hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
球状星団の観測による50億年後の太陽の進化モデル構築

本研究では、太陽質量程度の星が誕生後100億年程度で迎える進化の最終段階の解明を大きな目標として、球状星団の近赤外線観測を行っている。銀河系では約150個の球状星団が見つかっているが、そのどれもが100億年程度の恒星集団でちょうど太陽と同じような星が進化の最終段階に差し掛かっている。名古屋大学や国立天文台が南アフリカ共和国に建設したIRSF望遠鏡を用いて、球状星団の近赤外線観測を行っている。本観測は、現在知られている150個の星団のうち、IRSFから観測できる143個を観測するという他に類を見ない大きなものである。太陽は進化の最終段階でII型セファイドやミラと呼ばれる脈動変光星になると考えられているが、長期の反復観測によってこれらの脈動の性質を調べることができる。今年度は、7月に3週間にわたって南アへ渡航し観測を行った他、これまでの観測データを解析した。その結果、II型セファイドやミラ型変光星に対応する周期1日以上の変光星712個の変光星カタログが完成した。これはこれまでで最も大規模かつコンプリートに近い観測に基づいた球状星団の変光星カタログであり、多くの星に対して初めて得られた近赤外線での観測結果である。特に、II型セファイドに関する結果をMonthly Notices of the Royal Astronomical Society誌上で発表した。この論文は近赤外線におけるII型セファイドの周期光度関係を初めて明らかにしたもので、II型セファイドがほとんど同じ質量をもつ星の集団であることがわかった。このことは、太陽の終末期ではII型セファイドへ変化するまでにあまり大きな質量の変化が起こらないことを示唆している。本研究では、太陽質量程度の星が誕生してから100億年程度で迎える進化の最終段階がどのようなものかを、球状星団の近赤外線観測によって調べている。銀河系では約150個の球状星団が見つかっており、そのどれもが100億年程度の古い恒星集団で、ちょうど太陽と同じような星が進化の最終段階にさしかかっている。申請者は名古屋大学や国立天文台が南アフリカ共和国に建設したIRSF望遠鏡を用いて、球状星団の近赤外線観測を行っている。本観測は、現在知られている150個のうち、南半球から観測できる143個を観測するという他に類を見ない大きなプロジェクトであり、2002年から毎年観測を継続している。今年度も7月8月の2ヶ月間、現地に滞在して観測を行った。太陽は進化の最終段階でミラ型変光と呼ばれる脈動を行う時期を過ごすと考えられているが、長期の反復観測によって、100日から1年以上の長いタイムスケール(周期)の脈動の性質を調べることができる。今年度の主な成果は、上記の南アでの観測と以下の2点の研究発表である。ひとつはこれまで行った観測結果をまとめて、ミラ型変光星の性質に関して、イタリアで開催された変光星に関する研究会で発表を行ったこと("Stellar Pulsation and Evolution", Workshop, June 19-24, 2005, Rome, Italy)。もうひとつは、直接観測を用いてはいないが、同じような質量だと考えられている銀河系バルジ領域のミラ型変光星について、ポーランド・米国共同で行われたOGLEプロジェクトのデータベースを用いて行った申請者の研究をMonthly Notice of Royal Astronomical Society誌上にて発表したことである(Matsunaga et al,2005,MNRAS,364,117-125)本研究では、太陽質量程度の星が誕生後100億年程度で迎える進化の最終段階の解明を大きな目標として、球状星団の近赤外線観測を行っている。
動的な環境を認識するための視覚・近接覚統合センサの研究

本研究は視覚センサと超音波近接覚センサとを融合した空間知覚センサと呼ぶべき新しい統合化センサシステムを提案し、単独の感覚だけでは実現が容易でない機能がセンサの統合化によってより簡単に実現可能であることを示すことを目的としている。3次元空間の定位において、視覚は画像面内での横方向と縦方向の2次元に関する定位能力は優れているが、奥行き方向の定位に関してはたとえ両眼視を利用した場合でも十分な性能を実現するのは容易ではない。逆に、超音波近接位置センサは、音波の伝搬時間が比較的容易に正確に測定できるため、奥行き方向の定位能力に優れている。そのため、両者を融合したシステムによる3次元空間定位の実現が期待されるが、従来の超音波位置センサでは縦横方向の定位についてはあまり考慮されていなかったため、視覚と融合させる場合には両センサでの測定結果が同一対象に対するものかどうかを判定することが困難という問題があった。本研究では、超音波位置センサにアレイ送波子を導入することで超音波センサによる縦横方向の位置計測を容易にし、視覚センサと融合する際に問題となる対象の特定および同一性の判定が容易に行えるシステムに関する研究を行った。平成9年度には主に直線配置の超音波アレイ送波子の特性について検討を行った。平成10年度は19素子2次元アレイ送波子を構成し、昨年度の横方向のみの走査から縦方向にも超音波ビームを走査できるようにシステムの拡張を行った。これにより超音波による位置同定を視覚センサで撮像した画像上での位置に正確に対応させて行うことができるようになり、画像中の特定対象の奥行きを含めた3次元位置が画像上にほぼ実時間で表示できるシステムを構成することができた。本研究は視覚と近接覚を統合した空間知覚センサと呼ぶべき新しい統合センサシステムを提案し、単独の感覚だけでは実現困難な機能がセンサの統合化により実現できることの実証を目標としている。視覚と近接覚とが位置に関して異なる特性を示すことを利用して、一方の感覚だけでは得られない3次元情報の計測を行うことを目指す。平成9年度においては、視覚・近接覚統合センサを実現するために超音波センサシステム設計および試作研究を行った。まず、超音波アレイセンサの構成法について検討した。設計に基づいたシミュレーションからアレイ送波子の音場特性を調べ、素子数が9個以上の場合にアジマス方向に十分狭い指向性を持つ超音波ビームが放出されることを確認した。この結果に基づいてアレイ送波子を試作し、実際の音場特性がシミュレーションでの予想と一致することを実験により確認した。このアレイ送波子を超音波受波子と組み合わせた対象位置同定システムを試作し、一般の位置にある対象物を安定に定位でき、同時にある程度の表面形状推定も可能なことを実験により確認した。従来の近接覚センサでは表面形状を同時に測定することは考慮されていなかったが、本システムは空間分解能が高いため同時測定が可能となった。さらに、このシステムでは超音波ビームを任意の注目範囲を短時間に走査することが可能なため、対象の位置同定から追従までの動作を高速に切替えることができた。また、送波子が複数であるため従来と比較して強力な超音波ビームが得られ、計測可能な対象物の形状や反射率の範囲が広くなるという効果も得られた。これらは視覚が不得手とする奥行き位置計測を超音波により行う場合に有利な結果となっている。平成10年度は視覚から得られる位置および速度情報と組合わせることで3次元空間での総合的な位置同定を行うシステムを構成する予定である。
言語・メディア・文化を横断するアダプテーションの総合的研究

