hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多焦点画像に基づく視覚効果生成手法の体系化とその応用

映像分野におけるポストプロダクションシステムの導入や一般ユーザへのディジタルカメラ等の普及により、デスクトップ上での映像編集・映像合成処理(視覚効果処理)が発展しつつある。実写画像の処理により現実のカメラでは撮像困難な画像を生成することが可能であり、そのような画像生成手法は、映像に一層のリアリティを求めるコンピュータグラフィックスや人工現実感にとって極めて大きな効果を有する。画像中のオブジェクト(物体)に対して様々な特殊視覚効果を施すためには、通常、オブジェクトを画像から領域分割し、オブジェクト毎に必要とする処理を施し、画像を生成する手続きが必要となる。しかしながら、領域分割は十分精度を有する手法がなく、このことが処理の自動化を困難にしている。これに対して、申請者らは、領域分割を行わずにオブジェクトに特殊効果を施すことができる手法を提案、検討している。その手法では同一のシーンに対する複数の焦点画像(多焦点画像)を用い、それらの線形処理だけで所望の効果を生成できる。成果を以下にまとめる。・視覚効果生成のための多焦点画像処理の体系化。線形逆フィルタに基づく視覚効果処理の手法を明らかとし、任意の焦点ぼけ、位相シフト、動きぼけ、部分的な強調処理などの効果を与えることができることを示した。・レジストレーションなどの前処理の自動化複数の画像を混ぜ合わせるために、それらの画像の大きさ、位置の調整、輝度の不釣合いの補正などが前処理として必要となる。これらの前処理のパラメータを工夫し、自動的に必要なあわせ込みを行った。・イメージベースレンダリングによる仮想視点画像生成への応用カメラアレイにより撮像された多眼画像に対して、それぞれ2つの焦点での撮像を行い、提案手法を適用した。位相シフトにより、前景、背景で異なる移動を与え、適度な補間を行うことにより、より自然な仮想視点画像を生成することができることを示した。・昆虫顕微鏡画像への適用コンピュータ制御で撮影された昆虫の顕微鏡画像に対しての全焦点画像生成処理を行った。多数枚の顕微鏡画像に対して、全焦点画像の生成に特化した手法を提案し、検証した。また、奥行き画像も作成することができた。映像分野におけるポストプロダクションシステムの導入や一般ユーザヘのディジタルカメラ等の普及により、デスクトップ上での映像編集・映像合成処理(視覚効果処理)が発展しつつある。本年度の成果を以下にまとめる。・視覚効果生成のための多焦点画像処理を体系化し、その適用法を明らかにする。線形逆フィルタに基づく視覚効果処理の手法を明らかとし、焦点ボケ、動きぼけ、部分的な強調処理などの効果を与えることができることを示した。

これらの前処理のパラメータを工夫し、自動的に必要なあわせ込みを行った。・昆虫顕微鏡画像への適用コンピュータ制御で撮影された昆虫の顕微鏡画像に対しての全焦点画像生成処理を行った。多数枚の顕微鏡画像に対して、全焦点画像の生成に特化した手法を提案し、検証した。また、奥行き画像も作成することができた。映像分野におけるポストプロダクションシステムの導入や一般ユーザへのディジタルカメラ等の普及により、デスクトップ上での映像編集・映像合成処理(視覚効果処理)が発展しつつある。実写画像の処理により現実のカメラでは撮像困難な画像を生成することが可能であり、そのような画像生成手法は、映像に一層のリアリティを求めるコンピュータグラフィックスや人工現実感にとって極めて大きな効果を有する。画像中のオブジェクト(物体)に対して様々な特殊視覚効果を施すためには、通常、オブジェクトを画像から領域分割し、オブジェクト毎に必要とする処理を施し、画像を生成する手続きが必要となる。しかしながら、領域分割は十分精度を有する手法がなく、このことが処理の自動化を困難にしている。これに対して、申請者らは、領域分割を行わずにオブジェクトに、特殊効果を施すことができる手法を提案、検討している。その手法では同一のシーンに対する複数の焦点画像(多焦点画像)を用い、それらの線形処理だけで所望の効果を生成できる。本年度の成果を以下にまとめる。・視覚効果生成のための多焦点画像処理の体系化。線形逆フィルタに基づく視覚効果処理の手法を明らかとし、任意の焦点ぼけ、位相シフト、動きぼけ、部分的な強調処理などの効果を与えることができることを示した。・レジストレーションなどの前処理の自動化複数の画像を混ぜ合わせるために、それらの画像の大きさ、位置の調整、輝度の不釣合いの補正などが前処理として必要となる。・イメージベースレンダリングによる仮想視点画像生成への応用カメラアレイにより撮像された多眼画像に対して、それぞれ2つの焦点での撮像を行い、提案手法を適用した。位相シフトにより、前景、背景で異なる移動を与え、適度な補間を行うことにより、より自然な仮想視点画像を生成することができることを示した。
ホットバルーンカテーテルによる解離腔接着に関する研究

本研究は大動脈解離に対し、ホットバルーンカテーテルを加圧、加熱することにより、その解離を接着せしめることを目的とした基礎実験であるが、その予備実験として、ホットバルーンカテーテルの正常な動脈の内腔に及ぼす影響についても実験を行った。1.正常動脈の内腔に及ぼす影響(雑犬2頭・腸骨動脈使用)(1)肉眼的所見1ヶ月後:摘出血管は平均して約1.5倍に拡張したが、内腔の狭窄、閉塞所見は認められなかった。3ヶ月後:内腔表面の性状は不整であり、一部に狭窄を認めた。(2)病理学的所見1ヶ月後:内弾性板が伸展し、同部位で中膜壊死が認められ、又、平滑筋細胞が中膜から内膜に遊走し、内膜の肥厚が認められた。外膜も一部が肥厚し、線維芽細胞の増殖を認めた。3ヶ月後:内膜肥厚は著しく、中膜壊死も明らかで、内膜性板間に線維芽細胞が存在した。外膜も全体的に肥厚著明であった。2.解離腔接着について(雑犬3頭・胸原部大動脈使用)解離作成直後、急性期に対して、ホットバルーンカテーテルを使用したものは、一時的な解離腔接着を認めるものの、2日後の再血管造影検査において、接着部位の再解離を認めた。又、解離作成後1ヶ月、3ヶ月の慢性例に対しては、解離腔接着は困難であった。3.結論ホットバルーンカテーテル使用時の加圧、加熱による血管壁への影響は予想以上に強く、内膜の肥厚、中膜壊死の原因ともなる。解離急性期の場合、一時的な解離腔接着は可能であっても、加圧、加熱され、前述したような変化を起こした血管壁は、いずれ再解離を起こす可能性が高く、今後さらなる検討が必要である。
ダフナン・チグリアンジテルペン類の網羅的全合成

