hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算論的サブサンプションモデルによるコンピュータビジョン

本研究では、視覚系の基本的な機能の一つである、運動物体の発見・追従の数理的モデルを構築し、視点、視野の決定・制御問題の最適性を議論した。モデルの概要は以下の通りである。物体の認識を、物体の属性を記述するパタメータを推定するための、視覚パターンの観測過程ととらえる。すなわち、雑音像の重畳した対象物体の画像を、視点・視野を持つ観測系により観測し、対象物体の位置と大きさを最小分散推定により推定する。最適な視点・視野の決定・制御問題は、対象物体の位置や大きさに関する事前の情報に基づいて、推定誤差を最小化する観測システムを構成する問題として定式化される。提案したモデルには次のような特徴がある。1.多くの生物の視覚系が、発生学的な起源が大きく異なる場合であっても、機構が極めて類似しているという事実をふまえて、さまざまな生物の視覚系に共通する特徴を一般化したものをモデルとした。2.本モデルは観測系、最適な視点・視野の決定・制御等が数理的に記述されており、視覚系のより複雑な機能へのモデルを拡張してゆく際に整合性を保ことができる。3.モデルが、シーンの多様さに対する頑強性を有していることを示すには、実際の環境下でリアルタイムで動作するシステムを作ることが望ましい。したがって、モデルの動作に要する演算量が原理的に少ないことが望ましい。本モデルにおいて、対象物体の位置や大きさを推定するのに要する演算量は比較的少量であり、本モデルに基づくリアルタイムで動作するビジョンシステムを容易に実現できる。本研究は,サブサンプションアーキテクチャに立脚した計算論的モデルに基づくビジョンシステムを構築することを目的としたものである.具体的には,生物のさまざまな行動の過程において,視覚が果たす最も基本的な役割の一つと考えられる,移動する対象物を視覚系で追尾する機構を研究対象とした.平成5年度は,不特定の移動物体を追尾する機能に関する数理的モデルを構築することを中心に研究を進めた.視覚のサブサンプション的階層構造の中で物体を追尾する機構が占める位置は,最も低い幾つかの階層であると考えられる.これらの各階層が有効に動作するようなモデルを構築するためには,視覚系の視点・視野の制御が極めて重要となる.本研究では,各階層における情報獲得の安定性の観点からみた,視点・視野の最適制御を実現するモデルを構築を行った.また,これらの過程でモデルの妥当性,有効性を解析するために,様々な環境モデルに対する本モデルのふるまいを数値シミュレーションで明らかにした.研究計画で計上した数値シミュレーション用ワークステーションはこのために使用したものである.本研究では,視覚系の基本的な機能の一つである,運動物体の発見・追従の数理的モデルを構築し,視点・視野の決定・制御問題の最適性を議論した.モデルの概要は以下の通りである.物体の認識を,物体の属性を記述するパラメータを推定するための,視覚パターンの観測過程ととらえる.すなわち,雑音像の重畳した対象物体の画像を,視点・視野を持つ観測系により観測し,対象物体の位置と大きさを最小分散推定により推定する.最適な視点・視野の決定・制御問題は,対象物体の位置や大きさに関する事前の情報に基づいて,推定誤差を最小化する観測システムを構成する問題として定式化される.提案したモデルには次のような特徴がある.1.多くの生物の視覚系が,発生学的な起源が大きく異なる場合であっても,機構が極めて類似しているという事実をふまえて,さまざまな生物の視覚系に共通する特徴を一般化したものをモデルとした.2.本モデルは観測系,最適な視点・視野の決定・制御等が数理的に記述されており,視覚系のより複雑な機能へとモデルを拡張してゆく際に整合性を保つことができる.3.モデルが,シーンの多様さに対する頑強性を有していることを示すには,実環境下でリアルタイムで動作するシステムを作ることが望ましい.

したがって,モデルの動作に要する演算量が原理的に少ないことが望ましい.本モデルにおいて,対象物体の位置や大きさを推定するのに要する演算量は比較的少量であり,本モデルに基づくリアルタイムで動作するビジョンシステムを容易に実現できる.
光格子中の混合量子縮退気体における多様な凝縮相の研究

