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高機能センサ素子材料に関する研究

高性能化学センサの実現には,測定対象物質を高感度,高選択的に認識し得る識別機能素子が提出されねばならない.本研究は,分子識別能の高い素子材料や高性能の膜素材を開発し,センサへの利用を試みようとするものである.まずバイオセンサの開発を目標に生体内アフィニティ物質を探索し,その調製,安定化,固定化の方法を検討した.一方,化学センサの開発を目指して応答の迅速性,安定性,耐久性にすぐれる新材料をもとめ,センサの作動機構を究明し設計指針を得た.まず酵素イムノセンサの基礎原理をなす酵素イムノアッセイ(EIA)における抗体,標識抗原と感度,特異性との関係について考察した.11-デオキシコルチゾールを対象に特異性,親和性の高いモノクローナル抗体を作製し, EIA系を組み立てた.また分子識別素子材料を好熱菌にもとめ,その耐熱機構を分子レベルで検討し,耐熱性ロイシン脱水素酵素を量産するため高発現変異株の育成を遺伝子組換えによって達成した.多価金属イオンを対象にアニオン性ペプチドと各種二分子膜との相互作用について考察し,ポルフィリンをpHおよび金属イオンセンサ素子材料として利用するための基礎研究を展開した.さらにSTMの技術を応用して,近接場におけるミクロ励起光の二次元走査を可能にし,高感度,高分解能顕微分光測定法の開発につとめた.この際センサ膜に用いる多孔質ガラスの表面をSTMにより観測した.ついで室温作動が期待できるガルバニ電池式センサ用固体電解質としてヨウ化銀ルビジウムをとりあげて,その有用性を示し,同時に高性能ガスセンサに用いるすぐれた材料の探索を動作機構の解明を基盤に材料工学的立場から進めた.酸素センサの低温作動化にすぐれた電極材料の開発が望まれることから,各種金属や導電性酸化物を用い,酸素センサの作動特性におよぼす電極の効果についても考察した.高性能化学センサの実現には,測定対象物質を高感度,高選択的に認識し得る識別機能素子が提出されねばならない.本研究は,分子識別能の高い素子材料や高性能の膜素材を開発し,センサへの利用を試みようとするものである.まずバイオセンサの開発を目標に生体内アフィニティ物質を探索し,その調製,安定化,固定化の方法を検討した.一方,化学センサの開発を目指して応答の迅速性,安定性,耐久性にすぐれる新材料をもとめ,センサの作動機構を究明し設計指針を得た.まず酵素イムノセンサの基礎原理をなす酵素イムノアッセイ(EIA)における抗体,標識抗原と感度,特異性との関係について考察した.11-デオキシコルチゾールを対象に特異性,親和性の高いモノクローナル抗体を作製し, EIA系を組み立てた.また分子識別素子材料を好熱菌にもとめ,その耐熱機構を分子レベルで検討し,耐熱性ロイシン脱水素酵素を量産するため高発現変異株の育成を遺伝子組換えによって達成した.多価金属イオンを対象にアニオン性ペプチドと各種二分子膜との相互作用について考察し,ポルフィリンをpHおよび金属イオンセンサ素子材料として利用するための基礎研究を展開した.さらにSTMの技術を応用して,近接場におけるミクロ励起光の二次元走査を可能にし,高感度,高分解能顕微分光測定法の開発につとめた.この際センサ膜に用いる多孔質ガラスの表面をSTMにより観測した.ついで室温作動が期待できるガルバニ電池式センサ用固体電解質としてヨウ化銀ルビジウムをとりあげて,その有用性を示し,同時に高性能ガスセンサに用いるすぐれた材料の探索を動作機構の解明を基盤に材料工学的立場から進めた.酸素センサの低温作動化にすぐれた電極材料の開発が望まれることから,各種金属や導電性酸化物を用い,酸素センサの作動特性におよぼす電極の効果についても考察した.
分子通信技術の体系化

分子通信とは、細胞間通信に着想を得たバイオナノマシンのための通信方式である。本研究では、分子通信を通信の技術として確立することを目指し、物理層から応用層に渡る広範囲の研究に取り組んだ。まず、分子通信の参照アーキテクチャおよび通信プロトコルを設計した。次に、分子通信システムの性能を分析するための数理モデルやコンピュタシミュレーションのモデルを構築した。更に、分子通信システムの応用例を示し、コンピュータシミュレーションと細胞生物実験を組み合わせたアプローチによりシステムの振る舞いを調べた。本研究では,情報通信・バイオ・ナノテクの3分野を融合する分子通信という新しい情報通信技術を確立すること,更に,その確立した技術を工学的応用に結びつけることを目標として,(1)分子通信アーキテクチャの全体設計,(2)各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験,及び,(3)国際標準化活動に取組む.初年度には,このうち(1)分子通信アーキテクチャの全体設計,および(2)各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験の一部に取り組んだ.(1)分子通信アーキテクチャの全体設計では,インターネットにおけるTCP/IPモデルを簡略化した,物理層,リンク層,ネットワーク層,アプリケーション層で構成する4層構造のアーキテクチャを検討した.分子通信の代表的応用(薬物送達等)を想定し,その実現に必要となる汎用的機能を同定した.また,これに基き階層間の妥当な機能分割を検討した.(2)各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験では,実証実験の前準備として,各種通信プロトコルの性能や挙動を計算機上で検証した.本研究では、情報通信・バイオ・ナノテクの3分野を融合する分子通信という新しい情報通信技術を確立すること、更に、その確立した技術を工学的応用に結びつけることを目標として、1。分子通信アーキテクチャの全体設計、2。各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験、及び、3。国際標準化活動に取組む。初年度(平成25年度)には、このうち1。分子通信アーキテクチャの全体設計、および、2。各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験の一部に取り組んだ。2年目となる平成26年度には、2。の内容を継続し、アプリケーションの設計、および、外部インタフェースの開発を行った。アプリケーションの設計では、遺伝子改変細胞などを移動型センサやアクチュエータとして利用して、生体内環境の維持や管理を行う生体内モバイルセンサネットワークを考えた。生体内において移動型センサが協調的に分散して標的位置を特定したり、移動する標的を協調して追従することを考え、生体内モバイルセンサネットワークの数理モデル化や計算機シミュレーションによる性能分析を行った。この研究成果は、国際ジャーナル(IEEE TNB、Nano Communication Networks)や国際会議(ICC2014、APMC2014)において発表した。外部インタフェースの開発においては、生体内に配置するバイオナノセンサと外部機器を相互接続するインタフェースについて検討した。バイオナノセンサが外部機器へ信号を送るためのインタフェースと、外部機器がバイオセンサに信号を送るためのインタフェースの両方について、実装可能な方式を検討した。その実現可能性を実証実験により示した。また、外部インタフェースを利用した分子通信システムの応用も検討した。この研究成果は、国際ジャーナル(IEEE JSAC)や国際会議(ACM NANOCOM2014)において発表した。当初の計画通りに研究が進行している。また、得られた成果については国際的に権威のある論文誌や国際会議で発表することができた。本研究では、情報通信・バイオ・ナノテクの3分野を融合する分子通信という新しい情報通信技術を確立すること、更に、その確立した技術を工学的応用に結びつけることを目標として、1.分子通信アーキテクチャの全体設計、2.各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験、及び、3.国際標準化活動に取組む。初年度(平成25年度)には、このうち1.分子通信アーキテクチャの全体設計、および、2.各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験の一部に取り組んだ。2年目となる平成26年度には、2.の内容を継続し、アプリケーションの設計、および、外部インタフェースの開発などを行った。3年目となる平成27年度においても、2.の内容を継続した。主な研究成果としては、接着型分子を利用した分子通信方式の設計や分子パケットの分割・再構築方式の設計が挙げられる。接着型分子を利用した分子通信方式の設計においては、血流のような流れがある環境に生体内モバイルセンサネットワークを適用することを考えた。このような環境においては、拡散型分子通信方式が適用できない場合があり、接着型分子の利用が有効であることを示した。この研究成果は、国際会議(IEEE ICC 2015, IEEE SPAWC2016)において発表した。分子パケットの分割・再構築方式の設計では、インターネットにおけるIPパケットの断片化(IPフラグメンテーション)を模して、分子パケットを分割・再構築する方法を提案した。通信経路の特性に応じて、送信機が分子パケットを最適な大きさに分割し、受信機が再構築することにより、通信性能を向上できることを示した。この研究成果は、国際ジャーナル(IEEE TNB)や国際会議(IEEE Globecom 2015)において発表した。また、得られた成果について、国際的に権威のある国際論文誌や国際会議で発表することができた。本研究では、情報通信・バイオ・ナノテクの3分野を融合する分子通信という新しい情報通信技術を確立すること、更に、その確立した技術を工学的応用に結びつけることを目標として、1.分子通信アーキテクチャの全体設計、2.各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験、及び、3.国際標準化活動に取組んだ。