本研究の目的は、ダフナン・チグリアンジテルペン類の量的供給が可能な統一的合成戦略を確立することである。ダフナン・チグリアンジテルペン類は共通の3環性骨格を有し、骨格上の官能基パターンにより多様な生物活性を示す。そのため、創薬化学の観点から極めて魅力的な化合物群として注目を集めている。しかし、天然からの供給不足や構造の複雑さゆえ、実用的な研究が進んでいない化合物が多い。そこで私は、多様なダフナン・チグリアンジテルペン類を統一的に合成する戦略の確立を研究目的とした。短工程での天然物合成を可能にするために、ダフナン・チグリアンジテルペン類の共通3環性骨格を、ラジカル反応を用いて効率的に構築する。続いて、共通骨格への官能基導入を行うことで、様々なダフナン・チグリアンジテルペン類を網羅的に合成する。申請者は本年度、ダフナン・チグリアンジテルペン類の共通炭素骨格を備えた3環性合成中間体の大量合成を行い、その位置選択的官能基化を検討した。まず、全合成の検討に必要な基質を確保すべく、合成経路における各反応を最適化しながら3環性化合物を大量合成した。続いて、ダフナンジテルペンであるレジニフェラトキシンを合成ターゲットに定め、共通合成中間体からの変換を試みた。種々反応条件を検討した結果、合成中間体に対する化学選択的な官能基導入を実現し、天然物と同じ位置に官能基を有する中間体を合成した。今後はこの結果をもとに立体選択性を改善することで、天然物の全合成を達成する。本年度は、ダフナン・チグリアンジテルペン類の共通構造を備えた合成中間体の大量合成と、これに対する位置選択的な官能基導入を達成した。まず、全合成の検討に必要な基質を確保すべく大量合成を行った。この際、合成経路における各反応の条件や実験操作を再度精査し最適化することで、極大スケールでの反応を可能にした。結果として、合計190gの原料から出発し、3環性炭素骨格を有する化合物を約10g得た。続いて、ダフナンジテルペンであるレジニフェラトキシンを合成ターゲットに定め、合成中間体からの変換を試みた。化学選択的な官能基導入は困難を極めたが、種々反応条件を検討した結果これを解決し、天然物と同様の位置に官能基を有する化合物の合成に成功した。これらの結果は、天然物の骨格構築におけるラジカル反応の有用性、また天然物の網羅的合成実現に向けた本合成戦略の妥当性を示す極めて重要な結果である。各種ダフナン・チグリアンジテルペン類の網羅的合成を行う。まず、本年度得られた化学選択的な官能基導入の知見をもとに、立体選択性を改善しレジニフェラトキシンを合成する。次に、C環の官能基化手法を使い分けることで、チグリアンジテルペンであるプロストラチン、ホルボールを合成する。これらの化合物の合成達成後は、A環、B環への官能基導入を検討し、より酸化度が高い天然物の合成に着手する。

化学選択的な官能基導入は困難を極めたが、種々反応条件を検討した結果これを解決し、天然物と同様の位置に官能基を有する化合物の合成に成功した。これらの結果は、天然物の骨格構築におけるラジカル反応の有用性、また天然物の網羅的合成実現に向けた本合成戦略の妥当性を示す極めて重要な結果である。各種ダフナン・チグリアンジテルペン類の網羅的合成を行う。まず、本年度得られた化学選択的な官能基導入の知見をもとに、立体選択性を改善しレジニフェラトキシンを合成する。次に、C環の官能基化手法を使い分けることで、チグリアンジテルペンであるプロストラチン、ホルボールを合成する。これらの化合物の合成達成後は、A環、B環への官能基導入を検討し、より酸化度が高い天然物の合成に着手する。
エイズの病態と制御に関する基礎研究

本研究は延べ約80名の研究者を、1。HIVの複製機構、2。病態のウイルス学的基盤、3。病態の免疫学的基盤、4。エイズの動物モデル、5。感染と病態の制御の5つの柱のもとに組織し、細胞、モデル動物、そして自然宿主であるヒトのレベルでのHIV感染機構の解明、感染に対する宿主応答の実体の解明をとおして、エイズ発症の仕組みを理解するとともに感染発症の阻止と治療のための新しい方法を開発することを目指した。3年間の取り組みの結果、HIVの複製過程におけるウイルスの各蛋白と細胞分子との新しい特異的相互作用の発見とその実体解明、病態進行速度と密接に関連するウイルスゲノムの特異的変異と宿主側蛋白および遺伝子多型の同定、ウイルス排除のための細胞傷害性T細胞エピトープの同定、HIV複製に必須のヒト因子を導入したマウスの開発、ヒト細胞移入SCIDマウスによるHIV感染評価系の確立、ウイルス病原性研究のためのサルモデルの開発、ウイルス特異的反応およびウイルスと細胞の特異的相互作用を標的とする新しい抗ウイルス候補剤の発見および開発、などの多くの成果をあげた。その結果、細胞レベルから個体レベルにわたって、感染と病態を制御する新たな局面の数々が分子レベルで解明されるとともに、それに基づくエイズ制御の新しい戦略を示唆することができた。今後の重要課題の一つとして、高リスク非感染者、長期未発症者などの解析により、HIV感受性と病態進行を決定する宿主の遺伝的基盤と免疫学的基盤の解明がある。また、多剤併用療法奏効例の解析による免疫能再構築の実体解明も重要である。さらに、エイズのすざましい世界的拡大に対処するために、ワクチン開発の取り組みの強化は必須である。エイズ発症の機構を明らかにし、新しい制御方法の糸口を見出すことを目的に、HIVの複製、病態のウイルス学的ならびに免疫学的基礎、動物モデルの開発と展開、ウイルス複製の分子的免疫的制御を軸として多面的アプローチを行った。その結果、ウイルス複製の宿主トポイソメラーゼI依存性、CD4を介さないHIV感染ルートの可能性、CD8キラーT細胞のウイルスペプチドによるアナジー、Nef、Vprなどのウイルス制御遺伝子産物のウイルス複製素過程とウイルスの細胞特異性決定における役割、ならびにそれらと相互作用するいくつかの宿主側因子の候補の選抜、感染から発症に至る過程でのCD8キラーT細胞の防御的役割、感染とCD4T細胞のアポトーシスなどについて、新たな知見が得られた。同時に、感染者体内の感染性ウイルスを集団として定量する新しい方法論や新しいSCIDhu動物モデルの樹立、サルでの経粘膜感染の成功など、方法論的にも極めて重要な前進があった。さらにHIV翻訳におけるセレノシステインの意義、ヒトの造血系のマウスでの構築、SELEX法を用いた抗ウイルスアプタマ-のスクリーニングなど多くの新しい意欲的アプローチが開始された。以上の成果の一部はシンポジウム「RNA情報のフロンテイア」(平成7年11月28日11月29日)で公開した。また、本領域の基本的方向と各班員の研究の進展情況を報告討論するため班会議を2回(平成7年6月30日、平成8年1月29日31日)行った。エイズ発症の機構を明らかにし、新しい制御方法の糸口を見出すことを目的に、HIVの複製、病態のウイルス学的ならびに免疫学的基盤、動物モデルの開発と展開、ウイルス複製の分子的免疫的制御を軸として多面的アプローチを行った。本年度は、従来RNAスプライシング/核外輸送の調節に主役を演ずるとされてきたRevが翻訳調節に直接関与する可能性、HIV表層シアル酸による感染性の負の制御、細胞外可溶性Nefによる潜伏HIVゲノムの活性化や非感染細胞のアポトーシス、感染防御に関わる細胞障害性T細胞エピトープの同定と解析、その位置づけが今後高まるであろう粘膜局所における防御能の賦与、マクロファージ向性ウイルスのCD4+細胞Th1サブタイプへの高い感染能など、数多くの新知見がもたらされたことは特筆される。

