hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
陰極還元電位を指標とする合成反応剤の設計・開発

RCOCl(1)をRCOP^+Bu_3(2)またはRCOP(0)(OR')_2(3:R'=Et or iso-Pr)に変換することにより、その還元電位は著しく正側にシフトする(易還元性になる)とともに、その親電子体としての活性が非常に向上し、1を用いた場合困難であったケトン合成が2または3とRMgBrの反応により簡便に行なえることを前年度明らかにしている。この興味深い手法の、合成化学的に重要な中間体である1,n-ジケトン類の合成へのさらなる展開を目指し、ClCO(CH_2)_nCOCl(4:n=26)由来のBU_3P+CO(CH_2)nCOP+BU_3(5)または(R′O)_2(O)PCO(CH_2)nP(O)(OR′)_2(6:R′=Et or iso-Pr)とRMgBrの反応について検討した。その結果、4のTHF溶液にBU_3Pを加え数分撹拌することによりin situで発生する5とRMgBr(R=Me or Bu)の反応により対応するRCO(CH_2)nCOR(7:n=46)が高収率で得られることを見い出した。しかし、より合成化学的に重要な1,4-および1,5-ジケトン類を与えると期待されるClCO(CH_2)_2COClまたはClCO(CH_2)_3COClに本反応を適用した場合、満足すべき結果は得られなかった。これは、BU_3Pとの反応において、環化反応等の副反応が起こり、対応する5が円滑に発生しないことに起因すると推定された。そこで、これらの酸クロリドについて対応する6の合成を種々の条件下検討したが、不成功に終わった。しかし、興味深いことに、ClCO(CH_2)nCOCl(4:n=2or3)をBU_3Pと処理した後RMgBrと反応させるのではなく、ClCO(CH_2)nCOCl(4:n=2or3)のTHF溶液にBU_3PとRMgBr(R=Mc or Bu)の混合溶液を徐々に滴加すると反応は円滑に進行し、対応する7が収率良く得られることを見い出した。現在、操作的により簡便なこの方法を用いることにより、4と2種のRMgBrからに非対称なジケトン[R_1CO(CH_2)nCOR_2]の合成、ならびに予め発生させた2を用いるケトン合成法における問題点の克服が行なえないかさらに検討を行なっている。本研究の目的は、P-アシルリン化合物の陰極還元電位とその反応性の比較検討により新規多機能型アシル基導入剤を創製することである。そこでまず、RCOP^+Bu_3(1)、RCOP(O)(OEt)_2(2)およびRCOP(O)(OPr-i)_2(3)をアシルリン化合物として選び、それらの還元電位をcyclicvoltammetryを用いて測定した。その結果、対応するRCOCl(4)に比べて1は著しく正側の電位に還元波を示し、特に脂肪族由来の1は対応する4より1V(vs.SCE)以上も易還元性であることを見い出した。また、2および3の還元波は、対応する4のそれに比べて0.5V以上も正側に観察された。これらの結果から、14の親電子剤としての反応性は1>2,3>4の順であることが示唆された。そこで、この作業仮説の妥当性を評価するため、これらのアシル化合物とRMgBrとの反応を行った。既に報告しているように、1は1当量のRMgBrと円滑に反応し、対応するケトンを高収率で与えた。また、ClCOOEt由来の1を用いれば、様々なエステルも効率良く合成できることも見い出した。一方、2または3とRMgBrとの反応の粗生成物をアルカリで処理すると対応するケトンまたはエステルが良好な収率で得られた。反応の行程数、収率等の点では、1を用いる手法がより優れたケトン合成法であるが、2または3を用いる手法には、過剰のRMgBrを使用しても三級アルコールが副生しない、ある種の1を用いた時に観察されたRMgBrによるエノール化が副反応として起こらない等の利点を有することを明らかにした。従って、アシルリン化合物の陰極還元電位が、そのものの親電子剤としての反応性の良好な指標となることだけでなく、1または2,3を使い分けることにより、RMgBrを用いて4を出発物質として様々なタイプのケトンならびにエステルが簡便に合成できることを明らかにした。現在、2または3の還元種のアシルアニオン等価体としての可能性を検討している。この興味深い手法の、合成化学的に重要な中間体である1,n-ジケトン類の合成へのさらなる展開を目指し、ClCO(CH_2)_nCOCl(4:n=26)由来のBU_3P+CO(CH_2)nCOP+BU_3(5)

または(R′O)_2(O)PCO(CH_2)nP(O)(OR′)_2(6:R′=Et or iso-Pr)とRMgBrの反応について検討した。その結果、4のTHF溶液にBU_3Pを加え数分撹拌することによりin situで発生する5とRMgBr(R=Me or Bu)の反応により対応するRCO(CH_2)nCOR(7:n=46)が高収率で得られることを見い出した。しかし、より合成化学的に重要な1,4-および1,5-ジケトン類を与えると期待されるClCO(CH_2)_2COClまたはClCO(CH_2)_3COClに本反応を適用した場合、満足すべき結果は得られなかった。これは、BU_3Pとの反応において、環化反応等の副反応が起こり、対応する5が円滑に発生しないことに起因すると推定された。そこで、これらの酸クロリドについて対応する6の合成を種々の条件下検討したが、不成功に終わった。しかし、興味深いことに、ClCO(CH_2)nCOCl(4:n=2or3)をBU_3Pと処理した後RMgBrと反応させるのではなく、ClCO(CH_2)nCOCl(4:n=2or3)のTHF溶液にBU_3PとRMgBr(R=Mc or Bu)の混合溶液を徐々に滴加すると反応は円滑に進行し、対応する7が収率良く得られることを見い出した。現在、操作的により簡便なこの方法を用いることにより、4と2種のRMgBrからに非対称なジケトン[R_1CO(CH_2)nCOR_2]の合成、ならびに予め発生させた2を用いるケトン合成法における問題点の克服が行なえないかさらに検討を行なっている。
EBウイルスがコードする小RNA EBERの機能解析

