>H2O)と強い関連があると考えられる。装置開発および性能評価が終わり,順調に実験が遂行されているため。本年度はまず,極低温表面における重水素置換硫化水素ガス(D2S)と水素(H)原子との反応性を検証した。D2SガスとH原子を10Kに冷却した反応基板上に同時に導入し,反応生成物をフーリエ変換型赤外分光光度計(FTIR)で分析した。H原子を導入していないときにはD2SのS-D伸縮振動(1900cm-1)に由来するピークが検出されたのみであったが,H原子を導入することで,S-H伸縮振動(2500cm-1)に由来するピークが検出された。これは反応基板上でD-H置換反応がおき,HDSやH2Sが生成したためだと考えられる。反応経路としては,1D2S+H→DS+HD,2DS+H→HDSのように,D原子引抜きーH原子付加という二段階で進行したと考えている。上記の同位体交換反応に加えて,H2S生成に関する実験をおこなった。まず固体H2S層を10KのアモルファスH2O氷上に作製した。その後,H原子を基板上に導入してH2Sと反応させた。D原子をH原子に変えて実験をおこなえば,H2S+H→HS+H2,HS+H→H2Sというように,H2Sが一度HSラジカルに変化して,再びH2Sが生成するという結果が予想された。

しかしFTIRで分析すると,H2S量がH原子導入とともに減少していった。一方で,FTIRスペクトル上には新たな生成物は確認できなかった。これは,H2S生成反応(HS+H→H2S)の反応熱(ー338 kJ/mol)によって,生成したH2Sが表面から脱離したためだと考えられる。この現象はChemical desorptionと呼ばれており,星間分子雲の気相に存在するある種の分子の存在量を説明するうえで不可欠なメカニズムだと考えられてきた。しかし,実際にChemical desorptionを実験的に,かつ明確に証明した例はなく,本研究が初めての例となる。本研究では代表的な硫黄含有星間分子である,硫化水素(H2S)の化学進化に関する実験的な研究をおこなった。H2Sは極低温表面上で水素(H)原子,重水素(D)原子と反応可能であることがわかった。H原子と反応した場合にはH2SのHが引き抜かれ,生成したHSラジカルがさらにH原子と反応して,元のH2Sを生成すると予想された。しかし実際にはH2S存在量はH原子供給とともに減少していった。これは,H2S生成時の生成熱を利用した化学誘起脱離によると結論された。H2SがD原子と反応すると,H2SのD置換体(HDS,D2S)生成が確認された。これは星間分子雲や彗星に存在する硫化水素のD濃集の起源だと推測される。一年目はおもに実験装置の準備に時間を割く計画であったため,すべての用意が整ったということで順調に進展したと判断する。研究計画に沿って,円滑に実験を遂行する。具体的には,硫化水素と重水素原子との反応によるH-D置換反応,および重水素置換硫化水素と水素原子との反応によるD-H置換反応を様々な条件の物で検証し,定量的に両反応を解析する。また,硫化水素を含む疑似星間塵氷への光化学反応によってどのように重水素濃集度が変化するか,明らかにする。最終年度ということで,これまでの研究を包括的にまとめ,国内外での研究発表および学術論文で発表するなど,成果を公表していく。28年度が最終年度であるため、記入しない。宇宙地球化学今後は構築した実験装置を用いて,従来の計画通りに極低温表面反応実験を進めるが,まずは新装置の性能評価からはじめたい。その後ただちにH2Sを用いた実験を進めていく。実験に使用する特殊ガスの納期が遅れたため。硫化水素の重水素置換体を購入予定だったが,納期が間に合わなかったために次年度に繰り越しとなった。本年度前半に納入することが確定しており,円滑に使用できる。硫化水素の重水素置換体を購入する。
ポリフェノールと過酸化水素光分解殺菌法を併用した新たな義歯性潰瘍治療法の提案