さらに、HIVコレセプターfusinのマウスホモログが同定された。これらに加えて、マイナス鎖RNAウイルスであるセンダイウイルスをベクターとして用い、HIVエンベロープ蛋白を高効率生産するという極めてユニークな成果も得られた。以上の成果の一部は国際エイズ学会(平成8年7月カナダ)、国際ウイルス学会議(平成8年8月イスラエル)、国際シンポジウム「RNAの制御的役割」(平成8年11月)などで公表されると共に大学と科学「HIV/AIDS研究はいま」を通してひろく社会へも還元された。また、本領域の基本的方向と各班員の研究の進展情況を報告討論するため班会議を2回(平成8年6月28日、平成8年11月29日30日)行った。エイズ発症の機構を明らかにし、新しい制御方法の糸口を見出すことを目的に、HIVに複製、病態のウイルス学的ならびに免疫学的基盤、動物モデルの開発と展開、ウイルス複製の分子的免疫的制御を軸として多面的アプローチを行った。本年度は、HIV-1の細胞侵入に関わる宿主分子CXCR4やCCR5などのケモカイン受容体(CR)に関する集中的なとりくみが展開され、CRのモノクローン抗体の作出を軸にした、ウイルスとの相互作用における詳細な構造機能相関の解明、CRとウイルスの種特異性の関係、ケモカインの遺伝的多型性と病態進行の関連、CRを標的とした新規抗ウイルス剤の発見など数多くの成果が国際的一流誌に発表された。さらに、HIV-1研究の主要な関心事であるウイルスのT細胞向性とマクロファージ向性は前者がCXCR4を発現するTh2サブセットを後者がCCR5を発現するTh1サブセットを標的とするという形に整理されるに至った。さらに、マイナス鎖RNAウイルスセンダイウイルスを新規発現ベクターとして用い、ケモカインやHIVエンベロープ糖蛋白の大量生産が可能となり、CRを軸としたHIV細胞相互作用の物質的基盤の解明へと道をひらきつつある。以上の他に、HIVの逆転写、インテグレーション、新生RNAの細胞内輸送に関する分子機構の研究が進展した。また、ヒト末梢血白血球(hPBL)移植SCIDマウスによる準個体レベルのウイルス体内伝播と病原性の研究、ヒト感染者体内でのウイルス変異の意義づけにも一定の進展がみられた。本研究は、重点領域研究「エイズの病態と制御に関する基礎研究」(平成7-9年度)の成果とりまとめを行うことを目的とした。具体的には1)代表的成果の社会的還元の為のシンポジウム「HIV/AIDS研究の進展」(平成10年11月20日(金)、日経ホール、東京)の開催と、2)代表及び分担研究者全員の詳細な成果報告書をとりまとめた冊子を刊行した。シンポジウムは1.HIVのライフサイクル、2.ウイルス・宿主相互作用、3.創薬とワクチンの開発の3つの柱の下に、ケモカインを介するHIVの侵入機構、T細胞サブセットとHIV感染、エイズ化学療法の現状、粘膜免疫、ケモカインを標的とする薬剤開発など最近のホットな課題12をとりあげ最新の成果を国外の動向とともに紹介した。一般市民も参加し、本領域の到達点と今後の展望をめぐり活発な討論が展開された。
血液粘度の日内変動からみた脳梗塞の発症機序と予防対策の提唱

本邦では近年人口の急速な高齢化にともない、老年者の脳血管障害の発症頻度が増加し、その予防対策の重要な社会問題になってきた。我々は温泉で有名な草津町で脳梗塞の日内発症頻度を調査し、その発症時間が早朝に集中していることを見い出した。この原因を就寝後の水分摂取停止による血液の濃縮によると推定し、血液粘度の日内変動を検討したところ、それは午前8時を最高値とし、徐々に低下し、午前0時から再び上昇して午前8時に最高値にもどる日内変動を示すことが解った。この成績をもとに夜間から早朝にかけての血液粘度の急激な上昇が脳梗塞発症の引金の一つになるという仮説を既に発表した。今回は就寝前の飲酒との関係に的を絞って研究し、さらに具体的な予防対策としての夜間一回の飲水の影響についても併せて検討した。12名の健康若年者(平均年齢24●±☆3歳)を対象として実験を行った。まず第1日に血液粘度の日内変動を確認した。次に第2日には第1日と同様の生活をさせた他に午後8時にアルコール(ビール1本、約30mlのアルコール)を摂取させ、第1日と同様血液粘度の日内変動を調べた。その結果このアルコール摂取により夜間の尿量の増加を認め、第1日の成績に比べると、午前4時の血液粘度はむしろ低下したが、この後の午前8時までの血液粘度の上昇は極めて高度であった。アルコール摂取時に見られた早朝の血液粘度の急激な変化を緩和する目的で、さらに第3日の実験を行った。第3日には第2日のアルコール摂取に加えて、午前0時に500mlのスポーツ飲料を摂取させた。この飲水により早朝期に見られる血液粘度の急激な変化は十分緩和された。以上の成績から、脳梗塞が早朝起床時に多発する原因の一つに血液粘度の急激な変化の関与が推定され、特に就寝前のアルコール摂取は危険因子の一つであることが解った。さらに予防には夜間の飲水が効果的であることを明らかにすることが出来た。
多相力学・マルチスケール分析による気候変動下の高緯度寒冷地盤の広域災害リスク評価

