hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近代欧文資料から見る中国語の品詞分類と文法論

まずは、James Summers, 1863, A Hand Book of the Chinese Language.を一つの区切りとし、これ以前に出版されたVaro1703, Premare1720, Marshumann1814, Morrison1815, Remusat1822, Edkins1853, Edkins1857, Summers1863を調査対象として、「名詞、代名詞、動詞、副詞、漢字」の項目の調査分析を行う予定である。まず、Summers1863までの中国語教材を調査対象として品詞と主な項目について調査分析し論文を執筆する。その後は19世紀後半から20世紀初頭の主要な中国語教材も同様に調査分析を行う。Summers1863までの研究の一部は本年度秋に発表を行うことになっている。29年度は研究代表者が研究活動を主に行い、3人が揃う打ち合わせも1度のみであった。その為、旅費として計上していた予算の多くが未使用である。本年度は研究分担者と共に海外の学会にエントリーし、海外学会での発表を予定している。繰り越された経費は海外学会での発表のための経費に当てるつもりである。H30年度は海外(ヨーロッパ)での資料調査を行うことができなかった。またアメリカで開催される予定であった国際学会が急遽日本で開催されることになり、予定されていた旅費を執行することができなかった。本年度はスペインでの資料調査をグループメンバーとともに行う予定である。
ソフト化学プロセスによるマルチフェロ実現のための層状ペロブスカイトの構造最適化

本年度も前年に引き続いて、下記の物質の合成を行った。(1)ハロゲン挿入によるRP相のステージ化(2)RP相あるいはDJ相から派生する[M_2F_2]を層間に含む新しいA相とその性質(3)プリカーサーと挿入反応を利用したダブルペロブスカイトの合成(4)水熱合成による新化合物これらの粉末状の新物質の強誘電性と磁性を総合的かつ定量的に同時に評価することにより、きわめて興味深い結果を得た。上記の新物質のみならず、Gopalakrishnanグループが合成した旧知の物質に対しても、磁性と誘電性の再評価を試みた。また、実用上、重要と思われる系については、単結晶化あるいは薄膜化を試みた。その結果、最初の成果として強誘電体系のAurevillious型化合物Bi_<2+2x>Sr_<1-2x>Ta_<2-x>Sc_xO_9およびBi_<2+2x>Sr_<1-2x>Nb_<2-x>Sc_xO_9では、欠陥を制御することに、Sc置換により強誘電転移温度が200400K程度増加することが判明した。これらの結果を投稿し、1部が公表されている。すでに得られているいくつかの系についても、論文として投稿すべく準備を進めている。本年度は以下の項目の実験を行った。A_2Ln_2Ti_1MO_<10>Xは新規化合物であり、X=Clに関しては粉末と単結晶を得ることに成功し、結晶構造解析と電気的・磁気的測定を行っている。(2)RP構造を有し、d^2遷移金属を含む化合物に1つあるいは2つのハロゲン(Cl,F)を挿入することでd^1あるいはd^0へと遷移金属を還元した。d^1は主に強磁性、d^0は強誘電性に着目した。LnSrVO_4XとLnSrVO_4F_2は、新規強誘電体である可能性を調べた。現在までのところ、800K付近に誘電異常を観測し、詳細な解析を進めている。(3)RP構造を有し、フッ素挿入したd^n遷移金属を含む化合物に塩素を挿入してハロゲンが交代層を形成する規則化RP相を作成して磁性の強誘電性を調べた。LnSrMn_4FClとLn_<1.2>Sr_<1.8>Mn_2O_7FClについては、転移点が50K以下の反強磁性体であることが判明した。現在、室温および極低温域での構造解析を進めている。(4)[CuO_2]シートを有するA相へのハロゲン挿入によるRP化を行った。(Bi_2O_2)SrCu_2O_4,と関連するA相は、ハロゲン挿入に伴って電気伝導性が急速に低下して絶縁体化するため、元素置換により中心対称性を消失させて、強誘電体化を図ることの妥当性を確認した。以上の結果をもとに、イオン挿入によるRP⇔DJ相の可逆的変化と、結晶の対称性の変化と構造、電気的・磁気的性質の変化を系統的に解釈する目途が立った。
ケニア半乾燥地でユーカリ植林を支援する分布適地モデル構築と適正管理法に関する研究