EBウイルスは(EBV)はlyticな細胞系がない。従って組換えEBVを作製するためにはEBV持続感染細胞内のEBVプラスミドへ相同組換えで外来遺伝子を導入し、そこから組換えEBVを回収するという方法を用いている。しかし相同組換えによる遺伝子改変は効率が低く、選択マーカー遺伝子が残るという問題点がある。Cre/loxP配列特異的組み換えシステムを用いると、相同組み換え後のマーカー遺伝子の除去や外来遺伝子の導入が可能となる。本研究では、このシステムを用いてバーキットリンパ種における発癌の責任遺伝子と考えられるEBERのノックアウトおよびEBVゲノム上へのEBER再導入を目的とした。変異型loxPであるlox2272(Gene216:55,1998)はスペーサー配列に2塩基の変異を持ち、野生型loxPとの組換えが起こらない。したがって野生型loxPと変異型loxP配列にはさまれた領域を2つの分子間で置換することができるEBER遺伝子をloxP-lox2272配列にはさまれたハイグロマイシン耐性遺伝子(hyg^R)でノックアウトするためのターゲティングベクターを構築し、Akata Xneo細胞(チミジンキナーゼ遺伝子部位にG418耐性遺伝子を導入したEBVを保持する)に電気穿入法により導入した。hyg選択により得られた相同組換えのおきたEBVを含む細胞クローンにウイルス産生を誘導しEBV陰性Akata細胞に感染させることにより、EBER(-)EBVが感染した細胞を得た。この細胞にCre発現ベクターおよびloxP-lox2272配列をもつ遺伝子置換用ベクターをコトランスフェクションし、遺伝子置換によるhyg^Rの除去を行った。ウイルス産生を誘導し、EBV陰性Akata細胞に感染後、G418による薬剤選択を行った。G418耐性クローンをPCRでスクリーニングし、EBER(-)hyg^R(-)EBVが感染した細胞を得た。EBER(-)hyg^R(-)EBVが感染したAkata細胞は76クローン中2個の効率で得られた。EBER(-)hyg^R(-)EBVを膀帯血リンパ球に感染させたところ、野生型EBVと比較してトランスフォーメーション活性が約100倍低下していた。このことからEBERがEBVのトランスフォーメーションの効率に大きな影響を与えていることがわかった。EBウイルス(EBV)がコードする小RNA EBERの機能を明らかにするために以下の2点の検討を行った。1.EBERトランスジェニックマウスの作製:in vivoにおけるEBERの機能を検討する目的で、EBERトランスジェニックマウスの作製を試みた。EBERはnon-polyadenylated RNAであり、その発現を促進するため、RNAポリメラーゼ-Iでドライブされるコンストラクトを作製した。すなわち、Grummt等の報告(Cell43:801-10,1985)に準拠し、PCRにより得たEBER1及びEBER2断片を、これもPCRによりNIH3T3細胞から増幅したRNAポリメラーゼ-Iプロモーター領域と、同じくターミネーター領域ではさんだコンストラクトを作り、これらをタンデムにつないだものを導入遺伝子とした。

マウスの骨髄球系細胞株にトランスフェクトし、一過性の発現を確認した後、トランスジェニックマウスの作製をし、脾臓および胸腺でのEBERの発現を確認した。EBER発現による組織変化、病変発生について現在観察中である。2.EBERノックアウトEBVの作製:先にEBERノックアウトEBVを作製し、EBERノックアウトによりEBVのBリンパ球不死化能が約100倍低下するとの結果を得た。この時は、SV40のエンハンサーに連結した薬剤耐性遺伝子をEBER遺伝子部分へ挿入しEBER遺伝子をノックアウトした。しかし、この際挿入したSV40のエンハンサーにより近傍のLMP1やEBNA2の発現への影響があり、このことがEBERノックアウトによるEBVのBリンパ球不死化能低下を引き起こした可能性が考えられた。そこで、Cre-loxPシステムを用いて最終的にEBERノックアウト後にSV40のエンハンサーに連結した薬剤耐性遺伝子を含まないEBVを作製した。得られたEBVのBリンパ球不死化能を現在検討中である。EBウイルスは(EBV)はlyticな細胞系がない。従って組換えEBVを作製するためにはEBV持続感染細胞内のEBVプラスミドへ相同組換えで外来遺伝子を導入し、そこから組換えEBVを回収するという方法を用いている。しかし相同組換えによる遺伝子改変は効率が低く、選択マーカー遺伝子が残るという問題点がある。Cre/loxP配列特異的組み換えシステムを用いると、相同組み換え後のマーカー遺伝子の除去や外来遺伝子の導入が可能となる。本研究では、このシステムを用いてバーキットリンパ種における発癌の責任遺伝子と考えられるEBERのノックアウトおよびEBVゲノム上へのEBER再導入を目的とした。変異型loxPであるlox2272(Gene216:55,1998)はスペーサー配列に2塩基の変異を持ち、野生型loxPとの組換えが起こらない。したがって野生型loxPと変異型loxP配列にはさまれた領域を2つの分子間で置換することができるEBER遺伝子をloxP-lox2272配列にはさまれたハイグロマイシン耐性遺伝子(hyg^R)でノックアウトするためのターゲティングベクターを構築し、Akata Xneo細胞(チミジンキナーゼ遺伝子部位にG418耐性遺伝子を導入したEBVを保持する)に電気穿入法により導入した。hyg選択により得られた相同組換えのおきたEBVを含む細胞クローンにウイルス産生を誘導しEBV陰性Akata細胞に感染させることにより、EBER(-)EBVが感染した細胞を得た。この細胞にCre発現ベクターおよびloxP-lox2272配列をもつ遺伝子置換用ベクターをコトランスフェクションし、遺伝子置換によるhyg^Rの除去を行った。ウイルス産生を誘導し、EBV陰性Akata細胞に感染後、G418による薬剤選択を行った。G418耐性クローンをPCRでスクリーニングし、EBER(-)hyg^R(-)EBVが感染した細胞を得た。RBER
高速磁気リコネクションの三次元モデリングと計算機シミュレーション

