hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
器官サイズ制御シグナルＨｉｐｐｏ経路による上皮管腔組織の３次元構築機構の解明

さらに、YAP変異メダカで観察される心臓形成不全(心臓前駆細胞の移動不全)もファイブロネクチンの重合化不全で説明できることを見いだしており、本研究によりHippo-YAP -アクトミオシン-ファイブロネクチン経路が上皮管腔組織の形成において普遍的な役割を果たしていることが示唆された。上皮管腔組織は、多細胞生物における多くの器官の基盤的構造であり、生体の生理機能の根幹をなすものである。これまでに、上皮管腔組織形成不全YAP変異メダカの解析により、Hippo-YAP器官サイズ経路が上皮管腔組織の3次元組織構築を担うことを見出してきたが、その分子機構は未解明なままである。昨年度までに、上皮管腔組織形成不全の原因が、組織を構成する個々の細胞において細胞張力を生み出すアクトミオシンの活性が低下し、細胞外基質の一つであるファイブロネクチンが重合化不全に至るためであることを、網膜および心臓組織において明らかにしてきた。組織を構成する細胞の張力は、本研究で見出されたアクチン経路に加えて、もう一つの細胞内骨格系である微小管によっても形成・維持されている。興味深いことに、微小管の形成と抑留を担い、主要微小管形成中心として機能する中心体に、Hippo経路の構成分子の多くが局在することが知られている。本年度は、中心体および微小管の観点から、Hippo経路による3次元組織構築機構の解明に取り組んだ。Hippo経路の主要構成因子であるMst1/2とSav1は中心体キナーゼNek2Aの活性を制御していることが知られており、Nek2Aの制御不全は間期における2つの中心体の連結不全を引き起こす。しかしながら、中心体連結の細胞生物学的意義は未解明であったため、培養細胞系において検討を行った。その結果、中心体間の間隔の増大に伴って、細胞内小器官の位置異常や細胞移動能の低下に至ることを見出した。このため、Hippo経路の破綻により中心体連結の制御異常に至り、微小管を介した細胞移動や細胞張力といった細胞機能に影響を与える可能性が示唆された。今後は、培養細胞で見出された成果を生物個体において適用することで、Hippo経路による3次元組織構築機構の細胞、細胞内オルガネラおよび分子レベルでの解明に繋がることが期待される。本年度はHippo-YAP経路が細胞内のアクトミオシンの活性を制御することで細胞外基質のファイブロネクチンの重合化を促進し、眼や心臓といった上皮管腔組織の形成を担っていることを明らかとした。本特別研究員が貢献した本研究成果は原著論文としてNature誌に発表しており(発表論文1)、期待以上の研究の進展があったと評価することができる。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究から、上皮管腔組織の形成は細胞の張力、形態および移動といった組織を形成する個々の細胞機能が協調的に発揮されることが重要であることが明らかとなってきた。興味深いことに、Hippo経路の構成分子の多くが細胞内小器官の一つである中心体に局在することが知られており、主に中心体から形成される細胞骨格である微小管とHippo経路の活性についての関連が報告されている。このため、中心体に着目して上皮管腔組織形成機構の解析を行う目的で、本年度より中心体研究に卓越した海外の研究室に赴き、共同研究を進めている。来年度は中心体を可視化したメダカおよびゼブラフィッシュを用いて、上皮管腔組織形成における中心体制御を介したHippo経路の機能を解析する予定である。
複合測地学データに基づく奥羽脊梁山脈直下のレオロジー構造に関する研究

2008年岩手・宮城内陸地震後地殻変動を水準測量,稠密GPS観測網,および合成開口レーダ等による複合測地データにもとづき詳細に調べ,それらに基づいて下部地殻・上部マントルのレオロジー構造を詳細に調べた.その結果,広域地殻GPS変動から構築した粘弾性緩和モデルでは説明できない空間的に短波長・長波長の地殻変動場を見出すことに成功し,それらがそれぞれ局所的な余効すべりおよび地下のレオロジー構造を反映している可能性を示した.また,2011年東北地方太平洋沖地震にともなうひずみ異常分布を見出し,地下構造との関連性を示した.2008年岩手・宮城内陸地震後地殻変動を水準測量,稠密GPS観測網,および合成開口レーダ等による複合測地データにもとづき詳細に調べ,それらに基づいて下部地殻・上部マントルのレオロジー構造を詳細に調べた.その結果,広域地殻GPS変動から構築した粘弾性緩和モデルでは説明できない空間的に短波長・長波長の地殻変動場を見出すことに成功し,それらがそれぞれ局所的な余効すべりおよび地下のレオロジー構造を反映している可能性を示した.また,2011年東北地方太平洋沖地震にともなうひずみ異常分布を見出し,地下構造との関連性を示した.2008年6月14日に発生した岩手・宮城内陸地震は,Miura et al.,(EPS,2004)によって明らかにされた奥羽脊梁山脈に沿った歪み集中帯の中で発生した西北西-東南東に圧縮軸を持つ逆断層型地震である.地震後の上下地殻変動場の時空間的な分布は,上部地殻の厚さおよび粘性層の粘性係数などの値を拘束する上で重要である.この様な背景の元,詳細な上下地殻変動場の把握を目指し震源域周辺における水準測量を行った.水準測量を行った路線としては国道342号線に沿った東西路線であり,その東端は一等水準点5444,西端は東北大学のGPS観測点(ICNS)に新設した水準点である.総路線長は28.3kmであり,この路線を2010年8月23日から27日の期間測量を行った.当該路線の中間地点までは既存点として一等水準点5444を含め公共測量点が計8点存在する.これらの公共測量点は国土地理院によって地震発生直後の2008年6月,10月と2009年6月に測量が行われているため2010年の測量により地殻変動を検出可能である.得られた水準点の変動は震源域に向かって顕著な沈降を示し,その沈降量は最大で17.5mmに達する.図中の破線はOhzono et al.,(submittedtoEPS)が推定した粘弾性緩和モデルにより予想される同期間の上下変動量を示す.両者は良い一致を示し,GPSデータから求められたモデルを水準測量からも支持する結果となった2011年3月11日に日本における観測史上最大のM9に達する東北地方太平洋沖地震が発生した.同地震の海溝における大きな地震時すべりによって,東北日本は東西方向に大きな伸張を受けた.この様なステップ状の応力変化が生じた場合,奥羽脊梁山脈下に存在すると考えられている低粘性領域は周辺領域と異なる応答をすると考えられる.すなわち地震間には低粘性である下部地殻の影響によって上部地殻は歪み集中帯として現れるが,今回の地震の様なステップ状の応力変化を受けた場合,低粘性領域では既に地震間の応力が緩和されているため,周辺よりも東西伸張の量が少ないことが想定される.平成23年度はこうした作業仮説の検証を主に実施した.具体的にはGEONETおよび東北大学連続GPS観測点の東北地方太平洋沖地震による地震時ステップを計算し,仮定した矩形断層から期待される変動量を差し引くことによって残差ひずみ分布を算出した.その結果,奥羽脊梁山脈周辺において周辺域よりも伸張が不足する領域,すなわち低粘性領域が存在することを示唆する結果が得られた.しかし得られた残差ひずみ分布には表層地盤等の影響等も多く含まれ,それらを今後区分して議論を行う必要があることも同時に明らかになった.また平行して2008年岩手宮城内陸地震震源域の余効変動解析を行った.InSARの時系列解析手法を同地域に適用することによって粘性緩和に伴うと考えられる長期余効変動およびそれとは独立した長期余効すべりを見出した.平成25年度は,2011年東北地方太平洋沖地震に伴う地震後の余効変動に伴うひずみ分布の詳細な時間発展解析を実施した.具体的には以下の手順の解析を実施した.まず国土地理院電子基準点データ(GNSSデータ)の1秒毎PPPキネマティック解析によって地震時変位のみを抽出し,それらと日座標値によって得られた余効変動時系列を差し引いた.これによって,地震直後からの余効変動成分を抽出し,さらにそれら余効変動成分から東北地方全域におけるひずみ分布を推定した.プレート境界型巨大地震の地震直後の余効変動は,主に余効すべりが卓越すると考えられる.東北地方太平洋沖地震の場合,余効すべりは主として沿岸よりも沖合のプレート境界で発生しており,この場合,ひずみ分布は大局的には東西伸長が卓越する膨張場であることが期待される.GNSSデータから得られたひずみ分布は,大局的には膨張場であるものの,東北地方内陸部で特徴的な短波長変化を示し,局所的に周囲と比べて膨張量が伸び足りない領域が存在することが明らかになった.