まず、前年度に行った光格子中のフェルミ原子173Ybによるモット絶縁体の実現に関して実験結果を吟味し、特に、ポメランチュク冷却として知られる断熱冷却効果がこの系に顕著に表れていることを明らかにした。次に、光格子中の高分解能レーザー分光をYbのフェルミ同位体に適用する実験を行った。既に類似の手法をボース同位体に適用することに成功しているが、フェルミ同位体での実験は前例のない新たな試みである。初めに、蛍光観測に用いる光学遷移を従来よりも強い遷移強度を持つものに変更するための装置開発を行った。原子ビームの直接捕獲による発光の抑制、励起光の強度安定化などの改善も同時に施した。その結果、深い光格子中の171Yb原子集団からの分光スペクトルを高い信号対雑音比で観測することに成功した。そして、磁場の変化によってこの相互作用が変化することが示唆する重要な結果を得た。最後に、従来の立方格子と異なる格子構造を持った光格子の作成に着手した。Lieb格子と呼ばれる格子は単位胞に3個の格子点を含み、そのバンド構造に平坦バンドとディラック・コーンと呼ばれる特殊な分散関係を持つことが知られている。平坦バンドにフェルミ粒子系を配置した系は平坦バンド強磁性などの興味深い多体現象を示すことが知られており、クリーンな光格子系での実現は意義のあるものである。Lieb格子を実現するため、前年度に構築した波長532nmと1064nmの2色の光格子からなる超格子に加え、新たに、直交する532nm光の干渉による光格子を追加する作業を行った。干渉計を組んで光路差にフィードバックを加えることにより、ポテンシャルの安定度を確認した。最後に、作成した格子ポテンシャルに174Ybボース凝縮体を導入し、特徴的な多重物質波干渉パターンを観測することに成功した。これにより、Lieb格子における興味深い多体問題に実験的にアプローチする準備を進めることができた。レーザー冷却された原子気体による量子多体系の研究は、高温超伝導などの固体物理の量子シミュレーションの観点から広い関心を集めている。我々は、イッテルビウム(Yb)のフェルミ同位体である171Ybと173Ybの混合系を世界に先駆けて量子縮退領域にまで冷却し、光格子に導入することに成功した。171Yb-173Yb混合系は、スピン自由度を持つクーパー対形成の可能性を持つなど、冷却原子の中でも特にユニークな系であると言える。我々は、いまだ実現されていない光格子中でのフェルミ超流動の実現を視野に入れ、この系を光格子に導入してその性質を調べた。光格子中の準運動量分布の測定から、この系が光格子ポテンシャルの深さに伴って金属から絶縁体的な振る舞いへのクロスオーバーを示すことを観測した。また、光を用いてこれらの同位体の核スピンを操作する光シュテルン・ゲルラッハ手法も開発した。この技術は、今後実現を目指している光格子中のスピン秩序の観測などに大いに役立つと考えられる。スピン6成分をもつ173Ybは、その内部自由度が核スピンのみであることに由来する高次のスピン対称性を持つ。このような系の基底状態は通常のSU(2)対称性を持つ系とは本質的に異なっていると考えられており、理論的に大きな関心を集めている。我々は、173Ybによる光格子中でのモット絶縁体実現を目指して研究を行った。モット絶縁体は、低温で多様な磁性を示すことや、高温超伝導体の多くがモット絶縁体を母体にしているなど、多くの興味深い多体現象と密接に関連している。衝突する2原子からレーザー光による励起によって分子を作り出す光会合の手法を用いて光格子のサイトの2重占有率を測定し、理論的予想と比較した結果、その著しい抑制がモット相の実現を示唆していることが確かめられた。また、光格子のポテンシャル深さの周期変調に対する応答を調べることで系の励起スペクトルに関する情報を得ることが出来るが、測定結果はオンサイト相互作用に近いエネルギーで明確なピークを示しており、モット絶縁体の実現をさらに裏付ける結果を得ることに成功した。今年度は、前年度に引き続き、光格子中のフェルミ原子173Ybが示す物性についての研究を重点的に行い、多くの成果を得ることができた。173Ybはその原子間相互作用のスピン依存性がなく、通常のSU(2)スピン対称性より大きなSU(6)対称性を持つユニークな系であり、その低温における新規な凝縮相に関心が持たれている。一方で、Ybに限らず光格子中の冷却フェルミ原子を用いた実験は、興味深い量子相が発現する温度にまで系を冷却することが難しいという問題に直面している。本研究では、SU(6)、SU(2)の対称性を持つ系の熱力学的な性質の違いを実験的に検証した。その結果、スピンに由来するエントロピーの違いにより、SU(6)の系について光格子への断熱的な導入が劇的な冷却効果をもたらすことを明らかにした。この断熱冷却効果によって、より低温で現れる量子相へのアプローチが容易になり、この系に固有の興味深い物性を明らかにすることが可能になると考えている。また、新たな試みとして2波長のレーザーを用いた光超格子の開発も行った。超格子を用いることで、従来の光格子にない自由度を追加することができ、銅酸化物高温超伝導体などの実在の物質に類似する系をよりクリーンな環境で再現することが可能になる。

既に、174Ybボース凝縮体を光超格子に導入し、特徴的な多重物質波干渉を観測することに成功している。最後に、Ybが持つ超狭線幅の光学遷移を用いた精密分光を行うための発光検出装置を開発した。高分解能のレーザー分光により、光格子中の金属-モット絶縁体転移などの多体現象に関する詳細な情報が得られることが期待される。すでにボース同位体について分光実験に成功しているが、フェルミ同位体に関しては超微細準位の存在によって発光量が少なく、十分な感度が得られていなかった。今回開発した発光レートの大きい遷移を用いた磁気光学トラップにより、フェルミ同位体に関しても同様の実験が可能になると考えられる。まず、前年度に行った光格子中のフェルミ原子173Ybによるモット絶縁体の実現に関して実験結果を吟味し、特に、ポメランチュク冷却として知られる断熱冷却効果がこの系に顕著に表れていることを明らかにした。次に、光格子中の高分解能レーザー分光をYbのフェルミ同位体に適用する実験を行った。既に類似の手法をボース同位体に適用することに成功しているが、フェルミ同位体での実験は前例のない新たな試みである。初めに、蛍光観測に用いる光学遷移を従来よりも強い遷移強度を持つものに変更するための装置開発を行った。原子ビームの直接捕獲による発光の抑制、励起光の強度安定化などの改善も同時に施した。その結果、深い光格子中の171Yb原子集団からの分光スペクトルを高い信号対雑音比で観測することに成功した。そして、磁場の変化によってこの相互作用が変化することが示唆する重要な結果を得た。最後に、従来の立方格子と異なる格子構造を持った光格子の作成に着手した。Lieb格子と呼ばれる格子は単位胞に3個の格子点を含み、そのバンド構造に平坦バンドとディラック・コーンと呼ばれる特殊な分散関係を持つことが知られている。平坦バンドにフェルミ粒子系を配置した系は平坦バンド強磁性などの興味深い多体現象を示すことが知られており、クリーンな光格子系での実現は意義のあるものである。Lieb格子を実現するため、前年度に構築した波長532nmと1064nmの2色の光格子からなる超格子に加え、新たに、直交する532nm光の干渉による光格子を追加する作業を行った。干渉計を組んで光路差にフィードバックを加えることにより、ポテンシャルの安定度を確認した。最後に、作成した格子ポテンシャルに174Ybボース凝縮体を導入し、特徴的な多重物質波干渉パターンを観測することに成功した。これにより、Lieb格子における興味深い多体問題に実験的にアプローチする準備を進めることができた。今回達成した、173YbによるSU(6)モット絶縁体の実現とそのSU(2)系との比較は他に類を見ない独創的な研究であり、国内外問わず高い評価を受けている。特に、Ybの特徴を生かしてSU(2)系との定量的な比較ができたことは当初の予想より大きな成果であったと言える。また、新たに開発した光超格子、発光検出装置については新たな実験を行う得るために必要不可欠であり、次年度の研究のための大きな足掛かりになると期待される。今年度後半に開発した光超格子と高分解能分光の装置を用いた実験を行う。いずれも、固体物理学の観点から興味のあるフェルミ原子に関しての実験例は少なく、この研究によって新たな知見が得られるものと考えている。
肺炎マイコプラズマによる肺外疾患発症に関わる肺外移行メカニズムの解明