2年目となる平成26年度には、2.の内容を継続し、アプリケーションの設計、および、外部インタフェースの開発などを行った。3年目となる平成27年度においては、2.の内容を継続し、接着型分子を利用した分子通信方式の設計や分子パケットの分割・再構築方式の設計を行った。更に、4年目となる平成28年度においても、2.の内容を継続し、動的信号を使った新しい情報変調方式の設計と性能評価等を行った。具体的な成果を以下の通り。・分子通信の階層型アーキテクチャの設計:OSI参照モデルをもとにした階層型の分子通信アーキテクチャについて検討した。各層が提供すべき機能、インタフェース、解決すべき問題などを整理した。・外部制御可能な分子通信アーキテクチャの設計:生体内に配置するバイオナノマシンと外部機器を相互接続するインタフェースについて検討した。バイオナノマシンが外部機器へ信号を送るためのインタフェースと、外部機器がバイオセンサに信号を送るためのインタフェースの両方について、実装可能な方式を検討した。また、その実現可能性を実証実験により示した。・分子通信のアプリケーション設計:遺伝子改変細胞などを自律移動型センサとして利用して、生体内環境の維持や管理を行う生体内分子通信ネットワークを考えた。この数理モデル化、計算機実験による性能評価、および、予備的な生物学実験を行った。分子通信とは、細胞間通信に着想を得たバイオナノマシンのための通信方式である。本研究では、分子通信を通信の技術として確立することを目指し、物理層から応用層に渡る広範囲の研究に取り組んだ。まず、分子通信の参照アーキテクチャおよび通信プロトコルを設計した。次に、分子通信システムの性能を分析するための数理モデルやコンピュタシミュレーションのモデルを構築した。更に、分子通信システムの応用例を示し、コンピュータシミュレーションと細胞生物実験を組み合わせたアプローチによりシステムの振る舞いを調べた。研究実績の概要で述べたとおり,当初の計画通りに研究が進行している.また,得られた成果については国際的に権威のある論文誌や国際会議で発表することができた.次年度も当初設定した研究課題のうちの2.各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験を進めていく。次年度も当初設定した研究課題のうちの2.各種通信プロトコルの定量的評価と実証実験を進めていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。情報ネットワーク特段の問題は見つかっていないため当初の計画通りに研究を進める.28年度が最終年度であるため、記入しない。
米糠由来新規胆汁酸結合タンパク質のコレステロール代謝改善作用

