hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内脱リン酸化酵素カルシニューリンによるT細胞活性化制御機構に関する研究

これまで、遺伝子組み替えの技術を使って色々なコンストラクトを作成し、遺伝子導入T細胞株を樹立・解析した。カルシニューリンA鎖の自己抑制部位の欠損した遺伝子断片やPCR法で胸腺細胞のライブラリーからクローニングしたA鎖のカルモジュリンの結合部位のみコードした遺伝子、B鎖結合部位のみコードした遺伝子などを作成した。これらの遺伝子断片を種々の発現ベクターに組み込みT細胞株に遺伝子導入を行った。遺伝子導入が蛋白質に翻訳されているかどうかは,抗体などを用いてイムノブロッティング法で確認した。この中で、酵素活性を持たないカルシニューリンA鎖で作製した遺伝子導入株はTCR刺激によるリンホカイン産性能が無く、dominant-negative様の作用を示していることが分かった。NF-ATの核内移行への影響はgel shift assayを用いて解析したが、これも抑制されていることが分かった。平成9年度は、T細胞の活性化を変化させることがわかった遺伝子について、近位lckのプロモーターを利用したトランスジェニックマウス作成用のカセットを使ってトランスジェニックマウスを作成した。酵素活性のないカルシニューリンのdominant-negativeトランスジェニックマウスが3ライン樹立された。トランスジェニックマウスの胸腺細胞や末梢T細胞の機能については、1)抗TCR抗体での刺激によるリンホカイン産生能のを調べ、低下していることがわかった。2)T細胞の分化について胸腺細胞のCD4/CD8の染色像は正常にくらべて大きな変化はなかった。しかし、胸腺細胞の数が3分の1に低下しており、胸腺細胞の寿命の低下が示唆された。3)抗TCR抗体での刺激による細胞内カルシウムイオン濃度の上昇については、フローサイトメトリーとコンピューター画像解析装置を用いたが、正常であった。8年度は,遺伝子組み替えの技術を使って色々なコンストラクトを作成し,遺伝子導入T細胞株を樹立,解析した。カルシニューリンA鎖の自己抑制部位の欠損した遺伝子断片,PCR法で胸腺細胞のライブラリーからクローニングしたA鎖のカルモジュリンの結合部位のみコードした遺伝子やB鎖結合部位のみコードした遺伝子などをすでに作成した。これらの,遺伝子断片を種々の発現ベクターに組み込み,T細胞株に遺伝子導入を行なった。遺伝子導入が蛋白質に翻訳されているかどうかは,ビオチン化したカルモジュリン(市販)やビオチン化したB鎖を用いてこれらの結合能を利用してイムノブロッティング法で確認したが、微量なためか検出できなかった。しかし、酵素活性を持たないカルシニューリンA鎖で作製した遺伝子導入株は,TCR刺激によるリンホカイン産生能が無くなっており、dominant-negative様の作用を示していることが分かった。カルシニューリンA鎖の自己制御部位の欠損した遺伝子断片やPCR法で胸腺細胞のライブラリーからクローニングしたA鎖のカルモジュリンの結合部位のみコードした遺伝子、B鎖結合部位のみコードした遺伝子などを作成した。遺伝子導入が蛋白質に翻訳されているかどうかは、抗体などを用いてイムノブロッティング法で確認した。この中で、酵素活性を持たないカルシニューリンA鎖で作製した遺伝子導入株はTCR刺激によるリンホカイン産生能が無く、dominant-negative様の作用を示していることが分かった。

平成9年度は、T細胞の活性化を変化させることがわかった遺伝子について、近位lckのプロモーターを利用したトランスジェニックマウス作成用のカセットを使ってトランジェニックマウスを作成した。酵素活性のないカルシニューリンのdominant-negativeトランジェニックマウスが3ライン樹立された。トランスジェニックマウスの胸腺細胞や末梢T細胞の機能については、1)抗TCR抗体での刺激によるリンホカイン産生能のを調べ、低下していることがわかった。2)T細胞の分化について胸腺細胞のCD4/CD8の染色像は正常にくらべて大きな変化はなかった。しかし、胸腺細胞の数が3分の1に低下しており、胸腺細胞の寿命の低下が示唆された。3)抗TCR抗体での刺激による細胞内カルシウムイオン濃度の上昇については、フローサイトメトリーとコンピューター画像解析装置を用いたが、正常であった。
心房細動の電気生理学的型分類に基づいた外科的治療法の確立と選択に関する研究

心房細動の発生・成立・維持の機序はいまだ十分には解明されていない。maze手術が洞調律への復帰としては有効であることが臨床的に明らかとなったが、心房全体の機能復帰からは問題点も多い。心房細動の機序と理論的根拠に基づいた治療体系を確立していくことが現在最も重要な課題となっている。平成9年度は前研究代表者を中心に、基礎心疾患に合併した心房細動発生の機序と特徴を主として術中の心表面マッピング検査結果から明らかにし、機序に応じた新しい簡略化外科的アブレーション手術法を開発し、臨床応用を開始し始めた。平成10年度は前年度の成果を基礎に、非侵襲的検査も含めた電気生理学的および病理学的解析を重ね、各々の心房細動進行のスペクトラムに応じて、外科治療からカテーテルアブレーションを含む各種インターベンション治療の適応に関して検討した。具体的には、基礎心疾患に合併した心房細動症例を対象とし、まず術前に12誘導心電図および体表面電位図にて各32心房波形からの特徴を型分類した。この結果および術中時の心房表面マッピング検査から心房内圧・容量負荷により心房壁が伸展することが心房細動の成因に最も関与していると考えられた。一方、心房細動の原因となりやすい解剖学的障壁が左房の肺静脈入口部で最も大であり、心房細動心の肺静脈口径は正常心より拡張していることを剖検心臓で確認した。外科的治療としては心房負荷軽減と心房細動発生源であることの多い左房後壁に対する外科的アブレーションのみを行うことで多くの症例では十分ではないか、と考えられた。このような結果に基づいた簡略化述式を約30例に行い、現在、術後の調律と心房収縮能に関し、術後1,3,6,12,18,24カ月後に各々ホルター心電図および心エコー図検査にて追跡調査中である。心房細動は最もありふれた不整脈であるが、その発生機序はいまだ十分には解明されていない。最近はmaze手術などの外科治療も有効であることが臨床的に明らかとなり、治療指針確立には一層の理論的基盤解明が不可欠となっている。心房細動の機序は一様ではなく、また進行段階も様々でスペクトラムが広い。そこで、各種の基礎疾患や進行段階の状況に応じてどのような電気生理学的、病理組織学的特徴がみられるのか、それぞれに応じて最良の治療法は何か、を明確にして、特にいくつかの外科的治療法の適応と選択の基準を確立することを目標に、本研究を行ってきた。平成9年度は基礎心疾患に合併した慢性心房細動のうち、心房細動の合併率が最も高い基礎心疾患である僧帽弁膜症における心房細動発生の機序と特徴を明らかにし、機序に応じた新しい外科的アブレーション手術法を開発し、臨床応用も始めている。すなわち、単独僧帽弁膜症疾患の手術時に心房表面マッピング検査(フクダ電子製48チャンネル同時マッピング4回による右房48点、左房72点の計120点からの心房細動の心房表面興奮伝播図を作成)を74例に行い、心房細動回路マップ分析を行った。この結果、僧帽弁単独疾患では心房内興奮伝播電位波形分布をみると,心房の血行動態的負荷が軽度のうちは広範囲の心房表面が,とくに左房はほぼ全体が細動波の周期のばらつきの少ないマクロリエンリーを示唆する規則的波形分布を示した.