1.ミクロ(地盤要素)モデルの発展・実証:凍結融解とそれに伴う地盤の不安定化を解析するために必要な土・水・熱連成弾塑性モデルの構築に向け、凍結融解時の土の挙動を要素レベルで観察する新しい試験方法を考案し、モデル化への提案を行った。また、不飽和凍土の含水量の温度依存性を定量化し、不飽和凍土のSFCCをSWCCに基づいてモデル化した。2.メソスケール問題の現象分析及びミクロモデルの精度検証:降雨や融雪による土構造物中の間隙水圧増加・法面不安定化をより正確に予測するため、従来の不飽和浸透流解析に加え、空気相の圧縮・移動を考慮する二相系の浸透流解析や、積雪浸透による流出の時間的遅れを考慮した熱伝導・飽和/不飽和浸透連成解析を実施し、複数のサイトで長期モニタリングを行った結果に照らし、それぞれの適用性を明らかにした。3.気候変動予測を考慮した地盤応答の広域アップスケーリング方法論の構築:過去の土砂災害の事例分析や気象条件や地形地質条件を仮定したパラメトリックスタディを行い、数値解析により定まる土砂災害発生危険度基準線(CL)の適用性を検討した。その結果、市町村が定めるCLを基に地形地質条件等が異なる種々の斜面に対して融雪時や豪雨時を対象としたCLの設定が可能であることを示した。4.高緯度気候ー地盤マルチスケールモデルのプロトタイプの開発:北海道を対象とした高解像度気象・水文場を力学的ダウンスケールにより作成し、気候変動を想定したパラメトリックスタディを実施した。その結果、融解期に加え、凍結初期も融雪水の浸透により斜面が不安定化し易くなることを示した。さらに、気象データ・DEMデータを入力とする広域降雨浸透・流出解析及びその出力を入力とする狭域斜面安定解析の連携性を高め、地表流を考慮した豪雨時の斜面崩壊の広域リスク評価手法を開発した。交付申請時に記載した本年度の研究実施計画のすべての項目について検討を実施しており、本実績報告書で記載したように、各項目について、交付申請時に記載した研究目的の達成に結びつくような具体的な研究成果があがっていることから、「おおむね順調に進展している。」と自己評価した。研究目標達成には、実験、解析、データ分析等の各側面から包括的な検討を行う必要がある。このため、本研究では、研究開発の効率性の観点から各研究者が個別に保有する研究開発力を総合して課題解決にあたっている。ただし、研究機関が複数あり、また研究期間も長期に渡ることから、各研究項目間の連携性の向上と研究内容の調整のため、情報交換と研究成果の共有などを目的とした研究の進捗状況報告会を、今年度同様、今後も年度内に数回定期的に開催しながら、本研究を推進する。1.マルチフィジックス視点でのミクロ(地盤要素)モデルの構築と検証:地盤の凍結・融解による強度・剛性の変化とそれらを合理的に記述する理論体系の構築を目指し、局所変形計測凍結融解三軸試験とモデリングを行った。その結果、凍結に関しては既往の非凍結土と連続性を有するモデル化方法を構築した。2.サイト分析及び模型試験によるメソスケール問題における現象把握:融雪量・降雨量を考慮した土砂災害危険度評価手法を構築するため、種々の条件で実物大模型斜面および実道路斜面の安定性評価を行い、斜面崩壊現象の支配要因とその影響度について検討した。その結果、降雨量・融雪量・表層地盤の凍結融解・積雪重量・斜面傾斜角度が斜面の安定性に強い影響を及ぼすことを示し、融雪と降雨を考慮した実効雨量あるいは土壌雨量指数による土砂災害発生危険度の判定基準を提案した。また、豪雨時や融雪時に発生した斜面崩壊現象の事例分析を行い、当該評価手法の信頼性を検証した。3.地理空間・地盤情報システム、気候モデル等各種ツールによる情報整理方法論の確立:豪雨や融雪時の積雪寒冷地の広域土砂災害リスク評価手法を構築するため、GISや降雨流出シミュレーションを用いて台風による斜面災害箇所の評価を行った。その結果、土石流や浸食による斜面崩壊など土砂災害危険箇所の抽出に、DEMデータを用いた地理・地形情報の分析は有効であること、及びGISを利用した降雨流出シミュレーションが豪雨時の山岳地帯の広域土砂災害リスク評価に有用であることを示した。また、GISを用いて北海道内の斜面崩壊発生箇所と発生要因に関する地形・地質データを整備し、それらのデータに対し数量化II類による統計分析を行い、斜面の危険度を地形及び地質データから推定する手法を提案した。また、提案した推定方法の精度検証を行った結果、ある程度の予測精度を有する評価方法であることを確認した。」と自己評価した。1.ミクロ(地盤要素)モデルの発展・実証:不飽和凍土の力学特性を明らかにするために温度制御下で一軸圧縮試験を実施した。その結果、強度・変形特性は凍結前の含水比に強く影響を受けることを明らかにした。また、温度制御を伴う室内力学試験の新しいルーチンを考案し、実験データに基づき凍結した土の強度・剛性を表現する力学モデルを再構築した。2.メソスケール問題の現象分析及びミクロモデルの精度検証:H28年度に観測を始めた切土区間と対比するため、新たに盛土区間に現地計測ポイントを設置し、今後の解析のためのデータを取得した。

また、植生要素と積雪要素を設けた3次元飽和/不飽和浸透流解析・極限平衡法を用いてケーススタディを実施し、積雪寒冷地における降雨・融雪による斜面崩壊予測に対する連成解析手法の適用性を検証した。3.気候変動予測を考慮した地盤応答の広域アップスケーリング方法論の構築:北海道を対象とした高解像度気象・水文場を力学的ダウンスケールによって作成し、気候変動を想定した場合の降雨特性を検討した。この結果、将来の年最大降雨イベントは現在気候よりも局所的かつ集中的になり易いことを示した。また、気象条件を仮定したパラメトリックスタディを実施することで、過去の土砂災害履歴をもとにした土砂災害発生危険度基準線(CL)の設定が難しい場合でも、数値解析的観点から融雪量・降雨量を考慮した積雪寒冷地のCLの設定が可能であることを示した。加えて、降雨を誘因とする斜面崩壊(表層崩壊)の発生箇所および発生要因などに関するデータを整備し、積雪寒冷地の広域土砂災害リスク評価に対する土壌雨量指数や実効雨量等のマクロ指標の適用性を精査した。さらに、気象データ・DEMデータを入力とする広域降雨流出解析及びそれと連携した狭域斜面安定解析を実施し、地表流を考慮した豪雨時の斜面崩壊の広域リスク評価手法を提案した。交付申請時に記載した本年度の研究実施計画のすべての項目について検討を実施しており、本実績報告書で記載したように、各項目について、交付申請時に記載した研究目的の達成に結びつくような具体的な研究成果があがっていることから、「おおむね順調に進展している。」と自己評価した。1.ミクロ(地盤要素)モデルの発展・実証:凍結融解とそれに伴う地盤の不安定化を解析するために必要な土・水・熱連成弾塑性モデルの構築に向け、凍結融解時の土の挙動を要素レベルで観察する新しい試験方法を考案し、モデル化への提案を行った。また、不飽和凍土の含水量の温度依存性を定量化し、不飽和凍土のSFCCをSWCCに基づいてモデル化した。2.メソスケール問題の現象分析及びミクロモデルの精度検証:降雨や融雪による土構造物中の間隙水圧増加・法面不安定化をより正確に予測するため、従来の不飽和浸透流解析に加え、空気相の圧縮・移動を考慮する二相系の浸透流解析や、積雪浸透による流出の時間的遅れを考慮した熱伝導・飽和/不飽和浸透連成解析を実施し、複数のサイトで長期モニタリングを行った結果に照らし、それぞれの適用性を明らかにした。3.気候変動予測を考慮した地盤応答の広域アップスケーリング方法論の構築:過去の土砂災害の事例分析や気象条件や地形地質条件を仮定したパラメトリックスタディを行い、数値解析により定まる土砂災害発生危険度基準線(CL)の適用性を検討した。その結果、市町村が定めるCLを基に地形地質条件等が異なる種々の斜面に対して融雪時や豪雨時を対象としたCLの設定が可能であることを示した。4.高緯度気候ー地盤マルチスケールモデルのプロトタイプの開発:北海道を対象とした高解像度気象・水文場を力学的ダウンスケールにより作成し、気候変動を想定したパラメトリックスタディを実施した。その結果、融解期に加え、凍結初期も融雪水の浸透により斜面が不安定化し易くなることを示した。さらに、気象データ・DEMデータを入力とする広域降雨浸透・流出解析及びその出力を入力とする狭域斜面安定解析の連携性を高め、地表流を考慮した豪雨時の斜面崩壊の広域リスク評価手法を開発した。
超軽量ファイバーボードの開発研究