本研究の主題は、独自に開発した自発的高速磁気リコネクションモデルを用いて、宇宙プラズマ現象で最大の問題であるフレア-現象の物理機構を理論的に解明する事にある。計算機シミュレーションという手段によって、問題の焦点を絞って研究を進めてきた結果、研究期間中に次のような研究成果をあげた。(1)理論的に最も基本的な問題は、どのような物理機構でスローショックを含む高速リコネクション機構が発展し得るかという点にある。従来、外部駆動型モデルが広く信じられてきたが、本研究代表者はいわゆる自発的高速リコネクション機構という理論モデルを独自に提案してきた。このモデルによると、系内部の(ミクロな)実質的電気抵抗と(マクロな)リコネクション流との相互作用の結果(非線形不安定性として)高速リコネクション機構が発展する。基本的二次元形状から、磁場や流れの三次元的成分も含めた形状、更に完全に三次元的形状を詳しく調べ、自発的モデルの有効性を実証した。(2)フレア-現象を理解する上で、その大規模かつ急激な磁気エネルギー変換機構を説明する事が基本的である。自発的高速リコネクションモデルにより、初期的に大規模に蓄えられた磁気エネルギーの大部分は(スローショックにともなう)大規模モーター効果によって効率よくプラズマエネルギーに変換される事を示した。(3)地球磁気圏テ-ルで観測されるプラズモイドの成長と伝搬が自発的高速リコネクションモデルの直接的結果として生じる事を実証した。多くのパラメータを用いて詳細なシミュレーションを実行することによりプラズモイドの基本的性質を明らかにし、科学衛星GEOTAILによる観測結果と本質的に一致する事を示した。太陽フレアや磁気圏嵐など宇宙プラズマカタストロフィ現象に対して高速磁気リコネクション機構が基本的に重要である。この問題に対して、外部境界条件によって高速リコネクションが駆動されるとする従来からの定説に対し、申請者は系内部の局所的なプラズマ散逸条件(異常抵抗)との非線形結合によりグローバルな高速リコネクション機構が一種のグロスインスタビリティとして実現しうるという基本概念を提唱してきた。本研究では、申請者独自の理論モデルを用いて高速磁気リコネクション機構の基礎物理を調べた。精度良い電磁流体コードを用いて系統的にシミュレーションを実行し、申請者の理論モデルに基づいて高速磁気リコネクション機構が急激に発展し、その結果有効なエネルギー変換が可能である事を定量的に詳しく調べた。更に、外部境界条件の影響を系統的に調べる事により、高速リコネクション機構は外部要因によって駆動されるのではない事を実証し、従来からの定説は誤りである事を議論した。更に、三次元高速磁気リコネクション機構のシミュレーションを実行し、三次元的電磁流体ショックの構造、磁場や電流システムのトポロジカルな変形、等について定量的に詳しく調べた。これらの計算には数百MBのメモリ領域が必要であり、主に京都大学のスーパーコンピュータを使用した。三次元的に磁力線がちぎれ、プラズモイドが成長する様子を直感的に的確に理解するために、本年度導入した動画処理用ワークステーションシステムを用いて膨大で複雑な計算機出力データを効率よくグラフィックス処理した。また各地の研究者とシミュレーション結果を頻繁に議論することにより、フレアー観測事実も含め、この問題に対する理解を深める事ができた。太陽フレアや磁気圏嵐など宇宙プラズマカタストロフィ現象に対して高速磁気リコネクション機構が基本的に重要である事が近年の観測衛星によりますます明らかにされつつある。高速磁気リコネクション機構の問題に対して、外部境界条件によって高速リコネクションが駆動されるとする従来からの定説(外部駆動モデル)に対し、申請者は系内部の局所的なプラズマ散逸条件(異常抵抗)との非線形結合によりグローバルな高速リコネクション機構が一種のグロスインスタビリティとして実現しうるという基本概念(自発的モデル)を提唱してきた。本研究では、精度良い電磁流体コードを用いて系統的にシミュレーションを実行し、高速リコネクション機構の基礎物理を詳しく調べるとともに、独自に提唱している自発的モデルを用いて実際のフレア-現象や磁気圏サブストーム現象への応用を試みた。

特に、磁気圏サブストームで最も顕著な現象のひとつと認識されている大規模プラズモイドの発展と伝搬の物理機構を特性的パラメータを変化させる事により定量的に調べ、他の手段(観測や理論解析)では難しい、プラズモイドの伝搬速度、駆動機構、基本的構造を詳しく知る事ができた。更に、太陽フレア-で観測された磁気ループの発展とループ頂上での加熱現象に応用し、自発的モデルを適用する事により無理なく説明し得る事を示した。即ち、リコネクションに伴う超音速プラズマジェットと浮上磁気ループとの相互作用からファーストショックが形成され、その結果磁気ループ頂上で強い加熱が生じる事を定量的に明らかにした。また、三次元高速磁気リコネクション機構のシミュレーションを実行し、三次元的電磁流体ショックの構造、磁場や電流システムのトポロジカルな変形、等について定量的に詳しく調べた。磁気圏サブストームに伴う非常に顕著な現象として、プラズモイドが地球と反対側に高速で伝搬する事が観測されている。特に最近のGEOTAIL衛星はプラズモイドに関する詳細な観測結果を数多く提供している。そこで、独自に提唱している自発的高速リコネクションモデルを用いてシミュレーションを実行し、プラズモイドの成長と伝搬がこのモデルの直接的結果として生じる事を実証した。即ち、急激にリコネクションが進行する結果生じたプラズマジェットによってプラズモイドが成長し、(大振幅波として)磁力線に沿って伝搬する。パラメータを広い範囲で変化し、プラズモイドの伝搬速度、基本的構造(特にプラズモイド境界層)、三次元的磁場(シア-場)の影響、について定性的定量的に詳しく調べた。これらの結果は、基本的にGEOTAILで得られたプラズモイドの観測結果と(少なくとも定性的には)良く一致する事が確かめられた。更に、完全に三次元的状況で高速磁気リコネクション機構の発展条件を詳しく調べた。その結果、初期的電流シートが充分長く、かつ三次元的に充分な広がりを持つなら(その場合に限り)、自発的高速磁気リコネクション機構がフルに発展し得る事、従って良く知られた二次元機構がそのまま一般的三次元機構に拡張し得る事を示した。更に、高速リコネクション流、スローショックの構造、磁場のねじれ、など三次元的構造を初めて明らかにした。現実の現象は三次元であり、これらの結果はフレア-現象を理解する上で極めて重要になる。
新規コーティング材による歯科チタンインプラント骨結合能の三次元解析

