hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
行動と脳活動に基づく知的障害児・者のワーキングメモリの理解と教育支援方法の開発

本研究では、知的障害児・者のワーキングメモリ特性とその神経基盤を明らかにし、それに基づいた教育支援方法を開発することを目的とする。ワーキングメモリとは、課題遂行に一時的に必要となる記憶のことである。ワーキングメモリは知的障害児・者に伴う困難と密接な関係にあり、彼らへの支援を検討する上で重要な認知機能として注目されている。本研究では、行動指標に加えて、非侵襲的な脳機能計測によって得られた生理指標をもとに、知的障害児・者のワーキングメモリにおける弱い領域と強い領域を明らかにし、有効な教育支援方法を検討する。
ハードウェアの不正動作検出および個人情報漏えい対策に関する研究

本研究は最終的に行列をスぺクトラルクラスタリングにより解析することで、ハードウェアトロイの検出を目指す。そのため、解析結果が行列の表現に強く依存している。これは行列の表現方法を洗練することが本研究の質を高めることに直結していることを意味する。本年度でスぺクトラルクラスタリングによる解析ではなく、回路をグラフ構造に変換・グラフ構造を行列表現に変換するプログラムの洗練に重点を置く様にした理由である。実際に回路の意図を行列表現にフィードバックさせるために工夫した点を挙げる。有向グラフにより回路を表現することで、ゲートの入力や出力といった回路らしさを表現するようにした。また、ハードウェア記述言語では、回路をゲートだけではなくassign文として記述される場合がある。これを単純にゲートと同じ様に取り扱うことは不適切である。本研究ではこのassign文を有向グラフとしつつも、ノードに対してassignという特別なラベルを貼ることで、このノードに対して特別な処理が行える様にしている。例えば、行列表現に変換する際に、assignのエッジに対して特別な重み付けを行う等の処理があたる。他には、RTLをゲートレベルネットリストにコンパイルする際、信号やコンパイラの最適化オプションによって、削減されたりグループ化されたりするゲートが出てくる。そのため、一つ一つのゲートを単純に一つのノードとして表現すると、汎用性が低くなる可能性が極めて高い。そのため、複数のゲートを一つのロジックとしてグルーピングすることで、軽微なゲートの増減に対してでも本研究成果がロバストになることを実現する。グルーピングする方法は2種類あり、指定したゲートの個数を1つのロジックとする方法と指定した入力数を1つのロジックにする方法である。これらを必要に応じて使い分けることができるように実装した。研究計画としては、本年度で機械学習アルゴリズムの適用まで進める予定だったが、今年度では回路をグラフ構造に変換・グラフ構造を行列表現に変換するプログラムの洗練で進捗を終えた。これは、実際に研究を進めていくと、単純に回路を行列表現に変更するだけでは十分でないことが明らかになったためである。本研究の重要なアイデアとして、グラフスぺクトル理論を採用している。私が参考にした論文では、Twitterのつぶやき等のWeb上のデータ構造であるネットワークグラフに対して、グラフスペクトル理論を応用して、ネットワークグラフの特徴を明らかにしようとしていた。しかし、ネットワークグラフと回路では、一つ一つのノードやエッジが持っている情報量や性質が著しく異なる。回路は単純なデータの繋がりでできている訳ではなく、そこには論理演算の依存性・タイミング制約・面積・消費電力等の多くの制約や性質の下で成り立っている。そのため、これらの要素を無視して回路をグラフ表現に変更したとしても、回路本来が持つ性質を大きく損なうことになり、ひいてはハードウェアトロイの性質も損なうこととなり、ハードウェアトロイ本来の性質を明らかにするという本研究の題意に反することになる。そのため、本年度では当初予定していた機械学習アルゴリズムの適用を先送りにしてでも、回路の性質を適切にグラフ構造や行列へとフィードバックするためのプログラムの作成に注力した。本研究はグラフ構造を解析する研究のため、グラフ構造の質は本研究の屋台骨である。そのため、このプログラムの作成を程々にして機械学習アルゴリズムを適用しても芳しくない結果が得られる可能性が極めて高い。以上より、本年度では回路をグラフ構造・グラフ構造を回路に変換するプログラムの作成に注力すると判断し、当初の予定からやや遅れていると評価する。しかし、研究自体の質に問題があるとは思っていない。次年度では、本年度で作成したプログラムを積極的に活用して、生成した行列を機械学習アルゴリズムを適用して解析する。まず、本年度に作成したプログラムでゲートレベルネットリストをラプラシアン行列に変換する。これは、スぺクトラルグラフ理論では、ラプラシアン行列という特別な行列の固有べクトルを利用するからである。次に、ラプラシアン行列の固有べクトルに対してクラスタリングを行う。このクラスタリングには複数の選択肢があり、どの機械学習アルゴリズムを選択するかは重要である。選択する機械学習アルゴリズムによって、研究結果に与える影響も異なるからである。その中でも最初の選択肢として、k-menasクラスタリングを採用する。これはk-meansが容易に適用でき、分かりやすい解析方法であるためである。実験結果を参考にしながら性質を明らかにするためには、実験結果が得られる過程がブラックボックスだと考察が困難になるため、分かりやすいアルゴリズムを研究の1歩目として採用するのは大切である。次年度での目標としては、ゲートレベルネットリストからk-meansクラスタリングまでの作業を容易に繰り返すことができるようにすることである。この一連の作業をイテレーションすることができれば、研究の高速化が狙え、考察する回数を増やすことができ、より質の高い研究成果へと繋げることができる。次年度の大きな目標は、k-means等のクラスタリングを適用した実験結果からハードウェアトロイが持つ性質を明らかにすることである。そして、スぺクトラルクラスタリングがハードウェアトロイ検出に有効な手法であるかどうかを評価したい。