そして負荷が増大するにしたがって不規則波形分布に移行したことから,心房内圧・容量負荷により心房壁が伸展することが心房細動の成因に最も関与していると考えられた。外科的治療としては僧帽弁治療による心房負荷軽減とマクロリエントリ-部位に対する外科的アブレーションのみを行うことで十分ではないか、と考えられた。さらに基礎的・臨床的追跡を行っている最中である。心房細動の発生・成立・維持の機序はいまだ十分には解明されていない。maze手術が洞調律への復帰としては有効であることが臨床的に明らかとなったが、心房全体の機能復帰からは問題点も多い。心房細動の機序と理論的根拠に基づいた治療体系を確立していくことが現在最も重要な課題となっている。平成9年度は前研究代表者を中心に、基礎心疾患に合併した心房細動発生の機序と特徴を主として術中の心表面マッピング検査結果から明らかにし、機序に応じた新しい簡略化外科的アブレーション手術法を開発し、臨床応用を開始し始めた。平成10年度は前年度の成果を基礎に、非侵襲的検査も含めた電気生理学的および病理学的解析を重ね、各々の心房細動進行のスペクトラムに応じて、外科治療からカテーテルアブレーションを含む各種インターベンション治療の適応に関して検討した。具体的には、基礎心疾患に合併した心房細動症例を対象とし、まず術前に12誘導心電図および体表面電位図にて各32心房波形からの特徴を型分類した。この結果および術中時の心房表面マッピング検査から心房内圧・容量負荷により心房壁が伸展することが心房細動の成因に最も関与していると考えられた。一方、心房細動の原因となりやすい解剖学的障壁が左房の肺静脈入口部で最も大であり、心房細動心の肺静脈口径は正常心より拡張していることを剖検心臓で確認した。外科的治療としては心房負荷軽減と心房細動発生源であることの多い左房後壁に対する外科的アブレーションのみを行うことで多くの症例では十分ではないか、と考えられた。このような結果に基づいた簡略化述式を約30例に行い、現在、術後の調律と心房収縮能に関し、術後1,3,6,12,18,24カ月後に各々ホルター心電図および心エコー図検査にて追跡調査中である。
資本財ヴィンテージと効率性:経済動学モデルによる分析

本課題研究では、ヴィンテージの異なる資本財を含む世代重複モデル(overlapping -generations model,以下OLGモデルと呼ぶ)の分析を目的とした。このモデルは、資本財に100%の減耗率を仮定しないという意味で、標準的なOLGモデルと異なる。耐久資本財の存在から、資本財価格と消費財価格との関係を考慮しなければならなかった。具体的には、以下の問題を考察した。(1)ヴィンテージの異なる資本財を含むOLGモデルの設定と競争均衡の定義。(2)均衡での資本財に関するヴィンテージ構成の決定。(3)生産効率性のための必要十分条件の導出(Cass(1672)の定理の拡張)。(1)では、標準的なOLGモデルでの資本財の取り扱いを変更し、t期での資本財ストックK_tをと定式化した。この結果、feasibility条件はc_t=f(K_t)-k_t>0,(t=0,1,2,...),(但し、c_tは消費量、K_tへは投資量、f(.)は生産関数)となる。(2)では、競争均衡においてNo Arbitrage条件と減耗率を示す係数a_tとによってヴィンテージ構成が決まることがわかった。a_tがtの増加とともに単調に減少するのであれば、ヴィンテージの古い資本財のウェイトも減少することとなる。(3)では、資本財の耐久性を捨象したCass(1972)以降の結果を更に進め、資本財ストックK_tの価値p_tK_tの有界性がTransversality条件となることを示した。本課題研究では、ヴィンテージの異なる資本財を含む世代重複モデル(overlapping-generations model,以下OLGモデルと呼ぶ)を分析した。耐久資本財の存在から、資本財価格と消費財価格との関係を考慮する必要があった。より具体的には、以下のように研究を進めた。(1)ヴィンテージの異なる資本財を含むOLGモデルの設定と競争均衡の定義ヴィンテージの異なる資本財の存在と生産関数の変化(具体例として、技術進歩を想定)を仮定した上で、企業の利潤最大化問題を新しく定式化した。家計については、保有する資本財の耐久性により、その市場評価額を含む予算制約式を与え、効用最大化問題を設定した。更に、競争均衡(定義)においても、ヴィンテージの異なる各資本財の市場を考慮した。以降の準備として競争均衡の存在を確認し、すべての仮定が斉合的であることを数理的に示した。(2)均衡での資本財に関するヴィンテージ構成の決定耐久資本財は資産であるから、市場が完備(complete)である限り、no arbitrage条件は満たされる。したがって、均衡利子率と資産収益率から、ヴィンテージ構成が決まると推測した。この推測が、OLGモデルにおいて成立することを数理的に示した。本課題研究では、ヴィンテージの異なる資本財を含む世代重層モデル(overlapping-generations model,以下OLGモデルと呼ぶ)の分析を目的とした。(3)生産効率性のための必要十分条件の導出(Cass(1972)の定理の拡張)。

この結果、feasibility条件はc_t=f(K_t)・k_t>0,(t=0,1,2,...),(但し、c_tは消費量、k_tは投資量、f(.)は生産関数)となる。(2)では、競争均衡での資本財構成を知るために、まず定常状態を想定した。その結果、減耗率を示す係数a_tに依存して、ヴィンテージ構成が決まることがわかった。a_tがtの増加とともに単調に減少するのであれば、ヴィンテージの古い資本財のウェイトも減少することとなる。(3)では、資本財の耐久性を捨象したCass(1972)以降の結果を更に進め、資本財ストックK_tの価値p_tK_tの有界性がTransversality条件となることを示した。
電極インターフェイスを用いる神経細胞の興奮機能制御