本研究は、蒸気噴射プレス法を適用し、発泡性接着剤を用いてファイバーボードの低密度化の可能性を追及すると共に、その基礎的な材質を明らかにしたものである。すなわち、発泡性フェノール樹脂接着剤、イソシアネート樹脂接着剤ならびにイソシアネート樹脂発泡剤を用いて、密度0.050.40g/cm^3程度のファイバーボードを蒸気噴射プレス法によって製造し、その基礎的な製造条件と材質を検討した。その結果、イソシアネート樹脂接着剤が結合剤として最も適していること、低密度化は0.1g/cm^3程度まで可能であること、また発泡性フェノール樹脂接着剤の場合には、溶融、発泡、硬化の温度が異なるために、十分な発泡、嵩持ち効果を得るには、断続的な蒸気噴射や蒸気圧の調整が必要であることを明らかにした。低密度ファイバーボードの材質は密度、結合剤の種類や添加量に影響されるが、総じて寸法安定性に優れ、用途に応じて比重を選択すれば、幅広い力学的性能を与えることが可能である。また、密度が0.10.2g/cm^3のボードは断熱・吸音特性が優れ、構造用複合パネルのコア材、断熱あるいは吸音材料として利用できることが明らかになった。なお、現在、厚さの異なる単板をオーバーレイして、軽量構造用複合パネルを試作し、その材質上の特長を調べている。最終的には、蒸気噴射式連続プレスを適用して厚さ100mmの軽量・高断熱・高剛性構造用パネルの開発を目指している。1)発泡性フェノール樹脂接着剤を用い、比重0.1前後の軽量ファイバーボードを製造し得ることが明らかになった。その材質は、比重に大きく依存する。例えば、力学的性質はボード比重の減少により低下し、比重0.1前後では強度部材としての使用はできない反面、熱伝導率は発泡ポリスチレンやグラスウ-ルと同程度であり、断熱材料として十分使用することができる。また、その吸音率も通常の吸音材料よりむしろ優れ、圧縮ヤング率も比較的高い値を示した。2)発泡性能をもつイソシアネート樹脂接着剤を同様に用いて、比重の異なる原料ファイバーの特性がファイバーボードの低比重化に及ぼす影響を明らかにした。原料ファイバーの比重がボードの材質に及ぼす影響は、全体的には極めて小さいものの、定性的にはパーティクルボードの場合と類似の結果が得られた。すなわち、同一比重のボードで比較すると、低比重原料を用いた場合のほうが、優れた力学的性質(曲げ強度およびはく離強度等)が得られる反面、寸法安定性(厚さ膨張率)が劣る。したがって、ファイバーボードの低比重化には原則的には低比重原料を用いるほうが有利であるが、パーティクルボードの場合に比べると、その影響は小さいと言える。
電気自動車と再生可能エネルギーのシステム統合に関する研究

再生可能エネルギーが大量に導入された電力系統の需給調整を電気自動車が積極的に貢献する, V2G制御手法を設計した。電力系統へのV2G制御を実施する際には,電気自動車が接続される配電系統の局地的な需給アンバランスや電圧変動等を引き起こす可能性が考えられる。これに対して電気自動車の充電スタンドの無効電力供給能力を活用することで, V2G制御の制御量を最大限活用できるようにする補助的な制御を設計・提案した。電気自動車と有効電力・無効電力の同時電制御可能な充電スタンドの実車両システムを,電力系統リアルタイムシミュレータと連成させるHILS(Hardware-In-The-Loop Simulation)環境を構築し,提案したV2G・無効電力制御手法を実装することで,機能性,実現性,有効性の検証を行った。電気自動車が配電系統の複数地点で有効電力・無効電力を比較的高速応答で同時に制御する提案制御を実施する際には,電力系統のダイナミクス,配電系統の電圧潮流分布,電気自動車のインバータの間の相互作用や複数台の制御干渉が懸念される。このため,電気自動車の実車システムを2式,配電系統のトップ・エンドノード2地点に導入する試験を実施し,提案制御が有効に機能することを確認した。同様な研究活動を実施している,デンマーク工科大学との交流を東京都市大学で開催し,制御手法や電力系統・配電系統の想定環境など,有効な情報交換を行うことができた。また,英国で電気自動車V2Gの大規模実証を開始した,ニューキャッスル大学の評価システムを東京都市大学でも採用することとし,再生可能エネルギーからの充電とV2G制御のパフォーマンス評価方法を国際実証と合わせることとした。再生可能エネルギーが大量導入された電力系統・配電系統で有効となる電気自動車の新たな制御手法を提案し,電気自動車実車両を利用した試験環境への実装と有効性の検証を完了しているため。また,国際拠点との情報交換や制御手法・試験方法のフィードバックも有効に行うことができた。2018年度に設計・検証を完了した研究成果を国際会議等で発表し,改善点やさらなる課題の洗い出しを行う。米国(カリフォルニア,ハワイ),中国,スウェーデンなどの電気自動車・電力系統の研究拠点との意見交換を進め,共同研究や試験サイトを結んでの共同試験の可能性を検討する。また,再生可能エネルギーのシェアが支配的な電力系統・配電系統の環境で必要とされるといわれている, Synthetic InertiaやGird Formingといった先進制御手法の設計と実装を進めてゆく。再生可能エネルギーが大量導入される断面を想定した,電力システムの需給制御と電気自動車が導入される住宅周辺の配電システムを連成させた総合的なシミュレーションを実施した。電気自動車が,電力システム・配電システム双方の状態認知を行い,自律分散的に充放電制御を実施する手法を設計した。具体的には,電力システムの需給制御へ貢献する充放電制御を最大限に行いつつ,配電システムへの局地的な影響を補正的な制御により抑制することで,電力システム・配電システム双方にとって有効な制御効果が得られることを検証した。また,電気自動車・充電システムに提案した制御手法を実装し,計測・制御・通信の実現性や応答特性などを検証するために,大学キャンパスに充放電制御可能なシステム2式を新たに導入し,充放電動作や,電気自動車実証車輌との接続,遠隔通信制御の確認などを行った。電気自動車の制御手法の検証に利用した電力システム・配電システムのモデルをリアルタイムシミュレータに搭載し,電気自動車・充電システムの実機と連成させるHILS(Hardware-In-the-Loop Simulation)を構築することで,電力システム・配電システム・電気自動車の協調制御の検証を行うことができる試験環境を整えた。国際連携としては,英国,デンマーク,それぞれのグループと電気自動車・電力システムの協調制御やHILS環境に関する議論を行い,次年度以降のファリシティ連携の相手としての有効性,可能性を探った。電気自動車と電力システムの統合についての,リアルタイムシミュレーションと充電インターフェース実機を連成させる試験環境が整えられた。柔軟な充放電試験が可能な電気自動車車輌・充電システムの試験環境を構成できた。