かつて原作(オリジナル)の劣化したコピーとして低い地位が与えられがちであった「アダプテーション」(「翻案」「二次創作」など)は、文学、映画、演劇その他の媒体においてすぐれて現代的な創造行為として脚光を浴びつつある。そこにはグローバル化やIT革命によって言語、メディア、文化の境界が消失する「ポストメディア」とも呼ばれる時代背景があり、広義の「アダプテーション」が日常生活の中にも浸透して、内外での研究も盛んに行われている。本研究はアダプテーションの諸相について、研究の領域と方法とをできる限り広範囲に捉え、理論的な考察と絡めつつ多角的・重層的に分析して総合的に把握することを目指す。
腫瘍関連網膜症に関与する新しい網膜特異抗原遺伝子の構造と機能解析

本研究では癌関連網膜症の患者血清が認識する網膜特異抗原として新たに単離されたPTB-like protein(PTBLP)に関する解析を行ってきた。(1)ヒトPTBLPのcDNAクローニング当初、PTBLPのcDNAクローンは新生児ラットのcDNAライブラリーから患者血清を用いた発現スクリーニングによって単離された。ラットのcDNA断片をプローブとして、ヒト網膜由来のcDNAライブラリーから単離した。ヒトPTBLPのアミノ酸配列はラットPTBLPと99.6%、ヒトPTBと75.0%の相同性がみられた。(2)ヒトPTBLP遺伝子のgenomicクローニングと染色体マッピングヒトPTBLPのcDNAをプローブとしてヒトgenomic-BACライブラリーから2個のクローンを単離した。これらのクローンを分析し、エクソン・イントロン構造を解明した。PTBLP遺伝子は14個のエクソンが80kb以上にわたって分布した大きな遺伝子であった。PTBLPのBACクローンを蛍光標識してFISH法により染色体マッピングを行い、PTBLP遺伝子はヒト染色体第1番短椀の21.3-22.1に存在することが明らかとなった。(3)患者血清のPTBLPに対する認識部位の検索PTBLPのcDNAを大腸菌発現ベクターに組み込み、PTBLPの組み換えタンパクを作成した。Western blot法によりこのタンパクを用いて、患者血清の認識部位を検索した。患者血清はPTBLPのC-末端部分にある4番目のRNA認識ドメインを認識した。(4)PTBLP遺伝子の生理機能を解析するために、神経系培養細胞PC12株を用いてNGFによる神経分化との関連などについて分子生物学および細胞生物学的検討を行った。PTBLPの過剰発現は神経分化を抑制した。現在は、PTBLP遺伝子を欠失したマウスの作成を行っている。Western blot法によりこのタンパクを用いて、患者血清の認識部位を検討した。今後はPTBLP遺伝子の生理機能を解析するために、PTBLP遺伝子のノックアウトマウスを作成し、眼の発生分化におけるPTBLP遺伝子の役割、神経系培養細胞を用いて神経分化との関連などについて分子生物学および細胞生物学的検討を行う予定である。本研究では癌関連網膜症の患者血清が認識する網膜特異抗原として新たに単離されたPTB-like protein (PTBLP)に関する解析を行ってきた。

ラットのcDNA断片をプローブとして、ヒト網膜由来のcDNAライブラリーから単離した。ヒトPTBLPのアミノ酸配列はラットPTBLPと99.6%、ヒトPTBと75.0%の相同性がみられた。(2)ヒトPTBLP遺伝子のgenomicクローニングと染色体マッピングヒトPTBLPのcDNAをプローブとしてヒトgenomic-BACライブラリーから2個のクローンを単離した。これらのクローンを分析し、エクソン・イントロン構造を解明した。PTBLP遺伝子は14個のエクソンが80kb以上にわたって分布した大きな遺伝子であった。PTBLPのBACクローンを蛍光標識してFISH法により染色体マッピングを行い、PTBLP遺伝子はヒト染色体第1番短椀の21.3-22.1に存在することが明らかとなった。(3)患者血清のPTBLPに対する認識部位の検索PTBLPのcDNAを大腸菌発現ベクターに組み込み、PTBLPの組み換えタンパクを作成した。Western blot法によりこのタンパクを用いて、患者血清の認識部位を検索した。患者血清はPTBLPのC-末端部分にある4番目のRNA認識ドメインを認識した。(4)PTBLP遺伝子の生理機能を解析するために、神経系培養細胞PC12株を用いてNGFによる神経分化との関連などについて分子生物学および細胞生物学的検討を行った。PTBLPの過剰発現は神経分化を抑制した。現在は、PTBLP遺伝子を欠失したマウスの作成を行っている。
イネの野外ビッグデータを用いた「人工知能」による育種プラットフォームの開発

本研究は5つの研究課題で構成される.(1)「表現型」の標準化:全国の公立の試験育成地でイネ品種を育成するための収量や出穂日などの重要な農業形質,「表現型」から品種・系統のパラメーターを抽出する.(2)「遺伝子型」の標準化:「人工知能」で解析が可能な網羅的な多型情報を開発する.(3)「人工知能」での学習:イネ育種の経過を実績ベースで評価できるニューラルネットワークを構築する.(4)既存のゲノミック予測法による評価:作成した「人工知能」の精度の評価を行う.(5)成長シミュレーションによる予測:「表現型」情報を「人工知能」を用いて,「遺伝子型」とリンクさせる中で,新規品種のパラメーターを予測する.イネを対象に、表現型の実測データとして、統一基準で調査された1000品種以上の形質のデータを用い、これに次世代シークエンサーによる全ゲノムデータを得て統合することで、人工知能による育種プラットホームを作ろうとする研究である。気象データも統合し、環境変化に対応できる革新的な育種法の確立を試みようとするものである。「人工知能」により育種を行う育種プラットーホームの構築を、モデルケースとして初めて実行することから、学術研究として価値がある。イネ野外ビッグデータを活用することで、育種家が持つ経験と勘を人工知能で再現することの意義は大きく、これまで熟練者の経験値によって行われてきた従来のイネ育種が次世代に継承できると期待される。本研究は5つの研究課題で構成される.(1)「表現型」の標準化:全国の公立の試験育成地でイネ品種を育成するための収量や出穂日などの重要な農業形質,「表現型」から品種・系統のパラメーターを抽出する.(2)「遺伝子型」の標準化:「人工知能」で解析が可能な網羅的な多型情報を開発する.(3)「人工知能」での学習:イネ育種の経過を実績ベースで評価できるニューラルネットワークを構築する.(4)既存のゲノミック予測法による評価:作成した「人工知能」の精度の評価を行う.(5)成長シミュレーションによる予測:「表現型」情報を「人工知能」を用いて,「遺伝子型」とリンクさせる中で,新規品種のパラメーターを予測する.
重力レンズクェーサー吸収線系による銀河形成期のハロー進化の解明