本研究では、神経モデル細胞を電極上で培養し、その神経細胞の興奮機能を電気化学的に制御するインターフェイスの設計指針を得ること、および神経細胞の興奮により放出されるトランスミッターを直接電気化学計測し、細胞からの情報を受信できるインターフェイス電極の設計指針を得ることを目指す。本年度は、まず細胞の電極上での培養系の確立とトランスミッター放出の電気化学計測を主に研究した。(1)電極上での神経モデル細胞培養系の確立透明かつ導電性を有するITO電極を基板電極として用い、シリコンパームを密着させて培養チャンバーを作製した。神経細胞のモデル細胞としてPC12細胞(ラットPheochromocytoma由来)をこの基板電極上で培養できるようになり、成長因子の添加による神経細胞への分化を確認することができた。(2) PC12細胞の興奮に伴うトランスミッターの放出の電気化学計測アセチルコリン刺激に対してドーパミンを放出することがわかっているので、その電気化学検出を試みた。また細胞を電極上に接着させ、効率よくドーパミンの酸化電流を計測できるよう、電極表面への接着ペプチドの固定化を行った。
組織と合意形成手法に着目した韓国・マレーシア・シンガポール戦後ニュータウンの再生

韓国・マレーシア・シンガポールの戦後に開発されたニュータウンを対象として研究を行い、次のような成果を得た。(1)研究対象国の住宅ストックの供給過程や住宅政策について、文献調査・インタビュー調査により整理した。(2)韓国・マレーシアを対象として、団地居住者へのアンケート調査、団地管理者へのインタビュー調査を行い、これまでの再生内容や再生上の課題を明らかにした。(3)シンガポールの団地再生事例の実地調査を行い、合意形成のルールや資金調達方法について明らかにした。平成20年度の研究計画では日本及び韓国を対象とした調査を予定していたが、平成21年度に予定していたマレーシア調査を繰り上げて、平成20年度に実施した。平成20年度は、マレーシアの公営住宅における居住者の住まい方および住戸改造の実態を調査・分析することにより、欧米諸国との違いを踏まえ、マレーシアの文化を反映させた持続可能な(サスティナブル)ニュータウンを形成するための再生手法を提示すべく、そのための知見を得ることを目的として調査を行った。●調査日程:2008.10.8.-10.13。●調査対象:クアラルンプル市内の大規模集合住宅団地から、初期の開発事例である3団地(ワングサマジュ地区及び周辺地域:供給主体DBKL:分譲・賃貸混合)を取り上げた。居住者に対してアンケート調査を実施し、合計102の回答を得た。さらに了解を得られた事例にて住戸内の写真撮影及び、住戸プラン・家具配置等のスケッチを行い、生活像についてヒアリングを実施し、37戸の協力を得た。●調査成果のまとめ:団地居住者像と住戸改造の関係を明らかにし、住まい方の実態を明らかにした。居住者の生活はバルコニーや増築部など、住戸内部に留まらず半外部に展開していた。また改造実態についてみると、庇の取付けや外部への増築はその土地特有の気候に対応して行われていた。こうした居住者の住まい方や改造実態は、与えられた住戸の気密性に対して開放的なものであった。また、改修のルールや改修内容が日本及び欧米諸国とは異なり、合意形成が行なわれないまま、共用部分の改修等が行われていた。今後は、こうした改修実態を踏まえ、マレーシア独自の合意形成手法及び再生組織について、検討を行う予定である。平成21年度は、シンガポールでの実地調査を行った。また、平成20年度に実施したマレーシア調査の成果を、シドニーで開催された国際会議で発表した。●シンガポール調査○調査日程:2009.8.1.-8.4.○調査概要:シンガポールの公的住宅供給主体であるHDB、及び、有識者(大学教授)へのインタビュー調査を行った。さらに、各年代毎の典型的集合住宅事例の実地調査を行った。○インタビュー調査結果(の一部):シンガポールでは、スラムクリアランスを目的とした国の総合的な都市計画を行うためSIT(Singapore Improvement Trust)が1927年に設立された。現在の供給主体であるHousing department Board(以下HDB)(1968年設立)の前身であり、いずれの組織も直接供給である。国土が狭いシンガポールでは総合的な開発による住政策が、高い人口密度を確保しているといえる。シンガポールは最もストック数が多いのは3ベッドルーム、4ベッドルームである。居住者意識をみると、シンガポールの居住者の住戸に対する満足度は非常に高い。シンガポールは国民の80%以上がHDB HOUSINGに居住しているので住戸に対する格差が少ないことが満足度につながっている可能性がある。○会議日程:2009.8.5.-8.7.本申請研究の最終年度として、研究の最終成果をまとめた。具体的には(1)各国の不足データ等の充足、(2)韓国での追加調査、(3)マレーシアの再生推進実施者との打ち合わせ・意見交換、(4)これまでの成果の論文等での発表を行った。【研究協力者】これまで研究を進める中で、各国で本研究課題に興味を持ち、研究に協力する内諾が得られたのは、以下のメンバーである。●韓国:梁成旭-韓國都市建築病理研究所所長・工学博士、趙美蘭-Daejin大学都市工学科・工学博士、Joo-Young Choi博士-Daejin大学都市工学科、金貞仁-集合住宅管理会社(Woori社)【研究計画実施計画】(1)各国の不足データ等の充足:文献調査、及び、各国の研究協力者やこれまでのインタビュー先と連携し実施した。(2)韓国での追加調査:2010年12月2011年2月に、韓国の集合住宅を対象として、居住者への住意識、再生希望、居住における重視項目などのアンケート調査を行った。また、管理者・有識者へ、集合住宅管理・再生実績に関するインタビュー調査を行った。(3)マレーシアの再生推進実施者との打ち合わせ・意見交換:マレーシアの再生上の課題の解決方法について、現地打ち合わせやE-mail等により意見交換を行った。(4)これまでの成果の論文等での発表:日本建築学会大会、及び、椙山女学園大学研究論集にて成果を発表した。
観光化による地域空間構造の変容メカニズム-世界遺産「麗江古城」を事例として-