カゼイン食と比較し米糠タンパク質食を10日間摂取したラットでは,血清コレステロール濃度が低下し,糞中へのステロイド排泄量が増加した。In vitro試験において,カゼインと比較し米糠タンパク質は,タウロコール酸に強力に結合し,コレステロールミセル溶解性を低下させた。コール酸を結合したクロマトグラフィーカラムを用いて,米糠タンパク質から胆汁酸結合タンパク質を溶出し,その胆汁酸結合タンパク質の一つをMALDI-TOF/MS解析によりhypothetical protein OsJ_13801 (NCBI accession no. EAZ29742)であると同定した。In vitro胆汁酸結合能試験において、米糠タンパク質は用量依存的に顕著に胆汁酸と結合した。In vitroミセル溶解性試験において、米糠タンパク質は強力にミセル溶解性を低下させた。5%米糠タンパク質食を摂取させたラットでは、血清総コレステロール濃度、血清LDL+VLDL濃度および動脈硬化指数(血清LDL+VLDL濃度/血清HDL濃度)が有意に減少、肝臓総脂質濃度、肝臓コレステロール濃度および肝臓トリグリセリド濃度が減少傾向を示し、一方、糞中中性ステロイド濃度および糞中酸性ステロイド濃度が増加傾向を示した。10%米糠タンパク質食を摂取させたラットでは、血清総コレステロール濃度が有意に減少し、一方、糞中中性ステロイド濃度および糞中酸性ステロイド濃度が有意に増加した。コール酸を結合させた担体を充填させたカラムを胆汁酸結合アフィニティーカラムとして用い、米糠タンパク質から胆汁酸結合能を有するタンパク質(胆汁酸結合タンパク質)を含む画分を得た。さらに、この胆汁酸結合タンパク質の画分を用いてSDS-PAGEを行った結果、複数の胆汁酸結合タンパク質の存在を確認した。したがって、米糠タンパク質が発揮するコレステロール代謝改善作用の一因には、腸管内において米糠タンパク質中に存在する複数の胆汁酸結合タンパク質が胆汁酸と結合しミセル形成を阻害することを介してコレステロールの吸収を抑制することが考えられた。世界の死因第一位である心血管疾患の原因は動脈硬化症である。動脈硬化症の最大の危険因子は高コレステロール血症であり、高コレステロール血症を予防・改善するには、食餌由来のコレステロール吸収を低下させることが重要な方法の一つである。本研究では、in vitroコレステロールミセル溶解性試験を指標として、未利用資源である米糠中のタンパク質から、コレステロール低減化作用、すなわちコレステロール吸収抑制作用を発揮するタンパク質の分離・精製を行った。ゲルろ過クロマトグラフィーにより分画した六つの米糠タンパク質水溶性画分(RBPF1、RBPF2、RBPF3、RBPF4、RBPF5およびRBPF6)を用いて、in vitroコレステロールミセル溶解性試験を行った。その結果、RBPF3が最も強いコレステロールミセル溶解性低下作用を発揮した。続いて、RBPF3画分を逆相クロマトグラフィーによりさらに分画した三つの画分(RBPF3A、RBPF3BおよびRBPF3C)を用いて、in vitroコレステロールミセル溶解性試験を行った。その結果、疎水度が高いRBPF3C画分が最も強いコレステロールミセル溶解性低下作用を発揮した。本研究は、米糠タンパク質の中から新規のコレステロール吸収抑制タンパク質を発見することに繋がるものであり、高コレステロール血症の予防・改善に貢献する。現在、RBPF3C画分をさらに分離・精製中である。機能性食品科学米糠タンパク質の中から複数の胆汁酸結合タンパク質の存在を確認できたため。ゲルろ過クロマトグラフィーにより、胆汁酸結合能有するおよびミセル溶解性を低下せせる米糠タンパク質の画分を絞り込み、単離・精製する。この単離・精製した画分をラットに投与し、コレステロール吸収抑制作用やコレステロール代謝改善作用を評価するという推進方策である。
人の行動を引き込むことで指示物体認識性能を向上させるロボットシステムの実現

本研究では、人間が指示した物体をロボットが認識するという対話において、人間からロボットが認識しやすい曖昧性のない指示を引き出すための方法を研究した。研究の結果、人間は指示するときにロボットが確認で使用した言葉と同じ言葉をする傾向があることを明らかにした。また、その傾向を利用して、曖昧性のない指示をさせやすくするロボットの確認行動の生成手法を開発した。評価実験により、この手法を用いて人間い指示された物体を認識する精度が向上する可能性が示唆された。当該年度では研究実施計画に基づいて、人の指示行動のモデル化と確認行動生成アルゴリズムの構築に取り組んだ。さらに、収集した人とロボットの対話データから語彙の引き込みについて新たな知見を得た。具体的には、人同士の対話における語彙の引き込みが人とロボットの間でも生じるということを統計的に示した。特に、人がロボットに対して環境中の物体を指示し、ロボットがその指示された物体を確認するという、人とロボットが物理的な空間を共有した状況における物体指示対話において、物体指示に用いられる語彙の引き込みが生じることを明らかにした点が新しい。人同士の研究でも、その状況での物体指示対話で語彙の引き込みが生じることは明らかにされていなかった。語彙の引き込みは、人の対話の原則の理解や人と人工物の自然な対話インタフェースの開発に重要であると考えられている。本研究成果は、実環境で活動する社会的なロボットの自然言語インタフェース設計に役立つ重要な知見である。この結果は、ソーシャルロボットのインタラクションを専門的に扱う国際論文誌IJSRに投稿中である。人の指示行動のモデル化について、上記の対話データから、人が物体を参照する際の特徴として、物体に記載されている文字列、色、大きさなどを用いることが分かった。ただし、物体の内容や配置により、どの特徴がどの程度用いられるかに違いがあることも明らかになったため、今後、複数の配置パターンで使用される特徴の関係を明らかにする予定である。確認行動生成アルゴリズムの構築について、人の指示発話に対する音声認識と指さし認識に基づいて、指示物体の候補を推定するシステムのプロトタイプを構築した。今後、ロボットの確認行動生成アルゴリズムを構築し、指示発話ー認識ー確認までのインタラクションを実現するようシステムを拡張する予定である。本研究では、人間とロボットの物体指示対話における語彙の引き込み現象に関する研究と、その知見に基づいて、人間から指示物体認識しやすい言葉と指さし動作を引き出し、指示物体認識精度を向上させるためのロボットの確認行動生成アルゴリズムに関する研究を実施した。まず、語彙の引き込み現象に関する研究では、人間が環境中の物体をロボットに指示しそれをロボットが確認するという状況を設定し、人間に複数の物体を繰り返し指示させ、その時の指示で用いられた言葉が、ロボットが確認で使用した言葉と一致するかどうかを計測した。その結果、被験者はロボットが確認で使用した言葉を用いて次回の指示を行う傾向があった。すなわち、人間とロボットが物理空間を共有する状況で語彙の引き込み現象が生じることを示した。次に、先の研究を通じて、語彙の引き込み現象に加えて見出された、ロボットが確認で冗長な情報を用いると、人間は指示の情報を減らすという傾向を考慮し、ロボットは物体の確認において物体を特定するために冗長ではないが十分な量の情報を用いるべきであるという仮説を立て、これを実現する確認行動生成アルゴリズムを構築した。これは、ロボットがそのような確認を行うことにより、人間は自らの指示における情報を減らすことがない一方で、語彙の引き込み現象により、ロボットの使用する十分な情報を用いて指示を行うようになると考えられるためである。この設計の有効性を検証するため、提案設計による確認を行うロボットと、物体の持つ情報をすべて用いた冗長な確認を行うロボットで、指示物体認識の精度を検証した。その結果、提案設計による確認を行うロボットとインタラクションしたほうが、認識精度が向上することを示唆する結果が得られた。知能ロボティクス人の指示行動に関するデータを収集するための実験システムは構築済みであり、すでにいくつかの指示行動に関するデータを保有している。複数の配置パターンで使用される特徴の関係などを調査するための実験も、枠組みはすでに構築されているため、迅速に実施することができる。確認行動生成アルゴリズムの構築についても、人の指示発話に対する音声認識と指さし認識に基づいて、指示物体の候補を推定するシステムのプロトタイプをすでに構築しており、ロボットの確認行動に対する人の振る舞いに関するデータ収集を行うための準備は整っている。以上の事は、当初の研究計画に記載したスケジュールの通りであり、研究は概ね順調に進展していると考える。現在、本研究は当初の研究計画に示した通りに順調に進展しているため、研究計画の変更はない。今後、構築された指示物体認識システムのプロトタイプを用いて、人の指示発話から推定された指示物体候補の確信度から、ロボットの確認行動を生成するアルゴリズムを構築する。アルゴリズム構築のために、ロボットが確認発話を行った場合の人の指示行動の変化をより精緻に調べるための実験を行い、ロボットの確認発話と人の指示行動の対のデータを収集し、その共起関係について分析を進める。