短時間処理で線維芽細胞増殖促進作用を示したカフェイン酸(CA)およびクロロゲン酸(ChA)は、いずれも短時間前処理で各種過酷ストレッサーおよび酸化的ストレッサーに暴露されたヒト歯肉線維芽細胞(hGF)に対して細胞保護効果を発揮した。加えて、歯周病の主要な病原菌であるPorphyromonas gingivalis(Pg)由来のLPS(Pg-LPS)で刺激されたヒト単球系細胞であるTHP-1からの炎症性サイトカインTNF-αの産生をCAおよびChAの1分間前処理は抑制した。これらポリフェノールは過酸化水素光分解殺菌法との併用で潰瘍部位の組織保護、炎症抑制などの作用を発揮することが期待できる。本研究ではポリフェノールの創傷治癒促進効果の検証とポリフェノールと過酸化水素光分解殺菌法の併用における治癒促進効果の検証を通じて、口腔内創傷に対する新しい治療手段の開発を目的としている。今回はin vitro試験としてヒト歯肉線維芽細胞(hGFs)に対するコーヒー豆ポリフェノールのカフェイン酸(CA)およびクロロゲン酸(ChA)の細胞保護効果を検討した。結果、hGFsを過酷環境に暴露させた際にCAやChAで短時間前処理を行うと細胞保護効果が得られ、また100%コンフルエントなhGFsに対してはCAおよびChAによる短時間前処理によって細胞内活性酸素(ROS)生成を抑制するとともに生存率の低下も改善された。炎症増悪因子である酸化ストレスが負荷されたhGFsに対するCAおよびChAの短時間前処理の影響を検討した場合でも、前処理によって細胞内ROSの上昇は有意に抑制された。ただし酸性電解水負荷に対してCAは酸化ストレスを有意に軽減したが、ChAは今回の条件では軽減作用は示さない結果に至った。以上から、CAおよびChAの短時間前処理は過酷環境に暴露されたhGFsに対して細胞保護効果を有し、酸化促進物質によるhGFsの細胞内酸化ストレスの亢進に対して改善効果を持つことを示唆している。本年度計画していたin vitro試験では、順調に結果を得ており、カフェイン酸やクロロゲン酸においても細胞保護効果を示唆する成果を得られた。また一部の炎症性サイトカインではあるが、その産生の低下を示す結果を得られたことから、細胞保護作用の作用機序の検証に繋がるものと考えている。今後予定している細胞保護作用や酸化ストレスに対する改善作用に対する作用機序検証、ラットを用いたin vivo試験に向けた試験設定の基盤となる知見であり、本研究は進展していると考えている本研究ではポリフェノールの創傷治癒効果の検証と、ポリフェノールと過酸化水素光分解殺菌法の併用における治癒促進効果の検証を通じて、口腔内創傷に対して低侵襲且つ新しい治療手段の開発を目的とした。本研究ではカフェイン酸(CA)およびクロロゲン酸(ChA)を用いて、各種過酷ストレッサーおよび酸化的ストレッサーに暴露させたヒト歯肉線維芽細胞(hGF)に対する細胞保護効果の検証を行った。CAおよびChAは、純水暴露(浸透圧ストレス)および生理食塩水暴露(飢餓ストレス)などの過酷環境に暴露されたhGFに対して細胞効果を発揮した。また、serum deprivation下で培養されたhGF内の酸化ストレス亢進と生存細胞数の低下を改善した。加えて、CAおよびChAは過酸化水素および酸性電解水などの酸化促進物質によるhGFの細胞内酸化ストレスの亢進に対して改善効果を発揮した。次に主要な歯周病原因菌であるPorphyromonas gingivalis(Pg)由来のエンドトキシンであるリポ多糖(Pg-LPS)に刺激されたhGFの炎症性サイトカインIL-8産生に対するCAおよびChAによる処理は特に影響を及ぼさなかった。また、Pg-LPSで刺激されたヒト単球系細胞(TPH-1)からの炎症性サイトカインの産生に対するCAおよびChAによる処理は、IL-1βに関しては顕著な影響は示さなかったが、TNF-αに対してはCAおよびChAの処理濃度に依存して産生亢進を抑制した。以上から、CAおよびChAのようなポリフェノールは、短時間処理で細胞保護効果、抗酸化効果、および抗炎症効果などを介して歯周疾患の進展を軽減することが予想され、過酸化水素光殺菌法と併用することで潰瘍部位の組織保護、炎症抑制などの作用を発揮することが期待できる。