本年度は,昨年度に現地でGPSを利用して測量したデータに基づいて、麗江古城のGISベース・マップを作成し、さらに、アンケート調査の結果とリンクして、GISのデータベースを完成した。GPSを活用した調査法は、今後の途上国での調査に新たな示唆を示す。麗江古城において、経営内容によって、分布パターンも異なる。アクセサリ・銀細工の分布が特定の区域に集中する傾向が分かる。服飾、飲食、茶・薬草、宿泊は尖度もやや集中していると言えよう。逆に、工芸品と旅行関連・その他の店舗は、古城の中で均等的に分布している。近年、観光産業の発展とともに、外部の資本が麗江へ流入してきた。1070軒の店舗において、経営者が麗江出身であるのが451件で、全体の半数以下の42.1%を占め、外部からの経営者の参入が著しいと言えよう。観光開発と発展の結果として、麗江古城の住民には大きな経済利益を与えたことが注目すべきである。住民の可処分収入の増加とともに、住民がアメニティと利便性を求めて、古城外で開発された新しい住宅を購入し、古城外へ移住する生活パターンが多く現れた。市の政府は、住民の古城での継続な居住を促進するため、古城の住宅の売買は厳しく制限されている。観光開発の進行は,地域と住民の生活を大きく変えていく。まず,その影響を受けたのは,古城のなかの住民である。観光客を受け入れるため,従来の住宅は,土産店と飲食店,民宿として利用された。元住民が外部への移住は,古城の誇りと魅力と言われた庶民の生活雰囲気と人情を薄めたのみならず,古城の商業化を拍車したとも言えよう。本年度は,麗江旧市街地の空間的構造を調査した。従来居住機能と生活最寄品売買機能しか有しなかった旧市街地が、観光化に伴って商業と娯楽、宿泊などの機能が発達し、地元住民の生活様式と社会構造にも大きく影響を与えた。旧市街地の店舗・民宿の開発、そして地元住民居住地の変化に焦点を絞り、その空間構造を考察し、既存の地域社会と流入人口,観光客の三者が観光化に関わるメカニズムの解明を試みた。現地では,2回の調査を行い,1300余軒の店舗と一部の住宅を対象として、所有形態、面積、経営内容、従業員数、従業員属性に関して詳細なアンケート調査を実施した。また,一部の民宿を対象として,設立経緯・経営状況などについて聞き取り調査を行った。アンケート調査と聞き取り調査は支障なく終了し,予想されたデータと資料を得ることができた。しかし,現地の地図については,500分の1の実測図があるものの,海外調査チームには公開しないという規定があり,結局入手できなかった。代案として,GPSを購入し,古城内の建物の位置を一軒ずつ測量した。今後,測量データに基づき,GISのデータベースを構築する予定である。麗江旧市街地の空間構造において,観光開発により,従来の居住機能から現在の商業機能まで大きな変容が現れた。主な特徴として,旧市街地入り口の新華街と新義街および中心部に集中する傾向が顕著であることが分かった。上記の研究成果は,すでに「立教大学観光学部紀要」に公表し,さらに2005年5月に開催される「人の移動と文化変容センター」国際シンポジウムおよび2005年8月の「IGU Conference : Monitoring Cities of Tomorrow」(立教大学にて)で発表する予定である。
イオン電導性を有する液体触媒を用いた物質転換

本研究は、イオン電導性を有する液体触媒を開発し、物質転換に適用することを目的とする。ここでは私たちが見出した分子設計指針を適用して、一連の錯体触媒をイオン液体化した。第一に、配位子部分に種々の骨格を導入したアレーンルテニウム系イオン液体を合成した。アルコール酸化に対する触媒能を検討した結果、良好な触媒活性が認められたが、触媒の安定性が低いことが判明した。第二に、三脚型配位子を有する銅錯体をイオン液体化した。アルキルイミダゾール部位を組み込んだ配位子を用いた。銅(I)錯体は極めて不安定であったが、銅(II)錯体は高粘度の液体または固体として得られた。本研究は、イオン電導性を有する液体触媒を開発し、物質転換に適用するものである。ここでは私たちが見出した分子設計指針を適用して、いくつかの錯体触媒をイオン液体化した。前年度の継続として、配位子部分に種々の骨格を導入したアレーンルテニウム系イオン液体を合成し、その触媒能を検討した。結果、アルコール酸化、ケトンの還元反応のそれぞれについて、良好な触媒活性を示す液体触媒が実現した。これら両方の反応に対して活性を示す可能性のあるイオン液体も見出されたが、精製が難しいことが判明したため、詳細な検討には至っていない。これらの検討に加え、原子移動ラジカル重合反応に対して触媒活性を示す銅錯体のイオン液体化を試みた。イオン液体化のために、アルキルイミダゾール部位を組み込んだ三脚型配位子を設計した。これらの配位子およびクロリド配位子を有するカチオン性銅(II)錯体を合成し、そのTFSA塩およびPF6塩を合成した。配位子に長鎖アルキル基を導入したTFSA塩は室温イオン液体であった。これらは非常に高粘度の液体であり、低温でガラス転移のみを示した。一方、短鎖アルキル基を持つ錯体は固体であった。結晶構造解析によってこれらの配位構造を明らかにし、吸収スペクトルの間に相関を見出した。さらに、銅(I)錯体からなるイオン液体の合成を試みたが、これらは液体状態では酸素に対して極めて不安定であることが判明した。本研究は、イオン電導性を有する液体触媒を開発し、触媒反応、特に電気化学的物質転換に適用するものである。有機金属類のうち、特にルテノセン錯体は良好な触媒能を持つことが知られている。私たちが見出した分子設計指針を用いてこれらの錯体をイオン液体化すれば、イオン電導性を持つ液体触媒が実現する。本年度は、配位子部分に種々の骨格を導入したアレーンルテニウム系錯体触媒を合成し、そのイオン液体化を実現した。かさ高い配位子を要するため、通常のサンドイッチ型メタロセン錯体に比べてやや高融点・高粘度ではあったものの、合成物のおよそ半数はイオン液体化した。これらの安定性、熱物性、および配位子交換に対する反応性を評価した。さらに、シクロヘキサノールの酸化反応、およびシクロヘキサノンの還元反応について触媒活性を調べた。活性は配位子骨格および反応条件(pH、酸化剤ほか)に大きく依存した。アルコール酸化については、良好な転換率を示す液体触媒が実現した。ただし反応中に触媒が分解する傾向が認められ、イオン液体としてのリサイクル性は必ずしも高くないことが分かった。この点は今後の課題である。一部の系では酸化反応と酸化剤の分解の競合が見られた。酸化反応に対して高活性を示したイオン液体は、ケトンの還元反応に対する活性はいずれも低いことがわかった。骨格の一部を親水性置換基に交換することで、ケトンの還元反応に対する触媒活性を持つイオン液体が得られた。計画に挙げた一連のハーフメタロセン系錯体触媒のイオン液体化に成功し、分子骨格と液体物性、および分子骨格と触媒活性の間のおおまかな相関をつかむことができた。このことにより、今後の物質系の見通しが具体的に立ちつつある。前年度の結果を踏まえ、イオン電導性液体触媒の開発を継続する。活性の認められたイオン液体について、触媒反応をより詳細に調べる。液体の粘度および電導性を評価する。これらの液体触媒を塗布した電極、およびゲル化剤を添加して作成したフィルム・ゲルを装着した電極を作成し、それらの電極触媒としての性能を評価する。平成25年度の研究費を物品費70万円、旅費20万円、その他20万円として使用予定。
フラーレン二重膜ベシクルの超階層的組織化による光電変換システムの構築