さらにシグナル・ノイズ比を僅かに超えるレベルであり,より精密なデータ整理が必要ではあるものの,蔵王周辺で南北短縮が東西圧縮よりも卓越するために,膨張ではなく収縮するような領域が地震後に存在していた可能性が明らかになった.東北地方太平洋沖地震の地震直後の余効すべり速度は極めて大きい.そのため,このようなひずみ分布の不均質は応力の急激な除荷に対して,上部地殻の弾性定数や下部地殻,上部マントルの粘弾性層の粘性率の不均質等の応答がそれぞれ異なるために生じているものと考えられる.平成24年度は,合成開口レーダーを用いた2008年岩手・宮城内陸地震震源域における地震後余効変動の検出とその解釈を主に行った.地震後余効変動を精密に捉えるためには,変位の時空間変化を詳細に知る必要がある.そのため解析にはPS (Permanent Scatterers)干渉SAR時系列解析法を用いた.その結果,従来の干渉SAR解析では変位場を検出することが難しかった断層上盤側における比較的空間波長が短い地震後余効変動を明瞭に捉えることに成功した.また,断層下盤側における比較的空間的に長波長の変動も明瞭に捉えた.断層下盤側の変動は主に地震後の粘弾性緩和によって説明が可能である.一方で断層上盤側の空間波長の短い変動は断層面における非地震性すべり,もしくは火山に起因した地殻変動である可能性があることが分かった.これらの変動は,内陸地震発生後に様々な場所で短波長の余効変動が起きうることを示唆する結果である.また,粘弾性緩和によって説明が可能な断層下盤側の長波長変動は,震源域直下の粘弾性構造を把握するための重要な情報であるが,広域のGPSデータから求められた粘弾性緩和のモデルではそれらの全てを説明できず,震源域直下では特に上部地殻の厚さが薄い,もしくは下部地殻の粘性率が低いことを示唆する結果となった.また平成24年度においては,2011年3月11日に発生した東北太平洋沖地震(M9.0)の地震による2008年岩手・宮城内陸地震震源域に対する影響の評価を広域のGPSデータから解釈する作業を開始した.具体的には,東北地方太平洋沖地震による奥羽脊梁山脈下のレスポンスを検討することによって粘性率などのパラメータの情報を抽出するために,ひずみ場の時空間発展を詳細に検討する作業を始めた.2011年東北地方太平洋沖地震が発生したことによって当初予定していた水準測量等現地観測による2008年岩手宮城内陸地震震源域における余効変動現象の把握は難しくなったが,視点を変えて東北地方太平洋沖地震による奥羽脊梁山脈下のレスポンスを見ることによって当初の研究目的の達成が可能であると判断した.またInSAR解析による2008年岩手宮城内陸地震震源域の余効変動解析(2011年3月まで)は順調に進行しており,この点も問題は無い.25年度が最終年度であるため、記入しない。2008年岩手・宮城内陸地震の余効変動を詳細に調べ,震源域および奥羽脊梁山脈直下のレオロジー構造を把握するという当初の目的の内,余効変動を詳細に調べるという観点からは,複合測地データを駆使した結果,おおむね良好な結果が得られつつある.しかし,2011年に発生した東北地方太平洋沖地震の影響で,より長期間の余効変動のデータを継続して得ることが難しい状況にある.そこで本研究では視点を変え,2011年の地震による2008年岩手・宮城内陸地震震源域の応答を見ることで当初の目的を達成することを目指している.