構築された確認行動生成アルゴリズムをロボットに実装し、人が指示した物体を認識し、ロボットがその物体を確認する指示物体認識システムを完成させる。この指示物体認識システムを用いて、提案アルゴリズムに基づいたロボットによる確認発話が、指示物体認識の誤認識の低減に有効かどうかの検証を進める。具体的には、確認行動生成アルゴリズムを導入する場合とそうでない場合、また明示的にある言葉を使って指示するように依頼する場合で、指示物体認識誤りの発生回数、人の指示発話の曖昧性、被験者のロボットに対する印象などを評価する。当該年度は、実験システムの構築及び被験者実験を主に進め、実験結果の論文投稿を重視したことで、当初予定していた学会参加を行わなかった。そのため、実験システム構築に必要な物品費や被験者実験の謝金等が増加した一方で、旅費や学会参加費などの支出が抑えられた。結果として、次年度使用額が若干生じることとなった。次年度使用額は、学会参加に伴う旅費及び参加費等に使用する予定である。
大気環境における塩素化多環芳香族炭化水素の動態解析ならびに生態影響評価

本研究では塩素化多環芳香族炭化水素類(Cl-PAHs)の生態影響評価として、Cl-PAHsにおける内分泌かく乱作用ならびに変異原性について検討した。測定には35環系からなる19種類のCl-PAHを用いた。内分泌かく乱作用の評価システムとしては、ヒト由来のダイオキシンレセプター(AhR)遺伝子を組み込んだ酵母を用いて、試験物質の受容体結合能ならびにDNA転写活性化能をレポーター遺伝子であるβ-ガラクトシダーゼ活性により測定する方法を用いた。また、酵母two-hybrid法によるエストロゲン(ER)活性についても評価した。変異原性試験は、SOS反応を利用したumu-testにより評価した。はじめに、これらの評価を行うにあたり、簡便かつ小規模で評価できる分析操作について検討した。その結果、マイクロプレートリーダーを用いてマイクロプレート上で簡便かつ定量的に測定できる方法を確立した。AhR結合能試験においては、いずれのCl-PAHにおいてもβ-ガラクトシダーゼ活性を検出することができ、その値は濃度依存的に増加することがわかった。とくに、3,8-ジクロロフルオランテンや6-クロロクリセンではBaP以上の活性を有していた。よって、Cl-PAHは生体内に取り込まれた際、内分泌攪乱作用を引き起こす可能性を初めて明らかにすることができた。一方、ER活性においては、いずれのCl-PAHにおいても結合能を示さなかったことから、Cl-PAHsはダイオキシン類と類似した生体反応を示すことが推測された。また、Cl-PAHsは、S9存在下で変異原性を示したが、S9非存在下では変異原性を示さなかった。このことから、Cl-PAHsは直接変異原性を有しておらず、代謝されることによって変異原性が誘発することが示唆された。今年度は、これまで環境中の実態が明らかとなっていなかった塩素化多環芳香族炭化水素類(Cl-PAHs)の環境動態を明らかにするため、その分析手法の確立を進めてきた。まず、標準試料となるCl-PAHsの合成を行った。その合成方法は、予想されるCl-PAHsの生成機構を模して、N-クロロコハク酸イミドを用いた多環芳香族炭化水素類(PAHs)の直接塩素化法を採用した。ターゲットとなるPAHsは3から5環系PAHsから、環境濃度、毒性などを考慮し、ベンゾ(a)ピレンなどを含めた5種類のPAHsを選択した。これらのPAHsに上記の塩素化法をそれぞれ実施したところ、合計12種類のCl-PAHsを精製・単離することができた。これらのCl-PAHsの構造に関しては、現在解析を行っているところである。一方、大気中におけるCl-PAHsの汚染実態の調査を行うにあたり、最適な分析法を検討した。大気試料はハイボリュームエアーサンプラーで捕集した大気浮遊粉塵試料からジクロロメタンによる超音波抽出法にて調製したものを粗抽出液とした。さらに、シリカゲル-Sepakでクリーンアップを行なった後に最終試料とした。分離分析はGC-MS(SIMモード)を採用した。これら一連の分析手法を用いることで、測定に十分満足し得る精度を得ることができた。現在、実際の大気浮遊粉塵試料を分析する段階に入っており、今後、大気環境中のCl-PAHsの経年変化を調べるため、本学に保存してある過去8年分の大気浮遊粉塵試料を分析する予定である。さらに、自動車排ガス物質、焼却施設における焼却灰などの試料も分析を行い、大気環境中のCl-PAHsの発生源に関しても検討する予定である。本年度は、塩素化多環芳香族類(Cl-PAHs)の光安定性ならびに変異原性について精力的に研究を実施した。まず、Cl-PAHsの光安定性に関しては、大気微小粒子表面組成をモデルにした溶液に、昨年度合成し構造決定された12種類のCl-PAHsをそれぞれ溶解させ、光照射を行うことで評価した。その結果、いずれのCl-PAHsも一次反応的に光分解が進行し、その分解速度定数を比較すると、Cl-PAHsの種類によっては約50倍の違いが見られた。さらに、GC-MSによってCl-PAHsの光分解生成物を検索したところ、4種類のCl-Phenantherene、ならびにCl-Benz[a]anthraceneにおいて、いくつかの酸化された化合物を推定することが出来た。この結果より、Cl-PAHsは光照射を受けると、まず脱塩素化が進行し、次いで溶存酸素による酸化反応で分解が進行すると推測した。Cl-PAHsの変異原性に関しては、DNA修復機構であるSOS応答を利用したumuアッセイにて評価した。現在まで、2,3のCl-PAHsに限られているが、代謝活性物質(S9)を添加することにより、SOS応答があることを確認した。現在、残りのCl-PAHsについても検討を行なっている。さらに、今年度は昨年度に引き続き、本学に保存していた過去10年間の大気粉塵試料からCl-PAHs濃度を分析した。この結果、Cl-benzo[a]pyreneを除いたCl-PAHsは冬季に高濃度となり、夏季に低濃度となる傾向が認められた。