本年度は,二つの異なるアプローチでフラーレン二重膜ベシクルのようなナノカーボンから形成される階層的複合材料の研究を行いました.1フラーレン二重膜ベシクル上での金ナノ粒子の配列を制御しました.静電相互作用によるベシクルの表面修飾は凝集を起こす原因として広く知られていますが,ここでフラーレンベシクルが水中に形成する界面の自由エネルギーの減少を吸着の駆動力として利用することで,ベシクル上に金ナノ粒子を高密度に集積化させることに成功しました.さらに,ベシクル表面上でナノ粒子をさらに成長させることも可能であり,ナノ粒子同士の表面プラズモン共鳴のカップリングを観測することに成功しています.このハイブリッド構造はフラーレン二重ベシクルを用いた光電変換システムの構築に非常に重要な技術になります.2高分解能電子顕微鏡による単一の有機分子で修飾されたカーボンナノホーンの観察技術を開発しました.有機単分子の電子顕微鏡観察においては測定温度がその立体配座変換の速度に影響を与えないため,電子顕微鏡で有機単分子の動きを観察することが困難であったが,新たな分子デザインと測定条件を用いることで、複雑な有機分子の段階的な立体配座の変化を観察することに成功しました.また,画像解析により分子の動きを定量化する方法を確立し,これを用いて分子動力学の観点から有機単分子の動画を解析することで,観察された分子の動きが高エネルギー配座から低エネルギー配座への変化であることを明らかにしました.このような有機単分子の動的挙動を研究できる実験手法は他に例がなく,有機分子の構造解析と配座変化の研究に大変有用であります.本研究は,交付申請書で提案した研究を大きく超えて,電子顕微鏡を用いた分子運動の観察技術として重要な成果になりました.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。フラーレン二重膜ベシクルと機能性ナノ構造から形成される階層的複合材料の研究を行った.二つの異なるアプローチで複合材料の合成に成功した.(1)触媒担持フラーレンベシクルの表面上にin situ重合反応を開発し,ポリマーカプセルの合成に成功した.ポリマーカプセルは,内部空間に機能性分子を内包する能力があるため,ナノリアクターおよびドラッグデリバリーシステムへの応用が考えられてきたが,従来のテンプレート合成法では応用に必要とされるサイズや形状の制御が非常に困難であった.フラーレン二重膜ベシクルは,柔軟性のない骨格を有するソフトテンプレートとして,均一なポリマーナノカプセルの合成を可能にした.重合体は、NMRおよび顕微鏡により確認され,エステル交換反応による修飾も実証された.(2)フラーレンベシクルと金ナノ粒子の非共有結合的自己集合によるフラーレンと無機粒子の階層的複合材料の調製に成功した.ナノカーボンと無機粒子は強い相乗効果があるため,それら複合体は触媒反応および光電変換において有望な新材料として広く研究されている.動的光散乱と電子顕微鏡により高被服率のフラーレンベシクル・金ナノ粒子の複合体の形成が確認された.さらに,フラーレンと金ナノ粒子の相乗効果は金ナノ粒子の触媒活性の向上により確認された.フラーレンベシクルの表面機能化に広く使える精密制御オレフィン重合,および金ナノ粒子での協奏的修飾はいずれも超分子光電変換システムの構築に直結し,本研究の目的を達成するために,重要な技術である.本年度は、二つの異なるアプローチでフラーレン二重膜ベシクルのようなナノカーボンと有機分子から形成される階層的複合材料の研究を行いました。1フラーレン二重膜ベシクルが水中に形成する疎水性環境を高分子の合成の場として用いて、触媒によるオレフィン化合物の開環重合を行いました。本年度は、触媒担持フラーレン二重膜ベシクルにおける高分子体の形状制御合成と制御メカニズムの解明に成功いたしました。フラーレンベシクルの表面置換基によって、高分子鎖が存在する膜の位置が大きく変り、得られる高分子体の形状が変化することを^<17>O NMR測定と電子顕微鏡測定で明らかにしました。従来の脂質二重膜ベシクルは高い流動性をもつため、ナノスケールでの高分子体の高度な制御合成は不可能でした。フラーレン膜に導入された分子とフラーレン分子の間の距離を制御できるため、この結果はフラーレン二重ベシクルを用いた光電変換システムの構築に非常に重要な技術になります。2透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてカーボンナノチューブ上での単一有機分子運動の観察に成功しました。有機分子はナノカーボンと強く相互作用するため、有機分子の運動を観察するのが非常に困難でした。本研究では、その相互作用を抑えるために、新しい分子デザインを提案し、合成しました。分子の運動を原子レベルに近い解像度で動画として観察ができて、実際の分子運動シミュレーションとよくマッチングすることを確認しました。ナノカーボン表面と有機分子の間に生じる相互採用への理解が深まったため、より効率的な光電変換システムの構築が可能と考えられます。さらに、本研究は、交付申請書で提案した研究を大きく超えて、電子顕微鏡を用いた分子運動の観察技術として重要な成果になりました。本年度は,二つの異なるアプローチでフラーレン二重膜ベシクルのようなナノカーボンから形成される階層的複合材料の研究を行いました.1フラーレン二重膜ベシクル上での金ナノ粒子の配列を制御しました.

静電相互作用によるベシクルの表面修飾は凝集を起こす原因として広く知られていますが,ここでフラーレンベシクルが水中に形成する界面の自由エネルギーの減少を吸着の駆動力として利用することで,ベシクル上に金ナノ粒子を高密度に集積化させることに成功しました.さらに,ベシクル表面上でナノ粒子をさらに成長させることも可能であり,ナノ粒子同士の表面プラズモン共鳴のカップリングを観測することに成功しています.このハイブリッド構造はフラーレン二重ベシクルを用いた光電変換システムの構築に非常に重要な技術になります.2高分解能電子顕微鏡による単一の有機分子で修飾されたカーボンナノホーンの観察技術を開発しました.有機単分子の電子顕微鏡観察においては測定温度がその立体配座変換の速度に影響を与えないため,電子顕微鏡で有機単分子の動きを観察することが困難であったが,新たな分子デザインと測定条件を用いることで、複雑な有機分子の段階的な立体配座の変化を観察することに成功しました.また,画像解析により分子の動きを定量化する方法を確立し,これを用いて分子動力学の観点から有機単分子の動画を解析することで,観察された分子の動きが高エネルギー配座から低エネルギー配座への変化であることを明らかにしました.このような有機単分子の動的挙動を研究できる実験手法は他に例がなく,有機分子の構造解析と配座変化の研究に大変有用であります.本研究は,交付申請書で提案した研究を大きく超えて,電子顕微鏡を用いた分子運動の観察技術として重要な成果になりました.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画ではポルフィリン誘導体分子によるフラーレンベシクルの非供給結合的な表面修飾を想定していたが,より難しいとされる精密制御オレフィン重合,および金ナノ粒子による表面修飾の方法を開発した.いずれも超分子光電変換システムの構築に重要な技術である.当初の計画ではポルフィリン誘導体分子によるフラーレンベシクルの非供給結合的な表面修飾を想定していたが、より難しいとされる精密制御オレフィン重合、および金ナノ粒子による表面修飾の方法を開発しました。今年度に行った研究では、高分子の精密合成と表面修飾のメカニズムが明らかになり、いずれも超分子光電変換システムの構築に重要な技術になることが分かりました。平成24年度にフラーレン二重膜ベシクルの表面修飾の技術を開発したため、今後はフラーレンベシクルと重合体・無機粒子の複合材料を有機薄膜太陽電池の材料として検討を行う.当初の計画でも予定されていた薄膜の作成が特に難しい予想され,作成条件だけで膜の厚さと密度の制御が不完全になる可能性は充分ある.その場合には,フラーレンベシクルと電極の間にコーティング剤または膜に添加剤を導入し,膜の作成を制御する予定です.平成25年度にはフラーレン二重膜ベシクルの表面修飾のメカニズムを明らかにしたため、今後はフラーレンベシクルと高分子体・無機粒子の複合材料を有機薄膜太陽電池の材料として検討を行う予定です。フラーレン二重膜ベシクルの表面置換基、高分子体の構造、もしくは金ナノ粒子の表面リガンドによって、フラーレンと機能性材料との距離を制御できるため、太陽電池の性能も制御が可能になると考えられます。
レーザを用いてセンサに誤情報を挿入する攻撃のアナログサイバーセキュリティ