有向グラフにより回路を表現することで、ゲートの入力や出力といった回路らしさを表現するようにした。また、ハードウェア記述言語では、回路をゲートだけではなくassign文として記述される場合がある。これを単純にゲートと同じ様に取り扱うことは不適切である。本研究ではこのassign文を有向グラフとしつつも、ノードに対してassignという特別なラベルを貼ることで、このノードに対して特別な処理が行える様にしている。例えば、行列表現に変換する際に、assignのエッジに対して特別な重み付けを行う等の処理があたる。他には、RTLをゲートレベルネットリストにコンパイルする際、信号やコンパイラの最適化オプションによって、削減されたりグループ化されたりするゲートが出てくる。そのため、一つ一つのゲートを単純に一つのノードとして表現すると、汎用性が低くなる可能性が極めて高い。そのため、複数のゲートを一つのロジックとしてグルーピングすることで、軽微なゲートの増減に対してでも本研究成果がロバストになることを実現する。グルーピングする方法は2種類あり、指定したゲートの個数を1つのロジックとする方法と指定した入力数を1つのロジックにする方法である。これらを必要に応じて使い分けることができるように実装した。研究計画としては、本年度で機械学習アルゴリズムの適用まで進める予定だったが、今年度では回路をグラフ構造に変換・グラフ構造を行列表現に変換するプログラムの洗練で進捗を終えた。これは、実際に研究を進めていくと、単純に回路を行列表現に変更するだけでは十分でないことが明らかになったためである。本研究の重要なアイデアとして、グラフスぺクトル理論を採用している。私が参考にした論文では、Twitterのつぶやき等のWeb上のデータ構造であるネットワークグラフに対して、グラフスペクトル理論を応用して、ネットワークグラフの特徴を明らかにしようとしていた。しかし、ネットワークグラフと回路では、一つ一つのノードやエッジが持っている情報量や性質が著しく異なる。回路は単純なデータの繋がりでできている訳ではなく、そこには論理演算の依存性・タイミング制約・面積・消費電力等の多くの制約や性質の下で成り立っている。そのため、これらの要素を無視して回路をグラフ表現に変更したとしても、回路本来が持つ性質を大きく損なうことになり、ひいてはハードウェアトロイの性質も損なうこととなり、ハードウェアトロイ本来の性質を明らかにするという本研究の題意に反することになる。そのため、本年度では当初予定していた機械学習アルゴリズムの適用を先送りにしてでも、回路の性質を適切にグラフ構造や行列へとフィードバックするためのプログラムの作成に注力した。
子宮筋におけるイオンチャネル発現調節の分子機構

子宮平滑筋の生理的収縮調節機構において最も重要な因子の一つは細胞膜の活動電位変化であるが,子宮筋の自発的収縮活動に関するイオン機序,陣痛の開始・周期性を制御する電気生理学的基礎はほとんど解明されていない.一方,近年分子生物学の発達に伴いcDNAクローニングによりイオンチャネルの一次構造が明らかにされており,その遺伝子の発現と機能に関する報告が成されてきた.また,ラット子宮筋を用いた研究から,イオン電流が妊娠末期に変化すること,プロゲステロン・エストロゲンの増減と分娩の開始,即ち子宮筋の収縮が同期していることが報告されている.そこで本研究では,妊娠の各時期におけるラット子宮平滑筋と陣痛の有無で区別したヒト子宮平滑筋のイオンチャネル発現の解析を試み,特にステロイドホルモンとの関係から同分子の発現調節に関する新しい知見を得た.我々が独自にデザインしたprimerを用いてReverse Transcription-Polymerase Chain Reactionを行い,電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNAの定量を試みた.ラットでは妊娠中期のmRNAは低いレベルにあったが,妊娠17日から漸増し分娩直前にピークに達した.そして,分娩中には劇的に減少しその傾向は産褥3日まで続いた.妊娠中期に抗プロゲステロン剤を投与すると早産を誘発するが,mRNAレベルは投与後8時間でピークに達し,早産時には減少していた.また,妊娠末期にプロゲステロン剤を投与すると分娩が発来せず,mRNAレベルはほとんど不変のままであった.帝王切開時に得られたヒト子宮筋では,カルシウムイオンチャネルmRNAは陣痛発来群より陣痛未発来群に約4倍強く発現していたが,ステロイドホルモンレベルに一定の傾向は認められなかった.以上の結果より,特にラットではプロゲステロンの消退が電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNA発現の制御に関与していると推測され,また,mRNAレベルの変化はカルシウムイオンチャネルの形成を介して妊娠の維持・分娩と密接な関係にある可能性が示唆された.この研究結果は分娩の開始に迫る分子的理解の助けとなる新しい重要な知見に成りうる.子宮平滑筋の生理的収縮調節機構において最も重要な因子の一つは細胞膜の活動電位変化であるが,子宮筋の自発的収縮活動に関するイオン機序,陣痛の開始・周期性を制御する電気生理学的基礎はほとんど解明されていない.一方,近年分子生物学の発達に伴いcDNAクローニングによりイオンチャネルの一次構造が明らかにされており,その遺伝子の発現と機能に関する報告が成されてきた.また,ラット子宮筋を用いた研究から,イオン電流が妊娠末期に変化すること,プロゲステロン・エストロゲンの増減と分娩の開始,即ち子宮筋の収縮が同期していることが報告されている.そこで本研究では,妊娠の各時期におけるラット子宮平滑筋と陣痛の有無で区別したヒト子宮平滑筋のイオンチャネル発現の解析を試み,特にステロイドホルモンとの関係から同分子の発現調節に関する新しい知見を得た.我々が独自にデザインしたprimerを用いてReverse Transcription-Polymerase Chain Reactionを行い,電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNAの定量を試みた.ラットでは妊娠中期のmRNAは低いレベルにあったが,妊娠17日から漸増し分娩直前にピークに達した.そして,分娩中には劇的に減少しその傾向は産褥3日まで続いた.妊娠中期に抗プロゲステロン剤を投与すると早産を誘発するが,mRNAレベルは投与後8時間でピークに達し,早産時には減少していた.また,妊娠末期にプロゲステロン剤を投与すると分娩が発来せず,mRNAレベルはほとんど不変のままであった.帝王切開時に得られたヒト子宮筋では,カルシウムイオンチャネルmRNAは陣痛発来群より陣痛未発来群に約4倍強く発現していたが,ステロイドホルモンレベルに一定の傾向は認められなかった.以上の結果より,特にラットではプロゲステロンの消退が電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNA発現の制御に関与していると推測され,また,mRNAレベルの変化はカルシウムイオンチャネルの形成を介して妊娠の維持・分娩と密接な関係にある可能性が示唆された.この研究結果は分娩の開始に迫る分子的理解の助けとなる新しい重要な知見に成りうる.子宮平滑筋の生理的収縮調節機構において最も重要な因子の一つは細胞膜の活動電位変化であるが,子宮筋の自発的収縮活動に関するイオン機序,陣痛の開始・周期性を制御する電気生理学的基礎はほとんど解明されていないのが現状である.一方,近年分子生物学の発達に伴いcDNAクローニングによりイオンチャネルの一次構造が明らかにされており,その遺伝子の発現と機能に関する報告が成されてきた.また,ラット子宮筋を用いた研究から,イオン電流が妊娠末期に変化すること,プロゲステロン・エストロゲンの増減と分娩の開始,即ち子宮筋の収縮が同期していることが報告されている.そこで本研究では,妊娠の各時期におけるラット子宮平滑筋のイオンチャネル発現の解析を試み,特にステロイドホルモンとの関係から同分子の発現調節に関する新しい知見を得た.我々が独自にデザインしたprimerを用いてReverse Transcription-Polymerase Chain Reactionを行い,電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNAの定量を試みた.妊娠中期のmRNAは低いレベルにあったが,妊娠17日から漸増し分娩直前にピークに達した.そして,分娩中には劇的に減少しその傾向は産褥3日まで続いた.妊娠中期に抗プロゲステロン剤を投与すると早産を誘発するが,mRNAレベルは投与後8時間でピークに達し,早産時には減少していた.