本研究課題である「クェーサー吸収線系」の観測的研究を大きく進展させることが期待されている、次世代の近赤外線高分散分光器WINEREDの開発およびそれを用いた観測・研究に参加した。WINEREDは東京大学と京都産業大学の共同で開発された近赤外線高分散分光器であり、高感度、高波長分解能、広波長域を特徴とする高性能な装置である。将来的にWINEREDは海外の大口径望遠鏡に移設される予定であり、クェーサー吸収線系をはじめとして天文学の多くの分野での活躍が期待されている。WINEREDは現在、京都産業大学神山天文台の荒木望遠鏡に搭載されており主に恒星の観測を行っている。特に私は、WINEREDを用いて「diffuse interstellar band」(DIB)と呼ばれる星間物質中の有機分子による吸収線の観測的研究を行った。近年では、クェーサー吸収線系においてもDIBの検出が報告されるなど、本研究課題とも関連の深いテーマである。私は数十天体を観測する系統的な赤外線DIBサーベイを世界に先駆けて行い、その結果過去知られていた5本の赤外線DIBに加えて、新たに15本のDIBを発見することに成功した。本研究は、赤外線波長帯でDIBの高精度かつ大規模な観測的研究が初めて可能となったことを示す重要な成果であり、今後の研究の進展により星間空間における有機分子の性質、反応過程および起源について大きく理解が進むことが期待される。本研究の結果は、投稿論文として発表した他、国内の研究会でも発表した。また、論文の出版に会わせてプレスリリースも行い、いくつかの新聞やウェブニュースに取り上げられるなど、社会的にも注目を集めた。将来的に、WINEREDを用いて本研究課題である「重力レンズクェーサー吸収線系」の観測的研究にも取り組んでいく予定である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。すばる8.2m望遠鏡と近赤外線高分散分光器IRCSを用いて取得された重力レンズクェーサーAPM08279+5255の分光データの解析を、自身で開発したコードを用いて進めた。わずか0.4秒角しか離れていない近接した2つのレンズ像のスペクトルを、高精度に空間分離して抽出する事に成功した。その結果、80億年前の濃いガス雲によるナトリウム元素の吸収線をそれぞれの像に検出し、その空間構造や化学的特性を詳細に調べた。本研究は国際会議で発表したほか、現在論文にまとめ投稿を間近に控えている。本研究は、遠方ガス雲についてナトリウム元素の吸収線を系統的に調べた初めての研究であり、ナトリウム元素が銀河ディスク中のガスのトレーサーとなる可能性を示唆した。今後の継続的な観測によってナトリウム元素と遠方銀河に含まれるガス雲の関連が明らかになっていく事が期待される。また、当初の目的であった銀河ハロー中のガス雲の空間構造についても、2天体の観測を現在までに終了し、現在も継続して解析を進めている。当該年度においては、これまでの観測で得られた2天体について、銀河ハローガスをトレースする1階電離したマグネシウムイオンによる吸収線が、100億光年以上先という銀河形成期の宇宙において検出していることを確認し、その基本的な性質について調べた。今後の更なる詳細な解析によって銀河形成期における銀河ハローガスの空間構造に初めて迫る事が可能になると期待される。また、東京大学と京都産業大学の共同で開発している近赤外線高分散分光器WINEREDの解析コード開発を主導した。WINEREDは将来的に海外の8-10m級の大型望遠鏡に取り付けられ、従来の装置では観測が不可能であった遠方の暗いクェーサーの高精度なスペクトルの取得を可能にする次世代の分光器であり、将来的に本研究課題を強力に推進する装置である。開発されたコードによって効率的で高精度な解析を実現し、将来的な海外展開に向けた装置の開発をソフトウェア面から押し進めた。

また、論文の出版に会わせてプレスリリースも行い、いくつかの新聞やウェブニュースに取り上げられるなど、社会的にも注目を集めた。将来的に、WINEREDを用いて本研究課題である「重力レンズクェーサー吸収線系」の観測的研究にも取り組んでいく予定である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。観測できた天体数が予定より少なくはなったものの、解析については当初の予定通り順調に推移しており研究の進捗はおおむね順調である。2015年2月16日に東京大学理学系研究科からプレスリリースを行い、複数のメディアに取り上げられた(webページ参照)。天体スペクトルの解析をほぼ終了しているので、今後は検出された吸収線系の性質やその解釈を進めていく。予定していた天体数よりも少なくなってしまったので、統計的な有意性が想定よりも下がってしまうという問題があるが、適切にその影響を評価して結果につなげていきたい。
ワーキングメモリの脳内機構に関する総合的研究

本研究の目的は、認知過程の基礎となるワーキングメモリの脳内機構を、認知心理学、脳の神経科学および神経心理学のアプローチから総合的に研究することである。今回の企画調査はその総合的研究に向けて、それぞれの領域の研究者が相互に研究成果の発表、意見交換を行い問題点の確認を行うことを目的とした。研究会議の計画:本年度は「ワーキングメモリの脳内機構」というテーマで、公開シンポジウムを3回、非公開シンポジウムを3回開催した。第1回6月26日(於:京大会館)第2回9月19日(於:関西学院日本心理学会ワークショップと共催)第3回9月20日(於:芝蘭会館)第4回11月6日(於:京大会館)第5回12月14日12月16日(於:琉球大学)第6回2月7日(於:芝蘭会館)本年度の研究集会の討論を踏まえて、現在ワーキングメモリ研究において解明されるべき重要点を以下の3点として決定した。その上で12名の研究者の考えの集約を行った。(1)ワーキングメモリの脳内機構に関して、脳内機構は、機能が局在するのかそれとも分散するのか。(2)ワーキングメモリの定義およびワーキグメモリのモデル。(a)ワーキングメモリと従来の記憶研究で用いられているSTM、LTMとの関係(b)ワーキングメモリにおける処理と保持との関係について(c)認知活動におけるワーキングメモリの役割について(3)ワーキングメモリと、注意および意識との関係について。以上の3点についての考えの結果は、平成10年度の日本心理学会のシンポジウムにて公開する予定である。
多段階反応における立体制御の機構