ディジタル機器が現実世界とのつながりを強化することで,新たな付加価値を創出する技術的潮流がある.その中で,センサーは,ディジタル機器が現実世界を観測するための目の役割を持つ.それに対し,センサーをアナログ領域で騙す攻撃の脅威が指摘されている.そのような攻撃は,自動運転車などの応用において大きな脅威となる.従来の情報セキュリティ技術は,ディジタル情報のみを対象とするため,そのようなアナログ領域での攻撃への対策にはならない.その中でも特に,レーザ照射がセンサに誤情報を挿入する攻撃手段になりうると考え,研究計画を立案した.計画の目的は,将来の脅威に備えるために,攻撃の脅威を予め明らかにすることと,先手をうって対策法を構築することである.本課題は,上記課題に関して,海外の研究者と共同研究を行うことに関するものである.2019年度に渡航を行い,それから実際の研究がスタートする計画である.2018年度は,渡航のための準備を行った(2018年3月に申請を行っており,本年度の実施期間は1ヶ月に満たないことに留意されたい).渡航の準備として,日程調整,ビザ申請,および出張の手配などを行った.以上に加え,渡航後に迅速に研究に着手するための準備を行った.まず,日本国内の設備で行うことができる予備実験を実施するとともに,必要な治具などの作成を行った.また,渡航先で実験を行うための環境を整備するために,必要な計測器の調達などを,共同研究の相手先と協力して実施した.報告書の執筆時点(2019年5月)で,渡航を開始することができた.2019年度より,計画通り渡航と共同研究を実施する.内定年度:2018ディジタル機器が現実世界とのつながりを強化することで,新たな付加価値を創出する技術的潮流がある.その中で,センサーは,ディジタル機器が現実世界を観測するための目の役割を持つ.それに対し,センサーをアナログ領域で騙す攻撃の脅威が指摘されている.そのような攻撃は,自動運転車などの応用において大きな脅威となる.従来の情報セキュリティ技術は,ディジタル情報のみを対象とするため,そのようなアナログ領域での攻撃への対策にはならない.その中でも特に,レーザ照射がセンサに誤情報を挿入する攻撃手段になりうると考え,研究計画を立案した.計画の目的は,将来の脅威に備えるために,攻撃の脅威を予め明らかにすることと,先手をうって対策法を構築することである.本課題は,上記課題に関して,海外の研究者と共同研究を行うことに関するものである.2019年度に渡航を行い,それから実際の研究がスタートする計画である.2018年度は,渡航のための準備を行った(2018年3月に申請を行っており,本年度の実施期間は1ヶ月に満たないことに留意されたい).渡航の準備として,日程調整,ビザ申請,および出張の手配などを行った.以上に加え,渡航後に迅速に研究に着手するための準備を行った.まず,日本国内の設備で行うことができる予備実験を実施するとともに,必要な治具などの作成を行った.また,渡航先で実験を行うための環境を整備するために,必要な計測器の調達などを,共同研究の相手先と協力して実施した.報告書の執筆時点(2019年5月)で,渡航を開始することができた.2019年度より,計画通り渡航と共同研究を実施する.
歪みを可視化するオパール結晶薄膜と社会インフラの検査技術への応用