RF帯N相同期CMOS-LC発振器の開発に関する研究

本研究では,CMOSをアクティブ素子とした高周波LC発振器の相互結合システムにおいて,各発振器の位相が互いにずれて同期するN相同期現象を発生させることができ,またその理論的な証明を行うことができた.本研究の成果は,情報通信機器の局所発振器やクロックの高速化への応用が期待でき,今後の情報通信機器の小型化・高速化に寄与できるものと確信している.本研究では,CMOSをアクティブ素子とした高周波LC発振器の相互結合システムにおいて,各発振器の位相が互いにずれて同期するN相同期現象を発生させることができ,またその理論的な証明を行うことができた.本研究の成果は,情報通信機器の局所発振器やクロックの高速化への応用が期待でき,今後の情報通信機器の小型化・高速化に寄与できるものと確信している.申請者らはこれまでに,同じ特性をもつ複数の発振器を1つの抵抗で星形に結合した回路に見られる同期現象について報告してきた.これらの回路では,各発振器の位相がずれて同期するような現象が得られる.特にLC van der Po1発振器を結合した系では,結合抵抗によって消費される電力を最小にしようとするため,安定なN相同期現象が見られることを報告してきた.従来は低周波での動作(kHzオーダー)を想定しているが,N相同期現象が起こる原理は周波数の高低に関わらないと考えられるため,構成要素として高周波発振器を用いることで高周波の多相出力発振器を構成することができ,通信機器などへの応用が期待できると考えられる.そこで本研究では,上記の高周波CMOS-LC発振器の結合系を考えることで,高周波N相同期発振器を構成することを目的とする.本年度は,CMOS-LC発振器を相互インダクタで環状結合した系を提案し,その同期現象を回路シミュレーションによって調べた.最初,各発振器に含まれる相互インダクタの極性を全て同じ向きしてみたところN相同期現象が見られたが,Nが偶数の場合には発振器の非線形特性を原点に非対称にする必要があった.そこで,一部の相互インダクタの極性を逆にしてみたところ,各発振器の位相がπ/Nずつずれて同期し,結果として2N相同期が得られることを確認した.また,素子値のばらつきに対する同期現象の変化についても詳しく調べた他,同期現象のメカニズムの解明のため,システムの電力消費の点から安定な同期状態を解析する手法を提案した.申請者らはこれまでに,同じ特性をもつ複数の発振器を1つの抵抗で星形に結合した回路に見られる同期現象について報告してきた.これらの回路では,各発振器の位相がずれて同期するような現象が得られる.特にLC van der Pol発振器を結合した系では,結合抵抗によって消費される電力を最小にしようとするため,安定なN相同期現象が見られることを報告してきた.従来は低周波での動作(kHzオーダー)を想定しているが, N相同期現象が起こる原理は周波数の高低に関わらないと考えられるため,構成要素として高周波発振器を用いることで高周波の多相出力発振器を構成することができ,通信機器などへの応用が期待できると考えられる.そこで本研究では,上記の高周波CMOS-LC発振器の結合系を考えることで,高周波N相同期発振器を構成することを目的とする.本年度は昨年度に提案した回路モデルについて,回路シミュレータや数値計算ソフトを用いて,位相誤差や周波数特性,雑音特性について詳細に解析を行い, N個の発振器の結合系に2N相同期現象が発生することを確認した.さらに理論的な解析により,本システムに生じる多相同期現象の安定性を厳密に解析した.また,本年度購入したオシロスコープを活用し,回路の動作を確認することができた.本システムの応用法についても詳しく吟味し,位相同期ループ(PLL)への応用,その中でも特にフラクショナルN PLLの局所発振器に用いるのに有効であることが確認できた.以上の結果より,本研究の成果は通信システムをはじめとする,様々な情報通信機器の発展に大きく寄与するものであると確信している.
リチウム電極表面反応のその場赤外電磁場分光法による分子論的研究

Li2次電池の高性能化に向けて、電極表面反応を原子・分子レベルでその場で捉える赤外電磁場分光法のための基礎研究を行った。参照電極および対向電極に金属Liを使用し、過塩素酸リチウム(LiCIO_4)0.5mol/lプロピレンカーボネート(PC)とLiCIO_40.3mol/lジメトキシエタン(DME)の2種類の溶液を用いてGe製ATRプリズム底面に電気化学的にLiを析出させ、赤外スペクトルの測定を行った。Liの析出はサイクリックボルタモグラムおよび電位-反射率曲線から確認した。これまでLi電極表面の研究は、電気化学的測定、電子顕微鏡による構造の観測、通常の赤外分光法による比較的多量に存在する科学種の観測等の研究しか行われておらず、Li表面での反応を分子レベルで理解するためのin situ測定は存在しなかった。本研究では、PCを用いた場合にLi析出後のスペクトルに2970,1260,1020cm^<-1>に新たなるピークが観測された。これらのピークはPCの分解生成物に帰属されるが、しかし、吸収強度の入射角依存性が1260cm^<-1>と2970,1020cm^<-1>のピークでは大きく異なっており、2970と1020cm^<-1>のピークの入射角依存性は、これらのピークが表面電場増大によって初めて観測されたことを示しておりLi表面吸着種によるものであることがわかる。一方、1260cm^<-1>のピークに帰属されるのは溶液中に多量に存在する化学種である。また、DMEを用いた場合には3200cm^<-1>に水に関連した分子の吸着による吸収対が確認された。以上のことから、Liを用いた赤外電磁場分光法が実現されたことが確認された。今後は、電解質や電解液の違いによる反応の差を明らかにしLi電極反応の分子レベルでの理解を進めて行く。
無限次元ポアソンリー群の可積分性

