hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一酸化窒素による滑膜および軟骨細胞の生存と死の制御機構

一化窒素(NO)は、細胞生存シグナルであるとともに、細胞死誘導因子ともなるが、これらの相反する作用が生じる機序は明らかでない。NOによる生存と死の制御が同時に起こる部位に関節リウマチや変形性関節症などの関節があげられる。これらの関節疾患では、滑膜細胞と軟骨細胞の両者でNO産生が亢進するが、滑膜細胞は増殖あるいは生存するのに対して軟骨細胞では細胞死が誘導される。そこで我々は、滑膜細胞と軟骨細胞におけるNO代謝に注目して、NOによる両細胞の生存と死の振り分け機構を解明することを目的として本研究を遂行した。はじめに軟骨細胞の細胞死の機序を解析した。ヒト、マウスおよびラット由来の軟骨細胞において、炎症性サイトカインによってNO産生を誘導すると、細胞死が起こった。これらの細胞では、タンパクや核酸のニトロ化反応が亢進しており、ONOO^-の生成が示唆された。ONOO^-はNOとスーパーオキサイドラジカル(O_2^-)の反応によって生じる。炎症性サイトカインで刺激した軟骨細胞では、誘導型NO合成酵素(iNOS)のみならず、0_2^-産生酵素である食細胞型NADPH-oxidaseの発現および活性の亢進が認められた。なお、軟骨細胞におけるNADPH-oxidaseの発現・活性制御は今回の研究で初めて明らかにされたものである。軟骨細胞死はiNOSとNADPH-oxidaseの阻害あるいはONOO^-の消去剤で抑制された。また、ONOO^-などのRNSによるミトコンドリア傷害とそれに伴うATPの枯渇が軟骨細胞死の主要な原因であることを解明した。滑膜細胞におけるNOの役割を明らかにするために、関節リウマチ患者の手術時に得られた滑膜試料から滑膜細胞の樹立に成功し、その基本的性状を明らかにした。現在、炎症性サイトカインによるNO産生制御について検討中である。我々は、インターロイキン-1β(IL-1β)が軟骨細胞に細胞死をもたらすことをすでに見出している。そこで今年度は、IL-1βによる軟骨細胞死の実行分子および細胞死のメカニズムを解析した。その結果、軟骨細胞死はIL-1β処理2448時間後に急激に進行したが、これは一酸化窒素(NO)とスーパーオキサイド(O_2^-)およびそれらを産生するNO合成酵素(NOS)とNADPH-oxidase (NOX)に依存すること、さらにNOとO_2^-との反応産物であるパーオキシナイトライト(ONOO^-)を消去する尿酸によって細胞死が抑制され、IL-1β処理した細胞でONOO^-の生体分子の反応産物が検出されたことから、ONOO^-が細胞死の実行分子と考えられた。IL-1βを処理した軟骨細胞では、1時間以内に誘導型NOS (iNOS)の転写および翻訳が誘導され、NOXの触媒構成要素であるgp91phoxの転写・翻訳も経時的に上昇した。これに対し、O_2^-消去酵素(SOD)あるいはグルタチオン合成酵素など抗酸化ストレス酵素の発現は変化しなかった。また、IL-1β処理により細胞内グルタチオンおよびATPレベルの低下ならびにミトコンドリア膜電位の破綻が観察された。ATPの低下およびミトコンドリア膜電位の破綻はNOSあるいはNOX阻害剤および尿酸によって抑制された。典型的なネクローシス像が観察されたが、アポトーシスは認められなかった。以上より、IL-1βによって発現誘導されるiNOS由来のNOとNOX由来のO_2^-によって生じるONOO^-がミトコンドリア障害を引き起こし、ATPレベルを低下させることによって軟骨細胞にネクローシスをもたらすことが明らかとなった(論文投稿中)。

ガス状ラジカル分子である一酸化窒素(NO)は、種々の組織・細胞において、細胞の生存シグナルとして働く一方、細胞死誘導因子となることが知られている。しかし、これらの相反する作用がどのような機序で生じるかは明らかでない。関節リウマチや変形性関節症などの関節疾患では、関節を構成する滑膜細胞および軟骨細胞の両者において一酸化窒素(NO)の産生が充進する。この時、滑膜細胞は増殖あるいは生存するのに対して、軟骨細胞は死滅する。我々は、NO由来のニトロソ化産物が細胞・組織保護作用を有するのに対して、NOによるニトロ化反応は細胞障害性を有することを報告してきた。そこで、滑膜細胞と軟骨細胞におけるニトロソ化とニトロ化に注目して両細胞の生と死の振り分け機構を解明することを目的として本研究を進めた。その結果、ヒト、ラット、マウス由来の軟骨細胞において炎症性サイトカインによってNO産生を亢進させると、細胞死が誘導されることが分かった。そこでマウスおよびラットの軟骨細胞を用いて細胞死のメカニズムを解析したところ、食細胞型NADPH-oxidaseの発現および活性が亢進し、これによって産生されるスーパーオキサシイドラジカルとNOの反応産物であるパーオキシナイトライトが軟骨細胞のミトコンドリアを傷害し、ATP枯渇によるネクローシスを引き起こすことを明らかにした。軟骨細胞ではニトロ化された核酸やタンパク質の蓄積が認められた(論文発表済み)。滑膜細胞でのNOの役割については、本研究においてリウマチ患者の滑膜から樹立に成功した滑膜細胞株(投稿中)を用いて検討していく予定である。さらに今後は、軟骨細胞および滑膜細胞におけるニトロ化タンパクおよびニトロソ化タンパク質の同定を行い、その生物活性を明らかにしたいと考える。
動力学的非ホロノミック拘束を有す劣駆動システムのホロノミーに基づく制御手法の確立