また,妊娠末期にプロゲステロン剤を投与すると分娩が発来せず,mRNAレベルはほとんど不変のままであった.以上の結果より,プロゲステロンの消退が,電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNA発現の制御に関与していると推測され,また,mRNAレベルの変化はカルシウムイオンチャネルの形成を介して妊娠の維持・分娩と密接な関係にある可能性が示唆された.この研究結果は分娩の開始に迫る分子的理解の助けとなる新しい重要な知見である.子宮平滑筋の生理的収縮調節機構において最も重要な因子の一つは細胞膜の活動電位変化であるが,子宮筋の自発的収縮活動に関するイオン機序,陣痛の開始・周期性を制御する電気生理学的基礎はほとんど解明されていない.一方,近年分子生物学の発達に伴いcDNAクローニングによりイオンチャネルの一次構造が明らかにされており,その遺伝子の発現と機能に関する報告が成されてきた.また,ラット子宮筋を用いた研究から,イオン電流が妊娠末期に変化すること,プロゲステロン・エストロゲンの増減と分娩の開始,即ち子宮筋の収縮が同期していることが報告されている.そこで本研究では,妊娠の各時期におけるラット子宮平滑筋と陣痛の有無で区別したヒト子宮平滑筋のイオンチャネル発現の解析を試み,特にステロイドホルモンとの関係から同分子の発現調節に関する新しい知見を得た.我々が独自にデザインしたprimerを用いてReverse Transcription-Polymerase Chain Reactionを行い,電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNAの定量を試みた.ラットでは妊娠中期のmRNAは低いレベルにあったが,妊娠17日から漸増し分娩直前にピークに達した.そして,分娩中には劇的に減少しその傾向は産褥3日まで続いた.妊娠中期に抗プロゲステロン剤を投与すると早産を誘発するが,mRNAレベルは投与後8時間でピークに達し,早産時には減少していた.また,妊娠末期にプロゲステロン剤を投与すると分娩が発来せず,mRNAレベルはほとんど不変のままであった.帝王切開時に得られたヒト子宮筋では,カルシウムイオンチャネルmRNAは陣痛発来群より陣痛未発来群に約4倍強く発現していたが,ステロイドホルモンレベルに一定の傾向は認められなかった.以上の結果より,特にラットではプロゲステロンの消退が電位依存性カルシウムイオンチャネルmRNA発現の制御に関与していると推測され,また,mRNAレベルの変化はカルシウムイオンチャネルの形成を介して妊娠の維持・分娩と密接な関係にある可能性が示唆された.この研究結果は分娩の開始に迫る分子的理解の助けとなる新しい重要な知見に成りうる.
ミオシン重鎖遺伝子クラスターの起源、意義そして発現調節機構の解明

ミオシン重鎖(MYH)は筋運動に必須のタンパク質であるが、四足類や真骨魚類だけでなく、無顎類のヤツメウナギもMYH遺伝子(MYH)がクラスターを形成していることを明らかにした。また、ヤツメウナギMYHのプロモータ領域はゼブラフィッシュ胚体速筋での発現を正しく誘導することが明らかとなった。これらのことから、脊椎動物のごく初期の進化段階において、MYHクラスターが既に出現しており、かつ、基本的な筋発生の転写調節機構は確立していたことが示唆された。1.ウミヤツメゲノムデータより得られた塩基配列を参考にしてプライマーを設計し、カワヤツメのゲノムDNAを鋳型に3種類のミオシン重鎖遺伝子、MYH1、MYH2およびMYHxの上流約5kbをPCR法にて増幅し、GFPもしくはRFPベクターに挿入した。これらベクターをゼブラフイッシュ受精卵に顕微注入し、蛍光タンパク質の発現を観察したところ、MYH1およびMYH2上流域を挿入したコンストラクトはゼブラフィッシュ筋肉における発現がみられたが、MYHxのコンストラクトでは発現がみられなかった。また、蛍光タンパク質の発現が確認されたゼブラフィッシュ胚を固定し、遅筋線維を特異的に認識するモノクローナル抗体を用いて免疫染色を行ったところ、蛍光タンパク質の発現部位は速筋に限定していた。真骨魚類および四足類を含めた硬骨魚類の共通祖先と5.6億年前に分岐したとされる無顎類ヤツメウナギの速筋型ミオシン重鎖遺伝子プロモータが真骨魚類のゼブラフィッシュで正しく認識されていることから、速筋型ミオシン重鎖遺伝子の転写調節機構の一部は両者の共通祖先が分岐する以前に確立されていたことが示唆された。2.ウミヤツメおよびカワヤツメのゲノム解析により、ヤツメウナギ類はMYH2-MYHx-MYH1の順で同一方向に3種類のミオシン重鎖遺伝子がクラスターを形成していることがわかった。カワヤツメを対象に、各遺伝子のプロモータ領域、すなわちMYH2の上流約8kb、MYH2およびMYHx間の約5kb、MYHxおよびMYH1間の約11kb、およびMYHxの内部配列約12kbの塩基配列をショットガンシークエンス法にて決定した。プロモータ領域をLAGANプログラムを用いて比較したところ、MYH1およびMYH2間にのみ類似する配列がみられたため、同配列がゼブラフィッシュ速筋におけるプロモーター活性に影響していることが示唆された。1.前年度に引き続き、カワヤツメのミオシン重鎖遺伝子、MYH1およびMYH2の上流約5kbを組み込んだGFPもしくはRFPコンストラクトをゼブラフィッシュ受精卵に顕微注入し、蛍光タンパク質の発現を観察した。この際、環状のベクターをそのままインジェクションするのではなく、作製したレポーターベクターを鋳型にしたロングPCR法により、目的とするプロモータ領域およびレポーター遺伝子部分のみを増幅し、精製した直鎖状のPCR産物をインジェクションした。興味深いことに、一部の個体では顎の筋肉における蛍光タンパク質の発現がみられた。また、トランスジェニック系統の確立を目指し、蛍光タンパク質の発現が強い個体を選抜し飼育を継続した。2.脊椎動物における速筋型重鎖遺伝子クラスターの起源や意義を解明する研究の一環として、カワヤツメMYHクラスターの塩基配列の決定を試みた。ウミヤツメゲノムデータベースおよびカワヤツメミオシン重鎖遺伝子、MYH1およびMYH2のcDNA配列を参考に設計したプライマーを使用し、カワヤツメのゲノムDNAを鋳型にロングPCRを行った。その結果、対象領域は11断片のPCR産物でカバーすることができた。次に、各PCR産物につきショットガンライブラリーを作製し、合計約2300クローンを解析したところ、MYH2上流からMYH1の第3エクソンまで、約87kbの塩基配列を決定することができた。これまで報告されている真骨魚類の速筋型MYHの大きさが約12kb程度であるのに対し、MYH2およびMYH3はそれぞれ約27kbおよび36kbであった。さらに、各MYHのエクソン-イントロン構造を調べたところ、四足類および真骨魚類のそれに一致した。したがって、速筋型MYHの遺伝子構造は初期の脊椎動物が出現した段階において、既に定まっていたことが示唆された。
有機炭素資源高度利用のための高選択的有機合成反応の開発