内分泌かく乱作用の評価システムとしては、ヒト由来のダイオキシンレセプター(AhR)遺伝子を組み込んだ酵母を用いて、試験物質の受容体結合能ならびにDNA転写活性化能をレポーター遺伝子であるβ-ガラクトシダーゼ活性により測定する方法を用いた。また、酵母two-hybrid法によるエストロゲン(ER)活性についても評価した。変異原性試験は、SOS反応を利用したumu-testにより評価した。はじめに、これらの評価を行うにあたり、簡便かつ小規模で評価できる分析操作について検討した。その結果、マイクロプレートリーダーを用いてマイクロプレート上で簡便かつ定量的に測定できる方法を確立した。AhR結合能試験においては、いずれのCl-PAHにおいてもβ-ガラクトシダーゼ活性を検出することができ、その値は濃度依存的に増加することがわかった。とくに、3,8-ジクロロフルオランテンや6-クロロクリセンではBaP以上の活性を有していた。よって、Cl-PAHは生体内に取り込まれた際、内分泌攪乱作用を引き起こす可能性を初めて明らかにすることができた。一方、ER活性においては、いずれのCl-PAHにおいても結合能を示さなかったことから、Cl-PAHsはダイオキシン類と類似した生体反応を示すことが推測された。また、Cl-PAHsは、S9存在下で変異原性を示したが、S9非存在下では変異原性を示さなかった。このことから、Cl-PAHsは直接変異原性を有しておらず、代謝されることによって変異原性が誘発することが示唆された。
ゲルマニウムナノ結晶の秩序化によるナノクリスタルメモリーの作製

本研究では、海外共同研究者であるDr.Berbezierとともに集束イオンビーム(FIB)でGaのイオン注入により形成された欠陥の多い部分にのみ選択的にGeが成長することを利用したGeナノ結晶の成長位置の制御およびGeとSiの4%近くの格子不整合による歪みを利用したGeナノ結晶サイズの自己制御を試みた。堆積するGeナノ結晶の位置を決定するために、FIBで形成したシリコン表面の欠陥分布を利用した選択成長を行ったが、FIBで注入したGa残留を除去するために行った熱処理により欠陥分布が不明瞭となり、FIBでイオンを注入したところのみにGeナノ結晶を成長したり、Geナノ結晶層を単層化することは困難であった。そこで、SiO_2をマスクとした選択成長とFIBによる欠陥分布による選択成長の相乗効果を狙ったところGeナノ結晶を整然と並べることに成功した。しかし、Geナノ結晶サイズは、数十nmと大きく、密度もせいぜい10^<10>cm^<-2>オーダーで、ナノクリスタルメモリーのフローティングゲートとして応用するには、更なる改善が望まれた。一方、電通大では、これまで行ってきた超音速ジェットノズル付ガス中蒸発法により数nmのGeナノ結晶を作製し、それをフローティングゲートのメモリーノードとして利用することを検討した。この方法で堆積したナノ結晶は、何層にも重なりあい、堆積時間を短くすると単層にはなるものの密度が非常に低いものであった。そこで、SiO_2上でGeナノ結晶がある程度重なり合った2から3層程度のものを熱処理することにより、単層化することを見出した。これは、Geナノ結晶同士の結合は弱いが、Geナノ結晶と下地のSiO_2の結合は強いことに着目して、熱処理で、重なり合ったナノ結晶を脱離させSiO_2上のナノ結晶のみを残すという方法である。この奇抜な発想により、単層化した10^<12>cm^<-2>オーダーの高密度のGeナノ結晶をSiO_2上に配列することに成功した。単層化したGeナノ結晶をフローティングゲートとしたMOSキャパシターを作製し、そのC-V特性より、ナノ結晶への電子注入によるフラットバンド電圧のシフトを確認した。本年度は、研究代表者である野崎が海外共同研究者であるDr. Berbizierのもとに2ヶ月半近く滞在し、本年度の研究計画の詳細について説明し、電通大で必要とする試料について話し合い、滞在期間中に分子線エピタキシー(MBE)法でそれらの試料を作製した。作製した試料は、Si上にSurfactantとしてSbを堆積したのちゲルマニウム(Ge)を島上に成長した。Sbの効果は、Geの島の密度を多くし、サイズを小さくする。Geは、Siの格子不整合から生じる歪により島状となる。Geの島を10nm程度の厚さのSiでキャップした構造を酸化することにより、本研究の目的であるGeナノクリスタルをゲート酸化膜中に分散させたナノクリスタルメモリーのゲートが形成される。MBE法により、集束イオンビーム(FIB)との組み合わせ、または成長条件の最適化によりGeを規則正しく配列することが可能なので、酸化後もGeナノクリスタルを整然と配列したゲート酸化膜が実現できると考える。野崎は、MBE法で作製した試料を持ち帰り、その酸化を試みた。研究分担者内田のラマン、TEM観察による評価では、高温で熱酸化すると、Geの上部のSiは酸化されるが、Geが酸素の拡散を妨げて下部のSiは酸化されずSiのままであることがわかった。