有機化学反応に見られる立体化学は、置換基の大小差による立体障害で説明されて来た。ところが我々は、極性基がもつ双極子の方向によって反応面が規制される新しい立体化学を発見した。この現象は、酵素の化学進化を考察する上でも、重要な課題を提起している。この新しい立体化学を不遍的な現象として確立し、酵素反応に見られる高い立体特異性を有機化学の中で発現させるために、その機構を詳細に検討した。カルボニル基やスルフィニル基に由来する双極子は、そのベクトルの方向が分子の面内に存在しない限り、その分子の反応面を不斉にし、反応に対して不斉場を提供する。ここに、軸不斉に由来する不斉反応が進行する原因が存在する。この反応が電子移動錯体のような中間体を経由するものであれば、その中間体が形成される際の分子間相互作用に不斉場による影響が表れ、反応する分子のre面からの相互作用とsi面からの相互作用にエネルギー差が生ずる。すでにこの段階で立体化学が規定されており、反応の遷移状態における反応分子どうしの相対配置は全く考慮する必要がない。つまり、反応性の高い試薬が反応にあずかる際には、強い相互作用による強い中間体が生成するので、この中間体の形成にはエントロピー的に有利な反応面が選択される。一方、反応性が低い試薬が反応に関わる際には、中間体を安定なものにするために、エンタルピー的により安定な面が選択される。ただし、分子間相互作用による中間体が形成される反応系であるから、反応の活性化エネルギー全体としては、エントロピーによる支配を大きく受ける。これが、今日までに明らかにされた反応についての全体像である。今後更に、詳細な分子間相互作用を検討する必要があるとともに、酵素化学における現象の把握に勤める必要がある。1.当該年度の最大の課題であった高合解能のX線結晶構造解析総合システムの導入・試動は平成6年1月に完了した(大野、畑、岡村、河合)。本システムの導入の第一目的である面不斉・軸不斉を含む新規化合物や不斉反応で得られた化合物の構造・絶対配置の決定を続々と行いつつある(畑、河合)。得られた立体化学の検討により反応機構の検討を行っている。あの種の不斉中心を持ったニコチンアミド誘導体では、その還元体における中心不斉が酸化体における軸不斉に変換されることを見出している。この変換の機構の解析を速度論および熱力学論の両面から検討し、さらに、X線結晶構造解析システムにより得られた立体化学の情報と総合して立体制御の検討を進めている。構造解析により、立体選択性と特定の極性基の配向の関係が解明されつつある(大野、岡村、河合)。補酵素の活躍する本来の場である酵素の構造・立体制御機構の研究を行う総合システムに関する情報収集は終了した。次年度以降の、酵素の関わる立体制御反応の研究・開発の準備中である(大野、畑、岡村、河合)。スーパーコンピューターと連動した解析のネットワークシステムに関しては、現在構築中である。これらのシステムの運用および解析に必要な技術の修得は終了している(畑、河合、岡村)。2.ニコチンアミド誘導体の反応は電子移動過程を含む多段階機構であると考えている。この実証のために、電極反応の速度や熱力学の測定を進めた。添加塩基に応じて酸化機構および立体制御段階が、補酵素アナローグのラジカルカチオンから置換ピリジンへのプロトン移動、補酵素アナローグから置換アニリンラジカルカチオンへの水素移動と異なることが判明した。多段階反応機構であることの証明となり、この機構における立体制御理論解明の重要な情報が得られた。さらに、金属イオンの触媒効果について電極反応において解析中である(大野、岡村)。

基底状態における存在比がそのまゝ遷移状態での配座比に移行し、さらにそれが生成物におけるK/S比として表われる反応系を有機化学の中に見出した。この事は、酵素が関与する生体反応においても、酵素による特別な立体規制は必ずしも必要ではなく、反応に供与される基質によって、立体化学は決定されている事を示す興味深い結果である。酵素の化学進化を考える上で参考になる。この反応系は、カルボニル酸素の向きが反応の立体化学を支配している。その現象が一般的であるかどうかを検討する必要がある。そこで、キラリティーのないH^-を有するキラルなカルボニル化合物MeMPBA^+([★]_★^<★★>=268^★:for R-iso-mer)を合成し、この化合物の還元反応における立体選択性を調べた。その結果、この系においても、還元剤の反応性によって立体選択性が変化していることをが判明した。さらに、この現象を「官能基双極子の配向による立体規制」という概念に拡張する目的で、MePTTO^+([★]_★^<★★>=★★^★:絶対配置、未知)を合成し、スルフィニル基を利用した立体選択的反応を試みた。ここでも、反応性の異なる還元剤を選ぶことによって、立体選択性を逆転させ得ることがわかる。以上の結果は、「置換基の双極子の方向が化学反応の起こる面を規定する」という全く新しい概念を有機化学に導入するものであり、有機立体化学論において長年用いられてきた「置換基のかさ高さが反応面を規定する」という概念に、新局面を加えるものである。なお、、各化合物の絶対構造はX線結晶解析法によって決定している。カルボニル基やスルフィニル基のように、極性のある置換基を分子内にもち、その極性基の配向によって軸不斉が規定され、キラル面を有する化合物を合成した。その内で、いくつかは室温でラセミ化を起こす不安定な不斉であったが、その知見を元にデザインした化合物2種は安定な不斉を与えることが判明した。ヨード塩を用いたX線結晶構造解析を行なった結果、2,3-dihydro2,2,54-trimethylthieno[3,2-b]pyridinium 1-oxideについては異常分散法を利用して絶対構造を求める事ができた。また、6,7-dihydro-6-methyl-5-oxo-N-methyl-pyridino[3,3-d]-2-benzazepiniumはD-camphorsulfonateとのジアステレオマ-塩として、その絶対構造を求めた。MM3を基礎とした分子軌道法を用いて算出したこれらの化合物の構造は、X線結晶構造解析によって求めた絶対構造を極めて良く再現している。従って、未だに構造が確定していない化合物についても、分子軌道法による計算の結果をかなりの確度で信用することができそうである。この種の化合物にキラル面を有する還元剤を反応させると、中間に生成する電子移動錯体にはジアステレオ異性体が生ずることになる。つまり、組合せによって4種の電子移動錯体が生成する。その生成比を測定することによって、いかなるジアステレオ関係が最もエネルギー的に安定であるかを判断することができる。
ファジイDPの新しい枠組みと電力系統計画への応用に関する研究