1.不斉分子内Ullmannカップリング反応という新手法により、光学収率100%で軸不斉非対称ビアリール化合物の合成に成功し、生成物が不斉識別材料として有用なことを明らかにした。2.発酵パン酵母によるα-アシロキ-β-ケトエステル、α-ベンゾイルオキシケトンなどの不斉還元で、ほぼ光学的に純粋な還元体を得、またこの手法によりアルメントマイシンの両鏡像体の合成に成功した。3.コバルトカルボニル触媒の存在下二級アルキルアセタートとトリアルキルシランおよび一酸化炭素の反応で、選択性よく一酸化炭素の取り込みが起りシロキシメチリデンアルカンを生成することを見出した。4.プロピオニトリルとメタノールから高選択的にメタクリロニトリルを合成できるMn(【II】)-MgO触媒を開発した。さらにこの触媒は2,6-ジ-tert-ブチルフェノールの酸化によるジフェノキノンの合成にすぐれた選択性を示すことがわかった。5.不斉フェロセニルホスフィンを配位子とする金(【I】)錯体触媒により、イソシアノ酢酸エステルとアルデヒドから高立体選択的にオキサゾリン誘導体が得られる触媒的不斉アルドール反応を開発した。6.含フッ素亜鉛カルベノイド反応剤を創製し、これがアルデヒド基に収率よく付加することを見出し、この反応を利用してCH=C(Cl)【CF_3】基をもつ合成ピレスロイドの簡便な合成法を開発した。次年度は高選択的不斉合成および高選択的有機合成反応開択のための新規な反応試剤に重点を置き研究を進める。
妊娠高血圧症の発症における遺伝・環境相互作用とその発症予知に関する研究

妊娠高血圧症(PIH)は発症機構は不明で,効果的な発症予知法もない.本症も多くのcommon diseaseと同様に,複数の遺伝的要因と環境的要因の相互作用によって発症する多因子性疾患と考えられている.我々は今までに,アンジオテンシノーゲン(AGT)遺伝子のM235T多型のTT型の頻度およびアンジオテンシンII受容体(A II_1R)遺伝子のA1166C多型のAC+CC型の頻度が,初産または重症のPIH群において有意に高いことを示した.今回は,PIHにおける遺伝・環境相互作用の解明を目的に,他の合併症を持たない2034歳の初産婦を対象として,PIH62例および正常対照者93例のAGT,A II_1Rとともに,詳細な臨床データおよびライフスタイルの,合計100項目を同時に解析した.その結果,単変量解析では遺伝要因と環境要因の合計100項目のうち14項目がPIH発症に相関(p<0.1)した.多変量解析では,それらのうち「AGT遺伝子TT型」,「A II_1R遺伝子AC+CC型」,「妊娠前の肥満(BMI≧24)」,「妊娠中の牛乳摂取不足」,「妊娠中の精神的ストレス」の5項目が独立に相関した.さらにロジスティックモデルを用いた解析では,それらが複合することにより発症危険が相乗的に高まり,5要因がすべてが複合した場合の複合オッズ比は735.1であった.また,実際に予防医学に遺伝子を用いることについての問題点を探るため,女子大生106名を対象に予備調査を行い,説明の仕方によらず遺伝子多型の検査に肯定的な回答を得た.今後は,症例数を増やして検討を行うと同時に,遺伝環境,環境要因についてのより詳細な解析,および実際に予防医学に遺伝子を用いることの問題点についても,さらなる検討が必要と考えられる.妊娠高血圧症(PIH)は発症機構は不明で,効果的な発症予知法もない.本症も多くのcommon diseaseと同様に,複数の遺伝的要因と環境的要因の相互作用によって発症する多因子性疾患と考えられている.我々は今までに,アンジオテンシノーゲン(AGT)遺伝子のM235T多型のTT型の頻度およびアンジオテンシンII受容体(A II_1R)遺伝子のA1166C多型のAC+CC型の頻度が,初産または重症のPIH群において有意に高いことを示した.今回は,PIHにおける遺伝・環境相互作用の解明を目的に,他の合併症を持たない2034歳の初産婦を対象として,PIH62例および正常対照者93例のAGT,A II_1Rとともに,詳細な臨床データおよびライフスタイルの,合計100項目を同時に解析した.その結果,単変量解析では遺伝要因と環境要因の合計100項目のうち14項目がPIH発症に相関(p<0.1)した.多変量解析では,それらのうち「AGT遺伝子TT型」,「A II_1R遺伝子AC+CC型」,「妊娠前の肥満(BMI≧24)」,「妊娠中の牛乳摂取不足」,「妊娠中の精神的ストレス」の5項目が独立に相関した.さらにロジスティックモデルを用いた解析では,それらが複合することにより発症危険が相乗的に高まり,5要因がすべてが複合した場合の複合オッズ比は735.1であった.また,実際に予防医学に遺伝子を用いることについての問題点を探るため,女子大生106名を対象に予備調査を行い,説明の仕方によらず遺伝子多型の検査に肯定的な回答を得た.今後は,症例数を増やして検討を行うと同時に,遺伝環境,環境要因についてのより詳細な解析,および実際に予防医学に遺伝子を用いることの問題点についても,さらなる検討が必要と考えられる.
鉄合金メルトの固体珪酸塩中における浸透率の研究