また、高温で酸化するとGeがなくなってしまった。Geの下部のSiを酸化するには、Geの島同士が離れて、酸素が島の間のSiを酸化することが必要である。島が小さい場合は、Geの島の下で酸化は横方向にも進み、その結果GeナノクリスタルをSiO_2中に埋め込むことができると期待される。GeのサイズをそろえるためにUV光照射による光酸化を試みたが、Geの島のサイズの変化は、ラマンからもTEMからも認められなかった。これはUVの光強度が弱く、10nmのSiのキャップがUVを吸収し、キャップ下のGeの島にUV光が届きにくいことが原因と思われる。来年度は、熱酸化、光酸化条件をさらに検討する。表面電位計測アタッチメントを購入し、既存の日本電子製のAFMにとりつけ、試料の表面のナノメートルオーダーでの表面電位分布を測る様調整を開始した。来年度は、導電性AFM、AFM、ケルビンプローブ(表面電位分布測定)を活用して、SiO_2中に埋め込まれたGeナノクリスタルの同定技術を確立する。本年度は、ゲルマニウム(Ge)ドットの光酸化装置として、UV照射装置が取り付けられ、基板温度制御が可能な真空チャンバーを設計し、外注した。もっとも基板をUV照射装置に近づけた場合、購入したUV照射装置から照射されるUV光により、基板温度が400°Cまで上昇することがわかり、基板の水冷を行った。これにより、基板温度を150°Cまで下げることが可能となり、UV光輝度、基板温度をある程度個別に制御した光酸化実験を行うことが可能となった。研究代表者の野崎は、7月初めに1週間海外共同研究者であるDr.Berbezierのもとに滞在し、供給してもらうMBEで作製したGeドットの試料について話し合い、試料供給においては、Dr.Betbezierのはからいで、ドイツのnstitut fur Schichten und GrenzflachenのDrs.Vescan、Stoicaからも供給されることになった。ドイツのグループは、Dr.Berbezierと共にSiGeに関するEC共同研究プロジェクトを行っており、最近LP-CVD法によりGeドットの配列に成功しておりヨーロッパではGeのナノドット作製に関する研究では名高い。供給された試料を光酸化、熱酸化し、GeドットがSiO2に埋め込まれるかどうか、野崎は、3月初めにカリフォルニア大学バークレー校に1週間滞在し、Yu教授の協力によりラマン散乱法により評価する予定である。Yu教授は、Geナノクリスタルの評価には、ラマンスペクトルの低波数に現れるLambモードが最適であることを最近のPhysical Review Bで発表しており、来年度におけるYu教授との共同研究への発展は本研究でのGeナノクリスタル評価には重要となる。Geのラマンスペクトルはピークが300cm-1にみられるのであるが、理論上ナノクリスタルにおけるフォノンの閉じ込めによるピークのシフト、ブロードニングからGeナノ粒子のサイズを決めることができるが、Ge粒子の層が一層の場合、強度が弱くノイズがのりやすく、サイズの判定が困難であったので、Lambモードによる評価に大いに期待したい。
測度双曲性多様体の標準束上の特異エルミート幾何

今年度は準射影代数多様体上の負のリッチ曲率を持つ(概完備)ケーラー・アインシュタイン(KE)計量の境界因子への漸近挙動にっいて考察を行った.この研究は, Tian-Yau,板東,小林(亮),そして辻による負のリッチ曲率を持つ(概完備)KE計量の存在定理に端を発しており,その存在のための条件として「随伴束の正値性」が必要である.一方で,同じ正値性の条件の下で,境界の近くでボアンカレ増大である完備ケーラー計量を随伴束のクラスからとると,それを初期計量とする正規化されたケーラー・リッチ(KR)流が先程のKE計量に時間無限大で収束することがLott-Zhang, Chauによって示されている.そして,これまでこれらの標準計量の境界漸近に関しての研究がいくつか成されている.まず「随伴束の正値性」の中で対数的標準束が豊富である場合, KE計量を境界に漸近させると,境界因子上のKE計量に近づくことがSchumacherによって示された.一方,上述のKR流に関しての境界漸近は,境界上の対応するKR流に近づくことがLott-Zhangによって得られている.私は今年度, Schumacherの結果を参考に,一般の随伴束の正値性条件の下(この場合には境界はKE計量を許容しない)では,「KE計量を境界に漸近させると,境界上の一般化されたKE計量に近づく」と予想を立て,その解決に向けて様々な考察を行った.この予想は複素曲面の場合は正しいと知られているが,私がこの予想に関して今年度得た成果は,「境界が一般型であれば予想は正しい」ということである.その証明の鍵は,境界の標準因子の固定点集合の近傍の外では,上述のKR流はKE計量に一様収束する,という事実である.これとLott-ZhangによるKR流の境界漸近,そしてKR流は一般化KE計量に収束するという辻, Song-Tianの結果を組み合わせると主張が従う.測度双曲性そのものに関する研究成果をあげることが出来なかったが,測度双曲性を定める擬体積形式と同様に内在的であるケーラー・アインシュタイン計量とケーラー・リッチ流に関する知識や成果を得ることが出来た.それらは全てリッチ曲率が負に近い多様体特有であり,そして測度双曲性を満たす多様体はリッチ曲率が負に近いと期待されているので,その性質を理解できたという点では進展していると考えている.今後は測度双曲性のみだけでなく,それと関速したリッチ曲率が非正な多様体に関する特有の性質(例えば一般化されたケーラー・アインシュタイン計量とケーラー・リッチ流等)も調べることが重要であると考える.それによって,測度双曲多様体の性質を研究する手段・方法そして感覚を得られるからである.特に研究実績でも述べたような「準射影代数多様体上の概完備ケーラー・アインシュタイン計量の境界漸近と,境界因子上の一般化されたケーラー・アインシュタイン計量の関係」についての予想の解決を目指したい.ただし同時進行で測度双曲性自体の研究も行う予定である.例えばカラテオドリー測度双曲多様体の余接束の巨大性を導きだすことを第一の目標としたい.手法としては,カラテオドリー計量という特異な複素フィンスラー計量の曲率を多重ポテンシャル論を駆使して調べることある.また小林測度双曲性に関しても,標準束の正値性を測る小平次元と関連した中間の小林測度双曲性を測る様な測度を見つけ出したい.それは小平次元の普遍被覆での不変性に応用出来るのではないかと考えている.今年度は,対数的標準因子が豊富な準射影的多様体の上のあるorbifold Kahler-Einstein(KE)計量と(正規化された)Kahler-Ricci(KR)流の列に対して,その境界上の極限について考察した.そして境界因子が単純正規交差を持つ場合に,その列が,境界因子の規約成分のいくつかの共通部分上では,それぞれ完備なKE計量とKR流に収束することを示した.標準因子の正値性は測度双曲多様体の持つべき性質として期待されており,従ってKE計量とKR流の性質を調べることは,測度双曲多様体に対する理解を深める上で意義があると考えられる.この研究に関しての先攻研究としては,Tian-Yau, S. Bando, H. Tsujiによってorbifold KE計量の列は,射影多様体の内部において完備なKE計量に収束することが示されている.その一方で,内部の完備なKE計量とKR流の境界への漸近挙動に関しては,それぞれG. SchumacherとLott-Zhangによって境界上の完備なKahler-Einstein計量とKahler-Ricci流に(接方向に近づけたときに)漸近することが知られている.従って,orbifold KE計量とKR流の境界上の極限も完備なKE計量とKR流であると期待するのは自然であり,実際にそれが成り立つことを確かめたのが,私の本年度の結果である.その証明はSchumacherの技法に依る.KR流の場合に簡潔に述べると,まず境界上のorbifold KR流を適切に内部に拡張し,それを内部のorbifold KR流のリファレンス計量と見なす.その時のポテンシャル函数が,ある特別な境界で発散する函数を掛けても(微分が)一様に有界であることを示すことが出来る.その議論の際に,その積函数に対する放物型偏微分方程式の楕円定数の一様性,そしてシャウダー評価等が重要となる.今年度は準射影代数多様体上の負のリッチ曲率を持つ(概完備)ケーラー・アインシュタイン(KE)計量の境界因子への漸近挙動にっいて考察を行った.