電力システム計画における多段階意思決定過程の解法としては,一般に,動的計画法(DP法)が用いられる。このとき,最適な将来計画の立案といった時系的な意思決定過程においては,問題自体に必然的に不確実性が内在する。本研究では,データのあいまい性を直接考慮すると目的関数そのものがファジイ数として与えられることに着目し,メンバーシップ関数間の優越性評価に基づいて最適パスを決定していく,新しいファジイDP法の枠組みを開発した。この新しい枠組みにおいては,解はデータのあいまい性の結果として当然起こり得るであろうある幅を持ったものとなり,言い換えると一つの集合として決定される。この解の集合に属する意思決定は,すべてファジイ環境の下では優劣がつけられないものであり等しく最適解となる。本研究ではまた,開発手法を電力システムの代表的な計画問題でる貯水池運用計画問題および電源開発計画問題に適用し,その有効性や特徴を明らかにした。貯水池運用問題においては,貯水池への自然流入量,負荷需要をファジイ数とし,貯水量を状態に,時間帯を段に取ったDP法により,貯水池の運用パターンを幅のある解として求めるアルゴリズムを開発した。次に,電源開発計画問題に対しては,将来のコスト(固定費,可変費)をファジイ数として与え,将来の電源構成を幅を持った集合として求める手法を開発した。また,負荷のあいまいさを幾つかのシナリオとして与え,そのどのシナリオに対しても柔軟に対応できるような計画を見い出す手法への拡張も行った。さらに,どの電源をどの段階で運開させるのが最適であるかを,計画から運開までの期間(リ-ドタイム)を考慮して決定するための手法についても開発した。平成8年度は,電力系統の貯水池運用問題を例に取り研究を進め,以下の成果が得られた。1.貯水池運用問題における不確実な要因として負荷需要および貯水池への自然流入量を想定してファジィ数で表現すると共に、新しい枠組みでの多段階意志決定問題としてこの問題を定式化した。すなわち,意志決定のための変数として各時間帯の貯水池の使用流量を考えると,負荷需要および自然流入量がファジィ数であるため,当然,その際の運用コストもファジィ数となると期待できる。2.上で定式化された問題を解くために,従来の動的計画法(DP法)を,ファジィ数をも扱えるように拡張を行い,数値計算プログラムを開発された。ここで,各格子点における目的関数の計算には、論理積に基づいた拡張原理によるファジィ演算を適用した。また、最適パスの決定には,従来の目的関数値の大小比較に代わるものとして,メンバーシップ関数間の優越性を表す支配度によって行うこととした。これにより、同等とみなされる方策が複数存在する可能性が大きくなり、最終的な運用解はある幅を持った解として与えられると期待できる。更に,マルコフ性が同様に成立することや,前進型・後退型ファジィDP法の特徴についても明らかにした。3.開発されたプログラムを用いて種々のケースについてシミュレーションを行った。その結果,最適解は問題のあいまい性を反映した幅を持った集合として決定されることが明かとなった。また,意思決定者は、その解集合の中から、適当な一つを選択して最終意志決定とすることになるが、特に、柔軟性、ロバスト性等を選択の基準とすれば、確定的手法では得られない優れた計画を提示することが可能になることが明らかとなった。本研究では,次時点に取るべき運用方策を、以降の運用に対する柔軟性が可能な限り保持され得るよう決定していくことを考え,後退型DP法をベースとした新しい手法を開発した。1.平成8年度は、新しい枠組みでのファジィDP法を開発すると共に、本手法を電力系統の貯水池運用問題に適用することで、運用解をある幅を持った集合として得ることができることを明らかにした。

ところで、実際の運用の中で、意思決定者は、こうした幅のある解集合の中からどのような基準で適当な一つの要素を選択して最終意思決定とすればよいかが明確ではなかった。本年度は、その一つの目安となる解を与えるため、メンバーシップ関数に対し人間が感ずるであろう「好ましさ」の指標を導入し、ファジィDP法におけるメンバーシップ関数間の優越性を、この指標に基づいて評価する手法について検討した。また、従来の支配度による運用解を用い、得られたバンド解は、実際の運用過程の観点から、どのような意味を持っているのかについても詳細な検討を行った。その結果、実際に各時点で運用が確定すれば、その後の最適運用解はバンド内の部分集合として与えられ、時点が進むにつれて、解は段々と限定されていくことが明らかとなった。そこで、予期しない事態が起こっても柔軟に対処し得るよう、運用上の余力を残しながら各時点の貯水量を決定するとの考えから、ファジィDP法で与えられる複数の運用候補の中で、その後の最適解がなるべく広い幅を持つようなものを、次時点で取るべき状態として決定する手法を開発した。2.提案手法の電源計画問題への適用についても検討を行った。すなわち、将来のコスト(固定費,可変費)をメンバーシップ関数で定義されるファジィ数として与え,将来の電源構成をある幅を持った集合として求める手法を開発した。また,負荷のあいまいさを幾つかのシナリオとして与え,そのどのシナリオに対しても柔軟に対応できるような計画を見い出す手法への拡張も行った。さらに、上記手法をベースとし,どの電源をどの段階で運開させるのが最適であるかを,計画から運開までの期間(リ-ドタイム)を考慮して決定するための手法も開発した。
口腔癌におけるC5a-C5a受容体系の癌促進作用解析と標的治療への応用

C5a受容体発現癌細胞に対するC5aの作用の検討内因性C5aによる癌細胞への作用を調べるために、Balb/cマウスの皮内に同種同系統のマウス癌細胞のRenca細胞を抗BSA抗体と一緒に注射し、抗原であるBSAの尾静脈注射で癌接種部に自己免疫病モデルであるアルザス反応を誘導した。コントロール細胞に比較してC5a受容体(C5aR)発現細胞の方がアルザス反応による内因性C5a産生によって腫瘤径が7日目で1.4倍、14日目で1.6倍大きくなった。アルザス反応を誘導しない場合は両細胞の腫瘤の大きさに有意な差はみられなかった。癌接種部皮膚組織標本を抗CD11b抗体と抗Ly6g抗体で蛍光免疫染色し、両抗体に共に陽性の骨髄由来抑制細胞(MDSC)の浸潤を調べると、アルザス反応でC5aR陽性癌細胞および陰性癌細胞接種皮膚で有意に数が増加していたが両癌細胞部での差はみられなかった。ヒト癌細胞HuCCT1細胞をヌードマウスに尾静脈から注射し肺での結節形成を調べると、6週間後にC5aで刺激されたC5a受容体陽性細胞は非刺激C5a受容体陽性細胞やC5a刺激C5a受容体陰性細胞に比較して大きくかつ数倍の数の肺結節を形成した。以上より、C5aは数日間のin vitro培養での癌増殖促進作用は観察されていないが、C5a-C5aR系が潜在的に癌増殖亢進作用をもち、C5aによるCD8+ T細胞の抗腫瘍反応を抑制するMDSC細胞の動員も関与して腫瘤形成が亢進すると考えられた。この作用は自己免疫病をもつ癌患者の悪い予後に関与する機序の一つとして提唱される。さらに、C5aによるC5a受容体を介した転移結節形成促進作用も明らかになった。C5a受容体拮抗剤W-54011によって癌細胞のC5aによるC5a受容体発現癌増殖促進作用、および浸潤亢進作用が抑制されることが解った。今後、マウスへの癌移植系を使ったC5a受容体拮抗剤W-54011の全身投与による癌抑制効果を調べる計画である。C5a受容体発現を調べた検体数が少なく臨床的なパラメーターや生存率の情報収集が遅れているため、統計学的な解析に至っていない。マイコプラズマの感染等があって癌細胞株の培養に期間を要し、C5a受容体遺伝子導入による強制発現細胞株とsiRNAによる発現抑制細胞株作製を行う舌癌細胞株の確率ができていない。舌癌組織C5a受容体発現研究については、症例数を増やし、かつC5a受容体発現と癌進展度、転移、患者予後との関係について統計学的に解析を行って相関を明らかにする。培養細胞のC5a受容体発現については、抗菌薬で癌細胞のマイコプラズマ駆除を行い、感染が無いことを確認した癌細胞を用いてimmunoblottingによって発現量を確認し、今後の研究に使用するC5a受容体高発現株と発現抑制株を作製する。癌細胞C5a受容体発現と患者癌促進、予後との関係解析熊本大学付属病院の口腔外科で採取した舌癌組織のパラフィン薄切切片を使って、抗ヒトC5a受容体抗体とEnVisionシステムによる免疫組織染色を行った。26例中10例がC5a受容体陽性で陽性率38.5%であった。現在、癌進展度、転移、患者予後との関係を解析中である。培養ヒト癌細胞のC5a受容体発現の検討およびC5a受容体発現修飾細胞作製舌癌細胞株でのC5a受容体mRNA発現をquantitativeRTーPCRで測定した。調べたSAS、CA-9、HOC313、HSC-2のすべてでC5a受容体mRNA発現がみられ、特にCA-9とHSC-2が強かった。Flow cytometryでC5a受容体抗原の細胞膜表面発現を解析すると、SAS、CA-9、HSC-2、HOC313で発現がみられたが、OSC19ではほとんど発現がなかった。マイコプラズマの感染等があって癌細胞株の培養がうまく進まずC5a受容体の発現量をimmunoblottingで確認できていないので、C5a受容体遺伝子導入による強制発現細胞株とsiRNAによる発現抑制細胞株作製を行う舌癌細胞株が決定できていない。したがって、作製も遅れている。