太陽系の歴史のごく初期に,原始惑星の内部では鉄合金メルトがケイ酸塩から重力分離し,惑星中心部に沈降して核を形成した。この分離プロセスを高圧装置で再現し,放射光を用いたX線マイクロCTで観察した。その結果,半径が数100kmより小さい原始惑星の内部では鉄合金メルトが固体のケイ酸塩の粒界を浸透することにより,核とマントルの分離が進行することがわかった。微惑星や成長初期段階の原始惑星の内部は集積に伴い温度が上昇していく。内部の温度が鉄合金の融点より高温になると固体の珪酸塩マントル中を鉄合金メルトがパーコレーションにより沈降しコアが形成されると考えられている。このプロセスは惑星の進化において重要な素過程の一つである.固体珪酸塩中の鉄合金メルトの浸透率は浸透によるコア形成過程を支配する重要な物理量であるが,これまで詳しく研究されていない。本研究では浸透率を高温高圧3次元イメージングと流体シミュレーションを組み合わせて求めることを目的としている。平成23年度は研究体制の整備を主目的として高圧装置の高度化、数値計算法の開発、浸透率測定の予備実験を行った。SPring-8に導入されている小型のトモグラフィプレスの油圧制御用に200MPaの精密油圧制御装置を導入した。ハンドポンプでの制御に比べて圧力範囲の増加と圧力制御の精度向上を図るととができた。また、専用の加熱装置を導入した結果、高圧高温状態での精密な温度制御が可能となった。高温高圧における固体珪酸塩中の鉄合金メルトの共存状態をX線マイクロCTで調べるには12時間程度の測定時間が必要である。精密油圧制御装置と加熱装置の導入で、長時間の測定でも圧力と温度の精密制御が可能となった。数値計算については今回の実験に合わせて格子ボルツマン法のコードの開発を進めているところである。また,SPring-8のBL20XUを用いて高解像度のX線マイクロCT実験を実際に行った。この予備実験から,高温高圧における固体珪酸塩中の鉄合金メルトの共存状態を精密の測定する上での問題点が洗い出された。微惑星や成長初期段階の原始惑星は内部の温度が鉄合金の融点を超えると固体の珪酸塩マントル中を鉄合金メルトが浸透(パーコレーション)により沈降しコアが形成される。鉄合金メルトの固体珪酸塩中の浸透率は,浸透によるコアの形成プロセスを検討する上で欠かすことのできない物理量であるが,測定が困難であるため,いまだに完全には解明されていない。本研究では高温高圧3次元X線イメージングを用いて,珪酸塩内部での鉄合金メルトの連結構造を解析し,その結果を基に格子ボルツマン法による流体シミュレーションから浸透率を求める。そして,浸透率を用いて微惑星や原始惑星中での浸透によるコア形成プロセスを定量的に再検討する。これまでの研究から実験手法はほぼ確立され,精密な温度圧力条件の下での高温高圧下その場X線トモグラフィ測定ができるようになった。SPring-8ではかんらん石とFe-S系メルトを共存させた状態でトモグラフィ実験を行った。限られたビームタイムで有効に実験を行うため,事前に3GPa,1500Kで15時間かけて組織平衡にした試料をSPring-8で再び溶融させてトモグラフィ測定を行った。これらの実験の結果,現状のイメージング手法では珪酸塩中に分布した金属メルトの微細構造を観察するには若干解像度が不足することが分かった。高圧実験では試料の周りに試料カプセル,ヒーター,圧力媒体などのX線を吸収して散乱する物質が大量にある。これらからの小角散乱がイメージを劣化させることが解像度を上げることができない主要な原因であることが分かった。一方で,安定な高圧発生システムを導入したことから,X線吸収法とX線とモグラフィを組み合わせた金属メルトの密度の精密測定法の開発に成功している。本来の研究を遂行する途上で得られた副産物的な成果であるが,今後の高圧下におけるメルト物性の研究に有効な手法となる。このプロセスは惑星の進化において重要な素過程の一つである。固体珪酸塩中の鉄合金メルトの浸透率は浸透によるコア形成過程を支配する重要な物理量であるが,これまで詳しく研究されていない。平成24年度は油圧制御装置の改造、数値計算法の開発、浸透率測定実験を行った。SPring-8のトモグラフィプレスの制御としてH23年度に導入した油圧コントローラーの制御能力に不十分な点があったので改造を加えた。これにより,目的とする精度での圧力制御が可能となり、トモグラフィ実験に必要な要件を満たすことができた。浸透率の導出を目的とする数値計算については,H23年度に引き続き格子ボルツマン法のコード開発を進めた。

SPring-8のBL20XUを用いた高解像度のX線マイクロCT実験を行った。高温高圧状態で鉄合金メルトと珪酸塩が組織平衡に達するには12時間以上の時間が必要である。放射光実験のビームタイム内でこれを行うことは不可能であるため,あらかじめ目的とした高温高圧状態で組織平衡にした試料を急冷凍結した試料を準備した。これを放射光施設でもう一度高温高圧状態にしてX線マイクロCT方を用いて組織観察を行った。核・マントル分離過程は惑星形成期における主要な分化過程である。地球などの大きな天体では集積にともない形成されたマグマオーシャンの中で鉄合金メルトが重力分離して核を形成する。一方,半径数100 km程度の微惑星や原始惑星ではマグマオーシャンが形成されないため,浸透(パーコレーション)により固体マントルから核が分離した可能性が示されている。微惑星や原始惑星の内部構造の形成プロセスを解明するためには浸透による核マントル分離過程の詳細を検討する必要がある。本研究では高温高圧3次元X線イメージングを用いた惑星核の形成プロセスに関する研究を進めた。SPring-8のBL20XUにおいてトモグラフィ用高圧プレスを用いた高温高圧下その場X線マイクロCT法の開発を行った。微惑星内部の固体マントルと鉄合金メルトの共存状態をシミュレートし,高温高圧のその場観察によりかんらん石とFe-S系メルトの共存状態の3次元イメージングを行った。高温高圧その場観察からパーコレーションが3GPa以下の圧力でのみ有効であるというこれまでの報告を指示する結果が得られた。一方,高温高圧のその場観察と回収試料による常温常圧観察との比較から,標準的なイメージング法では珪酸塩中に分布した金属メルトの微細構造を高温高圧その場観察するには解像度が不足することが分かった。また,X線マイクロCT法とX線吸収法とを組み合わせた金属メルトの密度の精密測定法の開発,更に弾性波速度測定を加えた金属メルトの密度-弾性波同時測定法の開発を行い,惑星核を構成する鉄合金メルトの物性解明を進めた26年度が最終年度であるため、記入しない。数物系科学・地球惑星科学・固体地球物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。H23年度に予定していた実験設備の整備は予定通り順調に進んだ。SPring-8で実施した予備的実験から問題点も洗い出され,次年度以降の本格的な研究につながる成果が得られている。過去2年間整備してきた小型高圧装置は十分な性能を示している。一方で,放射光を用いた高温高圧“その場“X線トモグラフィにおいて,十分な解像度が得られていない。これは,試料周りに配置した圧力媒体などからの散乱によるものと考えられる。今回の研究では全体が数mmサイズの試料で12ミクロンの空間解像度が必要であるが,上記の理由から達成できていない。結像光学系の応用などでこの問題を解決できる可能性がある。研究実績の概要に書いたように、研究目的は順調に達成している。実験的には最大の懸案であった油圧コントローラーについて満足のいく性能が得られた。また、放射光施設での競争が激しくビームタイムが十分確保できない状況ではあるが、放射光実験も順調に進んでいる。
大腸癌化学療法における抗癌剤の毒性と患者の遺伝子多型に関する研究