また,英国で電気自動車V2Gの大規模実証を開始した,ニューキャッスル大学の評価システムを東京都市大学でも採用することとし,再生可能エネルギーからの充電とV2G制御のパフォーマンス評価方法を国際実証と合わせることとした。再生可能エネルギーが大量導入された電力系統・配電系統で有効となる電気自動車の新たな制御手法を提案し,電気自動車実車両を利用した試験環境への実装と有効性の検証を完了しているため。また,国際拠点との情報交換や制御手法・試験方法のフィードバックも有効に行うことができた。2018年度に一部実施した電気自動車の自律分散的な制御手法の電気自動車・充電インフラシステムへの実装とHILSを完了させる。また,電気自動車・充電インフラ2式をネットワークを介して遠隔で同時に制御させる通信制御試験を実施する。国際連携のさらなる可能性を模索するために,欧米で活発に進められているV2G実証の実施先との情報交換を進める。2018年度に設計・検証を完了した研究成果を国際会議等で発表し,改善点やさらなる課題の洗い出しを行う。米国(カリフォルニア,ハワイ),中国,スウェーデンなどの電気自動車・電力系統の研究拠点との意見交換を進め,共同研究や試験サイトを結んでの共同試験の可能性を検討する。また,再生可能エネルギーのシェアが支配的な電力系統・配電系統の環境で必要とされるといわれている, Synthetic InertiaやGird Formingといった先進制御手法の設計と実装を進めてゆく。国際交流を日本で実施することができたため,旅費の使用を必要としなかった。次年度の海外拠点での交流と、試験実施に利用する計画である。
アフラトキシンB_1を代謝活性化するチトフロームP-450と肝癌との関連性

現在までに知られている肝癌発症物質で最も強力な化学物質であるアフラトキシンB_1を特異的に代謝活性化する酵素分子種の特性を調べ,肝癌発生との関連性を明らかにすることを目的として以下の研究を行った.まず発癌性試験に用いられている実験動物にPCBを投与し肝S9分画を調製し,アフラトキシンB_1の突然変異原性誘起を指標としてその活性を比較した.調べた動物種のなかで,ハムスターが最も高い活性を有し,次いでモルモット,ウサギが比較的高い活性を,またラット,マウス,スンクスは低い活性を有していた.ハムスターの肝S9分画の活性は,フェノバルゼタールでなくナチルコランヌレン投与によりリミクロゾーム分画に誘導されることがわかったので,ナチルコランヌレンを投与したハムスター肝ミクロゾームより,この活性を担っていると思われるチトロクロームP-450分子種の分離精製を行った.その結果,主要な分子種が2種(FormI, II)とその他の分子種が1種(FormIII)が得られた.このうちFormIは分子量56000の低スピン型であるが,アフラトキシンB_1に対し,高い活性を有し,その活性は,ハムスターの他の分子種や,ラットから得られた分子種の活性の2050倍も高かった.更にアフラトキシンB_1の類縁化合物でありかつ強力な発癌物質であるステリグマトシスティン等に対しても強い作用を有していた.そこでハムスターから得られた主要分子種であるFormIおよびIIの抗体を作製し, Western Blotにより,これらの分子種が他の実験動物種の肝にも存在するかを調べたところFormIは他の動物種に存在せず, FormIIは,殆んどの動物種の肝に存在することが明らかになった.以上はハムスター肝に存在するアフラトキシンB_1を特異的に代謝活性化する活性はチトクローム分子種のFormIによるものでありこれがハムスターにのみ特異的に出現する事がわかった.現在までに知られている肝癌発症物質で最も強力な化学物質であるアフラトキシンB_1を特異的に代謝活性化する酵素分子種の特性を調べ,肝癌発生との関連性を明らかにすることを目的として以下の研究を行った.まず発癌性試験に用いられている実験動物にPCBを投与し肝S9分画を調製し,アフラトキシンB_1の突然変異原性誘起を指標としてその活性を比較した.調べた動物種のなかで,ハムスターが最も高い活性を有し,次いでモルモット,ウサギが比較的高い活性を,またラット,マウス,スンクスは低い活性を有していた.ハムスターの肝S9分画の活性は,フェノバルゼタールでなくナチルコランヌレン投与によりリミクロゾーム分画に誘導されることがわかったので,ナチルコランヌレンを投与したハムスター肝ミクロゾームより,この活性を担っていると思われるチトロクロームP-450分子種の分離精製を行った.その結果,主要な分子種が2種(FormI, II)とその他の分子種が1種(FormIII)が得られた.このうちFormIは分子量56000の低スピン型であるが,アフラトキシンB_1に対し,高い活性を有し,その活性は,ハムスターの他の分子種や,ラットから得られた分子種の活性の2050倍も高かった.更にアフラトキシンB_1の類縁化合物でありかつ強力な発癌物質であるステリグマトシスティン等に対しても強い作用を有していた.そこでハムスターから得られた主要分子種であるFormIおよびIIの抗体を作製し, Western Blotにより,これらの分子種が他の実験動物種の肝にも存在するかを調べたところFormIは他の動物種に存在せず, FormIIは,殆んどの動物種の肝に存在することが明らかになった.以上はハムスター肝に存在するアフラトキシンB_1を特異的に代謝活性化する活性はチトクローム分子種のFormIによるものでありこれがハムスターにのみ特異的に出現する事がわかった.現存までに知られている肝癌発癌物質で最も強力なアフラトキシン【B_1】をモデル化合物として、これを代謝活性化する酵素の特異性と肝癌発生の闌連性を調べる為に、まず発癌性試験に用いられている実験動物およびその他の実験動物に関して、アフラトキシン【B_1】突然変異原性を指標として感受性の比較を行った。PCB投与をした各種実験動物よりS9分画を調製し、それを用いて突然変異学性原現活性を比較したところ、ハムスター由来S9に最も高い活性が認められ、ウサギ,モルモット,ラット,マウス,スンクスの順に活性が低下していった。ハムスターの活性は、通常の突然変異原性試験に用いられているラットのS9の100倍以上であった。これはハムスター肝にはアフラトキシン【B_1】を代射活性化する酵素が高濃度に存在していることを手唆しているので、次いでハムスターに3-Methylcholanthrene及びPhenobarlistal等の薬物代謝酵素誘導剤を投与しS9分画を調製し、同様にアフラトキシン【B_1】における突然変異原性活性を比較してみると、3-Methylcholanthrene投与のS9分画に高い活性が認められた。同様に肝ミクロゾーム分画を用いて比較してみても、3-Methylcholanthrene投与のハムスター肝ミクロゾームに高い活性が認められた。更にアフラトキシン【B_1】の子牛胸腺DNAへの結合代謝物の生成量を指標とした場合も同じ結果が得られた。