ケニア半乾燥地でのユーカリ植林を支援する分布適地モデル構築と適正管理法に関する研究について調査および共同ワークショップを実施するため、平成30年8月26日から平成30年9月13日にかけてケニア共和国へ渡航した。本研究は、ケニア内陸部から海岸部にかけて拡がる半乾燥地で農家が整備したユーカリ植林地において、樹木の生長と植林管理している農家へのヒアリングを行うことで、植林木の生長経過や植林密度との関係についての評価解析を行い、ユーカリがケニアのどの地域で植林可能であるかを示す分布適地地図を作成し、農家の植林木の維持管理に資する情報の提供を目的として実施した。今回の渡航では、これまでの調査結果を現地の農家等に提供するための共同ワークショップ開催と追加データの取得を目的とした。ケニア到着後、現地カウンターパートのJohn B. M. Njoroge准教授(ジョモ・ケニヤッタ農工大学)と合流し、同日中にVoiへ移動した。翌日VoiからKilifiへ移動し、調査打ち合わせを行った。8月30日、Kaloleniにおいて、現地ワークショップ会場の確認と、現地の協力者との打ち合わせを行った。8月31日は、Jaribuni周辺において、9月1日は、Chasimba周辺において、Community Volunteerの案内を受けながら、植林地を管理する農家へのヒアリング調査を行った。9月2日は、ワークショップの準備を行った。9月3日は、Kaloleniにおいて、農家やCommunity Reader、Community Volunteer等を20名を招いて共同ワークショップを実施した。9月6日9月14日は、ジョモ・ケニヤッタ農工大学を訪問し、John B. M. Njoroge准教授と共に次年度調査の打ち合わせと、同大学内にあるJICA事務所を訪問しJICA専門家と意見交換を行った。ケニア半乾燥地でのユーカリ植林を支援する分布適地モデル構築と適正管理法に関する研究についての調査を実施した。平成29年3月にケニア共和国へ渡航し調査を行った。ケニア到着後は、現地カウンターパートのジョモ・ケニヤッタ農工大学のJohn B. M. Njoroge准教授と合流し、調査計画の打ち合わせを行った。また在ケニア日本大使館を訪問し、職員と内政情勢について意見交換を行った。今回の渡航では植林地の分布状況と現状を把握するため、ケニア内陸部から海岸方面にかけて、景観植生が湿潤地から乾燥地へと変化していく状況に応じて、農家が整備したさまざまな植物利用の実態とユーカリの分布を調査した。ナイロビからエンブー、エンブーからキツイ、キツイからマティアニを経由してヴォイ、ヴォイからモンバサ、モンバサからマリンディ、モンバサに戻りヴォイおよびタベタを経由してオロイトキトク、オロイトキトクからナマンガを経由してナイロビに移動する約1,800kmにわたる踏査により、ユーカリ植林が盛んに行われている地域を抽出することができた。その他、John B. M. Njoroge准教授との今後の調査日程の協議、海外客員教員としての招聘計画の調整、同大学とのMOU締結の調整、などを行い、全12日間の今年度の調査を終了した。また、位置情報システムを用いて調査対象地の基図データを収集するとともに、今後、ユーカリの分布情報を同システムに展開することでスムーズな解析を実施できるよう整備を行った。平成28年10月に追加採択の通知を受けたため、半年遅れてのスタートとなったが、カウンターパートとの調整、渡航準備を終えて平成29年3月にケニアに渡航しての調査を実施できた。実績の概要でも記載したが、ケニア東南地域の踏査を順調に行うことができた。また、位置情報システムの基図データの整備についても当初予定通りであり、おおむね順調に進展していると評価する。共同研究者の1人については、渡航前に身内に急を要する事案が発生したため、当該年度の渡航を見合わせ、研究費の一部を繰り越した。研究の役割としては、GISの整備にかかる部分の担当のため、当該年度はデスクワークに専念してもらい、次年度に2回渡航してもらうことで個人的な経験の遅れを回復するよう計画する。以上から、全体としての研究の遅れはほぼ生じておらず、おおむね順調に進展している。今年度は、平成29年6月および平成30年3月にケニア共和国へ渡航し調査を行った。第1回目の渡航では、これまで未調査であったケニアの西部を中心に調査を実施した。カウンターパートであるジョモ・ケニヤッタ農工大学のJohn B. M. Njoroge博士とともにナイロビからエルドレット、キタレ、キスム、ミゴリ、ナロクを経由する約1,300kmをレンタカーにて踏査した。また、ナクル国立公園およびカカメガ・フォレスト国立保護区における自然林の利用実態を行った。西部地域の植林地の分布状況は、ケニア内陸部のナイロビから東部方面にかけての状況に比較して、植生的に豊かで農作物や家畜の成長が良好であった。以上、これまで2回にわたる広域調査の結果からユーカリ植林地が多く存在するとともに大企業の資本が入っておらず個人で営農を営んでいる海岸区域のキリフィ県にて農民へのヒアリング調査を実施することでJohn博士と調整を図った。その他、兵庫県立大学の海外客員教員として着任してもらうよう調整を行った。平成29年12月10日から19日の10日間、海外客員教員としてJohn博士を招聘した。

滞在中は、大学院でのケニアの自然および緑地管理に関する講義を行うとともに科研での成果を発表する一般公開シンポジウムを実施した。第2回目の渡航では前述の予定に従いキリフィ県近くのムトワパ村に宿をとり、農家への各戸調査を実施した。地域で活動するボランティアリーダーに連絡を取り、調査に先立って招集し調査概要を説明の上、協力を承諾した者による先導を得て36農家へのヒアリング調査および成育状況調査を実施した。その他、John博士と今後の調査についての協議、同大学とのMOU締結の調整などを行い今年度の調査を終了した。今年度は、研究計画に則りケニア西部への広域調査を実施するとともに、前年度の広域調査と合わせ総合的に判断し、農家へのヒアリング調査を実施する対象地を絞ることができた。これにより、ユーカリ植林地の実態把握に繋がる有益なデータを収集することができた。さらに調査を実施していく中で、新たな課題として、流通システムに関する問題や植林木の維持管理手法に関する課題を得ることができた。一部の農家では、これらの課題に対して適切に対処している農家もあったが、多くの農家では情報不足・共有化されておらず、林産物の経済価値の損失や労働意欲の低減に繋がっていることが明らになった。また、カウンターパートのJohn博士を兵庫県立大学の海外客員教員として招聘することができ、大学院の講義および一般公開シンポジウムを開催できたことで、ケニアに関する生きた情報を多くの人に伝え、関心をもってもらえる有益な機会となった。この海外客員教員は当初の研究計画では予定されていなかったが、研究計画の順調な進展と招聘教員としてのポストの空きがタイミング良く合ったため実現できた。以上のことから、本研究課題についてはおおむね順調に進展していると評価するものである。ケニア半乾燥地でのユーカリ植林を支援する分布適地モデル構築と適正管理法に関する研究について調査および共同ワークショップを実施するため、平成30年8月26日から平成30年9月13日にかけてケニア共和国へ渡航した。本研究は、ケニア内陸部から海岸部にかけて拡がる半乾燥地で農家が整備したユーカリ植林地において、樹木の生長と植林管理している農家へのヒアリングを行うことで、植林木の生長経過や植林密度との関係についての評価解析を行い、ユーカリがケニアのどの地域で植林可能であるかを示す分布適地地図を作成し、農家の植林木の維持管理に資する情報の提供を目的として実施した。今回の渡航では、これまでの調査結果を現地の農家等に提供するための共同ワークショップ開催と追加データの取得を目的とした。ケニア到着後、現地カウンターパートのJohn B. M. Njoroge准教授(ジョモ・ケニヤッタ農工大学)と合流し、同日中にVoiへ移動した。翌日VoiからKilifiへ移動し、調査打ち合わせを行った。8月30日、Kaloleniにおいて、現地ワークショップ会場の確認と、現地の協力者との打ち合わせを行った。8月31日は、Jaribuni周辺において、9月1日は、Chasimba周辺において、Community Volunteerの案内を受けながら、植林地を管理する農家へのヒアリング調査を行った。9月2日は、ワークショップの準備を行った。
低級パラフィンの酸化的脱水素反応に関する研究