劣駆動マニピュレータや垂直離着陸機のような劣駆動システムは,動力学的非ホロノミック拘束(積分不可能な2階微分方程式)を受ける.そのようなシステムに対して,本研究はホロノミーに基づく制御手法を確立した.ホロノミーは,ある種の閉じた経路を運動した結果,間接的に得られる独立な状態変位量である.この制御手法は,正弦関数で構成した周期的制御入力によってホロノミーが得られるという解析結果に基づいており,運動計画への応用も容易である.タスク実行に必要な運動自由度より少ない数のアクチュエータをもつ劣駆動システムは,その運動が積分不可能な微分方程式拘束(非ホロノミック拘束)に支配されている.本研究では,劣駆動マニピュレータや垂直離着陸(VTOL)機のように,位置・速度・加速度に依存する,動力学的な非ホロノミック拘束を有す劣駆動システムに対して,“ある種の運動の結果,間接的に得られる状態変位量(ホロノミー)"に着目した制御手法を構築することが目的である.本年度は特に,正弦波で構成した周期的制御入力によるホロノミー抽出を検討し,以下の結果を得た:1.「対象の運動方程式のうち速度に関する部分に着目すれば,ある周期関数の組み合わせでホロノミーを獲得できる」という基本アイディアに対し,解析的な裏付けを与えることができた.運動方程式表現を標準形式の一つ,2階のチェインドフォームに帰着し,一般の周期関数ではなく,具体的な正弦関数を用いることにより,解軌道およびホロノミーを解析的に求めることができた.2. 1の解析的裏付けによって副次的に,正弦関数の振幅・周期とホロノミーとの解析的関係が明らかとなった.3.制御入力パターンを組み合わせることで,運動計画を容易に構成できることを示した.これらの成果を論文にまとめ,国内学会にて口頭発表した.国際学会にも論文を投稿した.タスク実行に必要な運動自由度より少ない数のアクチュエータをもつ劣駆動システムは,その運動が積分不可能な微分方程式拘束(非ホロノミック拘束)に支配されている.本研究では,劣駆動マニピュレータや垂直離着陸(VTOL)機のように,位置・速度・加速度に依存する,動力学的な非ホロノミック拘束を有す劣駆動システムに対して,“ある種の運動の結果,間接的に得られる状態変位量(ホロノミー)"に着目した制御手法を構築することが目的である.本年度の主な実績は以下のとおりである:1.正弦波で構成した周期的制御入力によるホロノミー抽出と運動計画への応用という前年度成果について,国際学会に投稿していた論文が採録された.2.論文査読者からのコメント,口頭発表時の議論などから,1の成果と微分フラットネスとの関係性を明らかにする必要があるとわかった.平成27年度は,(d)フィードバック制御系の設計と評価,(e)実機システムの拡張という2点に加え,前年度未実施となった(a)3関節劣駆動マニピュレータの実機システム製作((d)との並行実施)を当初計画していた.しかしながら,所属機関内の重要業務に急遽かかわることとなり,計画どおりのエフォートをかけることができなかった.いずれの項目も基礎的検討にとどまったため,計画に対して遅れていると評価した.タスク実行に必要な運動自由度より少ない数のアクチュエータをもつ劣駆動システムは,その運動が積分不可能な微分方程式拘束(非ホロノミック拘束)に支配されている.本研究では,劣駆動マニピュレータや垂直離着陸(VTOL)機のように,位置・速度・加速度に依存する,動力学的な非ホロノミック拘束を有す劣駆動システムに対して,“ある種の運動の結果,間接的に得られる状態変位量(ホロノミー)"に着目した制御手法を構築することが目的である.本年度の主な実績は以下のとおりである:1.標準モデルの一つ,2階チェインドフォームに対して得たこれまでの成果(周期制御入力による運動計画法)を,劣駆動マニピュレータの制御へ応用した.2. 1の結果,周期制御入力の設計自由度は,劣駆動マニピュレータの軌道選択に利用でき,障害物回避などに有効であることを確認した.以上の結果は論文にまとめ,国際学会へ投稿した.当初計画では,平成28年度に(f)制御手法の拡張と実機検証,(g)より実用的な問題設定での検討・拡張を行うこととしていたが,前年度までに実機製作を行えなかったこと,研究代表者が所属機関から長期学外研究の機会を得たことから,実機を用いた研究活動はできなかった.一方で,長期学外研究中,2階チェインドフォームに対して得たこれまでの成果を劣駆動マニピュレータの制御へ応用し,制御入力の設計自由度の有効性を確認した.また,重力がある場合への拡張について基礎的な検討を行った.当初の研究期間3年間は経過したことから計画に対しては遅れていると評価した.タスク実行に必要な運動自由度より少ない数のアクチュエータをもつ劣駆動システムは,その運動が積分不可能な微分方程式拘束(非ホロノミック拘束)に支配されている.本研究では,劣駆動マニピュレータや垂直離着陸(VTOL)機のように,位置・速度・加速度に依存する,動力学的な非ホロノミック拘束を有す劣駆動システムに対して,“ある種の運動の結果,間接的に得られる状態変位量(ホロノミー)"に着目した制御手法を構築することが目的である.最終年度である29年度に得た主な実績は以下のとおりである:1.周期制御入力による運動計画法を,劣駆動マニピュレータの制御へ応用した結果をまとめた論文が国際学会に採択され,口頭発表後,関連研究者と議論した.

2. 1の結果をもとに,駆動関節として適当なモータを選定した.同モータを取り扱う業者と相談して設計と機構の詳細をつめ,所属機関に実機実験の環境を整えた.当初計画からの遅れすべてを挽回することはできず,構築した制御手法の実験的評価,およびそこからの拡張が課題として残った.本研究期間終了後も,これらの課題には継続的に取り組み,解決を目指す.一方で,これまでに国内学会にて1件,査読付き国際学会にて3件(うち1件は招待セッション)の発表を行っており,ホロノミーに着目した制御手法の基本的な部分は構築できたといえる.現在,これらの発表成果をまとめ,学術雑誌へ投稿する論文を執筆している.さらに,28年度に所属機関から機会を得た長期学外研究をきっかけに,University of Groningen (The Netherlands)の研究グループとマニピュレータの視覚サーボに関する共同研究をはじめており,現在,劣駆動な問題設定に対する制御則設計と実機システムでの性能評価に取り組んでいる.劣駆動マニピュレータや垂直離着陸機のような劣駆動システムは,動力学的非ホロノミック拘束(積分不可能な2階微分方程式)を受ける.そのようなシステムに対して,本研究はホロノミーに基づく制御手法を確立した.ホロノミーは,ある種の閉じた経路を運動した結果,間接的に得られる独立な状態変位量である.この制御手法は,正弦関数で構成した周期的制御入力によってホロノミーが得られるという解析結果に基づいており,運動計画への応用も容易である.平成26年度の研究実施計画は,(a)3関節劣駆動マニピュレータの実機システム製作,(b)周期的制御入力の振幅・位相とホロノミーの抽出量との関係をシミュレーションと実験で網羅的に調査すること,(c)基本アイディアに対する解析的な裏付け,という3点であった.(a)に取り組む時間が確保できず未実施となった一方,(c)については計画通り順調に進展している.(b)は当初計画とは異なるが,(c)での成果から解析的関係が明らかとなったのでおおむね順調に進展しているといえる.総合して(a)が未達成であるため,自己点検では「(3)やや遅れている」と評価する.ただし,研究代表者が前所属で製作した実機システムを,幸いにも共同研究として利用できる状況にあるため,次年度前期に実機実験が必要な場合も研究実施に支障はないと考えている.平成28年度は,問題設定を変更して制御手法を拡張することを当初計画していたが,現状は平成27年度までの計画の未実施項目に取り組む必要がある.一方で,研究代表者は所属機関から長期学外研究の機会を得たため,平成28年度は研究活動に十分なエフォートをかけることができる見通しである.そこで,本研究課題の期間延長を見据えて,平成28年度は実機システム製作や制御則の実験的評価を除いた未実施項目,つまり理論的検討に重点的に取り組んで挽回することを目指す.実機システム製作や制御則の実験的評価は,長期学外研究終了後の平成29年度に実施することを考え,遠隔地からでも可能な製作の準備のみを予定する.当初計画時に予想できなかった,他業務の多忙化(平成27年度)と研究実施場所の変更(平成28年度)のため,補助事業期間を延長した.最終年度となる平成29年度は,これまでに未着手となっている劣駆動マニピュレータの実機製作と制御手法の実験的評価を中心に取り組む.また,可能な範囲で制御手法の拡張とその実験的評価を試みる.ロボット制御平成27年度は当初,前期に(d)フィードバック制御系の設計と評価,後期に(e)実機システムの改良,という2点の研究実施を計画していた.
分子性物質における界面制御と伝導機構の解明