歯科インプラントの欠点である生体骨との持続的接着性といった問題点を解決するため、我々はCaTiO3-Cという全く新しい複合物を開発した。本研究では新規コーティング材をインプラントコーティングし、骨結合能を検討した。培養実験から本材料が骨芽細胞へ優れた細胞増殖能、細胞分化能を与えることを示し、また、動物実験から本材料により長期的な骨結合能が得られることを明らかにした。以上の結果から、CaTiO3-Cが新規インプラントコーティング材として有用であると考えられた。我々はチタン酸カルシウムー非晶質炭素複合物(CaTiO_3-C)という全く新しい複合物を開発した。本研究では新規コーティング材をインプラント体にコーティングし、その骨結合能を検討する。本年度はチタン(Ti)プレート上にCaTiO_3-Cコーティングを行い、その基本的性質について検討した。我々が新規に開発した改良型熱分解法にてTiプレートへのコーティングを行った。コーティングプレートの物性試験は、走査型電子顕微鏡にて表面形態の観察、また、表面粗さはカラー3Dレーザー顕微鏡を用いて測定した。コーティング層の確認として、X線回折により、結晶構造を確認した。マウス骨芽細胞培養株(MC3T3-E1)を用いて骨芽細胞分化能実験を行った。細胞形態は、CaTiO_3-C、HAコーティング、Ti、プラスチックプレート上に細胞を播種し、1週後の細胞形態を走査型電子顕微鏡にて観察した。細胞接着試験は、1、3、24時間後、MTSアッセイにて評価し、CaTiO_3-Cは、HAより接着能が高いことが示唆された。細胞増殖実験は、1,3,7日で細胞増殖能をMTSアッセイにて評価し、プラスチック>Ti>CaTiO_3-C>HAの順で細胞増殖が減少したことが示唆された。細胞分化能実験は、3,7,14,21日でALP活性測定によって評価し、TiとCaTiO_3-Cは、同様の高いALP活性を示した。以上の結果より、新規生体材料CaTiO_3-Cは、今まで用いられてきたHAより細胞増殖能、細胞接着能、細胞分化能において優れた材料であると考えられる。歯科インプラントでは骨結合を最も強固にすることからチタンにHA(ハイドロキシアパタイト)コーティングを施した材料が臨床応用されている。しかし、従来技術ではコーティング層が厚く剥離、亀裂を生じやすく耐用年数が短い欠点があった。生体骨との持続的接着性といった問題点を解決するため、我々はチタン酸カルシウムー非晶質炭素複合物(CaTi03-C)という全く新しい複合物を開発した。本研究では新規コーティング材をインプラントコーティングし、その骨結合能を検討する。平成20年度はチタンプレート上にCaTiO3-Cコーティングを行い、その基本的性質について検討した結果、新規生体材料CaTiO3-Cは、今まで用いられてきたHAより細胞増殖能、細胞接着能、細胞分化能において優れた材料であることが示された。平成22年度は、チタンpinを用いた動物(ラット)実験により新規コーティング材の骨形成能の検討を行った。直径1mmのチタンpin上にCaTiO3-aC及びHAコーティングを行った。各コーティングチタンpin及び非コーティングチタンpinをラット脛骨へ埋入、1週、2週間後、組織観察を行った。CaTiO3-aC及びHAコーティング群では非コーティング群と比べ埋入1週から多量の骨形成を認めた。また、CaTiO3-aCコーティング群では埋入1週から、HAコーティング群では埋入2週において線維性被膜を介さない骨との直接的な結合を示した。これらの結果から、CaTiO3-aCは優れた生体反応を示し、早期から新生骨形成が起こることが示唆され、新規インプラントコーティング材として有用であると考えられた。生体骨との持続的接着性といった問題点を解決するため、我々はチタン酸カルシウム-非晶質炭素複合物(CaTio3-C)という全く新しい複合物を開発した。本研究では新規コーティング材をインプラントコーティングし、その骨結合能について検討する。平成20年度は培養実験によりコーティング材の基本的性質について、また平成21年度は動物(ラット)実験により新規コーティング材の骨形成能の検討を行った結果、新規生体材料CaTio3-Cは、HAと比較して優れた骨誘導能を有する材料であることが示された。本年度は平成21年度に引き続き動物実験により新規コーティング材の骨結合能について検討した。特に、骨形成初期(3日)及び長期的影響について検討した。

直径1mmのチタンpin上にCaTiO3-aC及びHAコーティングを行った後、各コーティングチタンpin及び非コーティングチタンpinをラット脛骨へ埋入、3日、4週および8週間後、組織観察を行った。長期的な観察結果から、CaTiO3-aCコーティング群はHAコーティング群と同程度の骨形成能を示した。また、埋入3日後においてはCaTiO3-aC群とHA群との間に有意な差は認められなかった。これらの結果から、CaTio3-aCは長期的な骨結合能を有し、新規インプラントコーティング材として有用であると考えられた。
膠芽腫組織におけるＤＮＡ損傷応答のダイナミックスー新たな治療法の確立にむけてー

DNA損傷応答は、生体機能を維持するためにDNA修復を行ったり、修復が不可能なほど損傷が加わった場合は細胞死を誘導し生体内から除去する防御機構である。DNA損傷応答の破綻はゲノムの不安定性をもたらし、癌化を誘発することから癌抑制的な働きがあると考えられている。本研究では膠芽腫組織においてDNA修復に重要な役割を果たすATM/CHk2経路が不活化されており、病態形成に関与していることを明らかにした。本年度はグリオーマ組織において放射線のみならず化学療法に対する抵抗性を規定する要因と考えられているATM/Chk2シグナル伝達系変異の意義を解析するための研究を行った。グリオーマ症例82例(DA:7例、AA:7例、O:7例、AO:9例、GBM:52例)を対象とした。解析したDNA損傷応答シグナル伝達分子は、DNA損傷を感知する「感受」群に属するATM, ATR, DNA-PK、損傷シグナルを伝達する「仲介」群であるH2AX, MDC1,NBS1, 53BP1, BRCA1、そしてDNA修復、細胞周期停止、細胞死などを引き起こす「作動」群に属するChk1, Chk2である。ATM, ATR, DNA-PKの発現に関してはreal time RT-PCR法を用いてmRNAの発現解析を行った。その他の分子については、活性型リン酸化分子も含めて免疫染色により評価した。これらの発現解析の結果と当院で行っている遺伝子解析、臨床予後との相関についても検討した。その結果ATMのmRNA発現は悪性グリオーマにおいて有意に低下していた。免疫染色による解析ではリン酸化H2AX, MDC1, 53BP1等はグレードによらず腫瘍細胞の核がdiffuseに陽性であった。p-ATM、p-Chk2の発現はGBMではそれぞれ20%, 60%の症例で認められた。興味深いことにp-ATMが発現しているGBM症例では有意に生存期間が長かった。以上の結果はATMはグリオーマにおいて癌抑制遺伝子としての機能を有していると推測される。特に悪性グリオーマではATM/Chk2シグナル伝達系の変異が治療抵抗性の一因になっている可能性が考えられ、今後の新たな治療標的になると考えられた。膠芽腫細胞におけるDNA損傷応答関連蛋白の発現とその細胞内局在を解析するために、最初の段階として手術標本を用いて膠芽腫組織におけるDNA損傷応答関連蛋白の発現を免疫染色を用いて評価した。評価に用いたDNA損傷応答関連蛋白としてATM, ATR, DNA-PK,などの「感受」群、MDC1,NBS1, 53BP1, BRCA1などの「仲介」群、CHK1, CHK2などの「作動」群に属する分子の発現を解析した。その結果感受群の中でATM, ATRについては60-70%の症例で、DNA-PKではすべての症例で核に発現が認められた。MDC1,NBS1, 53BP1の仲介群についても全例で核に強い発現が認められた。しかし、BRCA1については腫瘍細胞には発現が認められず、reactive-astrocyteにのみ発現が検出できた。一方、CHK1については膠芽腫組織では活性化が認められず、CHK2は60%の症例で活性化されていた。DNA2本鎖切断のマーカーであるγ-H2AXの発現についても解析を行ったところ、腫瘍細胞全体でびまん性に発現が認められた。これらの結果から膠芽腫組織では内在性にDNA損傷が引き起こされており、損傷応答システムが恒常的に活性化されていることが示唆された。次に膠芽腫培養細胞を用いて放射線照射によるDNA損傷応答関連蛋白の誘導の有無を解析した。実験には通常の血清条件で培養されたU87, T98G, LN229, KNS42, KNS81の5つの細胞株を用い、放射線照射15分、60分、24時間後の段階での蛋白発現をウェスタンブロットにより解析した。その結果、ATM, ATM,MDC1,NBS1, 53BP1などについては放射線照射による誘導がはっきりせず、RAD50でのみ24時間後に発現が認められた。本年度は膠芽腫組織におけるDNA損傷応答関連蛋白の発現とその局在について解析することができた。培養細胞を用いた解析も一部行うことができたが、DNA損傷応答関連蛋白の発現誘導に関しては検出方法の問題もあり、不十分な結果であった。現在は膠芽腫腫瘍幹細胞を用いた同様の実験を行っており、研究の到達度としてはほぼ計画に沿った実験が出来ている。本年度は膠芽腫腫瘍幹細胞を用いた研究を推進する。具体的には細胞にそれぞれのDNA損傷誘発刺激を加え、どのようなDNA修復機構が活性化されているかをコメットアッセイ法で解析する。この方法ではDNA一本鎖修復か二本鎖修復のどちらが起こっているかを区別することができるため、どのDNA修復経路が重要な役割を果たしているかを解析できる。またDNA損傷応答関連蛋白の発現誘導とその発現調節メカニズムについての研究を推進する。