本年度の研究で得られた結果を踏まえ、細胞保護作用ならびに細胞内酸化ストレス改善作用の機序を検証する。さらに、ラットを用いたin vivo試験として全層皮膚欠損創モデルと全層皮膚欠損創の治癒遅延モデルを用いて組織保護・創傷治癒促進効果の検証、そして毒性軽減効果の検証を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。歯科補綴学28年度が最終年度であるため、記入しない。
首都圏における緑地環境の変化とその影響

1988年10月14日ランドサット撮影のMSS CCT1600BPIバルク補正のもの2本(1本76,220円)をREJTECで購入。グランドトル-ス(地上調査)用デ-タとして国土地理院の細密数値情報を使用した。国土数値情報の16土地利用区分を5にまとめた。1緑地(山林・荒地・公園など),2農地(田・畑),3末利用地(造成申地・空地),4市街地(工業用地・一般低層住宅地・密集低層住宅地・申高層住宅地・商業業務用地・道路用地・公共公益施設用地),5水面(河川湖沼・沼)。土地利用を5にまとめると,その判別効率は相対的に向上し,水面98%,市街地68%,緑地67%,農地49%となった。未利用地は性格があいまいなこともあり,21%でしかなく,農地や市街地に分類されている部分が多い。この5土地利用区分に、緑地は緑,農地は黄,未利用地は青,市街地は赤,水面は黒に色指定して,PCー9801に画像表示した。首都100km圏は間引率1/6,首都圏中心部は1/2,つくば市周辺は1/1とした。さらに市街地以上(水面は除く)を緑地とし,標準メッシュ単位ごとに緑地率を計算し、首都100km圏について緑地率分布図を作成した。さらに緑地率を20%ごとに階級区分して,20%未満を赤,2040%を黄,4060%を緑,6080%を空(薄青),80%以上を藍としてPCー9801に出力した。この緑地率を東京都を中心に10km圏域別,8方位別に緑地率と市街地率を集計した。10km圏では緑地率7.3%に対して市街地率92.7%と圧倒的に都市的土地利用が優勢であるが,2030kmになると緑地率(57%)が市街地率(43%)を超え,3040km圏では緑地率が71.6%にもなる。
平板回路上に集積化して形成する液晶ミリ波制御デバイスに関する研究

マイクロストリップラインの基板上面に液晶層を形成する素子構造によって実現されるミリ波位相変調器の開発を行った。本素子で最も重要な、誘電体基板中を伝搬するミリ波を基板上面へ導く変換回路の最適化による動作周波数の改善を行い、50GHz以上のミリ波帯での動作を達成した。また、素子の小型化を目指したメアンダー電極構造の導入による液晶分子配向状態の変化、および相補的な位相変調動作の実現を目指したn形液晶における分子配向状態を明らかにした。これらの結果を基に、アンテナアレイと位相変調器との集積化デバイスについて検討を行った。平板型で良好な伝搬特性を有する高周波回路として良く知られているマイクロストリップライン(MSL)を基本回路として用い、基板上部へ液晶層を集積化する方法によってミリ波帯における位相変調器を実現する試みを行っている。本デバイスでは、通常のMSL部分と上部へ液晶層を導入して形成する反転型マイクロストリップライン(I-MSL)部分との間を低損失でつなぐ、特殊な変換回路の開発が重要な課題である。これまで、スルーホールを設置した基本構造を開発しその基本動作を確認したが、動作周波数が限られていた。そこで本研究では第一に、最も大きな損失を生んでいる変換回路部分の最適化によるデバイスの損失低減を図った。変換回路におけるキーとなるスルーホールの数を最低限の2対とし、信号線に近付ける構造により高周波側の透過率が大幅に改善され、動作周波数も大きく改善された。