有機半導体-絶縁体界面、有機半導体-電極金属界面のナノスケール制御によって、(1)有機半導体最高のキャリア易動度の実現、(2)有機トランジスタ初の、ホール効果の測定、(3)有機単結晶を用いた両極性発光トランジスタの実現、(4)電気二重層トランジスタによる世界最高の横伝導度の達成、など有機トランジスタの高性能化、新機能発現に貢献する4つの顕著な成果を上げた。分子どうしの接合(ナノリンク)が有機電界効果トランジスタなどの実デバイスにおける機能発現の基本要素であるとの認識に基づいて、接合の特徴がデバイス機能に与える影響を明らかにするとともに、逆にトランジスタ応答などのマクロな特性をナノリンクの物性解明の手段とすることが、本特定領域研究における当課題の担当事項である。今年度はその端緒として、1)金属電極のバリエーションによる有機トランジスタ特性の系統的変化、及び2)有機半導体内での有機分子間のキャリア伝導機構を、当グループの開発した有機単結晶トランジスタを用いて精密に調べた。有機単結晶トランジスタでは、有機分子が均一に規則正しく配列している一体の分子集合であるために、外部との接合の効果や内部での分子どうしの結合の効果を抽出するのに適している。1)同じ有機単結晶材料を用いても、トランジスタのソース・ドレイン電極として異なる仕事関数をもつ金属を系統的に変化させることによって、p型から両極性型、さらにn型トランジスタへと自由にコントロールできることを明らかにした。これは、不純物ドープによってあらかじめp型またはn型に決まって無機半導体どうしの接合では、不可能であって、"フェルミレベルピニングが弱い"という有機半導体の特色を利用したユニークな効果である。本結果は、次頁の研究発表リスト1のとおり論文発表されている。2)有機トランジスタとして初めてホール効果測定に成功し、互いにあからさまな化学結合のない有機分子が配列した有機半導体においても、無機半導体同様に電界効果注入されたキャリアが分子をまたいで空間的に広がることを明らかにした。この結果は、有機トランジスタの単なる性能向上とそれによる広範なデバイス応用への展開に根拠を与えるとともに、ホール効果が単一の分子間のミクロなキャリア分布をプローブする手法になることを示している。本結果は、次頁の研究発表リスト2のとおり論文発表されている。本研究チームは、有機半導体単結晶を用いて作製したトランジスタを用い、有機半導体/金属電極、有機半導体/絶縁体界面の制御によって、有機トランジスタにおける電気伝導機構の解明と機能向上を目指した研究を展開している。岩佐ら東北大グループは、昨年度成功した有機単結晶トランジスタの両極性動作を発展させ、ソース・ドレイン電極に異種金属を用いる単結晶FETを実現したのち[J.Takeya et al., Appl.Phys.Lett. 90,013507(2007)]、テトラセン単結晶を用いて、電子も正孔もともにチャネルに注入されて再結合する発光トランジスタの実現に成功した[T.Takenobu et al., Adv.Func.Mater. in press]。これは、有機単結晶ではじめての発光トランジスタである。竹谷ら阪大グループは、ルブレン単結晶と自己組織化シラン単分子膜の間に高品質のナノ界面を作製することによりトランジスタを構成し、世界最高の移動度を実現した[J.Takeya et al., Appl.Phys.Lett. 90,102120(2007)]。また、界面トラップ準位密度を極小化した高品質有機半導体/絶縁膜界面界面において、有機単結晶内部の伝導チャンネルが有効に利用されることによって素子のキャリア移動度が最大になるメカニズムを示し、ナノ界面の特性制御が有機デバイスの性能を最大化する直接的な戦略になることを明らかにした[J.Takeya et al., Phys.Rev.Lett., in press]。さらに、同様の手法を領域内合成班によって新規に得られた縮環オリゴチオフェン分子に適用し、本化合物が大気中での安定性と高キャリア移動度を両立する優れた材料であることを示した[K.Yamada et al., Appl.Phys.Lett. 90,072102(2007)]。岩佐は、本年度、有機半導体における重要な界面のひとつである半導体・金属界面のショットキー接合に関する研究を集中的に行い、その本質的な性質を明らかにした。有機単結晶に対してインジウムを蒸着することによって非常に良質の接合を作製することに成功し、それを用いたショットキーダイオードと、MES-FETの作製を行った。その結果、有機半導体の空亡層が数ミクロンまで広がることを実証し、無機半導体における原理が基本的に適用できることを明らかにした。さらに、デバイス特性を定量的に解析することによって、ショットキー接合におけるバンドの曲がりなど、半導体としての理解に必須な様々なパラメータを制度よく決定することに成功した。岩佐は、有機FETにおける半導体一絶縁体界面、および半導体金属界面の制御によって、ゲート電圧のみによって電子正孔ともにチャネルに注入できる両極性トランジスタを実現し、それを応用して、発光トランジスタを作製した。有機半導体として単結晶を用いるため、その電流密度が極めて高くなり、電流注入有機半導体レーザーに必要とされる電流密度に迫る値を有することを明らかにした。