以上の結果は、ハムスター肝ミクロゾームには、アフラトキシン【B_1】を特異的に代謝性活化する酵素が高濃度に存在することを示唆するものであり、これがチトクロームP-450のある分子種の特異性に由来する可能性を更に検討する為に、3-Methylcholanthrene投与ハムスターの肝ミクロゾームよりチトクロームP-450の分離精装を討みた。その結果、3種類のチトクロームP-450が得られ、その1種にアフラトキシン【B_1】の突然変異原性に高い特異性をもつものが得られた。
機械学習による政治・経済データからのシミュレーションモデル生成

国際関係データや被験者実験データから機械学習に基づきモデル生成を行うシステムの構築,クラウドソーシングを用いた被験者実験およびモデル精錬システムGAMESの構築,シミュレーションモデルを結合して大規模シミュレーションを構築するためのメタデータの設計,シミュレーションモデル結合支援技術の開発の各サブテーマに取組み、機械学習に基づくシミュレーションモデル構築のための基礎技術を確立した。初年度に実施した一連の試作・試行に基づいて、以下の研究を実施した。・機械学習に基づくモデル生成システムの開発:実データおよび実験データをもとに、機械学習を用いてシミュレーションモデルを生成するシステムを実装し、シミュレーションモデルの生成実験を行った。システムの構成には機械学習ライブラリWEKAを用いた。得られるシミュレーションの精密化と、多様なエージェントモデルの取得をめざし、蓄積したデータからそのまま学習するだけでなく、前段としてデータのクラスタリングを行う仕組みとした。これにより、データの中に含まれる種類の異なる主体による行動を、別のエージェントモデルとして抽出することが可能となった。・クラウドソーシングを用いた被験者実験およびモデル精錬機構の設計:蓄積されたモデルを用いて、クラウドソーシングサービスを通じて被験者を集め、実験データを集めるためのシステムGAMESの設計とプロトタイプ開発を行った。これにより、シミュレーションモデルの評価が効率的に行えるようになることを確認した。機械学習によるモデル生成と組合わせ、モデル構築→被験者実験→データ蓄積→評価→学習によるモデル精錬というループが完成し、モデル構築支援の枠組みが完成する。・シミュレーション研究実施による手法の評価:上記のシステムを用いてシミュレーションモデルの構築・シミュレーション実施・モデル精錬の実験を行い、提案した仕組みにより閃光のシミュレーション研究がトレースできることを確認した。機械学習によるモデル生成方式について、機械学習によるパラメータ調整方式の検討と、生成されたモデルを用いたシミュレーションの構成方式について検討を行った。とくにモデルの統合手法について重点的な検討を行い,モデルデータとモデルに関するメタデータを蓄積し,モデル統合者の変換規則記述を支援し,それを用いたモデル生成を行うことで統合シミュレーションを半自動で生成するモデル共有機構の開発を行った.異種モデル統合に関する手法の提案を行い,それを用いたモデル共有機構を開発することで,モデルを蓄積しモデル統合者への統合時の負担を減らす.また,異種モデルを統合する際の影響解析も支援技術として重要であり,その検討を合わせて行った.シミュレーションモデルのプログラムに対してプログラム依存グラフ(PDG)を生成し,プログラム依存グラフを用いて変数の変更や結合についての影響範囲の可視化を行うことで,シミュレーション統合時の作業量の見積や修正箇所の発見を容易に行えるようにした.これらの成果を,FIT2013や情報処理学会全国大会において報告した.国際関係データや被験者実験データから機械学習に基づきモデル生成を行うシステムの構築,クラウドソーシングを用いた被験者実験およびモデル精錬システムGAMESの構築,シミュレーションモデルを結合して大規模シミュレーションを構築するためのメタデータの設計,シミュレーションモデル結合支援技術の開発の各サブテーマに取組み、機械学習に基づくシミュレーションモデル構築のための基礎技術を確立した。本研究は、政治学、経済学などの社会科学の分野で広く用いられているマルチエージェントシミュレーション(MAS)について、その中で用いられるシミュレーションモデルを実際の社会データから自動的に生成する手法を開発し、その有効性を検証することを目的としている。具体的には、カーネルマシン、隠れマルコフモデルなど最新の機械学習の成果を用いて、貿易・通貨・軍事などの国際的事象に関する実データから自動的にシミュレーションモデルを抽出する。得られたモデルに関して、その妥当性の定性的な評価を社会科学の研究者が行い、またシミュレーション研究やゲーミング研究に適用することで定量的な評価と改善を行う。当該年度においては、モデル生成機構)に関する検討を中心に行った。複数の機械学習によるモデル生成機構プロトタイプの開発:ターゲットとするシミュレーションの特性や、使用する国際関係データの性質に応じて異なる機械学習方式を用い、得られるモデルのものから目的に合致したものを選択して用いるための、複数方式によるモデル生成機構の試作を行った。国際関係データの調査:将来的にシミュレーションモデル生成のための基礎とするために、存在するデータについて検証し、本研究で想定する用途に即してそれらの利用可能性を評価した。当初に企図した機械学習機構については順調に実装が進んでおり、有効性の検証が可能な状態まで進んだ。最終年度に必要となるのは新規のシミュレーション研究における有効性の検証であり、研究代表者と研究分担者との間の密な連携が必要となる。本年度はモデル生成機構と使用すべきデータに関する調査を行い、これに関しては当初の目標を達成した。その一方で、シミュレーション研究の試行についてはまだ成果を得るところまではいたっていない。原因としては、データの調査の結果、既存データのみを学習対象とした場合、適用する機械学習の手法によっては十分な数の事例を集められないことが判明したことなどが挙げられる。この問題への対応のため、被験者を用いたゲーミングによるデータ収集手法などを新規に開発するということを行ったため、そのぶんの遅延を生じている。この遅延は早期に解消される予定である。その他、年度当初にあった、いわゆる「科研費3割減」の影響により、積極的な経費執行などが困難であったため、連絡調整や機器の整備に遅延が生じたことも要因としては挙げられる。・シミュレーション開発環境GAMESの開発:前年度までに検討した、機械学習に基づくモデル生成システムと、クラウドソーシングを用いた被験者実験およびモデル精錬機構との統合を統合し、研究者が利用可能なシステムとする。モデル構築→被験者実験→データ蓄積→評価→学習によるモデル精錬というループが完成し、モデル構築支援の枠組みが完成する。