簡便で低コストの社会インフラのヘルスモニタリング技術のため歪み可視化シートの実用化研究を進めている。このプロジェクトでは、A3サイズのコロイド結晶薄膜をPETプラスチックシート上に大面積に形成することに成功しました。また、UV照射による損傷からオパール薄膜を保護するコーティング層を形成する技術を開発しました。実際の現場利用を想定し、ファー・フィールド(20m以上の遠方から)の歪み分布可視化技術を開発した。一方、既存の歪みゲージをリファレンスとし、歪み可視化シートの回折ピークと歪み量に線形関係があることが分かった。物質・材料研究機構(NIMS)では歪み可視化を行うオパール薄膜の標準シートを安定に供給できる体制を確立した。標準シートには黒色PETシートを基盤とし、オパール薄膜には研究室内で乳化重合した単分散ポリスチレンコロイドル粒子(粒子径:200nm)と粒子間を充填するシリコーンエラストマーから構成されている。成膜プロセスと膜質評価のシステムを開発し、均一・均質で安定した(再現性の高い)歪み可視化シートの作製技術を確立した。これを標準シートとして広島大学及び土木研究所における各種実験に供給できる体制が整った。広島大学ではNIMSが作成した数種類のオパール薄膜と数種類の接着剤(弾性接着剤、エポキシ系接着剤など)を用いて、ひずみ計測実験を実施した。実験結果に基づくと、シアノアクリレート系接着剤を用いたひずみ計測実験において、安定にひずみを計測できることを確認した。また、実際の対象とする構造物に接着することを想定した場合、容易に入手可能なシアノアクリレート系接着剤とそれに適したオパール薄膜のベース材料が重要である。そこで、オパール薄膜のベース材料としてポリイミド系フィルムを用いた鋼構造物に接着性の良いにオパール薄膜を提案し、製作を実施した。土木研究所では液晶チューナブルフィルタを接続したCCDカメラと光源を組み合わせて、オパール薄膜の色変化を面的に検出するひずみ分布可視化を試みた。NIMSから提供されたオパール薄膜をアルミニウム試験片に貼り付けて力学試験に供し、静的な塑性変形を観測した。健全状態の波長(赤色、620 nm程度)からひずみ状態の波長(緑色、550 nm程度)への変化について、モニター波長あるいはリファレンスとなる光源の波長(白色光、赤色光、緑色光)によってひずみ信号のS/Nの向上を検討した。なお、日刊工業新聞2015年3月17日の朝刊に"歪み可視化シート"の記事が掲載された。物質・材料研究機構(NIMS)では耐環境性の優れたオパール薄膜としてフッ素系樹脂による保護層の形成などの検討を実施した。また、耐久性の評価として土木研究所と共同で暴露促進実験(ウェザーメーターテスト)を実施した。その結果、可視化シートを構成するポリスチレンコロイド粒子が消失することが走査電子顕微鏡観察の結果より明らかとなった。一方、標準シートの成膜プロセスの改良も行った。将来的にm2級のオパール薄膜の製造技術が必要となるためである。これまで海外の研究協力者(米国ワシントン大学)と成膜現象についてのメカニズムの解明に取り組んできた。NIMSではより大型化が期待される成膜プロセスの開発を進めておりその装置開発に着手した。広島大学ではポリエチレンテレフタレート(PET)シートに加え、黒色ポリイミドシート(歪みゲージの汎用基材シート)上に成膜したオパール薄膜で歪みゲージとしての評価を行った。検査対象体(金属試験片)との接着性の改善により測定データの安定性の向上が見られた。土木研究所では波長を絞って画像データを取得できるチューナブルフィルターを介したデジタルカメラ計測をもちいてひずみ、ひび割れを計測した。アルミ試験片とモルタル試験片を引っ張りながら連続撮影することでひずみの変化を追跡した。画像データの解析方法を検討中である。これまでのシアノアクリレート系接着剤よりも施工性の高い土木用エポキシ系接着剤によるPETシートの接着性を予備的に実施した。本研究はNIMS-広大-土木研の異分野融合による共同研究チームによるプロジェクトである。それぞれの研究分担で進捗状況に違いはあるものの全体としては順調に進展している。研究代表者及び広島大学、土木研究所の研究分担者とは相互訪問を含む緊密な連携により、ニーズに応じた材料設計(シートの安定供給)→計測・評価、実装技術とその結果の材料設計へのフィードバックと研究サイクルが効率的に回るようになった。また、コンクリート構造物への施工を想定した技術開発にも取り組んだ。歪み可視化シートの新たに課題として顕在化したポリスチレン粒子の紫外線による劣化について対応した。市販の紫外線吸収剤を含有する表面被覆材の保護層を形成することで対応可能であることが分かった。社会インフラ分野で実装する上で屋外暴露及び促進劣化試験の検証が重要である。土木研究所において耐久性を検討する試験を本格的に開始した。物質・材料研究機構では歪み可視化シートの大型化についてはA3スケールまで達成した。同時に20cm×20cm領域の結晶性を反射スペクトルの自動計測できる評価装置の開発できた。本年度は成膜プロセスのメカニズムを解明するため、米国の国際共同研究者との研究を進展させた。広島大学では、新たに開発された接着剤付きオパール薄膜、塩化ビニルシートを用いたオパール薄膜、ポリイミドシートを用いたオパール薄膜を用いて、引張試験によるひずみ計測について研究を実施した。その結果として、塩化ビニルシートを用いた歪み可視化シートでは、変形が8%程度まで、剥がれずにひずみ計測ができることを確認した。

土木研究所では、鋼試験片の曲げ試験にオパール薄膜を供し、液晶チューナブルフィルターと高分解能CCDカメラを用いて、一連の波長範囲で画像計測することでひずみ計測について検討した。引張、圧縮ともに波長シフトが観測され、圧縮にもオパール薄膜が応答できることが示された。歪み可視化シートの促進劣化試験によって、紫外線による劣化を抑制できる効果的なトップコート剤を選定できた。屋外暴露試験体を設置した。土木研、広島大、NIMSとそれぞれ進捗状況は異なるものの、全体としては一蓮の研究サイクルが回るようになり、おおむね順調に進捗している。H29年度の最終年度末までに計画を予定通り実施できる見通しである、研究代表者(NIMS)及び土木研究所及び広島大学の共同研究者らと相互訪問を含め緊密な連携の元に最終年度の研究を実施した。社会実装時に課題となる歪み可視化シートの紫外線劣化の研究が進展した。UV吸収層を形成することで劣化の抑制が可能である。高品質及び材料設計された歪み可視化シートを安定供給により、共同研究者のそれぞれの分担研究が促進された。広島大学では、新たに開発された塩化ビニルシートを支持基材としたオパール薄膜、ポリイミドシートを用いたオパール薄膜による引張試験によるひずみ計測、4点曲げ試験によるひずみ計測、について研究を実施した。引張試験の結果として、塩化ビニルシートを用いたオパール薄膜は、8%程度まで、剥がれずにひずみ計測ができ、ピーク波長とひずみの第一不変量の間に概ね線形関係が成立することを確認した。4点曲げ試験では、理論定式化で予測されたように、圧縮ひずみにより、ピーク波長が上昇することを確認した。また、圧縮ひずみ状態においても、ピーク波長とひずみの第一不変量の間に概ね線形関係が成立することを確認した。4点曲げ試験においては、試験体表面で引張状態と圧縮状態が混在することになるが、ひずみが大きい状態(5%以上)においては、オパール薄膜により引張状態と圧縮状態を裸眼で視認することが可能であることを確認した。土木研究所では、3点曲げ試験によるひずみ計測とファーフィールド試験を実施した。3点曲げ試験では引張ひずみ、圧縮ひずみともにひずみ計測、分光器による波長変化、画像計測の結果が近似した。また、計測アプリによってもひずみの分布が可視化できた。ファーフィールド試験では望遠レンズと液晶チューナブルフィルターを組み合わせて10 m以上遠方からでもひずみ、あるいはひび割れによるオパール薄膜の変色は計測できた。また、沖縄の暴露試験場にて歪み可視化シートの耐久性試験を実施した。簡便で低コストの社会インフラのヘルスモニタリング技術のため歪み可視化シートの実用化研究を進めている。このプロジェクトでは、A3サイズのコロイド結晶薄膜をPETプラスチックシート上に大面積に形成することに成功しました。また、UV照射による損傷からオパール薄膜を保護するコーティング層を形成する技術を開発しました。実際の現場利用を想定し、ファー・フィールド(20m以上の遠方から)の歪み分布可視化技術を開発した。
ストリームデータ圧縮の理論と知識発見への応用