M.pneumoniaeの持つ、上皮細胞層の完全性に影響する因子としては、細胞傷害性因子である過酸化水素が挙げられる。そこで、M. pneumoniaeが過酸化水素による細胞のダメージを低下させる可能性について調べたところ、M. pneumoniaeは過酸化水素誘導性のネクローシス様の細胞死を低下させることがわかった。このネクローシス様の細胞死について詳細に解析を行った結果、この細胞死はparthanatosと呼ばれるタイプの細胞死であり、M. pneumoniaeはこのparthanatosに特徴的な細胞質内でのpoly(ADP-ribose)の形成を抑制することで、過酸化水素誘導性の細胞のダメージを低下させ、細胞単層の完全性を維持したまま同単層を通過することが明らかとなった。また過去の報告から、このような感染細胞における細胞死の抑制は細菌の持続的な定着・感染に関与することが示されており、M. pneumoniaeも同機構によって持続感染する可能性が示唆された。Mycoplasmapneumoniae感染によるマイコプラズマ肺炎は、多彩な合併症、いわゆる肺外疾患を約25%の頻度で伴うことが知られている。肺外疾患には、M. pneumoniaeの肺外責任部位への移行が関与するとされており、この肺外移行において、M. pneumoniaeは傷害された呼吸器上皮の間隙から肺外に移行すると考えられている。しかしながら、上皮の傷害の程度の高い肺炎患者よりも不顕性感染の場合の方が肺外疾患の罹患頻度が高いことから、肺外移行には本菌の病原性機構の積極的な関与が示唆される。本研究では、肺外疾患への関与が予想される本菌の肺外移行に着目し、当該現象の初期段階である呼吸器の上皮細胞バリアの突破機構を解明することで、肺外疾患の予防や治療に際しての標的候補分子を同定すること目的としている。平成28年度は、M. pneumoniaeと感染細胞間の相互作用についての検討を行い、次の結果を得た。(1)M. pneumoniaeは感染細胞内で一定期間生存することができる。(2)M. pneumoniaeは感染細胞にCaspase-3の活性化を誘導せず、一部の細胞においてはCaspase-3活性化の抑制作用を示す。(3)M.pneumoniae感染(MOI=10、24時間感染)は各種上皮細胞に対して明らかな細胞傷害性を示さない。(4)M.pneumoniae感染は、細胞単層の経上皮電気抵抗値およびFITC-Dextran70の細胞単層通過に影響しない。以上の結果から、M. pneumoniaeは呼吸器上皮を傷害し細胞間隙を通過する(Paracellular経路)のではなく、上皮細胞内に侵入後、細胞内を通過する(Transcellular経路)か、あるいは食細胞の食胞内等に取り込まれた状態で呼吸器上皮を通過する(Trojan-horse経路)ことが示唆された。おおむね研究実施計画に記載した通りに研究は進展している。M. pneumoniaeは過酸化水素を産生することで、感染細胞を傷害することが知られている。そこで、平成29年度はM. pneumoniaeがこの過酸化水素の産生に伴う感染細胞の破壊を抑制するのではないかと考え、これについて詳細な解析を行い次の結果を得た。(1)M. pneumoniaeと過酸化水素はともに細胞のDNAを傷害する。(2)過酸化水素は上皮細胞を培養プレート表面から剥離させるが、M. pneumoniae感染はこれを低下させる。(3)過酸化水素による細胞の剥離はカスパーゼ阻害薬であるZ-VAD-FMKによって抑制されない。(4)過酸化水素による細胞の剥離はLDHリリースを伴い、M. pneumoniae感染はこれを低下させる。以上の結果から、M. pneumoniaeは過酸化水素誘導性のDNAダメージに基づくネクローシス様細胞死を制御することで、気道上皮の完全性に影響を与えずに細胞間隙を通過し、肺外に移行する可能性が示唆された。他の研究グループの報告から、予想とは異なる経路でM. pneumoniaeが細胞単層を通過することが明かとなったが、M. pneumoniaeと感染細胞の相互作用についての詳細な解析から発展的なデータが得られており、研究は順調に進展していると考えられる。平成29年度は、まず、前年度に使用したものより低分子のFITC-Dextran4を用いて、M. pneumoniaeの細胞単層通過におけるParacellular経路の関与についての再評価を行う。同実験にてParacellular経路の関与が否定された場合、以下の検討を行う。(1)M. pneumoniaeは好中球に取り込まれた状態で生存できるか。(2)M. pneumoniaeは好中球の生存期間を制御できるか。

(3)M. pneumoniaeの上皮細胞侵入にはどのようなシグナル分子が関与するか。(4)M. pneumoniaeの上皮細胞侵入及び上皮細胞通過に本菌の接着・運動因子は関与するか。また、前年度の解析から、M. pneumoniaeが感染上皮細胞に明らかな細胞傷害性を示さなかったことから、本菌の細胞傷害性因子について、その産生量や上皮細胞の抵抗性について評価・検討を行う予定である。平成30年度は、過酸化水素誘導性の細胞死の詳細な解析とM. pneumoniaeによる同細胞死の抑制機構について解析を行う。過酸化水素誘導性の細胞死がネクローシス様の細胞死であったことから、(1)necroptosisとparthanatosの阻害薬処理によって過酸化水素誘導性の細胞死が抑制されるか、(2)過酸化水素刺激によってこれらの細胞死に特徴的なシグナルの活性化が認められるか、(3)M.pneumoniae感染が同シグナルの活性化を抑制するかについて調べる予定である。また、同解析によって同定されることが見込まれるシグナル分子群が、実際にM. pneumoniaeの細胞単層の通過に関与するかどうかについても併せて評価を行う。おおむね予定通りに助成金を使用したが、納入金額と当初の見積もりに差があったため、少額の残余が生じた。他の研究グループから関連する論文が発表されたため、平成29年度はその検証と関連する現象の詳細な解析を行った。そのため、当初予定していた消耗品等の購入を一部取りやめており、結果として交付金に残余が生じた。次年度はM. pneumoniaeの細胞単層通過における感染細胞死について解析を行う予定であり、残余金は同解析に必要な試薬キット類の購入費用に充てる。残余は次年度の試薬購入費(物品費)に充てる予定である。
急性骨髄性白血病の微小環境における治療抵抗性機序の解明および克服療法の基礎研究