特にDNA損傷応答蛋白の機能制御を解明する目的で、損傷応答蛋白のリン酸化だけではなく、SUMO化やユビキチン化についても特異抗体を用いて解析する。我々はDNA損傷応答蛋白の翻訳後修飾により修復、細胞周期停止、細胞死のどちらの経路に誘導されるかが制御されているのではないかと仮定しているため、治療的な観点からDNA損傷により細胞死が特異的に誘導されるシグナル伝達機構の解明が必要と考えている。さらに本年度はDNA損傷応答をターゲットにした新たな治療を確立するために、DNA損傷応答を阻害する薬剤を併用した坑腫瘍効果の検討を行う。具体的には英国アストラゼネカ社から供給されたATM,DNA-PKに対する特異的阻害薬KU55933(ATM),NU-7441(DNA-PK)を併用した治療により治療耐性が克服できるか、また従来の抗癌剤、放射線治療の感受性増強作用があるかを検討する。本年度の研究費の使用計画としては実験機器は十分備わっていいるので物品費を中心として使用する。その他には研究成果の発表を行うための学会発表や論文発表にも用いる予定である。
介助動作における腰部椎間板の3軸方向の圧迫力と体幹筋疲労に関する実験的研究

本研究の目的は、ベッドからの起き上がるを介助する時に、生じる介助者の腰部椎間板内の圧迫力を力学的手法とビデオ画像による姿勢評価の両面から計測し、介助方法や福祉用具の使用の有無が、腰部椎間板に負荷する推定荷重量の違いを示し、効率的な介助方法を明示することである。対象者は、22名の健常成人女性である。介助者となる対象者の腰部と骨盤背部には、超音波式動作解析装置(Zebris)を装着し、介助中の3次元空間内の体幹、腰椎、骨盤の角度を計測した。また介助中の動作は、同期信号を入力しながらビデオ記録し、腰部負荷量の大きな動作を姿勢評価(RULA)を用いて評価した。介助課題は、ベッドに端坐位となった重度な模擬患者を立ち上げる介助方法であり、介助時に介助用ベルトの使用有無を比較した。結果:介助中の介助者の体幹、腰椎、骨盤の傾斜角度は、介助用ベルトを用いた課題が、用いない課題に比べて、有意(P<0.05)に可動域が小さく、力学的なアドバンテージとなる介助者と模擬患者とのモーメントアームも小さくなり、推定圧迫力が軽減した。一方姿勢評価結果においてもベルト使用した課題が、介助者の体幹前屈、回旋角度が小さく、腰部へのリスク変数が著しく免荷することが明らかになった。超音波式の3次元動作解析を用いて推定した腰部椎間板内圧迫力と姿勢評価による腰部リスク値の問には互い高い相関関係を示すことができた。すなわち、介助中の腰部負荷量を今回のように工学的な手法を用いた推定のほかに、臨床場面では、ビデオ画像から腰部負荷量の推定を簡便に行えることが示すことができた。本年度の研究課題は、新しい3次元動作解析装置を使用するため、介助動作の筋活動、動作解析を行うに先立ち、基礎的な動作データの収集すること。研究目的は異なる重量物を持ち上げる時に生じる腰部L1L5可動域及び静的カ学モデルで推定した椎間板内圧迫力を算出すること。対象者:若年健常男性10名、23.7±2.6歳、身長169.9±6.2cm,体重63.4±2.8kg(過去に腰痛の既往のない者、本研究の趣旨に同意した者)であった。実験課題は床面に置いた重量物を机上面まで持ち上げる動作であり、持ち上げ重量は(5,15kg)の2課題と、持ち上げる方向は前方、45°側方、90°側方の3課題を実施した。動作測定は、超音波センサーによる3軸動作解析装置(Zebris CMS10)を被験者の腰背部に装着した。また体幹筋活動の測定には、表面電極を左右の腹直筋、外腹斜筋、脊柱起立筋の計6筋を導出し、パソコンで筋活動量を計測した。結果:各課題による統計学的な優意差はなく、腰部L1L5の可動域は屈曲40.2±7.5で最も大きく、側屈、回旋は5°以下であった。体幹の筋活動は脊柱起立筋の筋活動が腹直筋、外腹斜筋に比べて、有意に活動量が増大を示した。また重量15kgは5kgに比べて1.4倍以上の活動比の増大を示した。しかし重量物を持ち上げる方向による差異は認められなかった。静的力学モデルで算出した腰部椎間板内圧迫力は、重量物5kgで12501300N、重量物15kgでは25002750Nを示し、NIOSH(アメリカの労働と安全調査機関)から提示されている、腰痛を生じる可能性のあるボーダーラインである3500N以下であった。しかし、本条件の持ち上げ課題の速度や繰り返し行う反復動作によって、体幹筋活動の疲労を助長させ、高いリスクとなることが推定される。