次に、メアンダー構造の導入によって単位長さ当たりの位相変調量が大幅に低下してしまう問題を解明する為に、同じ電極構造を有するガラス基板を用いた液晶セルを作製し、電圧印加に伴う液晶分子配向効果について詳しく調べた。その結果、電極エッジの不均一電界分布による典型的な分子配向欠陥の発生は確認されたものの、位相変調量の大幅な低下を説明できるような原因にはなっていない事を明らかにした。変調量低下の原因はまだ特定されていないが、電極構造そのものの見直しが必要である事が分かった。更に、液晶材料の最適化を進める観点から、種々の材料について比較検討を行った。詳細な検討によって、市販のネマティック液晶の間での優劣が明らかになった。また、長い共役結合を分子中核に持つ極めて大きな複屈折を有する液晶材料の中で、ミリ波帯において損失が小さいものがある事を明らかにした。優れた高周波用平板回路として広く使われている、マイクロストリップラインを基盤回路として用いた液晶ミリ波位相変調器の開発を中心に研究を進めた。これまで50GHz以上のミリ波帯での動作は確認されているが、更なる損失の低下が望まれたいた。そこで、FDTDシミュレーションによって本デバイスのキーとなる変換回路部分の構造の最適化を行い、高い周波数部分で損失を低下させる為の構造調整方法を見出した。また、変換回路部分には数本のスルーホールが必要となるが、最小限の2対のスルーホールで従来の性能が達成できる事が分かった。これらの成果を踏まえて、アンテナアレイとの集積化の検討を開始した。初めに、アレイ化において有用となる位相シフト動作の相補的な制御を実現する為に、通常の液晶材料とは逆の分子配向動作をする、n形液晶材料を用いた液晶位相変調器の検討を行った。位相変調器と同じ電極構造をITO透明電極付きのガラス基板を用いて作製し、偏光顕微鏡を用いて内部の液晶分子配向状態を詳しく調べた。その結果、信号電極端に発生する斜め電界によって分子配向方向が方向付けられ、信号電極と垂直な面内で配向変化が生じている様子が確認された。また、信号電極中央付近以外において分子配向の欠陥であるディスクリネーションラインの発生は観察されず、良好な液晶分子配向動作を行える事が確認された。これらを踏まえて、最も単純な2素子のアンテナアレイと相補的動作をする二つの液晶位相変調器を組み合わせた集積化デバイスの設計を行った。本研究のキーとなる液晶ミリ波位相変調器の実現を目指してデバイス構造の最適化を行った。目指す位相変調器は、CPW基板を用いたデバイスにおける集積化の容易性を維持しながら、MSL基板を用いたデバイスと同等な優れた位相変調特性を併せ持つ事を特徴とする。このとき、通常のMSL誘電体基板中を伝搬するミリ波を上部へ積層した液晶層部分へ導く、変換回路が重要になる。これまで、スルーホールを配置した基本構造の設計を行い10GHz程度までの動作を確認しているが、ミリ波帯での動作は実現されていなかった。そこでまず初めに、高い周波数帯での動作を目指して、変換回路部分を中心とする最適化を行った。その結果、これまでの常識とは逆にスルーホールを信号線に近づける方が良好な特性が得られる事が分り、動作周波数の高周波化と同時に小型化も可能になる素子構造を見出した。実際に、液晶層部分の長さが10mm程度の位相変調器を作製し、透過損失および位相変調特性を測定した。

その結果、高い周波数帯における急激な透過率の低下が抑制され、ミリ波帯付近における透過率の値は大幅に改善された。位相変調特性に関しては、10GHz付近までを比べた場合には以前と同程度の変調量が得られている程度であるが、透過損失の低下に伴い40GHz以上までの動作が確認され、動作周波数の大幅な向上が達成された。こられの結果を基に、位相変調量の拡大を目指してメアンダー構造を導入した素子設計を行い、50mmの長い変調器長を実現する事により50GHzで360°以上の位相変調量を達成した。しかし、変調量の総量は大幅に増えたものの、単位長さ当たりの変化量が低下する問題が明らかになると共に、損失の問題も顕著になり、フェーズドアレイアンテナ等の実際のシステムに組み込む為に更に解決すべき課題も明らかになった。