n-ブタンから無水マレイン酸の合成にはV-P系酸化物が使用されている。この触媒の活性成分はピロリン酸ジバナジル、(V0)_2P_20_7であることが知られている。このV-P酸化物触媒には助触媒として種々の元素が加えられるが、それらの元素の所在、助触媒効果の発現機構は知られていない。本研究では高性能、高選択的な合成触媒の開発のため、助触媒効果の発現機構について検討を行った。その結果、結晶構造中に助触媒元素を取り込ませる新しい調製法を開発した。イソブタノール中にV_20_5固体を加えリフラックスして還元溶解した溶液中、助触媒金属元素のアセチルアセトナートを溶解したイソブタノール溶液を加え、最後に少量の水を加え、ゆっくりと溶液中に固体を析出させる方法である。この固体をイソブタノールで十分に洗浄した後、プタン1.5mol%を含む反応ガス中で活性化処理を行い、触媒反応特性を調べるとともに触媒のキャラクタライゼーションを行った。触媒粒子の組成についてEDXで観察、分析を行ったが助触媒元素のマンガンは一様に分布していた。また数ヶ所をスポット分析してみたが組成は一定であった。さらにXPXを用いたアルゴンイオンで表面を削りながら深さ方向の組成を分析したが、VとMnの組成はほとんど変化しなかった。助触媒を含む触媒の薄膜を調製し、V=0の伸縮振動に基づく赤外吸収波数を測定したところ助触媒元素の種類により吸収波数に変化が見られた。そこで、触媒反応における無水マレイン酸生成速度とV=0振動数をプロットしたところ、吸収波数が小さくなる程速度が大きくなり、ほぼ直線的な相関がみられた。このことより、上記調製法によれば助触媒元素が(V0)_2P_20_7の結晶構造の中に取り込まれること、V^<4+>より電気陰性度の小さい金属がV^<5+>のサイトを同型置換すると隣接するV=0基の酸素イオンの反応性が上昇し、触媒の酸化活性が上昇することを明らかにした。さらにピロリン酸金属塩を用いると酸化的脱水素反応によりプロパン、イソブタンから対応するプロピレン、イソブテンがかなり高い選択率で生成することを見出した。天然ガスの主成分である低級パラフィンの有効利用のための選択的部分酸化反応触媒の開発に向けて以下の様な研究実績をあげている。(VO)_2P_2O_7とβ^*ーVOPO_4が共存するVーPーO系酸化物触媒はプロパンからアクリル酸、酢酸をそれぞれ3036%、3038%の選択率で生成する。この触媒にLa_2O_3、Dy_2O_3を添加するとカルボン酸の生成速度も選択率も向上した。La1020at%の添加でカルボン酸生成速度は最大となった。Bi_2O_3添加ではカルボン酸の選択率が向上した。W/FをOに補外するとアセトンの選択率は正の値をもち、イソプロピルラジカルにO_2が付加したイソプロピルペルオキシラジカルを経由したアセトン合成経路が存在する。NH_3とCO_2の昇温脱離実験より(VO)_2P_2O_7にLa_2O_3を添加して500°C焼成を行うと、添加前に比べて弱酸点及び弱塩基点が増大した。

La_2O_3添加及び無添加触媒上でのプロパン、プロピレン、アクリル酸の酸化反応を行い、部分酸化反応生成物の生成速度を比較することにより、La_2O_3添加はイソプロピルペルオキシラジカルを経由する反応の速度を増大させることによりカルボン酸の収率を増大させていることを明らかにした。nーブタンの酸化反応では(VO)_2P_2O_7に各種金属酸化物を湿式混合した触媒を調製し、その助触媒効果について検討した。湿式混合したものを500°Cで焼成しても(VO)_2P_2O_7と個々の酸化物が共存するだけの酸化物(La_2O_3など)と酸化物のXRDが見られないもの(ZnOなど)が存在した。後者は(VO)_2P_2O_7と粒子界面で反応を起こしかけているものと推定された。前者の様に混合物であっても、ブタン酸化反応特性に影響を与えた。結局Zn、Mnなどを添加した触媒が無水マレイン酸合成の助触媒として優れていること。助触媒元素が(VO)_2P_2O_7の格子中に存在しなくても反応に影響を与えることから中間表面種のマイグレ-ションがあることなどを明らかにした。n-ブータンから無水マレイン酸の合成にはV-P系酸化物が使用されている。この触媒の活性成分はピロリン酸ジバナジル、(VO)_2P_2O_7であることが知られている。このV-P酸化物触媒には助触媒として種々の元素が加えられるが、それらの元素の所在、助触媒効果の発現機構は知られていない。本研究では高性能、高選択的な合成触媒の開発のため、助触媒効果の発現機構について検討を行った。その結果、結晶構造中に助触媒元素を取り込ませる新しい調製法を開発した。イソブタノール中にV_2O_5固体を加えリフラックスして還元溶解した溶液中、助触媒金属元素のアセチルアセトナートを溶解したイソブタノール溶液を加え、最後に少量の水を加え、ゆっくりと溶液中に固体を析出させる方法である。この固体をイソブタノールで十分に洗浄した後、ブタン1.5mol%を含む反応ガス中で活性化処理を行い、触媒反応特性を調べるとともに触媒のキャラクタライゼーションを行った。触媒粒子の組成についてEDXで観察、分析を行ったが助触媒元素のマンガンは一様に分布していた。また数ケ所をスポット分析してみたが組成は一定であった。さらにXPSを用いたアルゴンイオンで表面を削りながら深さ方向の組成を分析したが、VとMnの組成はほとんど変化しなかった。助触媒を含む触媒の薄膜を調製し、V=0の伸縮振動に基づく赤外吸収波数を測定したところ助触媒元素の種類により吸収波数に変化が見られた。そこで、触媒反応における無水マレイン酸生成速度とV=0振動数をプロットしたところ、吸収波数が小さくなる程速度が大きくなり、ほぼ直線的な相関がみられた。このことより、上記調製法によれば助触媒元素が(VO)_2P_2O_7の結晶構造の中に取り込まれること、V^<4+>より電気陰性度の小さい金属がV^<5+>のサイトを同型置換すると隣接するV=0基の酸素イオンの反応性が上昇し、触媒の酸化活性が上昇することを明らかにした。さらにピロリン酸金属塩を用いると酸化的脱水素反応によりプロパン、イソブタンから対応するプロピレン、イソブテンがかなり高い選択率で生成することを見出した。
冷却原子とボーズ・アインシュタイン凝縮体における量子干渉効果の研究