本年度計測した基礎的なデータを基に、今後、介助動作の優劣との比較を行い、保健、福祉部門における腰部負荷の標準化を進めていく予定である。1.医療、福祉分野に従事する保健医療従事者の腰痛罹病率は、日本災害医学会において7080%に達すると報告されている。中でも腰痛発生の起因は、体位交換や車いすへの移乗動作の介助が50%以上を占めている。従って好ましい介助方法や福祉用具の使用が、腰部椎間板圧迫力を減荷させるデータを明示することが、腰痛罹病を未然に防ぐためには急務であると考える。そこで今回の研究目的は、ベッドから車いすへの移乗時に、介助者の腰部椎間板内に生じる圧迫力を、福祉用具の使用の有無および介助方法の違いが、腰部椎間板に及ぼす影響について明示することである。2.対象:本実験の主旨に同意した健常女性12名であった。年齢22.4±1.2歳、身長157.5±4.7cm,体重は49.3±5.6kgであった。3.実験課題:ベッドの端に腰掛けた模擬患者(独力で移乗できない重度な患者を想定)を、車いすへ移乗させる介助動作である。介助課題は福祉用具を持ちない方法(task1)、模擬患者の腰部をスリングで支え、介助者が体幹を回旋させ移乗する方法(task2)、模擬患者をスリングで支え、介助者の軸足を回転させて、体幹を回旋させずに移乗する方法(task3)を行わせた。また介助課題ごとに身体負荷の程度を主観的尺度で評価した。4.結果:task2、task3は、task1よりも介助者の体幹屈曲角度は平均、25,6゚、腰椎屈曲角度14.3゚、骨盤傾斜角度は10.4゚減少した。また腰部椎間板内に生じる圧迫力の算出値は、task1が20002400N、task2が15001700N、task3が14001600Nであった。すなわち、福祉用具を使用したtask2、task3では、福祉用具を使用しないtask1よりも圧迫力は400600N軽減することが明らかとなった。また介助者の主観的評価は、task1が平均6.2点、task2が平均4.4点、task3が平均3.8点であり、主観的評価尺度と圧迫力の間には正の相関(r=0.56)を示した。今後、さまざまな福祉用具の使用や用い方の工夫による比較を多角的に行い、医療、保健、福祉分野における腰部負荷の標準化を進めて行く予定である。1.本研究の目的は,重度な模擬患者をベッドから移乗する介助者の介助動作を力学的手法による圧迫力の推定と姿勢評価(RULA : Rapid Upper limb Assessment)から,効率的な介助方法を明示することである.2.対象者は本実験の主旨に同意を得られた当学部女子学生22名で,臨床実習などで移乗介助経験があり,腰痛の既往の無い者を対象とした.年齢22.0±0.8歳,身長157.6±3.4cm,体重51.3±5.7kgだった.3.介助動作の測定は,超音波式3次元動作解析(Ultrasonic 3D motion analysis)とRULAを用いた.本研究の課題は,課題1は介助用ベルトを使用せず,介助者の両手掌で模擬患者の背部を支持して立ち上がらせ,着座する方法(以下,non-belt),課題2は,介助用ベルトを模擬患者の腰背部に当てて骨盤を支え,ベルトの両端を引っ張りながら立ち上がり,着座する方法(以下belt)である.4.介助用ベルトの有無について,立ち上がり動作と腰かけ動作の体幹,腰部,骨盤角度で比較すると体幹傾斜角度は020%time,2080%time,80100%timeの全ての区間で,non-beltがbeltに比べ有意に小さな値を示した(Pく0.05).
噛みしめ時に生ずる全身の筋電図活動の変化に関する解析

これまで研究代表者らは、ヒトにおいて脊髄単シナプス反射であるヒラメ筋H反射の振幅を指標として口腔機能と全身の運動機能との相関に関して検索を行ってきた。その結果、噛みしめに伴ってヒラメ筋H反射は著しい促通を受けること、その促通量と噛みしめ強度との間には有意な正の相関が存在すること、この促通には、上位脳からの運動指令と口腔領域に生ずる感覚情報の両者が関与することが判明した。しかしながら、H反射は、誘発に際して神経幹を電気刺激しなければならず、誘発可能な部位がどうしても下肢等に限定されてしまう。さらに、電気刺激の使用は、H反射に対する臨床検査として応用することを困難にしている。そこで、研究代表者は、表面筋電図で同様の変調が観察されれば、臨床応用がより容易になり、様々な筋の検索が可能となる。本研究は年齢2332歳の成人男性6人を被験者とし、下肢のヒラメ筋、前脛骨筋、上肢の総指伸筋に関して検索を行った。被験者は、リクライニングシートに四肢を固定した状態で座り、被検筋を随意性最大筋力の1020%の強度で持続的に等尺性収縮を行うよう指示した。実験は1セッション23分程度とし、3-9秒間隔で無作為に変化させながら随意性最大噛みしめを条件刺激として1520回程度加えた。一回の実験では1020セッションを行った。その結果、1)被検筋として選択した下肢のヒラメ筋、前脛骨筋、上肢の総指伸筋のいずれにおいても、随意性最大噛みしめ時にそれぞれの筋からの表面筋電図の積分波形は1014%の促通が認められた。2)その促通の開始時点は3つの筋のいずれにおいても右側咬筋筋電図の開始前約100msであった。これらの結果から、1)等尺性収縮をしている筋の筋電図には噛みしめに伴って変調が認められること、2)その変調は下肢においては非相反性であること、3)上肢においても下肢と同様の効果が認められることの3点が判明した。
高圧下における重い電子系超伝導の価数ゆらぎ効果の研究