引き続き、BP3Tと略称される有機半導体単結晶を用いて発光トランジスタを作製し、単結晶デバイスが、それ自身で光を閉じ込めうる自然の導波構造を有している事な実証し、有機単結晶が、電流励起有機半導体レーザーの実現に有力な手法であることを示した。一方、竹谷は有機半導体単結晶と誘電層とのナノ界面や有機単結晶/イオン性液体の固液界面に電気二重層を形成することによって誘起される電子伝導層のキャリア輸送特性を調べた。電子親和性の強いTCNQ単結晶を用いた電界効果トランジスタでは、空気中で極めて安定な電子注入が実現し、この結果から、通常の多結晶薄膜トランジスタでは困難であった大寒中n型トランジスタを得るための有機分子の還元エネルギーを明らかにした。また、n型単結晶トランジスタをイオン性液体との固液界面においても作製し、n型有機トランジスタのなかで最高の電流増幅性能を得た。また、極薄絶縁膜や電気二重層に加える電界を最大にすることによって、電子相関の効果による電子伝導度の異常なゲート電圧依存性を見出し、今後の低温物性研究において新しい電子層を実現するための端緒を得た。岩佐・竹延・下谷は、有機単結晶トランジスタの電子伝導の改善に注力した。これまでの研究で、有機半導体-絶縁体界面のナノスケール制御を用いて両極性伝導や発光トランジスタを実現してきたが、これを用いて半導体レーザーを実現するには、さらなるデバイスの高性能化、特に電子伝導性の向上が必要であることが明らかになってきた。今年度は、有機半導体ルブレンを用い、半導体の昇華精製、絶縁体PMMAの純度向上、さらにグローブボックス雰囲気での室温アニールの3つのプロセスによって界面トラップを軽減できることを見出し、電子易動度を0.8cm^2/Vsと両極性トランジスタの電子易動度としては最高値を達成した。この電子伝導改善の技術は発光効率の高いBP3T単結晶にも適用可能であることを確認し、今回得られた手法が普遍的に使える可能性のある技術であることも明らかにした。この手法を用いて発光トランジスタを作製し、非常に輝度の高い発光を得ることに成功した。竹谷は、イオン液体と有機半導体の固体液体界面において、電界効果によって電子注入を実現し、C60やTCNQを用いて、高性能のn型トランジスタ動作を可能にした。また、イオン液体に無機塩を少量ドープすることによる改質効果を、ルブレン単結晶を用いて調べたところ、移動度をほとんど犠牲にすることなく、より低電圧において優れた電流増幅効果が得られた。以上の結果を用いると、低消費電力・高ゲインの固体液体界面型有機complementary inverterが実現できることを示しており、デバイス応用においても有用な結果である。
相変化物質の結晶化・複雑な液体挙動の構造的メカニズム

本研究では、カルコゲナイドガラスの局所構造形成に焦点を当て、ガラス形成能、結晶成長速度を支配する物理因子を微視的レベルで解明することを目指す。特に結晶成長速度の結晶成長の鍵を握る原子輸送の素過程、その結晶成長界面付近の液体構造との関わり等は未解明であり、Hu博士と協力して、分子動力学シミュレーションを用いて結晶成長機構を微視的レベル解明できればと考えている。
ケラチノサイトに発現しているチロシン・キナーゼ蛋白遺伝子のクローニング

出生直後のB57BL/6マウスの皮膚(epidermis+dermis)よりグアニジウムイソチオシアネイド法によりmRNAを抽出した。oligodTセファロースでpolyA+mRNAにした後、チロシン・キナーゼ遺伝子カイネースドメインの5'側で良く保存されているDNA塩基配列をもとに作製したプライマー(5'プライマー)とpolydTの間でRT-PCRを行った。次に5'プライマーとカイネースドメインの3'側で良く保存されているDNA塩基配列をもとに作製した3'プライマーの間でもう一度PCRを行った。このようにして2段階のPCRを行い、約210bpのDNA断片を増幅することに成功した。このDNA断片をlambdaZAPファージアームに組み込み、4.5x10^5、1.7x10^5プラーク/mugのサイズの2つのファージライブラリーを作製した。これらのライブラリーより得た約200クローンについてDNA塩基配列を決定し、ホモロジーサーチにより既報のチロシン・キナーゼ遺伝子でないものを検索した。その結果、レセプタータイプとsrcタイプチロシンキナーゼのそれぞれにつき1つ、新しい遺伝子を見つけることができた。しかし、どちら遺伝子も皮膚や他の組織における発現は極めて弱く、現在cDNAの全長のクローニングと、各遺伝子の発現に関して組織特異性を検討しているところである。
フェライト/オーステナイト界面移動に及ぼす合金元素のミクロ偏析の効果

Fe-0.3mass%C-3mass%Mo合金を真空溶解し、1250°Cで50時間均一化処理を行った。熱処理試料とした後、オーステナイト化し、400-700°Cの範囲で等温保持した。熱処理後は光顕観察によって、フェライトの生成量を測定し、TTT曲線を定めた。530°C以下ではフェライトの生成速度は速く、degenerate ferriteが観察された。550-570°Cではフェライトの生成速度は急激に遅くなり、ベイ温度(TTT曲線のくびれ)は560°Cと推定された。570°C以上では変態速度は温度の上昇とともに大きくなり、炭化物とフェライトの微細な混合物が生成した。電顕ではdegenerate ferriteは等軸粒の集合体のように見える。これらの等軸粒は珊瑚や樹木のようにもとは一個の結晶が枝分かれしたものであり、成長(界面移動)が強く抑制されることによって生ずると考えられている。界面移動を抑制する原因の一つとして、合金元素の界面偏析がある。FE-TEMにより、フェライト/オーステナイト界面の組成分析を行った。ばらつきはあるものの、平均濃度の2倍以上のMo濃度が観察された。Mo濃度は保持時間とともに増加する傾向が見られた。Moの偏析が起こると、自由エネルギー(変態駆動力)の一部がMoの拡散に費やされ、成長が抑制される。熱力学と拡散律速の界面移動の理論により、Moの偏析量が一定と、時間とともに単調に増加する場合の成長挙動をシミュレートする方法を考察した。今後、定量的な解析を行う予定である。フェライトの生成速度の観察Fe-0.4C-3Mo合金を真空溶解し、1250°Cで50時間均一化処理を行った。熱処理試料とした後、オーステナイト化し、400-600°Cの範囲で等温保持した。熱処理後は光顕観察によって、フェライト組織を観察し、TTT曲線を実験的に決めた。530°C付近ではフェライト生成速度は比較的速く、degenerate ferriteが観察された。550°C以上ではフェライトの生成速度は急激に遅くなり、ベイ(TTT曲線上のくびれ)は570°Cと推定された。現在、ベイの上と下でフェライトの形態の相違を調べている。試料溶解等に時間を要した。この合金は長時間熱処理を必要とし、試料の酸化、脱炭の防止にも時間を要した。熱処理(オーステナイト化、等温保持)はアルゴン雰囲気中で行っている。界面偏析の効果の理論的な解析TTT曲線のベイの生成はMoのような拡散の遅い合金元素がフェライト/オーステナイト界面に偏析して界面移動を抑制する効果(Solute-drag)と界面前方の炭素の活量に影響を及ぼす(Solute-draglike)効果の2つに原因があると考えられる。初歩的なモデル(粒界偏析のCahnのモデル)により、局所平衡とパラ平衡の中間状態の変態速度とこれに及ぼす偏析の効果を検討した。フェライトの形態のTEM観察とRE-TEM解析前年にフェライト変態開始曲線(TTT)を測定し、ベイ温度を560°Cと推定した。今年度はTEM観察によりベイ温度以下の等温保持によって生成した組織はフェライトの等軸粒からなり、フェライト内部および界面に炭化物の折出は見られないことを確認した。FE-TEMにより、フェライト/オーステナイト(観察時にはマルテンサイトに変態している)界面の組成分析を行った。界面偏折効果の理論的な解析Moの偏折量が一定と、時間とともに単調に増加するとした場合について、フェライト/オーステナイト界面の移動をシミュレートする方法を考察した。
対向乱流場を用いた予混合拡散複合燃焼の局所消炎とその回復機構の実験的解明