イリノテカンを含む大腸癌化学療法の第I相試験を行い、イリノテカンの推奨投与量をUGT1A1^*28遺伝子型別に決定した。推奨投与量に基づき、第II相試験を行った。その結果、^*28の有無に関わらず、約30%の強い毒性を認めた。ここで毒性の出た患者と毒性の出なかった患者の遺伝子多型を、さらに詳細に検討した結果、UGT1A1^*6, UGT1A7^*3,UGT1A9^*22の遺伝子型が毒性発現に関わっていることが判明した。これらの遺伝子多型を組み合わせて毒性を予測する判別式を作成、またこれら多くの遺伝子多型を判別するチップを開発し、現在両者ともに特許申請中である。イリノテカンの代謝経路はよく解明されており、生体内で活性型のSN-38に変換され、主に肝臓の代謝酵素であるUGT1A1により不活性型のSN-38Gとなり、胆汁から腸管内へと排泄される。そのため、解毒代謝酵素UGT1As familyの遺伝子多型により毒性を予測できる可能性が示唆されているが、いまだ不確定な要素も多い。本研究の目的、ならびに研究実施計画に基づき、UGT1A1遺伝子多型(^*28)の有無により患者を、正常型(CPT-11 150mg/m^2)および変異型(^*28)ヘテロ(CPT-11 70mg/m^2)の2群に分類し、CPT-11隔週投与ならびに5'-DFUR(5投2休/週)を用いた第II相試験を転移性大腸癌患者を対象に進めている。その結果、いずれの遺伝子型・投与量においてもGrade3以上の毒性を認める症例が2-3割存在した。すなわち、^*28以外にも毒性感受性因子が存在することがわかった。そこで、UGT1A1^*28以外の遺伝子多型について検討した。その結果、UGT1A1^*6を持った症例では重篤な好中球減少症(grade3-4)が出現する確率が6/11であり、*6を持たない症例(2/20)に比較して、有意(p=0.007)に高いことがわかった。さらに、UGT1A以外の遺伝子多型についても検討した結果、UGT1A7^3(7/14 VS 1/17;p=0.005)ならびにUGT1A9^22(7/16 VS 1/15;p=0.018)が好中球減少症に関連している可能性が示唆された。現在、症例を積み重ねつつ、最も効率よく毒性を予測する遺伝子多型の組み合わせを検討している。
臨床分離菌におけるメタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有調査と院内感染対策

1.平成14・15年度愛知県下の主要12病院で分離されたセフタジジムCAZ耐性(≧32μg/ml)グラム陰性桿菌計207株を用いてメタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有調査と院内感染対策を次のように(1)最小発育阻止濃度(MIC)の測定、(2)メルカプト酢酸ナトリウム(SMA)ディスク法によるメタロβ-ラクタマーゼ産生株の検出、(3)プライマーIMP-1,IMP-2,VIM-2を用いたPC法によるメタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の検出、(4)院内感染が疑われる菌株についてはパルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)を試みた。その結果、SMAディスク法では被検菌207株中60株(29.0%)がメタロβ-ラクタマーゼ産生株であった。またPCR法では前述の産生株60株の全てにIMP-1型メタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有が確認された(Pseudomonas aeruginosa6株、P.putidia18株Serratia marcescens株、Acinetobacter baumammii8株、A.calcoaceticus2株、Alcaigenes xylosoxidans11株、A.faecalis3株、other GNRs3株)。これは平成13年度に同様な方法で行った結果と比較するとAcinetobacterやAlcaigenesの保有率が増加傾向にある。セフタジジムCAZ耐性(≧32μg/ml)グラム陰性桿菌に限って言えば、平成9年度の保有率は5%未満、13年度は23.0%だったことから増加傾向にある。しかし、13年度の保有株46株中14株はS.marcescensによる泌尿器科病棟の院内感染、14年度の保有株30株中7株はP.putidaによる院内感染であった。このことからメタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有率はここ2年は横ばい状況にあるようだ。2.今般の調査の際に,C病院でExtended Spectrum βLactamase(ESBLs)産生菌による院内感染を疑う事例があったのでPCR法で確認したところCTX-M-9タイプ(Toho-2)のE.coli6株とCTX-M-1タイプのKlebsiella oxytoca3株が特定の病棟で検出された。早急に個室管理、徹底した接触感染の予防対策を提唱し、実施したところ大事には至らなかった。またB病院の集中治療室から検出されたMRSA9株をPFGEで精査したところ8株が同じDNAパターンを示したので院内感染を疑い、防止対策を講じたところ程なく終息した。1.平成13年度に引き続いて、愛知県下の主な病院で分離されたセフタジジムCAZ耐性(≧32μg/ml)グラム陰性桿菌102株を用いてメタロβ-