理論により価数揺らぎが量子臨界点近傍で起こることが指摘されている,重い電子系CeIrIn5の単結晶試料を用いた極低温領域までの高圧力下物性測定を行い,量子臨界点近傍での反強磁性と超伝導に関する新たな知見を得た.また,圧力誘起磁気秩序を示すYb系化合物で最も量子臨界圧力が低いYbCo2Zn20に着目し,置換系化合物の単結晶試料を育成することに成功し,圧力効果に関する新たな知見を得た.理論により価数揺らぎが量子臨界点近傍で起こることが指摘されており、高圧下における重い電子系超伝導体の量子相転移と価数ゆらぎ効果を極低温下の物性測定及び中性子散乱により明らかにしていくことが本研究の目的であり,本年度はCeIrIn5の極低温圧力下電気抵抗測定と圧力下磁化測定による研究を進めた.I.圧力下微少電気抵抗測定方法の開発昨年度,価数揺らぎにより輸送現象における温度依存性のべきや残留抵抗値に何らかの異常がでるのではないかと考え,極低温度領域におけるいくつかの圧力下(8GPaまで)において,電気抵抗の温度依存性を測定した.但し,交流法による電気抵抗測定では見かけ上負の電気抵抗が出てしまう場合があった.そこで,本年度はこれを解決するために「超低雑音差動増幅器」や「電圧平衡型V-Iコンバーター」等を購入又は製作し,交流抵抗時の測定感度を大幅に向上させることができた.II.微小磁化測定用圧力セルの開発とCeIrIn5の磁化測定昨年度,MPMS磁化測定装置によりCe系等の微小磁気モーメントの圧力下磁化測定が可能になるような圧力容器を試作し,比較的よい性能が得られた.本年度はCeIrIn5における圧力下磁化測定の研究を進め,有効磁気モーメントの圧力依存性の議論が可能になるような結果を得た.価数揺らぎが量子臨界点近傍で起こることが理論的に指摘されており、高圧下における重い電子系超伝導体の量子相転移と価数ゆらぎ効果を極低温下の物性測定及び中性子散乱により明らかにしていくことが本研究の目的であり,本年度はCeIrIn5及びYbCo2Zn20とその置換系の極低温物性研究を進めた.1.「希釈冷凍機を用いた極低温・圧力下物性測定による価数揺らぎの検証」価数揺らぎによる輸送現象の何らかの異常を期待し,昨年度まで構築した高感度の交流電気抵抗法によりCeIrIn5の圧力下(8GPaまで)極低温度領域の電気抵抗を測定した.しかし,価数揺らぎに伴う異常は検出出来なかった.また,微小磁化測定用圧力セルを用いたCeIrIn5の圧力下磁化研究については.これまでのピストンシリンダー型セルよりも高圧力で研究可能な対向アンビル型圧力セルの開発を行った.CeIrIn5の圧力下磁化は2GPa程度まで測定可能となったが,現時点で10K程度以下の弱い磁化測定では信頼に足る結果は得られていない.2.「中性子回折によるCeRhIn5における反強磁性相と超伝導の相関」平成25年度において,日本原子力機構の研究用原子炉の再稼働は実現せず,極低温度における圧力下中性子回折による研究を行うことは出来なかった.なお,日本で中性子散乱研究が可能なJ-Parc施設では極低温実験は十分に出来ないことを付しておく.3.「YbCo2Zn20置換系化合物の単結晶試料育成と物性測定」Yb化合物の中で最も低い圧力で磁気秩序を示す化合物であるYbCo2Zn20に関して,適当な元素を置換することにより化学圧力で磁気秩序を実現するために,Co元素をNi元素に置換した単結晶を育成した.まだ,予備的な実験ではあるが,Ni置換とともに近藤温度が減少する傾向が見られ,圧力効果と似た振る舞いであることが分かった.理論により価数揺らぎが量子臨界点近傍で起こることが指摘されている,重い電子系CeIrIn5の単結晶試料を用いた極低温領域までの高圧力下物性測定を行い,量子臨界点近傍での反強磁性と超伝導に関する新たな知見を得た.また,圧力誘起磁気秩序を示すYb系化合物で最も量子臨界圧力が低いYbCo2Zn20に着目し,置換系化合物の単結晶試料を育成することに成功し,圧力効果に関する新たな知見を得た.理論により価数揺らぎが量子臨界点近傍で起こることが指摘されており、高圧下における重い電子系超伝導体の量子相転移と価数ゆらぎ効果を極低温下の物性測定及び中性子散乱により明らかにしていくことが本研究の目的であり,本年度はCeIrIn5の極低温圧力下電気抵抗測定と圧力下磁化測定による研究を進めた.I.CeIrIn5の圧力下電気抵抗測定価数揺らぎにより,輸送現象における温度依存性のべきや残留抵抗値に何らかの異常がでるのではないかと考え,極低温度領域におけるいくつかの圧力下(8GPaまで)において,電気抵抗の温度依存性を測定した.残留抵抗値の圧力依存性には顕著な異常は観測されなかった.また,べき乗nは圧力に対して単調に増大していき,係数Aは圧力に対して単調に減少する結果となった.これらの結果により,現時点では価数揺らぎによる異常は観測されていないと考えている.

また,電気抵抗の温度依存性に見られる近藤ピークは,8GPaまで単調に増大することが分かった.II.微小磁化測定用圧力セルの開発とCeIrIn5の磁化測定Ce系の微小磁気モーメントの圧力下磁化測定はほとんど無いと言ってよい.そこで,MPMS磁化測定装置によりこれらが測定可能になるような圧力容器を試作し性能評価を行ったところ,有効磁気モーメントの圧力依存性の議論が可能になるような結果を得た.1番の目的である琉球大学における極低温物性測定環境(希釈冷凍機)の構築が昨年に引き続きやや遅れいていると考えているが,昨年度は大分進捗があった.昨年度購入した「ピコボルトメーター」に加えて,本年度取得した「超低雑音差動増幅器」や「電圧平衡型V-Iコンバーター」と組み合わせて,交流法による微少電気抵抗装置を琉球大学の方でも完成できた.現在希釈冷凍機との組み合わせ作業を行っている最中である.また,圧力下磁化測定装置は順調に開発が進んでいると考えており,最終年度の進展が期待される.なお,「中性子回折によるCeRhIn5における反強磁性相と超伝導の相関」の研究については,東海村の研究用原子炉の再起動の目途がたたないため,実施が難しい可能性がある.1番の目的である琉球大学における極低温物性測定環境(希釈冷凍機)の構築がやや遅れいていると考えている.希釈冷凍機を設置するための工事の大学内予算の獲得に時間がかかり,年度の後半になったためである.また,本科研費で購入したピコボルトメーターも所謂科研費7割問題で,発注は当初の予定から遅れ,納品はさらに年度後半になってしまい,測定装置の開発が遅れ気味である.但し,上記理由のため,琉球大学での測定を後回しにし,東京大学物性研究所でのCeIrIn5の極低温圧力下電気抵抗測定を行い,結果を報告できた.また,圧力下磁化測定装置は順調に開発が進んでいると考えており,次年度以降の進展が期待される.次年度は以下の点について研究を重点的に進める.I.CeIrIn5の希釈冷凍機を用いた極低温・圧力下物性測定による価数揺らぎの検証ヘリウム温度より高いところでの物性測定環境は構築できているので,より低温での測定を琉球大学で行うため,最終年度は「極低温物性測定環境(希釈冷凍機)の構築」に全力で進めたい.また,継続して微小磁化測定用圧力セルの開発とCeIrIn5の極低温度領域における圧力下熱物性測定を行う。II.中性子回折によるCeRhIn5における反強磁性相と超伝導の相関平成22年度までの我々のグループによるCeRhIn5の中性子回折測定の結果は、1.5GPaまでの磁気ブラッグ反射の観測に成功しており、過去の3グループの研究結果に比して、数10倍の効率でシグナルを観測できている。さらに非整合磁気構造(Q1)が、超伝導転移温度以下では別の非整合磁気構造(Q2)に変化することを意味していて、申請者の知る限り、超伝導による影響で磁気構造が変化する例は他にはない。そこで、上記磁気構造の変化を明瞭にするために、1.3GPa2GPaまでの圧力範囲で同様な磁気ブラッグ反射のプロファイルを各圧力点で温度変化を調べて、この磁気構造の変化が磁気相に固有のものであるかどうか調べる。次年度は以下の点について研究を重点的に進める.I.CeIrIn5の希釈冷凍機を用いた極低温・圧力下物性測定による価数揺らぎの検証ヘリウム温度より高いところでの物性測定は出来ているので,より低温での測定を琉球大学で行うため,今年度は「極低温物性測定環境(希釈冷凍機)の構築」に全力で進めたい.また,継続して微小磁化測定用圧力セルの開発とCeIrIn5の極低温度領域における圧力下熱物性測定を行う。
非線形システムの逆モデルを用いたオンライン学習制御理論に基づく脳の運動制御の研究