SMO阻害剤の効果について、ストローマ共培養系等を含めて検討を継続し、ヘッジホッグ(Hh)シグナルを介した効果であることを裏付ける実験を進めた。SMO阻害剤投与に関わるシグナル経路について、マイクロアレイを用いた遺伝子プロファイルの網羅的解析を行った。標的分子の定量PCR、Western blotting、細胞内FACSなどを用いた詳細な作用機序・サロゲートバイオマーカーの確立についての基礎実験を継続した。そのなかで、多能性を示す転写因子であるNANOGが、妥当なバイオマーカーとなることが明らかになった。急性骨髄性白血病(Acute Myeloid Leukemia; AML)細胞株やプライマリー細胞を、骨髄ストローマ細胞共培養や免疫不全マウス(NOG、NODマウス)へ移植・継代する系を用いて、抗がん剤に対する微小環境における治療抵抗性モデルを樹立し、ヘッジホッグ(Hedgehog; Hh)シグナル伝達経路の病態関与を含めて検討した。AML患者骨髄由来細胞を、NOG、NODマウスに経静脈的に移植し、Ara-C等の抗がん剤や、HhシグナルにおけるSMO標的阻害剤(PF-913)の投与治療を施行した。未処置群、処置群それぞれのマウスから骨髄を採取回収し、RNA抽出後にマイクロアレイを行なった。解析には、GSEA (gene set enrichment analysis)を用いた。細胞周期、生存、治療抵抗性に結びつく機能候補分子を絞り込み、Hhシグナルに関わる遺伝子群の変化や意義についても解析を行なった。また、白血病マウス骨髄細胞について、FACSAriaを用いた表面マーカーや、細胞周期や細胞死に関わる解析を行ない、残存白血病の細胞特性について明らかにした。HS-5ストローマ細胞を用いて共培養系において、パラクライン機序を介したHhシグナルがAML細胞株やプライマリー細胞において活性化していることを確認し、Ara-Cのストローマ共培養下における耐性とSMO阻害剤の併用効果について明らかにした。また投与下における、GLI1、GLI2、GLI3等、SMO下流シグナル分子の発現変化について定量PCRやWestern blottingで解析を行い、細胞内局在の変化についても検討した。SMO阻害剤投与後に、細胞分化に関わる表面マーカーの変化について検討するとともに、表面抗原スクリーニングキットを用いて新規バイオマーカーの探索を行ない、有望な表面抗原について絞り込むに至った。1)微小環境における治療抵抗性急性骨髄性白血病(Acute Myeloid Leukemia; AML)モデル(主にストローマ共培養系)について、前年までに得られた残存メカニズムに関する結果やその解釈に基づいて、更に妥当な評価モデル系の確立を進めた。2)Hh(ヘッジホッグ)シグナル阻害剤の効果について検討を継続し、得られた効果が、Hhシグナルを介した効果であることを裏付ける実験を進めた。また近年、SMO/GLIs-axisを介さないnon-canonicalなHhシグナル経路の存在を示唆する報告も多数あり、SMO阻害剤投与に関わるシグナル経路について、マイクロアレイを用いた遺伝子プロファイルの網羅的解析を行い、作用機序の更なる解明とより効果的な克服療法の可能性について検討した。以上の実験系等により、プライマリーAML細胞のCD34陽性細胞分画(免疫不全マウスで高い白血病構築能を有する)において、Hhシグナルの活性上昇が示された。その分画に高頻度な静止期細胞がHhシグナル阻害剤によって減少し、コロニー形成や免疫不全マウス移植系におけるHhシグナル阻害が白血病再構築能を低下させることが示され(正常臍帯血細胞への毒性は伴わず)、網羅的なDNAマイクロアレイ解析やメタボローム解析によっても裏付けられた。また、PF-913投与によって、静止期細胞の細胞周期回転が促されAra-Cとの併用効果が認められることや、ストローマ共培養下における治療抵抗性が克服されることが示された。これらの結果より、Hhシグナルに対する分子標的療法が、耐性・残存AMLに対する新たな治療戦略となり得る可能性が示唆された。1)微小環境における治療抵抗性急性骨髄性白血病(AML)モデル(ストローマ共培養系)について、得られた残存メカニズムに関する結果やその解釈に基づいて、更に妥当な評価モデル系を確立した。2)SMO阻害剤の効果について、ストローマ共培養系等を含めて検討を継続し、得られた効果が、ヘッジホッグ(Hh)シグナルを介した効果であることを裏付ける実験(Hhリガンドや中和抗体、シグナル分子のsiRNAによるknock-down method等)を進めた。また近年、SMO/GLIs-axisを介さないnon-canonicalなHhシグナル経路の存在を示唆する報告も多数あり、SMO阻害剤投与に関わるシグナル経路について、マイクロアレイを用いた遺伝子プロファイルの網羅的解析を行った。臨床検体を用いた検討も行い、NANOG発現がSMO阻害剤の効果を反映することを確認した。また、米国血液学会などにおける学会発表や論文化を進めている。

計画通り研究は進行しており、網羅的なDNAマイクロアレイ解析やメタボローム解析などによって、興味深い結果が得られている。学会発表でも採択され、論文化も進めている。白血病分子標的療法網羅的なDNAマイクロアレイ解析やメタボローム解析などによって得られた結果について、複数の系や細胞を用いて検証を継続する。現在論文投稿も進めており、そのなかで得られたフィードバックや指摘などについても検討を進める。研究は計画通り進行するとともに、新規治療バイオマーカーの同定などにも成功し、検討を継続している。これらの成果は、海外学会(ASH、AACR、Keystoneシンポジウム)等でも演題採択され、発表に至っている。スクリーニング実験より得られた新規治療バイオマーカーの生物学的活性や意義について、重点的な検討を継続していく。また、AMLなど造血器悪性腫瘍を対象としたSMO阻害剤の早期臨床治験も開始されており、IRB申請•承認や適切なICに基づいた上で、臨床検体を用いたトランスレーショナル研究についても平行して行なっていく。
鋼とコンクリートの境界部における鋼材腐食量推定法と鋼トラス橋の健全度評価