原子オブンから発射された原子ビームを、ゼーマンスローワーを用いて減速し、磁気光学トラップ(MOT)を用いて捕獲、冷却することで、原子数約5×10^9個の冷却ナトリウム原子群が日常的に生成されるようになった。このような冷却ナトリウム原子は、ドップラー冷却により、約200マイクロ度程度に冷却されているが、今回偏光勾配冷却を施すことでさらなる冷却を目指した。すなわち、時刻t=0でMOT用の四重極磁場を切り、t>0で完全に残留磁場潮ゼロになるように、磁場補正用のコイルを3方向に導入し、さらにdark MOTで原子雲の中心付近にリポンプ光が当たっていないのを補正するために、第二のリポンプ光を導入した。実際に温度を測ってみたが、ドップラー冷却と比較して顕著な程の温度変化は見られなかった。磁場補正や、トラップ光ビームのバランスの問題等を改善する必要があると思われる。また、冷却原子を用いた光情報記録の実験を行った。これは、冷却原子を生成した後、トラップ光、リポンプ光を遮断し、プローブ光パルス、カプリング光パルスを原子雲に当て、光情報の書き込みを行う。このときプローブ、カプリング周波数は2光子共鳴条件を満たしているものとする。この後に遅れ時間τをもってカプリング光を入れることで、プローブ光としての情報の読み出しが可能である。我々はこのような情報の読み出しに成功した。さらにτを変化させながら信号強度をプロットすることで、サブレベルコヒーレンスの減衰時間Tsを見積もることができる。このようにして測定されたTsは、220マイクロ秒で、室温ナトリウム原子よりもかなり長いものになっていた。このような測定は量子干渉効果を用いた量子メモリーの記録時間を見積もる有力な手法と思われる。中性ナトリウム原子を用いたレーザー冷却系を立ち上げた。ゼーマン減速には、ゼロクロッシング型の磁場コイルを用い、高効率化を図っている。磁気光学トラップとしては、dark MOT法を用いて、基底準位F=1状態に原子を捕獲する。また、吸収イメージング法を用いて捕獲原子の評価を行なった。結果は、原子数2.3×10^9個、サイズ1.3mm、ピーク密度9.7×10^11個/cm3となり、かなりの高密度の原子群が生成されたことが分る。さらにTOF(Time-Of-Flight)法を用いて冷却原子の温度診断を行なった結果、210マイクロ度の温度が得られ、ドップラー限界を下回る程度の温度に冷えていることが分かった。次に、これらの高密度冷却原子群に微弱プローブ光を照射し、その周波数を掃引することで、吸収スペクトルを観測した。掃引には、ダブルパス型の音響光学変調器を用い、その変調周波数を可変にすることで、光学軸のずれない、広範囲な掃引が可能となった。吸収スペクトルは、ドップラー拡がりのない均一幅で拡がっており、超微細構造を反映している。高い光学密度が得られ、また2光子吸収に相当するディップ信号も観測することができた。さらにカプリング光を導入することで、量子干渉効果の結果である、電磁誘導透過の信号を得ることができた。これは、吸収イメージングで観測することで、さらに鮮明に観測することができ、屈折率の急激な変化に伴う、フォーカシングやデフォーカシングの影響も解析することができた。結果は学会や論文で発表する予定である。今後は、さらにシステマティックな計測により、電磁誘導透過信号の線幅や、ピーク高さに関する解析を続け、その磁場強度依存性を調べるほか、さらなる冷却(例えば偏光勾配冷却や、蒸発冷却)を施し、その量子干渉効果に及ぼす影響に関して調査する。また、co-propagatingの場合とcounter-propagatingの場合の線幅の違いに関しても議論したい。

中性ナトリウム原子を用いたレーザー冷却の系は、今や定常的に動作しており、原子数約5×10^9個、ドップラー限界を超える程度の、温度約200マイクロ度の冷却原子が日常的に作られている。dark MOTの配置により、殆どの原子は基底状態F=1状態に準備される。このような均一に拡がった高密度中性原子群は、格好の非線形分光、特に量子干渉効果の研究の試料と成り得る。我々は、このように準備された冷却原子において、数10マイクロ秒の間、トラップ光、リポンプ光、減速光をカットし、その間にカプリング光、プローブ光を照射することで、ナトリウム原子のA型3準位系を用いた量子干渉効果の実験を行っている。まず、プローブ光の透過スペクトルをとることで、電磁誘導透過(Electromagnetically Induced Transparency : EIT)の現象を観測できた。プローブ光とカプリング光を同方向から照射するか、あるいは逆方向から照射するかでEIT線幅はドップラー拡がり程度の違いがあるはずで、それにより冷却原子の温度診断ができるはずである。逆方向からのEIT信号は、確かに拡がって見えているが、まだ定量的な温度の計測には至っていない。また、2つのカプリング光ビームに角度をつけて入射させることで、原子雲の中に回折格子を形成させ、それによりプローブ光を回折させる電磁誘導格子(Electromagnetically Induced Grating : EIG)の観測も行った。この場合、吸収スペクトルの影響を受けずにS/Nの良い観測ができることから、幅500kHz程度の鋭いEIG信号を2光子共鳴の位置に見出すことができた。これらの解析は、今後逐次発表していく予定である。また、これらの観測は、量子干渉効果による光情報記録にも応用でき、その可能性を今後追求していく。原子オブンから発射された原子ビームを、ゼーマンスローワーを用いて減速し、磁気光学トラップ(MOT)を用いて捕獲、冷却することで、原子数約5×10^9個の冷却ナトリウム原子群が日常的に生成されるようになった。このような冷却ナトリウム原子は、ドップラー冷却により、約200マイクロ度程度に冷却されているが、今回偏光勾配冷却を施すことでさらなる冷却を目指した。すなわち、時刻t=0でMOT用の四重極磁場を切り、t>0で完全に残留磁場がゼロになるように、磁場補正用のコイルを3方向に導入し、さらにdark MOTで原子雲の中心付近にリポンプ光が当たっていないのを補正するために、第二のリポンプ光を導入した。実際に温度を測ってみたが、ドップラー冷却と比較して顕著な程の温度変化は見られなかった。磁場補正や、トラップ光ビームのバランスの問題等を改善する必要があると思われる。また、冷却原子を用いた光情報記録の実験を行った。これは、冷却原子を生成した後、トラップ光、リポンプ光を遮断し、プローブ光パルス、カプリング光パルスを原子雲に当て、光情報の書き込みを行う。このときプローブ、カプリング周波数は2光子共鳴条件を満たしているものとする。この後に遅れ時間τをもってカプリング光を入れることで、プローブ光としての情報の読み出しが可能である。我々はこのような情報の読み出しに成功した。
発現遺伝子に基づく組織の悪性度と患者免疫能評価を組み合わせた口腔癌の予後診断法