ラクタマーゼ遺伝子の保有調査と院内感染対策を以下のように(1)量小発育阻止濃度(MIC)の測定、(2)メルカプト酢酸ナトリウム・ディスク法(SMAディスク法)によるメタロβ-ラクタマーゼ産生株の検出、(3)プライマーIMP-1、IMP-2を用いたPCR法によるメタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の検出、(4)院内感染が疑われる菌株についてはパルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)を行った。その結果、SMAディスク法では被検菌102株中30株(29.4%)がメタロβ-ラクタマーゼ産生株であった。PCR法では産生株30株のすべてにIMP-1型メタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有が確認された(Pseudomonas putida 12株、Serratia marcescens6株、Alcaligenes xylosaxidans6株、Acinetobacter baumanni3株、その他3株)。これは前年度に同様な方法で行った結果(23.0%)と比較すると確実に増加している。P. putidaやA. baumanniiなどが増加傾向にある。今回Burkholderia pikettiiからも新たに同遺伝子が検出され、菌種・菌属を超えて着実にIMP-1型メタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有率が年々高まっていることが明らかになった。2.また、その中でA病院の泌尿器科病棟からのP.putidaが7株とも同遺伝子保有株だったのでPFGEを行ったところ、7株中6株が同一のDNAパターンを示し院内感染の可能性が示唆された。これらの患者はいづれも尿道留置カテーテル装着者であったが、筆者らの調査結果と助言に基づいて早速、消毒の徹底、尿バックやカテーテルの交換時期の短縮、治療抗菌薬の再吟味などの院内感染対策をとったところ大事に至らずに終息した。14年度に引き続き15年度も愛知県下の主要12病院で分離されたセフタジジム(CAZ)耐性(≧32μg/ml)グラム陰性桿菌105株の分与を受けメタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有調査と院内感染対策を次のように(1)最小発育阻止濃度(MIC)の測定、(2)メルカプト酢酸ナトリウム(SMA)ディスク法によるメタロβ-ラクタマーゼ産生株の検出、(3)プライマーIMP-1,IMP-2,VIM-2を用いたPCR法によるメタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の検出、(4)院内感染が疑われる菌株についてはパルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)を試みた。その結果、SMAディスク法では被検菌105株中30株(28.6%)がメタロβ-ラクタマーゼ産生株であった。またPCR法では,前述の産生株30株の全てにIMP-1型メタロβ-ラクタマーゼ遺伝子の保有が確認された(Pseudomonas aeruginosa5株、P.putida6株、Serratia marcescens3株、Acinetobacterbaumannii5株、A.calcoaceticus2株、Alcaligenes xylosoxidans5株、A.faecalis3株、Burkholderia cepacia1株など)。これは14年度に同様な方法で行った結果(保有率:29.4%)とほぼ同じ結果が得られた。CAZ耐性(≧32μg/ml)グラム陰性桿菌に限って言えば、平成9年度の保有率は5%未満、13年度は23.0%だったことから増加傾向にある。
暴力を受けた女性のメンタルヘルスと看護にむけたフェミニスト・アクションリサーチ

<目的>女性への暴力・性暴力に対するフェミニスト・アプローチの看護ケアの有用性に関する成果を看護師のエンパワーメントから評価する.<方法>1.医療機関を受診する暴力・性暴力被害女性の実態調査2.女性への暴力に対する一般女性・看護師が抱く感情尺度の作成3.暴力被害を受けた女性との理解を共有し、協働をとおしてフェミニスト・アプローチを実践する4.フェミニスト・アプローチにより生み出された女性のエンパワーメントへの影響を評価する.<結論>女性外来、救急外来を有する総合病院に勤務する看護職の約56%が、暴力・性暴力被害を受けた女性への看護ケアを経験しており、警察や女性センターなどが把握している暴力被害は、氷山の一角にすぎず、看護師がDV被害を受けた女性の第一発見者になる重要な存在であることが示された.また、看護職の約8.1%が、臨床現場での暴力・性暴力被害を受けた女性への看護について、教育の機会を得た経験があるのみであり、暴力への看護について充分な教育を受けた看護師が非常に少ないことが課題として挙げられた.担当診療科での看護体験を通して、暴力・性暴力被害を受けた女性に対して、看護師が抱く感情には、「恐怖感」「悲哀感」「強圧感」の3因子が抽出され、スティグマの意識としては、「暴力の現実への困惑とジレンマ」「看護の限界」「女性としての衝撃」の3因子が抽出された.暴力被害女性への看護のエンパワーメントを高めるためには、フェミニスト・アプローチによる語りをとおして、暴力・性暴力被害を受けた女性へ抱く感情とスティグマの意識から脱却すること、「看護師の暴力への理解と行動」「看護介入にむけた課題」「看護実践での意欲」という役割意識をもつことの有用性が示唆された.今後は看護教育システムと医療機関でのヘルスケア支援システムの構築が急務であるといえる.女性への暴力に対して、一般女性が抱く感情・思考について明らかにする、フェミニスト・アプローチの予備的研究を実施した。一般女性100名に対し、Semantic Differential Method=意味的差異の検出法を手順に従い、「暴力に対するイメージスケール」の作成を行った。性成熟期にある一般女性100名に、暴力に対する感情をイメージした形容詞語句を収集し、63語句の形容詞が挙げられた。挙げられた形容詞について広辞苑・参考書から正反対2対の語句を使用して、7段階のリッカート方法のスケールを作成した。63語句の女性への暴力に対する感情や思考を表現した形容詞対の回答分布から、著しい偏りのある項目(7段階評価のため平均値2以下と6以上の項目)の6項目を削除し、56項目の形容詞からなるスケールを作成した。得点が高ければ高いほどNegativeな感情があることを示すスケールである。項目分析により、各項目間の相関行列に相互に負の相関関係を有する項目のないことを確認した。56項目全体の信頼関係(cronbach's α係数)は0.71であり、内的一貫性を確認することができた。さらに、因子分析の結果、「暴力に対する力量性」「暴力に対する評価」「暴力の被害性」に関する因子が抽出された。累積寄与率からも3因子の妥当性については実証された。現在、基準関連妥当性の検証の尺度について検討中であり、今後妥当性についても検討していく予定である。ッ年度は、「暴力に対するイメージスケール」を使用し、被害女性や看護師に対してフェミニスト・アプローチを実践し、スケール調査から見出された暴力に対する意識を還元していくことで、エンパワーメント状態の評価からメンタルヘルスや看護スキルに関する介入研究につなげていく予定である。性暴力・暴力被害女性への看護ケアの実態と被害女性に対する看護職の意識について明らかにすることを目的に研究に取り組んだ。東海地方の夜間救急外来・女性外来・産婦人科外来・外科外来に勤務する助産師・看護師150名を調査対象とし、「暴力・性暴力の被害女性の受診時の事例経験」「暴力・性暴力の被害女性への看護介入の実態と看護を行う際に抱く思い」「暴力・性暴力の被害女性への看護職の役割意識」について、自記式質問紙調査を用いた横断調査を行った。職種別では、看護師89名・保健師1名・助産師8名であり、看護職経験年数17±7.4年、平均年齢は39.2±8.1であった。認定看護師や専門看護師の資格を有する者はいなかった。98名(有効回答率65%)の看護職から回答が得られた。約56%の看護職が、暴力被害女性の受診を経験しており、科別では救命救急外来の受診が最も多かった。看護ケア内容では、「診察や検査の介助」「治療介助」が半数を占めていたが、同時に女性の話を傾聴するという精神面へのケアも行えていた。しかし、継続して女性のフォローを行える看護体制がとられていない現状が明らかとなった。女性に対する看護の役割については「役割がある」と認識している者は半数程度であり、「難しい」と困難感を抱いている臨床現場の看護職の思いが明らかとなった。また、女性に対して抱く思いについては「暴力の現実への困惑」「暴力被害者へのケアの限界」L暴力を受けたことに対する女性としての衝撃」の3因子が抽出された。暴力被害を受けた女性への看護現場に立会いながら、看護職は同じ女性としてその現場に動揺し、行うべき看護について思考錯誤していることが示唆された。<目的>女性への暴力・性暴力に対するフェミニスト・アプローチの看護ケアの有用性に関する成果を看護師のエンパワーメントから評価する.<方法>1.医療機関を受診する暴力・性暴力被害女性の実態調査