この研究は, Tian-Yau,板東,小林(亮),そして辻による負のリッチ曲率を持つ(概完備)KE計量の存在定理に端を発しており,その存在のための条件として「随伴束の正値性」が必要である.一方で,同じ正値性の条件の下で,境界の近くでボアンカレ増大である完備ケーラー計量を随伴束のクラスからとると,それを初期計量とする正規化されたケーラー・リッチ(KR)流が先程のKE計量に時間無限大で収束することがLott-Zhang, Chauによって示されている.そして,これまでこれらの標準計量の境界漸近に関しての研究がいくつか成されている.まず「随伴束の正値性」の中で対数的標準束が豊富である場合, KE計量を境界に漸近させると,境界因子上のKE計量に近づくことがSchumacherによって示された.一方,上述のKR流に関しての境界漸近は,境界上の対応するKR流に近づくことがLott-Zhangによって得られている.私は今年度, Schumacherの結果を参考に,一般の随伴束の正値性条件の下(この場合には境界はKE計量を許容しない)では,「KE計量を境界に漸近させると,境界上の一般化されたKE計量に近づく」と予想を立て,その解決に向けて様々な考察を行った.この予想は複素曲面の場合は正しいと知られているが,私がこの予想に関して今年度得た成果は,「境界が一般型であれば予想は正しい」ということである.その証明の鍵は,境界の標準因子の固定点集合の近傍の外では,上述のKR流はKE計量に一様収束する,という事実である.これとLott-ZhangによるKR流の境界漸近,そしてKR流は一般化KE計量に収束するという辻, Song-Tianの結果を組み合わせると主張が従う.測度双曲性そのものに関する研究成果をあげることが出来なかったが,測度双曲性を定める擬体積形式と同様に内在的であるKahler-Einstein計量とKahler-Ricci流に関する知識や成果を得ることが出来た.それらは全てRicci曲率が負に近い多様体特有であり,そして測度双曲性を満たす多様体はRicci曲率が負に近いと期待されているので,その性質を理解できたという点では進展していると考えている.測度双曲性そのものに関する研究成果をあげることが出来なかったが,測度双曲性を定める擬体積形式と同様に内在的であるケーラー・アインシュタイン計量とケーラー・リッチ流に関する知識や成果を得ることが出来た.それらは全てリッチ曲率が負に近い多様体特有であり,そして測度双曲性を満たす多様体はリッチ曲率が負に近いと期待されているので,その性質を理解できたという点では進展していると考えている.今後は測度双曲性のみだけでなく,それと関連したRicci曲率が非正な多様体に関する特有の性質(例えばKahler-Einstein計量とKahler-Ricci流等)も調べることが重要であると考える.それによって,測度双曲多様体の性質を研究する手段・方法そして感覚を様々得られるからである.ただし同時進行で測度双曲性自体の研究も行う予定である.例えばCaratheodory双曲多様体の余接束の巨大性について,主にCaratheodory計量という特異な複素Finsler計量の曲率を多重ポテンシャル論を駆使して調べることで,導きだすことを第一の目標としたい.また小林擬体積形式の曲率カレントの正値性に関する研究も継続して行うつもりである.そして辻元先生による予想の解決を目指したい.
ミトコンドリアの呼吸活性と生合成に対する酸素輸送担体発現の意義

ヒトが活動するに当たり酸素は必要不可欠である。酸素は細胞内のミトコンドリアで消費され活動エネルギーのもととなるATPを生み出す。筋細胞内で細胞外からミトコンドリアまでの酸素運搬を補助し大量の酸素を貯蔵しているのがミオグロビンと呼ばれるタンパク質である。本研究では、ミオグロビンの発現制御機構とその生理的意義を明らかにすることを目的とした。詳細な解析の結果、ミオグロビンの発現増加には細胞内cyclic AMP濃度の上昇が重要であることが明らかとなった。骨格筋収縮時において、有酸素性エネルギー代謝の中心的役割を担うのはミトコンドリアである。ミトコンドリアへの円滑な酸素供給により有酸素性エネルギー代謝活性は維持される。ミトコンドリアへの主たる酸素供給は、筋細胞内に存在する色素タンパク質であるミオグロビン(Mb)によって行われ、平常時は筋内に酸素を貯蔵する役割を果たす。本研究はミトコンドリアとMbの発現増加メカニズムを解明することを目的とした。先ず、数種類の化合物を用いて、ミトコンドリアマーカータンパク質とMbタンパク質の発現亢進とシグナル伝達経路の探索を行った。ラット由来の骨格筋細胞を用い、5日間の分化誘導培養の後、化合物を分化誘導培地に添加し、5日間培養した。結果、Mbタンパク質発現は有意に増加した。Mb発現のシグナル伝達経路に関しては解析中である。骨格筋収縮時において、有酸素性エネルギー代謝の中心的役割を担うのはミトコンドリアであり、ミトコンドリアへの円滑な酸素供給は有酸素性エネルギー代謝活性の維持に重要である。筋細胞外から筋細胞内のミトコンドリアへの酸素供給は、筋細胞内に存在する色素タンパク質であるミオグロビン(Mb)によって効率的に行われると考えられており、平常時は筋内に酸素を貯蔵する役割も果たす。本研究は1.Mbタンパク質の発現増加メカニズムの解明と2.Mbタンパク質の増加が及ぼすミトコンドリア機能への影響の検証といった2つの目的がある。本年度は前年度に引き続き、ラット由来骨格筋細胞L6を対象として、Mb発現を活性化させると推測されるシグナル経路の活性化剤を細胞培養液に添加し、Mbタンパク質とミトコンドリアマーカータンパク質(VDAC、COXIV)の発現亢進とシグナル伝達経路の探索を行った。前年度に用いた薬剤よりも特異的なシグナル伝達経路活性化剤を数種類分化誘導培地に添加し、72時間培養したところ、Mbタンパク質発現は有意に増加した。これらの結果から、これまでに報告されていなかったシグナル伝達機構を介してMbタンパク質が合成される可能性が示唆された。また、更に詳細なシグナル経路の検証を行うため、Mb遺伝子プロモーター領域のレポーターアッセイを行った。先行研究で示唆されているMb発現とカルシウムシグナルとの関連性についても細胞内カルシウムイメージング法を用いて検証を行っている。本研究は、遺伝子導入により骨格筋細胞内のMb発現を調節し、酸素輸送担体:ミオグロビン(Mb)とミトコンドリアの相互作用、親和性、ならびに呼吸活性について検証するとともに、ミトコンドリア生合成に関わるシグナル伝達因子・抗糖尿病標的因子との関連も検証し、Mbの発現意義を明らかにすることを目的とする。平成23年度は1、Mb過剰発現細胞株の樹立と2、Mb過剰発現細胞株におけるMbタンパク質とミトコンドリアマーカータンパク質発現の検証に取り組んだ。その結果、以下に示す研究成果を得た。1、エピトープタグであるc-mycを付加したmyc/Mb/pcDNA3発現ベクターを用いてラット由来骨格筋芽細胞(L6)にリポフェクション法による遺伝子導入を行い、Mbを安定して過剰発現する細胞株3系統を得た。2、得られたMb安定発現細胞株を用いて、ミトコンドリアマーカータンパク質を検出したところ、VDAC1、COX4発現の亢進を確認した。しかしながら、細胞株系統間におけるMbタンパク質量とミトコンドリアマーカータンパク質量の相関関係は認められなかった。よって、Mbタンパク質過剰発現により、ミトコンドリア生合成が調節される可能性が示唆されるものの、さらなる検証が必要と考えられた。また、他にも3、共免疫沈降法を用いた電子伝達系タンパク質(e.g. COX4)とMbタンパク質の共局在の検証と4、Mb過剰発現細胞株における呼吸活性についても検証中である。以上より、Mbが単なるO2結合タンパク質ではなく、ミトコンドリアを中心としたエネルギー代謝調節機構に関わるタンパク質の一つである可能性が示唆された。糖尿病に代表される生活習慣病がミトコンドリアの機能低下に関わる可能性が示唆され、ミトコンドリアのエネルギー代謝メカニズム解明への期待が急速に高まっている。我々のグループは酸素輸送担体:ミオグロビン(Mb)に注目し、Mbが収縮中の筋細胞の呼吸活性に関与し、ミトコンドリアのエネルギー代謝をコントロールする可能性を示唆した。しかしながら、細胞内の酸素流量と呼吸活性レベル、ならびにMb発現量との関係については未だ明らかにされていない。