昨年度に比べると改善の度合いは小さいものの更に高い周波数での動作が可能となり、測定精度の問題はあるが少なくとも測定器の限界である65GHzまでの動作を確認した。また、素子全体の損失レベルが小さくなって来たため、素子作製の精度や測定時のコネクタ取り付け精度等による性能のばらつきが、素子特性全体へ及ぼす影響の割合が大きくなってきた。従って、これまであまり問題になっていなかった周辺部分が新たな課題として浮かび上がっている等、次の研究フェーズへの移行を考慮すべき状況まで進展している。本研究のキーとなるミリ波位相変調器における基本素子構造の最適化により高周波動作を目指した。その結果、最低目標の30GHzを上回る40GHz以上でのミリ波帯における良好な位相変調特性が達成された。位相変調量と損失の兼ね合いからデバイス性能を評価すると、CPW型およびMSL型含めてこれまでに発表されている液晶位相変調器の中でも最も優れた性能のレベルに達していると思われる。今後、素子の損失の更なる低減と優れた液晶材料の導入によって、現時点での世界最高性能を実現できる可能性を期待させる成果が得られている。これは、今後の実際のシステム構成における設計の自由度を確保する上でも有用な成果でもある。はじめに、変換回路部分の損失やコネクタによる損失等の定量的な見積もりを行う等、周辺部分を含めた素子性能を制限する残された因子を明らかにする。これらの結果を基に、各部の最適化を行って更なる低損失化を目指すると共に、液晶位相変調器自身の本来の期待される性能を正しく評価する事を目指す。また、素子の性能向上に伴い液晶材料による影響も全体の性能に大きく影響し始めている事から、昨年度に見出した新しいタイプの液晶材料に注目して期待される改善効果について検討を進める。最終年度にあたり、研究の進捗状況に応じてアンテナとの集積化回路の試作を行いアレイ化における課題等を明らかにする事によって、次の研究フェーズへの足掛かりを作っておく。ミリ波位相変調器の基本構造の設計指針は明らかになった事から、実際に必要な位相変調量を確保するためのメアンダー構造の導入およびアレイ化の検討へと、新たな研究フェーズへ展開させる。予備実験によると、メアンダー構造の導入によって単位長さ当たりの位相変調量が低下する問題が示唆されている事から、ガラス基板を用いて同じ構造の液晶セルを作製して素子内部における液晶分子の配向状態を詳しく調べる必要がある。
動画像中の運動物体の実時間切り出し・追跡システムの試作研究

前年度までに設計・製作が完了したDSPボードを用いて,実時間抽出されるフロー情報を基に,運動物体の切り出し・追跡を行うシステムを実現した.まず,4種類のフィルタを用いてオプティカルフローを実時間抽出するシステムを構成し,2種類のフィルタを用いる手法に比べ,より信頼性の高いフローが得られると同時に,動物体の境界など一様なフローが原理的に得られない場所を検出することができた.この高信頼フローから,独立に動く2つの物体を追跡する研究を行った.2種類のフィルタを用いた場合と比較して,2つの物体が完全に重なる場合の含めて,かなり安定して追跡が行えることを確認した.次に,オプティカルフローと両眼立体視から得られる距離情報を組み合わせて,物体を追跡する研究を行った.追跡している物体と画面上で類似し速度で動く場合でも,距離の違いから追跡物体を切り出して,実時間で追跡することができた.対象物体内部に明度の一様な領域がある場合には,フローを抽出することができない.そこで,明度の一様な領域を一つの特徴とかんなえ,その特徴を追跡する手法とフローを組み合わせて物体を追跡する手法を研究し,シミュレーションで有効性を確認した.背景が複雑に変動する場合,追跡物体と同じ動きをする部分が背景部分に生じる可能性が高く,短い時間内でのフロー情報だけからでは,安定して物体を抽出することが難しい.そこで,移動物体の時空間方向の連続性を仮定し,ある程度長居時間の画像系列から安定して得られる運動領域を抽出することにより,物体を切り出す手法を研究した.DSPシステム上に実装し,複雑な背景下での実時間追跡を実現した.