ポアソン構造の階数が一定である時,ハミルトンベクトル場の全体は可積分系をなし葉層構造を与える。他方,ある種の葉層構造には第二種の特性類(Godbillon-Vey class)がコホモロジー類として一意に決まることが知られており,葉層構造を研究する位相幾何学において多くの視点から研究されている。三上は,ポアソン構造に付随する葉層構造にGodbillon-Vey classが与えられるのか否か,与えられるとしたらどのようなメカニズムかを研究し,ポアソン構造に付随する葉層構造のGodbillon-Vey classをポアソン幾何学の言葉でそしてポアソン構造そのもので記述できることを解明した。この特性類は微分形式のレベルで自由度を持つが,その自由度は非退化な計量に対応づけられる事も解明した。これらの結果はプレプリントとして投稿準備中である。このようにして得られたポアソン構造から第二種の特性類への対応の諸性質の研究とポアソン構造よりもっと一般的な構造への理論の拡張を現在鋭意研究中である。Nambu構造は2変数のPoisson構造を多変数に拡張したものであるが,そのテンソル場はいつも局所的には分解的(decomposable)であることか予想されていた。三上はNambu構造の満たす一般化されたJacobi律から,テンソル代数で知られている分解条件を満たす事を初等的な計算で明らかにすることにより分解可能であることの一つの証明を与えた。この結果はプレプリントとして投稿準備中である。
磁性流体を用いた極微少ガス流量センサ

本研究は,強磁性と流動性の双方の特徴を有する磁性流体を利用したセンサの動作解析および設計を行う場合に必要となる磁性流体の交流初透磁率を測定する方法として,磁性流体の中にコイルを沈めて測定するという方法を提案し,この有効性を確認すると共に,磁性流体の交流初透磁率の値を明らかにしている.また,磁性流体に発生する反磁界を考慮して,棒状にモデル化したセンサの形状と見掛透磁率の関係について検討を行い,見掛透磁率を低下させないためには励磁コイルの寸法比を大きくし,磁性流体の端面は励磁コイルの両端から励磁コイルの直径以上離さなければならないことを示している.次に,気泡による磁性流体の磁束制御を利用した流量センサが報告されているが,この動作や特性が明確にされていないことから,まず一般的な球体による磁束制御として動作解析を行い,磁束制御量が体積に比例することを明らかにしている.また,この結果と見掛透磁率の検討結果をもとに流量センサの最適設計を行い,この流量センサの動作解析を行っている.さらに,流量センサの出力信号と気体の流量の関係を考察し,流量センサを用いて期待流量を測定するための換算式を導き,期待流量が出力信号の最大値と周期の積の定数倍で表されることを示している.最後に,以上述べた結果を踏まえて流量センサの性能および用途について検討し,従来の流量計と比較することによりこの流量センサが極めて簡単な構造でありながら短い応答時間で微少流量の測定ができることを明らかにした.本研究は,強磁性と流動性の双方の特徴を有する磁性流体を利用したセンサの動作解析および設計を行う場合に必要となる磁性流体の交流初透磁率を測定する方法として,磁性流体の中にコイルを沈めて測定するという方法を提案し,この有効性を確認すると共に,磁性流体の交流初透磁率の値を明らかにしている.また,磁性流体に発生する反磁界を考慮して,棒状にモデル化したセンサの形状と見掛透磁率の関係について検討を行い,見掛透磁率を低下させないためには励磁コイルの寸法比を大きくし,磁性流体の端面は励磁コイルの両端から励磁コイルの直径以上離さなければならないことを示している.次に,気泡による磁性流体の磁束制御を利用した流量センサが報告されているが,この動作や特性が明確にされていないことから,まず一般的な球体による磁束制御として動作解析を行い,磁束制御量が体積に比例することを明らかにしている.また,この結果と見掛透磁率の検討結果をもとに流量センサの最適設計を行い,この流量センサの動作解析を行っている.さらに,流量センサの出力信号と気体の流量の関係を考察し,流量センサを用いて期待流量を測定するための換算式を導き,期待流量が出力信号の最大値と周期の積の定数倍で表されることを示している.最後に,以上述べた結果を踏まえて流量センサの性能および用途について検討し,従来の流量計と比較することによりこの流量センサが極めて簡単な構造でありながら短い応答時間で微少流量の測定ができることを明らかにした.(1)、流量測定範囲0.1ml/min3ml/min,圧力損失85mmAg,線形性13%,再現性±10%の極微少ガス流量センサを製作することができた。(2)、本センサの磁性流体内を気泡を通過させ磁性流体の磁束およびインダクタンス制御特性の測定として励磁周波数をパラメータとして気泡によって生じた出力電圧対起磁力特性,出力周波数(気泡数)対起磁力特性の測定結果から、気体流量は気体発生周波数と出力電圧の最大値の積で定まることが明らかとなった。(3)、本センサは、ガス流量が連続発生するものより単発発生をする極微少ガス流量用とした用途が望ましいことが明らかとなった。(4)、磁性流体濃度および磁性流体量による圧力損失は磁性流体の容器の高さを考慮することによりほとんど問題とならないことが明らかになった。(5)、磁性流体の容器形状を検討することにより、磁性流体形状と見掛透磁率について明らかにできた。(6)、出力電圧対起磁力および励磁周波数特性,流量対出力電圧および気泡数特性等の測定結果から本センサの動作解析を行い、流量が0.1ml/minまで適応できることが了解された。(7)、以上の結果を踏えてデジタル出力型の流量センサの開発を行っている。
一次元伝導性を持つプラセオ系銅酸化物の単結晶育成と圧力下における異方的伝導性

銅系酸化物Pr2Ba4Cu7O15-δ(Pr247)の単結晶育成を行い,その電気伝導性を測定した。多結晶試料での超伝導の発現の観点から,単結晶による電気伝導性の異方性と一次元伝導に起因した超伝導に着目した。高圧酸素雰囲気下で自己フラックス法での単結晶の育成条件を探査し,急冷過程を含むことで目標物質の育成に成功した。ファンデルポー法による電気抵抗は,その大きさが方位によって1,000倍異なり,低抵抗方向では低温で超伝導の兆候と考えられる抵抗の落ちが観測された。本課題はプラセオ系銅酸化物であるPr2Ba4Cu7O15(Pr247)の電気伝導性の異方性を測定する事で一次元伝導性の発現機構を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するには単結晶試料の作成が不可欠であり,高圧酸素中で溶融法による単結晶育成を試みた。Pr247は非常に限定された育成条件を持つことは先行研究から知られており,この条件を再現することを行った。しかし単純に条件を同じにするだけではPr247単結晶育成はできなかった。そこで育成条件を見極められるようにルツボ内の融液の温度を記録し解析することで示差熱を解析的に求めて融点の評価を行った。その結果,先行研究に比べて30°C以下の所に育成に適した領域が存在することがわかった。これは使用した電気炉に起因した温度分布に依存するものと考えられる。育成条件を探査した結果,Pr247相を主相とする育成条件を発見できた。