近年,繰り返し構造を多く含む文書データが世代管理システム(Dropbox,GithubやWikipediaなど)やゲノムデータベース(1000人ゲノム計画など)の普及により,TBを超えて,今尚,増加の一途を辿っている.これらのデータは,世代の復元,文書やソースコードの検索,ゲノムの解析と再利用される.したがって,本研究では,アップロードされ,増え続けるこのようなストリームデータを省領域かつ高速に小さく圧縮し,圧縮した瞬間からその圧縮データ上で高速検索可能な索引を開発することによりこれらのデータからのリアルタイムかつ圧縮領域での知識発見を目指した.この問題に有効な文法圧縮索引は繰り返しの多いデータを小さく圧縮し,その圧縮データ上で高速にキーワード検索可能である.しかし,既存の文法圧縮索引はテキスト長の領域が必要でかつオフラインアルゴリズムであるため,ストリームデータのようにデータを追加する場合には,それまで圧縮したデータを破棄し,再圧縮し直さなければならず,計算時間と領域の両方のコストが高い.そこで前年度の研究では,圧縮領域でかつ理論上は高速に新たなデータを追加可能なオンライン文法圧縮索引を開発した.本年度はその文法圧縮索引の検索技術を剽窃の発見に有効な移動付き編集距離に基づく曖昧検索に拡張した(Algorithms).また,オンライン文法圧縮索引を応用した頻出パターンを近似的に発見する技術も開発した(ICGI2016).これは既存手法ではテキスト長必要な領域を圧縮領域に削減し,より巨大な文書を扱うことが可能となる.これらの技術は速度の面で問題は残るが,そこを改善することにより,これまででは不可能なサイズのアップロードされる文書やソースコードの剽窃の発見,シーケンサから出力されるゲノムやスポーツのセンサデータの解析といった知識発見をリアルタイムに行うことが期待できる.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の一番の目的であるネットワークやセンサからとめどなく流れてくるストリームデータを省メモリに圧縮しながら、それまで圧縮したデータ上で高速に部分文字列検索を行うための技術の開発に成功した。これまでのデータ圧縮検索の索引の構築は入力データ長に依存したメモリ使用量が必要であったが、この技術における索引のメモリ使用量はデータ圧縮後のサイズのみである。実際に実験した結果、このデータ圧縮検索のための索引の構築におけるメモリ使用量は従来のデータ圧縮における部分文字列検索技術と比較して、2.5%から40%パーセントで実行可能である。次にこのデータ圧縮検索上で実行可能な移動付き編集距離と呼ばれる文字列間の類似度を測る距離指標を基にした検索技術へと発展させた。この検索技術はキーワード"AAAAABBBBB"から文書中の"BBBBBAAAAA"といったひっくり返ったような文字列の発見を効率良く行うことが可能であり、剽窃の発見やソーシャルメディア上での曖昧検索に役立てることが期待できる。さらにストリームデータを圧縮しながら、それまでに圧縮したデータ上での頻出パターンを近似発見する技術も開発した。従来のデータ圧縮を用いた手法は入力データ長のメモリ使用量が必要であったが、この技術は圧縮後のデータサイズに依存したメモリ使用量で頻出パターンを発見可能である。これらの技術はゲノムの解析やソーシャルメディアからのトレンド抽出を省メモリかつ高速に行うこと期待できる。本研究の一番の目的であるストリームデータを省メモリに圧縮しながら、それまで圧縮したデータ上で高速に部分文字列検索を行うための技術の開発に成功したことにより、本年度における目標を達成している。さらにこのデータ圧縮検索技術を移動付き編集距離に基づく検索技術に発展やこのデータ圧縮上での省メモリな頻出パターン発見技術の開発にも成功しており、おおむね順調に進展しているといえる。近年,繰り返し構造を多く含む文書データが世代管理システム(Dropbox,GithubやWikipediaなど)やゲノムデータベース(1000人ゲノム計画など)の普及により,TBを超えて,今尚,増加の一途を辿っている.これらのデータは,世代の復元,文書やソースコードの検索,ゲノムの解析と再利用される.したがって,本研究では,アップロードされ,増え続けるこのようなストリームデータを省領域かつ高速に小さく圧縮し,圧縮した瞬間からその圧縮データ上で高速検索可能な索引を開発することによりこれらのデータからのリアルタイムかつ圧縮領域での知識発見を目指した.この問題に有効な文法圧縮索引は繰り返しの多いデータを小さく圧縮し,その圧縮データ上で高速にキーワード検索可能である.しかし,既存の文法圧縮索引はテキスト長の領域が必要でかつオフラインアルゴリズムであるため,ストリームデータのようにデータを追加する場合には,それまで圧縮したデータを破棄し,再圧縮し直さなければならず,計算時間と領域の両方のコストが高い.そこで前年度の研究では,圧縮領域でかつ理論上は高速に新たなデータを追加可能なオンライン文法圧縮索引を開発した.本年度はその文法圧縮索引の検索技術を剽窃の発見に有効な移動付き編集距離に基づく曖昧検索に拡張した(Algorithms).また,オンライン文法圧縮索引を応用した頻出パターンを近似的に発見する技術も開発した(ICGI2016).これは既存手法ではテキスト長必要な領域を圧縮領域に削減し,より巨大な文書を扱うことが可能となる.これらの技術は速度の面で問題は残るが,そこを改善することにより,これまででは不可能なサイズのアップロードされる文書やソースコードの剽窃の発見,シーケンサから出力されるゲノムやスポーツのセンサデータの解析といった知識発見をリアルタイムに行うことが期待できる.ストリームデータに対応したために索引の構築時間や検索時間は従来手法と比べて遅くなってしまっている。また、検索時におけるメモリ使用量も増加してしまった。この原因は動的な簡潔データ構造と呼ばれるデータ構造を用いたことによるものである。

この動的な簡潔データ構造を高速かつ省メモリに構築できるように改良していく予定である。また、様々なデータ実験を行い、開発した技術の有用性を示していく。28年度が最終年度であるため、記入しない。
Dbl類縁癌遺伝子(Rho活性化因子)による発癌メカニズムの解析

RhoファミリーはRho,Rac,Cdc42などからなり、がん遺伝子産物Rasと類似の蛋白質群である。これらの蛋白質は細胞の運動・接着の制御、分裂などの多彩な細胞現象を制御する。Rho依存性情報伝達経路の異常な活性化は、がん細胞の転移・浸潤能を増大させると考えられており、Rhoの活性化機構解明はがん細胞の浸潤・転移のメカニズムの解明にも直結する。私たちは世界に先駆けて、特定の細胞内蛋白質のリン酸化状態をin vitroおよびin vivoでモニターすることが可能な抗リン酸化ペプチド抗体の作製法を開発していたが、その技術を応用してKIAA380がRho特異的活性化因子であることを同定した。さらに、神経系培養細胞におけるリゾフォスファチジン酸依存性神経突起退縮では、KIAA380によるRhoの活性化が駆動力になっていることを明らかにした。また、ドメイン解析によりKIAA380のDH/PH領域のC末側近傍に存在するプロリン・リッチ領域がKIAA380依存性形態変化に重要な役割を果たすことを見出した。一方、私たちは、がん細胞の増殖と転移、血管新生との関連が報告されている細胞膜受容体PlexinとKIAA380が相互作用することと、Plexin受容体刺激により細胞内のRhoが活性化されることを見出した。さらに、新規Rho活性化因子KIAA521がそのC末端のERM相同領域を介してセプチン蛋白質と相互作用することを見出している。