本研究では、Mbの発現制御機構とその生理的意義を明らかにすることを目的とした。我々はラット骨格筋培養細胞を用いてMb発現のシグナル伝達メカニズムの詳細な解明を行い、Mb発現増加には細胞内cAMP濃度の上昇が重要であることが明らかとなった。運動生理・生化学金沢大学人間科学系博士研究員の任期が終了し、平成24年度4月より立命館大学理工学部博士研究員として着任したことにより、平成24年度の計画である遺伝子導入実験や呼吸活性測定実験が遅れている。しかしながら、平成25年度に計画していた“Western Blot法によるPGC-1α, mTOR, SIRT1等の発現解析"についてはMb発現を増加させる化合物を用いた培養条件を探索し、確立できた。このため、次年度はミオグロビンの発現意義についての詳細な解析が進展すると期待される。よって、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。Mb発現メカニズムの解明において、転写因子(PGC-1α、NFATなど)の解析は重要である。しかし、これらの転写因子は細胞質と核の両方に存在するタンパク質であるため、ウェスタンブロット法による検出が困難であったことと再現性が乏しかったことから転写因子の検出に予想以上に時間を費やした。また、計画の変更に伴い、新たな実験系の構築が必要となり、その準備にも予想以上に時間を費やした。よって、研究推進がやや遅れていると判断した。しかしながらMbタンパク質発現メカニズムの解明に大きく貢献できる知見が揃いつつある。平成23年度に計画していたMb発現抑制モデルについては計画よりも遅れているが、平成24年度に計画していたMb過剰発現モデルにおける1、ミトコンドリアの呼吸活性測定、2、ミトコンドリア関連タンパク質との共局在性、3、ミトコンドリア生合成シグナルの検証の3つについては計画よりも進んでいるため、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。化合物によるミトコンドリアとMb発現のシグナル伝達経路を亢進・抑制し、そのシグナル解析を行うことで、平成24年度以降の計画を遂行し、細胞内エネルギー代謝におけるMbの発現意義を明らかにする予定である。これまでにシグナル伝達経路と転写因子の特定、Mbタンパク質発現の鍵となる刺激に関して一定の成果が得られている。今年度はMbタンパク質発現メカニズムのさらに詳細な解明とミトコンドリア呼吸活性、生合成に関しての研究推進を図り、成果をまとめる予定である。当初の研究計画に則り推進するが、Mb発現抑制モデルに関しては、Mb過剰発現モデルの解析とMbとミトコンドリア生合成シグナルの検証を終えた後、または可能な限り並行して推進する予定である。平成24年度4月より立命館大学理工学部博士研究員として着任したことにより、平成24年度の計画である遺伝子導入実験や呼吸活性測定実験の立ち上げが立命館大学では困難となった。着任先の研究分野がこれまでと大きく異なるため、実験系・研究費の使用を精査し、組み直したところ、当初高額になるはずであった遺伝子導入関連の試薬等が不必要になったため、未使用額が生じた。
共分散構造分析を行うためのソフトウェアの開発

パーソナルコンピュータ用BASCI言語を用いて共分散構造分析モデル(重回帰分析,多変量回帰分析,パス解析,確認的因子分析,高次確認的因子分析)を解くプログラムを開発した.特徴はユーザがLISRELモデルに準拠する母数行列を用いて推定・制約・固定母数をSUBプロシ-ジャへ宣言する点,既存のプログラムよりも交差妥当性の検討が容易に行える点にある.実行に必要なコマンドはできる限り親しみやすい仕様とした.母数の推定には最小自乗法,一般化最小自乗法,最尤推定法を利用できる。主な出力は母数の(標準化)推定値,標準誤差,t値,適合度統計量(x自乗統計量,AIC,CAIC,ECVI,GFI,AGFI,RMR),全母数による誤差関数の一次微分,母数の分散共分散・相関係数行列,任意の2つの母数を等値とする帰無仮説を検定するためのt値である.また,平行測定・タウ等化測定・同族測定モデルを想定したときの信頼性係数を推定することもできる。