口腔癌患者の全身状態を把握するために、本研究では患者の抹消血を用いた免疫応答能力の測定を行い、予後診断のための指針作りを目指した。我々は先ず、OSCC患者末梢血のサイトカイン濃度を測定し、末梢血液細胞の免疫応答変化を検討し、リンパ節転移を起こしていないステージIからIIIまでの初期OSCC症例群では、患者の末梢血液細胞をLPS刺激培養して放出される、Th1サイトカインであるIFN-γ産生能が原発腫瘍の大きさに逆相関して減弱することや、リンパ節転移頻度の上昇とともにそれが上昇することを突き止めた。さらに、CD57+T細胞の比率は、OSCCの悪性化に伴って上昇することを見出した。平成23年度までの検討では、OSCC患者の末梢血細胞を抗CD57、αβTCR、CD8、CD4それぞれの抗体にて4色染色し、単核球分画をフローサイトメーター法(FACS)により調べた結果、健常者に比べ患者末梢血中のCD4陽性CD57陽性T細胞と、古典的CD8陽性CD57陽性killer T細胞は優位に増加していること、およびCD4陽性T-NK細胞は早期症例においてよりも、進行症例で顕著に増加することを確かめた。このことからCD57陽性、T細胞を中心にした亜集団の動向がOSCCの発症や進展の指標となることが示された。24年度には、OSCC患者症例数を49例まで増やして患者の病期ステージ(IからIV)との相関を検討した。その結果、CD4陽性CD57陽性T細胞のCD4陽性T細胞における比率はステージの上昇に伴い増加することが示された。さらに患者末梢血中のサイトカインレベルをELISA法で調べると、IFN-γ、IL-10、IL-4の量と病期との有意な相関は見られなかった、一方、LPSによって患者末梢血細胞を48時間刺激培養し、上清に放出されるサイトカイン産生能を検討した結果、OSCC患者末梢血細胞のIFN-γ産生能は、患者の病期がステージIからIIIに進行するのに伴い有意に低下した。逆にステージIIIからIVへの推移ではIFN-γ産生能が上昇した。症例群の詳細な検討から、ステージIからIIIにおける誘導能の低下は、腫瘍径に逆比例して有意に低下し、一方、ステージIIIからIVにおける上昇は、リンパ節転移能に比例して引き起こされることが判明した。口腔扁平上皮癌(OSCC)患者において、末梢血漿中のN-Th細胞比が原発腫瘍径の増大に伴い増加することおよび、末梢血液細胞をLPS刺激することによって誘導されるIFN-γ産生量が逆に抑制されることを見出し、患者血液の免疫応答能がOSCCの予後を診断する上での重要な指標となることを示した。しかしながら、OSCCの腫瘍径の増大に伴う末梢血IFN-γ産生能の減弱は、増大した腫瘍がIFN-γ産生能の低下を引き起こすことに由来するのか、あるいは個々の患者の素因としての抗腫瘍サイトカインであるIFN-γ産生能がもともと低いことが腫瘍の成長を促進する結果なのか、そのメカニズムは不明であった。そこで我々はOSCCの悪性形質が患者免疫系に与える影響をより詳細に検討する目的で,マウスOSCC株を用いた癌移植実験系を構築し、宿主免疫能の動態変化を検討した。マウスOSCC株と同系統マウスを用いた移植実験系では、腫瘍塊の増大に伴って抗腫瘍サイトカインであるIFN-γ産生能が低下した。今回の実験結果は、既に報告されているOSCC患者における観察結果を支持しており、腫瘍による免疫反応抑制を検討するための動物実験系を構築することが出来た。用いた全ての細胞株において、腫瘍径の増大に伴うIFN-γの産生能が有意に低下することから、OSCCの増大が宿主のTh1型免疫応答能を抑制することが示された。口腔癌患者より血液サンプルを採取し、異なる蛍光色素でラベルした抗CD57、αβTCR,、CD8、CD4それぞれの抗体にて4色染色し、単核球分画をフローサイトメーター法(FACS)により調べた。その結果、1)健常者に比べ患者末梢血中のCD4+, CD57+, αβTCR+(CD4+T-NK)細胞と、古典的CD8+(CD57陰性)killer T細胞は健常者のそれに比べ優位に増加していた。2)CD4+T-NK細胞は、早期症例においてよりも、進行症例で顕著に増加していた。一方、古典的CD8+T細胞は、非転移症例よりも転移症例群で顕著に増加していた。以上の結果から、口腔癌患者において、CD57陽性、陰性細胞亜集団の動向が口腔扁平上皮癌の発症や進展の指標となることが示された。

平成23年度の研究実績により、医癌や肝臓癌患者と同様に口腔扁平上皮癌患者においても特異的なTリンパ球亜集団がその発症や悪性度の進展に伴って変化していることを突き止めた。平成24年度には更に症例数を増やしてその事実を確かめるとともに、患者末梢血細胞成分のLPS刺激時のサイトカイン(IFN-γ)産生能が患者の病態像を反映して変化することを突き止めた。これにより口腔扁平上皮癌患者の全身状態を評価するための指標についてのスクリーニング及び、診断法の概要が定まったと考えている。従って、全行程のほぼ70%に及ぶ過程を達成していると考えている。平成23年度の研究実績により、医癌や肝臓癌患者と同様に口腔扁平上皮癌患者においてもTリンパ球亜集団がその発症や悪性度の進展に伴って変化していることを突き止めた。今後その診断的な意義を確立してゆくためにさらには、少なくとも数100症例を越える多数症例における検討を重ね、有意差を示す必要がある。また、癌組織の形質と患者の全身状態および予後との相関は十分に観察されていないので、特に組織における癌関連遺伝子発現と血液細胞の変化との相関も今後の検討課題である。OSCC癌患者においてTリンパ球亜集団(CD4陽性CD57陽性T細胞)や、患者末梢血細胞成分のLPS刺激時のサイトカイン(IFN-γ)産生能が患者の病態像を反映して変化することを突き止めたので、今後その診断学的な意義を深め確立してゆくためにさらに多くの症例検討を重ねてゆく。また、OSCCのステージがIからIIIに進行する過程では腫瘍径の増大に伴いINF-γ産生能が低下するのに対して、ステージIIIからIVへの推移ではリンパ節転移の増加に伴い末梢血INF-γ産生能が増加することが確かめられ、悪性形質の違い(具体的には腫瘍径の増大とリンパ節転移能)による場合分けを検討することが必要となっている。この点を明確にするためには、坦癌状態に置ける血液細胞の変化が、どのような機構によって制御されるのか検討するための動物モデルの構築が必要と考えている。即ち、口腔癌を発症したマウスの末梢血Tリンパ球の動向を観察し、末梢血または脾細胞のサイトカイン産生能の検討を行なう必要がある。さらに悪性度の異なる患者の癌組織の間で発現に有意差を示すマーカー遺伝子をcDNAアレイや定量的PCR法等によって検討し、発現パターンを臨床像や血液細胞等の動向やサイトカイン産生能と比較して診断への有用性を検討する。今後は、Tリンパ球亜集団の口腔扁平上皮癌における診断的意義は、平成23年度の研究により明らかにすることが出来たので今後は、臨床診断に用いる場合の精度についての検討を更に多数症例において検討を行なう。それと並行して患者血清分画を抽出し、ELISA法によりIL-18、IL-10、TNF-αの濃度を測定し、坦癌患者の病態像との比較を検討する。また、転移、非転移症例等、悪性度の異なる患者の癌組織の間で発現に有意差を示すマーカー遺伝子をcDNAアレイ等によるスクリーニングで抽出し、発現パターンを臨床像や血液細胞等の動向と比較して診断への有用性を検討する。さらに、坦癌状態に置ける血液細胞の変化が、どのような機構によって引き起こされるのか検討するための動物モデルの構築が必要と考えている。その目的で口腔癌を移植したマウスのTリンパ球等を採取し、ヒト抗原に相当する表面抗原の動向を観察する。
褐色脂肪細胞を標的とした新しい肥満および糖尿病治療標的の同定