近年,鋼トラス橋の斜材がコンクリート床版に埋め込まれる接合箇所において,鋼材腐食が顕在化している事例が報告されている.本研究では,振動試験に基づく点検手法を提示するための基礎的検討として,H形鋼をコンクリートに埋め込んだ鋼コンクリート接合部の供試体を作製し,コンクリート境界部の鋼材腐食量(電食時間)と減衰定数との関係を整理した.その結果,減衰定数が23%程度に達すると減衰定数が健全時と比較して1040%程度増加する傾向が見られた.近年,鋼トラス橋の斜材がコンクリート床版に埋め込まれる接合箇所において,鋼材腐食が顕在化している事例が報告されている.本研究では,振動試験に基づく点検手法を提示するための基礎的検討として,H形鋼をコンクリートに埋め込んだ鋼コンクリート接合部の供試体を作製し,コンクリート境界部の鋼材腐食量(電食時間)と減衰定数との関係を整理した.その結果,減衰定数が23%程度に達すると減衰定数が健全時と比較して1040%程度増加する傾向が見られた.本研究は,鋼とコンクリートの境界部に生じる鋼材腐食に着目し,共鳴振動試験による鋼材腐食量推定法(非破壊検査法)の開発を目的としている.具体的には, 2年間の研究期間に以下を検討する.1年目:解析的検討および小型供試体の共鳴振動試験による非破壊検査法の提案2年目:実験データの補充および大型供試体での実証試験,構造物の安全性評価への適用今年度は,解析プログラムの作成と共鳴振動試験システムの構築が完了した.また,鋼とコンクリートの境界部を模擬した小型供試体を作製し,電食によって境界部の鋼材腐食のみを促進させることに成功した.これらの小型供試体の共鳴振動試験から得られた研究成果を以下に列挙する.1)鋼とコンクリートの境界部が著しく腐食しても,鋼材の共鳴振動数はほとんど変化しないことが示された.2)境界部付近の共振時の応答加速度(フーリエ振幅比)に着目することによって,境界部腐食の有無が推定できる可能性が示唆された.具体的には,境界部腐食によって2次モードのフーリエ振幅比が大きくなることが確認された.3)調和振動解析により,上記1), 2)の妥当性が理論的にも示された.今年度の小型供試体を用いた検討では,共鳴振動試験に基づく手法によって,鋼とコンクリートの境界部に生じる鋼材腐食量の推定が可能になることが示唆された.次年度は,実験データの補充と大型供試体への拡張を図り,提案手法を汎用的な非破壊検査法に発展させる.さらに,この非破壊検査法を用いた鋼トラス橋の健全度評価法を体系化する.本研究は,鋼とコンクリートの境界部に生じる鋼材腐食に着目し,共鳴振動試験による鋼材腐食量推定法(非破壊検査法)の開発を目的としている.今年度の検討では,このような簡易点検手法を構築するための基礎的データの収集を目的として,鋼とコンクリート接合部を模した供試体を作製し,鋼材腐食が振動特性に及ぼす影響を検討した.得られた知見を以下に列挙する.(1)小型起振機を用いた共鳴振動試験方法を提示した.この試験方法によって接合部供試体の振動特性(固有振動数や減衰定数など)を精緻に評価できた.(2)本実験の範囲において,鋼板を用いた接合部供試体では鋼材腐食による明確な振動特性の変化は確認できなかった.(3)H形鋼を用いた接合部供試体でも鋼材腐食に伴う固有振動数の変化は小さい.しかし,鋼材腐食率が23%程度を超えると減衰定数が1040%程度増加する傾向が見られた.(4)形鋼の曲げ試験により,上記(3)で検討した23%程度の鋼材腐食率では部材の曲げ剛性や耐荷力にほとんど影響しないことを確認した.
タンパク質立体構造の構築原理研究の総括

4年間の研究期間で始められたこの特定領域研究の目標は、「蛋白質のアミノ酸配,列に立体構造と機能に関する情報がいかに書き込まれているか」を、生物進化的および物理化学的観点の両面から明らかにすることであった。研究の発足時には、蛋白質立体構造の基本型が1000個程度の有限な数に限られるとの見通しの下に、立体構造未知のアミノ酸配列を既知の立体構造に乗せ、その適合性を判定することによって立体構造を予測するプログラムが想定された。4年間の研究の成果は、予測と言う実用的目標に関しては、じわじわと進歩しているものの、快刀乱麻とは行かず、問題の複雑さが明らかになった。その様な最先端の研究を組織できたと同時に、わが国のこの分野の研究の活性化に大きな寄与をした。年1回開いてきた本研究主催の公開ワークショップには、400人を超える参加者があり、200件を超える一般ポスター発表が行なわれた。平成11年度には、得られた多様な成果を取りまとめ、広く学会・社会に知っていただくための活動を行なった。具体的には(1)一般学術図書出版の準備をし、また(2)公開の講演会を開いた。(1)本特定領域研究の成果を中心に学術図書をわが国の重要な総説誌である「蛋白質・核酸・酵素」の別冊として出版するための準備をすすめた。2回の編集委員会を開き、別冊の構成を練り、出版社に提案する準備をした。近く提案する予定である。(2)学術講演会としては、第一に特定領域研究実施中も大変に盛況のうちに開いてきた公開ワークショップを本研究の活動として6月14日神奈川県民ホールで開いた。350人を越す参加者を得て盛況であった。参加研究者の研究上の背景が多様であるため、研究者が互いの研究を理解し有効な研究協力を進めるためには、ゆっくり落ち着いて研究討論のできる場が必要である。一方、参加研究者数は当初予想を越えて51名になった。研究者間の交流を図るのに、通常の2、3日程度の班会議では、一人10分程度の講演になってしまい、背景の異なる研究者間の理解を図るのは容易ではない。そこで「グループ研究会方式」で行くことにし、(F)フォールディング、(S)安定性、(Y)ダイナミックス、(L)リゾチーム・ラクトアルブミンケイ系、(N)博物学、(D)デザイン、の6つの研究会を組織した。計画班の班員は1つあるいは複数のグループに属して頂き、公募班の班員は、どのグループに属さないことも、1つあるいは複数のグループに属すことも自由に選択して頂いた。各研究会はこの初年度の間に、一回あるいは二回の研究会を開いた。本重点領域研究に参加している研究者の本年度の成果発表と、領域外の研究者との研究交流を目的として、12月12-13日に早稲田大学国際会議場において第2回「タンパク質立体構造の構築原理」ワークショップを開いた。このワークショップは文部省科学研究費総合研究(A)片岡班およびHFSPプロジェクト桑島班と共同主催し、本重点領域研究によって4人の,HFSPプロジェクトによって2人の外国人研究者を招待し、さらに日本人研究者6人の講演も含めた講演会を開いた。それ以外に、班員、班員外の方々にポスター形式による発表をしていただき、175件の発表があった。参加者総数は359名であった。本重点領域研究は4年間の期間があるため、じっくり進める大型のプロジェクトに取り組むことができた。それらは順調に進行している。昨年に引き続き、「グループ研究会方式」によって重点領域研究全体の運営にあったた。運営の基本方針を審議する総括班会議は、年度を通して5回開催した。