非均質燃焼場では、超希薄燃焼が可能である。しかしながら、乱流場では局所的に火炎が消炎し、燃焼効率や排出物特性を悪化させる。本研究では、対向流場を用いて、全体消炎クライテリアおよび局所消炎とその回復機構モードに検討を加えた。その結果、次の点が明らかになった.希薄予混合火炎と拡散火炎の間の熱的な補完関係により希薄複合火炎の消炎限界は拡散火炎支配領域と予混合火炎支配領域2つの領域に分類できる.局所消炎現象には、パッシブモード、アクティブモード、全体消炎モードの3つが観察された。その時の局所消炎の位置と火炎伝播速度は消炎とその回復機構に重要な役割を果たす。本研究は、直噴ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンの初期燃焼時などに形成される非定常・非均質燃料濃度の乱流燃焼の局所消炎現象(火炎の一部が消炎する現象)を対向乱流場で実験的に再現して解明することを目的とし、次の3段階に分けて実施している。初年度(平成23年)は、第一段階(Phase1)である予混合火炎と拡散火炎に乱れを添加して衝突させる対向流場を用いて、非定常かつ非均質の燃焼場を定在燃焼で実験的に再現する燃焼モデルを構築した.昨年度(平成24年)は、第二段階(Phase2)所消炎部の挙動を時系列的に追跡して局所消炎の発生過程とその回復機構のモデル化を行った.その結果、局所消炎からの回復には局所消炎箇所に火炎安定点(よどみ点)が含まれているかが鍵となることが明らかとなった。二次元瞬間速度分布の解析結果から火炎の局所的な伝播速度とそこに流入する未燃焼ガスの流速の釣り合いを定量化した。それらの成果には、国際会議2編(内1編は査読論文)および国内口頭発表1件に実績を残すことができた。現在予定通りに研究が進行している。唯一の懸念事項であった3次元現象を2次元計測で捉えていることに対する測定誤差など影響の見積りも定量化する見込みが付いたので最終報告で示すことが可能である。本年度(平成25年)は、最終目標である第三段階(Phase3)局所消炎部の火炎構造をエッジ火炎片モデルと仮定して解明することにより、実機で生じる局所的な現象を学理化するための基盤を実験的に構築する予定である。実用燃焼器内の燃焼現象は、均質燃焼よりバルク的に超希薄燃焼が可能な非均質燃焼場を多く採用している.そこでは、強い乱れと急な温度勾配により、局所的に火炎が消炎し、燃焼効率や排出物特性を悪化させる要因となることが指摘されている.そのような非定常非均質燃焼場における時空間微分微細構造モデルとして対向流場を提案し、学術的な基盤研究として実験的に詳細な検討を加えた.非均質燃料濃度の乱流燃焼を対向流場で実験的に再現する利点は,乱れと反応物組成を上下の2つのバーナーで独立に可変できる点,レーザー計測が有利に行える点などである.対向流場の非均質燃料濃度の乱流火炎に対して,全体消炎クライテリアについての検討,局所消炎とその回復機構モードの分析,局所消炎機構の解明を行った結果,以下の点が明らかになった.希薄複合火炎の消炎限界は2つの領域に分類できることが明らかとなった.一方は拡散火炎側の燃料濃度(χU)の増加による希薄予混合火炎側の当量比(φL)の減少率が一定な拡散火炎支配領域であり,他方はχUが増加するほどφLの減少率が増加する希薄予混合火炎支配領域である.上記の2つの領域に分けられる原因は,希薄予混合火炎と拡散火炎の間の熱的な補完関係の変化である.局所消炎回復機構については,拡散火炎側に乱流を添加した条件に比べて,希薄予混合火炎側に乱流を添加した条件の方が局所消炎から回復する確率が高い.特に,希薄予混合火炎支配領域ではその傾向が顕著であり,希薄予混合火炎側に乱れを加えた条件では,拡散火炎支配領域に比べて約5倍の確率で局所消炎から回復する.以上結果から、Passive mode,Active mode,Blow off modeの3つの局所消炎からの回復機構が存在する可能性がある.非均質燃焼場では、超希薄燃焼が可能である。本研究は、直噴ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンの初期燃焼時などに形成される非定常・非均質燃料濃度の乱流燃焼の局所消炎現象(火炎の一部が消炎する現象)を対向乱流場で実験的に再現して解明することを目的とする。研究の概要は次の3段階に大きく分けることができる。第一段階(Phase1)予混合火炎と拡散火炎に乱れを添加して衝突させる対向流場を用いて、非定常かつ非均質の燃焼場を定在燃焼で実験的に再現する燃焼モデルを構築する.第二段階(Phase2)所消炎部の挙動を時系列的に追跡して局所消炎の発生過程とその回復機構をモデル化する.