癌接種部皮膚組織標本を抗CD11b抗体と抗Ly6g抗体で蛍光免疫染色し、両抗体に共に陽性の骨髄由来抑制細胞(MDSC)の浸潤を調べると、アルザス反応でC5aR陽性癌細胞および陰性癌細胞接種皮膚で有意に数が増加していたが両癌細胞部での差はみられなかった。ヒト癌細胞HuCCT1細胞をヌードマウスに尾静脈から注射し肺での結節形成を調べると、6週間後にC5aで刺激されたC5a受容体陽性細胞は非刺激C5a受容体陽性細胞やC5a刺激C5a受容体陰性細胞に比較して大きくかつ数倍の数の肺結節を形成した。以上より、C5aは数日間のin vitro培養での癌増殖促進作用は観察されていないが、C5a-C5aR系が潜在的に癌増殖亢進作用をもち、C5aによるCD8+ T細胞の抗腫瘍反応を抑制するMDSC細胞の動員も関与して腫瘤形成が亢進すると考えられた。この作用は自己免疫病をもつ癌患者の悪い予後に関与する機序の一つとして提唱される。さらに、C5aによるC5a受容体を介した転移結節形成促進作用も明らかになった。C5a受容体拮抗剤W-54011によって癌細胞のC5aによるC5a受容体発現癌増殖促進作用、および浸潤亢進作用が抑制されることが解った。今後、マウスへの癌移植系を使ったC5a受容体拮抗剤W-54011の全身投与による癌抑制効果を調べる計画である。C5a受容体発現を調べた検体数が少なく臨床的なパラメーターや生存率の情報収集が遅れているため、統計学的な解析に至っていない。マイコプラズマの感染等があって癌細胞株の培養に期間を要し、C5a受容体遺伝子導入による強制発現細胞株とsiRNAによる発現抑制細胞株作製を行う舌癌細胞株の確率ができていない。舌癌組織C5a受容体発現研究については、症例数を増やし、かつC5a受容体発現と癌進展度、転移、患者予後との関係について統計学的に解析を行って相関を明らかにする。培養細胞のC5a受容体発現については、immunoblottingによって発現量を確認し、発現の有無、細胞株の特性等を考慮して、今後の研究に使用するC5a受容体高発現株と発現抑制株を作製する。培養細胞のC5a受容体発現については、抗菌薬で癌細胞のマイコプラズマ駆除を行い、感染が無いことを確認した癌細胞を用いてimmunoblottingによって発現量を確認し、今後の研究に使用するC5a受容体高発現株と発現抑制株を作製する。旅費が予定より少なく、物品費が予定より多く、残額が生じたが、残額は3,000円程度であった。来年度の物品費として使用予定である。今年度の実験予定が遅れたため、関連する試薬等を購入しなかった。
アリに排除されない捕食者がアリ－アブラムシ共生系および節足動物群集に与える影響