重点領域研究に参加している計画班員、公募班員全員の研究上の交流を図るため、平成8年7月28日から8月3日まで6日間、長野県志賀高原のホテルにおいて、一連のグループ研究会を開催した。班員は各自が参加している研究会の部分には参加することを義務づけ、その他の参加していない研究会への出席は自由とした。班員の研究室の院生等の参加もあり、延べ100人以上の参加者があった。充分に時間を取り、深い議論を交わすことができた。12月9日には、京都市の京都リサーチパークにおいて、「蛋白質立体構造の構築原理」講習会を、本重点領域における主として立体構造およびデータベースの計算機による研究に関する成果を、分子生物学、構造生物学、生物物理学、生化学、細胞生物学等の分野の研究者に公開する目的を持って開いた。受講者は公募し、100人を越える応募者から40人を選び、一日実習を含む充実した講習を受けていただき、大変に好評であった。12月10、11日の二日間、京都会館会議場において、本重点領域研究主催の第3回ワークショップを開いた。班員は全て、ポスター発表を義務づけ、その他一般の研究者からの発表もしていただいた。それ以外に、招待外国人講演者5名、日本人講演者3名による口頭の講演もあった。ポスター発表は188件、参加者総数は400人を越えた。参加研究者の研究上の背景が多様であるため、研究者間の協力を進めるためには、ゆっくり落ち着いて研究討論のできる場が必要である。そこで、初年度から方針を引き継いで、6つのグループからなるグループ研究会方式で領域内の研究者間交流を図った。これらのグループ研究会主催の一連の研究会を平成9年7月28日から8月3日まで長野県志賀高原において開いた。班員は、全日、あるいは自分が参加しているグループ研究会の開かれている期間参加した。また、本重点領域研究に参加している研究者の本年度の成果報告と、領域外の研究者との研究交流を目的として、ワークショップ「タンパク質立体構造の構築原理」を、本重点領域研究発足の前年から毎年一回開いてきているが、本年度はその第4回を平成9年12月9日、10日の二日間静岡県三島市において開催した。この会では外国人招待講演者6名(内1名は、航空便の関係で欠席)を含む9名による講演発表と、216件のポスター発表があった。さらに、本重点領域成果の公開と他分野の研究者との交流を目標として、開発された立体構造解析用のソフト利用の講習会を第2年度から開いている。本年度は、第2回を東京農工大学において開いた。これは実習つきの講習会であるため、参加者数を絞らざるを得なかった。応募いただいた方のなかから、48名の方に参加頂いた。第3年度を終え、既にいくつかの特筆すべき研究成果が得られると共に、この分野の著しい活性化を見ることができた。最終年度には、さらに顕著な成果を挙げると共に、分野の着実な実力をつけることがわれわれの課題である。4年の研究期間で始められたこの特定領域研究全体の目標は、「蛋白質のアミノ酸配列に立体構造と機能に関する情報がいかに書き込まれているか」を、生物進化的および物理化学的観点の両面から明らかにすることであった。本特定領域研究発足時には、蛋白質立体構造の基本型が1000個程度の有限な数に限られるとの見通しの下に、立体構造未知のアミノ酸配列を既知の立体構造に乗せ、その適合性を判定することによって立体構造予測をすると言うプログラムが想定された。この4年間の研究の結果は、この問題が実はかなり複雑であることを明らかにした。
シラノールを原料とした超分子および新規骨格シロキサン類の合成

1.新規シラノールの合成当該研究機関において、以下の新規シラノールを合成、単離し、構造決定を行った。シラントリオール[RSi(OH)_3]およびジシロキサンテトラオール[(RSi(OH)_2O)_2](R=i-Pr, Mes, Tip, cyclohexyl)、シクロテトラシロキサンテトラオール[(i-PrSi(OH)O)_4](4つすべての立体異性体)、不完全縮合シルセスキオキサン(T_3(OH)_3、T_4(OH)_2、T_5(OH)置換基はTipおよびMes、t-Bu)。2.シラノールによる超分子の合成3.多環式ラダーシロキサンの合成まず、1で合成した環状シラノールall-cis-(i-PrSi(OH)O)_4を原料とし段階的にはしごを延ばしていく手法を開発し、これにより初めて5環式のラダーシロキサンを合成した。また、出発物である環状シラノールを立体特異的に合成する方法を見出し、それにより初めてanti型の5環式ラダーシロキサンも合成した。また、はしごを延ばしていくときに用いる試剤をジアステレオマー分離して用いることにより、収率を向上させ、また、伸長可能な異性体のみを合成することに成功した。この手法により、これまでに例のない7環式、および9環式のラダーシロキサンを合成した。これら多環式ラダーシロキサンは高い熱的安定性と均質性を示し、高機能素材としての応用が期待される。初年度である本年度は、以下のような結果を得た。1.超分子形成これまでに発表したall-cis体のシクロテトラシロキサンテトラオール、(i-PrSi(OH)O)_1と同一の骨格で、水酸基が異なった立体配座を持つ異性体の合成を検討した。all-cis体はジクロロジイソプロピルシランの加水分解により合成したが、同一の原料から先にi-PrSiPhCl_2を合成し、これを加水分解することにより(i-PrSiPhO)_1を合成し、これを先に開発した脱フェニル塩素化によりハロゲン化、加水分解でall-cis体とは異なった立体構造を持つテトラオールを合成することができた。現在結晶化を行っているが、NMRの結果よりall-trans体、cis,trans,cis体、のどちらかであることがわかっており、特に後者はアンチ骨格を有するラダーシロキサンの原料になることから、現在大量合成を行っている。また、脱フェニル塩素化、加水分解では単一の異性体からは単一の生成物を得ており、反応は立体特異的に進行していることがわかる。今後構造決定、および新しい超分子形成の原料として検討を加える。また、形成した超分子から脱水縮合によりナノサイズのポリマーを作るために、固体状態で脱水縮合を起こすことを計画し、モデル化合物を用いて条件を検討している。2.ラダーシロキサン合成本年度は出発物である(i-PrSi(OH)O)_1から、(i-PrPhCl)_2Oとの反応により3環式のラダーシロキサンを合成し、分離、精製しすべての異性体の構造を決定した。これらラダーシロキサンのフェニル基を脱フェニル塩素化により3環式ラダーシロキサンのテトラオールへ導いた。このテトラオールと(i-PrPhCl)_2Oの反応により5環式ラダーシロキサンを初めて合成し、構造決定を行った。二年目である本年度は、以下のような結果を得た。1.超分子形成これまでに超分子形成の原料になっていたall-cis型のテトラオール(i-PrSi(OH)O)4に加え、本年度はそれ以外のすべての異性体、すなわちall-trans、cis,cis,trans、cis,trans,cis体を合成、分離した。all-trans体以外は構造解析も完了し、それぞれ水素結合により特異な超分子を形成していた。cis,cis,trans体はシート状構造、cis,trans,cis体は完璧なanti型のラダー構造をしていた。