前年度までに設計・製作が完了したDSPボードを用いて,実時間抽出されるフロー情報を基に,運動物体の切り出し・追跡を行うシステムを実現した.まず,4種類のフィルタを用いてオプティカルフローを実時間抽出するシステムを構成し,2種類のフィルタを用いる手法に比べ,より信頼性の高いフローが得られると同時に,動物体の境界など一様なフローが原理的に得られない場所を検出することができた.この高信頼フローから,独立に動く2つの物体を追跡する研究を行った.2種類のフィルタを用いた場合と比較して,2つの物体が完全に重なる場合の含めて,かなり安定して追跡が行えることを確認した.次に,オプティカルフローと両眼立体視から得られる距離情報を組み合わせて,物体を追跡する研究を行った.追跡している物体と画面上で類似し速度で動く場合でも,距離の違いから追跡物体を切り出して,実時間で追跡することができた.対象物体内部に明度の一様な領域がある場合には,フローを抽出することができない.そこで,明度の一様な領域を一つの特徴とかんなえ,その特徴を追跡する手法とフローを組み合わせて物体を追跡する手法を研究し,シミュレーションで有効性を確認した.背景が複雑に変動する場合,追跡物体と同じ動きをする部分が背景部分に生じる可能性が高く,短い時間内でのフロー情報だけからでは,安定して物体を抽出することが難しい.そこで,移動物体の時空間方向の連続性を仮定し,ある程度長居時間の画像系列から安定して得られる運動領域を抽出することにより,物体を切り出す手法を研究した.DSPシステム上に実装し,複雑な背景下での実時間追跡を実現した.異なる時間の2つの画像からフィルタリングと連立2元方程式の解法を行ってオプティカルフローを計算する既存の方法において,特定方向の動き抽出の2次元空間フィルタとしては,その方向に微分型で,直角方向にはガウス型となるフィルタが適していることを実験的に確かめた.また,2つの画像に対するフィルタ出力を平均した結果を用いることによって,得られるオプティカルフローの精度が向上することがわかった.より信頼性のあるオプティカルフローとその信頼性を求めるため,多くの方向に適した空間フィルタを用い,その結果に統計処理を行う方法を検討した.購入したワークステーションでシミュレーションを行なって,その有効性を確かめた.この処理は計算量が多いため,実時間計算のためには多数のプロセッサが必要であることがわかった.既存のDSPシステムを用いて得られるオプティカルフローから,物体を追跡する研究を行なった.まず,視野内の動いている物体を検出し,そのオプティカルフローの平均値が急に変化しないという条件から,次の時間にもその物体を検出し,それをカメラの中心で捕らえるように,カメラ台を回転させながら物体を実時間で追跡する方式とした.購入したカメラやモニタテレビを用いてシステムを構成して,実験を行なった。次に,同時に2つの物体を追跡する方法を研究して,どうように実験を行なった.その結果,緩やかな動きで,背景と動きに差があれば,追跡できることがわかった.さらに改良するためには,動き情報だけでなく,距離情報,濃淡情報,あるいは対象に関する知識などを組み合わせることが有効であることがわかった.これまでは,オプティカルフローを得るために,2種類の空間フィルタを用いていたが,4種類のフィルタを用いる実験を行なった.その結果,より信頼性の高いフローが得られることがわかった.この方法はより多くのDSPを必要とし,計算時間もかかるため,目的の応じて使い分けなければならない.多数のDSPを用いるため,国内の他の研究者も使えるような汎用性のあるDSPボードの仕様を決定し,製作を依頼した.このDSPボードによって,4種類のフィルタを用いて実時間でフローを得るシステムを構成した.また,より汎用的な動物体追跡システムを設計した.オプティカルフローから独立に動く2つの物体を追跡する研究を行なった.