昨年度までの研究では、カオマダラクサカゲロウ卵のもつ卵柄がアリに対して有効な防御手段として機能し、卵がアリ随伴アブラムシコロニー付近に産下された場合、随伴アリからの保護という間接的な利益を受けることを示した。また、カオマダラクサカゲロウ幼虫の載せるアブラムシ死骸の体表炭化水素成分がアリの攻撃性を抑制し、アリに対し化学的偽装の役割を担っていることを明らかにした。このアブラムシ死骸の機能により、カオマダラクサカゲロウ幼虫はアリ随伴アブラムシを捕食可能であることが示唆された。これらの研究成果の一部は、Journal of Chemical Ecology誌およびEnvironmental Entomology誌に投稿し、受理・採録された。本年度は、カオマダラクサカゲロウ幼虫の載せるアブラムシ死骸のアリに対する化学的偽装機能がどのようなメカニズムで生じているのか明らかにすることを目的に、アリのアブラムシ認識機構について検証実験を行った。まず、アリのアブラムシ認識が個体の経験に依存しているかどうかを検証したところ、アリのアブラムシ認識に学習が関与することが示唆された。次に、アリのアブラムシに対する学習行動が種特異的かどうか調査した結果、随伴経験のない他の共生型アブラムシ種に対してもアリは寛容に振る舞うようになった。アブラムシ各種の体表炭化水素を塗布したダミーに対しても、アリは同様の行動変化を示した。GC/MSを用い化学分析を行ったところ、共生型アブラムシ種の体表炭化水素成分は質的類似性をもつことが示された。この化学成分の質的類似性が、随伴経験のないアブラムシ種へのアリの攻撃性減少の要因であることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。アリとアブラムシの相互作用は共生のモデルケースであり、アリはアブラムシから甘露を受け取る代わりにアブラムシの捕食者および寄生者を排除することが知られる。しかし、アブラムシ捕食者であるカオマダラクサカゲロウ(クサカゲロウ)はアブラムシの死体を背面に載せることでアリからの攻撃を回避する。これは、背面のアブラムシ死体がアリの攻撃性を減少させるためと考えられたが、その至近メカニズムについては不明であった。そこで本年度は、クサカゲロウが載せるアブラムシ死体の化学成分、特に炭化水素に着目し、アリへの効果を検証した。まず、ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて、アブラムシ、クサカゲロウ、クサカゲロウ背面のアブラムシ死体の炭化水素成分を比較した。その結果、アブラムシと、クサカゲロウ背面のアブラムシ死体の保持する炭化水素組成が類似することが明らかとなった。次に、ヘキサン溶媒に浸漬することで化学成分を洗浄したアブラムシ死体を載せたクサカゲロウに対するアリの攻撃性を計測した。その結果、クサカゲロウに対するアリの攻撃性は、非洗浄アブラムシ死体を載せたクサカゲロウよりも有意に増加した。また、アブラムシ、アブラムシ死体、クサカゲロウの炭化水素成分を抽出・精製し、綿に塗布し、この綿を載せたクサカゲロウに対するアリの攻撃性を比較した。その結果、アブラムシおよびアブラムシ死体処理綿を載せたクサカゲロウに対するアリの攻撃性は、クサカゲロウ処理綿および無処理綿に比べ有意に低下した。これらの結果から、クサカゲロウの載せるアブラムシ死体の炭化水素成分がアリの攻撃性を抑制し、アリに対する化学擬態のような効果をもつことが示唆された。これら研究成果は国際誌に投稿準備中である。しかし、アブラムシ捕食者であるカオマダラクサカゲロウ(以下、クサカゲロウ)の幼虫は、アブラムシの死体を背面に載せることでアリからの攻撃を回避する。これは、背面のアブラムシ死体がアリに対し化学擬態・偽装の機能を持ち、アリの攻撃性を減少させ、クサカゲロウはアリの随伴するアブラムシを捕食可能となることが、これまでの研究で明らかとなった。本年度は、クサカゲロウの対アリ戦略をさらに深く調査すべく、本種の卵柄のアリに対する機能を検証した。まず、アリ数種に、卵柄のついたクサカゲロウ卵、もしくは切り取った卵を提示し、翌日それらの生死を記録した。その結果、全てのアリ種において、卵柄のついた卵の生存率が有意に高かった。このことから、クサカゲロウの卵柄はアリに対して防御機能を持つことが示唆された。更に、アリ随伴の有無を操作したアブラムシコロニーにクサカゲロウ卵を産下させ、卵捕食者を導入し、卵の生存率を比較した。結果、アリの随伴するアブラムシコロニーではクサカゲロウ卵の生存率が有意に増加した。このことから、クサカゲロウ卵は卵柄のアリに対する防御機能により、アブラムシコロニー付近に産下された場合、間接的に随伴アリから保護されるという利益を得ることが明らかとなった。また、クサカゲロウ幼虫の載せるアブラムシ死体のアリに対する偽装機能がどのようなメカニズムで生じているのか明らかにするため、アリのアブラムシ認識機構について調査を行った。その結果、アリはアブラムシに随伴した経験によりアブラムシに対する攻撃性を減少させた。これは、アリのアブラムシ認識に学習が関与することを示唆している。これら研究成果の一部は、国際誌に投稿中である。

また、カオマダラクサカゲロウ幼虫の載せるアブラムシ死骸の体表炭化水素成分がアリの攻撃性を抑制し、アリに対し化学的偽装の役割を担っていることを明らかにした。このアブラムシ死骸の機能により、カオマダラクサカゲロウ幼虫はアリ随伴アブラムシを捕食可能であることが示唆された。これらの研究成果の一部は、Journal of Chemical Ecology誌およびEnvironmental Entomology誌に投稿し、受理・採録された。本年度は、カオマダラクサカゲロウ幼虫の載せるアブラムシ死骸のアリに対する化学的偽装機能がどのようなメカニズムで生じているのか明らかにすることを目的に、アリのアブラムシ認識機構について検証実験を行った。まず、アリのアブラムシ認識が個体の経験に依存しているかどうかを検証したところ、アリのアブラムシ認識に学習が関与することが示唆された。次に、アリのアブラムシに対する学習行動が種特異的かどうか調査した結果、随伴経験のない他の共生型アブラムシ種に対してもアリは寛容に振る舞うようになった。アブラムシ各種の体表炭化水素を塗布したダミーに対しても、アリは同様の行動変化を示した。GC/MSを用い化学分析を行ったところ、共生型アブラムシ種の体表炭化水素成分は質的類似性をもつことが示された。この化学成分の質的類似性が、随伴経験のないアブラムシ種へのアリの攻撃性減少の要因であることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の仮説を支持する結果が得られている。現在は国際誌に投稿する段階にある。現在は研究成果のうち2報を国際誌に投稿中である。今後は昨年度得られた成果を論文として公表すると同時に、計画書に記載したとおり、クサカゲロウのアリ-アブラムシ共生系および節足動物群集におよぼす影響について検証していく。現在までに得られた成果の一部を学術雑誌に投稿中である。同時に、計画書に記載したとおり、アリに排除されない捕食者のアリーアブラムシ共生系および節足動物群集におよぼす影響について検証していく。
肥満抑制機能解明に繋がるUCP1高発現褐色脂肪細胞への効率的分化誘導手法の開発