現在これらの化合物の収率構造と、固体状態でのシロキサン合成により、完璧な構造を持つラダーシロキサン、あるいはシート状シロキサンへと導く検討を行っている。2.固体状態反応試剤としてp-トルエンスルホン酸を用い、乳鉢ですりあわせることで、固体状態でシロキサンを合成することに初めて成功した。現在ジフェニルシランジオールについて、ほぼ定量的に反応が進行することを確認しており、また、炭素類縁体では不可能であった、アルキル置換基のシラノールを原料にしたときも反応が進行することが明らかになった。現在、この反応の条件の最適化と、実際に超分子の単結晶を用いて、固体反応を起こすことを検討している。3.ラダーシロキサ5環式のラダーシロキサンを合成し、すでに報告した。現在さらに環数の多いラダーシロキサンを合成するために、反応の原料を立体選択的に合成、あるいは分離し、ラダーシロキサン合成の際に収率低下の原因となるsyn体、ならびにターミナルのフェニル置換基がcis位置でないものを最初から除くことができるルートの検討を行っている。これにより、ほぼ定量的な収率で、多環式のラダーシロキサンが合成できる。最終年度である本年は、以下の結果を得た。1.ラダーシロキサンの合成昨年度に初めて5環式のラダーシロキサンを合成し報告したが、本年度はさらに長いラダーシロキサンの合成に成功した。これまでの方法では、ラダーを伸長するのに適した異性体だけではなく、種々の骨格、立体を持つものが生成してくるため、5環式を越えるものの合成は不可能であった。そこで、新たに成長鎖であるジシロキサンのジアステレオマーを分離しラダーに適した異性体のみを使う方法を計画した。具体的には末端の官能基がシス位となるRS体のみを用い、トランス体となりラダー形成が不可能な異性体は分離し除去した。これにより、目的とするラダー型の化合物が選択性よく得られ、結果として、7環式、9環式のラダーシロキサンを合成することができた(投稿準備中)。また、これまでは出発物である環状シラノールはall-cis体のみを用いていたが、フェニルイソプロピル置換のシクロテトラシロキサンを合成、分離し、立体を保ったまま環状シラノールに導く方法を開発し、これにより、アンチ型のラダー骨格を与えるcis, trans, cis型の(i-Pr(OH)SiO)_4を合成、単離することに成功した。これにより、これまでに報告例がないアンチ型の5環式ラダーシロキサンを初めて合成することができた。これまでに合成したラダーシロキサンのスペクトル、熱的測定をまとめ、環の増加に伴って安定性が増すこと、また、ラダーシロキサンポリマーの指標となるIR、NMRの特徴について示すことができた。2.超分子合成本年度も引き続いて、固体状態での脱水反応を検討した。これにより、単純なシラノールについては容易に脱水しシロキサンへ導くことができるようになった。現在さらに、水素結合超分子にも適応できる合成条件を検討している
種子植物の生殖に関わるRNA結合タンパク質PPRの分子進化と機能の解明

本研究では35アミノ酸の縦列繰り返しモチーフであるpentatricopeptide repeat (PPR)タンパク質がRNAを認識するメカニズム,およびPPRファミリーの種子植物の生殖進化への関わりを明らかにすることを目的としている.本研究ではPPRのうち, Rf-PPRと呼ばれるサブグループに着目した. Rf-PPRはPPRの中でも特に多様性が高く,ミトコンドリアのRNA配列に対応して進化してきている.アブラナ科のモデル植物シロイヌナズナを用いる事で, Rf-PPRの機能解析,分子進化解析を行い, PPRとミトコンドリアゲノムの共進化の理解を目的とした.平成25年度は, Rf-PPRのうち,シロイヌナズナRFL2のノックアウト系統を得て機能解析を行った.トランスクプトーム解析を用いて, rf12変異体ではミトコンドリアのorf291という遺伝子由来のRNAのみが異常に蓄積することを明らかにした.転写末端解析により, RFL2はorf291のRNAを内部で切断する機構に関与していることが示された.RNA ge1-shift assayとPPRがRNAに結合する法則性より, RFL2が高い特異性を持っと思われるorf291上の15塩基のRNA配列を明らかにした.この配列はRNA切断サイトより上流約70塩基の位置にあったため,直接切断を行う酵素は他に存在することが示唆された.近年,植物ではタンパク質性のRNase P (PRORP)が発見されており,この酵素が切断活性を持っている可能性が考えられた.従ってミトコンドリア局在のPRORPのノックダウンを行ったところ,予想通りorf291の切断活性が抑制された.これはアダプターとなるPPRが制限酵素PRORPをRNA切断サイトに呼び込んでいる機構を示唆しており,二分子によるRNA代謝メカニズムの存在を明らかにした.申請書に記載したPPRコードの解読は共同研究によって第一段階を達成することができた.さらに, RFL2が結合するRNA配列の最小単位を決定できただけに留まらず,協調的に機能する可能性があるRNA切断酵素も見出す事ができた.(抄録なし)本研究では35アミノ酸の縦列繰り返しモチーフであるpentatricopeptide repeat(PPR)タンパク質がRNAを認識するメカニズム,およびPPRファミリーの種子植物の生殖進化への関わりを明らかにすることを目的としている.本研究ではPPRのうち,Rf-PPRと呼ばれるサブグループに着目した.Rf-PPRはPPRの中でも特に多様性が高く,ミトコンドリアのRNA配列に対応して進化してきている。アブラナ科のモデル植物シロイヌナズナを用いる事で,Rf-PPRの機能解析,分子進化解析を行い,PPRとミトコンドリアゲノムの共進化の理解を目的とした.2011年度は以下の計画に従って研究を遂行した.(1)Rf-PPRの植物内における機能変異株の取得およびRf-PPRタンパク質の精製・Rf-PPRへのT-DNAあるいはトランスポゾンDsホモ挿入系統の取得及び表現型調査シロイヌナズナにおける26個のRf-PPRのうち,6個の遺伝子についてT-DNAが挿入された遺伝子破壊系統を得る事ができた.変異体のミトコンドリア遺伝子発現パターン,および表現型については現在調査を行っている.・リコンビナントRf-PPRタンパク質発現、精製系の確立14種類のRf-PPR遺伝子断片を大腸菌でのタンパク質発現ベクターに導入し,リコンビナントタンパク質が可溶性画分に蓄積することを確認した.そのうち2つのものについてタンパク質精製系を確立した.(2)種内,種間におけるRf-PPRのバリエーションRFL配列の取得及び進化選択圧の検出・各植物種からRf-PPRのクローニングおよびシークエンス解析科内の種を広くカバーする38種のアブラナ科植物からdegeneratePCR法によってRf-PPRの遺伝子断片のクローニングを行った.Roche 454 GS-FLX解析によりPCR産物のシークエンス解析を行った.・PAMLなどシークエンス解析ソフトウェアによるRf-PPRの分子進化解析分子進化解析の結果,RNAの認識を決定するアミノ酸に非常に高い多様性がある事が明らかとなった.・1001ecotypesからのRf-PPRシークエンスの取得及び集団遺伝学的解析本研究では35アミノ酸の縦列繰り返しモチーフであるpentatricopeptiderepeat (PPR)タンパク質がRNAを認識するメカニズム,およびPPRファミリーの種子植物の生殖進化への関わりを明らかにすることを目的としている.本研究ではPPRのうち,Rf-PPRと呼ばれるサブグループに着目した.Rf-PPRはPPRの中でも特に多様性が高く,ミトコンドリアのRNA配列に対応して進化してきている.アブラナ科のモデル植物シロイヌナズナを用いる事で,Rf-PPRの機能解析,分子進化解析を行い,PPRとミトコンドリアゲノムの共進化の理解を目的とした.Rf-PPRのうち,シロイヌナズナRFL2のノックアウト系統を得て機能解析を行った.rfl2変異体ではミトコンドリアのorf291という遺伝子由来のRNAが異常蓄積することを明らかにした.RNA immunoprecipitationとRNA gel-shift assayを用いてRFL2がin vivoとin vitro両方でorf291の特異的なRNA(図1黄色部分)に結合する事を明らかにし,RFL2はorf291に由来するRNAの切断に直接関わっているという可能性が示唆された.rfl2変異体ではミトコンドリアCytochrome coxidase複合体のサブユニットであるCOX2の量が約60%に減少していた.