第三段階(Phase3)局所消炎部の火炎構造をエッジ火炎片モデルと仮定して解明することにより、実機で生じる局所的な現象を学理化するための基盤を実験的に構築する(最終目標).平成23年度は、第一段階(Phase1)を遂行し、その目的をほぼ達成できた。特に、消炎クライテリアの分類と局所消炎とその回復機構モードの分類は層流火炎に対しては詳細な火炎構造の検討から明らかにすることに成功できた。購入したハイスピードカメラも研究遂行に効果的に使用している。査読論文1編および学会での口頭発表を1件の実績を残すことができた。今後も計画通りに研究を進める予定である。唯一の懸念事項としては、3次元現象を2次元計測で捉えていることに対する測定誤差など影響の見積もり方である。その点については、国際会議に投稿した論文の査読者からも厳しく指摘されているので次年度には早急に対応策を考える。交付申請書に記載したように本研究は、1Phase1:全体消炎のクライテリアおよび局所消炎とその回復機構の分類→2Phase2: Active modeの火炎構造モデルとPassive mode (全体消炎)の解明→3Phase3: Eddy-modeの3段階で実施している。現在までに、1および2について終了し、その成果も学術論文等で掲載または投稿している。特に、申請時に予測した局所消炎とその回復機構として3つのモード(Passive mode, Active mode, Eddy mode)の存在がほぼ明らかとなったことから研究の7割は遂行できたと判断できる.局所消炎部に近接する火炎端が十分な自己伝播性を持つことにより回復する機構を局所的な火炎伝播速度と未燃焼ガスの実測データーから分析出来たことは重要であった.今後は、予定通りにActive modeの火炎端部の局所火炎構造をEdge flameと仮定し、時系列画像データーからActive modeの局所消炎回復モードを抽出してEdge flameの存在を明らかにする.当初計画していた項目は全て実施した。特に、消炎クライテリアの分類は、予混合火炎支配の消炎と拡散火炎支配の消炎を複合火炎の消炎限界の2つの領域に分類することを層流時の火炎構造から明らかにした。その成果は、日本機械学会論文集(B編)に投稿受理されて掲載が確定している。具体的には、拡散火炎(DF)側の燃料濃度(χU)の増加による希薄予混合火炎(LPF)側の当量比(φL)の減少率が一定な拡散火炎支配消炎(DF-DE)領域とχUが増加するほどφLの減少率が増加する希薄予混合火炎支配消炎(LPF-DE)領域に複合火炎の消炎限界が分類できることを明らかにした.DF-DE領域とLPF-DE領域の火炎構造とそのφL依存性には次のような相違点がある.DF-DE領域では,DF付近を最高温度とした対称な温度分布であり,φLを変化させても対称性は保たれる.LPFに比べてDFの方が高温であるため,LPFはLPF-DF間からの熱的な補完によって維持されている.φLが増加するほどLPF-DF間の温度勾配は減少するのに対して,層流燃焼速度と燃焼ガス幅は変化しない.LPF-DE領域では,LPF付近を最高温度とした燃料側に比べ予混合気側の温度勾配が急な非対称な温度分布である.
「時間アレルギー学」推進のための基盤研究

本研究は生物の約24時間周期性の生理活動を司る「概日時計」と「アレルギー」の関係を明らかにすることを目標とする。平成30年度(2018年)は、概日時計に影響する“老化"とアレルギーの時間依存的病態との関係について主として研究を行った。特に老化がマスト細胞概日時計リズムとI型アレルギー反応に与える影響についてマスト細胞の概日時計をin vivoで可視化する実験系及びpassive cutaneous anaphylactic reaction (PCA反応)用いて解析した。まず、8週齢と50週齢のPeriod2-luchiferaseノックインマウス(時計遺伝子Period2とルシフェラーゼ遺伝子が融合したマウス)からそれぞれ骨髄由来培養マスト細胞(BMMC)を作成し8週齢のマスト細胞欠損マウス皮下に移入しマスト細胞概日時計リズムを可視化する実験系を構築した。それらのマウスに対してin vivo imaging法を用いて6時間ごとにマスト細胞のPeriod2発現を可視化した。その結果、50週齢マウスのBMMCを移入した実験系ではマスト細胞のPeriod2発現の概日リズムの振幅の低下が認められた。またこのマウスにPCA反応を6時間ごとに施行したところ、50週齢マウス由来BMMCを移入したマウスでは8週齢マウス由来BMMCを移入したマウスよりPCA反応の概日リズムの強さが減弱していた。今後、8週及び50週齢マウスから作成したBMMCにおいて発現変化する概日時計制御遺伝子を同定し、エピジェネティックな解析も含めメカニズムの検討を行う予定である。老齢マウス由来のマスト細胞では若年マウス由来のマスト細胞に比べて、概日時計のリズムの減弱(振幅の減弱)およびそれにともなってI型アレルギー反応が減弱が見られることを確認することが出来た。この差を見出せたことによってマスト細胞において発現変化する概日時計制御遺伝子の同定やエピジェネティックな解析に進むことが出来たので概ね順調に進展していると考える。8週及び50週齢マウスから作成したBMMCにおいて発現変化する概日時計制御遺伝子をマイクロアレー法を用いて同定する。その後、ChIP法やChIP-Seq法を用いてエピジェネティックな解析も含め分子メカニズムの検討を行う予定である。
リンパ浮腫に対するケア効果の評価指標に関する研究

本研究では徒手リンパマッサージによる浮腫軽減効果の評価判定方法の確立を目指し,生理的な軽度の浮腫状態について,3つの非侵襲的な測定指標の測定内容を比較検討することを目的とした。健康な成人女性を対象に,午前と午後の下肢の状態について,1細胞内外水分比,2エコー画像,3足部指尖血流量にて測定し,生理的な軽度浮腫を評価が可能かどうか比較した。その結果,エコー画像および指尖血流量については,軽微な変化を評価することは困難であったが,細胞内外水分比においては生理的な軽度の浮腫の変化が認められた。しかし,各指標には特徴があり,評価目的に合わせて複数の指標を用いる必要性があると考えられた。がんなどの慢性疾患患者で多いリンパ浮腫に対する治療法の一つに、徒手リンパドレナージ(MLD)ある。これは、看護師がマッサージを実施することが多い技術であるが、そのMLDの効果判定の多くは四肢の周囲径で行われ、皮下の循環系の指標などを用いたマッサージの直接の効果を検証できておらず、ケア効果の効果的な判定方法を確立するには至っていないことが課題と指摘されている。そこで、本研究では、MLDによる浮腫軽減効果の効果的な評価判定方法の確立を目指して、3つの非侵襲的な測定指標に注目し、測定内容及び結果の再現性、判定の簡便性を比較検討することを目的とした。3カ年計画の中で、(1)従来の知見にて検討されている測定指標の特徴、(2)浮腫の評価における各測定指標の特徴、(3)MLD実施後の各測定指標の測定値の再現性や判定の簡便性を比較検討することを予定している。本年度は、初年度から行っている「従来の知見にて検討されている測定指標の特徴」を明らかにするための実験器材の購入・調整、予備実験を主に施行した。実験機材として、前年度購入した身体組成分析装置、およびレザードップラー血流計の調整を行った。また、リースを予定していた超音波画像診断装置は、機材選定の見直しを行い、業者を検討して購入を行った。現在予備実験にて、各測定指標の測定場所や測定時間など実験システムの構築を行っているところである。特に、超音波画像診断装置に関して浮腫の評価に適した画像感度の調整が必要であり、今後の課題である。「従来の知見にて検討されている測定指標の特徴」を明らかにするための実験システムの構築を引き続き行った。また、身体組成分析装置、レザードップラー血流計、超音波画像診断装置(エコー)を用いて予備実験を実施し、実験条件および測定設定を施行した。昨年まで体内水分量および細胞内外水分比とエコーについて、測定結果の再現性に問題が生じる結果となったが、測定結果の再現性を高める条件設定の変更を行い、実験システムを構築した。浮腫の測定指標の評価について、対象者は健康な成人とし、筋肉量が比較的少なく、生理的に軽度の浮腫(むくみ)を生じやすい女性とした。これら若年健康女性を対象に、午前と午後の下肢の状態を測定し、生理的な軽度浮腫を評価できるかどうか検討している。測定項目は、1)下肢径3か所(足背部、足関節直上、下腿)、2)体内水分量および細胞内外水分比、3)エコー画像、4)足部指尖血流量である。測定は仰臥位にて行った。実験システムの構築に時間を要したことと被験者確保に時間を要したため、実験を継続中である。現在までのところ各個人の午前と午後の測定で変化が認められた項目は、下肢径および細胞内外水分比であるが、引き続き被験者数を増やし、エコー画像および指尖血流量の測定結果も含め、分析を進める予定としている。また、徒手リンパドレナージ後に皮下の状態を測定し、各測定指標の測定値の再現性や判定の簡便性などを比較検討することを予定していたが、実験環境の構築に時間を要したため、文献検討および対象者の選定、測定プロトコールの検討を実施している。現在行っている生理的浮腫の特定指標評価の結果を踏まえ、予備実験を実施する予定としている。がん等の慢性疾患患者で多いリンパ浮腫に対する治療法で有効であると言われているものの一つに徒手リンパマッサージ(MLD)がある。このMLDは看護師がマッサージを実施、または指導することの多い技術であるが、この効果判定の多くは四肢の周囲径で行われ、皮下の循環系の指標などを用いたケアの直接的効果検証ができておらず、ケア効果の効果的な判定方法の確立が課題であると指摘されている。そこで、本研究ではMLDによる浮腫軽減効果の効果的な評価判定方法の確立を目指し、3つの非侵襲的な測定指標に関し、測定内容および結果の再現性、判定の簡便性を比較検討することを目的としている。