本研究では、肥満と密接な関わりを示す慢性炎症の発症・増悪化におけるPAFの作用を解析した。高度に肥満を誘導したPAF受容体欠損マウスにおいても野生型マウスと比較して精巣上体白色脂肪の重量が有意に増加し、慢性炎症の増悪化を示すTNF-alpha mRNAの発現上昇と糖代謝異常が認められ、インスリン抵抗性糖尿病発症との関わりを示唆する結果が得られた。全身性のPAF受容体欠損マウスにおける熱産生低下の機序を解明するために、前駆脂肪細胞株を用いたin vitro実験系を開発するとともに、細胞選択的なPAF受容体欠損マウスを作製し、原因細胞をin vivoで特定するための実験系を確立した。PAFは、アレルギー・炎症等種々の病態発症・進展時のメディエーターとして機能していると考えられてきたが、PAF受容体欠損マウスに野生型では認められなかった内蔵脂肪・体重の有意な増大を認めるとともに褐色脂肪組織のUCP1は顕著に発現低下していることを認めた。これまで炎症に関わるメディエーターとされてきたPAFの生体内機能に新たに生理機能不全と連携したメタボリックシンドローム発症に関わっていることを示す研究成果を発表している(FASEB J, 28, 440-452, 2014)。本研究では、高カロリー食摂餌PAF受容体欠損マウスでも野生型と比べ肥満は亢進するが、糖尿病病態の発症が抑制されており、PAFは肥満時の糖尿病の発症に関わる役割が低いことを示す知見を得た。PAF受容体欠損マウスにおける肥満亢進の原因として、褐色脂肪細胞に着目し、その機序を解明するために熱産生制御因子UCP1を効率的に発現させた脂肪細胞を作製し、脂肪細胞への分化誘導時のUCP1発現に関わるPAFの役割解明を目指した。脂肪細胞への分化誘導時のPAFの役割解明に適した細胞株の樹立を進め、11株について、PAFやβ3アドレナリン受容体アゴニスト刺激によるUCP1の発現亢進を解析したが、クローニング前の褐色前駆脂肪細胞を用いた結果を上回る細胞株を得ることが出来なかった。全身性のPAF受容体欠損マウスに認められた肥満の原因細胞を同定するため、PAF受容体のコンディショナルノックアウトマウスの作製に着手した。PAF受容体遺伝子の組換えES細胞ではPAF受容体遺伝子のexon 1の途中から終わりまでがloxP配列で挟まれた構造となっており、現在、脂肪細胞に着目してコンディショナルノックアウトマウスを作製しており、PAFを介したUCP1発現調節機構の解明に供する予定である。PAFは、アレルギー・炎症等種々の病態発症・進展時のメディエーターとして機能していると考えられてきたが、PAF受容体欠損マウスに野生型マウスと比べ内蔵脂肪・体重の有意な増大を認めるとともに褐色脂肪組織のアンカップリングプロテイン(UCP)1の顕著な発現低下を認めている。本研究では、全身性のPAF受容体欠損マウスにおける熱産生低下の機序を解明するために、褐色脂肪細胞に着目し、熱産生制御因子UCP1を効率的に発現させた脂肪細胞を作製し、脂肪細胞への分化誘導時のUCP1発現に関わるin vitroでのPAFの役割解明を目指した。平成27年度に引き続き脂肪細胞への分化誘導時のPAFの役割解明に適した細胞株の樹立を進め、さらに11株について、PAFやβ3アドレナリン受容体アゴニスト刺激によるUCP1の発現亢進を解析したが、クローニング前の褐色前駆脂肪細胞を用いた結果を上回る細胞株を得ることが出来ず、UCP1発現が複数の細胞のクロストークで行われている可能性が推察された。全身性のPAF受容体欠損マウスに認められた肥満の原因細胞をin vivoで同定するため、細胞特異的PAF受容体欠損マウスの作製を進め、PAF受容体floxedマウスの作製に成功した。Adiponectin-CreマウスおよびUcp1-CreマウスとPAF受容体floxedマウスを交配し、白色脂肪細胞ならびに褐色脂肪細胞選択的なPAF受容体欠損マウスを作製し、原因細胞をin vivoで特定するための実験系を確立した。肥満の原因細胞の一つとして考えている褐色脂肪細胞に着目し、単一細胞由来の前駆脂肪細胞株樹立のため、p53欠損マウスの褐色脂肪組織をコラゲナーゼ処理後、Irieらの方法に従い(Biochem Biophys Res Comm, 1999; 255, 221-225)間葉系幹細胞を含む間質・血管系画分を分離、培養、クローニングを行った。単一細胞由来の前駆脂肪細胞株を複数樹立し、PAFやβアドレナリン受容体リガンドを用いて解析を進めたが、UCP1発現亢進作用はクローニング前と比べ低いものであり、分化誘導やUCP1発現誘導の解析に適したクローンは樹立できなかった。

肥満の原因細胞が褐色脂肪細胞であったとしても、UCP1発現が複数の細胞のクロストークで行われている可能性が考えられ、組織レベルでの解析を進めるために、現在、脂肪細胞に着目してコンディショナルノックアウトマウスを作製しており、PAFを介したUCP1発現調節機構の解明に供する予定である。医歯薬学これまでの知見からPAF受容体による熱産生調節が肥満制御に最も重要であると考えられるため、今後は脂肪細胞に着目してコンディショナルノックアウトマウスを作製する。
パルスグロー放電プラズマを用いた大気有機エアロゾルの直接質量分析

近年、健康に有害な影響を及ぼすとしてPM2.5や黄砂などの大気浮遊粒子状物質(エアロゾル)が注目されている。人為起源や自然起源の揮発性有機化合物(VOC)や半揮発性有機化合物(SVOC)から大気中の光化学反応や酸化反応によって生成する二次生成有機エアロゾル(SOA)は、エアロゾルの主要な成分となっており、その化学組成や毒性について未解明な点が多い。本研究では、申請者らが考案した同軸型ホローアノード・ホローメッシュカソードから構成される電極を持つイオン源(ソフトプラズマイオン源:SPI源)を質量分析計(MS)と組み合わせ、直流(DC)パルス電圧印加によるグロー放電プラズマ(非平衡プラズマ)を利用し、大気中有機エアロゾル計測のための簡便・迅速な直接分析技術の構築を目指す。平成30年度は、今までグロー放電を発生させる電力源として用いていた直流(DC)電源を、平均投入電力を抑えることができるDCパルス電源に改良した。改良したDCパルス電源を質量分析計に接続し、パルスグロー放電プラズマによる気相試料のイオン化について検討した。基礎的知見を得るため、有機エアロゾルの生成原因の一つであるVOCを測定対象化合物とした。まず各種プラズマパラメーター条件(放電電力、ガス圧、パルス周波数、Duty比、試料導入量)の最適化を行い、最適イオン化条件を決定した。その最適条件に基づき、本システムを用いたVOCの検量線を作成し、定量性能を検出下限(LOD)や定量限界(LOQ)などにより評価した。なお、本研究の成果の一部は、国内会議で口頭発表し、また論文については、現在投稿中である。DCパルス電源駆動のSPI-MSを用いて、最適イオン化条件を検討した結果、サブppmオーダーの感度が得られることが分かった。さらに検出感度を高めるため、当初の計画書通り、放電部とMSとの同期タイミングの最適化を行う予定である。今後は予定通り、二次元分光測定を行うため、イメージング分光器を購入するが、購入するまでの間に、上記課題について検討する。購入後はすみやかに、イメージング分光器を用いてグロー放電プラズマ中のプラズマ化学種の空間分布を測定する。二次元発光スペクトル解析を行い、化学種の二次元マッピングを得ることで試料のイオン化メカニズムを検討する。超高感度CCD検出器の見積額に変更が生じたため、次年度使用額に変更が生じた。当初の予定通り、超高感度CCD検出器の購入に利用する。
極大地震動作用下の挙動を踏まえた免制震橋の限界状態の再評価と損傷制御設計法の構築

近年、橋脚基部の損傷ではなく、ゴム系支承の本体および取付ボルトでの破断、ダンパーの取付部の破壊等の設計における想定とは異なる損傷形態が、3次元的に複雑な挙動をしやすい形式の橋梁を中心に生じ、部材が有する本来の性能を十分に発揮できていない形で生じた地震被害が少なくない。本研究では、こうした地震被害の教訓や予見される被害に基づき、1)設計における想定とは異なる地震動が作用した場合の地震応答の変化点を踏まえて照査に用いる限界状態・耐力階層化を再評価し、2)各部材が本来発揮すべき性能を発揮した上で、粘り強く抵抗して、安全性が高く、速やかに復旧できる免制震橋を実現するための損傷制御設計法を構築する。