我々は、褐色脂肪細胞分化の培養細胞モデルを独自に入手し、これら分化過程をマイクロアレイにて詳細に解析することで新しい褐色脂肪特異的分化制御因子Aの抽出および同定に成功した。我々は、既にT37i成熟褐色脂肪細胞および3T3-L1成熟脂肪細胞にグルカゴンシグナル経路を模倣すると考えられているcAMPを用いて、cAMP添加、非添加を行い脂肪細胞活性化状態と非活性化状態を作成した。この状態の培養上清をそれぞれ回収し質量分析機を用いて網羅的に分泌タンパクの解析同定を行った。その結果、脂肪細胞活性化状態で強く分泌が促進される分泌蛋白Cyclophilin Aを同定した。我々は、褐色脂肪細胞分化の培養細胞モデルを独自に入手し、これら分化過程をマイクロアレイにて詳細に解析することで新しい褐色脂肪特異的分化制御因子Aの抽出に成功した。このA遺伝子を、2つ以上の特異的なsiRNAを用いてノックダウンすると顕著に褐色脂肪細胞の分化を抑制することも見出している。また、マウスの各種脂肪組織において遺伝子Aの免疫染色を行うと褐色脂肪組織特異的に染色されることも見出している。我々は、既にT37i成熟褐色脂肪細胞および3T3-L1成熟脂肪細胞にグルカゴンシグナル経路を模倣すると考えられているcAMP (Nat Med 4, 612-617, 2012)を用いて、cAMP添加、非添加を行い脂肪細胞活性化状態と非活性化状態を作成した。その結果、脂肪細胞活性化状態で強く分泌が促進される分泌蛋白Cyclophilin Aを同定している。さらに、ヒト前駆脂肪細胞分化システムの立ち上げにも成功しており、よりヒト生体内に近い状態で、Cyclophilin A分泌制御機構の解明を進める体制も確立した。平行してH25年度には、東北大学病院腎高血圧内分泌科の外来患者から、動脈硬化進展予測因子となり得る生理活性物質の測定に関して、東北大学医学部倫理委員会での審査および認可を得た。H26年度には、外来患者約360名から同意を得た後、血液および尿サンプルの回収を終了した。Cyclophilin Aならびに、すでに心血管系疾患の一つである糖尿病合併症の進展予測因子と知られているangiotensinogenなどの測定に関してもELISA実験系の立ち上げにも成功している。動脈硬化進展予測に関して、コントロールとなる頸動脈エコーによるMax IMTの測定およびPWVの測定も終了している。現在、2型糖尿病患者におけるバイオマーカーとしての有用性検討を行っているところである。まず、我々は褐色脂肪細胞分化の培養細胞モデルであるT37i細胞ならびに3T3-L1細胞を用いて、発現マイクロアレイを用いて褐色脂肪細胞分化および白色脂肪細胞分化の過程を比較解析し、褐色脂肪細胞特異的な遺伝子群として、20個の遺伝子を抽出した。(この時、これまで褐色脂肪細胞特異的と報告のあるPPARaも抽出され、これら抽出方法に一定の妥当性があると考えている。)これらすべてをオリゴsiRNAを用いて順次ノックダウンしていった。その結果、褐色脂肪に特異的な発現があり、且つ、インビトロジェンおよびキアゲンの異なる2つのアルゴリズムで設計された2つ以上のオリゴsiRNAで顕著にT37i褐色脂肪細胞の形成を抑制する遺伝子Xの抽出に成功した。遺伝子Xの発現をノックダウンすると、褐色脂肪細胞特異的な遺伝子であるPPARaの発現が顕著に低下していることも確認している。また、遺伝子Xは濃度依存性に褐色脂肪細胞の形成を抑制することも確認している。次に我々は、MS/MSを用いて交感神経系刺激を模倣するcAMP刺激環境下において褐色脂肪細胞および白色脂肪細胞の培養上清を比較解析し、褐色脂肪細胞特異的な分泌蛋白の同定を行った。褐色脂肪細胞特異的に分泌が促進される蛋白として11遺伝子の抽出に成功している。(ちなみに、非刺激環境下において、脂肪細胞から分泌されると報告のあるadiponectinの同定にも成功しており、MS/MS解析は、一定の精度が保障されていると考えている。)しかしながらこれまでの実験結果では、これら遺伝子は、褐色脂肪細胞の形成を制御しなかった。意外なことに今回のMS/MS解析のなかで活性化白色脂肪細胞から顕著に分泌が誘導される遺伝子を見出すことに成功した。この遺伝子は、糖尿病患者の心血管合併症とも深く関連している可能性もあるため、現在解析を継続している。褐色脂肪細胞特異的な遺伝子を抽出し、褐色脂肪細胞の形成を制御する遺伝子を抽出し、褐色脂肪細胞形成に与える影響を解析するプロジェクトに関しては、おおむね順調に進んでいると考えられる。次に、褐色脂肪細胞特異的に分泌されている蛋白の抽出および褐色脂肪細胞形成の制御に与える影響を解析するプロジェクトに関しては、若干の遅れを認める。

理由としては、1)褐色脂肪細胞特異的に分泌される蛋白の報告はこれまでほとんどなく、実験の精度を確認するために、再現実験を繰り返す必要があること、2)マイクロアレイ解析のように、大量に同定される蛋白を効率よく解析するソフト自体が未発達ということから一つずつ目視で蛋白を絞っていく必要がある点が原因であると考えられる。褐色脂肪細胞特異的な遺伝子を抽出し、褐色脂肪細胞の形成を制御する遺伝子を抽出し、褐色脂肪細胞形成に与える影響を解析するプロジェクトに関しては、褐色脂肪細胞の形成を顕著に抑制する遺伝子の同定に成功しており、各種褐色脂肪細胞分化マーカーの変動を明らかにし、その作用点を明らかにする。また、白色および褐色脂肪組織での蛋白発現も免疫染色で確認する。次に、褐色脂肪細胞特異的に分泌されている蛋白の抽出および褐色脂肪細胞形成の制御に与える影響を解析するプロジェクトに関しては、同定された蛋白群では明らかな褐色脂肪細胞形成に影響を及ぼさなかったため、研究計画を一部変更し、その解析過程で偶然抽出された活性化白色脂肪細胞において分泌が顕著に誘導された蛋白に関して、詳細な検討を加えていく方針である。例えば、白色脂肪細胞分化に与える影響や、実際の糖尿病患者の血清を用いて心血管病との関連を解析することなどである。該当なし
高温に対する子実成長の低反応性と高炭酸同化機能に着目したイネの高温登熟耐性