3ヵ年計画の中で、1従来の知見にて検討されている各測定指標の特徴、2浮腫を生じた場合の各測定指標の評価の特徴、3MLD後に皮下の状態を測定し、各測定指標の測定値の再現性や判定の簡便性などを比較検討することを予定している。本年度は、初年度実施した「従来の知見にて検討されている各測定指標の特徴」を明らかにするための実験システムの構築を引き続き行った。また、身体組成分析装置、レザードップラー血流計、超音波画像診断装置(エコー)を用いて予備実験を実施し、実験条件および測定設定を主に施行した。現在も予備実験を継続中である。現在までのところ、3種の測定指標のうち、体内水分量および細胞内外水分比とエコーについて、測定結果の再現性に問題が生じる結果となり、測定前の条件を再度検討し、測定結果の再現性を高める条件設定の変更を行っている。また、エコーについては、予備実験が健康な成人における浮腫の状態評価を行っているため、皮下の水分量の可視化を最適にする測定設定の構築も課題となっている。研究の中断および実験機材(エコー)の導入方法の変更(リース予定から購入)に伴う機材導入の遅れによる。25年度が最終年度であるため、記入しない。予備実験の結果、測定条件および測定設定の変更が必要となったことによる。研究計画を進めるため、まずは予備実験による実験条件を含めた実験システムの構築を行うことが必要である。特に浮腫の状態を視覚化するために、超音波画像診断装置の画像感度の調整は必要であるため、評価に適した感度を決定できるよう、予備実験データを基に装置のメーカー技術者に調整予定としている。本研究の目的がMLDの効果について効果的に判定する方法を検討することであるため、健康な成人での準実験的研究により、測定方法の検討が必要となる。そのために、評価に使用する機器の測定設定を効果判定に最適化することが重要であるが、その部分に計画よりも時間がかかっている。そこで、予備実験を通して実験条件および測定設定を検討し、本実験のための実験システムの構築を行うことが引き続き必要である。装置メーカーの技術者とも協力し、調整を進めることを引き続き実施予定である。
クロマチン構造変換モニタリングシステムの開発

【目的】本研究はクロマチンリモデリングに対する視覚的なモニター系の開発を試みるものである。具体的には、我々が見出した滑膜肉腫細胞の原因遺伝子SYT-SSXとSWI/SNF型クロマチンリモデリング因子hBRMとの結合(Nagai,et al.PNAS,2001)に基づき系の確立を試みる。【方法と結果】(i)予備実験として、SYT-SSXが原因であるHuman Synovial sarcoma細胞株SYO-1においてFRETプローブが機能することを確認した。SYO-1細胞にRac活性のモニタリングプローブを導入し、HGFで刺激することで、効率にFRET(蛍光共鳴エネルギー移行)反応が誘導されることを確認した。(ii)本研究においてはSYT-SSXとhBRMが結合することに基づいて、CFP-SYT-SSXとYFP-hBRM(140-180AA)を共発現させて、2分子FRETの検出を試みたが、ノイズが多く有意な差は得られなかった。現在、SYT-SSXの構造変化に基づく、2分子FRETのプローブを作成中であり、現在有意なシグナルの検出を試みている。(iii)また、本研究においてはSYT-SSXのクロマチンリモデリング機能を解析する過程において、SYT-SSXは細胞に導入するとp21の発現を誘導しsenescenceを見出した(Tsuda, M.,et al.,Oncogene,2005)。さらにこの現象はp53非依存性であり、Sp-1依存性であることが判明した。SYT-SSXはhBRMを介してクロマチンリモデリングを誘導するので、以上の結果を利用して、SYT-SSXまたはhBRMとSp-1との2分子でのFRETプローブの開発を検討する。本研究はクロマチンリモデリングをFRET(fluorescence resonance energy transfer)システムを用いてリアルタイムで観察する技術開発を目指すものであり、本年度は本研究の初年度にあたり、以下の実験を行った。(1)ヒストン蛋白の一過性発現:ヒストンH2A, H2B, H3,H4を293T細胞に一過性に発現させて複合体形成を確認した。またそれぞれにCFP,YFP融合蛋白発現ベクターを作成し293T細胞に一過性に蛋白を発現させて分光高度計を用いてFRET反応の有無を検討したが、488nmの励起波長にて、FRETに基づく588nmの励起波長は観察されなかった。(2)HP1を用いたFRET解析系:HP1はヒストンH3のアセチル化K9に結合し、クロマチンのサイレンシングを制御することが知られている。HP1にはN端、C端にchoromodomainとchromoshadow domainがあり、ヒストンK9と結合する際にHP1自身の構造が大きく変換することが判明してきている。そこで、この構造変換に着目し、HP1のN端、C端のそれぞれにCFPおよびYFPを結合させた融合蛋白を発現するconstructを作成した。293T細胞にトランスフェクトして24時間後にTSA(トリコスタチンA)処理を行い36時間後にFRET reactionの有無を検討した。陽性コントロールとしてはpRaichu-RasとSosを共発現させたcell lysateを用いた。分光光度計にて488nmの励起波長にて533nmのCFPの励起は認めたものの、TSA処理によって588nmのFRETに基づく励起波長は得られなかった。現在、さらにHP1の構造変換に関与すると思われるSUV39-H1の発現ベクターを入手し、SUV39の存在下で同様の実験を行い検討中である。
適合格子分割法を用いた大規模並列計算機による天体形成過程の解明