ルツボ材質に起因した不純物混入の効果から,アルミナルツボよりもマグネシアルツボの方がPr247にも含まれる銅二重鎖構造が組みやすいこともわかった。X線解析の結果からPr247相の割合は50%越え,124相が27%を占めた。しかし0.2mm角以上の大きさでスクリーニングを行った結果,取り出せた試料はPr124相のもので,この板状試料のX線回折はPr124のc軸配向を示した。このことからPr247相は大きく成長はしておらず,粉末状のものとして存在していると考えらえる。今回は,目的とするとPr247相の単結晶試料を得ることはできなかったが,Pr124相単結晶も育成困難な試料でありこれに成功したことも大きな成果である。Pr247相の最適条件もごく近傍にあることが予想される。一方,フッ素置換した多結晶試料を用いたドーピングの検証は,良質な試料を作ることができなかった。Pr247単結晶の試料育成は困難であることは知られており,報告例がほとんどない。今回の成果として,育成試料の中にPr247相を含む試料を得ることができた点と,Pr247相のごく近傍の条件と考えられるPr124相の単結晶の取り出しに成功した点が挙げられる。前者は目的に即した成果として,後者は付随的に得られるものとしては最大限の成果である。これらの点からPr247単結晶試料を得る目的は概ね達成できたと考えられる。一方,フッ素置換によるキャリアドーピングの試みは全く上手くいかなかった。合成条件の探査が困難であり,合成条件が比較的緩やかなPr123組成の合成も成功しなかった。本物質系に対するフッ素置換は上手くいかない可能性が高い。初年度において、先行研究とは大きく異なる温度領域に育成可能な条件が存在することが示唆されたため、融液の温度変化から見積もった融点を基にしてより詳細に温度条件の探査を行った。高圧酸素領域では、温度制御が困難であり、温度を設定温度にしたのちに酸素圧をあげるなどの操作が必要であった。その結果、Pr247相を主相とする条件を発見した。初年度の結果から予想したように、融点直下からの急冷プロセスを挟むことが重要であった。成長した結晶のサイズは最大で0.2mm程度である。ただし一定のPr124相が混入するため目視による結晶の判別は困難であった。c軸配向した試料のX線回折測定は、異なるc軸長を反映した回折ピークを示す他、EPMAの組成分析ではそれらの組成の違いを反映した銅組成の違いを示している。これらの方法で判別した試料について単結晶四軸X線回折測定を行い、得られた試料がPr247単結晶であることが確認できた。これらの条件を基により大型化の可能性を模索して、徐冷時間を長くするなどを行ったが当初の条件で得られたものから、より大型化や単相化することはできなかった。酸素還元以外のドーピングを可能にする方法としてバリウムサイトのランタン置換を試みたが、有意な量を置換した試料を合成することはできていない。本申請課題において最も重要となる単結晶育成に成功した。初年度は微小で取り出しに至らなかったが、ある程度の大型化を実現したことで、0.2mm角程度という輸送特性を測定するには最小限の試料を得ることができた。初年度において試みた多結晶試料のフッ素置換によるドーピングに代わり、バリウムサイトのランタン置換を試みた。

これは格子定数の変化によるキャリア導入の可能性を模索したものであるが、ドーピングに成功していない。本課題はプラセオ系銅酸化物であるPr2Ba4Cu7O15(Pr247)の電気伝導性の異方性を測定する事で一次元伝導性の発現機構を明らかにすることを目的としている。この目的の達成のための単結晶試料の作成の試みを高圧酸素中での溶融法により初年度より取り組んできた。初年度での先行研究と大きく異なる育成条件の存在を示唆をする結果から、融液の温度変化から見積もった融点をもとにしてより詳細に温度条件の探査を行ったところ高圧酸素領域でPr247相を主相とする条件を発見した。成長した結晶のサイズは最大で0.2mm程度である。このように作成された複数の試料について電気伝導性の測定を行った。平板状の試料のc面内の方位はa軸,b軸の格子定数が近いために決定できなかった。試料の端面が結晶軸に沿っていることは確認でき,四角に端子を施しファンデルポー法を用いて測定をした。X線による試料同定ではPr247相またはPr124相を示したが,多くに試料は低い電気伝導性を示した。しかし高い電気伝導性を示した試料については,試料端面の方向によってPr247またはPr124相の電気伝導の異方性を示唆する結果を得た。さらに低温において伝導性の高い一方向についてのみ電気抵抗の急落を観測した。急落温度はPr247多結晶の超伝導転移温度の典型的な温度と一致しており,かつc面内のもう一方向では観測されなかった。このことからこの急落はPr247における金属的な伝導性を示すダブルチェーン方向の超伝導性を示していると考えられる。昨年度明らかになった育成条件をさらに精密化する目的でやや低酸素圧側の育成条件の探査を行ったが,Pr247を育成する条件には至らなかった。銅系酸化物Pr2Ba4Cu7O15-δ(Pr247)の単結晶育成を行い,その電気伝導性を測定した。多結晶試料での超伝導の発現の観点から,単結晶による電気伝導性の異方性と一次元伝導に起因した超伝導に着目した。高圧酸素雰囲気下で自己フラックス法での単結晶の育成条件を探査し,急冷過程を含むことで目標物質の育成に成功した。ファンデルポー法による電気抵抗は,その大きさが方位によって1,000倍異なり,低抵抗方向では低温で超伝導の兆候と考えられる抵抗の落ちが観測された。Pr247組成の単結晶育成条件の探査を大型化の観点から行う。現行の条件は先行研究の条件を再現している点があり本研究での育成としては最適化されていない。特に,急冷温度が幅が広いことは大型単結晶の育成に悪い影響を与えている可能性が高い。このため温度条件の最適化を試みる。示差熱的な解析により酸素圧と融点の関係を調査しPr247相に最適な条件の探査の指針とする。また,Pr124単結晶が得られたことからこの試料を用いた圧力下の電気伝導性の調査を行う。本研究で用いる圧力セルには試料は小さいため,微小試料に端子をつけるこの圧力セル用の技術を確立する。元素置換によるドーピングの試みはフッ素置換では上手くいかなかったが,今後バリウムのランタン置換及び水素化によるドーピングを試みる。0.2mm角程度という輸送特性を測定するには最小限の試料を得ることができたことから、これらの試料の電気抵抗の異方性を明らかにする本課題での主たる目的を達成していく。単結晶試料のの圧力下における電気伝導性の変化は、本系の一次元伝導性を明らかにする上で重要な測定である。