日本と世界のイネコアコレクション品種を水田栽培し、松江で出穂した品種の穂を出穂後約一週間から78日間、気温30°C,6%シュークロースと1/2MS培地をくわえた液に穂基部を漬けて穂培養を行った.その結果、子実の成長速度(籾の充填率=一日当りの玄米重増加量/(潜在的最大玄米重=籾数と精玄米一粒重))はいずれのコレクションでも幅広い変異を示した.そこで,日本のイネコアコレクションのうち,典型的に子実成長の異なる品種を選びコシヒカリとともに気温2532°Cに設定した条件下で穂培養したところ30°Cで穂培養した時と同様な品種間差が観察された.これら典型的な品種をポット栽培して穂ぞろい後温室で主稈に着生した籾の充填率を積算気温との関係で表し比較したところ,穂培養法で見られたと同様の籾充填率増加速度の品種間差が観察された.また圃場において栽培試験による比較を試みた.これらの典型的な品種の穂培養中の穂を凍結保存し登熟関連酵素などを分析したところ,籾の充填率の高さはInvertaseとSuSy&Invertaseと関係があり,籾の充填率の小さな品種ではsucrose濃度が低かった.これらの結果から、ショ糖代謝酵素が子実充填速度を制御する可能性が推察された。また,品種・系統によってそれぞれ特徴的なメタボロームを示すことが分かった。これらの結果から、ショ糖代謝酵素が子実充填速度を制御し,子実増加速度の品種間差をもたらしている可能性が推察された。これらの品種間の栽培圃場における子実増加速度の品種間差と収量と品質への子実増加速度の低さの貢献度を評価する必要がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。夏季高温化によるイネの品質および収量低下が今後,我が国でも更に深刻化するものと予測される.今後,高温化が進行すると,イネ品種への高温登熟耐性の付与は不可欠である.これに対し経験的な高温耐性選抜が行われてきた.しかし,その高温耐性の機構や,どのような特性がさらに高温化した場合に有効であるのかは充分明らかにされていない.登熟期の高温は子実の急激な成長促進と登熟期間の短縮化をもたらし,子実への同化産物供給不足や酵素機能阻害が品質や収量を低下させる.そこで本研究は,これまで着目されてこなかった「高温に対するイネ子実の低い成長促進」および「登熟期の高い炭酸同化能力」のうちの前者に着目し,この二つの特性における品種間差の探索,生化学的機構の解明および栽培条件下での高温登熟耐性としての有効性を検証した.本研究は、イネの子実成長が高温によっても促進されないほうが同化産物供給が不足しにくく高温耐性に寄与できると言う仮説の元に、日本のコアコレクションから子実成長速度の低い品種を選び、実際に高温下で耐性があるかどうか、その生化学的な理由を検証することを目的としている。前年度穂培養できなかった日本のコアコレクション品種を水田栽培し、出穂約1週間後から穂を採取、穂培養して全品種の籾の充填速度と圃場栽培したものの収穫期における登熟歩合を求めた。本結果により昨年度の欠測データが補われ、全品種の籾の充填速度の比較および籾の充填率増加速度の統計解析のために必要であった。日本のイネコアコレクションの二年間の反復実験によって籾の充填率増加速度の典型的品種における統計的解析が可能となった。それにより登熟速度の異なる品種を選別することができた。夏季高温化によるイネの品質および収量低下が今後,我が国でも更に深刻化するものと予測される.今後,高温化が進行すると,イネ品種への高温登熟耐性の付与は不可欠である.これに対し経験的な高温耐性選抜が行われてきた.しかし,その高温耐性の機構や,どのような特性がさらに高温化した場合に有効であるのかは充分明らかにされていない.登熟期の高温は子実の急激な成長促進と登熟期間の短縮化をもたらし,子実への同化産物供給不足や酵素機能阻害が品質や収量を低下させる.そこで本研究は,これまで着目されてこなかった「高温に対するイネ子実の低い成長促進」および「登熟期の高い炭酸同化能力」に着目し,この二つの特性における品種間差の探索,生化学的機構の解明および栽培条件下での高温登熟耐性としての有効性を検証すている.日本のイネコアコレクション品種を欠測品種を含め昨年に続き水田栽培し、出穂後約1週間から30°C下で約1週間十分な同化産物供給条件下で穂培養を行い、籾の充填率増加速度を比較したところ、速度が有意に高いものと低いものが得られた。これらの品種の穂培養した凍結もしくはフリーズドライ下子実について現在メタボローム解析により主要な生化学的過程の比較を行っている。また、昨年に続き異なる温度条件下での典型的品種の穂培養により籾の充填率増加速度が幅広い温度域で異なることが確認された。温度勾配温室での典型的な品種の籾の充填率および同化生産の結果は現在解析中である。日本のイネコアコレクションから子実成長の異なる品種を選抜することができ、またそれらの異なる温度域での反応性の比較、生化学的分析のための試料採取が行えた。近年の夏季の高温化はイネの品質を低下させ更に温度上昇が続くと減収をもたらすと予測されている。

このような高温の影響を回避するための栽培方法による対応には限界があるため高温耐性を有した品種の育成が望まれる。しかし、どのようなイネの性質が高温による収量や品質の低下を防ぐのかは十分明らかになっていない。申請者はイネの収量や品質の低下が主に高温による子実の成長速度の促進が同化生産を上回るためであることを明らかにしてきた。そのため、子実成長が高温によって促進されないことと同化が確保されることが高温耐性をもたらすと言う仮説が立てられた。そこで、幅広い遺伝的背景を有する日本のイネのコアコレクション品種について申請者らが開発した子実の最大生長期間における穂培養法による選抜を行い、幅広い穂培養の温度条件下で対照品種のコシヒカリよりも子実成長が高い品種と低い品種が見出された。そして、これらの対照的な品種をポット栽培および水田栽培して高温下での十分同化生産がなされた時の子実成長速度が異なるのかどうかを検証した。ポットにおいては穂培養で低い子実成長速度を示した品種は高い成長速度を示した品種よりも登熟期を通して低い値を示した。但し、水田においては温度条件などの設定が十分厳密に行えなかったために明確な違いが見られなかった。さらに、これらの結果を検証する必要があった。また、穂培養法で選抜された品種について高温条件下での穂サンプルについてメタボローム解析を行い充填速度とスクロースシンターゼ活性の間に相関があるのではないかとみられたため、更に詳しい解析を行っている。子実成長の高い時期の穂培養によって日本のイネコアコレクションにおける高温下での子実成長速度の品種間差があり、それらが幅広い温度域で成立すること、それらにはいくつかのデンプン合成酵素の活性の違いが関与している可能性があることが分かった。更に、保存されたサンプルを用いて詳しい解析を進める必要がある。そして、研究分担者との結果の意見交換と検討が必要である。また、登熟期全般の高温が品種間差を反映している可能性があることがポット実験で示唆された。ただし、群落圃場条件での実証は十分でなく今年度の更なる検証が必要である。このことから、当初の品種間差の穂培養法による検出が行われ、子実成長速度が異なることと関連すると推定される生化学的機構と圃場での実証研究の展開できるまでに到達したためおおむね順調に進展していると言える。日本と世界のイネコアコレクション品種を水田栽培し、松江で出穂した品種の穂を出穂後約一週間から78日間、気温30°C,6%シュークロースと1/2MS培地をくわえた液に穂基部を漬けて穂培養を行った.その結果、子実の成長速度(籾の充填率=一日当りの玄米重増加量/(潜在的最大玄米重=籾数と精玄米一粒重))はいずれのコレクションでも幅広い変異を示した.そこで,日本のイネコアコレクションのうち,典型的に子実成長の異なる品種を選びコシヒカリとともに気温2532°Cに設定した条件下で穂培養したところ30°Cで穂培養した時と同様な品種間差が観察された.これら典型的な品種をポット栽培して穂ぞろい後温室で主稈に着生した籾の充填率を積算気温との関係で表し比較したところ,穂培養法で見られたと同様の籾充填率増加速度の品種間差が観察された.また圃場において栽培試験による比較を試みた.これらの典型的な品種の穂培養中の穂を凍結保存し登熟関連酵素などを分析したところ,籾の充填率の高さはInvertaseとSuSy&Invertaseと関係があり,籾の充填率の小さな品種ではsucrose濃度が低かった.これらの結果から、ショ糖代謝酵素が子実充填速度を制御する可能性が推察された。
高速かつ高精度なCar-Parrinello分子動力学法の開発