まず、適合格子分割(AMR)流体コードの並列化を行いました。流体コードは2次のGodunov法である、線型区分法(Piecewise Linear Method)を採用しています。この流体コードをAMR化すると同時に、並列化を行いました。並列化には、並列AMR N体法で用いた領域分割をそのまま採用しました。即ち、各階層毎に階層格子をMorton順序で整列し、それをプロセス数で分割するというものです。また、地球シミュレータを使った1024^3体計算も行いました。計算時間よりデータの転送時間の方が圧倒的に長かったのですが、データの転送も無事終了し、暗黒ハロー探索、合体系譜作成まで終了しています。また、暗黒ハロー探索で求まる暗黒ハローの質量関数を出したところ、Yahagi, Nagashima, & Yoshii(2004;YNY)の結論である、低質量側での質量関数の振る舞いが、Jenkins, et. al.(2001)では再現できず、Sheth & Tormen(1999)の質量関数、または、YNYで提案した質最関数で再現できる、ということが、YNYで計算されているよりさらに低質量側でも確認されました。一方、New South Wales大学の戸次賢治さんと以下の共同研究をしました。私の計算したN体計算データと暗黒ハロー探索データを使い、ある条件を満たす粒子を球状星団粒子とみなし、その球状星団粒子の分布や運動を調べました。また、長崎大学の長島雅裕さんの準解析的銀河形成モデルを使って銀河の観測量も計算し、球状星団粒子とその母銀河の観測量との間の相関なども調べました。まず、今まで開発してきた適合格子分割(AMR)N本コードのチューニングを行った。従来のコードでは、粒子とその粒子を含むもっとも細かい格子が異なるプロセッサが受け持つ状況が生じ、それが並列化率の低下をもたらしていた。そこで、粒子とその粒子を含むもっとも細かい格子が同じプロセッサが担当するように変更した。しかし、その結果、プロセッサごとに担当する粒子数が均一であったのが、均一ではなくなる。そこで、実際のコードで不均一性を調べたが、問題が生じるほどの不均一は生じないことが分かった。また、この改良されたAMRN体コードに対し地球シミュレータに向けて更なるチューニングを施した。その結果、128ノード1024CPUを用いたもっとも良い結果で、99.201%のベクトル化率と、99.9777%の並列化率を達成した。そして、従来、メモリによる制約のため、国立天文台のVP5000システムでは512^3体計算までしか出来なかったが、現在認められている64ノード512CPUを利用すると、1024^3体の計算ができるようになった。現在、この1024^3体計算を実行中である。地球シミュレータでの計算とは別に、国立天文台では512^3体計算を行い、それらの解析を行った。まず、100Mpc立方領域の計算では、ダークハローの合体系譜を作成し、数値銀河カタログを作成した。一方、この計算の中で、過去のある時期にハローの中心にいた粒子を金属の少ない球状星団と看倣し、その球状星団粒子が現在ではどのように分布しているのかを計算した。その結果、銀河団の質量には余りよらず、銀河団の球状星団のうちおよそ三分の一は、銀河団中の銀河には属さない球状星団になることが示唆されていることが分かった。地球シミュレータを使い、粒子数1024^3の宇宙論的N体シミュレーションを現在実行中である。年度の初めは、計算が進まなくなってしまい、その原因究明に非常に多くの時間を使ったが解明できず、一時はは原因究明を中断し他の研究を行った。しかし、年明けには原因が判明し、現在も計算を続行中である。また、その一方で、銀河団内の銀河に属していない球状星団(ICGC)の性質を、幾つかの仮定を置きながら、宇宙論的N体シミュレーションの結果を使い調べた。我々の仮定では球状星団は全て銀河で生まれたことにしているが、そうだとしても、銀河団の球状星団の約3割はどの銀河にも属さないICGCとなることが分かった。また、この約3割という数字は銀河団の質量にはよらずに一定であることも分かった。また、ICGCの空間分布は射影した二次元面上でおおよそ冪分布することがわかり、その羃は-1から-2の間であることも分かった。また、銀河団の単位質量あたりの球状星団数、特性頻度、は銀河団の質量に比例して高くなることも分かった。更に、ACDMモデルは、構造形成や宇宙論の分野では標準モデルとされているが、その欠点として、形成されるダークハロー内のサブハローの数が多い、という問題がある。そこで、ダークハロー内のサブハローの性質を調べるために、サブハローの長軸の向きとそのサブハローの親ハローの中心からの位置との間の角度の分布を調べた。その結果は、観測された銀河団内での楕円銀河の長軸の向きと位置の角度の分布に比べて、向きが揃う方向に強い相関がでた。このシミュレーションの強すぎる相関は、サブハローの中心付近の粒子だけを使って長軸を計算すると、観測に近い相関が得られることから、楕円銀河の向きはそのハローの中心付近の長軸と沿っていると考えられる。

並列化には、並列AMR N体法で用いた領域分割をそのまま採用しました。即ち、各階層毎に階層格子をMorton順序で整列し、それをプロセス数で分割するというものです。また、地球シミュレータを使った1024^3体計算も行いました。計算時間よりデータの転送時間の方が圧倒的に長かったのですが、データの転送も無事終了し、暗黒ハロー探索、合体系譜作成まで終了しています。また、暗黒ハロー探索で求まる暗黒ハローの質量関数を出したところ、Yahagi, Nagashima, & Yoshii(2004;YNY)の結論である、低質量側での質量関数の振る舞いが、Jenkins, et. al.(2001)では再現できず、Sheth & Tormen(1999)の質量関数、または、YNYで提案した質最関数で再現できる、ということが、YNYで計算されているよりさらに低質量側でも確認されました。一方、New South Wales大学の戸次賢治さんと以下の共同研究をしました。私の計算したN体計算データと暗黒ハロー探索データを使い、ある条件を満たす粒子を球状星団粒子とみなし、その球状星団粒子の分布や運動を調べました。また、長崎大学の長島雅裕さんの準解析的銀河形成モデルを使って銀河の観測量も計算し、球状星団粒子とその母銀河の観測量との間の相関なども調べました。