2.女性への暴力に対する一般女性・看護師が抱く感情尺度の作成3.暴力被害を受けた女性との理解を共有し、協働をとおしてフェミニスト・アプローチを実践する4.フェミニスト・アプローチにより生み出された女性のエンパワーメントへの影響を評価する.<結論>女性外来、救急外来を有する総合病院に勤務する看護職の約56%が、暴力・性暴力被害を受けた女性への看護ケアを経験しており、警察や女性センターなどが把握している暴力被害は、氷山の一角にすぎず、看護師がDV被害を受けた女性の第一発見者になる重要な存在であることが示された.また、看護職の約8.1%が、臨床現場での暴力・性暴力被害を受けた女性への看護について、教育の機会を得た経験があるのみであり、暴力への看護について充分な教育を受けた看護師が非常に少ないことが課題として挙げられた.担当診療科での看護体験を通して、暴力・性暴力被害を受けた女性に対して、看護師が抱く感情には、「恐怖感」「悲哀感」「強圧感」の3因子が抽出され、スティグマの意識としては、「暴力の現実への困惑とジレンマ」「看護の限界」「女性としての衝撃」の3因子が抽出された.暴力被害女性への看護のエンパワーメントを高めるためには、フェミニスト・アプローチによる語りをとおして、暴力・性暴力被害を受けた女性へ抱く感情とスティグマの意識から脱却すること、「看護師の暴力への理解と行動」「看護介入にむけた課題」「看護実践での意欲」という役割意識をもつことの有用性が示唆された.今後は看護教育システムと医療機関でのヘルスケア支援システムの構築が急務であるといえる.
4次元成長力学の構築と牧草個体への適用による空間構造形成過程の解析

初等成長関数とその第一次・第二次導関数とを組み合わせて得られた数式について、ニュートンの運動方程式および特殊相対性理論との類似性に着目し、4次元成長力学としての諸性質を導出した。牧草個体の成長解析への適用研究において、純成長加速度(単位葉面積当たりの重量の成長加速度)に関し、時間1次元方向の成長と空間3次元方向の成長の計4種類の値を求め、さらにそれらの2乗の値を用い、空間方向の値(高さ方向の値+横幅方向の値+奥行方向の値)と時間方向の値との比が、植物個体の成長に伴う空間構造形成過程の解析に有用であることを認めた。初等成長力学の理論的研究では、ニュートンの運動方程式との類似性に加え、全ての項が2乗を示すことについて、相対性理論の運動方程式(全項が2乗)との類似性が示唆された。その結果、相対論と同様、初等成長力学式の項は正と負の値をとることとなり、成長速度が正・負いずれかの値をとるのは問題ないが、重量が正の値の他に負の値をとるという深刻な問題が生じた。植物が成長するために外部環境から光合成の材料(水・二酸化炭素・土壌栄養素・太陽エネルギー等)が奪われることから、この現象が負の重量で表されるとみなし、植物体と外部環境との間で重量保存則(エネルギー保存則)が成立することの帰結であると解釈した。しかし、光合成材料の実重量は正の値であるため、時間と空間に関する初等成長関数において相対成長率を負の値に変換し、時間を負の値(時間をさかのぼる)および空間を負の値(植物体の外部空間)にそれぞれ変換すると、重量が負の値から正の値に変換された。このことは植物の成長以前および植物体の外部に光合成の材料が存在することを意味し、植物の生存と成長にとって外部環境の存在とそれを準備するための時間が必須のものであることが数学的に示された。初等成長力学での正重量を保証するための3つの数学的変換操作は、量子論でのCPT変換操作(電荷反転・空間反転・時間反転)に対応するものと推察された。実験的研究では、暖地型草種として直立性のトウモロコシ(イネ科)とファジービーン(マメ科)・匍匐性のバヒアグラス(イネ科)とサイラトロ(マメ科)を異なる施肥条件下で栽培し、時間1次元と空間3次元(植物体の高さ・幅・奥行き)の成長について初等力学的解析を行った。成長速度が重量と成長加速度の積で表されるため、それら2つの要因と葉面積との関係が明らかになり、指数関数的成長現象(加速度的成長)の解析が精密化された。また、時間方向と空間3次元方向の成長解析を平等に行えるようになった。寒地型草種を用いた同様の栽培実験は現在進行中である。なお、平成21年度の実験で不十分なところがあり、平成22年度の実験で補完する予定である。1.単調増加な初等成長関数、変曲点を持つミッチェルリッヒ・ロジスティック・ゴンペルツの3つの成長関数、変曲点の位置に自由性のあるリチャーズ成長関数の計5つの代表的な関数について、重量・成長速度・成長加速度を用いて力学的関係式を構成し、それらを比較した結果を次に示す。(1)初等成長関数の力学的関係式は、ニュートンの運動方程式と似ており、残り4つの関数の力学的関係式にも共通して含まれる。(2)変曲点を持つ3つの成長関数の形はそれぞれ異なるにもかかわらず、それらの力学的関係式は同じ形をしている。(3)リチャーズ関数の力学的関係式は、それに含まれるmの値が0の時には変曲点を持つ3つの関数の力学的関係式に帰着し、m=1では単調増加な初等成長関数の力学的関係式に帰着する。(4)変曲点を持つ3つの関数の力学的関係式と単調増加な初等成長関数の力学的関係式との間には、数学的に越境不可能な壁がある。(5)ニュートンの運動理論との類似性に基づいた力学的関係式の観点から、単調増加な初等成長関数と変曲点を持つ3つの成長関数とがリチャーズ成長関数に統合される。2.成長関数に用いられる指数関数について、双曲線関数との関係および双曲線関数とローレンツ変換との関係を組み合わせることで、次に示す結果が得られた。(1)指数関数は、特殊相対性理論の説明に用いられるボンディのK因子と等価である。(2)指数関数それ自体が4次元の相対論的性質を持っていると示唆される(なお、このことは物理学では認識されており、相対論と量子論との連立からも指数関数が導出されている)。3.上記結果の1と2から、成長力学の構築のために、運動力学とのアナロジーを利用することの有用性が認められた。指数関数とボンディK因子との関係をさらに追究する必要がある。