ORF291タンパク質とCOX2のN末端配列は100%一致しており,ミトコンドリア内膜貫通ドメインに相当する.従って変異体におけるCOX2の減少はORF291の異常な蓄積による競合作用の可能性も考えられ,今後詳細な生化学解析を行う予定である.本研究では35アミノ酸の縦列繰り返しモチーフであるpentatricopeptide repeat (PPR)タンパク質がRNAを認識するメカニズム,およびPPRファミリーの種子植物の生殖進化への関わりを明らかにすることを目的としている.本研究ではPPRのうち, Rf-PPRと呼ばれるサブグループに着目した. Rf-PPRはPPRの中でも特に多様性が高く,ミトコンドリアのRNA配列に対応して進化してきている.アブラナ科のモデル植物シロイヌナズナを用いる事で, Rf-PPRの機能解析,分子進化解析を行い, PPRとミトコンドリアゲノムの共進化の理解を目的とした.平成25年度は, Rf-PPRのうち,シロイヌナズナRFL2のノックアウト系統を得て機能解析を行った.トランスクプトーム解析を用いて, rf12変異体ではミトコンドリアのorf291という遺伝子由来のRNAのみが異常に蓄積することを明らかにした.転写末端解析により, RFL2はorf291のRNAを内部で切断する機構に関与していることが示された.RNA ge1-shift assayとPPRがRNAに結合する法則性より, RFL2が高い特異性を持っと思われるorf291上の15塩基のRNA配列を明らかにした.この配列はRNA切断サイトより上流約70塩基の位置にあったため,直接切断を行う酵素は他に存在することが示唆された.近年,植物ではタンパク質性のRNase P (PRORP)が発見されており,この酵素が切断活性を持っている可能性が考えられた.従ってミトコンドリア局在のPRORPのノックダウンを行ったところ,予想通りorf291の切断活性が抑制された.これはアダプターとなるPPRが制限酵素PRORPをRNA切断サイトに呼び込んでいる機構を示唆しており,二分子によるRNA代謝メカニズムの存在を明らかにした.実験計画は当初の予定に沿って遂行することができた.それに加え,西オーストラリア大学のIan Small教授らとの共同研究によりPPRがRNAに結合するルールを明らかにする事ができた.この成果を現在論文として投稿しており,今後本研究を推進するにあたって有利な情報になると考えている.rf12変異体の表現型解析を行い,興味深い現象を見出す事ができた。また,RFLとorf291の共進化についても興味深い知見を得る事ができた.申請書に記載したPPRコードの解読は共同研究によって第一段階を達成することができた.さらに, RFL2が結合するRNA配列の最小単位を決定できただけに留まらず,協調的に機能する可能性があるRNA切断酵素も見出す事ができた.昨年度単離したRf-PPR変異体の表現型解析に加え,Rf-PPRがどのRNAに結合するのかのスクリーニングを開始する.
微小かつ低濃度のばい煙に対応したダストモニタの性能評価手法の開発

これまで固定発生源からのばい煙の排出は、大気汚染防止法に基づく排出規制によって抑制され、その結果、大気環境は格段に改善されてきた。ところが、一方で、ばい煙の質が変化し、微小かつ低濃度である粒子の割合が相対的に高くなった。そのため、固定発生源のばい煙濃度測定に用いられてきた従来の公定法では、PM2.5など微小かつ低濃度のばい煙排出量を把握する事に限界が生じている。また、常時監視に必要な連続測定には対応できない。公定法の持つ問題を解決する能力を有すると考えられるダストモニタに着目し、公定法との整合性を評価できる標準法を開発するとともに、ダストモニタの高度監視性能を主要な検出法ごとに明らかにする。
異分野連携を通じたイノベーティブな人材育成

本研究においては、「地域における新しい展開を担うイノベーティブな人材育成」を明確な目標と掲げプログラムの構築を試みる。イノベーションスキルを持った人材は、企業で最も求められているが、十分にそのスキルの構造化そして評価が検討されていない。今大学院教育におけるイノベーティブ人材育成のための、Cultural Competency(異文化適応力)を核とした軸として新たな教育方法を開発し、その評価を行い目的とする。
分子性結晶への包接による難分離性混合物の分離を志向した新規鎖状ホストの開発

環境負荷低減や経済性の観点から,結晶化や蒸留で分離できない混合物を簡便かつ精密に分離する方法の開発が切望される。多孔性材料を用いる分離は有望な方法の一つだが,申請者らは,非多孔性の分子性ホスト結晶を用いることで,多孔性材料を凌駕する高いゲスト選択性を発現する分離材料を開発できる可能性を見出した。本研究では,その実現を目指し,適用性の拡大と定量性の獲得のためのホスト分子の設計・合成・評価を行う。