抗癌剤耐性や肺転移形成と細胞周期との関連―Fucci導入肉腫細胞を用いた解析

細胞周期をリアルタイムで観察できる蛍光蛋白"Fucci"を導入したヒト骨肉腫細胞株143Bにin vitroでシスプラチン・ドキソルビシンを作用させリアルタイムイメージングを行った。その結果、細胞周期による抗がん剤の感受性の違い、抗がん剤の種類によるアポトーシスの起こり方の違いや細胞周期停止の様子を明らかにできた。平成25年度はまず、in vitroでの実験を中心に行った。Fucciを導入したヒト骨肉腫細胞株143Bに、まず1mM,2mM,5mM,のシスプラチンを継続的に作用させ、蛍光顕微鏡のタイムラプス機能を用いて経時的に観察した。5mMでは数時間後にはすべての細胞が緑色(S-G2期)となって細胞周期が停止し(G2 arrest)、その後は赤色(G1期)へ移行すること無くapoptosisを生じながらすべての細胞が死滅した。2mMではG2 arrestを起こすまで時間が長く、18時間程度でほとんどの細胞がG2 arrestを生じ、約40時間を過ぎてからapoptosisを生じ始めたたが、最終的には72時間後には大多数の細胞がapoptosisに陥った。1mMではG2 arrestを生じるものの、その後に細胞周期が再び回転し始め、増殖を再開する細胞も散見されるようになった。次にシスプラチン2mMの濃度で、作用時間を少なくし6時間のみ作用させた。すると18時間程度で一旦ほとんどの細胞がS-G2期に移行するが、24時間後にはG1期に移行する細胞が散見されるようになり、そこからゆっくりとG1期に移行する細胞の数が増えて、その後は通常の細胞増殖スピードに戻っていった。またカフェインによる抗癌剤増強作用を細胞周期の観点から解析した。2mMのシスプラチンを6時間作用させた後に培養液を交換してカフェインを添加した。すると、カフェインを添加することでG1期への移行までの時間が早まり、最終的には多数の細胞が細胞周期に関係なくapoptosisに陥っていった。これはカフェイン無しでは見られなかった変化であり、シスプラチンでDNA損傷を受けた骨肉腫細胞がDNA損傷を修復させる前にカフェインによって強制的に細胞周期を回されるために細胞死に陥るという我々の仮説に一致した結果であった。平成26年度は、平成25年度に行ったin vitroでのシスプラチンを用いた実験と同様の実験を、同じく骨肉腫のkey drugであるドキソルビシンを用いて行った。FUCCIを導入したヒト骨肉腫細胞株143Bにドキソルビシンを5μMで3時間作用させ、その後に蛍光顕微鏡で72時間のタイムラプス撮影を行った。ドキソルビシンを作用させて24時間以内にG2 arrestが生じ、その後に一部の細胞のみがG2 arrestを離脱しmitosisの後にアポトーシスに陥った。またごく一部の細胞はmitosisを起こすことなくG1期へ移行し、通常の細胞周期へと戻った。mitosisはドキソルビシンを作用させた細胞の生存率と有意に相関しており、また同様にドキソルビシンを作用させた際のmitosisからG1期への移行も細胞の生存率と有意な相関を認めた。ドキソルビシンを作用させた時点の細胞周期と細胞の生存率には有意な相関はなかった。ドキソルビシンに反応させる前の細胞は約60%が赤色(G1/G0 phase)で約40%が緑色(S/G2/M phase)であったが、ドキソルビシンに作用させることでほとんどの細胞がS/G2/M phaseで細胞周期を停止させた。ドキソルビシンではmitosisの後にすぐアポトーシスが起こったが、これは昨年度に行ったシスプラチンの反応とは少し異なり、シスプラチンではmitosisが起こりきる前にアポトーシスが生じた。平成25年度・26年に行ったin vitroの実験からは抗がん剤への反応性・抵抗性が培養細胞においても個々の細胞において異なっており、骨肉腫細胞のheterogeneousな性格が表れていた。このような抗がん剤耐性の細胞をFUCCIでmonitoring・targetingできれば、今後の研究で新規治療薬剤の開発にもつながることが期待できる。平成25年度、平成26年度は、細胞周期をリアルタイムで観察できる蛍光タンパクFucciを導入したヒト骨肉腫細胞株143Bにin vitroでシスプラチン・ドキソルビシンを作用させリアルタイムイメージングを行った。これらの結果を踏まえ平成27年度はin vivoでの腫瘍全体の細胞周期の動向を観察しながら、骨肉腫に対するより効果的なシスプラチン+アドリアマイシンの投与法の探索を行う予定であった。しかし、動物実験が順調に遂行できなかったため、当初の計画を変更しin vitroでの研究を視点を変えて継続することとした。これまで我々は抗がん剤だけでなく紫外線とくにUVBのガン治療への応用を探索してきた。最終的には腫瘍切除後の再発予防のため、手術野のminimum residual cancer (MRC)を治療するためのmodalityとしてUVBを応用できればと考えている。平成27年度はFucciを導入した骨肉腫細胞にUVBを照射して、細胞周期をリアルタイムイメージングし、UVBが骨肉腫細胞の細胞周期やアポトーシスに与える影響について観察を行った。方法としてはFucci導入143B骨肉腫細胞にin vitroでUVBを照射し、30分毎に72時間の連続観察を行った。

その結果、UVB照射はほとんどの腫瘍細胞でS/G2/M期での細胞周期停止をもたらすことが分かった。一部の細胞だけがS/G2/M期での停止を逃れmitosisに移行し、その結果DNA修復を行えずにapoptosisに陥った。またG0/G1期の細胞はS/G2/M期の細胞に比べてUVBに対する耐性を示すことを証明した。細胞周期をリアルタイムで観察できる蛍光蛋白"Fucci"を導入したヒト骨肉腫細胞株143Bにin vitroでシスプラチン・ドキソルビシンを作用させリアルタイムイメージングを行った。その結果、細胞周期による抗がん剤の感受性の違い、抗がん剤の種類によるアポトーシスの起こり方の違いや細胞周期停止の様子を明らかにできた。本年度はドキソルビシンを用いた実験のほかに、シスプラチン・ドキソルビシンを併用した効果的な投与方法・組み合わせなどについて検討する予定であったが、ドキソルビシン単剤での実験のみとなった。本実験はタイムラプスでの撮影が必要であり1回の実験で約4日間タイムラプス機能付きの蛍光顕微鏡を独占することが必要である。このような実験系のため、他の蛍光顕微鏡使用者との兼ね合いもあり実験回数が制限されたことが実験が遅れた要因になった。