・シミュレーション研究実施による手法の評価:上記システムを用いて、新規のシミュレーション研究を実施し、手法の有効性を検証・評価する。本研究での提案方式によるシミュレーション研究の試行を早期に実施する必要がある。次年度に使用する予定の研究費が生じた理由も、この部分の遅延に原因があり、当該経費はこのために必要な被験者実験を実施するためのものである。これを次年度早々に実施する。以降は、初年度に実施した一連の試作・試行に基づいて、三つの研究項目のそれぞれについて研究を進める。モデル生成システムの開発:初年度に試作したプロトタイプに基づいて、本応募研究の成果となる、機械学習に基づくモデル生成システムの開発にとりかかる。プロトタイプ段階よりも使用するデータの範囲を広げ、より多くのモデル構築に適用可能なものとして実現する。出力はGPGSiM上のモデルを想定するが、場合により他のシミュレーション環境への対応も視野に入れながら開発を進める。モデルの定性的性質の評価手法検討と支援システムの開発:複数の機械学習方式を併用することから、出力されるモデルの特性を研究者が把握するための方法と、それに基づいた評価支援システムとを提供する。初年度の試行結果をもとに、平成24年度内に定性的把握の方法について2名の研究分担者が主に検討を行い、それに基づいて研究代表者が上述のモデル生成システムに連動する支援機能を実装する。シミュレーション研究実施による手法の評価:上記で構築したモデル構築と定性的評価手法に基づいて、実際に国際政治に関するシミュレーション研究を実施し、本提案の有効性についての検証を行う。検討対象は、得られたモデルの性能と、シミュレーション研究におけるモデル構築コストの低減効果とが中心となる。GAMESの完成に伴い、評価実験と成果報告に関して主に研究費を使用する。主たる支出項目は以下のようになる。・GAMES評価実験のための機器導入:評価実験で用いるサーバ機器を増強する費用を計上する。・評価実験のための旅費:打合せと評価実験地への移動に関する旅費を計上する。・成果報告のための旅費前年度から繰越しが行われている経費については、被験者実験を早期に実施するのに用いる。24年度は前年度に開発した技術をもとに、生成されるシミュレーションモデルの評価とそれに基づく技術の改善とを主に行い、同時に研究成果の発信を開始する。データ投入や分析作業の増加のため、PCの追加購入を行う。
ジベレリン受容体の解明

アズキ黄化芽生えのジベレリン結合活性を示すタンパク質を精製し、20万倍以上の濃縮を達成し、その性質を解析した。このジベレリン結合タンパク質は、活性型ジベレリンのGA_4にたいし、Kd値が10^<-7>Mオーダーの高い親和性を示すとともに、同じく活性型ジベレリンであるGA_1, GA_3に対する親和性もGA_4の1020%と高いものであった。一方、GA_4の生合成前駆体であるGA_9や不活性型の3-epi-GA_4に対してはほとんど結合活性を示さず、基質特異性、親和性からジベレリン受容体としての性質を満足していたが、完全な単離には至らず、そのアミノ酸配列を明らかにすることはできなかった。一方、活性型ジベレリンの代謝酵素が同様な基質特異性を示す可能性を検討した。アズキ黄化芽生えに発現しているジベレリン不活性化酵素GA2-oxidaseは3種類あり、その中のVaGA2oxA1は、Co^<2+>存在下でGA_4に対し高い結合活性を示したが、GA_9にも結合活性を示した。さらに、抗VaGA2oxA1抗体を調製し、精製を進めたジベレリン結合タンパク質との交差生を調べたところ、全く交差しなかったことから、ジベレリン家結合タンパク質はGA2-oxidaseとは異なった。本研究期間中に、ジベレリン受容体の特定には至らなかったものの、本研究の成果は、その後、ジベレリン非感受性矮性イネ変異体gid1の原因遺伝子GID1のコードするタンパク質がジベレリン受容体であることを実証するうえで、多大な貢献を果たした。後に、アズキのジベレリン結合タンパク質がイネのジベレリン受容体OsGID1に対する抗体と交差したことから、アズキのジベレリン結合タンパク質は、GID1のホモログであると考えられた。アズキ黄化芽生えに含まれるGA1やGA4などの活性型ジベレリンに高い親和性を示すジベレリン結合タンパク質をパヒュージョンクロマトグラフィー、スマートシステムによる精製を行った後、結合活性の認められる画分のSDS-PAGEを行った。これまでの結果と同様に36-40kDaの移動度の位置に活性画分に共通して認められる数本のバンドを確認した。これらのバンドを切り出し、N末端アミノ酸配列分析に供した。一部のバンドからは、あるグループに属するタンパク質に相同性のある部分配列情報が得られた。このタンパク質のグループにはオーキシン結合タンパク質も含まれることから、このタンパク質がジベレリン結合活性を示す可能性があると考え、このタンパク質をコードする遺伝子のクローニングを試みている。一方、ジベレリンの生合成酵素の一つであるGA20-oxidaseの分子質量が36-40kであることから、この酵素がGA1やGA4に特異的な結合活性を持つ可能性を追究した。先ず、シロイヌナズナGA20-oxidaseに相同性を持つアズキ胚軸で発現しているGA20-oxidase遺伝子をクローニングした。この遺伝子を大腸菌で発現させたタンパク質をアズキGBPの結合活性検定に用いる条件でGA4との結合活性を測定したところ、GA4に特異的な結合活性を示した。アズキ黄化芽生えに含まれるジベレリン結合タンパク質がGA20-oxidaseと同一であるかどうか検討を進めている。酵母3量体Gタンパク質のGαをシロイヌナズナのGαに置換した形質転換酵母を用いて、Gαと相互作用を持つGA結合タンパク質をコードする遺伝子のスクリーニングにおいては、シロイヌナズナGαと酵母Gαとの相互作用が十分でないことが判明したことから、系の改良を行っている。