脳機能を複雑かつ巨大な非線形ダイナミカルシステムと捕らえ、システム論的観点から脳の計算理論における安定性や妥当性を解析することを研究の主目的と位置づけて研究を遂行した。まずは脳の中でも特に運動制御機能を担っていると考えられている小脳に注目した。生理学の知見から小脳は階層的かつ機能分化しているという構造的特徴を持つことが示唆されており、との事実は計算理論においても同様な構造、つまり階層性や分散性を持つと推測され、このような立場から小脳の運動制御モデルとして「分散的運動制御アルゴリズム"Decentralized Motor Control"」を提案し,この結果を国際会議(International Joint Conference on Neural Networks 2003)で口頭発表した。また、上記の研究と並行して関数微分方程式の安定性解析及び構造的可同定性に関する研究も行った。具体的には脳や遺伝子ネットワークなどの生物システムに不可避な時間遅れ要素をもつような非線形ネットワークシステムに対して、不確かさ要素が存在した場合のロバスト安定性、確率的要素や連続的な時間遅れが存在した場合の安定性を効率的に解析する手法を提案した。時間遅れを持つシステムは無限次元システムと同様の複雑なダイナミクスをもち、また実システムを数理モデル化した際に不確かさや確立的要素が常に内在するためその安定性を計算機で効率的に知ることは重要かつ最も基礎となるものである。一方で元のシステムは観測可能な入力-状態データから同定することが可能であるかを議論する可同定性問題や更にはグラフ理論を用いてグラフの構造としてシステムが構造的可同定性であるための条件を示した。遺伝子ネットワークの構造推定は遺伝子工学の中心的研究であるが、今までそもそも同定可能なシステムを扱っているのか研究されてこなかった。これらの結果は国際会議(Asian Control Conference 2004)での発表が決まっている。このような基礎的な研究は様々な分野への応用が可能であり、特に自己の研究の繋がりで言うと脳の高次機能や遺伝子ネットワークなどのより複雑な対象を研究する為の手法として有効である。生理学の知見から小脳は階層的かつ機能分化しているという構造的特徴を持つことが示唆されており、この事実は計算理論においても同様な構造、つまり階層性や分散性を持つと推測され、このような立場から小脳の運動制御モデルとして「分散的運動制御アルゴリズム"Decentralized Motor Control"」を提案した。この結果は国際会議(International Joint Conference on Neural Networks 2003)での口頭発表が決まっている。更に大脳皮質、大脳基底核、扁頭体、海馬などが主にその役目を担っていると考えられている意思決定や行動選択、更には言語などのより高次な脳機能においても実は小脳が重要な役割を果たしているのではないかと考え、大脳基底核を含むループでの強化学習の枠組みと小脳を含むループでの教師あり学習の融合かつそういった学習過程を修飾するホルモン系の役割などを統合した脳の高次機能の計算モデルの構築に向けて現在研究している。上記の研究と並行して関数微分方程式の安定性解析に関する研究も行った。具体的には脳や遺伝子ネットワークなどの生物システムに不可避な時間遅れをもつような非線形システムのロバスト安定性を効率的に解析する手法を提案した。時間遅れを持つシステムは無限次元システムと同様の複雑なダイナミクスをもち、また不確かさが常に内在するためそのロバスト安定性を知ることは重要かつ最も基礎となるものである。この研究の結果は論文にされ現在雑誌International Journal of Theoretical Biologyへ投稿中である。

遺伝子ネットワークの構造推定は遺伝子工学の中心的研究であるが、今までそもそも同定可能なシステムを扱っているのか研究されてこなかった。これらの結果は国際会議(Asian Control Conference 2004)での発表が決まっている。このような基礎的な研究は様々な分野への応用が可能であり、特に自己の研究の繋がりで言うと脳の高次機能や遺伝子ネットワークなどのより複雑な対象を研究する為の手法として有効である。
光学ポリマーの流動性と分子配向性に関する研究

高感度局所粘弾性装置を設計試作は完了した. He-Neレーザー光を円偏光に変え,セルを通過したあとの円偏光からのずれを,回転検光子にて正弦信号に変える.これをADコンバーターにてディジタル信号に変え,コンピューターシミュレーションにより位相差,方位角を決定する.更にこれをStress-optical relationshipを利用して,ずり応力,第一法線・応力差に変換する.コンピューターシミュレーションのプログラムは,金沢大学工学部松浦弘毅教授の協力を得て作製した.計算にはNEC PC9801を用いる.極めて短時間(1秒以下)にて測定完了するから,定常状態における測定,並びに遅い変化の追跡には満足できる状態である.しかし,稀薄溶液の流動停止後の緩和の測定など,速い変化のためには更にプログラムを作製する必要がある.また回転検光子のためのロータリーエンコーダーとしてハイデンハイン社RON 255(9,000L/R)を採用し位相差測定精度0.01°,視野φ0.1mmを目標としたが,下記の振動などの原因のため未だ精度1°程度であり視野もφ1mm以下にはしぼっていない.測定用セルとしては,回転円筒型粘度計にマグネチックークラッチをつけ流動停止後の複屈折の時間変化を測定して,ポリマーの配向並びに配向緩動を研究することを目的とした.セルの試作は完了し,流動停止も20msec以内で終了する.しかし,回転用モーターにマグネチッククラッチの振動が複屈折測定装置に伝わり,複屈折測定精度の目的を到達できなかったので,現在改良中である.高感度局所粘弾性装置を設計試作は完了した. He-Neレーザー光を円偏光に変え,セルを通過したあとの円偏光からのずれを,回転検光子にて正弦信号に変える.これをADコンバーターにてディジタル信号に変え,コンピューターシミュレーションにより位相差,方位角を決定する.更にこれをStress-optical relationshipを利用して,ずり応力,第一法線・応力差に変換する.コンピューターシミュレーションのプログラムは,金沢大学工学部松浦弘毅教授の協力を得て作製した.計算にはNEC PC9801を用いる.極めて短時間(1秒以下)にて測定完了するから,定常状態における測定,並びに遅い変化の追跡には満足できる状態である.しかし,稀薄溶液の流動停止後の緩和の測定など,速い変化のためには更にプログラムを作製する必要がある.また回転検光子のためのロータリーエンコーダーとしてハイデンハイン社RON 255(9,000L/R)を採用し位相差測定精度0.01°,視野φ0.1mmを目標としたが,下記の振動などの原因のため未だ精度1°程度であり視野もφ1mm以下にはしぼっていない.測定用セルとしては,回転円筒型粘度計にマグネチックークラッチをつけ流動停止後の複屈折の時間変化を測定して,ポリマーの配向並びに配向緩動を研究することを目的とした.セルの試作は完了し,流動停止も20msec以内で終了する.しかし,回転用モーターにマグネチッククラッチの振動が複屈折測定装置に伝わり,複屈折測定精度の目的を到達できなかったので,現在改良中である.