骨軟部腫瘍これまでの研究で、シスプラチンとドキソルビシンそれぞれの抗腫瘍効果と細胞周期のタイミングなどの関係が明らかになった。今後は、骨肉腫に対するkey drugであるこれら2剤の組み合わせ方法・タイミングについてFUCCIを用いたリアルタイムイメージングの手技を活用しながら解析を進める。臨床応用を考え、副作用を軽減すべくできるだけ低濃度で効率的な効果がでるような投与方法を探索するつもりである。またそのような投与方法がin vitroで確立できれば、in vivoでの実験にも発展させていく予定である。本年度はシスプラチンとアドリアマイシンの効果的な投与方法・時間に関しても検討予定であったが、それまでには至らなかった。この実験の遅れはタイムラプスシステムを使用し一回の実験で72時間連続観察を行う実験系の関係から、顕微鏡を独占して使用する必要があり、他研究者も同じ顕微鏡を使用するため、この実験の施行回数が限られた事が要因の一つとなった。今後の研究としては、昨年度遂行できなかったシスプラチンとアドリアマイシンを併用し、これらのコンビネーションをどのようなタイミングでまたどのような濃度で使用するかについて検討し、最も低濃度で効率的に抗腫瘍効果が発揮できる方法を探索する。またこれらの実験結果をin vivoへと発展させ、より生体内に近い環境でもin vitroと同様の結果が得られるのかを検証していく。
ビオチンによる免疫制御機構の解明と金属アレルギー性疾患治療への応用

1.ビオチン欠乏マウスにおけるニッケルアレルギー反応の解析正常およびビオチン欠乏マウスに対して実験的ニッケルアレルギーを誘導し,アレルギー性炎症に対するビオチン欠乏の影響を解析した.ニッケルアレルギーはマウスに大腸菌内毒素(LPS)と塩化ニッケル水溶液の混合液を腹腔内投与することにより誘導し,耳介部へのニッケル水溶液注射による耳介部の肥厚をアレルギー性炎症の指標として測定した.その結果,ビオチン欠乏マウスでは正常マウスに比較して,アレルギー性炎症が有意に増強していた.さらに,ビオチン含有飲料水を用いてマウスにビオチンを経口投与し,ニッケルアレルギーに対するビオチン投与の影響を解析した.その結果,正常およびビオチン欠乏マウスのいずれにおいても,投与ビオチン量に依存したアレルギー性炎症の有意な軽減が認められた.2.ビオチン欠乏マウス由来細胞を用いたin vitroでの解析正常およびビオチン欠乏マウスより脾細胞を調整し,炎症性サイトカインの一種であるinterleukin(IL)-1β産生能を解析した.その結果,ビオチン欠乏マウス由来脾細胞では正常マウス由来細胞に比較して有意に高値のIL-1βを産生した.3.炎症性サイトカイン産生に対するビオチン補充の影響ビオチン欠乏J774.1細胞(マウスマクロファージ様細胞株)では正常J774.1細胞に比較して,炎症性サイトカインであるtumornecrosis factor(TNF)-αおよびIL-1β産生が増強していることを昨年度までに明らかにした.そこで,ビオチン欠乏細胞を正常(ビオチン含有)培地で2週間培養しビオチンを補充したところ,TNF-dおよびIL-1βのいずれの産生量も正常細胞と同程度まで低下した.1.ビオチン測定系の確立ビオチン化ウシ血清アルブミンおよび酵素標識アビジンを用いた競合ELISA法によるビオチン測定系を確立した(測定感度は10,0003nM)。2.ビオチン欠乏マウスの作製BALB/cマウス(♀、4週齢)をビオチン欠乏飼料により8週間飼育することにより、ビオチン欠乏マウスを作製した。同マウスでは血清中ビオチン濃度が正常マウスに比較して有意に低値であった。さらに、ビオチン欠乏マウスでは、大腸菌内毒素(LPS)投与による血清中tumor necrosis factor (TNF)-α濃度の上昇が、正常マウスに比較して有意に高値であった。3.ビオチン欠乏培養系の確立ビオチン除去培地はメーカー特注により作製した。また、ウシ胎児血清(FCS)中のビオチンは、アビジン結合アガロースと4°Cで一晩反応させることにより除去した。これら、ビオチン除去培地およびビオチン除去FCSを用いてビオチン欠乏培養系を確立した。4.ビオチン欠乏細胞株の作製ビオチン欠乏マウスではLPS刺激によるTNF-α産生能の増強が示されたことから、生体内においてLPSに反応する主要な細胞であるマクロファージに対するビオチン欠乏の影響を解析した。まず、マウスマクロファージ様細胞株であるJ774.1細胞をビオチン欠乏培養系で4週間培養し、ビオチン欠乏J774.1細胞を作製した。5.各種免疫反応に対するビオチン欠乏の影響の解析ビオチン欠乏J774.1細胞をLPSで24時間刺激培養し、培養上清中のTNF-α濃度を測定した。その結果、正常J774.1細胞に比較して有意に高値なTNF-α産生が認められた。さらに、TNF-α同様、主要な炎症性サイトカインであるinterleukin-1βの産生増強も認められた。1.ビオチン欠乏マウスにおけるニッケルアレルギー反応の解析正常およびビオチン欠乏マウスに対して実験的ニッケルアレルギーを誘導し,アレルギー性炎症に対するビオチン欠乏の影響を解析した.ニッケルアレルギーはマウスに大腸菌内毒素(LPS)と塩化ニッケル水溶液の混合液を腹腔内投与することにより誘導し,耳介部へのニッケル水溶液注射による耳介部の肥厚をアレルギー性炎症の指標として測定した.その結果,ビオチン欠乏マウスでは正常マウスに比較して,アレルギー性炎症が有意に増強していた.さらに,ビオチン含有飲料水を用いてマウスにビオチンを経口投与し,ニッケルアレルギーに対するビオチン投与の影響を解析した.その結果,正常およびビオチン欠乏マウスのいずれにおいても,投与ビオチン量に依存したアレルギー性炎症の有意な軽減が認められた.2.ビオチン欠乏マウス由来細胞を用いたin vitroでの解析正常およびビオチン欠乏マウスより脾細胞を調整し,炎症性サイトカインの一種であるinterleukin(IL)-1β産生能を解析した.その結果,ビオチン欠乏マウス由来脾細胞では正常マウス由来細胞に比較して有意に高値のIL-1βを産生した.3.炎症性サイトカイン産生に対するビオチン補充の影響ビオチン欠乏J774.1細胞(マウスマクロファージ様細胞株)では正常J774.1細胞に比較して,炎症性サイトカインであるtumornecrosis factor(TNF)-αおよびIL-1β産生が増強していることを昨年度までに明らかにした.そこで,ビオチン欠乏細胞を正常(ビオチン含有)培地で2週間培養しビオチンを補充したところ,TNF-dおよびIL-1βのいずれの産生量も正常細胞と同程度まで低下した.