フローを得た後に,1つの物体に対して1つのDSPが処理を行ない,2つのDSPが通信をしながらそれぞれ運動物体を検出する処理を行なわせる方式を開発した.しかし,完全に2つの物体が重なる場合には追跡する人を取り違えることがあり,それをフローのみから区別することは困難であり,運動の連続性の過程が必要であることがわかった.オプティカルフローだけでは,類似した速度で動く複数の物体の切り出しが困難であるので,画像の明るさのから得られるエッジ情報を利用する研究を行なった.エッジ情報も背景によって得られない場合もあるので,フローと組み合わせる必要がある.DSPボードの数が十分でないため,実時間処理はできないが,合成画像を用いたシミュレーションでは有効な方法を開発した.同様に,両眼立体視から得られる距離情報の利用を研究し,シミュレーションを行なった.距離情報もDSPボードを用いて得ることを予定し,必要な拘束条件を考慮して物体の追跡法を研究した.やはり,実時間処理はできないが,ビデオで撮影した動画像をオフラインで処理する方法で,処理方式の妥当性を検討した.前年度までに設計・製作が完了したDSPボードを用いて,実時間抽出されるフロー情報を基に,運動物体の切り出し・追跡を行うシステムを試作した.まず、4種類のフィルタを用いてオプティカルフローを実時間抽出するシステムを構し,2種類のフィルタを用いる手法に比べ,より信頼性の高いフローが得られると同時に,動物体の境界など一様なフローが原理的に得られない場所を検出することができた.この高信頼フローから,独立に動く2つの物体を追跡する研究を行った.2種類のフィルタを用いた場合と比較して,2つの物体が完全に重なる場合も含めて,かなり安定して追跡が行えることを確認した.次に,オプティカルフローと両眼立体視から得られる距離情報を組み合わせて,物体を追跡する研究を行い,DSPシステム上に実装した.追跡している物体と画面上で類似した速度で動く場合でも,距離の違いから追跡物体を切り出して,実時間で追跡することができた.対象物体内部に明度の一様な領域がある場合には,フローを抽出することができない.そこで,明度の一様な領域を一つの特徴と考え,その特徴を追跡する手法とフローを組み合わせて物体を追跡する手法を研究し,シミュレーションで有効性を確認した.背景が複雑に変動する場合,追跡物体と同じ動きをする部分が背景部分に生じる可能性が高く,短い時間内でのフロー情報だけからでは,安定して物体を抽出することが難しい.そこで,移動物体の時空間方向の連続性を仮定し,ある程度長い時間の画像系列から安定して得られる運動領域を抽出することにより,物体を切り出す手法を研究した.DSPシステム上に実装し,複雑な背景下での実時間追跡を実現した.
構造的不確かさのある制御系の特性多項式の安定性解析

構造的不確かさをもつ制御系の解析および設計は,従来パラメータが線形または,多重線形で現れるものが主に研究の対象とされてきている。しかし,現実のシステムは、非線形の事象がほとんどであり,線形化を行ったとしても一部にパラメータに関して非線形の係数を持つ制御系の解析が不可欠であった。また構造的不確かさを持つ制御系に対し周波数領域の解析およびs領域での安定性解析が行われているが双方の条件の関係は,明確になっていなかった。そこで本研究では,特性多項式の係数がパラメータの非線形関数で表わされている制御系の安定解析について以下のように研究を進めた。パラメータの定義区間上でパラメータに関して一般的に連続である非線形関数の係数をもつ多項式について,パラメータの定義区間上で係数がパラメータに関して単調となる場合について1)周波数領域の安定条件とs領域の安定条件とを比較検討するために両領域の条件を変形・改良した。2)保守性を含めて,上記の2つの条件を検討し,相互の条件について関連を調べた。3)数値シミュレーションにより考察結果を検討した。また,この研究過程において,数式処理ソフトを用いて解析・評価を行った。この結果,従来,別々に考察されることが多かった構造的不確かさがある制御系の周波数領域の安定条件とs領域の安定条件について,考察の対象の制御系が同一であることより条件に相互関係が生じた。またロバスト性を考える上で重要な要因である保守的な条件かどうかについても,これについて相互関係を明らかにした。区間パラメータの一般的な非線形関数を係数とする多項式の安定性はまだ議論の対象となっておらず,これを解決することは意義がある。