Car-Parrinello分子動力学法(CPMD)の電子状態部分である密度汎関数法(DFT)による物性値計算,特に電場応答量の計算では実験値の振舞いを再現しないことがわかっている。これはCPMD法をリアル系に用いたときにも大きな問題とると考えられるため、これを改善する方法の開発を行った。従来のDFTの汎関数による電場応答量計算では分極率、超分極率を過大に評価する傾向があることが報告されているが、根本的な解決法は未だ開発されていない。そこでこの問題の原因はDFTの交換汎関数の長距離での振舞いが問題であると考え、DFTの交換汎関数の長距離部分をHartree-Fock交換積分で補正する長距離補正(LC)法を応答量計算の計算に適用する理論開発をおこなった。この方法をまず小さな分子系に対する静的、動的分極率αと静的超分極率βの計算に対して適用して適用性を調べた結果、従来過大な値を算出する傾向が改善され、高精度ab initio法に非常に近い結果を算出することが分かった。高速かつ高精度なCar-Parrinello分子動力学法を実現するに必要な、高精度な電子状態計算と高速な計算プログラムの開発という二つの視点により研究を行った。1領域的自己相互作用補正法の開発自己相互作用誤差とは、本来打ち消されるべきCoulomb自己相互作用の効果が残ってしまうための誤差である。従来のDFTの交換汎関数は必ずこの誤差を含んでおり、DFTによる反応障壁過小評価の原因はこの交換汎関数の自己相互作用誤差であるとされてきた。この誤差を解消するため、様々な自己相互作用補正(SIC)法が提案されてきたが、未だ決定的な方法は提案されていない。そこで自己相互作用に支配された空間領域を見つけ出し、その部分のみ交換自己相互作用エネルギーを補完する領域的自己相互作用補正(RSIC)を開発した。このRSIC法を様々な化学反応の反応障壁計算に適用した結果、DFTによる化学反応障壁エネルギーの過小評価の原因が、交換汎関数の自己相互作用領域での交換エネルギーの再現性に問題があることを確認できた。2高速数値積分プログラムの開発密度汎関数における数値積分においてボトルネックとなるのは電子密度とFock行列を生成する部分でありスケーリングは系の3乗である。しかしながら通常用いられるGauss型基底関数は空間的に局在しているので、各数値グリッド上で値を持つ基底関数の数は限られる。そこで縮約した球面平均Gauss型既定関数を用いることでこの数を効率的に求めるルーチンの開発を行い、スケーリングが線形となるプログラム開発を行った。また大きなメモリー空間と高度なマルチスレッド化という近年のコンピュータの特性に合致するようなプログラム開発も同時に行った。この数値積分ルーチンをプログラムパッケージUTChemに実装し、時間依存密度汎関数法による励起状態プログラムにも適用した。
要素間に先行順位関係をもつシステムの配置問題とメタ戦略

本研究の対象として先行順位を持ついくつかの生産プロセスからなるシステムを考え、各プロセスは生産活動のために一定の資源量を必要とするが、1ステーションあたり使用できる資源量は定まっているとする。中間製品の移動には各ステーション間で、ある輸送コストを必要とするが、同一ステーション内の輸送コストは無視できるものとする。このとき、各生産プロセスを輸送コストの総和が最小になるように、先行順位の制限を無視せずに、ステーションごとに利用可能な資源量の範囲内で各ステーションに配置する問題を考える。この問題に対して無閉路有向グラフを先行順位を無視することなく分割するときに生ずるカット・エッジのコストの総和を最小化する問題としてモデル化を行う。さらに、動的計画法を適用し、無閉路有向グラフの構造に並列構造が認められるとき、多項式オーダーの実用時間内で計算可能な有効な厳密解法を提案する。しかし、無閉路有向グラフがランダムな構造を有するとき指数的オーダーとなり実質的に計算が困難となる。そこで、ランダムなグラフにも対応できるよう、昨今、種々の問題で優れた成果を示しているメタヒューリスティック法の採用を試みる。まず、Tabu Search法を用い、本問題に有効な近似解法の構成を示す。ただし、本問題の場合、系列性を保存する多分割問題であり、また、解の成分集合の個数、各成分集合の要素数が不定であり、効果的な近傍構造が構成しにくい。これに対して多重的な頂点移動により解に大きな変化をほどこし、部分的最適化を組入れた複合移動により近似解法の性能を引き出す。さらに、確率的要素を組込んだSimulated Annealing法を構成し、同様な複合移動の考えが効果的であり、Tabu Search法を凌駕することを示した。
伝統的後発酵茶「碁石茶」のAGEs生成阻害活性と関与成分の解明

生体内メイラード反応(糖化反応, Glycation)の結果生じるタンパク質糖化最終生成物(Advanced Glycation End Products, AGEs)は糖尿病やその関連疾病の発症に関与していることが知られている。このAGEsの生成阻害が日常的に摂取可能な食品で可能となれば,国民病とも呼ばれる糖尿病の発症予防に貢献できる。本研究では,碁石茶をはじめとする国内の伝統的後発酵茶(碁石茶,石鎚黒茶,阿波晩茶)を中心にAGEs生成阻害物質の全容解明に取り組むと共に,その阻害機構の解明も試みる。