ユビキタス環境における自己組織化プロキシネットワークの研究

近年,ノード(ワークステーション・パソコン・PDAなどの端末装置)の小型化,無線技術の進展に伴い,移動ノードや通信媒体の多様化・高度化が進んできている.また,常時接続可能なインターネット環境が普及し,それに伴いP2Pによる様々なアプリケーションが登場し,かつ大きなインパクトを与え続けている.上述における状況では,時間とともに,ノードがネットワーク中を移動し,ネットワークの構成やノードがネットワークを接続する接続点が動的に変化する.また,ユーザは多種多様なノードを状況に応じて切り替え,その環境で最適な通信デバイスを用いてネットワークに接続したりするなど,ユーザ側からの要求も時間やユーザの置かれた環境に応じて刻々と変化する.このようなユーザの要求に速やかに適応することが可能なネットワーキングサービスがレイア構成に関わらず必要に迫られている.本研究では,研究代表者が中心となり,ユビキタス環境に代表される動的なネットワーク環境や,常時接続ながら頻繁にユーザの接続・切断が行われるP2P環境において,ユーザがネットワークやノードの変化を意識しないシームレスなネットワークシステム・ネットワークサービスの研究を行っている.そこで,アプリケーションレイア上の通信を転送するプロキシネットワークを構築し,プロキシネットワーク内におけるノードを識別するための識別子,そのノード間の経路を安定させるためのルーティング方式を自己組織化させることで,シームレスなネットワークサービスを実現することが目的である.このため,分散ハッシュテーブルを中心としたP2P技術,マルチキャストオンデマンドネットワーク,動的ネットワークにおける自律的修復技術などを検討した.近年,ノード(ワークステーション・パソコン・PDAなどの端末装置)の小型化,無線技術の進展に伴い,移動ノードや通信媒体の多様化・高度化が進んできている.また,常時接続可能なインターネット環境が普及し,それに伴いP2Pによる様々なアプリケーションが登場し,かつ大きなインパクトを与え続けている.上述における状況では,時間とともに,ノードがネットワーク中を移動し,ネットワークの構成やノードがネットワークを接続する接続点が動的に変化する.また,ユーザは多種多様なノードを状況に応じて切り替え,その環境で最適な通信デバイスを用いてネットワークに接続したりするなど,ユーザ側からの要求も時間やユーザの置かれた環境に応じて刻々と変化する.このようなユーザの要求に速やかに適応することが可能なネットワーキングサービスがレイア構成に関わらず必要に迫られている.本研究では,研究代表者が中心となり,ユビキタス環境に代表される動的なネットワーク環境や,常時接続ながら頻繁にユーザの接続・切断が行われるP2P環境において,ユーザがネットワークやノードの変化を意識しないシームレスなネットワークシステム・ネットワークサービスの研究を行っている.そこで,アプリケーションレイア上の通信を転送するプロキシネットワークを構築し,プロキシネットワーク内におけるノードを識別するための識別子,そのノード間の経路を安定させるためのルーティング方式を自己組織化させることで,シームレスなネットワークサービスを実現することが目的である.このため,分散ハッシュテーブルを中心としたP2P技術,マルチキャストオンデマンドネットワーク,動的ネットワークにおける自律的修復技術などを検討した.本研究では,急速に進展しているユビキタスコンピューティング環境において,時間とともに,ノードがネットワーク中を移動する点,さらに,そのネットワーク構成自身やユーザの要求も動的に変化することが考えられ,速やかにその適応が可能なネットワーキングサービスを提供することを課題としている.そこで,上記課題を解決する手段として,ユビキタス環境において稼動するアプリケーション間のデータを転送可能なプロキシネットワークを構築し,プロキシネットワーク内におけるルーティング方式を自律的に制御することで,シームレスサービスを実現することを目的としている.平成15年度においては,下記の2点の方式によりアプローチを試みた.1.ユビキタスコンピューティングにおいて想定されるネットワーク環境において,サーバとクライアントの間に,アプリケーションレベルでのコンテンツルーティングを実現するプロキシを設置した.本プロキシでは,クライアントからの要求に対して,最適なサーバを選択し,ルーティングを実施する機能,クライアントからの要求を束ねるバッチング機能を構築した.これにより,動的な環境においても,サーバの離脱等に対処することが出来る.2.P2Pネットワークを構成可能なミドルウェアであるJXTAを用いて,ツリー型のP2Pストリーミング配信モデルの試作を行った.本システムでは,各ピアが管理・受信・配信機能を有する完全分散型のP2Pシステムである.さらに,動的な環境を想定し,ユーザ(ピア)の離脱に伴う,ツリー再構築を短時間で行える自律的なセルフコンフイギュレーション機能を提案・実装し,その効果の検証を行った.これにより,端末自身がプロキシと化し,ネットワークの動的な環境に対応できうる可能性について検討を行った.常時接続可能なインターネット環境が普及し,それに伴いピアツーピアによる様々なアプリケーションが登場しかつ大きなインパクトを与え続けている.また,携帯機器を初めとするユビキタス機器の近年の充実により,今後,アドホックなネットワーク環境がより充実してくるものと考えられる.そこで,携帯機器をはじめとするユビキタス機器が時間とともに,ネットワーク中を移動し,ネットワークの状況に応じて,その接続形態を切り替えるなど常に最適な通信状態を維持することが課題となってきている.そこで,前記課題に対して,複数のプロキシサーバの連携機能を用いて対処することを考えている.そこで本年度は,以下の項目に関して,設計・開発を行なった.(1).ピアツーピア等において近年注目されている分散ハッシュテーブル(DHT)を用いた.すなわち,DHTによる自己組織化ネットワークをプロキシノードによって構成し,プロキシノードにユビキタス機器が接続する形態を取った.

これにより,ユビキタス機器の煩雑な参加・脱退によるネットワーク全体のパフォーマンス低下や,ユーザ間(ユビキタス機器間)の持続的接続通信時にネットワーク全体にかかる負荷を自己組織化ネットワークであるプロキシ群で吸収することができ軽減が期待できる.(2).本システムでは,アプリケーションサービスを実際に利用するのはプロキシネットワークに接続するユビキタス機器である.つまり,プロキシがユビキタス機器の要求を代表して発行することにより,よりネットワーク全体構成の煩雑な変化を吸収する役割となる.このため,実際にユビキタス機器間の通信形態としては間接的となるため,UDP hole punchingという3wayの通信形態上に仮想的なHTTP通信機能を実現している.これにより現在のところ画像通信は難しいものの,データ通信においては間接通信が可能となった.(3).ユビキタス環境でサービス提供を行なうためには,個々のユビキタス機器やサービス部品を状況に合わせて動的を適応させ結合させる技術が必要となる.さらに,プロキシ-ユビキタス機器-サービス-人という関係をも推論させて,適材適所な選択が自律的に行なわなければならない.そこで,ワークフロー型のサービス連携技術を,RDFを用いて,ユビキタス機器,サービスを対象に記述・表現することで,多様で動的なユビキタス環境に適するように設計を行なっている.さらに,RDFの構造を推論するためにオープンソースであるJenaを用いて試作を行なっている.携帯端末を初めとするユビキタス機器の近年の充実により,現在,アドホックなネットワーク環境が急速に普及している.そこで,ユビキタス機器が時間とともに,ネットワーク中を移動し,ネットワークの状況に応じて,その接続形態を切り替えるなど常に最適な通信状態を維持することが課題となってきている.本研究において前記課題に対して,自己組織化可能なプロキシネットワークの連携機能を用いて対処することを検討している.そこで平成17年度は,以下の項目に関して,設計・実装を行なった.(1)分散ハッシュテーブル(DHT)を用いた自己組織化ネットワーク分散ハッシュテーブルはインデックス情報をノードに分散させて保持する方式で種々の方式が提案されている.今回は経路表形式と木構造形式のP2Pシステムに注目して,その構成と実装法について考察した.さらに,コンピュータシミュレーションを通してこれらのシステムの定常時とノードの離脱・参加時におけるノード検索の性能を計測し比較分析を行った.その結果,木構造形式のシステムがノードの参加・離脱において管理コストが少なく,ノード検索性能も低下しない点を確認した.(2)ユビキタス環境における端末間通信方式様々なアクセスが想定されるユビキタス環境ではVPN技術が重要となってくる。